番禺油田某FPSO解脫與回接作業(yè)

李德斌,嚴明,牛永勝

(中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油服務(wù)分公司，天津 300452)

以番禺油田1套用于永久系泊的轉(zhuǎn)塔生產(chǎn)系統(tǒng)(STP)系泊系統(tǒng)是為例，該系統(tǒng)目前服役的番禺油田位于南中國海珠江口盆地，香港以南約200 km海域，油田由番禺4-2，番禺5-1油田組成，區(qū)域平均作業(yè)水深約109 m。油田生產(chǎn)設(shè)施包含4座固定式井口平臺和一艘浮式生產(chǎn)儲存(以下簡稱FPSO)以及外輸油船位于2井口平臺的中間區(qū)域，與井口平臺之間通過海底輸油管線，電纜(內(nèi)含光纖)進行井液、電力和通信的傳輸，單點所在位置水深為103 m。結(jié)合工程實例，選用平面運動控制以及多船協(xié)調(diào)作業(yè)等方式，對STP形式單點傳統(tǒng)的解脫與回接作業(yè)方案進行改進。

1 FPSO單點艙滑環(huán)堆棧

單點滑環(huán)堆棧安裝在單點浮筒頂部并且通過其下部的ESD閥門與立管連接。液滑環(huán)配備有密封油路系統(tǒng)且密封油路系統(tǒng)在生產(chǎn)時始終維持高于工藝液體的壓力以達到隔離密封的效果[1]。單點滑環(huán)堆棧中心體通過一個底座法蘭與單點浮筒中間轉(zhuǎn)塔軸連接。液滑環(huán)的外圈通過法蘭連接與下游工藝管線連接并將工藝液體輸往分離器等下游工藝流程[2]。

單點滑環(huán)堆?？偝扇呒s12 m，包含6部分，見圖1。

圖1 某STP形式單點滑環(huán)堆?？偝?/p>

2 STP浮筒解脫

2.1 停產(chǎn)前準備工作

FPSO 解脫作業(yè)窗口應(yīng)該選擇在有義波高Hs=1.5 m，風(fēng)速小于15 kn的穩(wěn)定平緩的涌浪條件下進行[3]。在正式解脫STP浮筒之前限位船長及各方應(yīng)該對當前作業(yè)窗口進行評估，當天氣窗口能穩(wěn)定在6 h以上時，即可進行浮筒解脫作業(yè)。相應(yīng)的準備工作如下。

單點系泊系統(tǒng)液壓絞車的維保和調(diào)試作業(yè)確認；液壓控制艙內(nèi)設(shè)備的維保和調(diào)試作業(yè)確認；單點滑環(huán)堆棧系統(tǒng)頂升工具的準備和調(diào)試作業(yè)確認；單點艙內(nèi)CCTV信號轉(zhuǎn)接至HPU控制艙的準備和調(diào)試作業(yè)確認；海底管線，滑環(huán)堆棧管線以及與滑環(huán)堆棧連接的工藝管線的沖洗，清管及泄壓作業(yè)并關(guān)閉ESDV 閥門作業(yè)確認；單點浮筒艙口蓋密封橡膠圈的更換作業(yè)確認等。

2.2 解脫前準備工作

FPSO 解脫作業(yè)施工期間，所有拆卸下來的配件均需要做好標識并存放在標識好的中轉(zhuǎn)箱內(nèi)，標明物資名稱以及參考圖紙編號。對于需要換新的墊圈、螺栓、螺母等零配件需要在現(xiàn)場做好記錄和標記[4]。

為保證解脫的有效作業(yè)時長，在開始解脫作業(yè)前應(yīng)進行如下的準備工作：打開船艏單點艙的兩套排氣/循環(huán)系統(tǒng)進行單點艙內(nèi)排氣作業(yè)并開啟船艏單點艙內(nèi)照明系統(tǒng)，保證作業(yè)區(qū)域的照明；拆除頂甲板艙口蓋并進行艙口蓋區(qū)域臨時圍蔽設(shè)施(見圖2)安裝；搭設(shè)工藝管線拆除用腳手架，拆除進滑環(huán)堆棧的電纜及光纖；拆除海纜與接線箱的連接，進行海纜接頭以及收球筒等設(shè)施保護[5]；信號纜安裝至單點絞車滾筒，使用一根尼龍繩用作牽引纜，牽引纜打雙并將一頭連接在絞車低載荷滾筒上，將另一頭穿過絞車排纜器并通過頂甲板上的主導(dǎo)向滑輪至主甲板連接信號纜。

圖2 單點艙頂部圍蔽設(shè)施布置情況

3 FPSO限位

浮筒解脫前各方進行各自工作界面內(nèi)容檢查，限位船長指揮FPSO限位，當進行單點浮筒釋放操作時，F(xiàn)PSO應(yīng)該精限位在單點浮筒設(shè)計中心位置±1 m位置以內(nèi)[6]；確認所有的施工點均已經(jīng)清爽，水線以下部分沒有遺留任何施工工機具及物件，最終檢查確認后，所有的人員撤離至安全區(qū)域；調(diào)整FPSO解脫前吃水至平吃水9.7 m，單點艙打開液壓鎖緊機構(gòu)(液壓大鉗)的隔離閥，開啟后人員撤離至安全區(qū)域；檢查確認單點艙內(nèi)情況后，拆除通海閥盲板，打開單點艙通海閥開始給單點艙注水，當單點艙內(nèi)外海水持平后，開始進行單點浮筒解脫作業(yè)，此時限位船長將FPSO限位在單點浮筒設(shè)計中心±1 m的范圍內(nèi)；液壓大鉗完全打開后，緩慢釋放300 t單點絞車，同時保持FPSO位置，直至單點浮筒下放至自由懸浮位置(信號纜釋放長度約15～19 m)；信號纜尾繩切斷后，單點絞車停止，繼續(xù)移動FPSO，觀察信號纜末端是否出現(xiàn)在海面上，當末端出現(xiàn)在海面上之后繼續(xù)移動FPSO，使得FPSO 與信號纜保持安全距離后停止移船。

4 FPSO拖航

FPSO完成單點堆棧的移位后，現(xiàn)場需繼續(xù)對FPSO保持限位作業(yè)。單點艙內(nèi)關(guān)閉通海閥以及單點艙浮筒孔蓋，同時排出單點艙內(nèi)海水。完成單點艙浮筒孔蓋的機械鎖緊并將浮筒液壓鎖緊機構(gòu)(見圖3)轉(zhuǎn)換成拖航模式。

圖3 液壓鎖緊裝置與浮筒頂部布置

確認液壓鎖緊機構(gòu)狀態(tài)，確保單點浮筒艙口蓋關(guān)閉時不受液壓鎖緊機構(gòu)的影響；操作并關(guān)閉單點艙內(nèi)通海閥，確認通海閥關(guān)閉之后，開始操作單點浮筒艙口蓋進行關(guān)閉作業(yè)；確認單點浮筒艙口蓋關(guān)閉后，開啟單點艙內(nèi)的排水泵，抽干單點艙內(nèi)的海水；單點艙內(nèi)海水抽干后，確認單點浮筒艙口蓋狀態(tài)，密封情況良好的情況下及時將液壓鎖緊機構(gòu)隔離閥門關(guān)閉，同時將單點浮筒艙口蓋的3個機械鎖緊螺栓安裝并鎖緊；關(guān)閉單點浮筒艙口蓋液壓管線上的隔離閥，如果需要，對液壓桿進行涂油保養(yǎng)；關(guān)閉液壓控制源；確認并連接好拖帶索具，F(xiàn)PSO調(diào)整吃水至拖航吃水；將FPSO移交至拖航船長，確認FPSO具備拖航條件。

5 FPSO回接纜繩安裝

單點回接作業(yè)可以簡單地理解為解脫作業(yè)的反作業(yè)，可參考解脫作業(yè)完成現(xiàn)場作業(yè)的工機具以及設(shè)備應(yīng)該適合對應(yīng)的作業(yè)準備。遵照相應(yīng)作業(yè)程序檢查如下工作的準備狀態(tài)：

根據(jù)現(xiàn)場的施工順序和空間狀態(tài)，需要預(yù)先在船艏SMIT纜樁上完成主副兩套拖帶系統(tǒng)的安裝；需要預(yù)先安裝兩條回收纜繩[7]，回收纜繩從單點艙內(nèi)蓋板底部吊耳上連接并沿著FPSO船艏底部經(jīng)由船艏兩側(cè)舷墻連接至船艏甲板并系固(見圖4)；完成先鋒纜準備后，拆除FPSO船艏連接單點艙底部通海艙口蓋上另一側(cè)的回收纜；FPSO船系部門進行壓載調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)至FPSO首部單點艙區(qū)域吃水(以實際作業(yè)要求吃水為準)停止壓載。

圖4 FPSO船艏回接纜繩布置

6 STP單點浮筒提拉

FPSO設(shè)施在完成復(fù)產(chǎn)前準備工作后，作業(yè)方及各界面施工方應(yīng)依據(jù)回接操作程序執(zhí)行單點回接作業(yè)。在整個回接作業(yè)過程中，應(yīng)嚴格監(jiān)測設(shè)施環(huán)境的風(fēng)浪流條件，同時在完成單點回接作業(yè)后，需進行單點的回接后的轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)實驗[8]。詳細的作業(yè)流程如下。

第一艘輔助拖輪現(xiàn)場帶纜，從第二艘輔助拖輪上下放一個工作艇入海，工作艇確認浮筒信號纜末端漂浮段情況及漂浮方向(見圖5)；工作艇打撈回收信號纜末端并準備傳遞；工作艇拖帶信號纜末端向FPSO靠攏，從FPSO打撇纜至工作艇，工作艇完成信號纜末端和撇纜連接，隨后FPSO提拉信號纜末端至船艏甲板[9]；FPSO甲板緩慢回收單點絞車，回收先鋒纜，將海水中的松弛段纜繩全部回收進單點艙。注意保留一定余量，保持先鋒纜和信號纜不受力，回收過程持續(xù)觀測海水中纜繩狀態(tài)，避免出現(xiàn)纏繞情況；操作單點絞車低速模式下持續(xù)回收信號纜，直至單點浮筒完全進入單點艙內(nèi)；完成單點浮筒提拉就位后，完成單點浮筒鎖止。

圖5 限位及工作艇示意

7 結(jié)論

本文針對在中國南海海域應(yīng)用范圍廣泛的STP形式單點，提出了關(guān)于解脫與回接作業(yè)過程中創(chuàng)新性的方案設(shè)計。通過采用“T”形布置控制平面運動精度，多艘拖輪指揮協(xié)調(diào)的優(yōu)化方案，可縮減海上作業(yè)時間，油田提前復(fù)產(chǎn)，整體工程投入減少。