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FPSO介绍及技术进展(科普)

FPSO是英文Floating Production Storage & Offloading的缩写,中文翻译“浮式生产储存卸货装置”。它集生产处理、储存外输及生活、动力供应于一体,油气生产装置系统复杂程度和价格远远高出同吨位油船,FPSO装置作为海洋油气开发系统的组成部分,一般与水下采油装置和穿梭油船组成一套完整的生产系统,是目前海洋工程船舶中的高技术产品。同时它还具有高投资、高风险、高回报的海洋工程特点。

  FPSO俨然一座“海上油气加工厂”把来自油井的油气水等混合液经过加工处理成合格的原油或天然气,成品原油储存在货油舱,到一定储量时经过外输系统输送到穿梭油轮。FPSO系统----作为海上油气生产设施,FPSO系统主要由系泊系统、载体系统、生产工艺系统及外输系统组成,涵盖了数十个子系统。作为集油气生产、储存及外输功能于一身的FPSO具有高风险、高技术、高附加值、高投入、高回报的综合性海洋工程特点。FPSO具有抗风浪能力强、适应水深范围广、储/卸油能力大及可以转移、重复使用等优点,广泛适合于远离海岸的深海、浅海海域及边际油田的开发。

  FPSO是上安装了原油处理设备,有的FPSO有自航能力,有的则没有采用单点系泊模式在海面上固定。FPSO通常与钻油平台或海底采油系统组成一个完整的采油、原油处理、储油和卸油系统,其作业原理是﹕通过海底输油管线接受从海底油井中采出的原油,并在船上进行处理,然后储存在货油舱内,最后通过卸载系统输往穿梭油轮(SHUTTLE TANKER)。

FPSO的特点表现

  (1)生产系统投产快,投资低,若采用油船改装成FPSO,优势更为显着。而且目前很容易找到船龄不高,工况适宜大型油船。

  (2)甲板面积宽阔,承重能力与抗风浪环境能力强,便于生产设备布置;

  (3)储油能力大,船上原油可定期、安全、快速地通过卸油装置卸入穿梭油船中运输到岸上,穿梭油船不仅可与FPSO串联,也可傍靠FPSO系泊。最新FPSO还具备了海上天然气分离压缩罐装能力,提高了油田作业的经济性。

  (4)FPSO技术发展趋势随着科技发展和海上作业难度加大,海洋油气开采工程装备正在向大型化、自动化、专用化方面发展,同时国际海事组织(IMO)对涉海船舶产品的安全、环保等方面的要求也越来越严格。

FPSO设备的技术发展

  (1)建造技术向模块化发展,周期缩短

  早期建造FPSO基本上都是在船体结构建成后,在甲板上安装各种生产设备、主电站和热站等,建造一艘FPSO通常需要20个月或更长时间。目前,FPSO建造已开始采用了模块化生产工艺,船体结构和上部设施可以同时施工建造,使得FPSO建造周期可缩短至10-14个月。

  (2)位与系泊技术创新,动力配置加大

  新一代FPSO装置的系泊多为转塔式多点辐射状系泊,有的还在艏艉配备多个侧向推进器。多点系泊采用锚链和钢缆相组合,也有采用高防腐蚀的高强度聚脂纤维和锚链相组合的方式;根据当前FPSO船体尺寸增大以及作业能力增强的特点,新建的FPSO也相应配备了强大的动力系统,并设计采用侧推螺旋桨技术以提高大尺寸船体在强风暴下的生存能力,确保正常航行时的快速性能。

  (3)降低油耗、循环利用

  过去FPSO生产的原油主要靠穿梭油船外输,油田中生产的天然气在不值得铺设海底管线的情况下,只能将价值昂贵的天然气经分离处理后通过FPSO的火炬将其烧掉;现在,FPSO具有将天然气处理并转换成压缩天然气外输能力,即将海上采集的天然气压缩后用罐装,后用船舶外输,或管道输运。

  (4)石油生产能力不断加强

  2003年据《maritime—reporter and engineering news》杂志报道,新加坡远东利文斯顿船厂为挪威国家石油公司建造的”NORNE”号FPSO,原油日处理能力达到了3.5万立方米(计22万桶);2005年,大宇接获了世界上规模最大的一艘FPSO船订单,造价9.78亿美元,该船可以储存石油216万桶,将在水深1400米的深海区作业。

  (5)FPSO新概念船正在加速研发

  为了解决环境污染问题,提高FPSO系统的环保性能,世界上出现了LPGFPSO(浮式液化石油气生产储卸船)新概念船;如日本石川岛播磨重工正在建造世界上第一艘LPGFPSO,一家瑞士公司已和日本三井重工及石川岛播磨重工签订了该船单点系泊技术、采购及建造服务合约。另外,近海油气工业界也在不断进行探索,试图把油气钻井设备并入FPSO,变为FDPSO。业内专家分析认为,随着世界各国石油需求量的快速增长,新一代FPSO技术将不断涌现。

  FPSO主要技术结构表: FPSO主要技术结构

  

FPSO主要结构 功能
系泊系统 主要将FPSO系泊于作业油田。FPSO在海域作业时系泊系统多采用一个或多个锚点、一根或多根立管、一个浮式或固定式浮筒、一座转塔或骨架。FPSO系泊方式有永久系泊和可解脱式系泊两种;
船体部分 既可以按特定要求新建,也可以用油轮或驳船改装;
生产设备 主要是采油和储油设备,以及油、气、水分离设备等;
卸载系统 包括卷缆绞车、软管卷车等,用于连接和固定穿梭油轮,并将FPSO储存的原油卸入穿梭油轮。其作业原理是通过海底输油管线把从海底开采出的原油传输到FPSO的船上进行处理,然后将处理后的原油储存在货油舱内,最后通过卸载系统输往穿梭油轮。
配套系统 在FPSO系统配置上,外输系统是其关键的配套系统

 

7 Replies

  • Elvis,

    非常感谢给我们做了一次专业的科普, 大开眼界... 只是想了解一下, 作为专业过程控制系统和现场智能仪表技术的供应商和方案的提供商, 你是否了解 艾默生公司" 参与" 过这样的工程吗?

    Major Chu

  • In reply to Major Chu:

    Major,

    单单从流量技术角度上,

    FPSO中可以关注的领域有,  原油装载/卸载, 油气处理/油气分离, 油品的储存/外输。这里面有很多涉及原油,天然气的过程量测量、以及贸易交接计量的仪表应用。与陆地应用相比,主要挑战在于,油品的复杂特性,深海作业的复杂苛刻工况,仪表系统设计需更优化、更安全、同时兼顾紧凑 等。

    针对FPSO以及FLNG应用,在刚刚结束的艾默生天津站的路演中有一些深入的探讨。在过去10年中,艾默生参与了中国渤海、东海和南海多个FPSO的外输计量系统。

    随着中国对于海洋油气开采的加速推进,FPSO/FLNG技术将会更多被关注。期望在这里也可以和更多朋友探讨交流。

    Elvis

  • In reply to Elvis Yu:

    谢谢 Elvis! 让我们一同关注这一领域的应用发展,更期望更多的行业专家来参与讨论....

    Major Chu

  • In reply to Major Chu:

    找到一张图片挺形象的。

    这可真是海上的庞然大物啊,现在中海油的981也开钻了,海上采油越来越向深海发展,以后FPSO及升级平台会越来越多吧。

  • In reply to x118n:

    在海上油气开采、计量、储存等领域,不知道艾默生都提供了哪些技术和设备呢?

    感谢楼主的分享。

  • In reply to x118n:

    x118,

    这幅图太形象了, " 百闻不如一见" , 看来您是圈内人士...相信有不少艾默生的产品, 只是不知道... 象这么庞大的项目,往往是我们在新加坡和澳大利亚的团队在参与, 下次一定打听一下艾默生提供了哪些设备...

    谢谢分享, 请继续关注, 多多益善...  

    Major Chu

  • In reply to x118n:

    艾默生在FPSO有从油藏管理到优化生产及储运的一体化解决方案。

    油藏优化:艾默生ROXAR是油藏管理方面的专家,可提供4维地震,油藏建模软件提高采收率

    钻井优化:艾默生ROXAR实时在线3D模型可监测钻井路径, 泥沙监测可提高安全性和有效性

    优化油气生产:提供全套的井下/水下流量控制及油藏解决方案,包括:压力测量、水下湿气表、多相流量计、含砂仪、磨蚀传感器;分离器监测及控制

    降低非计划停车次数:AMS整体解决方案实现整个工厂设备优化、关键设备监测(泵、换热器...)

    全面提升 HSE管理水平: SIS智能安全仪表系统及预测诊断技术帮助减少事故发生,. 比如: 碳氢化合物泄漏监测 , 无线腐蚀及含砂侵蚀监测

     

    您可在艾默生全球网站找到更为详细的解决方案,中文页面即将发布。

    http://www2.emersonprocess.com/en-US/industries/oil-gas/OffshoreExplorationProduction/Pages/index.aspx

     

    艾默生在FPDO全球拥有众多MAC 项目执行经验, 包括世界上最大的钻井船及多用途FPSO(Angola),世界上第一个DP  FPS (Brazil).... 在中国也参与了中海油的众多FPSO 项目建设。

    另外我们的无线技术也在FPSO 得到应用,特别是一些老平台的改造,帮助用户实现智能海上平台。