海洋工程10课件.ppt

1、海洋工程基础设计专题-浮式海洋平台标题添加点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容前言点击此处输入相关文本内容标题添加点击此处输入相关文本内容 简介 应用背景 资源：油气资源 水深：平均水深3730米；技术：传统的导管架和重力式等平台不适合深水开发：应发展张力腿平台（TLP）、Spar、半潜式（Semisubmersible）。特点：半潜式平台由立柱提供工作所需的稳性，因此又称为柱稳式平台。半潜式平台水线面很小，这使得它具有较大的固有周期，不大可能和波谱的主要成分波发生共振，达到减小运动响应的目的；它的浮体位于水面以下的深处，大大减小了波浪作用力。当波长和平台长度处于某些比值时，立柱和

2、浮体上的波浪作用力能互相抵消,从而使作用在平台上的作用力很小，理论上甚至可以等于零 优点：半潜式海洋钻井平台具有极强的抗风浪能力、优良的运动性能、巨大的甲板面积和装载容量、高效的作业效率、易于改造并具备钻井、修井、生产等多种工作功能，无需海上安装，全球全天候的工作能力和自存能力等优点。其在深海能源开采中具有其他形式平台无法比拟的优势。福瑞斯泰阿尔法号 技术特点 适应更恶劣海域 半潜式平台仅少数立柱暴露在波浪环境中，抗风暴能力强，稳性等安全性能良好。大部分深海半潜式平台能生存于百年一遇的海况条件，适应风速达100kn120kn，波高达16m32m，流速达2kn4kn。随着动力配置能力的增大和动力

3、定位技术的新发展，半潜式平台进一步适应更深海域的恶劣海况，甚至可望达全球全天候的工作能力。工作水深显著增加 1998年新建和在建的19 艘半潜式平台中，17艘工作水深超过1524 m(5000 ft)；2002年末现有和在建的175艘半潜式平台中，31艘工作水深超过1829m(6000 ft)，16艘工作水深超过2286 m(7500 ft)，其中IHI2RBF Exploration，Deepwater Horizon、EirikRaude(Bingo9000系列)工作水深达3048 m(10000 ft)。未来20年内，工作水深达4000m5000m的半潜式平台有望出现。装备先进 第六代深

4、水半潜平台装备大功率（绞车功率达6000-7000HP及以上）的新一代钻井设备、新一代动力定位设备和大功率电力设备先进的监测报警、救生消防、通讯联络等设备，平台钻井作业的自动化、效率和安全性能等都有显著提高。趋势 在结构形式上，新一代的半潜式平台趋于大型化和简单化。平台的主尺度增大，立柱浮体和主甲板间的内部空间增大，物资（水泥，粘土粉，重晶石粉，钻井泥浆，钻井水，饮用水和燃油等）存储能力增强。平台外形结构趋于简化，下浮体趋向采用简单的方形截面，平台甲板也为规则的箱形结构；采用少节点，无撑杆的简单外形结构，立柱和撑杆、节点的型式简化、数目减少，这些改变都大大降低了节点疲劳破坏风险并减少了建造费用

5、蓝鲸1号该平台采用FrigstadD90基础设计，由中集来福士完成全部的详细设计、施工设计、建造和调试，配备DP3动力定位系统，入级挪威船级社。平台长117米，宽92.7米，高118米，最大作业水深3658米，最大钻井深度15240米，是目前全球作业水深、钻井深度最深的半潜式钻井平台，适用于全球深海作业。与传统单钻塔平台相比，蓝鲸1号配置了高效的液压双钻塔和全球领先的西门子闭环动力系统，可提升30%作业效率，节省10%的燃料消耗。蓝鲸1号拥有27354台设备，40000多根管路，50000多个MCC报验点，电缆拉放长度120万米。作为最先进一代超深水双钻塔半潜式钻井平台，该平台不仅在物理量上远

6、超于其他项目，而且在设计建造过程中，克服了技术攻关、项目管理、全球采购、实际作业应用等诸多挑战。半潜式平台设计工况 工况（平台满载、静水、半潜吃水）此种工况主要分析平台结构在重力、浮力作用下的强度，平台这时无任何运动，不钻井、无波浪，在平台每一构件上的载荷只有均布载荷和集中载荷 工况（平台满载、静水、半潜吃水，但平台整体有一定升沉运动）此工况在于分析平台有升沉时的结构强度。平台升沉运动时，平台向上的运动使平台受到与自重方向一致的惯性力作用，使结构处于不利状态。这种相当于自重增加的情况可以用向上加速度的大小表示 工况（平台满载、静水、半潜吃水，整体有一定升沉运动，且平台处于井架大钩有集中载荷时的

7、钻井作业状态）本工况在于考虑平台的静水作业时的结构强度，此时平台的受力除工况外，还应加上井架大钩所吊有的集中载荷（如钻杆、套管等）或者在钻井卡钻时大钩因突然提钻而承受的动力载荷。这种大钩载荷通常300t500t 工况（平台满载、设计风暴、半潜吃水，波长也等于2倍平台宽度，横浪，但波谷位于平台中心线上）此种状态与工况相似，只是波浪位置不同，作用于平台的波浪力的方向与工况 相反，此时平台左右立柱和下浮体有向内挤压的趋势，平台水平桁产生最大压应力，垂直曳力使平台产生剪切变形 半潜式平台的结构组成 半潜式平台的设计要点 结构尺度 半潜式平台主要结构的尺寸应基于所有预期工况下的载荷分布，用直接计算方法确

8、定。作为与导缆孔、绞盘等组成定位系泊系统一部分的局部结构应设计成能够承受与系缆拉断力相当的载荷。设计工况 正常作业工况 迁移工况 自存工况 事故工况（必要时）设计载荷 每种设计工况均应考虑静载工况和静载荷与环境载荷相组合的工况。最大应力可能出现在比业主/设计者规定的最恶劣环境条件较不严重的条件下。CCS认为必要时，将采用下列两种方法或其中之一来考虑由此产生的高应力发生概率的增高：（1）适当降低组合工况的许用应力；（2）进行详细的疲劳强度分析 气隙 除平台甲板结构是按照能承受波浪冲击设计外，在各种漂浮情况下，当考虑了平台相对于海面运动后，平台甲板结构下部至波峰之间应有一合理的气隙。此间隙可以通过

9、计算、模型试验或母型平台经验确定，并提交船级社审查批准。对于坐底的作业模式，气隙的要求应同自升式平台一致。FPSO概念 大名：Floating Production Shortage and Offloading 浮式生产储油卸油装置 定义：FPSO是一种集海上油气处理、储存、外输、生活和动力于一体，长期系泊于固定海域的大型海上生产设施。海洋石油开发三大件：平台、管线、FPSO 特点 FPSO 的主要特点为机动性和运移性好,具有适应深水采油(与海底完井系统组合)的能力、在深水域中较大的抗风浪能力、大产量的油气水生产处理能力和大的原油储存能力。FPSO可以与导管架井口平台组合,也可以与自升式钻采

10、平台组合成为完整的海上采油、油气处理和储油、卸油系统。更主要的是用于深水采油,与海底采油系统(包括海底采油树、海底注水井、海底管汇等)和穿梭油轮组合成为完整的深水采油、油气处理、原油储存和卸油系统。FPSO是把生产分离设备、注水(气)设备、公用设备以及生活设施等安装在一艘具有储油和卸油功能的油轮上，油气通过海底管道输到单点后，经单点上的油气通道通过软管输到油轮(FPSO)上,FPSO上的油气处理设施将油、气、水进行分离处理,分离出的合格原油储存在FPSO上的油舱内,计量标定后由穿梭油轮运走。中国第1艘新设计FPSO1989年渤中28-1油田（JCODC）“渤海友谊”号，十大名船之一“渤海长青”

11、FPSO设计：MARIC建造：上海沪东造船厂5.2万吨载重量“渤海明珠”FPSO设计：MARIC建造：上海江南造船厂5.9万吨载重量“渤海世纪”FPSO设计：MARIC建造：大连船舶重工集团有限公司15万吨载重量“海洋石油112”FPSO设计：MARIC建造：大连船舶重工集团有限公司16万吨载重量“海洋石油113”FPSO设计：MARIC建造：上海外高桥造船有限公司16万吨载重量“渤海蓬勃”FPSO“海洋石油117”设计：MARIC建造：上海外高桥造船有限公司30万吨载重量中国第1艘内转塔式FPSO2002年文昌 油田（CNOOC-哈斯基公司）“南海奋进”号 2002年番禺4-2/5-1 油田

12、（CNOOCDEVON公司）“海洋石油111”号技术有重大创新的FPSO“海洋石油115”FPSO设计：MARIC建造：青岛北海船舶重工有限责任公司12万吨载重量“海洋石油116”FPSO设计：MARIC建造：大连船舶重工集团有限公司12万吨载重量我国第1艘FPSO（改装）1986年北部湾围洲10-3 油田（“南海希望”号）“南海发现”号惠江26油田“南海开拓”号西江24油田“南海胜利”号流花11油田“南海盛开”号陆丰13油田“睦邻”号陆丰22油田改装南海旧船改装6艘FPSO南海的FPSO典型布置火炬塔单点油水处理模块热站动力模块堆场生活楼尾输油装置“南海奋进”号“海洋石油111”号“海洋石油

13、115”号 功能 兼有生产和储油的作用，是一座海上油气加工厂，具有小至几千立方米，大到几百万立方米的油气处理能力。是一座储油轮，储油能力可达35万吨。适应能力强，可在30-3000m 水深范围内工作。可省去外输海底管道，用穿梭油轮将商品油运往外地。设计重现期高（100年），抗风浪能力强，可长期系泊、连续工作。与“固定式导管架平台+海底管道”方案相比，具有投资省、见效快、可重复使用、风险小等特点，特别适用于远离海岸的中、深海及边际油田的开发。海工装备中最耀眼的“明星”FPSO结构 流量计模块主燃气压缩模块 B回注气体压缩模块气处理模块 原油处理模块C原油处理模块B 原油处理模块A回注/公用水模块

14、发电模块发电模块除H2S模块CO2生产分离模块CO2压缩模块主燃气压缩模块 A堆放/化学注入模块海水处理模块火炬分离模块管汇模块管汇模块管汇模块管汇模块TS068 流量计模块TS011 发电模块TS012 发电模块TS078 回注气体压缩模块TS078 CO2生产分离模块TS079 除H2S模块TS267 管汇模块TS0265/TS266/TS267 管汇模块TS224 透气塔TS077 燃烧气体存储罐模块TS289 燃烧塔 上部模块 设计关键因素与上部模块布置：甲板可用空间 整体安全布置考虑 上部模块建造策略 操作考虑FPSO配套系统 Q&A问答环节敏而好学，不耻下问。学问学问，边学边问。Heisquickandeagertolearn.Learningislearningandasking.添加标题添加标题添加标题添加标题此处结束语点击此处添加段落文本.您的内容打在这里，或通过复制您的文本后在此框中选择粘贴并选择只保留文字感谢观看Theusercandemonstrateonaprojectororcomputer,orprintthepresentationandmakeitintoafilm