一種超深海海洋油氣干式生產(chǎn)系統(tǒng)及其安裝撤離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海洋油氣開發(fā)技術(shù)，特別涉及一種用于在超深海環(huán)境下工作的海洋油氣干式生產(chǎn)系統(tǒng)及其安裝撤離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]南海的油氣資源極為豐富，我國對南海超深海區(qū)(水深大于1500米)的油氣開發(fā)尚處于起步階段。
[0003]目前，中國專利(專利號:ZL201110441883.6)公開了一種新型超深水油氣田工程開發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由單一的立管支撐浮筒和水中采油設(shè)備構(gòu)成，可通過采用淺水(300米水深以內(nèi))水下采油設(shè)備安裝在張力系泊的潛沒浮筒上，實(shí)現(xiàn)超深水油氣田開發(fā)。該系統(tǒng)存在如下問題:
[0004]第一，由于該系統(tǒng)仍然采用的水下生產(chǎn)系統(tǒng)，因此安裝、使用、維護(hù)的成本很高；
[0005]第二，由于該系統(tǒng)潛沒浮筒上部甲板空間有限，因此這些水下生產(chǎn)系統(tǒng)無法在浮筒上合理的布局。
[0006]中國專利(專利號:ZL 2013204961047)公開了“一種基于干式采油樹的超深水油氣開發(fā)系統(tǒng)”，該系統(tǒng)主要有干式采油樹和水下井口艙組成，干式采油樹及相關(guān)設(shè)備位于水下井口艙中，水下井口艙安裝在水中井口上。該系統(tǒng)存在如下問題:
[0007]第一，由于該系統(tǒng)位于水下100?400米處的水中平臺上，因此水下井口艙需要承受巨大的靜水壓力；
[0008]第二，水下井口艙體積較大，并且每個(gè)水下完井裝置都需要一個(gè)水下井口艙，因此不利于在水中平臺上布置；
[0009]第三，該系統(tǒng)使用的儀器繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。
[0010]現(xiàn)有的干式油氣開發(fā)裝備具有修井方便、操作成本低、停機(jī)時(shí)間短和流動安全性好的優(yōu)勢。但由于南海超深海區(qū)環(huán)境條件極為惡劣，應(yīng)用目前傳統(tǒng)干式油氣開發(fā)裝備還存在以下幾個(gè)問題:
[0011]第一，目前生產(chǎn)實(shí)際中，可用的干式油氣開發(fā)裝備僅局限于張力腿平臺和單柱式平臺；
[0012]第二，超深海災(zāi)害性海洋環(huán)境要素對干式油氣開發(fā)裝備的設(shè)計(jì)要求高；
[0013]第三，受超深海水深的限制，張力腿平臺系泊系統(tǒng)成本高昂，已成為其向超深水邁進(jìn)的主要限制因素。單柱式平臺建造難度大，渦激振動明顯，抗疲勞性能差。
[0014]第四，在超深海環(huán)境條件下，張力腿平臺、單柱式平臺的安裝和撤離程序復(fù)雜。
[0015]基于以上問題，上述專利及傳統(tǒng)的海洋油氣生產(chǎn)系統(tǒng)均無法滿足超深海環(huán)境下使用干式油氣開發(fā)裝備的可行性和經(jīng)濟(jì)適用性的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]為解決現(xiàn)有干式油氣開發(fā)裝備在超深海環(huán)境下存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種可以實(shí)現(xiàn)以下目的的超深海海洋油氣干式生產(chǎn)系統(tǒng)及其安裝撤離方法:
[0017]可以實(shí)現(xiàn)淺海移動式采油平臺在超深海中的擴(kuò)展應(yīng)用；
[0018]可以降低使用干式生產(chǎn)裝備超深海移動式采油平臺的設(shè)計(jì)要求；
[0019]可以簡化結(jié)構(gòu)，降低設(shè)計(jì)、建造、安裝和維護(hù)成本；
[0020]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種超深海海洋油氣干式生產(chǎn)系統(tǒng)，包括移動式采油平臺、干式生產(chǎn)裝備、水中平臺、剛性立管系統(tǒng)、張力系泊系統(tǒng)和水中井口系統(tǒng)。
[0021]所述的剛性立管系統(tǒng)，包括下部剛性立管系統(tǒng)和上部剛性立管系統(tǒng)。下部剛性立管系統(tǒng)將油氣生產(chǎn)通道由海底井口系統(tǒng)回接至水中井口系統(tǒng)，上部剛性立管系統(tǒng)將油氣生產(chǎn)通道由水中井口系統(tǒng)回接至移動式采油平臺的干式井口系統(tǒng)。
[0022]所述的移動式采油平臺，用于支撐干式生產(chǎn)裝備和上部剛性立管系統(tǒng)，通過下放四個(gè)圓柱形粧腿固定于水中平臺上。
[0023]所述的干式生產(chǎn)裝備，位于海平面以上，由移動式采油平臺支撐。
[0024]所述的水中平臺，位于海平面以下50?200米處，用于支撐水中井口系統(tǒng)和下部剛性立管系統(tǒng)，同時(shí)為移動式生產(chǎn)平臺提供支撐基礎(chǔ)，通過張力系泊系統(tǒng)固定在海床上。
[0025]所述的張力系泊系統(tǒng)，包括撓性接頭、張力系泊纜和吸力錨。張力系泊纜上部通過撓性接頭連接水中平臺，下部連接吸力錨，通過吸力錨將水中平臺系泊在海床。
[0026]—種超深海海洋油氣干式生產(chǎn)系統(tǒng)的安裝方法，包括以下步驟:
[0027]A、在移動式采油平臺到達(dá)目標(biāo)海域之前，首先，預(yù)安裝水中平臺，將水中平臺通過張力系泊系統(tǒng)系泊在海床上；然后，采用下部剛性立管系統(tǒng)將海底井口系統(tǒng)回接至水中平臺的水中井口系統(tǒng)；最后，調(diào)整張力系泊系統(tǒng)，完成水中平臺的工作定位。
[0028]B、將移動式采油平臺拖航至目標(biāo)海域，下放四個(gè)圓柱形粧腿至離水中平臺上甲板3-5米的地方，暫停下放。然后在拖輪的輔助下確定井位和粧腳箱槽位置，完成就位。
[0029]C、采用移動式采油平臺粧腿自帶的噴射系統(tǒng)沖洗清理水中平臺的粧腳箱槽，在對應(yīng)的風(fēng)、浪很小的工作窗下，迅速將全部粧腿同步下放到水中平臺的粧腳箱槽內(nèi)，并完成固粧操作。
[0030]D、完成固粧后，啟動移動式采油平臺升降系統(tǒng)，將移動式采油平臺主船體上升至海平面以上一定高度，避免波浪和流的作用。同時(shí)不斷調(diào)整水中平臺的壓載水，以保證水中平臺具備足夠的浮力。
[0031]E、安裝上部剛性立管系統(tǒng)，回接水中井口系統(tǒng)至移動式采油平臺干式井口系統(tǒng)，打通油氣生產(chǎn)通道，進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。
[0032]—種超深海海洋油氣干式生產(chǎn)系統(tǒng)的撤離方法，包括以下步驟:
[0033]A、當(dāng)移動式采油平臺需要撤離時(shí)，關(guān)閉水中井口系統(tǒng)，回收上部剛性立管系統(tǒng)；
[0034]B、下放移動式采油平臺主船體至預(yù)定吃水線處；
[0035]C、排開移動式采油平臺主船體壓載水，啟動升降系統(tǒng)把粧腿升至預(yù)定高度；同時(shí)調(diào)整水中平臺壓載水，使之不至于為下部剛性立管系統(tǒng)和張力系泊系統(tǒng)提供過大張力；
[0036]D、采用拖輪將其拖離。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0038]1、本發(fā)明將超深海生產(chǎn)平臺設(shè)計(jì)為一個(gè)移動式采油平臺和一個(gè)水中平臺。由于水中平臺承擔(dān)下部剛性立管系統(tǒng)重量，因此，減少了繁重的生產(chǎn)立管對移動式采油平臺的要求。
[0039]2、本發(fā)明中的水中平臺位于平均海平面以下50?200米處，明顯的降低了海面災(zāi)害性環(huán)境要素對水中平臺的作用。
[0040]3、本發(fā)明中的移動式采油平臺在正常工作狀態(tài)下，其主船體由四個(gè)粧腿支撐上升到海平面以上一定高度，因此，主船體不再受波浪和流載荷的作用，明顯降低了整個(gè)系統(tǒng)所受的波浪力和流載荷作用力。
[0041]4、本發(fā)明中的移動式采油平臺實(shí)現(xiàn)了淺海移動式采油平臺在超深海中的擴(kuò)展應(yīng)用。與目前超深海采油平臺相比，結(jié)構(gòu)形式簡單，降低建造成本。
[0042]5、本發(fā)明中的移動式采油平臺在安裝時(shí)，只需要選擇合適的工作窗，在海面輔助船只的輔助下進(jìn)行插粧，避免了使用大型安裝船只，降低了安裝風(fēng)險(xiǎn)和成本。同時(shí)在撤離時(shí)，只需要下降主船體至預(yù)定吃水處，進(jìn)行拔粧操作，因此撤離程序簡單，縮短撤離時(shí)間。
[0043]6、本發(fā)明中的移動式采油平臺安裝在水中平臺上，因此，避免了使用目前超深海采油平臺需要的復(fù)雜系泊定位系統(tǒng)。
[0044]7、與中國專利(專利號:ZL 2011104418836)、中國專利(專利號:ZL2013204961047)以及目前生產(chǎn)實(shí)際中，可用的干式油氣開發(fā)裝備(張力腿平臺和單柱式平臺)相比，本發(fā)明采用的干式井口系統(tǒng)和干式生產(chǎn)裝備，便于在移動式采油平臺上的布局，具有作業(yè)維護(hù)方便、效率高、便于控制的優(yōu)點(diǎn)。因此，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0045]本發(fā)明共有附圖11張，其中
[0046]圖1是本發(fā)明已經(jīng)安裝就位的水中平臺。
[0047]圖2是本發(fā)明水中平臺的俯視圖。
[0048]圖3是本發(fā)明移動式采油平臺。
[0049]圖4是本發(fā)明移動式采油平臺俯視圖。
[0050]圖5是本發(fā)明移動式采油平臺移航至目標(biāo)海域示意圖。
[0051]圖6是本發(fā)明移動式采油平臺到達(dá)目標(biāo)海域，下放粧腿示意圖。<