FPSO技术的新挑战

[加入收藏][字号: ] [时间:2012-08-23  来源:全球石油化工网  关注度:0]
摘要: 【赵耕贤】:各位领导,各位专家下午好!我很高兴参加这样的论坛,通过今天的论坛,我也学到了很多的知识。 因为会议组委会通知我的时候,我出了四个题目,结果选了这个题目。关于深海油气装置开发的思考,我准备下个月在石家庄的会议上讲。 ...

   【赵耕贤】:各位领导,各位专家下午好!我很高兴参加这样的论坛,通过今天的论坛,我也学到了很多的知识。

    因为会议组委会通知我的时候,我出了四个题目,结果选了这个题目。关于深海油气装置开发的思考,我准备下个月在石家庄的会议上讲。

    我今天讲的题目是FPSO技术新挑战。因为全球浮式的钻采平台增长趋势,可以看出蓝的就是FPSO,另外一种颜色是半潜式平台,这是TLP。最上面红色的就是半潜式平台。这是FPSO在全球应用的状态,说明它在全世界的海域都能用,这也是全球作业的FPSO统计。可以看到在巴西是最多,有37个,西非有尼日利亚、刚果、安哥拉加起来还有很多,另外英国挪威的北海有17个,我们也可以看到中国有17个。现在中海油正在操作安平油田的FPSO,准备2014年投产。

    根据《Offshore》杂志统计,FPSO系统占了35%,这个FPSO在286个浮式系统中占了186,但作为新建的占了36%,这样一算大概全世界有70座。可以看到拥有FPSO公司的排名,中国海洋石油总公司在世界上第二位,巴西是比较多的。

    我在2010年的FPSO高峰论坛上做过第一次报告,做了中国FPSO,主要介绍了中国近二十多年中国海洋石油总公司总有FPSO的业绩。中国有17个,新建11座,旧船改装6座,新建11座中,渤海7座,南海4座。海洋工程装备半潜式平台、自升式平台不能说一艘,依然FPSO归结到海洋工程装备,应该称它为一座比较好。

    中国在FPSO不同的海域有不同的布置形式。通过二十多年,全面的系统解决了FPSO上面的关键技术,而这些技术在这些上面都得到了应用,经过风浪的考验得到了验证。特别是几千吨油气生产流程的模块都应该独立,不应该跟船体整个一片连起来,因为船梁要进行弯曲,所以采取了一段固定一段滑动的理念,现在已经被国家制定到里面去了。

    FPSO为什么受到人们的青睐,而且全世界的海工论坛当中,在中国市场关于FPSO的论坛在北京、天津、上海、广州开了很多。因为它可以跟各种类型的钻采平台构成海上的浮式生产系统,适用于世界上各种平台。

    这个油田是西非的,它有四个固定的平台,还有一个FPSO。这个是半潜式平台,这是FPSO。南海硫化应用的就是这个。这个就是跟SPAR应用的情况。

    今天可以说FPSO的技术,还是比较成熟的,因为从功能上来讲,分为四大系统,就是一个船载体,也是船体。另外就是油气生产处理流程,另外就是特殊的外输,另外是特殊的系泊系统。

    中国的FPSO技术,从80年代开始,现在已经有渤海的抗冰型,浅水的超大型,还有南海的抗台风型。为什么说今天是新挑战?因为下面要提到的问题来自现场的报告。
为了希望FPSO在使用期内是安全可靠的,我认为FPSO现在的技术和实施系统还是可以值得考虑的。

    第一个问题,YOKE压载舱撞坏船体,由于船的运动,两个YOKE上面的压载舱前后移动,就撞坏了一个大洞。这是另外一种形式,就是IPL的YOKE和导管架连接处的万向接头损坏了。大家看到YOKE系统,这个YOKE是放在水上的,APL公司的强项是内转头,他也想进入渤海湾,所以把人家水上的YOKE放到水下去。人家两条钢性的腿用了锚链放到水下去了,结果由于船体的运动,YOKE拉起来以后翻转不过去,所以就损坏了。

    另外一个在2011年的时候,还是那条明珠号,是康非的一期工程,万向接头坏了。

    第三个问题,内转塔里面有13米的高层立管。这个立管内壁是20毫米厚,结果仅仅用了8年,2010年的时候发现腐蚀得只有6.1个厘米。大家可以看到里面都是腐蚀得很厉害,才只有八年,这是外国公司的产品。

    另外一个,投产了刚刚一年多,南海的腐蚀海生物生长很快,尽管我们也配置了防海生物的装置,但海水的海生物集聚得很快,如果不积极的处理,海水就进不来,整个系统就要出问题。可以看到仅仅一年多,已经把海水门要堵死了,油公司定期派潜水员下去清理。

    第五个问题,系泊链断裂问题。我们有一条旧的FPSO,12根断了7个锚链。981已经用R5的锚链,我认为可能要好多了,原来肯定没有达到这个级别。把这个锚链拿下来以后,拿到实验室去做实验,结果发现它的破断率已经低于原来的数值,只有60%。所以我认为锚链的腐蚀问题值得思考,规范的安全系数是不是要考虑适当的加大。
另外由于上面的问题,所以油田的作业者也提出了怎么实施控制系泊系统的有效年限,能不能在锚链上面加测力传感器。现在英国公司也好,荷兰公司也好,都有这个东西。所以我建议将来荷兰是IHC有这个东西,所以我觉得不管多少钱还是买回来,那我们可以在CCR里面可以控制。另外一个也是YOKE的支架和系泊腿,上面发生声音。外国公司设计的东西,只有进油口没有出油口,进去的油干了就堵死了。

    由于第五个问题引申,所以引发了作业者对南海FPSO是不是继续采用单沉底构造的关注,因为FPSO不是像油船,油船在重量超过5000吨以上一定要双底双沉保护,防止船底破坏而污染海洋。从2000年到现在南海已经有四个,包括前面改装的都是单层底的都没有发现这个问题,但我认为从保护海洋,防止船体损坏而污染海洋的话,我看油公司开始投资一点钱还是必要的。所以我认为可以按照载重量超过5000吨一定要双层底。

    另外,规范对FPSO包括半潜式平台一样,对特殊结构提出了疲劳分析,我认为这是必要的。因为对船体也好,火炬塔也好,大致可以判断设计的优劣。但我认为疲劳分析技术本身而言,因为SN缺陷是英国能源部从管接点应用过来的,完全不是船体穿过强框架的节点,只是借用而已,有的算出来一个节点寿命可以500年、800年,这个没有意义。特别是直升飞机的平台和船体的连接,生产模块支架都要做疲劳分析,直升飞机平台可能只利用两次,所以像这种问题,我认为船级社也好,业主也好,应该用讨论的办法。

    最后一个问题,从日本3月份的地震海啸引发了福岛核电站放出了放射性物质,使周围的地区带来严重的影响。这对从事高风险的海洋钢结构的人们来说,无疑是极好的教训。我们出于对FPSO安全性的考虑,也非常关注。我们虽然设计的时候,比如讲半潜式平台、自升式平台、FPSO都有防范措施,但这些措施是否能够应对突发事件是值得研究的,万一发生了事故,还是缺少必要的提示。如果锅炉分离管突然爆炸,怎么应对,怎么应对海洋泄露问题。我们的深海如果发生了像墨西哥湾这样的事故,我们国家怎么应对,我们没有这个体系,没有这个措施,没有这个人力,没有这个物资。所以今年参加一个会议,跟行业协会的赵志明在南京开会的时候,我看到了芬兰的公司报告相当精采,我就一直呼吁,我们要像陆上的消防站一样建立这样的官兵,建立这样的装备,一出现问题都能解决。当然我今天不讲那个报告,那个报告里面很精彩。你知道我们中国的大连是怎么清除油污的?就用一块布,占了它本身十倍重量把这个油挤掉,另外用拖布把油吸上来,我们是相当脆弱的。

    最后,从FPSO也好,海洋工程也好,都应该引起我们的关注、研究,事故反应了两个方面。我们的技术还应该完善,另外规范还有待完善,因为船级社的规范,我一直跟业主说,海洋工程装备各个船级社有差别的,他们不清楚,有的一个系泊系统差别1.5倍的系数,但因为有的价格便宜,所以就用它了,但最终是有风险的。
另外,顺便说一说,像这些海洋工程装备出去了以后,就像一个人大学毕业以后,踏上工作岗位,五年的磨合期,五年里面成功了,你才是真正正常发挥功能,在五年里面还是有风险。当然你可以为社会做出贡献,五年以后还是有风险,那就是操作上的问题。

    另外FPSO的派生型一直在发展,刚才岳老师说了FNLG,应该是FSRU。

    我想提几点想法,我认为工程的设计,不管是航天还是船舶都是一个完整的概念。除了要按照规范的计算分析、模型实验,这些都是理论上的,跟实际的海洋是不一样的,一定要结合专家的经验,不是一个人的专家经验,要借业内的经验,大家理性的判断讨论。我们要从这些事故当中冷静的反思。第二个船级社之间的差异是存在的,相关的条文应该做必要的修改、补充,适度的提高并统一安全因子。船级社不是出了一本规范就定了终生,要不断的从事故当中来修改,要为业主负责。

    另外,我认为规范缺失是风险评估,怎么去评估?无操作性、无标准。比如说有的时候本来有这个感知的,不算它了,分析一下应力多少,当然这也是评估,但不完善的。

    另外,场上的设备系统,从设计、制造、安装和维护,都应该考虑海油的适应性,油品的特性。外国的软件,外国的设备未必能用在南海、渤海湾,因为油品也不一样。另外,陆上的产品转化为海上使用,刚才宏华的报告,陆上的钻机怎么用到海上,是,你跨出了很大一步,因为我是发改委“十二五”海洋工程产业化专家组成员,我是支持国产化的,但要考虑到船是动态的,钻机怎么补偿?另外海洋环境的高腐蚀性也要考虑。另外,油公司操作者,你在现场应当时时观测,要观测这些关键部位,要做好现场记录,如果你处理了事故,现场经验都是非常宝贵的。要建立这个档案资料,而且要信息反馈给你们的高层,给设计部门,给制造部门,我认为现在这方面的交流很缺少,因为很多论坛,我看到了很少有真正的作业公司的人员来参与。

    最后,我想讲一点,今天都讲了我们要开发深海油气田。我认为一定要知道自己的差距,继续学习国外的先进技术,要有国外的著名厂商合作,要采用先进的设备系统,同时,我们还要注意提高国产化率。今天有很多油老板,我希望在同等情况下,你们认为国产的可以的话,要支持国产。当然,我们设备厂商一定要按照严格的国际标准,注意动态的要求,注意腐蚀的要求来制定我的东西。第一次不要考虑赚钱,付学费。

    刚才刘总的报告里面讲到,我们的深海开发,对各自争议共同开发这个说法应该说现在值得反思,可能是行不通的。另外,我们要加紧开发生产油气工程装置。我可以说有十个981、100个981,还是不够的,关键我们的海疆守不住,海军空军能保护我们的海疆,但作战距离太远。所以我一直提出来,要让世界上有四个VLFS,我们能不能在南沙群岛旁边搞一个人工岛,五六十平方米的,这时候波浪对你不起作用了。明年有一个立项,把项目提上来,但我看它的关键技术写错了,没有写到位。如果五公里长,六公里宽,30平方公里一个一个钢结构连起来,之间的连接问题是一个大问题。另外一个系泊系统是一个问题,上面不是布置优化的问题。所以说现在世界上已经有四个VLFS,日本有一个,是机场,美国在夏威夷群岛,印度尼西亚有一个工厂。我想如果南沙群岛有这么一个海军基地的话,我们南海一定守得住,因为他知道你过不来怕什么。这样的话,我们给养也能上得去,否则981去了,我没有油了,我的淡水没有了,等你三亚的供应船出来给我了以后,还没有回到三亚的时候,第二批的供应船又要出来了。这个涉及到不管是经费问题,另外周边对你有看法,说你有野心。但我认为我们中国要守住九段线,光靠几个航母不行,一定要在岛礁旁边建立VLFS。
我的报告结束了。谢谢。

    【提问】:我有一个问题,你刚才提到渤海去的抗冰平台的FPSO,在渤海湾冰矿下面,什么样的冰级是最合适的?

    【赵耕贤】:抗冰平台的问题,也是芬兰的政府规定,因为按照这个去做,绝对不会错的。就像破冰船,破冰船不是自己行进速度去破冰的,是利用船头往前进,并且船尾有冰刀不断的搅,否则又要结起来了。

    【提问】:刚才您讲到FPSO技术,适应最大的水深是多少?

    【赵耕贤】:因为水深的定义,我认为业界定义得不确切的,是按照海底的地貌来分的,300米到1500米这么三段,大陆架、大陆坡、深海这么分的。我分了六段,是根据《Off》杂志里面,中海油现在用的渤海湾20多米水深就能用,世界上可以用到2500米,将来3000米、4000米的海底油田不用这个东西了,谁来系泊你。所以现在世界上对于海上油气开发发展了五代,我们中国现在是处于第二代跟第三代的模式。最先进的模式就是生产处理全部放到海底去了。

    【提问】:干湿生产系统,整个生产平台在FPSO,最大适应水深是多少?

    【赵耕贤】:因为我不是搞流程的,这个可能粟总他们比较清楚了,从我来说,这个载体,1万米在海上都能用,但怎么去系泊它?100多米的水深,每个锚链要1500米,那么就是说1500米像DP的话,1500米不用了,如果深海要用FPSO,那么同样的吨位FPSO要大,也得要用DP了,那么要考虑燃油舱要扩大一倍、两倍的问题了。所以可能也得要用DP动力定位,看合算不合算。

    【提问】:关于刚才疲劳分析的问题,我有同感,因为大大小小都用疲劳分析,其实真的没有太大必要,非常赞同。另外我有一个问题,作为结构安全系数这方面,有些评估是过于形式,我现在觉得结构方面做的设计,可能过于保守。因为几十年以来,都是遵循AB标准来的,经过几十年的开发,经过那么多的风浪和台风,有经验总结出来,没有必要系数达到2.0,所以我觉得是否能进一步对规范进行修改,以便于降低我们开发的成本?

    【赵耕贤】:谢谢李总。我是这样看的,因为我们在工程设计的时候,往往要关注的,原来是50年一遇墨西哥湾几个平台提高到100年一遇。981的时候,为了安全起见,提高到200年一遇,我认为200年一遇已经足够了,提出更高的要求,我认为不必要。另外吨位大小根据台风来,我可以告诉你,1万吨跟30万吨在台风圈里面的运动是一样的,大家都看到了加利福尼亚风暴,可以把汽车、房子都掀上去,一层楼和五层楼一样跑。所以这种人为的不必要,当然你要求这样,大家都可以做,那你钱加得多一点。

    【陈卫东】:好的,谢谢。今天下午赵大师的报告是从实践中提出存在的问题。这是我们技术进步最重要的一个源泉。大师的风范,从他的文字里面可以看得到,就从这句很短的话里面可以看到赵大师的严禁,注意提高国产化率,关键还是要知道自己的差距。整个报告我听下来,这就是做学问的实事求是的,认真的态度。我们再一次对赵大师的精采报告,给予掌声。
今天下午的论坛就到这里结束了。

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