番禺油田某FPSO解脱与回接作业

李德斌,严明,牛永胜

(中海油能源发展股份有限公司 采油服务分公司，天津 300452)

以番禺油田1套用于永久系泊的转塔生产系统(STP)系泊系统是为例，该系统目前服役的番禺油田位于南中国海珠江口盆地，香港以南约200 km海域，油田由番禺4-2，番禺5-1油田组成，区域平均作业水深约109 m。油田生产设施包含4座固定式井口平台和一艘浮式生产储存(以下简称FPSO)以及外输油船位于2井口平台的中间区域，与井口平台之间通过海底输油管线，电缆(内含光纤)进行井液、电力和通信的传输，单点所在位置水深为103 m。结合工程实例，选用平面运动控制以及多船协调作业等方式，对STP形式单点传统的解脱与回接作业方案进行改进。

1 FPSO单点舱滑环堆栈

单点滑环堆栈安装在单点浮筒顶部并且通过其下部的ESD阀门与立管连接。液滑环配备有密封油路系统且密封油路系统在生产时始终维持高于工艺液体的压力以达到隔离密封的效果[1]。单点滑环堆栈中心体通过一个底座法兰与单点浮筒中间转塔轴连接。液滑环的外圈通过法兰连接与下游工艺管线连接并将工艺液体输往分离器等下游工艺流程[2]。

单点滑环堆栈总成全高约12 m，包含6部分，见图1。

图1 某STP形式单点滑环堆栈总成

2 STP浮筒解脱

2.1 停产前准备工作

FPSO 解脱作业窗口应该选择在有义波高Hs=1.5 m，风速小于15 kn的稳定平缓的涌浪条件下进行[3]。在正式解脱STP浮筒之前限位船长及各方应该对当前作业窗口进行评估，当天气窗口能稳定在6 h以上时，即可进行浮筒解脱作业。相应的准备工作如下。

单点系泊系统液压绞车的维保和调试作业确认；液压控制舱内设备的维保和调试作业确认；单点滑环堆栈系统顶升工具的准备和调试作业确认；单点舱内CCTV信号转接至HPU控制舱的准备和调试作业确认；海底管线，滑环堆栈管线以及与滑环堆栈连接的工艺管线的冲洗，清管及泄压作业并关闭ESDV 阀门作业确认；单点浮筒舱口盖密封橡胶圈的更换作业确认等。

2.2 解脱前准备工作

FPSO 解脱作业施工期间，所有拆卸下来的配件均需要做好标识并存放在标识好的中转箱内，标明物资名称以及参考图纸编号。对于需要换新的垫圈、螺栓、螺母等零配件需要在现场做好记录和标记[4]。

为保证解脱的有效作业时长，在开始解脱作业前应进行如下的准备工作：打开船艏单点舱的两套排气/循环系统进行单点舱内排气作业并开启船艏单点舱内照明系统，保证作业区域的照明；拆除顶甲板舱口盖并进行舱口盖区域临时围蔽设施(见图2)安装；搭设工艺管线拆除用脚手架，拆除进滑环堆栈的电缆及光纤；拆除海缆与接线箱的连接，进行海缆接头以及收球筒等设施保护[5]；信号缆安装至单点绞车滚筒，使用一根尼龙绳用作牵引缆，牵引缆打双并将一头连接在绞车低载荷滚筒上，将另一头穿过绞车排缆器并通过顶甲板上的主导向滑轮至主甲板连接信号缆。

图2 单点舱顶部围蔽设施布置情况

3 FPSO限位

浮筒解脱前各方进行各自工作界面内容检查，限位船长指挥FPSO限位，当进行单点浮筒释放操作时，FPSO应该精限位在单点浮筒设计中心位置±1 m位置以内[6]；确认所有的施工点均已经清爽，水线以下部分没有遗留任何施工工机具及物件，最终检查确认后，所有的人员撤离至安全区域；调整FPSO解脱前吃水至平吃水9.7 m，单点舱打开液压锁紧机构(液压大钳)的隔离阀，开启后人员撤离至安全区域；检查确认单点舱内情况后，拆除通海阀盲板，打开单点舱通海阀开始给单点舱注水，当单点舱内外海水持平后，开始进行单点浮筒解脱作业，此时限位船长将FPSO限位在单点浮筒设计中心±1 m的范围内；液压大钳完全打开后，缓慢释放300 t单点绞车，同时保持FPSO位置，直至单点浮筒下放至自由悬浮位置(信号缆释放长度约15～19 m)；信号缆尾绳切断后，单点绞车停止，继续移动FPSO，观察信号缆末端是否出现在海面上，当末端出现在海面上之后继续移动FPSO，使得FPSO 与信号缆保持安全距离后停止移船。

4 FPSO拖航

FPSO完成单点堆栈的移位后，现场需继续对FPSO保持限位作业。单点舱内关闭通海阀以及单点舱浮筒孔盖，同时排出单点舱内海水。完成单点舱浮筒孔盖的机械锁紧并将浮筒液压锁紧机构(见图3)转换成拖航模式。

图3 液压锁紧装置与浮筒顶部布置

确认液压锁紧机构状态，确保单点浮筒舱口盖关闭时不受液压锁紧机构的影响；操作并关闭单点舱内通海阀，确认通海阀关闭之后，开始操作单点浮筒舱口盖进行关闭作业；确认单点浮筒舱口盖关闭后，开启单点舱内的排水泵，抽干单点舱内的海水；单点舱内海水抽干后，确认单点浮筒舱口盖状态，密封情况良好的情况下及时将液压锁紧机构隔离阀门关闭，同时将单点浮筒舱口盖的3个机械锁紧螺栓安装并锁紧；关闭单点浮筒舱口盖液压管线上的隔离阀，如果需要，对液压杆进行涂油保养；关闭液压控制源；确认并连接好拖带索具，FPSO调整吃水至拖航吃水；将FPSO移交至拖航船长，确认FPSO具备拖航条件。

5 FPSO回接缆绳安装

单点回接作业可以简单地理解为解脱作业的反作业，可参考解脱作业完成现场作业的工机具以及设备应该适合对应的作业准备。遵照相应作业程序检查如下工作的准备状态：

根据现场的施工顺序和空间状态，需要预先在船艏SMIT缆桩上完成主副两套拖带系统的安装；需要预先安装两条回收缆绳[7]，回收缆绳从单点舱内盖板底部吊耳上连接并沿着FPSO船艏底部经由船艏两侧舷墙连接至船艏甲板并系固(见图4)；完成先锋缆准备后，拆除FPSO船艏连接单点舱底部通海舱口盖上另一侧的回收缆；FPSO船系部门进行压载调节，调节至FPSO首部单点舱区域吃水(以实际作业要求吃水为准)停止压载。

图4 FPSO船艏回接缆绳布置

6 STP单点浮筒提拉

FPSO设施在完成复产前准备工作后，作业方及各界面施工方应依据回接操作程序执行单点回接作业。在整个回接作业过程中，应严格监测设施环境的风浪流条件，同时在完成单点回接作业后，需进行单点的回接后的转塔旋转实验[8]。详细的作业流程如下。

第一艘辅助拖轮现场带缆，从第二艘辅助拖轮上下放一个工作艇入海，工作艇确认浮筒信号缆末端漂浮段情况及漂浮方向(见图5)；工作艇打捞回收信号缆末端并准备传递；工作艇拖带信号缆末端向FPSO靠拢，从FPSO打撇缆至工作艇，工作艇完成信号缆末端和撇缆连接，随后FPSO提拉信号缆末端至船艏甲板[9]；FPSO甲板缓慢回收单点绞车，回收先锋缆，将海水中的松弛段缆绳全部回收进单点舱。注意保留一定余量，保持先锋缆和信号缆不受力，回收过程持续观测海水中缆绳状态，避免出现缠绕情况；操作单点绞车低速模式下持续回收信号缆，直至单点浮筒完全进入单点舱内；完成单点浮筒提拉就位后，完成单点浮筒锁止。

图5 限位及工作艇示意

7 结论

本文针对在中国南海海域应用范围广泛的STP形式单点，提出了关于解脱与回接作业过程中创新性的方案设计。通过采用“T”形布置控制平面运动精度，多艘拖轮指挥协调的优化方案，可缩减海上作业时间，油田提前复产，整体工程投入减少。