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简单且油气处理功能完备的自安装生产平台及建造方法

申请号 CN202410202857.5 申请日 2024-02-23 公开(公告)号 CN117902005A 公开(公告)日 2024-04-19
申请人 中海石油(中国)有限公司; 中海石油(中国)有限公司北京研究中心; 发明人 李达; 白雪平; 张婧文; 易丛; 沈晓鹏; 苏云龙; 李刚; 邓小康; 高巍; 贾尚儒; 马荣太; 高一迪;
摘要 本 发明 涉及一种简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,包括船体、主甲板、桩腿、船体的舱室、上部组 块 、甲板间、生活楼、 直升机 甲板和安装生产设备,船体的内部设有船体的舱室,船体上设有主甲板,船体的底部设有桩腿,主甲板上分布上部组块、甲板间和安装生产设备,甲板间上设有生活楼,直升机甲板设置在生活楼上,船体的舱室包括消防设备舱。本发明的自安装生产平台具备完整的油气处理功能,在实现一座 导管 架中心处理平台的功能的同时,降低整体投资成本。
权利要求

1.一种简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,其特征在于,包括船体、主甲板、桩腿、船体的舱室、上部组、甲板间、生活楼、直升机甲板和安装生产设备,所述船体上设有所述主甲板,所述船体的内部设有船体的舱室,所述船体的内部贯穿所述桩腿,所述主甲板上分布所述上部组块、所述甲板间和所述安装生产设备,所述甲板间上设有所述生活楼,所述直升机甲板设置在所述生活楼上,所述船体的舱室包括消防设备舱。
2.根据权利要求1所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,其特征在于,所述上部组块包括伴生气处理模块、工艺处理模块、生产处理模块和电气房间模块,所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块、所述生产水处理模块和所述电气房间模块分别通过安装结构与所述主甲板实现安装。
3.根据权利要求2所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,其特征在于,所述安装结构包括模块支墩、上模块甲板、下模块甲板和模块支撑立柱,所述模块支撑立柱将所述上模块甲板和所述下模块甲板固定相连,所述模块支墩的上方设有所述下模块甲板,所述上模块甲板和所述下模块甲板的上方分别设有所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块、所述生产水处理模块和所述电气房间模块,所述下模块甲板与所述模块支墩之间布置配管。
4.根据权利要求3所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,其特征在于,所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块和所述生产水处理模块为露天模块。
5.根据权利要求3所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,其特征在于,所述电气房间模块为封闭模块,所述电气房间模块的顶部为平板,以实现临时设备停放区。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,其特征在于,所述安装生产设备包括固桩室、火炬臂、栈桥、吊机、海水提升塔、拖带设备和临时系泊锚绞车,所述固桩室、所述火炬臂、所述栈桥、所述吊机、所述海水提升泵塔、所述拖带设备和所述临时系泊锚绞车分别设置在所述主甲板上,所述固桩室分布在所述主甲板的四周,所述固桩室内部设有桩腿的提升装置,所述桩腿与所述桩腿的提升装置相连。
7.根据权利要求6所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,其特征在于,所述船体的舱室还包括压载舱、生活污水舱、生活污水处理设备舱、淡水舱、淡水系统设备舱、注水系统设备舱、公用仪表设备舱和机修间,所述生活污水舱、所述生活污水处理设备舱、所述淡水舱和所述淡水系统设备舱临近所述生活楼下方的区域设置,所述生活污水舱和所述淡水舱对称布置并且靠近所述固桩室。
8.根据权利要求7所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,其特征在于,所述船体为扁平的箱型结构。
9.一种建造权利要求2至8中任一项所述的自安装生产平台的方法,其特征在于,包括如下步骤:
同步建造及调试伴生气处理模块、工艺处理模块、生产水处理模块、电气房间模块和船体;
将所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块、所述生产水处理模块、所述电气房间模块吊装到船体的主甲板上,焊接模块支墩完成所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块、所述生产水处理模块与主甲板的固定,完成上部组块的安装。

说明书全文

简单且油气处理功能完备的自安装生产平台及建造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及海洋石油开发技术领域,具体涉及简单且油气处理功能完备的自安装生产平台及建造方法。

背景技术

[0002] 我国渤海和涠洲湾海域存在上百个小型构造油田,边际油田开发潜大,但开发效益较差。若采用传统导管架平台开发,需要动用大型浮吊资源,在导管架安装完毕后,进行组的海上安装和连接调试,施工费用较高,且对于经济年限较短的边际油田,在开发后期导管架弃置后无法重复利用,整体工程投资较高,无法实现油田的经济有效开发。
[0003] 自安装平台最早应用于钻井平台,近年来,自安装平台凭借其在位稳定、可迁移等特点,开始逐步推广应用于其他领域,如电安装平台、海上增压站平台、生活支持平台、井口支持平台等。
[0004] 像井口支持平台主要目的是油气开采及原油外输,只有部分简单的油气处理设备,但,不具备完整的油气处理能力,需要依托相邻油田的导管架生产平台上的油气处理设施对初步处理后的原油进一步处理,才能达到满足商品原油的要求,难以实现边际油田的独立开发,且增加了相邻油田设施的油气处理负担。
[0005] 为降低投资成本,自安装平台尺寸有限,若使平台具备完整的油气水生产处理功能,需在平台上配备的油气水处理设备数量较多,甲板面积相对较为紧张,建造调试均较为复杂。
[0006] 针对这一现状,亟需开发一种简单且油气处理功能完备的自安装生产平台。

发明内容

[0007] 针对上述问题,本发明一方面提供一种简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,其具备完整的油气处理功能,在实现一座导管架中心处理平台的功能的同时,降低整体投资成本。本发明另一方面提供一种简单且油气处理功能完备的自安装生产平台的方法。
[0008] 为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:
[0009] 本发明第一方面提供一种简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,包括船体、主甲板、桩腿、船体的舱室、上部组块、甲板间、生活楼、直升机甲板和安装生产设备,所述船体上设有所述主甲板,所述船体的内部贯穿所述桩腿,所述主甲板上分布所述上部组块、所述甲板间和所述安装生产设备,所述甲板间上设有所述生活楼,所述直升机甲板设置在所述生活楼上,所述船体的舱室包括消防设备舱。
[0010] 所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,优选地,所述上部组块包括伴生气处理模块、工艺处理模块、生产水处理模块和电气房间模块,所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块、所述生产水处理模块和所述电气房间模块分别通过安装结构与所述主甲板实现安装。
[0011] 所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,优选地,所述安装结构包括模块支墩、上模块甲板、下模块甲板和模块支撑立柱,所述模块支撑立柱将所述上模块甲板和所述下模块甲板固定相连,所述模块支墩的上方设有所述下模块甲板,所述上模块甲板和所述下模块甲板的上方分别设有所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块、所述生产水处理模块和所述电气房间模块,所述下模块甲板与所述模块支墩之间布置配管。
[0012] 所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,优选地,所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块和所述生产水处理模块为露天模块。
[0013] 所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,优选地,所述电气房间模块为封闭模块,所述电气房间模块的顶部为平板,以实现临时设备停放区。
[0014] 所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,优选地,所述安装生产设备包括固桩室、火炬臂、栈桥、吊机、海水提升塔、拖带设备和临时系泊锚绞车,所述固桩室、所述火炬臂、所述栈桥、所述吊机、所述海水提升泵塔、所述拖带设备和所述临时系泊锚绞车分别设置在所述主甲板上,所述固桩室分布在所述主甲板的四周,所述固桩室内部设有桩腿的提升装置,所述桩腿与所述桩腿的提升装置相连。
[0015] 所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,优选地,所述船体的舱室还包括压载舱、生活污水舱、生活污水处理设备舱、淡水舱、淡水系统设备舱、注水系统设备舱、公用仪表风设备舱和机修间,所述生活污水舱、所述生活污水处理设备舱、所述淡水舱和所述淡水系统设备舱临近所述生活楼下方的区域设置,所述生活污水舱和所述淡水舱对称布置并且靠近所述固桩室。
[0016] 所述的简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,优选地,所述船体为扁平的箱型结构。
[0017] 本发明第二方面提供一种建造自安装生产平台的方法,包括如下步骤:
[0018] 同步建造及调试伴生气处理模块、工艺处理模块、生产水处理模块、电气房间模块和船体;
[0019] 将所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块、所述生产水处理模块、所述电气房间模块吊装到船体的主甲板上,焊接模块支墩完成所述伴生气处理模块、所述工艺处理模块、所述生产水处理模块与主甲板的固定,完成上部组块的安装。
[0020] 本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:
[0021] 1、本发明的自安装生产平台,通过布置伴生气处理模块、工艺处理模块、生产水处理模块和电气房间模块,具备传统导管架中心处理平台的完整的油气生产处理功能,处理后的原油可达到商品原油计量外输的要求,相较导管架平台,海上安装无需动用大型浮吊资源,可降低海上安装的大额费用。
[0022] 2、本发明的自安装生产平台具有可迁移的特性,可在一个油田服役结束后拖航到下一个油田,投资费用可由多个油田分担,降低单个油田的开发成本。
[0023] 3、本发明的上部组块采用模块化布置,多个独立模块可与主船体同步建造、调试,在主船体建造基本完成后,吊装到船体主甲板上焊接固定,节省了上部组块与主船体合拢、调试的时间,减少了对于船坞的占用率,有利于降低建造周期与费用。
[0024] 4、本发明的上部组块采用模块化布置,可以利用模块甲板与主甲板之间的空间,设备配管布置更为规整,更有利于现场工作人员的操作。
[0025] 5、对于自安装生产平台而言,电力负荷较大,相应的散热量较大,若位于舱室内需要有较多的通风管向上穿过主甲板,不利于保证主船体的水密性,通过将电气房间布置于主甲板以上,避免了该问题。
[0026] 6、电气房间位于主甲板以上,避免了布置于船体的舱室内时由于舱室支撑立柱的干涉降低电气空间利用率,从而需要增加单个电气房间面积的问题,更有利于大重量自安装生产平台在漂浮迁移过程中的稳性。
[0027] 7、电气房间位于主甲板以上,平台未来在油田服役过程中,若因功能调整等造成电气负荷增加,从而需要加装电气设备时,可以通过直接在电气房间上加装一层电气房间实现,预留空间灵活。
[0028] 8、电气房间的顶部为平面,可用作临时设备停放区,如拖航期间的临时发电机组等,可改善自安装生产平台主甲板面积紧张的情况。
[0029] 9、注水系统、公用系统设备属于油气生产处理流程中的非危险设备,没有易燃易爆物质,布置于舱室内可在改善主甲板面积紧张的同时,保证自安装生产平台的生产安全性。
[0030] 10、生活污水处理设备舱、淡水系统设备舱位于船体的舱室内,不占用甲板间的空间,因此甲板间可拥有更多的空间布置应急电气设备等因安全需求无法布置于船体舱室内的设备。位于临近生活楼下方的区域,可避免与生活楼连接的管线在舱内穿多个舱室。
[0031] 本发明自安装平台型深较小,将消防设备布置于船体的舱室内,更容易以一组消防设备兼顾上部组块及船体舱室内多个被保护设备,满足消防覆盖距离,有利于降低消防设备的数量及对主甲板的占用。附图说明
[0032] 图1是本发明所述的自安装生产平台在位立面示意图;
[0033] 图2是自安装生产平台的主甲板俯视图;
[0034] 图3是自船体的舱室的布置图。
[0035] 附图中各标记表示如下:
[0036] 1、船体;11、桩腿;
[0037] 12、舱室支撑立柱;
[0038] 13、主甲板;131、固桩室;132、火炬臂;133、栈桥;134、吊机;135、海水提升泵塔;
[0039] 136、拖带设备;137、临时系泊锚绞车;
[0040] 14、船体的舱室;141、压载舱;142、生活污水舱;143、生活污水处理设备舱;
[0041] 144、淡水舱;145、淡水系统设备舱;146、注水系统设备舱;147、公用仪表风设备舱;
[0042] 148、消防设备舱;149、机修间;
[0043] 2、上部组块;21、模块支墩;22、模块支撑立柱;231、上模块甲板;232、下模块甲板;
[0044] 24、伴生气处理模块;25、工艺处理模块;26、生产水处理模块;27、电气房间模块;
[0045] 3、甲板间;4、生活楼;5、直升机甲板。

具体实施方式

[0046] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0047] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”和“靠近”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0048] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”和“设有”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0049] 本发明提供的一种简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,本发明包括船体、主甲板、桩腿、上部组块、甲板间、生活楼、直升机甲板和安装生产设备,所述船体上设有所述主甲板,所述船体的底部设有所述桩腿,所述主甲板上分布所述上部组块、所述甲板间和所述安装生产设备,所述甲板间上设有所述生活楼,所述直升机甲板设置在所述生活楼上,所述船体的舱室包括消防设备舱。
[0050] 本发明的自安装生产平台具备完整的油气处理功能,在实现一座导管架中心处理平台的功能的同时,降低整体投资成本。
[0051] 下面,结合附图对本发明实施例提供的一种简单且油气处理功能完备的自安装生产平台进行详细的说明。
[0052] 为更清楚地说明该发明采用多个相对独立的功能模块的建造简单性,首先介绍传统零散式上部组块布置方式的建造方法:首先需要在主船体及所述桩腿桩靴均建造完工后,在船坞中进行合拢,然后需要将主甲板上的设备安装并固定在主甲板上。需要等待所有主甲板上的设备均采购到货并安装完成后,才能在上方进行二层甲板的建造,在二层甲板建造完成后,再将相应的设备设施布置到二层甲板上固定,全部建造安装完成后才能进行调试,然后所述自安装生产平台整体出坞。传统零散式上部组块布置方式的建造方法导致整体建造周期较长,占用船坞时间也较长,费用较高,若所述主甲板上的设备存在延期交货,将严重影响二层甲板的建造,影响整体项目进度。
[0053] 参照图1所示,本发明上部组块2的伴生气处理模块24、工艺处理模块25、生产水处理模块26和电气房间模块27等多个功能模块相对独立,每个独立模块重量一般不会太大,对于建造场地承载力的要求不高,无需占用滑道等承载能力较高、但数量有限的建造场地资源,可以在多块普通建造场地上,同时进行建造调试。某个功能模块上设备的延期供货,不影响其他模块的建造及调试。船体1及桩腿12均建造完工后,即可在船坞中进行合拢,然后出坞,通过桩腿12站立在码头水中,不再占用船坞资源。然后在各个功能模块建造调试完成后,由于重量不太大,对吊机能力的需求均不会过高,可以通过建造场地的履带吊等常见吊装资源,将每个功能模块吊装到主甲板13上即可。
[0054] 参照图1至图3所示,一种简单且油气处理功能完备的自安装生产平台,包括船体1、主甲板13、桩腿12、船体的舱室14、上部组块2、甲板间3、生活楼4、直升机甲板5和安装生产设备,船体1上设有主甲板13,船体1的内部贯穿有所述桩腿,主甲板13上分布上部组块2、甲板间3和所述安装生产设备,甲板间3上设有生活楼4,直升机甲板5设置在生活楼4上,船体的舱室14包括消防设备舱148。
[0055] 继续参照图1所示,船体1为扁平的箱型结构,建造较为简单,主要作用是为上部组块2和甲板间3提供布置空间,以及在自安装生产平台漂浮状态时提供浮力
[0056] 其中,桩腿12的作用是在自安装生产平台在位站立时,支撑船体1。
[0057] 其中,主甲板13为船体1的连续强力甲板,具有水密完整性和足够的结构强度。
[0058] 其中,舱室支撑立柱15与主甲板13、船体的舱室14的舱壁共同组成支撑主船体的重要结构件。舱室支撑立柱15在船体的舱室14内的位置,结合结构设计和设备布置需要共同确定,既要保证结构强度,又要尽量避免与船体的舱室14的设备干涉。
[0059] 继续参照图1和图2所示,上部组块2包括伴生气处理模块24、工艺处理模块25、生产水处理模块26、电气房间模块27,使本发明的自安装生产具备传统导管架中心处理平台的完整的油气生产处理功能,处理后的原油可达到商品原油计量外输的要求,而无需借助相邻油田的导管架生产平台上的油气处理设施进行二次处理,伴生气处理模块24、工艺处理模块25、生产水处理模块26和电气房间模块27分别包括安装结构和上方的设备,伴生气处理模块24、工艺处理模块25、生产水处理模块26和电气房间模块27分别通过所述安装结构与甲板12实现安装。
[0060] 其中,所述安装结构包括模块支墩21、上模块甲板231、下模块甲板232和模块支撑立柱22,可根据每个独立功能模块设备的布置需求,设置两层或三层模块甲板,在模块甲板上布置油气水处理相关设备模块。支撑立柱22将上模块甲板231和下模块甲板232固定相连,模块支墩21的上方设有下模块甲板232,上模块甲板231和下模块甲板232的上方分别设有伴生气处理模块24、工艺处理模块25和生产水处理模块26和电气房间。配管位于下模块甲板232与模块支墩21之间,设备配管布置更为规整,更有利于现场工作人员的操作。
[0061] 其中,伴生气处理模块24、工艺处理模块25和生产水处理模块26为露天模块。进一步,伴生气处理模块24为伴生气处理设备、工艺处理模块25为工艺处理设备以及生产水处理模块26为生产水处理设备。
[0062] 其中,电气房间模块27为封闭模块,避免电气设备进水。进一步,电气房间模块27的顶部为平板,设计时进行必要的加强,用于临时卸货区,放置临时发电机组等设备,或布置FM200间等。
[0063] 平台未来在油田服役过程中,若因功能调整等造成电气负荷增加,从而需要加装电气设备时,只需要调整电气房间模块27即可。如:现有电气房间内有空间,可以直接增加电气设备,若空间不足,则可以通过直接在电气房间模块上加装一层电气房间,相较电气房间布置于船体的舱室14内,在后期调整的复杂性大大降低。
[0064] 继续参照图1和图2所示,甲板间3位于主甲板13上方,内部布置应急电气间(图中未标出)等。生活楼4位于甲板间3以上,层数可根据定员人数确定。直升机甲板5位于生活楼4以上。
[0065] 继续参照图2所示,所述安装生产设备包括固桩室131、火炬臂132、栈桥133、吊机134、海水提升泵塔135、拖带设备136和临时系泊锚绞车137,固桩室131、火炬臂132、栈桥
133、吊机134、海水提升泵塔135、拖带设备136和临时系泊锚绞车137分别设置在主甲板13上,固桩室131分布在主甲板13的四周,固桩室131内部设有所述桩腿的提升装置,桩腿12与所述桩腿的提升装置相连,栈桥133设置在主甲板13的端部并且靠近所述伴生气处理间和所述工艺处理间,火炬臂132靠近栈桥133设置,临时系泊锚绞车137设置在主甲板13的端部并且靠近火炬臂132设置,吊机134靠近伴生气处理间24设置,海水提升泵塔135靠近电气房间模块27设置,拖带设备136靠近生活楼4设置。
[0066] 其中,固桩室131内部布置桩腿提升装置(图中未标出),用于桩腿12的向上提升及下放。拖航时,将桩腿12向上升起,使船体1漂浮于水中。就位时,桩腿12下降支撑于海底,使船体1抬高到水面以上,避免波浪抨击。栈桥133可用于在位后,将所述自安装生产平台与旁边导管架平台或其他类型自安装平台连接,进行物流、电力、人员等的传输。
[0067] 继续参照图3所示,船体的舱室14还包括压载舱141、生活污水舱142、生活污水处理设备舱143、淡水舱144、淡水系统设备舱145、注水系统设备舱146、公用仪表风设备舱147和机修间149,生活污水舱142、生活污水处理设备舱143、淡水舱144和淡水系统设备舱145临近生活楼4下方的区域设置,生活污水舱142和淡水舱144对称布置并且靠近固桩室131,有利于自安装生产平台在就位插桩压载。
[0068] 其中,所述消防设备舱145根据上部组块2和船体的舱室14内的设备的消防需求及距离要求,确定在船体的舱室14内的位置。上部组块2和船体的舱室14内多种设备需要配备FM200间等消防设备进行消防保护,消防设备布置于主甲板13以上时,由于空间干涉问题,一般只能布置于上部组块2的外缘,由于消防设备覆盖距离的限制,为满足所有被保护设备的消防要求,经常需要在多个位置布置消防设备,具有一定的设备浪费,且对于本就紧张的甲板面积不利。所述自安装生产平台型深较小,将消防设备布置于船体的舱室14内,可以一组消防设备兼顾上部组块2及船体的舱室14内多个被保护设备,满足消防覆盖距离,有利于降低消防设备的数量以及对主甲板13的占用空间。
[0069] 其中,注水系统设备舱146内布置注水系统相关设备,如精细过滤器缓冲罐、污水罐等。
[0070] 其中,公用仪表风设备舱147内布置公用系统相关设备,如空压机撬、公用风空气瓶、仪表风空气瓶等。
[0071] 所述注水系统及公用系统设备均属于油气生产处理流程中的非危险设备,没有易燃易爆物质,布置于船体的舱室14内可在改善甲板面积紧张的同时,保证自安装生产平台的生产安全性。
[0072] 在自安装生产平台进行组合时,桩腿12等部分可在建造场地分开同步建造,在船坞中与船体的舱室14等完成组装,多个独立模块可与船体1同步建造、调试。所述每个独立模块重量一般不会太大,对于建造场地承载力的要求和对吊机134能力的需求均不会过高,可在多块建造场地上同时进行多个独立功能模块的建造,在船体1建造基本完成后,通过建造场地的履带吊等吊装到主甲板13上,通过焊接模块支墩21完成上部组块2与主甲板13的固定。
[0073] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。