大國重器之“海洋石油119”FPSO

“海洋石油119”FPSO（海上浮式生產(chǎn)儲卸油裝置），由中國船舶及海洋工程設(shè)計研究院（MARIC）完成基本設(shè)計和詳細設(shè)計，業(yè)主是中海石油（中國）有限公司深圳分公司，總承包方是海洋石油工程股份有限公司，船體建造方是青島北海船舶重工有限責任公司。

“海洋石油119”于2017年3月啟動基本設(shè)計，2018年2月開始詳細設(shè)計，2020年5月交船并開赴南海進行海上安裝調(diào)試，2020年9月20日順利投產(chǎn)。是迄今為止國內(nèi)應(yīng)用水深最深、功能最復(fù)雜的FPSO，作業(yè)于流花16-2油田群。該油田群是我國首個自營整裝開發(fā)的深水油田群，工程設(shè)施包括3套水下生產(chǎn)系統(tǒng)、1座15萬噸級FPSO，以及若干海底管道、海底電纜和臍帶纜。

該FPSO擁有電站、油氣水處理設(shè)施、公用系統(tǒng)及生活樓等，通過海底電纜為新建的水下井口提供動力，通過臍帶纜為水下生產(chǎn)系統(tǒng)提供控制與化學藥劑的注入；井液由水下生產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)海管和FPSO單點進入FPSO上部模塊，分級處理后，合格原油進艙儲存，再定期經(jīng)由尾部外輸系統(tǒng)供給穿梭油輪，輸送到岸。

“海洋石油119”為15萬噸級雙殼型FPSO，配置內(nèi)轉(zhuǎn)塔式單點系泊系統(tǒng)，非自航、臺風期間不解脫，采用串靠尾輸油，主要參數(shù)見下頁表1。

“海洋石油119”甲板布置自首至尾為：火炬塔、單點內(nèi)轉(zhuǎn)塔、LPG儲罐、油氣處理模塊、計量模塊、熱站、電站、堆場、生活區(qū)、尾輸。艙內(nèi)布置：首尖艙、內(nèi)轉(zhuǎn)塔單點區(qū)、貨油艙區(qū)、機艙和尾尖艙；其中，貨油艙區(qū)設(shè)有5對貨油艙，工藝處理艙組（2個污油水艙、2個生產(chǎn)水艙、1個原油燃料油預(yù)留艙），以及5對專用邊壓載水艙。

表1 “海洋石油119”主要參數(shù)

“海洋石油119”作業(yè)水深首次突破100 m范圍，達到420 m，延續(xù)了南海FPSO的設(shè)計特征、工程經(jīng)驗，并進一步實現(xiàn)了優(yōu)化提高：

◆ 工藝處理設(shè)施規(guī)模大，具有原油和LPG兩大生產(chǎn)與外輸功能

“海洋石油119”擁有迄今為止國內(nèi)最復(fù)雜的海上油氣處理工藝流程，控制26個水下井口及水下采油樹。上部模塊作業(yè)濕重達16 500 t，具有原油和LPG兩大生產(chǎn)與外輸功能。工藝甲板集成了14個油氣處理系統(tǒng)功能模塊，每天可產(chǎn)2.1萬m3原油、53.6萬m3天然氣。

火炬塔為向艏斜升式，尺寸、載荷等規(guī)模明顯大于已有的FPSO火炬塔，徑向長度約84 m、高度約74 m。由于型式不同，故加強結(jié)構(gòu)的設(shè)計難度也更高。

◆ 配置目前國內(nèi)最復(fù)雜的單點系統(tǒng)

南海FPSO首次采用SBM公司的SIT / BMIT式內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊系統(tǒng)（SIT， ship interpret turret， 船體集成型內(nèi)裝塔；BMIT， bottom mounted internal turret， 底部嵌入式內(nèi)轉(zhuǎn)塔），是國內(nèi)目前作業(yè)水深最深、管纜懸掛數(shù)量最多、設(shè)計和建造復(fù)雜程度最高、安裝精度最高的單點系統(tǒng)。

“海洋石油119”FPSO帶3個水下生產(chǎn)設(shè)施，單點系統(tǒng)包括10個液滑環(huán)和電滑環(huán)通道：生產(chǎn)工藝、消防水、化學藥劑、通球注氣、中壓電、低壓電、光纖信號等，共懸掛17條動態(tài)管纜。單點系泊系統(tǒng)采用100年一遇臺風環(huán)境條件進行設(shè)計、1 000年一遇臺風環(huán)境條件進行校核，遵循BV和DNV雙規(guī)范，采用3×3分布的錨鏈-鋼纜-錨鏈組合形式，系泊半徑為1 250 m。

“海洋石油119”單點系統(tǒng)的復(fù)雜對單點加強結(jié)構(gòu)設(shè)計意味著更大難度、更高要求：采用全船有限元計算并處理BSS（bearing support structure）界面處變形數(shù)據(jù)，對于單點界面處載荷采用包絡(luò)值、并進行方向敏感性設(shè)計來校核單點界面處強度，對于單點界面處疲勞采用LTD（long term distribution method）方法進行計算、校核，這也是計算、校核由于系泊載荷引起的疲勞。

◆ 船體尺度和布置緊湊，性能優(yōu)良，系統(tǒng)復(fù)雜，實現(xiàn)了功能、安全、經(jīng)濟的綜合平衡

貨油和壓載系統(tǒng)

貨油系統(tǒng)選用液壓驅(qū)動潛沒泵，設(shè)置在10個貨油艙、污油艙、燃油艙、工藝水艙及撇油槽。左右舷相鄰貨油艙設(shè)連通閥（可遙控）和管路，實現(xiàn)左右艙貨油泵互為備用，另外設(shè)置有移動式液壓驅(qū)動貨油泵。部分液壓潛沒泵實現(xiàn)國產(chǎn)化，為獨立系統(tǒng)，提高了冗余度。

專用壓載系統(tǒng)選用液壓驅(qū)動潛沒泵，2臺專用壓載泵布置于兩舷壓載艙內(nèi)。

海水系統(tǒng)

采用舷側(cè)潛沒泵型式的海水提升系統(tǒng)，布置在邊壓載艙內(nèi)，取代常規(guī)的海底門+機艙海水泵，避免了海水門、通海閥等水下檢修的安全隱患，提高FPSO的運營安全。這也是目前國內(nèi)FPSO首次采用舷側(cè)海水提升泵。

電站

主電站設(shè)在上部模塊，為FPSO以及3個水下生產(chǎn)系統(tǒng)供電；油田伴生氣充足，采用燃氣輪機作為發(fā)電機組，配置3臺10 MW、6.3 kV、50 Hz燃氣透平發(fā)電機組。應(yīng)急電站設(shè)在船體，配置1臺1 600 kW、400 V、50 Hz應(yīng)急柴油發(fā)電機，為船體、上部模塊、單點及水下生產(chǎn)系統(tǒng)提供應(yīng)急電源，同時作為基本工況下主電源及主電站“黑啟動”電源。

中控系統(tǒng)

“海洋石油119”為國內(nèi)目前首個全部采用水下采油樹的FPSO，作為該深水油田區(qū)塊的唯一水面設(shè)施，中控系統(tǒng)更復(fù)雜，不僅是FPSO的中控，更是整個油田區(qū)塊的“神經(jīng)中樞”、控制中心。中控系統(tǒng)包括工藝控制系統(tǒng)（PCS系統(tǒng)）、火氣系統(tǒng)（FGS系統(tǒng)）和應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)（ESD系統(tǒng)）3套獨立控制系統(tǒng)，覆蓋船體、上部模塊、單點、3套水下系統(tǒng)等各部分。中控系統(tǒng)的監(jiān)控和輸出控制點高達9 000～10 000硬點、16 000～20 000軟點，分布在船體首尾部以及上部模塊等數(shù)十面信號采集柜中。

生活區(qū)

生活區(qū)設(shè)有滿足100人定員需求的臨時避難所，這在南海新建FPSO也是首次，避難所滿足應(yīng)急控制、防火、正壓、救逃生等各項安全要求。

適當增加居住層層高，艙室凈高為2 300～2 500 mm；采取更多的減振、降噪措施；綜合提高人員工作和居住的舒適性。

統(tǒng)一規(guī)劃生活樓內(nèi)電氣設(shè)備處所，實現(xiàn)“干濕分離”、即電氣類房間上部無衛(wèi)生單元類濕處所，有利于電氣設(shè)備的維護。

◆ 深入貫徹一體化設(shè)計，加強推進三新三化工作

“海洋石油119”船體、模塊、單點的相互界面更復(fù)雜，各公用系統(tǒng)的一體化設(shè)計進一步深化，兼顧船體、上部模塊、單點等多用戶需求，提升了設(shè)計建造、作業(yè)維護的整體經(jīng)濟性和便利性，落實降本增效。同時，項目設(shè)計、建造中加強推進中海油“三新三化”要求：新思想、新技術(shù)、新方法，標準化、國產(chǎn)化、簡易化。

“海洋石油119”是MARIC繼渤海7座、南海5座FPSO之后為中海油設(shè)計的第13座FPSO。該FPSO較好地完成了功能實現(xiàn)、安全保障和經(jīng)濟性的統(tǒng)一，原油高峰年產(chǎn)量可達420萬m3，其建成投產(chǎn)為南海東部油田實現(xiàn)2025年上產(chǎn)2 000萬噸目標奠定了堅實的基礎(chǔ)。

“海洋石油119”所服役的流花16-2油田群是目前我國在南海開發(fā)產(chǎn)量最大的新油田群，將為保障國家能源安全和助力粵港澳大灣區(qū)發(fā)展注入新動力。