CN102092465B - 一种双月池浮式生产钻井储油船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双月池浮式生产钻井储油船，其特征在于：它包括在船体主甲板区域、从艉到艏依次设置的工艺流程模块、生产月池、钻井月池、钻井支持模块、动力模块和生活区；以及动力定位系统和艉输卸油装置；工艺流程模块包括油、气、水分离器；生产月池区域设置干式采油树和湿式采油树装置中的一种；钻井月池设置在船体的中部，钻井月池处的船体上设置有钻井通道，钻井通道的上部开口大，下部开口小；钻井支持模块包括井口模块、固控模块和泥浆模块；生活区包括住宿区、更衣室、设备间、工作间和中央控制室，配备空调系统和直升机甲板；动力定位系统包括设置在生活区的位置测量系统，设置在生活区及船体艏部和艉部的动力定位控制系统和执行机构；艉输卸油装置设置在船体的艉部。

Description

一种双月池浮式生产钻井储油船

技术领域

本发明涉及一种海上石油和天然气开发装置，特别是关于一种双月池浮式生产钻井储油船(FDPSO)。

背景技术

作为最重要的深海油气开发装备，浮式生产储油船(FPSO)兼有生产和储油的双重功能，具有适应水深范围广、抗风浪能力强、投资较省、见效快、可重复使用、风险小等特点。随着海洋油气开发向深海进军，市场对于海洋工程设备要求更加专业，功能要求更加齐全，因此，对FPSO有更高的发展需求。其重要发展趋势之一是海洋钻井设备与FPSO融为一体，将钻井设备引入FPSO，使FPSO同时具备生产、储油和采油的功能，即FDPSO。目前只有欧洲少数的几个油公司开发设计FDPSO，并且没有形成一套完整的适合我国海洋油气开发的FDPSO。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种集平台的钻井、采油及生产功能于一体的、适合我国海洋油气开发的双月池浮式生产钻井储油船。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种双月池浮式生产钻井储油船，其特征在于：它包括在船体主甲板区域、从艉到艏依次设置的工艺流程模块、生产月池、钻井月池、钻井支持模块、动力模块和生活区；以及动力定位系统和艉输卸油装置；所述工艺流程模块包括油、气、水分离器；所述生产月池区域设置干式采油树和湿式采油树装置中的一种；所述钻井月池设置在船体的中部，所述钻井月池处的船体上设置有钻井通道，所述钻井通道的上部开口大，下部开口小；所述钻井月池周围设置有用于钻井服务的舱室；所述钻井支持模块包括井口模块、固控模块和泥浆模块；所述井口模块设置在船体的中心位置，其包括设置在所述钻井月池上的钻台，所述钻台上设置有井架，所述钻台的外周向设置有猫道机；所述固控模块设置在所述井口模块的右舷、船体主甲板以上位置；所述泥浆模块设置在所述钻井月池的前方，所述泥浆模块的底层平面设置有泥浆池和高压泥浆泵系统；所述泥浆模块的中间层右侧设置有固井泵系统，中间层中部设置有泥浆混合系统，中间层左侧设置有集控室及变压器室；所述泥浆模块的顶层的开敞甲板设置有钻杆和套管；所述动力模块包括若干发动机室，每个所述发电机室配备若干主发电机；每个所述发动机室的顶部设置有LER集装箱；所述生活区包括住宿区、更衣室、设备间、工作间、办公室和中央控制室，配备空调系统和直升机甲板；所述动力定位系统包括设置在所述生活区的位置测量系统，设置在所述生活区及船体艏部和艉部的动力定位控制系统和执行机构；所述艉输卸油装置设置在船体的艉部。

所述船体上设置有若干吊机，所述吊机分别设置在所述泥浆模块的右前部和左后部、所述钻台的右后部、所述泥浆模块顶部立管存储区的左后部。

所述生产月池的区域面积为20m×20m。

所述钻井月池的区域面积为40m×20m。

所述船体的总长为292.25米，垂线间长275米，型宽50米，型深27米。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在传统的FPSO上设置了钻井月池和钻井支持模块，钻井月池与生产月池相配合，使平台除了具备生产和储油功能外，还具备探井、钻井采油的功能。2、本发明在传统的FPSO上设置了动力定位系统，动力定位系统由布置在生活楼驾驶室内的位置测量系统、生活楼驾驶室及机舱内的动力定位控制系统和艏艉区域的执行机构组成，使用动力定位系统可以确保FDPSO在飓风区作业不解脱，增强了作业能力。3、本发明由于设置了钻井月池和钻井支持模块，因此，在一个项目的生命周期内能够做定期的钻井-完井、修井作业，不需要另外单独的钻井平台及修井船。本发明为集钻井、采油、储油和外输为一体的多功能海洋工程设备，配备动力定位系统，具有在全球范围的深海和恶劣海况下作业的能力。

附图说明

图1是本发明主体结构示意图

图2是本发明双月池布置示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明在船体1的主甲板区域从艉到艏按功能区域划分，依次设置有工艺流程模块2、生产月池3、钻井月池4、钻井支持模块5、动力模块6和生活区7；本发明船体1上还设置有动力定位系统，甲板上设置有艉输卸油装置和若干吊机。

本发明的工艺流程模块2是一个整体模块，其包括油、气、水分离器。工艺流程模块的功能是将采出的原油通过油、气、水分离器除去原油中的大部分气、水，降低原油的含水量，有效地处理分离出的气体，进行原油稳定，最后将稳定后的原油输送到船体1上的货油舱。

本发明的生产月池3区域设置的装置需要根据采用干式采油树或湿式采油树的生产流程方案确定。如采用干式采油树，则生产月池3区域应布置干式采油树、干式采油树处理设备、各种管汇等。如采用湿式采油树，则生产月池3区域应布置相关生产立管的处理和服务设备及必需的管汇。生产月池3区域面积约20m×20m。

本发明的钻井月池4设置在船体1的中部，根据总体布局，钻井月池4区域面积约40m×20m，月池上甲板净开口尺寸约28.4m×9.8m，月池底部净开口尺寸约20m×16m。设置钻井月池4时，需要在钻井月池4处的船体1上增加钻井通道，钻井通道的型式为上大下小，即在船体1的上部空间尺寸为40m×20m、船体1的底部空间尺寸为20m×20m，同时在钻井月池4附近设置有用于钻井服务的舱室，如设置SUBSEA(水下)控制系统设备、BOP(blowout preventer，石油钻井装置)控制单元、张力蓄能瓶组、钻井液(如基油、钻井水)等。钻井月池4能容纳BOP/采油树的处理系统，张力系统设备、水下BOP控制系统设备等。

为了确保本发明在钻井时船体1的稳定性，需进行合理的重量分布，尽量使本发明的重心位置接近钻井月池4位置，同时通过动力定位系统对本发明水平面的三自由度运动，即纵荡、横荡和首摇进行有效控制。

由于生产月池和钻井月池的设置，破坏了上层甲板和底部结构的连续性，对结构总体强度产生很大影响，在开孔处非常容易产生应力集中。因此必须确保月池周边的船体结构具有足够的刚性；尤其要特别注意：保持周边的纵向隔舱壁的结构连续性，保证甲板和外板的开孔形状能够消除疲劳裂纹所产生的任何危险，开孔处的甲板和外板必须采用高级别的钢材。

本发明的钻井支持模块5为模块式结构，主要包括井口模块、固控模块、泥浆模块。

井口模块设置在船体1的中心位置，其包括设置在钻井月池4上的钻台51，钻台51距船体1的主甲板约20m。钻台51上设置有井架52及相关钻井工艺设备。井架52高度为76m。钻台51的外周向设置有猫道机，通过钻台51前部的猫道机可以输送钻管、套管和海底采油管至钻台51；通过钻台51后部的猫道机可以输送海底采油管连接件至钻台51。井口模块的功能包括排管、钻井、完井、井控、隔水立管张力补偿、防喷器组等的吊运和水下施放，以及钻井控制、水下防喷器组控制等。

固控模块设置在井口模块的右舷、船体1主甲板以上位置，其主要功能为对井口返回携带岩屑等杂质的泥浆进行净化处理，以及把处理后的泥浆返回泥浆模块的泥浆池中进行混合处理，处理的岩屑进行收集转移处理或进行进口回注处理；在使用重晶石混合的重泥浆时，对返回的泥浆进行重晶石的分离、处理和回收。

泥浆模块设置在钻井月池4前面的主甲板上，其分为三层，底层平面设置有泥浆池和高压泥浆泵系统；中间层右侧设置有固井泵系统，中间层中部设置有泥浆混合系统，中间层左侧设置有集控室及变压器室；顶层的开敞甲板设置有钻杆和套管堆场及处理系统。泥浆模块的顶甲板用于钻杆、套管的存储和操作，以及其它钻井器具的存放，泥浆模块的主要功能是进行钻井液(用于钻井)的配比、灌注和高压泥浆的输出。

本发明的动力模块6包括四个发动机室，每个发电机室配备两台主发电机和独立的相关设备和系统。每个发动机室的顶部设置有LER(Local Equipment Room，本地设备间)集装箱，LER房间设置有主配电板。动力模块的排气管路要避开生活区7的进风口和生活区7直升机甲板上的排风口。

本发明的生活区7分为八层，可满足140人起居、娱乐、餐饮及船舶操作、控制、办公等要求。生活区包括住宿区、更衣室、设备间、工作间、办公室和驾驶室，配备空调系统和直升机甲板。一些存贮室和工作间布置在艏艉中间甲板和主甲板上。

本发明的动力定位系统包括位置测量系统、动力定位控制系统和执行机构(推进器)。位置测量系统设置在生活区7驾驶室内；动力定位控制系统设置在生活区7驾驶室及船体1艏部和艉部的的推进器室内；执行机构(推进器)设置在船体的艏部和艉部的推进器室内，且各布置4个。动力定位系统通过动力模块6进行供电。动力定位系统的主要原理是通过声波等先进的测量技术，测出船体1在某个时刻的位置，通过计算机比较该时刻船体1位置与基准位置的偏差，并根据当时外界风、浪、流等外界环境情况，通过计算机计算出使船舶恢复到目标位置所需的力的大小和方向，并发信号给执行机构(推进器)，对船舶上各推力器进行推力分配，进而使推进器产生相应的推力(力矩)，从而将船体1推回原来的位置，达到定位的目的。

本发明的艉输卸油装置设置在船体1的艉部，通过艉输卸油装置能够平稳的将储存的原油输送到穿梭油轮中。

本发明配备了四台吊机：一台设置在钻井支持模块5中泥浆模块的右前部，一台设置在泥浆模块的左后部，一台设置在钻台51的右后部，这三台吊机的最大臂长为48m；还有一台是小型吊机，设置在泥浆模块顶部立管存储区的左后部，小型吊机的最大臂长为30m，用于钻管的吊运。

本发明的工作流程为：通过钻井支持模块5在钻井月池4进行钻井；通过生产月池3中的海底输油管线将采出的原油，输送到工艺流程模块2进行处理，然后把油储存在船体1上的货油舱内，最后通过艉输卸油装置装到穿梭油轮中。

本发明钻井储油船的总长为292.25米，垂线间长275米，型宽50米，型深27米，作业吃水19.5米，自存状态吃水16.5米，原油储存能力～15万吨(100万桶)，最大甲板可变载荷＞25000吨，定员140人，钻具堆场区域面积～1400m²，隔水管存储区域面积～700m²。

本发明的主甲板载荷5.0t/m²；生活区甲板载荷0.35t/m²；一般存储、工作间甲板载荷1.50t/m²；机舱和设备间甲板载荷1.50t/m²；控制室和配电室甲板载荷1.20t/m²；甲板舱室和上层模块区模块的顶部甲板载荷0.50t/m²；走道、楼梯和救生艇区域甲板载荷0.50t/m²；存放区、运输加强的入口/过道/存储区甲板载荷2.50t/m²；一般搁置和存储区甲板载荷2.00t/m²；管路甲板/搁架甲板载荷2.44t/m²；袋状储存区甲板载荷3.17t/m²；钻井工具和部分存储区甲板载荷1.70t/m²；钻井甲板载荷＞3.00t/m²；BOP/海底树和钻井月池甲板载荷5.00t/m²；泥浆泵舱甲板载荷3.17t/m²。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种双月池浮式生产钻井储油船，其特征在于：它包括在船体主甲板区域、从艉到艏依次设置的工艺流程模块、生产月池、钻井月池、钻井支持模块、动力模块和生活区；以及动力定位系统和艉输卸油装置；

所述工艺流程模块包括油、气、水分离器；

所述生产月池区域设置干式采油树和湿式采油树装置中的一种；

所述钻井月池设置在船体的中部，所述钻井月池处的船体上设置有钻井通道，所述钻井通道的上部开口大，下部开口小；所述钻井月池周围设置有用于钻井服务的舱室；

所述钻井支持模块包括井口模块、固控模块和泥浆模块；

所述井口模块设置在船体的中心位置，其包括设置在所述钻井月池上的钻台，所述钻台上设置有井架，所述钻台的外周向设置有猫道机；

所述固控模块设置在所述井口模块的右舷、船体主甲板以上位置；

所述泥浆模块设置在所述钻井月池的前方，所述泥浆模块的底层平面设置有泥浆池和高压泥浆泵系统；所述泥浆模块的中间层右侧设置有固井泵系统，中间层中部设置有泥浆混合系统，中间层左侧设置有集控室及变压器室；所述泥浆模块的顶层的开敞甲板设置有钻杆和套管；

所述动力模块包括若干发动机室，每个所述发动机室配备若干主发电机；每个所述发动机室的顶部设置有LER集装箱；

所述生活区包括住宿区、更衣室、设备间、工作间、办公室和中央控制室，配备空调系统和直升机甲板；

所述动力定位系统包括设置在所述生活区的位置测量系统，设置在所述生活区及船体艏部和艉部的动力定位控制系统和执行机构；

所述艉输卸油装置设置在船体的艉部。

2.如权利要求1所述的一种双月池浮式生产钻井储油船，其特征在于：所述船体上设置有若干吊机，所述吊机分别设置在所述泥浆模块的右前部和左后部、所述钻台的右后部、所述泥浆模块顶部立管存储区的左后部。

3.如权利要求1所述的一种双月池浮式生产钻井储油船，其特征在于：所述生产月池的区域面积为20m×20m。

4.如权利要求2所述的一种双月池浮式生产钻井储油船，其特征在于：所述生产月池的区域面积为20m×20m。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种双月池浮式生产钻井储油船，其特征在于：所述钻井月池的区域面积为40m×20m。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种双月池浮式生产钻井储油船，其特征在于：所述船体的总长为292.25米，垂线间长275米，型宽50米，型深27米。

7.如权利要求5所述的一种双月池浮式生产钻井储油船，其特征在于：所述船体的总长为292.25米，垂线间长275米，型宽50米，型深27米。

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