1、 7125412d5ec120c418c7560b8912e861.pdf海 上 采 油 總 體 設 計 目 錄一.海上平臺1 概述-31.1 海上平臺總體設計依據的規范-31.2 總體設計的基本原則-31.3 對于基本設計和詳細設計需要的有關資料和條件-42 平臺總體布置設計-52.1平臺方位的確定-52.2 平臺層高；面積和層數的確定-52.3梯子和通道-62.4海底管線，海底電纜上平臺的位置-73 平臺上部設備布置-73.1設備分區原則-73.2 設備布置原則-94 直升機坪和生活區的布置-104.1生活區的布置-104.2直升機坪-11二.浮式生產系統（FPSO）1.單點系泊和浮式生產

2、儲油輪概述-132單點系泊裝置-133 浮式生產儲油輪-133.1 浮式生產儲油輪甲板上部設施-143.2甲板上設備的布置-153.3浮式生產儲油輪船艙內布置的系統-15 一 海上平臺1 概述海上平臺總體設計是在地質情況已經探明；開采方案已經確定；環境條件已經清楚的情況下才能進行設計。他與陸上工廠的總體布置不一樣，陸上工廠征地的形狀大小已有圖紙，設備、建筑物的防火間距要求都比較大。而海上平臺只有井位的定位坐標，由于平臺的空間有限，設備、建筑物的防火間距不可能按陸上規范來做。所以他的工作內容和應用規范都有區別。海上平臺的工作內容包括平臺方位、尺度的確定，對生產區、公用設施區、生活區進行合理布置，

3、保證施工、生產作業、人員生命及財產的安全，并力求經濟合理。1.1 海上平臺總體設計依據的規范 · 海上固定平臺安全規則 （2000，12） · API RP 2G 海上結構物上生產設施的推薦作法 · API RP 14G 敞開式海上生產平臺防火與消防的推薦作法 ·中華人民共和國環境保護法 （1989，12，26） ·中華人民共和國海洋環境保護法 （1982，8，23） ·中華人民共和國海洋石油勘探開發環境保護管理條例 （1983，12，29） ·中華人民共和國海洋石油勘探開發環境保護管理條例實施辦法 （1990，9，20）

4、·海洋石油作業安全管理規定 （1986，12，24） ·海上移動式鉆井平臺和油（氣）生產設施一般安全管理規則 （1989，11，17） ·國務院關于環境保護若干問題的決定（1996年 31號）1.2 總體設計的基本原則 A 滿足生產作業、維修和事故處理的需要（工作的最終目的） B 滿足人員和設備的安全、防火、消防、逃生和救生的需要（平臺的安全是最主要的原則，人員是首先要保護的對象。） C 滿足對環境影響降到最低的需要（環境保護，杜絕污染） D 滿足結構合理性的需要 E 滿足海上安裝施工的需要1.3 設計需要的有關資料和條件1.3.1 概述：主要說明油田名稱、設計階

5、段、開發方案（全海式、半海半陸式、平臺數量、位置、各平臺功能、海底管線及海底電纜等）、鉆井完井方案和修井方式。利用鉆井船作業，或平臺上設立井架修井。示意圖、等1.3.2 油藏數據：包括油（氣）田的地理位置、面積、形狀、深度、層數和厚度地質儲量和可采儲量、生產井數（油井、氣井、注水井、預留井）、注水情況、油巖特性（是否需要防砂）1.3.3海況條件：描述水深、潮汐、潮流、波浪和海冰等 1.3.4環境條件：給出了風向、風速、大風天數、風玫瑰圖，氣溫、水溫、泥溫，濕度、烈度及霧天和雪荷載等的數據。1.3.5 工程地質：記錄了地震，附著生物，海底沖刷，腐蝕，冰磨蝕，地貌等情況采油方式（自噴機采注水或兩種

6、方法同時進行），1.3.6油藏物流及海水的特性：本節收集的數據有：地層流體的組成、油的物理性質（密度、粘度、凝點、濁點、傾點、閃點、蒸餾曲線、比熱、導熱系數、含硫、蠟、瀝青、膠質和灰分等），天然氣性質，海水性質1.3.7油田生產數據：摘錄了井口流壓，靜壓，井口流體溫度，汽油比，含水率，油田生產壓降、逐年油、氣、水產量及注水量，最大日產量和最大單井油、氣、水的日產量。1.3.8工程設施設計能力：這是業主對油、氣、水處理能力和儲存能力等的要求。同時還要把平臺的自持能力、設計壽命、產品標準和每年生產天數寫清楚。1.3.9應用規范：必須將各專業所用規范都要列出 在設計之前，必須先編寫一本“設計基礎數據

7、”，把從業主處得到的以上數據都搜集到這本文件之中，供有關專業設計時使用。2 平臺總體布置設計 本節講述的是平臺方位、層高、面積、層數、梯子、海底管線和海底電纜上平臺位置的布置方案確定。2.1平臺方位的確定 根據風、浪、流的環境條件，對靠船面、火炬、直升機甲板、生活樓的相互影響來確定平臺的方位，具體考慮以下幾點因素。·有利于供應船的停靠作業（船的航行方向最好與潮流方向垂直）·有利于直升機的起降·有利于放空和火炬頭上的火焰、煙道氣及可燃氣體的吹散·有利于危險區和安全區的劃分·有利于平臺作業人員的安全和緊急情況下的盡快撤離·考慮使用最小的平

8、臺面積，達到既經濟又合理適用·滿足施工機具的限制要求·考慮均衡、合理的重量布局以上各因素之間經常會出現矛盾，要求設計人員權衡利弊，集思廣益，優化方案，以取得最好的效果。平臺方位的確定都在概念設計時確定。但基本設計時，由于所得資料的完善或確實優于原方案，也可以作相應調整。而詳細設計時一般就不再變動了。2.2 平臺層高、面積和層數的確定2.2.1平臺層高的確定平臺的層高是根據布置在本層中設備的高度而定，單個設備較高時可以穿層布置，局部設備較高時可以將高度低的設備分兩層布置，以利于充分利用平臺空間。可以在最底層甲板下再吊一層小甲板，布置接受常壓排放液設施，如開排罐、熱介質排放罐等

9、。一般層高在5.5米左右比較合適。最低層甲板的高程由以下公式來確定。高程（M）=最大高潮位（M）+最大浪高（M）+1.5（M）最大高潮位和最大浪高選用多少年一遇的數據，由業主提供，或根據平臺的壽命來確定。一般取十五到二十五年。2.2.2平臺面積和層數的確定平臺面積和層數是根據工藝流程和各系統的危險性、設備大小、數量來統籌考慮。一般要求使結構趨于最合理，海上施工方便。所以層數以兩到三層比較理想，上下層的面積尺寸盡可能保持一致，以便梯子的布置。生活樓布置在最上層甲板上，生活樓上面一般是直升飛機甲板。生活樓的頂部，和直升飛機甲板之間的空間可以布置通風空調的設備和無線電通信天線等裝置。平臺的單層面積較

10、大時，可用防火墻將防火區隔小，以免單個防火區太大而造成消防泵選型的困難。2.3梯子和通道平臺上梯子和通道是為操作人員到達各操作場所和進行生產作業而設。更是為了在發生危險時，在各作業區的操作人員能安全脫離危險場所的逃生通道。為此布置時必須符合下列規定：·每層平臺都應至少有兩個盡可能遠離的通道和梯子分別與上下層相連，并能便于到達救生艇甲板。·當梯子總長度超過8米時，在中途必須設置過渡小平臺。·布置救生艇的處所應具有足夠的甲板面積供乘員集合登乘救生艇。布置救生艇的場所下面不能有突出的甲板，也不能布置上下梯子，以免影響救生艇放到水面上。·主通道必須暢通，寬度不得

11、小于1.2米，空間凈高至少在2.3米以上。·當局部空間長度超過7米（20英尺），或封閉面積大于45（10平方英寸）時，必須設兩個以上出入通道。·輔助通道寬度不得小于1米，空間凈高至少在2.2米以上。·最小操作通道寬度不得小于0.76米，空間凈高至少在2.2米以上。在布置設備時，必須考慮各種調節閥組和管線的布置位置，上述的最小通道尺寸是布管以后最終留有的最小尺寸。平臺層高和層數、樁腿間距都在基本設計時與結構專業的設計人員和項目組一起討論決定。有時樁腿間距在鉆井方案確定后就基本定稿。因為詳細設計開始不久，平臺的結構施工就開始了，所以詳細設計只能是對平臺樁腿四周探出的面

12、積作適當調整。2.4海底管線，海底電纜上平臺的位置為了海底管線上平臺段的固定，一般都布置在平臺柱腿的外側。在油田群聯合開發的項目中，由于平臺多，連接各平臺的海底管線、海底電纜也多，特別是綜合處理平臺將會比較集中。為此必須注意不能交叉布置。立管的精確位置由結構專業根據立管卡子的設計數據來確定。3 平臺上部設備布置平臺上部設備的布置首先要考慮把區域劃分出來，油氣處理設備盡可能與井口在一起集中布置。危險區與有火處理區之間必須設有緩沖區，如必須相鄰布置，則要有A60的防火墻隔離開來。柴油機燃料罐也要盡可能遠離點火源。生活區要遠離井口區和油氣處理區，使火源與燃料原隔離開來，從設備布置上降低潛在危險。同時

13、還要考慮留有供人員操作和疏散的通道。有可燃氣源的封閉區域應有將可燃氣體排到安全場所的設施。布置在危險區的有火源封閉區域應設有避免可燃氣體進入的措施。3.1設備分區原則平臺上的區域可分為三大部分：危險區、安全區、生活區。危險區內有井口區和油氣處理設施，都屬于燃料源，即設備內有可染的氣體和液體。安全區內有配電設施、所有的機械設備和無可燃介質的容器設備等。生活區內主要布置有控制站、通信站、起居室、盥洗室等。下面將列表說明各類設備分區布置的要求。設備分區布置要求區域位置要求布置在區內的主要設備可布置在區內的其他設備防火要求井口區把點火源減到最少井口（F）油氣處理設備（F）防爆型電器危遠離有火處理區管匯

14、（F）間接加熱器與有火處理區和生和生活區一般機械設備（A）活區用A60結構隔險起重設備（A）離油氣把著火源減到最少油氣處理設備（F）管匯（F）防爆型電器區遠離有火處理區間接加熱器一般機械設備（A）與有火處理區和生處理區和生活區含油污水處理設備（F）起重設備（A）活區用A60結構隔水罐 柴油罐等離安有火燃料源減到最少有火設備（I）一般機械設備（A）與危險區相鄰布置處理區遠離井口危險區375KW以上發電機（I）起重設備（A）用A60結構隔離全生活區保持一定距離水罐 柴油罐等機械區把燃料源減到最一般機械設備（A）危險區設備在危險區范圍內的區少起重設備（A）配電有火設備電器設備用防爆型水罐 柴油罐等3

15、75KW以上發電機控制站遠離一切著火源無線電通信室用A60結構隔離生和燃料源中控室 火災盤走廊門廳生活區其他設施與相鄰區域同等考活梯道升降機慮防火要求起居遠離一切燃料源住室 辦公室 醫務室生活區其他設施確保人身安全，遠區處所娛樂室等離危險區布置盥洗遠離一切燃料源淋浴室 衛生間等生活區其他設施確保人身安全，遠處所離危險區布置上表注釋：1） 有火處理設備在生產過程中存在明火的設備，如熱介質爐、惰性氣體發生器、蒸汽鍋爐、375KW以上的發電機和柴油發動機驅動的其他設備等。2） 機械設備安全區內，除了有火處理設備之外的其他機械設備，如壓縮機、泵、空氣儲罐、水罐等。3） 間接加熱器利用一種流體為熱載體，

16、如蒸汽、熱水、熱油或其他已加熱的介質的熱傳導來提高另一種介質溫度所用的容器或換熱器。4）表中字母說明：F燃料源I著火源A手動的、液動、或防爆電動機驅動的設備3.2 設備布置原則3.2.1有關聯的設備盡可能就近布置，使管線的距離最短，阻力最小，減輕重量，節省費用。如： ·井口控制盤布置在井口區附近 ·原油管匯、加熱器、分離器布置在離井口區較近的位置，分層也可以。 ·火炬分液罐布置在火炬塔的下方較近部位。·發電機組與配電間要相鄰布置或上下布置。·清管球發射和接收裝置要布置在海底管線立管的附近。 ·生活污水處理設備要布置在生活樓的下方，水平

17、距離越短越好。3.2.2 大型的壓縮機、泵等轉動設備，由于震動大，優先考慮布置在樁腿之間的主梁上，并要直接與結構梁固定。3.2.3 火炬應盡可能遠離生活區，其位置和高度綜合考慮以下幾點： ·主風向要有利于火焰、煙氣等的吹散，不影響平臺的生產。 ·火炬塔不能布置在直升機的起降區內，并遠離飛機坪，減少相互影響。 ·火炬燃燒發出的輻射熱對平臺的影響要在規定范圍內。3.2.4常壓排放系統的容器，如開式排放罐、滑油排放罐、熱介質油排放罐等要布置在平臺的最低層，有利于排液時利用位差自然流入罐內，且能接受所有不能直接排入海中的液體。3.2.5兩臺消防泵要盡量遠離布置，以便把一處

18、著火損壞兩臺泵的可能降到最小。消防泵應考慮安裝在受火災損壞可能性最小的地方。且盡可能遠離外部燃料源和點火源。消防泵和海水提升泵都要考慮吸水口的護管固定問題。為了減少備用數量，消防泵和海水提升泵可以互為備用，但消防泵不得少于兩臺。3.2.6電器設備，如電機、電磁開關、現場控制盤等，盡可能布置在危險區之外，這樣可以降低電器設備的防爆等級，降低工程造價。3.2.7起重機要布置在靠船面一邊，并保證覆蓋和吊重的需要，操作人員作業視線的需要，并與飛機甲板保持一定距離，以免互相影響。3.2.8空氣壓縮機的空氣吸入口、柴油機的助燃進氣口等必須在安全區范圍內，確保吸入的氣體無可燃、有毒成分存在。3.2.9配電間

19、、變壓器間的上方不應有存放可燃氣體和可燃液體的容器及其它大型液體的儲罐存在。3.2.10平臺上還必須考慮布置維修間，根據業主要求設置一些簡易的機修設備。并考慮備品備件成品倉庫和勞保用品等的儲藏室。油漆間要布置在安全區內，有良好的通風，并要求用A60防火墻與外界隔離開來。3.2.11柴油發動機不能布置在危險區內。如不可避免，則周圍要予以封閉，與危險區隔開，封閉區內要正壓通風。3.2.12在有人駐守的平臺應配有救生艇裝置，且應設置在安全區內，保證在應急時能安全使用。救生艇裝置的存放處所應有足夠的甲板面積供乘員集合登乘救生艇。并盡可能靠近起居和服務處所。3.2.13消火栓和雨淋控制站的設置宜考慮從其

20、他甲板順利到達的可能性（即靠近梯子）、受火災損壞的可能性、與其他站的協調配合及受其他平臺生產活動的影響。3.2.14在整個設計過程中始終必須考慮重心的平衡問題和進行重量控制。4 直升機坪和生活區的布置直升機坪和生活區應設置在安全區內，盡可能遠離火源和油氣生產設施，且生活區的下面不能布置任何油氣生產設施。4.1生活區的布置 生活區應能抵御來自外部的火災、爆炸和噪音。生活區包括辦公室、居住室、餐廳、廚房、娛樂室、醫務室、衛生間、會議室和更衣室。另外無線電信房、中控室等也可設在生活區內。生活區應根據平臺類型、居住人數及健康、安全需要配置有關房間及室內設施。4.1.1生活區應設置在平臺的安全區內，并盡

21、可能遠離危險區。特別是生活區下嚴禁布置油（氣）生產設施和鉆井設施。給全體人員提供一種安全感。4.1.2居住室內每人應至少占有3的面積，固定床鋪的層數不得多于二層，室內凈高度不得小于2.3m。4.1.3安排生活區時，重要的一點是要給全體人員提供至少一次能供平臺定員半數以上人員娛樂的區域，以便為他們下班后提供消遣、娛樂和休息的場所。該場所刻考慮與餐廳合在一起。4.1.4廚房內的爐灶與隔壁之間應適當離開一定距離，并采用隔熱材料。如有燃氣爐灶，其燃料的儲存、輸送和利用的布置應考慮可能引起的失火和爆炸危險，以保護平臺人員的安全。4.1.5生活區的通道應建造在操作區相反方向，且在生活區建筑物的外側，使人員

22、在下班后的時間里有一種舒適和輕松的氣氛。同時從生活區逃生時，可以迅速接近救生艇和直升機坪這兩個逃生路線。通道的最小凈寬度必須在1m以上。梯子的斜度不大于50°。梯級高應不大于250，寬不小于800，用防滑板制作。生活區內不允許有7m以上的死胡同。4.1.6生活區內應設置必要的保溫絕緣、防火構造良好的排氣通風、空調等設施。與生產區相鄰一面要設A60防火墻，墻體可作生活區建筑的一部分。防火墻上不得設有可以開啟的窗口，并盡量減少開口。4.2直升機坪平臺或在有棧橋連接的平臺群應設置直升機甲板。但無人駐守平臺可以不設。直升機甲板的尺度、布置、邊界燈及照明、標志、通信導航和安全設施要求，必須執行

23、中國民航總局頒布的民航總局第67號民用直升機海上平臺運行規定，其中有詳細說明，在此僅作一些簡單的介紹。4.2.1直升機坪的尺寸是由需停放的直升機總長來確定的。不同的飛機總長不一樣，所以先要確定有可能停靠本平臺的飛機型號，選取最大的數據作為設計依據。直升機長度是前螺旋槳能達到的最前點到后螺旋槳能達到的最后點之間的距離。4.2.2直升機的升降面是一個210°角的扇形區，角度頂點離機坪中心至少9m，在此范圍內不允許有高于200的任何障礙物存在。降落區中心的“H”字形中間的橫道，應在210°的扇形角的角平分線上。4.2.3甲板需有適當坡度，并設有幾個地漏，可以排盡甲板上的雨水或積液

24、。甲板上還設有防滑網，防止停靠的飛機被大風吹跑。無飛機起降時防滑網可以收起來。4.2.4飛機坪四周有足夠強度的安全網環繞，網的寬度1.5m，網下有型鋼加強，使其至少能承受200重量。網的外緣向上傾斜，最高處不得高于甲板平面150。甲板上還設有足夠數量的埋拴系點，能將降落的飛機系牢在甲板上。4.2.5甲板的底色一般為綠色，降落區中心有一個白漆書寫的“H”字，尺寸為4mX3m，字的筆劃寬度70，降落環應漆成黃色，內徑為8 m，環形的寬度為1 m。4.2.6在210°的扇形起降區之外的范圍里所布置的設備高度也有一定要求，距離越近，布置的設備高度要求越低。4.2.7飛機坪的兩側；210

25、76;的扇形起降區之外的范圍里需各設置一個消防軟管站和水/泡沫兩用炮式噴射器。為了滿足高度要求，一般設在梯口旁；比飛機坪低一米左右的小甲板上。4.2.8民用直升機海上平臺運行規定第5.2節規定“中心以外5：1坡度向下無障礙物”。 二 浮式生產系統1單點系泊和浮式生產儲油輪概述浮式生產儲油輪是一個在海上進行油氣處理，獲得成品原油，儲存在油艙內，然后由穿梭油輪將成品原油外輸的大油輪。它本身一般沒有動力，不能航行。它的系泊方式是用一個叫做“單點系泊”的裝置系住船舶，隨著潮流和風向的變化，使油輪圍繞單點可360°自由轉動。同時平臺來的油和氣可以分別通過單點的轉盤與FPSO連接，也可以從FPS

26、O向平臺輸送水或柴油等。2單點系泊裝置單點系泊的形式有多種，現將“導管架軟剛臂形式”的單點系泊作一介紹。他是由導管架、系泊頭、鉸接接頭、系泊臂、系泊腿、系泊架組成。油、氣、水的海底管線都到單點的導管架上，經清管閥，進入系泊頭，再通過鉸接接頭用軟管與船上管線連接。系泊頭由轉動軸承支座、轉動軸承、轉盤、旋轉接頭和軟管托架組成，下部固定在導管架上，系泊頭上的旋轉接頭就是油、氣、水由海底管線通向浮式生產儲油輪的通道。系泊臂是一個剛性 “A”字形構架，前端依靠鉸接接頭與系泊頭相連，其后端靠系泊腿與 FPSO的系泊架相連。在系泊臂后端設有兩個壓載艙，艙內裝有防凍液壓載（在最低氣溫為0以上的區域可用海水或淡

27、水）。系泊臂后端懸浮在海面上，使船系牢在系泊臂上，并能前后有適當的移動，同時又與單點導管架保持一定距離，不會相互碰撞。人員還可以通過活動棧橋和系泊臂從船上走到單點導管架上。必要時可以到單點上進行操作和維修。在導管架上設有清管閥，作清管球的收發之用，在系泊頭的下方設置了一臺開式排放罐和一臺開式排放泵，將收發球操作時的泄放物和部分雨水收入罐內，再用泵將浮油打入原油管線內。分離的水排入海中。3 浮式生產儲油輪 浮式生產儲油輪主甲板下為原油艙、壓載艙和機泵艙；主甲板上安裝了工藝模塊以及各類公用模塊；船體首部一般為生活用的艙室。中央控制室、電機控制間以及通信室布置在“艏樓”的一層。3.1 浮式生產儲油輪

28、甲板上部設施浮式生產儲油輪甲板上部模塊一般布置有以下系統的設施：工藝系統：原油處理系統；燃料氣系統；火炬和工藝放空系統；含油污水處理系統；開、閉排系統；化學藥劑注入系統和原油計量與標定系統等。公用系統：發電系統；熱介質油系統；蒸汽系統；惰性氣體系統；注水系統等。以上這些系統根據工藝的需要會有所增減，各個項目都會有所不同。3.1.1原油處理系統一般由三相分離器、高、低壓分離器、游離水分離器、電脫水器、加熱器等組成（可能只有一部分設備），主要是將原油中的水分和氣體分離出去，使含水和雷諾蒸汽壓都達到成品油的標準。3.1.2燃料氣系統一般由分離器、壓縮機、冷卻器等組成，主要是將燃料氣中的凝液分離，并將

29、氣體增壓到用戶需要的壓力。3.1.3含油污水處理系統一般由撇油罐、水力旋流器、斜板隔油器、加氣浮選器、核桃殼過濾器等設備組成（可能只有一部分設備），使污水中含油達到排放標準，排入海中。并將水中的油得到回收。3.1.4原油計量與標定系統是由計量裝置和標定裝置等組成，主要是對外輸油進行計量，并定時對計量裝置標定，使計量準確。3.1.5熱介質油系統由熱介質爐、日用柴油罐、過濾器、熱介質循環泵、膨脹罐、熱介質油儲罐、熱介質油提升泵、熱介質油排放罐及泵等組成。熱介質油循環系統是一個密閉系統。在這個循環系統中,熱介質油把從熱媒爐獲得的熱量通過循環泵,以液態形式向用戶輸送熱量。由于熱介質油在升溫過程中密度變化較大,為了保持整個系統的平衡,需在熱介質油整個系統的最高點設置熱介質油膨脹罐,以便在熱介質油溫度變化時吸收其體積增減的變化，并能排除內部產生的氣體。膨脹罐的密封氣可用氮氣或其他惰性氣體。熱介質在系統中循環使用，不允許有空氣和水進入，否則將降低傳熱效率，且會加速熱介質油的結焦變質，造成無法繼續使用而更換。廢油排放到排放罐內，再有泵打到供應船上的小罐內，運到陸上處理。當換熱器等設備維修時排出的熱介質油和安全閥排出的熱介質油可以回收繼續使用，所以進入熱介質油儲罐，再有熱介質油提升泵打回系統中。如需要補充熱介質油時也從熱介質油儲罐進入。3.1.6惰