海洋平台的设计、建造和安装4.ppt

1,2、国内海洋油气工程的发展回顾,陆丰22-1油田 水深： 330米 投产日期：1997年,水下井口,FPSO,中海油海上油田-南海东部海域,2,2、国内海洋油气工程的发展回顾,中海油海上油田- 南海东部海域,FPSO,FPSO,陆丰13-1油田 水深： 146米 投产日期：1993年,3,2、国内海洋油气工程的发展回顾,中海油海上油田- 南海东部海域,西江油田 水深： 100米 投产日期：1994年,单点和FPSO,4,主要内容,一、海洋油气工程发展回顾 二、海洋油气开发工程模式 三、海洋平台设计、建造和安装技术 四、国内海洋油气工业展望 五、中国海洋工程面临的技术挑战,5,二、海洋油气开发工程模式,海洋油气田开发工程模式 海洋油气田主要工程设施,6,1、海洋油气田开发工程模式,全海式海洋油气田开发工程模式,半海半陆式海洋油气田开发工程模式,7,1、海洋油气田开发工程模式,模式一：中心平台+井口平台+储油平台+海底管线 模式二：综合平台+井口平台+海底管线 模式三：中心平台+井口平台+FPSO/SPM+海底管线 模式四：FPSO/SPM+井口平台+海底管线 模式五：FPSO/SPM+水下井口+海底管线,全海式海洋油气田开发工程模式,8,1、海洋油气田开发工程模式,全海式模式一：中心平台+井口平台+储油平台+海底管线,9,1、海洋油气田开发工程模式,全海式模式二：综合平台+井口平台+海底管线,10,1、海洋油气田开发工程模式,全海式模式三：中心平台+井口平台+FPSO/SPM+海底管线,11,1、海洋油气田开发工程模式,全海式模式四： FPSO/SPM+井口平台+海底管线,12,1、海洋油气田开发工程模式,全海式模式五：FPSO/SPM+水下井口+海底管线,水下井口,13,1、海洋油气田开发工程模式,模式一：中心平台+井口平台+海底管线+陆上终端 模式二：井口平台+FPSO/SPM+海底管线+陆上终端,半海半陆式海洋油气田开发工程模式,14,1、海洋油气田开发工程模式,半海半陆模式一： 中心平台+ 井口平台+ 海底管线+ 陆上终端,15,1、海洋油气田开发工程模式,半海半陆模式二： 井口平台+ FPSO/SPM+ 海底管线+ 陆上终端,16,二、海洋油气开发工程模式,海洋油气田开发工程模式 海洋油气田主要工程设施,17,2、海洋油气田主要工程设施,海上平台 浮式生产储油装置 单点系泊系统 海底管线 水下生产系统 陆上终端,18,2、海洋油气田开发的主要工程设施,海上平台类型,海上平台,浅水平台,深水平台,重力式,桩基式,组合式,塔式,导管架式,简易结构,半潜式,张力腿式,SPAR式,顺应式,系泊式,座底式,19,2、海洋油气田开发的主要工程设施,浅水平台 导管架式,导管架,平台实景,三维模型,20,2、海洋油气田开发的主要工程设施,浅水平台 组合式,21,2、海洋油气田开发的主要工程设施,浅水平台 简易式,SEA HORSE 系列,MOSS 系列,二腿三桩平台,三腿平台,22,2、海洋油气田开发的主要工程设施,深水平台 系泊式,半潜式平台,桁架型SPAR,23,2、海洋油气田开发的主要工程设施,深水平台 系泊式,常规TLP,小型TLP,24,2、海洋油气田开发的主要工程设施,深水平台 座底式,顺应式平台,25,主要内容,一、海洋油气工程发展回顾 二、海洋油气开发工程模式 三、海洋平台设计、建造和安装 四、国内海洋油气工业展望 五、中国海洋工程面临的技术挑战,26,三、海洋平台设计、建造和安装,海洋平台设计 海洋平台建造 海洋平台安装,27,1、海洋平台设计,平台的组成 设计基础 主要设计标准 主要设计软件 设计内容,28,1、海洋平台设计,平台的组成,火炬臂,生活楼 直升机甲板,上部模块,栈桥,导管架和桩基,29,1、海洋平台设计,设计基础,总体布置,设备设施,工程地质,水文环境,作业要求,设计基础决定平台的选型和结构设计,30,1、海洋平台设计,总体布置,甲板尺度,井口数量,甲板标高,平台方位,设备位置,附属设施,钻修井布置,井口布置,安全通道,31,1、海洋平台设计,设备设施,重量重心,设备清单,设备尺度,32,1、海洋平台设计,水文环境,水深,海流,风速,海冰,地震,海生物,气温,水温,潮位,湿度,盐度,波浪,33,1、海洋平台设计,工程地质,工程钻孔,P-Y曲线,土层性质,桩基承载力,Q-Z曲线,地基冲刷,土壤分层,土层液化,地层灾害因素,T-Z曲线,34,1、海洋平台设计,作业要求,钻井要求,维护要求,靠船要求,修井要求,潜力要求,登平台要求,35,1、海洋平台设计,设计标准,美国石油协会标准-API 美国钢结构协会标准-AISC 美国焊接协会标准-AWS 美国船级社标准-ABS 挪威船级社标准-DNV 中国船级社标准-CCS,中国石油天然气行业标准 等同采用API RP 2A 作为 海上固定平台设计、建造 和安装的推荐标准， 标准号为：SY/T 10030-2000,36,1、海洋平台设计,设计标准,1960年，墨西哥湾HILDA飓风89M/S，波高13M。 1964和1965年墨西哥湾又遭遇两次飓风袭击，据统计，1956年至1976年间，有19座平台完全损坏或丢失，其中10座平台是由1964和1965年的两次飓风直接造成的，因此，设计标准放弃了25年和50年重现期的设计，开始采用100年重现期进行设计。,引起设计标准变革 墨西哥湾的飓风事故,37,1、海洋平台设计,设计软件,SACS-平台结构计算分析软件-美国EDI公司； MOSES-浮体稳性、运动响应分析软件-美国ULTRAMARINE公司； SESAM-大型海洋工程计算分析软件包-挪威船级社 ANSYS-通用有限元分析软件,38,1、海洋平台设计,设计内容,平台结构设计规划,平台结构整体计算-在位分析,平台结构整体计算-施工分析,附属结构设计,局部强度计算分析,环境力和固定荷载分析,39,1、海洋平台设计,平台结构设计规划,主结构型式及主尺度 结构构件布置及尺寸 构件规格及材料选择 桩基础型式及布置 附属结构考虑,40,1、海洋平台设计,风力 波流力 浮力 冰作用力 地震惯性力,环境力和固定荷载分析,结构自重 设备重量 海生物重量 储液重量 活荷载,环境力,固定荷载,41,1、海洋平台设计,正常操作环境条件分析 极端风暴环境条件分析 海冰环境条件分析 疲劳环境条件分析 地震条件分析,平台结构整体计算-在位分析,42,1、海洋平台设计,装船分析 运输分析 吊装分析 滑移下水分析 漂浮扶正分析 座底稳性分析,平台结构整体计算-施工分析,43,1、海洋平台设计,防沉板 吊点 火矩臂 靠船构件和登船平台 立管 泵护管 电缆护管 井口导向 灌浆管线等等,附属结构设计,火矩臂,登船平台,44,1、海洋平台设计,复杂节点有限元分析 船舶碰撞分析 波浪拍击分析 涡激振动分析 吊点分析 桩自由站立分析 桩可打入性分析 灌浆联结强度分析 等等,局部强度计算分析,船舶碰撞分析,吊点有限元分析,45,三、海洋平台设计、建造和安装,海洋平台设计 海洋平台建造 海洋平台安装,46,2、海洋平台建造,加工设计 建造场地及设备 建造程序 焊接与检验,47,2、海洋平台建造,加工设计,加工设计图纸及材料清单 单件和分片预制方案 组装方案 焊接方法及焊接程序 焊接检验方法及检验程序 试验方法及试验程序 重控方法及重控程序 施工方案的结构计算,48,2、海洋平台建造,建造场地及设备,码头水深6.56米（平均值） 场地面积22万平方米,码头水深6.56米（平均值） 场地面积22万平方米,码头水深6.56米，场地面积22万平方米,49,2、海洋平台建造,建造程序,材料加工,单件预制,完工,钢管卷制,结构涂装,分片预制,立片组装,结构总装,附件组装,50,2、海洋平台建造,建造程序,导管架建造,组块建造,51,2、海洋平台建造,焊接与检验,焊接,检验,手工焊 半自动焊 自动焊 CO2保护焊 氩气保护焊,超声波探伤 X射线探伤 磁粉探伤 射线探伤,52,三、海洋平台设计、建造和安装,海洋平台设计 海洋平台建造 海洋平台安装,53,3、海洋平台安装,海上安装大型装备 导管架和组块装船 导管架和组块运输 导管架和组块下水 导管架扶正座底 导管架调平、打桩、灌浆 上部设施安装,54,3、海洋平台安装,海上安装大型装备,55,3、海洋平台安装,海上起重船舶,海上安装船舶及设备,蓝疆号 最大起重能力：3800吨,BH108 最大起重能力：900吨,56,3、海洋平台安装,海上运输驳船,海上安装船舶及设备,BH308 最大载重能力：15500吨,BH306/307 最大载重能力：2000吨,57,3、海洋平台安装,海上运输/下水驳船,海上安装船舶及设备,海洋石油221 最大载重能力：29300吨 最大下水能力：8000吨,58,3、海洋平台安装,海管铺设船舶,海上安装船舶及设备,蓝疆号 铺管能力：4.5”-48” 作业水深：150米,BH109 铺管能力：4.5”-60”,59,3、海洋平台安装,其它海上施工设备,海上安装船舶及设备,灌浆机,打桩锤,ROV,挖沟机,60,3、海洋平台安装,导管架和组块装船,挂扣,启动,拖拉,上船,分吊装和滑移两种方式,61,3、海洋平台安装,导管架和组块装船,陆地吊装 装船,62,3、海洋平台安装,导管架和组块运输,分浮运和驳运两种方式,浮运,驳运,63,3、海洋平台安装,导管架和组块下水,分吊装下水和滑移下水两种方式,滑移下水,吊装下水,64,3、海洋平台安装,导管架扶正座底,包括压载自扶正、吊装压载扶正两种方式,65,3、海洋平台安装,导管架调平、打桩、灌浆,起桩,插桩,打桩,66,3、海洋平台安装,上部设施安装,生活楼安装,安装组块,67,主要内容,一、海洋油气工程发展回顾 二、海洋油气开发工程模式 三、海洋平台设计、建造和安装技术 四、国内海洋油气工业展望 五、中国海洋工程面临的技术挑战,68,四、国内海洋油气工业展望,十五期间，中国海洋石油将成为 我国国民经济的一个新的增长点,2010年预计实现国内油气年产量五千至五千五百万方，将新（扩）建26个海上油气田,69,渤海原油年产达到2000万吨,南海原油年产稳在1000万吨,以南海西部为主的全海域天然气年产100亿方,累计动用储量: 139935 *104t 动用已探明储量: 66276 *104t 动用可升级为探明储量: 73659 *104t,增加原油年产1000万吨,累计动用储量： 48437*104t 动用已探明储量： 4313 5*104t 动用可升级为探明储量：5302 *104t,累计动用储量: 3134*108m3 动用已探明储量: 2859 *108m3 动用可升级为探明储量: 275 *108m3,原油: 累计动用储量: 188372 *104t 动用已探明储量: 109411 *104t 动用可升级为探明储量: 78961 *104t 天然气: 累计动用储量: 3134 *108m3 动用已探明储量: 2859 *108m3 动用可升级为探明储量: 275 *108m3,70,四、国内海洋油气工业展望,预计需要新建海上设施：,71,主要内容,一、海洋油气工程发展回顾 二、海洋油气开发工程模式 三、海洋平台设计、建造和安装技术 四、国内海洋油气工业展望 五、中国海洋工程面临的技术挑战,72,五、中国海洋工程面临的技术挑战,深水油气田开发工程技术 边际油气田开发工程技术 海上平台安全保障 特大型浅吃水FPSO船型优化 海底管线监测、检测和维修,73,1、深水油气田开发工程技术,深水生产系统,水下生产系统,74,1、深水油气田开发工程技术,多系统深水平台耦合分析,75,1、深水油气田开发工程技术,深水平台系统的水动力试验技术,76,五、中国海洋工程面临的技术挑战,深水油气田开发工程技术 边际油气田开发工程技术 海上平台安全保障 特大型浅吃水FPSO船型优化 海底管线监测、检测和维修,77,2、边际油气田开发工程技术,油气田简易 工程设施,工艺流程简化 结构设施简易 海上安装简便 可迁移和重复 利用,投资费用低,78,五、中国海洋工程面临的技术挑战,深水油气田开发工程技术 边际油气田开发工程技术 海上平台安全保障 特大型浅吃水FPSO船型优化 海底管线监测、检测和维修,79,3、海上平台安全保障,海洋平台安全评定,结构构件确定性安全评定 结构整体确定性安全评定 结构构件可靠度评定 结构整体可靠度评定 结构损伤检测和评估 海洋平台维修决策,80,3、海上平台安全保障,海洋平台安全预警系统,81,五、中国海