服役期FPS0面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對措施

劉振國 楊貴強(qiáng)

（中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司，天津塘沽，郵編：300452）

1 前言

FPSO作為海上油氣開發(fā)的主流生產(chǎn)設(shè)施，已經(jīng)成為大陸架和深海地區(qū)油氣開采的首選解決方案。我國是世界上使用FPSO最多的國家之一，F(xiàn)PSO已成為海洋石油開發(fā)的重要設(shè)施，其石油產(chǎn)量貢獻(xiàn)率約占75%，F(xiàn)PSO總體技術(shù)已達(dá)到當(dāng)今國際先進(jìn)水平。中國擁有17艘FPSO，其中新建11艘，舊船改裝6艘。擁有抗冰型、淺水型、抗臺(tái)風(fēng)型技術(shù)。隨著FPSO的廣泛應(yīng)用其規(guī)模和數(shù)量的日益增加、服役海況越來越苛刻、服役期不斷延長或超期以及自然環(huán)境的惡化，近年來FPSO事故屢有發(fā)生，且損失慘重。僅以中國海域?yàn)槔?006年中國南海流花11-1油田“南海勝利”FPSO受“珍珠”臺(tái)風(fēng)影響系泊鏈破斷，造成油田停產(chǎn)，花巨資復(fù)產(chǎn)。2009年渤海渤中25-1油田“海洋石油113”FPSO遭受颶風(fēng)單點(diǎn)倒塌，造成油田停產(chǎn)、臨時(shí)復(fù)產(chǎn)和永久復(fù)產(chǎn)。FPSO作為浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置服役風(fēng)險(xiǎn)來自于方方面面，每一起事故都不僅是經(jīng)濟(jì)上的損失和資源上的浪費(fèi)，更有海洋環(huán)境污染帶來的巨大代價(jià)，F(xiàn)PSO的服役安全引起了人們的高度重視。

2 所具有的優(yōu)勢與面臨的挑戰(zhàn)

2.1 FPSO在海洋油氣開發(fā)中的優(yōu)勢

FPSO以其海上生產(chǎn)、海上銷售、油田海域適用性廣、油礦油品適應(yīng)性強(qiáng)、可長期系泊、儲(chǔ)存能力大、可轉(zhuǎn)移重復(fù)使用、既可新建也可通過改裝，以及投資回報(bào)高見效快等顯著優(yōu)勢，在世界海上油氣開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。隨著海洋石油工業(yè)向深水領(lǐng)域的拓展以及邊際油田的開發(fā)，F(xiàn)PSO仍然具有潛在的市場和廣闊的發(fā)展空間。

FPSO在海洋油氣開發(fā)中的優(yōu)勢：

*FPSO具備巨大的儲(chǔ)油能力及穩(wěn)定性高的優(yōu)越性；

*水深適應(yīng)范圍廣，能夠抵御惡劣環(huán)境，安全可靠；

*集生產(chǎn)儲(chǔ)油、外輸、生活、發(fā)電等功能于一體，適合多產(chǎn)能規(guī)模的油氣田；

*儲(chǔ)卸油能力大、離岸越遠(yuǎn)的規(guī)模油田，經(jīng)濟(jì)性越好；

*作業(yè)者與FPSO運(yùn)營商分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，投資大、回報(bào)率高；

*全海式生產(chǎn)，海上直接銷售；

*FPSO系統(tǒng)復(fù)雜技術(shù)含量高但已為成熟技術(shù)，可以移位,能重復(fù)利用；

*FPSO的功能和類型繼續(xù)拓展，已有FLPG、FCNG、FLNG和FDPSO等；

*系泊、立管技術(shù)的突破為FPSO走向深海打開了大門，更將成為主流設(shè)施。

2.2 FPSO組合方式

組合方式：FPSO在海洋油氣開發(fā)中的組合方式通常有以下幾種：

*FPSO+固定（PLATFORM）平臺(tái)開發(fā)方案；

*FPSO+半潛(SEMI)平臺(tái)開發(fā)方案；

*FPSO+張力腿(TLP)平臺(tái)開發(fā)方案；

*FPSO+立筒(SPAR)平臺(tái)開發(fā)方案；

*FPSO+水下井口開發(fā)方案。

技術(shù)特點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜，一次投資昂貴；系泊、立管產(chǎn)品受國外有限的幾家技術(shù)壟斷，費(fèi)用昂貴；一旦發(fā)生事故后果嚴(yán)重、損失巨大。

2.3 FPSO面臨的挑戰(zhàn)

FPSO作為海上油氣開采的主流生產(chǎn)設(shè)施，逐漸成為大陸架和深海地區(qū)油氣開采的首選解決方案，因而FPSO的數(shù)量與日俱增。服役的FPSO中有舊油輪改裝而成的，也有新建的；有超期服役在惡劣海洋環(huán)境之中，也有超負(fù)荷生產(chǎn)的，諸多潛在風(fēng)險(xiǎn)對FPSO的安全服役構(gòu)成威脅。實(shí)際上，F(xiàn)PSO從設(shè)計(jì)建造、海上安裝到長周期的生產(chǎn)服役，直至廢棄都面臨著挑戰(zhàn)：

1、人們對FPSO的認(rèn)識(shí)仍然面臨新的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)上不僅僅依賴于計(jì)算分析與模型試驗(yàn)的結(jié)果，而必須結(jié)合專家們的經(jīng)驗(yàn)和案例加以理性的判斷，尤其對船體結(jié)構(gòu)、工藝系統(tǒng)、系泊系統(tǒng)及外輸方式統(tǒng)一考慮的整體設(shè)計(jì)方案；

2、用于FPSO設(shè)計(jì)計(jì)算的工程軟件仍然具有局限性，計(jì)算結(jié)果出入較大，水池試驗(yàn)仿真性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果不盡人意，設(shè)計(jì)結(jié)果和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)仍然存在不確定性；

3、設(shè)計(jì)規(guī)范準(zhǔn)則、環(huán)境數(shù)據(jù)得不到及時(shí)更正，有的重要數(shù)據(jù)不得不借用或插值，對于安全因素、安全系數(shù)的考慮和調(diào)整還跟不上變化的環(huán)境和人們的認(rèn)知，規(guī)范對FPSO特殊結(jié)構(gòu)提出了疲勞分析的要求；

4、FPSO上部模塊、船體結(jié)構(gòu)、系泊系統(tǒng)建造招標(biāo)界面存在不確定性，海上安裝面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，關(guān)鍵技術(shù)受制于國外公司；

5、從功能上而言，F(xiàn)PSO主要大體分為四大部分：船體結(jié)構(gòu)、上部工藝系統(tǒng)、外輸系統(tǒng)和系泊系統(tǒng)。實(shí)際上FPSO具有數(shù)十個(gè)系統(tǒng)，十分復(fù)雜而且技術(shù)非常先進(jìn)，代表了一個(gè)國家船舶與海洋工程的實(shí)力和水平但FPSO仍然面臨先進(jìn)技術(shù)的挑戰(zhàn)；

6、單點(diǎn)系泊系統(tǒng)是FPSO的命根子，渤海灣成了 SBM、APL、SOFEC、BLUEWATER 國際上四家單點(diǎn)公司的試驗(yàn)場，單點(diǎn)斷裂、碰撞、倒塌事故屢屢發(fā)生，南海亦如此。FPSO單點(diǎn)系泊系統(tǒng)從設(shè)計(jì)選型、建造安裝到投用后的操作維護(hù)管理仍然存在巨大風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)；

7、面對慘重的海洋工程事故，人們對FPSO的服役安全性已經(jīng)非常關(guān)注，并有一系列的防范措施。而這些措施能否應(yīng)對突發(fā)性事故仍然面臨著挑戰(zhàn)，F(xiàn)PSO發(fā)生突發(fā)性事故時(shí)還存在著缺失必要預(yù)報(bào)、預(yù)警或提示的問題；

8、FPSO的漂移、碰撞、泄漏、爆炸等災(zāi)難性風(fēng)險(xiǎn)仍然存在，不可掉以輕心；

9、遭遇環(huán)境仍然是FPSO面臨的最大挑戰(zhàn)；

10、隨著水深的增加，F(xiàn)PSO運(yùn)動(dòng)特性對其系泊系統(tǒng)及立管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的挑戰(zhàn)。

3 吸取事故教訓(xùn),保障單點(diǎn)安全

對于FPSO而言，系泊系統(tǒng)具有三大功能：系泊定位功能、液體輸送功能和電力及控制信號(hào)傳輸功能。實(shí)際上，這三大功能支撐了FPSO的生產(chǎn)和海上油氣田的開發(fā)。世界上FPSO的定位方式有單點(diǎn)系泊、多點(diǎn)系泊及動(dòng)力定位，其中以單點(diǎn)系泊系統(tǒng)最為普遍。墨西哥灣，南中國海、北海的永久性在位的FPSO，均采用內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊系統(tǒng)。在這種情況下，F(xiàn)PSO可以根據(jù)風(fēng)向調(diào)節(jié)自身以使環(huán)境載荷達(dá)到最小。在良好的海況下，如東南亞、西非，或者具有高度定向性的環(huán)境下，如巴西海洋的特定區(qū)域等，F(xiàn)PSO可以采用多點(diǎn)系泊方式。FPSO系泊技術(shù)的發(fā)展尤其是內(nèi)轉(zhuǎn)塔技術(shù)的成熟為FPSO進(jìn)入深海打開了大門。系泊系統(tǒng)的安全是FPSO乃至整個(gè)油田的關(guān)鍵所在，必需引起高度重視。

3.1 典型的事故

3.1.1 流花11-1油田“勝利號(hào)”FPSO遭受“珍珠”臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致6根系泊纜破斷

200 6年5 月流花11-1油田 “勝利號(hào)”FPSO遭受“珍珠”臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致6根系泊纜破斷。2007年7月臨時(shí)復(fù)產(chǎn)，停產(chǎn)約14個(gè)月，2008年全面復(fù)產(chǎn)，臺(tái)風(fēng)破壞前油田日產(chǎn)量2萬桶油/天。為臨時(shí)復(fù)產(chǎn)和全面復(fù)產(chǎn)花費(fèi)了巨額資金。

原因分析：

*臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度大，超過單點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；按中國氣象局發(fā)布風(fēng)速達(dá)45米/秒，實(shí)際還不止；

*系泊纜已使用10年，壽命已到設(shè)計(jì)值；

*浮筒附近系泊纜受浮筒動(dòng)力載荷的嚴(yán)重影響，加劇了疲勞損傷。

臨時(shí)修復(fù)工程：用部分國產(chǎn)鋼纜臨時(shí)替代進(jìn)口鋼纜；

永久修復(fù)工程：使用進(jìn)口鋼纜替換，并考慮系泊系統(tǒng)優(yōu)化。

3.1.2 渤中25-1油田“海洋石油113”FPSO遭受颶風(fēng)單點(diǎn)倒塌

渤中25-1油田“海洋石油113”FPSO，2009年11月10日晚，遭受巨風(fēng)致使水下軟鋼臂系泊倒塌，軟管與電纜被拉斷，F(xiàn)PSO帶著水下軟剛臂漂移15公里，如右圖13：所示。造成渤中25-1、渤中19-4、渤中26-3三個(gè)油田停產(chǎn)。2010年4月明珠號(hào)FPSO接替臨時(shí)復(fù)產(chǎn)，停產(chǎn)約5個(gè)月；計(jì)劃2013年初全面復(fù)產(chǎn)。明珠號(hào)FPSO臨時(shí)復(fù)產(chǎn)全面復(fù)產(chǎn)和為113號(hào)FPSO新建水上軟剛臂單點(diǎn)總投資額將超10億人民幣。圖13：海洋石油113單點(diǎn)倒塌示意圖

原因分析：

*事故原因還在調(diào)查中；風(fēng)大且涌浪也大是主要原因；

*淺水系泊力遠(yuǎn)比深水大；

*水下轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不易檢查事故前兆難以發(fā)現(xiàn)。

2.1.3 渤中28-1油田“海洋石油102”單點(diǎn)YOKE壓潰

201 1年4 月22日，受惡劣海況影響，在渤海海域服服役的 “海洋石油102”的單點(diǎn)系泊系統(tǒng)出現(xiàn)故障。故障發(fā)生后，關(guān)停了受影響油田的生產(chǎn)作業(yè)?！昂Ｑ笫?02”已成功解脫并轉(zhuǎn)移至安全水域。在此過程中，未出現(xiàn)任何人員傷亡，也未發(fā)生溢油。此次受影響的油田包括渤中28-2南、渤中28-2南北區(qū)、渤中34-1北、渤中29-4四個(gè)油田，停產(chǎn)前可日產(chǎn)原油總計(jì)約3.9萬桶/天。

原因分析：塔架式軟鋼臂系泊系統(tǒng)在特定海況下，當(dāng)受到尾部方向上的風(fēng)、浪、流合力作用時(shí)，F(xiàn)PSO前沖運(yùn)動(dòng)過大導(dǎo)致YOKE壓潰。

3.1.4 海洋石油111FPSO單點(diǎn)系泊系統(tǒng)配重塊在線修復(fù)工程

1、檢測結(jié)果：2010年4月對單點(diǎn)系統(tǒng)整體進(jìn)行了ROV掃測，掃測結(jié)果顯示該系統(tǒng)系泊腿的上鋼纜段某些部位存在著斷絲和松股的現(xiàn)象，在上錨鏈段存在著配重塊掉落的情況。由于系泊錨鏈上大量配重塊的丟失影響系泊形態(tài)，威脅FPSO和水下軟管及電纜的安全，如遇較強(qiáng)臺(tái)風(fēng)甚至有可能存在使FPSO損壞的可能。為了進(jìn)一步查清配重塊掉落的數(shù)量，2010年6月再次進(jìn)行水下檢測，通過ROV檢測發(fā)現(xiàn)有49塊配重丟失、12處鋼纜斷絲松股。為下步維修更換提供了準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

2、制定方案：對于丟失配重塊的修復(fù)，有兩個(gè)方案，第一種方案是在丟失配重塊位置重新安裝新的配重塊，另一個(gè)方案是在丟失配重塊位置安裝配重鏈。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)和兩個(gè)方案對比認(rèn)為加裝配重鏈方案更為安全可靠且有應(yīng)用案例。不僅可解決配重塊再次丟失問題，而且作業(yè)進(jìn)度可以保證。最后采用配重鏈方式修復(fù)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)。配重鏈用于單點(diǎn)系泊鏈的配重。配重鏈長度根據(jù)丟失配重塊的數(shù)量來確定，總的配重鏈重量與丟失配重塊重量一致，如對于連續(xù)丟失了7個(gè)配重塊的錨鏈，在原系泊下連接一根長度為77米左右的配重鏈。配重鏈連接在原系泊鏈的下方，配重錨鏈與原系泊鏈的連接采用連接卸扣，即在連接點(diǎn)用卸扣將系泊鏈立環(huán)的下口與配重鏈立環(huán)的上口連起來。下圖16：為配重鏈與系泊鏈連接示意圖。

3、海上施工：施工期間包括固定鋼纜上的松股和斷絲部位，防止損壞部位進(jìn)一步擴(kuò)大，將多余的斷絲部分修剪掉,在9條錨鏈上的配重塊缺失位置安裝配重鏈。為保證施工作業(yè)船的安全，在施工期間，需要對FPSO進(jìn)行拖艉，確保FPSO主體遠(yuǎn)離施工船所在位置。由3條拖輪，拖帶住FPSO以穩(wěn)定艏向，不致失位，以保證潛水作業(yè)船及潛水員的安全。拖尾拖輪中最大的一艘馬力為10000BHP全回轉(zhuǎn)拖輪。DP2級(jí)多功能船舶“華鵬”輪將被用作此次工程的飽和潛水支持船來進(jìn)行水下作業(yè)。在該船甲板上將布置飽和潛水設(shè)備，空氣潛水設(shè)備，高壓水槍等各項(xiàng)水下作業(yè)工具。在施工期間作為飽和潛水作業(yè)支持船，進(jìn)行海底錨鏈連接以及從60米至海底間鋼纜修整潛水作業(yè)。

4、完成修復(fù)：經(jīng)過兩個(gè)多月緊張的前期準(zhǔn)備和40天海上作業(yè)完成全部58個(gè)卸扣連接點(diǎn)的連接并依次對9條系泊鋼纜斷絲部分進(jìn)行了修剪并進(jìn)行了綁扎。

3.2 單點(diǎn)安全保障

3.2.1 操作維護(hù)與管理

1、操作維護(hù)：FPSO單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的操作維護(hù)、檢查、修理與更換，首先基于單點(diǎn)廠家的操作維護(hù)手冊和5年檢驗(yàn)計(jì)劃。必須定期進(jìn)行各種檢驗(yàn)，如年度檢驗(yàn)、中間檢驗(yàn)和特別檢驗(yàn)，制定好年度及特檢檢驗(yàn)計(jì)劃，確定檢驗(yàn)項(xiàng)目。海上人員的操作維護(hù)要堅(jiān)持做到“一查”、“二想”、“三動(dòng)手”、“四會(huì)”，操作巡檢堅(jiān)持“三不放過”和“三清”的原則等良好作業(yè)實(shí)踐。

2、維護(hù)與保養(yǎng)：首先廠家對配件的采購、保管與控制，注重廠家對技術(shù)資料的控制。加強(qiáng)海上現(xiàn)場隊(duì)伍的培養(yǎng)，堅(jiān)持行之有效的“點(diǎn)檢制”。適當(dāng)采取入行之有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測手段，逐步建立完整性管理體系

3、維修改造：重大維修改造多是由廠家或在廠家的指導(dǎo)下完成，如液滑環(huán)故障的維修更換、電力滑環(huán)故障的維修更換及重大水下作業(yè)項(xiàng)目。因此，在建造時(shí)需要有對后期改造冗余度的考慮。

4、檢測與管理：有的單點(diǎn)按第三方發(fā)證檢驗(yàn)，有的在船級(jí)檢驗(yàn)中同時(shí)進(jìn)行。首先要確保檢查計(jì)劃、操作程序的實(shí)用性并加強(qiáng)對操作人員的培訓(xùn)指導(dǎo)。結(jié)構(gòu)損失及單點(diǎn)的水下管線懸空比例高，更要給予充分重視，同時(shí)還需要考慮海上安裝前期預(yù)防措施。結(jié)構(gòu)應(yīng)力熱點(diǎn)和疲勞集中點(diǎn)，應(yīng)作為后期檢測的重點(diǎn)。投用后，前期的檢測方式和管理辦法要與單點(diǎn)的投用同時(shí)展開，以保證后期管理的完整性。

3.2.2 現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)報(bào)

現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)報(bào)是保障FPSO系泊安全的重要措施，也是一項(xiàng)新技術(shù)領(lǐng)域，近年來隨著單點(diǎn)事故的不斷發(fā)生而得到迅速發(fā)展。一些新建FPSO單點(diǎn)也開始考慮預(yù)先安裝現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)。以下組圖21：是海洋石油113FPSO新建單點(diǎn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測計(jì)劃，通過現(xiàn)場監(jiān)測獲得單點(diǎn)系統(tǒng)在實(shí)際海況下FPSO運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及受力情況，為領(lǐng)導(dǎo)決策等提供依據(jù)。

4 柔性立管完整性管理

4.1 FPSO柔性立管完整性管理概念

立管完整性管理是一項(xiàng)應(yīng)用于整個(gè)設(shè)計(jì)、建造、安裝、業(yè)務(wù)營運(yùn)和運(yùn)作階段的連續(xù)性評估工程。完整性管理流程見下圖：腐蝕、老化、疲勞、自然災(zāi)害、機(jī)械損傷等能夠引起立管失效，隨服役時(shí)間的延長而不斷地侵蝕立管的安全。因此，必須持續(xù)不斷地對立管進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析、檢測、完整性評估、維修、人員培訓(xùn)等完整性管理工作。概括的說，立管完整性管理就是為了降低事故發(fā)生的可能性以及事故產(chǎn)生的后果而進(jìn)行的不斷評估和降低立管風(fēng)險(xiǎn)的過程。通過實(shí)施立管完整性管理(RIM)，可以清楚識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，并將費(fèi)用使用在風(fēng)險(xiǎn)最大的地方，使其不但能夠避免損失，帶來潛在的收益，同時(shí)還可避免維修管理過渡，保持一個(gè)適度的管理。

4.2 FPSO柔性立管完整性管理內(nèi)容

FPSO柔性立管完整性管理內(nèi)容主要包括以下幾方面：

*立管設(shè)計(jì)、建造、施工等基礎(chǔ)資料的管理；

*海底管線日常操作維護(hù)記錄；

*檢驗(yàn)、檢修管理；

*立管廠家年檢、特檢計(jì)劃；

*保持與廠家的聯(lián)系；

*制定操作、維護(hù)方案及實(shí)施計(jì)劃；

*例行第三方檢驗(yàn)檢查；

*根據(jù)預(yù)防性維修計(jì)劃開展相應(yīng)的保養(yǎng)維修；

*發(fā)生故障意外損傷及時(shí)進(jìn)行處理；

*不斷更新及完善基礎(chǔ)資料。

4.3 FPSO柔性立管完整性考慮因素

FPSO的運(yùn)動(dòng)性能對海洋立管系統(tǒng)的影響很大,盡管可以有不同的立管可以選擇,但影響立管工程設(shè)計(jì)的因素卻很多?？偟膩碚f,下述因素的合理綜合考慮應(yīng)該是FPSO立管選型及工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù):FPSO的服務(wù)海域水深及海況、FPSO的系泊系統(tǒng)、FPSO的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、井口數(shù)量、立管口徑、熱保溫要求、服務(wù)功能要求、油田的水下布置、制造及安裝的條件、項(xiàng)目的時(shí)間安排、技術(shù)的可行性及風(fēng)險(xiǎn)性,、海上石油工業(yè)的現(xiàn)狀,、工期及經(jīng)濟(jì)性、作業(yè)者的喜好及業(yè)績。

從技術(shù)可行性來講,所選擇的FPSO立管應(yīng)該具備較好的順應(yīng)性 (compliant),盡量減少船體的運(yùn)動(dòng)影響的傳遞,這樣可以改善立管的動(dòng)力響應(yīng),尤其是立管的強(qiáng)度及疲勞。因此,從這一角度而言,塔式立管,柔性立管,以及耐波型的鋼懸鏈立管應(yīng)該是很好的選擇。當(dāng)然,從經(jīng)濟(jì)性角度來講,自由懸掛的鋼懸鏈立管是最優(yōu)的選擇。 因此,只要其技術(shù)上可行,立管的頂部終結(jié)系統(tǒng)能夠承受其張力,鋼懸鏈立管比將是首選的立管概念。這也是近年來,自由懸掛的鋼懸鏈立管比較流行的重要原因。但對中國南海而言,由于臺(tái)風(fēng)的影響,塔式立管及柔性立管將更加適合于中國的FPSO，目前中國海域柔性立管多為丹麥NKT公司和美國Technip公司的產(chǎn)品，一般都是隨系泊系統(tǒng)采購，完整性管理應(yīng)從采購環(huán)節(jié)入手。

4.4 海洋石油111立管更換案例

201 0年8 月24，隨著番禺5-1新海管的投入使用，歷時(shí)兩年多的番禺油田海管更換項(xiàng)目終于順利完成。2003年12月份發(fā)現(xiàn)FPSO接受的液體溫度超過設(shè)計(jì)溫度，實(shí)際上111立管一直在超高溫下工作。向APL廠家咨詢立管在高溫情況下的影響，并且向丹文公司通報(bào)該情況。丹文公司在接到我們公司的通報(bào)后，馬上和APL公司成立立管升溫改造可行性研究小組，制定立管更換方案。油田的兩個(gè)平臺(tái)也采取措施對液體進(jìn)行降溫處理，但是還是滿足不了立管操作溫度的條件。

200 4年3 月收到丹文公司的回復(fù)，明確丹文公司對立管由于高溫受損負(fù)責(zé)并且承擔(dān)由此所發(fā)生的一切費(fèi)用。2005年12月3日14:27下午,油輪生產(chǎn)操作人員發(fā)現(xiàn)油輪左舷船艏附近海面有油跡，立即匯報(bào)中控和油輪管理部門。進(jìn)一步確認(rèn)后，油輪5-1系統(tǒng)關(guān)停，以便進(jìn)一步檢查泄漏點(diǎn)。由于發(fā)現(xiàn)及時(shí)，只有少量溢油（不超過半桶）。

200 5年1 2月，番禺FPSO作業(yè)公司、丹文公司和APL公司組織進(jìn)行ROV水下檢查。對立管泄漏部位進(jìn)行排查，進(jìn)行水下錄像，確定了泄漏部位，基本查明了泄漏狀況。在立管與浮筒連接法蘭以下2米處，產(chǎn)生了一個(gè)長度約為1米的縱向裂口。見下圖22。

200 7年7 月啟動(dòng)更換工程，為保證油田產(chǎn)量番禺FPSO作業(yè)先后采取臨時(shí)更換和永久更換兩次施工，經(jīng)過艱苦努力于2010年8月圓滿完成。

5 外輸安全保障措施

外輸主要風(fēng)險(xiǎn)來自穿梭油輪或現(xiàn)場作業(yè)船只的碰撞、外輸大纜的釋放或破斷以及外輸系統(tǒng)失效或軟管故障等。外輸事故輕則使FPSO或穿梭油輪受損，重則造成污染事故，因此必須確保外輸作業(yè)的安全。

5.1 FPSO外輸作業(yè)

外輸是服役期間FPSO經(jīng)常性的海上作業(yè)，根據(jù)油田的海域、產(chǎn)量、FPSO的處理及存儲(chǔ)能力的不同，外輸時(shí)間間隔也是不一樣的，有的長達(dá)3、4周，有的3、4天就外輸一次。外輸時(shí)通常使用輔助船，如拖輪。而此類輔助船只在靠泊、離船操作時(shí)需要。。對應(yīng)的FPSO操作，需要開啟輸油泵、連接外輸軟管與穿梭油輪、啟動(dòng)惰性氣系統(tǒng)、進(jìn)行油品化驗(yàn)等操作。通過開發(fā)科學(xué)的外輸安全評估工具，進(jìn)行必要的分析計(jì)算和提出優(yōu)化措施來提高FPSO外輸安全性也是十分必要的。外輸作業(yè)一般取決于當(dāng)時(shí)的海況條件和穿梭船長的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)與外輸方式有關(guān)，如旁靠和串靠外輸作業(yè)就有很大不同。

5.2 外輸時(shí)的安全限制

旁靠外輸對波浪和風(fēng)的影響非常敏感，推薦以2米至3米浪高作為允許兩船旁靠的最大設(shè)計(jì)條件，波高限制也可能因?yàn)楦∈缴a(chǎn)系統(tǒng)的類型與外輸油輪在噸位及船舷外形不同而改變。風(fēng)、浪、流的相對方向、速度及特性，浮式生產(chǎn)系統(tǒng)隨風(fēng)向旋轉(zhuǎn)的能力，適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)和系泊設(shè)備，輸送設(shè)備的設(shè)計(jì)，接油船的機(jī)動(dòng)性等都是旁靠外輸安全限制考慮的因素。

串靠外輸能在更為惡劣的風(fēng)浪環(huán)境條件下進(jìn)行原油外輸作業(yè)。經(jīng)驗(yàn)證明，如果使用動(dòng)力定位降低纜繩的爆發(fā)力，串靠外輸可以設(shè)計(jì)在大約5米有義波高下進(jìn)行輸油作業(yè)。系泊和裝載操作的實(shí)際波浪限制高度應(yīng)根據(jù)情況來確定：浮式生產(chǎn)系統(tǒng)與外輸油輪之間的距離，外輸油輪和浮式生產(chǎn)系統(tǒng)的尺寸，風(fēng)和海流的狀況，浮式生產(chǎn)系統(tǒng)的系泊系統(tǒng)的類型，現(xiàn)場的運(yùn)動(dòng)范圍，外輸油輪定位能力，支持船的系柱的拖力，浮式生產(chǎn)系統(tǒng)纜繩和裝載連接的自動(dòng)程度，管匯與軟管連接的位置，海上操作人員的經(jīng)驗(yàn)和技能，操作人員安全進(jìn)入連接與解脫區(qū)域的可能性，浮式生產(chǎn)系統(tǒng)定位能力對擺尾和縱蕩控制等都是串靠外輸安全限制考慮的因素。

5.3 FPSO外輸安全保障

首先必須按照終端規(guī)則、外輸作業(yè)操作規(guī)程及管理手冊嚴(yán)格操作；再者認(rèn)真總結(jié)外輸作業(yè)的失效案例逐步建立外輸數(shù)據(jù)庫，吸取外輸船長的經(jīng)驗(yàn)和傾聽外輸操作人員在的外輸保障工作方面的建議或意見也都是確保外輸安全的重要措施。以下卸油間隔期、環(huán)境條件推薦及建議供參考：

卸油間隔期：渤海地區(qū)為5--7天；南海地區(qū)為6--9天。

環(huán)境條件：渤海地區(qū)為2.5m波高；南海地區(qū)為3.0m波高。

API推薦的卸油環(huán)境條件:串靠卸油:連接Hs≤3.5 m,解脫 Hs≤4.0 m。

旁靠卸油:連接Hs≤3.0 m,系泊中Hs≤3.5 m

CNOOC經(jīng)驗(yàn)和單點(diǎn)公司建議:串靠卸油:連接Hs≤3.0 m,解脫 Hs≤3.5 m

旁靠卸油:連接Hs≤2.5 m,系泊中Hs≤3.0m

卸油時(shí)間：6萬噸油輪：連接時(shí)間3小時(shí)，卸油時(shí)間15小時(shí)，交接、解脫2小時(shí)，共20小時(shí)。

10萬噸油輪：連接時(shí)間3小時(shí)，卸油時(shí)間20小時(shí)，交接、解脫3小時(shí)，共26小時(shí)。

5.4 外輸作業(yè)應(yīng)急預(yù)案

應(yīng)急預(yù)案包括錨鏈斷裂、外輸軟管破裂、系泊纜索的斷裂、FPSO推進(jìn)器故障、穿梭油輪螺旋槳和推進(jìn)器故障、FPSO和穿梭油輪上的火災(zāi)、避免碰撞的程序、應(yīng)急拖曳程序、穿梭油輪應(yīng)急拖曳系統(tǒng)說明、值班船應(yīng)急拖曳系統(tǒng)說明、應(yīng)急拖曳演習(xí)、總監(jiān)、穿梭油輪、值班船通信、應(yīng)急拖曳設(shè)施與布置、應(yīng)急拖曳布置及傳遞程序。

6 船體結(jié)構(gòu)安全保障措施

FPSO船體外形類似油輪，但技術(shù)要求遠(yuǎn)高于油輪。對于臺(tái)風(fēng)多發(fā)海域永久性系泊的FPSO而言，在油田壽命期間不解脫、不進(jìn)船塢維修，年檢在油田現(xiàn)場和不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行。儲(chǔ)油量不斷變化，船體須經(jīng)受各種重力、浮力和風(fēng)、浪、流及其組合的考驗(yàn)。外載荷及其與整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜，對船體的總縱強(qiáng)度、耐波性、抗腐蝕、耐疲勞性能的要求，比對常規(guī)油輪要高得多，局部強(qiáng)度要做特殊設(shè)計(jì)。其次，作為載體，其上面支撐著動(dòng)力模塊、生產(chǎn)模塊、儲(chǔ)油模塊、消防模塊、生活模塊等，在布局和分隔上更加講究，安全性問題要作重點(diǎn)考慮。另外，F(xiàn)PSO的業(yè)主一般要求長期系泊在海上，進(jìn)行不間斷生產(chǎn)，因此設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高，防腐等耐久性措施要求嚴(yán)。因此，F(xiàn)PSO的船體安全具有重要意義。FPSO船體服役安全關(guān)鍵技術(shù)包括：設(shè)計(jì)上的保障、建造質(zhì)量、船級(jí)維護(hù)，船體結(jié)構(gòu)探傷及板厚測量，水下檢測與維修等。

1、設(shè)計(jì)上的保障：FPSO結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求比原油船高，目前全世界FPSO的船體十分安全，未見有關(guān)“FPSO船底損壞而發(fā)生油污染事故”報(bào)道，也未發(fā)生擱淺損壞事故。這主要取決于設(shè)計(jì)上的保障，有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)性。然而，從FPSO的數(shù)例系泊系統(tǒng)事故中，引起了油田作業(yè)者對深水中FPSO單底構(gòu)造的憂慮，中國擬新建的恩平FPSO準(zhǔn)備采用雙層底結(jié)構(gòu)。

2、FPSO船體建造質(zhì)量：無論是新建還是改裝FPSO船體結(jié)構(gòu)的建造質(zhì)量都是關(guān)鍵，也是項(xiàng)目管理最重點(diǎn)的內(nèi)容。圖8：給出“渤海明珠號(hào)”升級(jí)改造時(shí)的質(zhì)量體系流程圖，僅此為例。

一艘建造優(yōu)質(zhì)的FPSO能夠有效避免潛在缺陷，為日后長期安全服役打下可靠的基礎(chǔ)。

3、服役期安全性檢測：服役期檢測與維修是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。這項(xiàng)工作的開展首先是全面完整地收集設(shè)計(jì)、建造、安裝時(shí)的原始資料和使用過程中的損壞記錄 （包括投入使用以后的維修和各個(gè)階段所采取的安全措施），對所收集的資料進(jìn)行分析、處理。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)具體的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，參照國際慣例和檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，編制出中長期檢測大綱和年度檢測計(jì)劃。據(jù)此制定施實(shí)作業(yè)方案，做施工準(zhǔn)備，執(zhí)行現(xiàn)場檢測，對檢測結(jié)果進(jìn)行分析。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)再對結(jié)構(gòu)物進(jìn)行評估，提出合理的維修方案，并在當(dāng)年檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上修改下年度檢測計(jì)劃及調(diào)整中長期檢測大綱的內(nèi)容，以此形成循環(huán)完善的、周期性的檢測系統(tǒng)見下圖3：循環(huán)檢驗(yàn)系流程圖。

4、船級(jí)維護(hù)：船級(jí)維護(hù)是確保船體安全的有效措施。船級(jí)維護(hù)包括年度檢驗(yàn)、中間檢驗(yàn)和5年換證檢驗(yàn)。驗(yàn)船師在例行檢驗(yàn)中有時(shí)會(huì)借助檢測公司完成對船體結(jié)構(gòu)重點(diǎn)部位的檢查和探測，以確保船體結(jié)構(gòu)的損傷修復(fù)和安全。

5、船體維護(hù)：船體結(jié)構(gòu)防腐、焊縫探傷要求高，殼板100%，材料級(jí)別要求高。服役期間的FPSO船體結(jié)構(gòu)最重要的，一是防止外來碰撞和被掉落物砸傷，二是避免船體結(jié)構(gòu)共振的產(chǎn)生和噪聲的影響，三是防止船體結(jié)構(gòu)整體或局部疲勞。

6、水下檢測維護(hù)與修理：水下檢測包括對水下船體下述部分進(jìn)行錄像，對發(fā)現(xiàn)問題部位需要重點(diǎn)拍照檢查，對船體底板、舭龍骨、舭列板和舷側(cè)列板錄像檢查，船底龍骨處的焊縫及接頭檢驗(yàn)及錄像，船體外殼開口處錄像檢查，電位測量及驗(yàn)船師要求的其它檢驗(yàn)項(xiàng)目，對發(fā)現(xiàn)的問題根據(jù)情況及時(shí)維護(hù)或修理。

7 結(jié)束語

本文重點(diǎn)從單點(diǎn)、柔性立管、外輸和船體結(jié)構(gòu)四個(gè)方面討論了FPSO服役安全所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合了中國海域的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用案例提出了相應(yīng)的保障措施。在這四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中,系泊系統(tǒng)直接制約著FPSO的安全，無論對于淺水還是深水系泊系統(tǒng)來說都是安全的命根子，本文對此做了重點(diǎn)介紹。在渤海灣服役的7艘FPSO中有5艘是塔架式水上軟鋼臂系泊系統(tǒng)，其中3艘發(fā)生過故障。采用水下軟鋼臂系泊系統(tǒng)的海洋石油112在113單點(diǎn)倒塌之后面臨著極大安全風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對措施。在南海，內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊系統(tǒng)系泊纜普遍有斷絲、斷股現(xiàn)象，水下配重丟失，因臺(tái)風(fēng)斷纜造成FPSO漂移的情況時(shí)有發(fā)生，且近年來臺(tái)風(fēng)不斷升級(jí)。同時(shí)，柔性立管破損、原油外輸故障、建造安裝時(shí)的缺陷和人為失誤造成的破損，這些都對FPSO的安全服役構(gòu)成威脅，潛伏著巨大風(fēng)險(xiǎn)。在我國海域環(huán)境十分苛刻南有臺(tái)風(fēng)和高溫，北有淺水效應(yīng)和海冰，海域環(huán)境十分苛刻的情況下，F(xiàn)PSO的服役安全必須引起高度重視。

[1]劉振國.“海上結(jié)構(gòu)物在服役期的安全性檢測”，中國海上油氣（工程），1994.10

[2]張武奎,劉振國,宋儒鑫.發(fā)展中的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置 (FPSO)關(guān)鍵技術(shù) [J].中國造船,2005,46(Z1):21～29

[3]浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置（FPSO）安全規(guī)則（試行稿），中國海洋石油總公司2006年1月