一種新型移動(dòng)泵下泵裝置在FPSO上的應(yīng)用

祁德路，張守森(海洋石油工程股份有限公司設(shè)計(jì)公司，天津 300450)

0 引言

我國是世界上使用FPSO最多的國家之一，也是FPSO設(shè)計(jì)和建造的大國[1]，液壓潛沒泵因其驅(qū)動(dòng)源獨(dú)特的安全性和可靠性成為FPSO上液貨艙外輸和倒艙的重要系統(tǒng)設(shè)備，每個(gè)液貨艙都布置一臺(tái)固定式的液壓潛沒泵，用于日常生產(chǎn)過程中貨油的外輸，倒艙和洗艙[2]，但因潛沒泵長期浸沒在液貨中，泵頭處的軸封等易損件就存在損壞的風(fēng)險(xiǎn)，為了避免影響正常生產(chǎn)和便于人員下艙檢查維修，在FPSO上都設(shè)置有一套移動(dòng)式潛沒泵，同時(shí)每一個(gè)液貨艙的艙頂都設(shè)置一套移動(dòng)式潛沒泵的下泵裝置，當(dāng)固定式潛沒泵出現(xiàn)故障時(shí)，將移動(dòng)式潛沒泵快速、安全地投放進(jìn)液貨艙內(nèi)，將艙內(nèi)的液貨排出[3]。移動(dòng)式潛沒泵安裝示意圖如圖1所示。

圖1 移動(dòng)式潛沒泵安裝示意圖

1 移動(dòng)式潛沒泵系統(tǒng)組成

整套的可移動(dòng)潛沒泵包括：可移動(dòng)潛沒泵(液壓軟管、泵頭、外輸軟管、液壓調(diào)節(jié)控制閥，如圖1所示)，帶絞車的三腳架(如圖1所示)，甲板密封夾具(如圖2所示)，甲板閘閥艙口(如圖2所示)等。

2 移動(dòng)潛沒泵安放過程

在潛沒泵系統(tǒng)甲板液壓管線上留有用于接移動(dòng)式潛沒泵的高壓快速接頭，固定式潛沒泵出口管線留有用于連接移動(dòng)式潛沒泵貨油軟管的法蘭，當(dāng)使用移動(dòng)式貨油泵時(shí)將液貨艙艙頂處用于下泵的甲板閘閥艙口蓋打開，安裝密封夾具，使用三腳架和絞車將移動(dòng)式潛沒泵緩緩下放至艙底，然后將液壓軟管連接至液壓源，貨油軟管連接至貨油管法蘭，緩緩打開液壓調(diào)節(jié)控制閥門，觀察貨油管壓力，當(dāng)達(dá)到額定壓力時(shí)，停止操作液壓調(diào)節(jié)控制閥門，直至艙內(nèi)液貨排出。

3 實(shí)際安放的問題

在實(shí)際操作中，移動(dòng)式潛沒泵的下放存在較大難度，主要在于為了保證FPSO平臺(tái)的整體安全性，平臺(tái)會(huì)設(shè)有一套惰氣系統(tǒng)并通往每一個(gè)液貨艙，用于將液貨艙內(nèi)的空氣驅(qū)出并保持一定的正壓力，使液貨艙內(nèi)液貨與外界空氣隔離，維持艙內(nèi)的低氧環(huán)境，以保證艙內(nèi)液貨和平臺(tái)的安全，同時(shí)當(dāng)艙內(nèi)的液貨排除時(shí)惰氣系統(tǒng)會(huì)持續(xù)向艙內(nèi)充注惰氣，補(bǔ)充液貨排出的空間，保證FPSO的安全。

但在下放移動(dòng)式潛沒泵時(shí)需要將甲板頂部的艙口蓋打開，此時(shí)由于艙內(nèi)的正壓惰性氣體會(huì)通過艙口蓋外溢，在艙口蓋周圍形成一定區(qū)域的惰性氣體區(qū)域，由于惰氣的含氧量極低，這就給安放移動(dòng)泵的操作人員的人身安全帶來了很大的隱患，同時(shí)在整個(gè)外輸過程中惰氣系統(tǒng)持續(xù)不斷向貨油艙補(bǔ)充惰氣，以維持艙內(nèi)正壓，源源不斷的惰氣會(huì)從艙口蓋口泄漏出來，為整個(gè)甲板區(qū)域的安全帶來了很大的隱患。

4 下泵工裝介紹

4.1 下泵工裝組成

“深海一號(hào)”貨油泵下放工裝很好地解決了墮氣外泄問題，下放工裝設(shè)置由密封夾具、隔離密封艙、惰氣充注閥、刀閘閥和連接短管節(jié)組成，其布置如圖2所示。密封夾具上設(shè)有貨油管填料函、液壓管填料函及鋼絲繩填料函，用于密封移動(dòng)式潛沒泵液壓軟管、貨油軟管及鋼絲繩，隔離密封艙上隨移動(dòng)式潛沒泵存放，上面設(shè)有惰氣充注閥組，用于在將密封艙組裝完成后，將密封艙內(nèi)的空氣排出，防止空氣進(jìn)入到艙內(nèi)。

圖2 下泵裝置的組成

4.2 下泵操作過程

在正常工況下連接短管6上方用盲板密封，刀閘閥5處于常閉位置，液貨艙與外界處于隔離狀態(tài)；當(dāng)需要使用移動(dòng)式貨油泵時(shí)首先將連接短管6上方的盲板拆下，將移動(dòng)式潛沒泵的貨油管和液壓驅(qū)動(dòng)管線穿過密封夾具1的填料函，此時(shí)填料函處于半緊固狀態(tài)，將密封夾具通過密封墊和螺栓與隔離密封艙2相連接，使用三腳架將隔離密封艙2吊裝在連接短管6的上方，使用密封墊和螺栓將隔離密封艙2與連接短管6相連接，使刀閘閥上部區(qū)域形成密閉空間，連接完成后通過惰氣充注閥組4向密封艙內(nèi)充注惰性氣體，待隔離密封艙內(nèi)的空氣通過密封夾具上的填料函排出后，將填料函稍微緊固，將刀閘閥5打開，使用三腳架將移動(dòng)式潛沒泵緩慢下放直至到達(dá)艙底，此時(shí)將密封夾具上的填料函徹底緊固，然后打開液壓調(diào)節(jié)控制閥開始抽油作業(yè)。

4.3 收泵操作過程

待抽油作業(yè)完成后，先將密封夾具上填料函稍許松開，使之不影響貨油軟管和液壓油軟管的提拉，然后使用三腳架將移動(dòng)式潛沒泵慢慢提起直到高于刀閘閥的位置，此時(shí)將刀閘閥關(guān)閉，將隔離密封艙連同移動(dòng)式潛沒泵一起拆下，最后將連接短管上方的盲板復(fù)位。

5 結(jié)語

“深海一號(hào)”半潛平臺(tái)移動(dòng)式潛沒泵在整個(gè)下放和回收過程中，通過使用刀閘閥和隔離密封艙將液貨艙和艙外進(jìn)行了很好地隔離，這種設(shè)計(jì)很好地將艙內(nèi)的惰性氣體進(jìn)行了密封，防止移動(dòng)式潛沒泵在下放過程中惰氣的外溢。同時(shí)，也保證了貨油艙內(nèi)惰氣正壓，有力地保障了FPSO的生產(chǎn)安全和操作人員的人身安全。