[发明专利]双曲面形浮式生产储油平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种双曲面形浮式生产储油平台，属于海洋工程技术领域。

背景技术

FPSO（Floating Production Storage and Offloading System，浮式生产储油装置）是集油气处理、储油与卸油、供热、发电、控制和生活功能为一体的海上浮式油气处理装置，主要由油气处理系统（上部模块）、储油与卸油系统（容器状浮体）和系泊系统等三大部分组成。

FPSO的性能主要通过其安全性和操作性的优劣以及对功能要求的满足情况进行考查。从安全性和操作性考虑，FPSO应具有良好的稳性和水动力性能；从功能要求考虑，FPSO应具有较大的储油量、承载能力和甲板面积。FPSO的浮体外形决定其安全性、运动特性、浮体强度、储油效率以及建造成本和操作成本，而FPSO的运动性能又直接影响上部设备与仪器的正常工作、生产原油的质量和人员的舒适性。

传统的FPSO一般利用旧油轮改造而成，或遵循标准船舶的设计理念设计、新建驳船形状的浮体。细长且不对称的船型浮体使永久系泊于某一海域的FPSO存在如下不足。

其一，船型浮体运动性能较差。因船型浮体的水线面面积相对较大，垂荡固有周期一般在波能集中区域内，导致垂荡幅度较大；长宽尺度相差悬殊，导致浮体对环境力的作用方向非常敏感，尤其横摇严重，影响设备与仪器的正常工作、生产原油的质量、卸油、直升机起降、补给船靠泊和人员的舒适性。

其二，生产成本和运营成本高昂。为了改善运动性能，减小设计载荷，船型FPSO一般配置带有转塔和流体接头的单点系泊系统，使FPSO具有360°全方位自由旋转的风向标效应，以规避风、浪、流带来的破坏力。但转塔和流体接头价格昂贵，生产周期长，设计人员和制造商很少，而且需要经常维修保养，存在因密封件泄漏等原因引起的潜在停产期，使油田生产成本大大增加。

其三，浮体形状影响其强度。细长船型浮体的纵向中拱和中垂弯曲载荷很大，使浮体容易产生裂纹扩展并遭受疲劳破坏。对于使用旧船改装的FPSO，尤其是1985年之后建成的船舶，因为多使用了高抗拉强度钢材，疲劳破坏问题尤为严重。为了满足强度要求，一般需要进行局部结构加强，进一步增加了FPSO的造价。

其四，储油效率不理想。船型浮体的方形系数一般为0.75～0.93，所以船型FPSO的储油效率（即单位平面面积的储油量）也不够理想。

其五，平面布置不合理。船型FPSO的上部模块布置一般是将生活楼布置在船首或船尾，致使生活楼总是处于危险油气之间，存在重大的安全隐患；细长型浮体和甲板增加工艺模块之间连接管系的长度和布置难度，且其总体布置沿袭油轮的布置方式，导致工艺流程管系复杂；长宽尺度比例较固定的甲板平面也不便于进行总体布置的优化设计。

因此，随着可改造油轮数量的减少、人们对FPSO的重新认识以及对边际油田开发的需求，迫切需要改进FPSO的设计。

新一代FPSO采用了更能符合FPSO功能需求的浮体形式，其中，有代表性的是挪威SEVAN MARINE公司研发的圆筒形FPSO系列。其独特的圆筒形浮体外形消除了首摇激励，使浮体各个方向具有相似的运动性能，但圆筒形FPSO仍存在一些缺点，如浮体水线面较大，排水量相对于上部模块重量较小，垂荡运动幅度较大，易激发涡激振动，且甲板面积较小而紧凑，不利于危险区与非危险区的分离等。

综上所述，为了充分发挥FPSO在海上油田开发中的潜力，有必要研发全新概念的FPSO浮体形式。

发明内容

本发明的目的是提供一种双曲面形浮式生产储油平台，本发明能够解决FPSO运动性能不佳的问题，可通过利用底部压载舱和双曲面上、下底面大小的不同及在底部增设固定压载物来调整重心位置，使其位于浮心之下，并通过深吃水设计加大浮心高度，从而使该平台成为一种无条件稳定浮体，在此前提条件下，减小结构自重，降低建造和运营成本。

本发明所提供的一种双曲面形浮式生产储油平台，它包括：

一浮体；所述浮体的垂直截面呈单叶双曲面形或旋转单叶双曲面形；沿所述浮体的轴向方向上，所述浮体的中部设有圆柱体形的中央舱；沿所述中央舱的外壁，设置有环形的储油舱；

一生产甲板；所述生产甲板设于所述浮体的上端面上；所述生产甲板上设有油气处理模块、注水模块、水处理模块、供配电模块、辅助生产模块和生活楼模块。