[发明专利]一种超深海海洋油气干式生产系统及其安装撤离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋油气开发技术，特别涉及一种用于在超深海环境下工作的海洋油气干式生产系统及其安装撤离方法。

背景技术

南海的油气资源极为丰富，我国对南海超深海区(水深大于1500米)的油气开发尚处于起步阶段。

目前，中国专利(专利号：ZL201110441883.6)公开了一种新型超深水油气田工程开发系统，该系统主要由单一的立管支撑浮筒和水中采油设备构成，可通过采用浅水(300米水深以内)水下采油设备安装在张力系泊的潜没浮筒上，实现超深水油气田开发。该系统存在如下问题：

第一，由于该系统仍然采用的水下生产系统，因此安装、使用、维护的成本很高；

第二，由于该系统潜没浮筒上部甲板空间有限，因此这些水下生产系统无法在浮筒上合理的布局。

中国专利(专利号：ZL 2013204961047)公开了“一种基于干式采油树的超深水油气开发系统”，该系统主要有干式采油树和水下井口舱组成，干式采油树及相关设备位于水下井口舱中，水下井口舱安装在水中井口上。该系统存在如下问题：

第一，由于该系统位于水下100～400米处的水中平台上，因此水下井口舱需要承受巨大的静水压力；

第二，水下井口舱体积较大，并且每个水下完井装置都需要一个水下井口舱，因此不利于在水中平台上布置；

第三，该系统使用的仪器繁多、结构复杂、成本高。

现有的干式油气开发装备具有修井方便、操作成本低、停机时间短和流动安全性好的优势。但由于南海超深海区环境条件极为恶劣，应用目前传统干式油气开发装备还存在以下几个问题：

第一，目前生产实际中，可用的干式油气开发装备仅局限于张力腿平台和单柱式平台；

第二，超深海灾害性海洋环境要素对干式油气开发装备的设计要求高；

第三，受超深海水深的限制，张力腿平台系泊系统成本高昂，已成为其向超深水迈进的主要限制因素。单柱式平台建造难度大，涡激振动明显，抗疲劳性能差。

第四，在超深海环境条件下，张力腿平台、单柱式平台的安装和撤离程序复杂。

基于以上问题，上述专利及传统的海洋油气生产系统均无法满足超深海环境下使用干式油气开发装备的可行性和经济适用性的要求。

发明内容

为解决现有干式油气开发装备在超深海环境下存在的上述问题，本发明要设计一种可以实现以下目的的超深海海洋油气干式生产系统及其安装撤离方法：

可以实现浅海移动式采油平台在超深海中的扩展应用；

可以降低使用干式生产装备超深海移动式采油平台的设计要求；

可以简化结构，降低设计、建造、安装和维护成本；

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种超深海海洋油气干式生产系统，包括移动式采油平台、干式生产装备、水中平台、刚性立管系统、张力系泊系统和水中井口系统。

所述的刚性立管系统，包括下部刚性立管系统和上部刚性立管系统。下部刚性立管系统将油气生产通道由海底井口系统回接至水中井口系统，上部刚性立管系统将油气生产通道由水中井口系统回接至移动式采油平台的干式井口系统。

所述的移动式采油平台，用于支撑干式生产装备和上部刚性立管系统，通过下放四个圆柱形桩腿固定于水中平台上。

所述的干式生产装备，位于海平面以上，由移动式采油平台支撑。

所述的水中平台，位于海平面以下50～200米处，用于支撑水中井口系统和下部刚性立管系统，同时为移动式生产平台提供支撑基础，通过张力系泊系统固定在海床上。

所述的张力系泊系统，包括挠性接头、张力系泊缆和吸力锚。张力系泊缆上部通过挠性接头连接水中平台，下部连接吸力锚，通过吸力锚将水中平台系泊在海床。

一种超深海海洋油气干式生产系统的安装方法，包括以下步骤：

A、在移动式采油平台到达目标海域之前，首先，预安装水中平台，将水中平台通过张力系泊系统系泊在海床上；然后，采用下部刚性立管系统将海底井口系统回接至水中平台的水中井口系统；最后，调整张力系泊系统，完成水中平台的工作定位。

B、将移动式采油平台拖航至目标海域，下放四个圆柱形桩腿至离水中平台上甲板3-5米的地方，暂停下放。然后在拖轮的辅助下确定井位和桩脚箱槽位置，完成就位。

C、采用移动式采油平台桩腿自带的喷射系统冲洗清理水中平台的桩脚箱槽，在对应的风、浪很小的工作窗下，迅速将全部桩腿同步下放到水中平台的桩脚箱槽内，并完成固桩操作。