本发明专利技术公开了一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，其特征在于：包括环形轨道、滑车、系泊缆系统、穿梭油轮和漂浮软管；所述环形轨道位于海面以上，并通过桁架固定在深海立柱式生产储卸油平台上；所述滑车安装在所述环形轨道上，并能够沿所述环形轨道的周向自由滑动；所述穿梭油轮漂浮在海面上，并通过所述系泊缆系统与所述滑车连接，所述漂浮软管连接在所述深海立柱式生产储卸油平台和穿梭油轮之间，用于输送原油。本发明专利技术装置能够使穿梭油轮始终位于平台的下风向和背浪向，不需要增加单点浮筒和动力定位穿梭油轮，使得整个装置具有操作安全性、经济性高且维护方便等优势，能够为原油开发提高装备基础。
A kind of export device for deep sea pillar production, storage and unloading platform
【技术实现步骤摘要】
一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置
本专利技术涉及一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，属于海洋油气开发领域。
技术介绍
传统的浮式生产储油系统(简称FPSO)为船形结构，通过单点系泊系统定位，在风浪流作用下可绕单点系泊系统在水平面内自由转动(简称“风标效应”)，其原油外输方式多采用串靠形式，即在FPSO尾部串联穿梭油轮并通过漂浮软管进行外输，在风浪流作用下FPSO和穿梭油轮可一同绕单点系泊系统转动。典型的深海立柱式生产储卸油平台100(英文全称为SPARdrillingproductionstorageandoffloadingsystem，简称SDPSO)，如图1所示，具有钻井、生产、储油功能，是一种新型的浮式生产储油系统，SDPSO平台的船体为立柱形式，SDPSO平台是通过三组散布式锚链系统200系泊于水面，不具备“风标效应”，若还采用串靠形式，随着风浪流方向改变，穿梭油轮可能会与平台发生碰撞。目前，针对这种多点系泊平台已被采用的外输方式主要有两种：(1)使用动力定位的穿梭油轮，在动力定位系统帮助下，油轮可自行在海中定位，并且能抵抗风浪流作用力，始终与平台保持足够的安全距离。(2)增加一个单点外输浮筒300和一段水下软管400(如图2、3所示)，穿梭油轮500系泊于单点浮筒300上，并能绕单点浮筒300自由旋转，浮筒300与平台100保持足够距离，从而可避免穿梭油轮500与平台100发生碰撞，平台100上的原油首先通过水下软管400输送至单点浮筒300上，再通过漂浮软管600输送至穿梭油轮500上。然而，上述两种外输方式虽能解决原油外输问题，避免穿梭油轮与平台发生碰撞，但仍存在以下缺点：(1)目前动力定位油轮数量还较少，尤其是在中国海域内尚无一艘在使用，因此需要新造动力定位油轮，投入较大；(2)在运营过程中动力定位油轮消耗也比普通油轮更大，运营和维护的费用更高；(3)增加一个深水单点浮筒，建造费用和安装费用大约需要6000万美金，相比于传统串靠方案，费用超出约5～8倍。随着原油价格的降低，油田开发成本需要尽可能的节省，在较低投入的情况下进行原油外输十分必要。一些学者提出采用“传统串靠+拖轮辅助”方式进行外输，如图4、5所示，穿梭油轮500直接串联于平台100上，为了避免受到横向或尾向风浪作用后，油轮500靠近平台100甚至与平台100碰撞，在油轮500的尾部增加一个拖轮700进行拖拽，使油轮500始终远离平台。这种方法虽然投入和运营成本较低，但是增加很多风险和不确定性。首先拖轮的拖力有限，当风浪突然较大时，拖轮700的能力不足以拖住油轮500，从而有碰撞平台的隐患；另外，穿梭油轮500运动的范围只有平台的一个方向的大约170度的范围，无法实现穿梭油轮500始终在平台100的下风向和背浪向。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种操作安全性、经济性高、易操作维护的用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，包括环形轨道、滑车、系泊缆系统、穿梭油轮和漂浮软管；所述环形轨道位于海面以上，并通过桁架固定在深海立柱式生产储卸油平台上；所述滑车安装在所述环形轨道上，并能够沿所述环形轨道的周向自由滑动；所述穿梭油轮漂浮在海面上，并通过所述系泊缆系统与所述滑车连接，所述漂浮软管连接在所述深海立柱式生产储卸油平台和穿梭油轮之间，用于输送原油。优选地，所述环形轨道为由绕圆周方向顺次连接的多个弧形轨道构成，相邻两所述弧形轨道之间为可拆卸连接。优选地，所述环形轨道包括内环轨道、外环轨道和连接块，所述外环轨道套设在所述内环轨道的外部，在所述内环轨道和外环轨道之间且沿所述环形轨道的圆周方向间隔分布多个所述连接块，每一所述连接块固定连接在所述内环轨道和所述外环轨道之间，每相邻两所述连接块以及内环轨道和外环轨道之间围成槽口，所述滑车滑动设置在所述外环轨道上。优选地，所述环形轨道与海平面的距离在8～10米，在所述环形轨道上设置牺牲阳极；所述滑车和环形轨道的接触面之间为滚动摩擦；在滑车的外侧设置用于固定所述系泊缆系统的板眼。优选地，所述系泊缆系统包括连接在所述滑车上的平台端防摩擦链，一端与所述平台端防摩擦链连接且漂浮于海面上的漂浮尼龙缆，漂浮于海面上的支撑浮筒，连接在所述漂浮尼龙缆的另一端以及支撑浮筒上的油轮端防摩擦链，与所述油轮端防摩擦链连接的提缆，以及设置在所述提缆上的浮标。优选地，在所述深海立柱式生产储卸油平台上设置用于卷绕漂浮软管的滚筒系统，所述深海立柱式生产储卸油平台上设置保护通道，所述保护通道自所述滚筒系统的下方竖直向下穿过环形轨道并延伸至海面附近。优选地，滚筒系统包括固定在所述深海立柱式生产储卸油平台的顶部的支架，转动设置在所述支架上的滚筒，设置在所述支架上并驱动所述滚筒转动的伺服电机，以及控制所述伺服电机运行的自动控制系统；所述自动控制系统包括软管拉力传感器、油轮GPS和中控计算机，所述软管拉力传感器设置在所述漂浮软管上，用于实时采集所述漂浮软管上的拉力信息，所述油轮GPS设置在所述穿梭油轮上，用于实时获取所述穿梭油轮的位置信息；所述中控计算机设置在所述深海立柱式生产储卸油平台上，所述软管拉力传感器和油轮GPS均与所述中控计算机连接，所述中控计算机根据所述软管拉力传感器和油轮GPS传来的信号控制所述伺服电机的正反转。优选地，所述软管拉力传感器设置在所述漂浮软管的中部，在位于所述软管拉力传感器两侧的所述漂浮软管上各设置远程控制阀门，所述远程控制阀门与中控所述计算机连接。优选地，所述保护通道包括钢制保护管，以及设置在所述钢制保护管的下游端的喇叭口。优选地，在靠近海面附近的深海立柱式生产储卸油平台的外部设置防碰垫或支架，防碰垫采用较软的橡胶材料制成；所述漂移软管(600)大于500米。本专利技术采用以上技术方案，其具有如下优点：本专利技术提出的用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，在深海立柱式生产储卸油平台上设置环形轨道，环形轨道上设置有滑车，穿梭油轮通过系统缆系统与滑车连接，滑车能够沿环形轨道的周向自由滑动，进而使得穿梭油轮始绕平台自由旋转，穿梭油轮始终位于平台的下风向和背浪向，从本质上杜绝油轮与平台相撞的可能，保证外输过程具有足够的安全性；此外，该系统不需要增加单点浮筒和动力定位穿梭油轮，大大降低投入成本；装置使用及维护与传统的单点FPSO串靠外输系统类似，提油操作快捷方便，且方便维护和保养，大多数海上平台和穿梭油轮上的工作人员都能熟练掌握；总的来说，整个装置具有操作安全性、经济性高且维护方便等优势，能够为原油开发提高装备基础。附图说明图1是典型的深海立柱式生产储卸油平台的示意图；图2是深海立柱式生产储卸油平台利用单点浮筒进行原油外输的结构示意图；图3是图2的俯视结构示意图；图4是深海立柱式生产储卸油平台利用“传统串靠+拖轮辅助”方式进行外输的结构示意图；图5是图4的俯视结构示意图；图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，其特征在于：包括环形轨道(1)、滑车(2)、系泊缆系统(3)、穿梭油轮(500)和漂浮软管(600)；所述环形轨道(1)位于海面以上，并通过桁架固定在深海立柱式生产储卸油平台(100)上；所述滑车(2)安装在所述环形轨道(1)上，并能够沿所述环形轨道(1)的周向自由滑动；所述穿梭油轮(500)漂浮在海面上，并通过所述系泊缆系统(3)与所述滑车(2)连接，所述漂浮软管(600)连接在所述深海立柱式生产储卸油平台(100)和穿梭油轮(500)之间，用于输送原油。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，其特征在于：包括环形轨道(1)、滑车(2)、系泊缆系统(3)、穿梭油轮(500)和漂浮软管(600)；所述环形轨道(1)位于海面以上，并通过桁架固定在深海立柱式生产储卸油平台(100)上；所述滑车(2)安装在所述环形轨道(1)上，并能够沿所述环形轨道(1)的周向自由滑动；所述穿梭油轮(500)漂浮在海面上，并通过所述系泊缆系统(3)与所述滑车(2)连接，所述漂浮软管(600)连接在所述深海立柱式生产储卸油平台(100)和穿梭油轮(500)之间，用于输送原油。
2.如权利要求1所述的一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，其特征在于：所述环形轨道(1)为由绕圆周方向顺次连接的多个弧形轨道构成，相邻两所述弧形轨道之间为可拆卸连接。
3.如权利要求1所述的一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，其特征在于：所述环形轨道(1)包括内环轨道(11)、外环轨道(12)和连接块(13)，所述外环轨道(12)套设在所述内环轨道(11)的外部，在所述内环轨道(11)和外环轨道(12)之间且沿所述环形轨道(1)的圆周方向间隔分布多个所述连接块(13)，每一所述连接块(13)固定连接在所述内环轨道(11)和所述外环轨道(12)之间，每相邻两所述连接块(13)以及内环轨道(11)和外环轨道(12)之间围成槽口(14)，所述滑车(2)滑动设置在所述外环轨道(12)上。
4.如权利要求1所述的一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，其特征在于：所述环形轨道(1)与海平面的距离在8～10米，在所述环形轨道(1)上设置牺牲阳极；所述滑车(2)和环形轨道(1)的接触面之间为滚动摩擦；在滑车(2)的外侧设置用于固定所述系泊缆系统(3)的板眼。
5.如权利要求1所述的一种用于深海立柱式生产储卸油平台的外输装置，其特征在于：所述系泊缆系统(3)包括连接在所述滑车(2)上的平台端防摩擦链(31)，一端与所述平台端防摩擦链(31)连接且漂浮于海面上的漂浮尼龙缆(32)，漂浮于海面上的支撑浮筒(33)，连接在所述漂浮尼龙缆(32)的另一端以及支撑浮筒(33)上的油轮端防摩擦链(34)，与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王春升，许鑫，石云，王晋，陈国龙，程展，付东明，朱为全，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油研究总院有限责任公司，北京高泰深海技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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