南海浮式生产储油轮90 m水深混合气潜水作业实践

吴志伟 邱大庆 陈隆盛

(1.中海石油(中国)有限公司深圳分公司; 2.上海交通大学)

南海的海上浮式生产储油轮一般采用可转塔单点系泊方式将油轮固定在生产油田附近,油轮船体可随水流或风向自动以单点为中心而调整自身方向,以最大限度地减少船体或单点受力。由于南海海域每年5—9月台风较多,承受拖曳油轮船体重荷的单点系泊系统会因台风引起的超强冲击力而产生锚链局部损伤(个别钢丝破断)情况,因台风造成的油轮单点系泊系统失效也时有发生,因此单点系泊系统比较薄弱的钢缆部分的性能可靠性检验及修复非常重要。对于处于水深90 m左右的油轮来讲,由于可支持潜水员潜水的2代动力定位船及饱和潜水人员装备资源紧缺且费用高昂,采用何种潜水方式和资源,使此水深情况下的锚链检验和维修工作能够做到反应迅速同时费用低廉,就显得极为重要。本文主要对海洋石油115油轮在南海90m水深、不动用2代动力定位船的情况下实施混合气潜水作业获得成功这一实践活动进行总结。

1 90 m水深混合气潜水作业难点

西江23-1油田位于珠江口盆地 XJ04区块,该油田主要生产设施由一个海上钻井平台和一艘海上浮式生产储油轮(海洋石油115油轮)组成。油轮靠由1个系泊浮筒、9条系泊锚链及1条动力电缆组成的单点系统系泊于该油田,油轮单点系泊系统见图1。在对单点系泊系统锚链进行ROV水下检查中发现,海洋石油115油轮单点系泊系统的3号锚链钢缆(由541根钢丝编织而成)在水下30～41 m处约40根断丝。由于ROV的水下检验工作仅限于一般目视摄像,检验工作不够具体细致,不能形成各方最终认可的检验结果;与此同时,为保障油轮安全,有关专家及保险公司的技术咨询人员提出对受损锚链附件进行潜水员的详细外观及无损检测。

图1 油轮单点系泊系统示意图

根据以往的检验经验,油轮锚链钢缆的上下接头由于系泊中所受应力较大,是整个系泊系统容易出问题的地方,因此是此次潜水员水下作业工作范围。

如图1所示,油轮锚链钢缆下节点位于水下90 m左右的海床附近,如果采用可支持潜水的动力定位船进行饱和潜水,该处作业不存在任何问题。但是对于工作量相对比较小的深水作业来说,面对的现状是:动力定位船档期难以确定,并且作业费用高昂,工期难以保障,动员费一般为300万美元,日费率28万美元左右;而一般的油田守候船日费率低(6万～10万人民币),但通常都不具备动力定位功能,即使少部分船有动力定位功能,也达不到支持可潜水作业所需的第2代动力定位的功能,不能实现不关车支持潜水作业。

由于南海海域风向常年由东向西,油轮锚链组A大部分时间位于油轮船艏的前方(图2),也就是需要检查的3、2、1号锚链钢缆的下接头位于油轮船艏的正前方。如果油田拖轮(守候船)靠泊油轮船艏,系泊并关车进行90 m水深的潜水作业,一方面由于油轮船艏距离水下接头比较远,另一方面由于深度比较深,潜水员几乎不可能从油轮船艏潜至该下接头处。

图2 海洋石油115油轮锚链位置图

2 90 m水深混合气潜水技术措施

如何既能让一般的油田守候船关车支持潜水作业,又能让潜水员位于钢缆下节点的正上方垂直下潜,是关系到10～100倍成本节约的问题,同时由于油田守候船调用方便,而动力定位船档期不确定,也是关系到此项作业能否在年底季风季节前实施的问题。通过与潜水专业人员共同探讨,提出如下水深90 m混合气潜水作业技术措施。

在混合气潜水作业时,采用潜水支持船利用橡胶碰件靠在海洋石油115油轮船舷一侧以获得稳定的作业位置。由于油轮没有动力,所以在作业期间,需要拖轮(油田守候船)的拖带(此次水下单次作业时间短,考虑用一条拖轮)以使油轮的艏向稳定在一定角度。

在潜水支持船靠泊油轮船艏时,由潜水员从潜水支持船携带导向绳入水,并将一个可自由滑动的圆环套在被检查的锚链上,圆环上方连接导向绳,下方以压重块拉紧,可使带潜水导向绳的圆环自由滑落;其后在潜水支持船上拉紧挂靠在油轮上的大缆同时放松其船尾的大缆向油轮预定位置(即锚缆下接头的正上方)移动,整个过程中潜水支持船处于关车状态;潜水员通过垂直的潜水导索,身挂重物垂直下潜,可大大节省潜水员的体力,实现下潜至水下90 m的目的。潜水员在水下的活动主要依赖导向绳和潜水支持船的移船。潜水作业示意图见图3。

图3 海洋石油115油轮90 m水深混合气潜水作业示意图

3 90 m水深混合气潜水作业的实施及效果

针对南海东部海域的海上环境和现有资源的实际情况,利用拖轮拖带海洋石油115油轮至适宜潜水员混合气潜水作业的位置,实现了潜水员混合气90 m的水下作业。南海混合气体潜水作业计划海上净工作时间为7.5 d(空气潜水3.5 d,混合气潜水3 d)左右,实际作业过程中由于9月、10月多个台风的影响,9月下旬仅完成部分该组锚链的空气潜水部分作业,90 m混合气潜水作业直至10月24、25、26日才得以实施。潜水队不仅完成了所有锚链水下检查工作及受损3号锚链的水下修剪和绑扎,同时完成了所有的1、2、3号 3根锚链(水下 93、93、92 m)下接头的水下混合气潜水检查。

费用方面,由于此次作业制定了包天气的总包合同,排除了收取待命费的情况。基于工作时海上多次台风来袭的海况,本项目采用了第二次动员的方案(此举虽然少量增加了动复员费用,但由于同时复员了潜水支持船,大大节约了支持船的使用费用),节约了总体作业费用,保证了项目的安全顺利完成。

从整个潜水作业过程来看,作业虽然由于多个台风影响而被中断,但由于使用本地的混合气潜水人员及装备,动用作业区自有的拖轮,使得整个作业可以及时抓住海上的最佳潜水作业时间窗,整个过程没有产生任何额外的待命费的现象,总成本小于400万元人民币;如果动用DP2动力定位船及饱和潜水人员及装备,动力定位船动员费300万美元,日费25万美元,并且待命费数额也很大。

4 结束语

南海浮式生产储油轮90 m水深混合气潜水作业,从南海海上环境和现有装备资源的实际情况出发,利用现有的拖轮拖带海洋石油115油轮至适宜潜水员混合气潜水作业的位置,使用本地的混合气潜水人员及装备,不动用2代动力定位船,实现了潜水员混合气水下作业。整个作业可及时抓住海上的最佳潜水作业时间窗,且整个过程不需要任何额外的待命费,经济效益显著,为节约海上油田开发操作费用开辟了一条新的途径。