巴西FPSO P67干拖运输方案设计及流程分析

杨洪所，刘雪宜，李兰杰，谭巍

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300461）

1 引言

浮式生产储/卸油装置（Floating Production Storage and Offloading，简称FPSO）作为海上油气田开发的主流生产方式，在深海油气勘探领域中得到越来越多的应用，目前全球已有近200艘FPSO投入使用。在国内，FPSO的研究无论从FPSO吨位、系泊系统、应用海域水深，还是远洋运输能力、海上安装等方面，仍存在很大的研究空间。

本文以巴西FPSO P67（以下简写为P67）干拖运输项目为例，对半潜船干拖远洋运输技术进行研究，对FPSO的干拖运输的方案设计、施工准备、海事手续办理等关键环节进行了分析，详细介绍了FPSO浮装/浮卸施工流程。P67干拖运输项目于2018年7月圆满完成，工程涉及的施工技术、工程管理方面的成功经验可为今后类似工程提供借鉴。

2 FPSO运输方式

无动力FPSO的海上运输方式分为半潜船干拖运输和拖轮湿拖。干拖就是将FPSO装载在半潜船上运输，达到指定地点后，半潜船下潜至一定水深，使FPSO进入自由漂浮状态后再进行浮卸。湿拖则是采用一艘或多艘拖轮拖带FPSO的运输方式[1]。

FPSO采用何种运输方式，需要根据FPSO尺寸、吨位、结构形式等自身特点，并结合运输距离、规划航线、运输安全、运输成本等因素综合考虑[2]。单就运输成本而言，干拖的运输成本往往比湿拖要高。但对长距离运输，湿拖速度慢、耗时长，且航行期间应急锚泊、避风难度大，运输风险较高。而干拖运输机动性强、航速快、耗时短，所带来的时间效益，足以弥补运输成本高的不足，而且干拖运输避风应急能力强，运输安全性更高。因此，随着深海油气勘探的加速，FPSO建造地点与服役油田的运输距离变长，FPSO采用半潜船干拖运输将得到越来越多的应用[3]。

3 FPSO及半潜船介绍

本文以P67干拖运输项目为例，研究以半潜船为载体干拖FPSO远洋运输技术。P67为大型多点系泊式FPSO，最大排水量达35万吨，建成后将投用于巴西的西桑托斯盐下油田，作业水深2200m，P67的主要参数见表1，模型见图1。

表1 P67主要参数

图1 P67模型

鉴于P67的尺寸和干拖重量，目前世界上只有荷兰DOCKWISE公司的BOKA VANGUARD半潜船满足运输要求，该船没有艏艉楼，采用全通甲板，因此可以运输“超长”的货物。半潜船BOKA VANGUARD主要参数见表2，模型见图2。

表2 BOKA VANGUARD半潜船主要参数

图2 BOKA VANGUARD半潜船模型

4 施工准备

4.1 施工方案设计

半潜船干拖运输尤其是被拖物的浮装/浮卸作业是一项风险高、作业流程复杂、投入资源多的大型海上施工作业，安全可靠的理论设计计算对于半潜船干拖作业至关重要，而且要以半潜船和被拖物为联合体开展设计计算[4]。主要的基础设计文件包括：(1)干拖运输稳性分析，本项目中通过MOSES软件对干拖运输联合体进行稳性分析，根据规范校核在不同环境工况下完整稳性及破舱稳性均满足要求[5]；(2)干拖运输运动分析，通过研究干拖运输联合体在风浪联合作用下的六自由度运动响应，校核关键点位置的加速度均满足设计要求；(3)半潜船总纵强度分析，通过MOSES软件对半潜船的总纵强度静水剪力进行校核分析，根据规范校核UC值在合理范围。

基于上述理论计算结果满足B O K A VANGUARD半潜船干拖运输P67的设计要求后，随即开展施工方案设计，主要包括：(1)FPSO湿拖出港方案，描述FPSO出港时间、航道、港作拖轮的布置、引航指挥、通航安全评估等内容；(2)FPSO浮装/浮卸作业方案，是作业过程最为重要的施工文件，包括半潜船/FPSO调载、半潜船/FPSO索具布置、半潜船抛锚、浮装/浮卸拖轮布置、浮装/浮卸作业流程、装船固定/解除固定、作业环境条件、应急措施等内容；(3)FPSO干拖运输方案，描述半潜船干拖运输FPSO从起航地点到目的地的航线规划、气象分析、应急避难港口规划、航行期间货物安全检查等。上述施工方案均需要配套编制针对性的风险分析及应急程序，设计文件完成后要提交业主和第三方审批，并根据情况召开专家方案审查会，确保干拖作业的成功[6]。

4.2 施工准备

根据挪威船级社“MARINE OPERATIONS AND MARINE WARRANTY”规定，为保证海上干拖及相关作业安全，作业前应由第三方验船师对半潜船和被拖物进行检验，出具检验报告和适航报告[7]。

由于P67原计划运输方式为湿拖运输，改为半潜船干拖运输后，需要依照设计方案对FPSO进行适应性改造，并对FPSO进行相应准备。主要包括四方面：(1)检查FPSO的相关证书和材料完整性和有效性，如入级证书、国籍证书、国际吨位证书、海事保险、FPSO进出口清关文件等，FPSO消防系统、救生系统、通讯系统、航海系统等状态检查；(2)FPSO压载水调节，从表1可知，P67干拖设计吃水为6.2m，而且浮装作业需要FPSO平吃水装船，需要在FPSO离港前按照设计进行调载；(3)干拖作业相关拖带系统检查、索具预布安装，如拖点、导缆孔、带缆桩检查，拖带缆绳预布、装船定位标识刻画等；(4)FPSO甲板物资固定，按照第三方验船师要求，需要对FPSO甲板、舱室内可移动物料进行固定，采用焊接临时固定件、绑扎带绑扎等手段固定，防止运输过程中移动损毁[8]。

半潜船需要根据设计方案进行适应性改造，主要包括四方面：(1)检查半潜船的相关证书和材料完整性和有效性，如入级证书、国籍证书、国际吨位证书、船员资质、最低安全配员证书等；(2)半潜船装船固定结构、导向结构、枕木、防撞护舷等设施安装；(3)因为P67上部模块部分结构探出，浮装过程中会与半潜船船艏左舷浮箱吊机等设施碰撞，因此需要按照设计方案提前拆除改造；(4)从表1可知，P67干拖设计吃水为6.2m，为防止P67与半潜船结构碰撞，设计方案要求FPSO底部与枕木顶部间隙6m，枕木高度0.6m，半潜船型深15.5m，因此半潜船浮装作业时下潜吃水为：6.2m+6m+0.6m+15.5m=28.3m。浮装作业时要求半潜船船底与海床间富裕水深至少1m，作业水域水深至少为：28.3m+1m=29.3m。半潜船需要在FPSO出港前，提前在水深及海况条件合适的水域完成下潜及抛锚作业[9]。

图3 浮装作业海域水深需求示意图

4.3 海事手续及协调工作

FPSO干拖运输项目管理界面复杂，主要的参与方包括FPSO所有权方、FPSO操作方、半潜船船东、船舶及海事代理、第三方检验机构及引航站、轮驳公司、海事局等单位，相关单位间的沟通协调是一项非常关键的工作，它将直接影响到是否可以在预定的装船窗口内实施浮装作业。在FPSO出港前，需要提前到当地海事部门申请办理海上作业相关手续，主要包括FPSO出港的通航安全评估、航标移位、航行通告、水上水下活动许可证等，此次FPSO出港及浮装作业的时间、地点、船舶等信息，请过往船舶注意并提前采取避让措施[10]。

根据半潜船干拖作业需要，建立完善有效的干拖作业组织机构和通讯指挥程序，在不同作业任务中，根据实际各方情况划分工作界面，明确作业过程中各方职责，定期召开会议检查、通报各方工作的进展；FPSO离港前三天由半潜船干拖作业组织单位主持召开作业协调会议，组织作业各方对准备工作进行最后的联合检查；设立干拖作业领导小组，编制24h人员值班表，负责干拖作业的现场指挥，发布干拖作业指令、协调半潜船、FPSO、辅助拖船各操作方按命令实施作业；制定干拖运输汇报机制，约定通讯联络方式，定时以及在关键时刻及时汇报船舶动态、与陆地联系应急资源[11]。

5 海上施工

P67干拖运输的海上施工主要包括FPSO湿拖出港、FPSO浮装、干拖运输、FPSO浮卸四阶段，下面分阶段对施工流程与注意事项进行阐述[12]。

5.1 FPSO湿拖出港

在确定的FPSO浮装作业日期当天早晨，P67乘港口航道高平潮出港。FPSO离港前，浮装装船指挥、引航员、解带缆等作业人员提前登FPSO，FPSO上配备满足人员至少2天的补给，为缩短出港辅助拖轮等待时间，可提前解除FPSO与码头之间的连接设施，包括部分系泊缆绳、临时电缆、登船梯等。在离港辅助拖轮抵达码头与FPSO带缆连接后，在引航员的指挥下，解除剩余码头系泊缆绳。2艘辅助拖轮连接到FPSO船艏拖点，2艘辅助拖船连接到FPSO船艉拖点，2艘辅助拖船在FPSO右舷辅助，防止FPSO在解除系泊缆绳期间发生移动。码头系泊缆等连接设施全部移除后，上述6艘辅助拖轮在引航员的指挥下，按照图4所示船舶布置，按照预定的出港航线出港，直至抵达辅助作业区域。按照P67浮装设计方案，P67采取船艉朝向半潜船船艏的方向纵向装船，P67在6艘辅助拖船的拖曳下旋转180°，使得P67船艉正对半潜船船艉。

图4 FPSO湿拖出港船舶布置

5.2 FPSO浮装

FPSO抵达浮装地点，距离半潜船船艉500m处待命，等待浮装指令。由于P67左舷船舯有一排水下立管提升平台，为防止该平台与半潜船导向结构卡堵，提前在P67船艉左舷按照导向用的隔离驳。干拖装船指挥小组结合作业环境条件评估是否继续浮装。确定开展浮装作业后，6艘辅助拖船拖曳P67靠近半潜船船艉，将半潜船船艉浮箱上预布的交叉缆绳利用工作艇递送到P67上完成连接，P67在交叉缆、浮装拖船、半潜船右舷导向结构、左舷防撞护舷的共同作用下抵达浮装装船位置。半潜船开始排载上浮，利用工作艇解除隔离驳，连接半潜船与P67之间的固定缆绳。

图5 FPSO浮装作业示意图

5.3 FPSO干拖运输

半潜船持续上浮直至达到运输吃水后，开始P67装船固定件的焊接。搭设半潜船与P67之间的临时栈桥，P67人员下船。在装船固定装置焊接完成后，需要得到第三方检验，并对P67舱室内外的破损油漆进行修补。干拖作业组织单位每天召开会议通报各方工作的进展，计划半潜船起航离港时间，第三方验船师发布适航报告后，在得到起航地海事部门的批准后，半潜船干拖运输FPSO正式起航。运输期间，半潜船按照约定的通讯方式，定期汇报拖航动态，包括但不限于：航线上的气象预报、已航行距离、船舶位置、剩余航程、航速、货物及半潜船状态等。如果半潜船因气象等特殊情况需要绕航，半潜船船东需要提前报第三方及业主批准。

图6 半潜船装载FPSO干拖运输

5.4 FPSO浮卸

半潜船运输FPSO抵达目的港前，需要提前获得当地海事部门许可，完成进港手续办理（与FPSO离港海事手续及协调工作类似，具体依据当地法律法规执行）。半潜船进入目的港预定浮卸海域后首先进行抛锚作业，稳定半潜船船位后，开始解除P67装船固定结构，修补破损油漆，检查P67运输期间是否发生设施丢损，浮卸作业应在白天完成。浮卸作业指挥小组结合气象条件确定浮卸时间后，半潜船在船艉辅助拖轮的控制下调整艏向，确保浮卸期间半潜船船艏顶流。浮卸作业人员登P67，拆除P67与半潜船之间的临时栈桥，解除半潜船与P67之间的连接缆绳。半潜船下潜至预定水深，P67实现自由漂浮状态，P67在辅助拖轮的拖曳下驶离半潜船，实现P67浮卸。

6 结束语

通过周密的施工准备和精细化的工程管理，巴西FPSO P67干拖运输项目于2018年5月31日完成P67浮装，驶离青岛，7月17日抵达巴西瓜纳巴拉湾，7月20日完成P67浮卸，总耗时51天，较理想的湿拖运输节省近50天（湿拖运输航速按照5kn计算），创造了较大的经济效益。本文结合具体施工项目，详细介绍FPSO干拖运输项目的方案设计、施工准备以及海上施工流程，特别是项目的风险识别与控制措施，对于今后类似FPSO干拖运输项目具有很好的借鉴和参考意义。

图7 FPSO浮卸作业示意图

◆参考文献

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[12] 王艳杰，刘佳，刘敬贤，等. FPSO港区拖带航行安全保障技术研究[J].武汉理工大学学报（交通科技与工程版），2013，37(3)：562-565.