CN103552669A - Fpso货油舱洗舱方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种FPSO货油舱洗舱方法。包括以下步骤：S1.前期准备阶段；S2.驱气清洗阶段，在FPSO货油舱驱气阶段同时进行生产水扰动洗舱，并扫除舱底洗舱水；S3、除气阶段，使用两台以上风机送风，打开两端舱盖交替排气，保持量油口和测气口打开；S4、惰化阶段，对两个舱室以上的惰化采用分阶段惰化模式，先同时惰化所有舱2～3.5小时，再各个集中惰化。本发明提出的方法提高了FPSO货油舱洗舱的效率，降低了作业风险，节省了作业成本。

Description

FPSO货油舱洗舱方法

技术领域

本发明涉及一种海上生产设施的洗舱方法，具体是指一种FPSO货油舱洗舱方法。

背景技术

目前，随着海洋勘探开发向深海发展，越来越多的FPSO（Floating Production Storage and Offloading，即浮式储油卸油装置）被建造和投入使用，根据检验计划安排或维修需要，DNV（DET NORSKE VERITAS 挪威船级社）或CCS（China Classification Society中国船级社）规范要求，需要对货油舱进行洗舱作业，以便作业人员进入舱内进行维修或验船师进入舱内进行舱内结构、防腐涂层等方面的检验。

洗舱作业一般在生产的同时进行，而且按照相关规范，期间不能进行提油作业，因此提高洗舱的效率，对于处理量大的FPSO来说，是影响持续生产的关键因素；洗舱是一种高风险的作业，尤其是不停产的洗舱作业，存在人员中毒、油气泄漏、火灾爆炸、溢油等风险，洗舱时间越长，产生的相应风险也越高，因此提高洗舱效率、缩短洗舱时间十分必要。

常规洗舱程序为：前期准备→原油洗舱→热水洗舱→海水冷却→扫舱→驱气和除气→人员进舱→封舱惰化。上述传统洗舱方案存在以下问题：

1.效果差和污水产生量大：原油洗舱后舱壁经常附着大量的原油，因热海水与油垢相容性差，热海水很难把原油从货油舱壁上冲洗下来；用水量大，产生额外的含油污水，增加环保费用；需要额外对洗舱水进行加热，耗能大；洗舱和扫舱时间长，增加了作业风险和人员费用；

2.驱气达到合格时所需的时间长，留给下舱检验和维修的时间比较短，增加了边生产边洗舱的压产、停产风险；

3.大舱惰气进口水平布局的FPSO，驱气和除气作业过程中，货油舱内部流动的气体层流明显，依靠分子间的扩散，驱气时间需要很长时间才能达标；

4.潜在的安全隐患：使用海水洗舱冷却时，海水中的溶解氧气也进入含油气舱室内，局部富集可能因静电产生爆燃；引入的海水扫舱时也很难扫干净，留存的海水加速了货油舱及舱内设备的腐蚀速度；原油洗舱后舱室内附着的原油会不断蒸发出烃蒸汽，给下舱作业人员健康和安全造成一定的伤害。

上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种FPSO货油舱洗舱方法，以实现高效、低风险、低成本的FPSO货油舱洗舱作业。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种FPSO货油舱洗舱方法，包括以下步骤：

S1.前期准备阶段；

S2.驱气清洗阶段，在FPSO货油舱驱气阶段同时进行生产水扰动洗舱，并扫除舱底洗舱水；

S3、除气阶段，使用两台以上风机送风，打开两端舱盖交替排气，保持量油口和测气口打开；

S4、惰化阶段，对两个舱室以上的惰化采用分阶段惰化模式，先同时惰化所有舱2～3.5小时，再各个集中惰化。

其中，在驱气阶段，所述的洗舱用生产水为FPSO生产过程中产生的并经处理后合格的含油污水，含油量小于30ppm。

其中，所述生产水温度为58～62℃。

其中，在除气阶段，所述风机的送风管开口距离舱底1.2～1.8米。

其中，在惰化阶段，所述惰气的进舱管线为垂直布置。

其中，在驱气及惰化阶段，控制舱内压力为15～25mbar。

本发明的有益效果是：

1.提高了FPSO货油舱的洗舱效率。平均洗两个舱室从7天缩减到4天，

节省了成本，大大缓解了参与现场洗舱作业人员的神经疲劳，确保员工在最佳精神状态下把工作干好；

2.同时减少了洗舱过程中的污水产生量，避免了海水进入舱室后很难扫除干净造成腐蚀加速的风险；

3.降低了潜在的各种风险，可燃气体与空气接触的时间缩短了，避免了海水中溶解氧气进入舱室的机会，使洗舱作业更安全有效。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图１是惰气管垂直布置时惰气进入货油舱的示意图。

图２是惰气管水平布置时惰气进入货油舱的示意图。

图３是货油舱除气示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的核心在于提供一种FPSO货油舱洗舱方法，以实现高效、低风险、低成本的FPSO货油舱洗舱作业。

本发明所述的FPSO货油舱洗舱方法，对传统洗舱程序进行整合，提出了优化的洗舱程序：前期准备→驱气、生产水扰动洗舱、扫舱→除气→人员进舱→封舱惰化。在FPSO货油舱驱气阶段同时进行生产水扰动洗舱，并在该阶段完成洗舱水的扫除；在除气阶段，使用两台以上风机送风，以加快除气和货油舱冷却，打开两端舱盖交替排气，并打开量油口和测气口加剧舱内气体扰动；在惰化阶段，先同时惰化所有舱，再各个舱集中惰化。根据舱室容积*（0.8-1.1）系数/惰气发生器排量,便于让惰性气体和可燃气体根据布朗定理扩散充分，同时惰化所有舱的时间选取范围为2～3.5小时。

优选的，上述所述生产水为FPSO生产过程中产生的并经处理后合格的含油污水；生产水从洗舱机中高速喷出，加剧了货油舱中气体的扰动，有助于可燃气体的驱替。由于海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值要求，根据海洋石油116实际处理和生产水含油对静电产生的影响，生产水含油量小于30ppm。

优选的，上述所用生产水温度过高会增加烃蒸汽，影响驱气效果，增加爆炸风险；温度过低则油溶性差，影响洗舱效果。根据可燃液体乙类闪点温度：闪点>45℃至<60℃和海洋石油116实际生产水温度决定，生产水温度为58～60℃范围内。

优选的，在驱气和惰化阶段，惰气的进舱管线均为垂直布置。下面就其两种布置方式的驱气和惰化效率进行分析：

方式一，垂直布置。如图1所示，惰气垂直进入货油舱1，靠冲击和弥散驱气，气体分子动能在舱壁上损失小，动能大部分用于驱替烃类蒸汽分子，驱气效率高，气体置换彻底。

方式二，水平布置。如图2所示，惰气水平进入货油舱1，惰气分子动能大部分消耗在了舱壁上，惰气只靠弥散作用驱气，货油舱11米以下很难被驱替到。

譬如8000方/小时的惰气量，如果惰气进口是垂直布置，对一个13000方容量的货油舱，原油洗舱后，驱气一个舱8小时就能满足；如果惰气进口是水平布置，24小时都不能驱替达标。

在驱气及惰化阶段，惰气排气背压也是影响气体置换效率的重要因素之一，优选的，通过调节惰气排量和透气阀门开度，适当控制舱内压力为20mbar左右。通过模糊数学理论分析及现场经验发现，当舱内压力为20mbar时，大舱内气体置换效果最佳。

优选的，在除气阶段，采用风机鼓风将舱内惰气及有害气体除去，故除气效率取决于风机的风量、送风管的深度和舱内气体扰动程度。本发明建议采用两台以上风机3送风，加大送风量不仅能够提高除气速度，还能加速舱室的冷却；送风管2距离货油舱1舱底部1.2～1.8米时除气效果较为理想，送风管2距离货油舱1舱底部1.5米除气效果最为理想，也便于人员下舱操作；两端舱盖打开交替排气，保持量油口、测气口打开状态，以加剧货油舱内部气体的扰动，具体如图3所示。

优选的，在封舱惰化阶段，对两个舱室以上的惰化采用分阶段惰化模式，先所有舱同时惰化1～2个小时，再各个舱集中惰化。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合海洋石油116FPSO的NO.4(P)、NO.4(S)货油舱的洗舱方案对本发明作进一步详细的描述。为了节省篇幅，下述实施方案略去与本发明无关但在具体作业中必需的内容。

1.洗舱前准备工作：

准备工作包括组织结构、设备工具测试、程序和技术交底、维修物料和配件准备、安全应急演练、维修演练、仪器仪表准备、防护救护设施到位、记录表格及人员准备、现场流程确认等。其中与本发明有关的需要执行的工艺程序有：

1.1.选择可靠方式隔离要洗舱室的流体流程，包括热油流程：停止向NO.4(P)、NO.4(S)货油舱输入生产原油，确认每个舱室的原油注入管线上的蝶阀已关闭并加装盲板隔离，以上蝶阀的液压油路须隔离；关闭NO.4(P)、NO.4(S)热油管线进口阀门，待冷却后关闭热媒出口阀门，以防热胀冷缩破坏管线。

1.2.将上述舱内的原油全部驳至其它相应货油舱后，确认相关舱室(NO.4(P)、NO.4(S))已经为空舱并经彻底扫舱。

1.3.确认货油输送管系中调驳管线上的遥控蝶阀全部关闭，并隔离液压油路。

1.4.提前扫干净右污油水舱的残液，处理好生产水舱上面的浮油，左、右污油水舱连通管隔离。

1.5.在右污油水舱中导入并保持有2000m3洗舱用生产水，并保持水温在58～600C且含油低于30ppm。同时保证一个生产水舱留有足量生产水用于洗舱泵出现问题时用生产水泵洗舱，且生产水温度为58～600C。 

1.6.关闭除NO.4(P)、NO.4(S)货油舱、右污油水舱及生产水舱外所有各舱惰气进口阀，并确认这些舱透气管上的截止阀保持开启，透气管上呼吸阀动作正常。

2.洗舱及驱气程序：

2.1.再次确认关闭不进行驱气的各舱惰气进口阀。

2.2.关闭不进行驱气的各舱透气阀。在驱气过程中，严格监控不进行驱气的各舱舱压，使其保持正常。

2.3.打开待驱气各舱的透气阀和左右舷透气总管上的除气盖。（在作业过程中，上述各舱惰气出口阀、总透气阀和透气总管上的透气盖的开关状态由洗舱专家根据具体情况掌握）。

2.4.将洗舱机工作循环设定为00→1800→00→600→00，调整洗舱机垂直升降速度30/转。

2.5.打开右污油水舱生产水至洗舱管系的阀，导通洗舱系统的回流流程。启动洗舱泵，洗舱管系排气。调节泵排出压力，使洗舱管系压力达到0.9MPa。

2.6.打开NO.4(P)、NO.4(S)的惰气进口阀。

2.7.启动惰气系统，依次向NO.4(P)、NO.4(S)各舱充注惰气，驱除舱内可燃气体。

2.8.在驱气过程中，通过调节惰气排量和大舱惰气进口阀的开度来控制大舱压力为20mbar左右。

2.9.依次打开NO.4(P)、NO.4(S)各舱两个洗舱机进口阀，关回流阀，开始热生产水扰动洗舱（生产水温度为58～60℃）。

2.10.在驱除舱内可燃气体过程中，严密监视其它舱的氧气浓度（5％），若发现超标，及时补充惰气。

2.11.当洗舱机喷咀垂直角度完成00→1800→00→600→00时，暂停洗舱。

2.12.在驱气过程中，每隔半小时到一小时对两个舱的上、中、下三个部位的气体进行测试，当舱内三个部位可燃气浓度均降到2％（V/V）以下，并且无明显分层现象时，停止驱气；若是发现暂停洗舱之后，舱内可燃气浓度上升，则需要启动洗舱机进行下一轮洗舱。

2.13.每舱开始洗舱20分钟后，开始用扫舱泵扫舱，将NO.4(P)、NO.4(S)舱洗舱液扫入左污油水舱（注意左污油舱液位高时启污油泵打到工艺系统处理）。扫舱方式如下：打开货油舱内的扫舱吸入阀，打开扫舱管线上的阀，启动扫舱泵扫舱。

2.14.各舱积水全部抽干后停泵，洗舱结束。

3.除气程序：

当舱内上、中、下三个部位可燃气浓度均降到2％（V/V）以下，并且在停止洗舱后可燃气浓度不会上升时，停止驱气，开始除气程序：

3.1.关闭NO.4(P)、NO.4(S)惰气进口阀、透气阀并插入盲板。将除上述舱之外其余各舱的惰气进舱阀门、呼吸透气阀门恢复到洗舱前的状态。

3.2.安装两台以上水力风机，打开各舱前后舱盖交替排气，量油口和测气口保持打开状态，以增强舱内气体扰动。

3.3.当舱内氧气浓度达到20％以上，可燃气浓度降到爆炸下限2％以下时，除气结束，人员可下舱进行探舱作业。

4.人员下舱作业程序

5.封舱惰化：

5.1.移除水力风机，关闭舱口盖，并确认密封良好。

5.2.关闭不进行惰化的各舱的惰气进口阀。

5.3.移出NO.4(P)、NO.4(S)的惰气进口管线盲板，打开惰气进口阀门。

5.4.关闭除NO.4(P)、NO.4(S)之外的各舱透气管阀门。

5.5.移出NO.4(P)、NO.4(S)的透气管线盲板，打开透气管线阀门。

5.6.启动惰气系统，向NO.4(P)、NO.4(S)充入惰气2小时之后，关闭NO.4(S)的惰气进口阀门、透气阀门，开始对NO.4(P)进行单独集中惰化。

5.7.在惰化过程中，通过调节惰气排量和进口阀，控制NO.4(P)压力为20mbar左右。

5.8.定期检测NO.4(P)舱内上、中、下部氧气含量，当其读数全部低于5%（v/v）时该舱的惰化结束。

5.9.按照5.6、5.7、5.8所述方式对NO.4(S)进行惰化。

5.10.当NO.4(P)、NO.4(S)上、中、下部氧气含量全部低于5%（v/v）时，惰化作业结束。

5.11.移除NO.4(P)、NO.4(S)其它所有加装的盲板，恢复洗舱前甲板各个阀门的状态。

本发明提出的FPSO货油舱洗舱新工艺，使得洗2个舱平均由7天缩短到4天，节省了3天时间，极大提高了洗舱效率。从经济上分析，减少3天的施工时间，每次洗舱需要近30名作业人员协助，一次洗舱人工费可以节约5万元人民币，一年洗两次舱就可以节约10万元人民币；从使用原油和海水角度分析，每次洗舱（2个舱室）多产生2000吨含油污水，处理费用约2000元人名币；中海油目前有18艘FPSO，单从劳务费用和污水处理费用上计算，一年可以节约183.6万元人民币。

上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。

总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种FPSO货油舱洗舱方法，包括以下步骤：

S1.前期准备阶段；

S2.驱气清洗阶段，在FPSO货油舱驱气阶段同时进行生产水扰动洗舱，并扫除舱底洗舱水；

S3、除气阶段，使用两台以上风机送风，打开两端舱盖交替排气，保持量油口和测气口打开；

S4、惰化阶段，对两个舱室以上的惰化采用分阶段惰化模式，先同时惰化所有舱2～3.5小时，再各个集中惰化。

2.根据权利要求1所述的FPSO货油舱洗舱方法，其特征在于：在驱气阶段，所述的洗舱用生产水为FPSO生产过程中产生的并经处理后合格的含油污水，含油量小于30ppm。

3.根据权利要求2所述的FPSO货油舱洗舱方法，其特征在于：所述生产水温度为58～62℃。

4.根据权利要求1所述的FPSO货油舱洗舱方法，其特征在于：在除气阶段，所述风机的送风管开口距离舱底1.2～1.8米。

5.根据权利要求1所述的FPSO货油舱洗舱方法，其特征在于：在惰化阶段，所述惰气的进舱管线为垂直布置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的FPSO货油舱洗舱方法，其特征在于：在驱气及惰化阶段，控制舱内压力为15～25mbar。

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