CN1139972A - 烃类流体输送系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用来输送从近海井中产出的烃类流体的系统。此系统具有与此井通连的烃类流体储存装置(3)以及至少一个烃类流体的输出系统。这一输出系统包括：短途集散油船(11)，它设有定位装置(13)使此油船只能离开一选定地区作有限运动；输流管(9)，用来将井产出的烃类流体输送给油船(11)。输流管(9)的至少一部分形成一连续的挠性输流管，在其一端设有用来使输流管与油船从可松释连接的连接件(28)以及用来开闭此输流管的阀(29)，上述挠性输流管沿海床(15)延伸并在输流管与油船连接时从海床上以提升管(22)形式通向油船。在输流管与油船相连接时，挠性输流管不随油船作上述有限运动时而运动。此输系统还包括有当输流管与油船脱开时，使前述提升管的上端在海床与油船之间运动的装置。

Description

烃类流体输送系统

本发明涉及一种用来输送从一或多个近海井生产出的烃类流体的系统与方法。从近海油田将烃类流体输送到接收站一事，乃是选择用于开发近海油田的合适的生产系统中的一个关键因素。铺设于海床上的管道已被广泛地用作长距离地输送石油和天然气的可靠装置。但是对于沿岸的油田或是对于管道安装在技术或是在经济上不可行的地方，可能还需要有其它的烃类输出系统。除此，可能还要提供某种应急的烃类输出系统，这种系统只用在特殊的环境下或是用在某段时间内主输出系统不能利用的情况下。

在得克萨斯州Houston市举行的海洋技术19届年会(4月27日～30日)上，所提出的OTC(海洋技术会议)论文5585号中描述了一种周知的原油输出系统。这一系统包括一座钢制的采油平台，平台上连接着若干“卫星”井，同时从此平台上经由一吊挂式波形挠性提升管，将一输出输流管延伸到一艘永久性舶留的浮式生产、储存与卸荷油船(FPSO油船)上。作业期间，石油从平台经输出输流管泵送入FPSO油船中。从FPSO油船，石油转运到在这一转运期间临时定位于FPSO油船附近的短途集散油船上。此种系统在恶劣天气下易受停工的影响，这是因为当输流管会从FPSO油船上脱开时就必须中止生产。此外，将短途集散油船定位于FPSO邻近也只能限于较平静的气象条件下。

本发明的目的之一便是要去解决先有技术中前述的种种问题，同时提供一种用来从近海井输送近海烃类流体的改进了的系统与方法。

根据本发明，提出了一种用来输送从近海井生产出的烃类流体的系统，此系统具有与近海井通连的烃类流体储存装置以及至少一个烃类流体的输出系统，这一输出系统包括：

一艘短途集散油船，它设有定位装置，使此油船只能游离开一选定地区作有限运动；

一根输流管，用来将井中生产出的烃类流体输送给上述油船，此输流管至少有一部分形成一条连续的挠性输流管，于其一端设有一连接件用来使此输流管与上述油船作可松释的连接，同时设有一用来打开或关闭此输流管的阀，上述挠性的输流管沿海床延伸，并在此输流管连接到上述油船上时以提升管形式通向油船，在此输流管与所述油船相连接时，该挠性输流管不会随此油船作所述有限运动时而运动；以及

一种装置，用来当此输流管与油船脱开时，使前述提升管的上端在海床与油船之间运动。

本发明的方法则包括下述步骤：

提供与近海井通连的烃类流体储存装置以及至少一个烃类流体输出系统，此输出系统包括：一短途集散油船，上面设有一只能使油船离开一选定地区作有限运动的定位装置；一根用来将所述烃类流体输送至此油船的输流管，此输流管至少有一部分形成一条连续的挠性输流管，而在其一端设有一连接件用来将此输流管可松释地连接到所述油船上，同时设有一个用来打开或关闭此输流管的阀，所述挠性的输流管沿海床延伸，并在此输流管连接到油船上时从此海床上以提升管形式通向油船，在此输流管与所述油船相连接时，该挠性输流管则不会随此油船作所述有限运动时而运动；以及一种装置，用来在所述输流管与油船脱开时，使提升管的上端在海床与油船之间运动；

使所述输流管与上述油船连接；

使井中产出的烃类流体通过上述输流管输送到油船内；

关闭上述阀，使此输流管与油船脱开，同时让输流管的上端在海床与油船间运动；以及

将井中产出的烃类流体输送入储存装置中。

上述储存装置在业已完成将烃类流体输送到油船内且此油船已移向一使油船卸料的机构时，能够保持烃类流体生产的连续性。这种烃类流体例如可以从井输送到存储装置内，并从此经输流管输送至油船。或者，当此系统包括一个以上的流体输出系统时，可使烃类流体直接输送到油船内。不论是上述哪一种情形，都可不再要求将短途集散船舶留于一FPSO油船附近，而且即使是在极其恶劣的天气条件下，也能继续石油的生产。此外，通过使所述提升管的上端在海床与油船之间运动，此提升管便不会暴露于海浪或在水面运动的物体的影响之下。例如，当油船不在将提升管的上端铺放到海床上，而在油船到达时将提升管的上端撤回，就能在不需输送流体时使提升管脱离开浪区。这样，当此提升管落定于海床上时，就能显著减少海浪作用或船舶运动而损伤此提升管的风验。

此种提升管最好包括一个浮力段，此浮力段有若干以选定的相互分隔的距离装附于此提升管上的浮力组件，使此提升管取双悬链线构型。

提升管的这种双悬链线构型也称之为吊挂式波形构型，它有利于使此提升管的上端能依随海浪感应出的油船的运动，而不会使提升管蓄积过度的应力。

上述平台可以是以重力为基础的平台，它有至少一个构成所述储存装置的烃类流体的储存室，而输流管则在此储存室与油船之间延伸。

另外，上述储存室也可由一种漂浮储存装置形成，它由锚链锚定于海床上，这时的输流管便在此漂浮储存装置与油船之间延伸。

适用的一种飘浮储存装置构成了一种圆筒形室，它基本上是在水面下飘浮，具有一条大致于垂直方向中延伸的纵轴线，这种储存装置称之为“圆柱件”。

在本发明的这种系统的另一实施例中，设置了两个所述的烃类流体输出系统，其中上述的烃类流体储存装置构成了这两个烃类流体输出系统之一中的前述短途散装置油船。利用这一实施例，就能将烃类流体交替地输送到这些短途散装油船中之一，然后再输送到其中的另一个，这样当一艘这样的油船已然离开去卸料时，并不会中断烃类流体的生产与储存。

当本发明的系统用作支承近海井的海上平台的应急系统时，最好使前述输流管作为一种连续的挠性的输流管在此平台与油船之间延伸，这种输流管从上述平台上以自由悬挂的方式吊下。这种构型可以通过将输流管的一端安装到平台上例如在一个高出水面的位置上，而得以快速地安装好输流管，此输流管的中间部分铺放于海床上，而将另一端连接到油船上。

下面参看附图以举例方式说明本发明，在附图中；

图1示意地表明了本发明的一种系统，其中的海上采油平台经一输流管与一油船连接；

图2示意地表明了图1中的系统在输流管与油船脱开且油船已离开时的情形。

图1中示出了用来从一批水面下油井(未示明)来生产石油与天然气的近海平台1。平台1形成了一种传统的以重力为基础的平台，此平台1设有许多储存室3，它们构成了平台1的底座并排到成能给出平台提供合适稳定性的构型。这些储存室3取决于平台1安装过程中所需的镇重条件以及此后的操作条件。平台1有一甲板结构5，由四个立柱7支承，图中示明了其中的两根。储存室3用来临时储存所生产的烃类流体，有一输出输流管9经由一通过立柱7延伸至甲板结构5的导管与储存管3形成流体通连。此输出输流管9从甲板结构5延伸到油船11，这一油船11飘浮在水面12上，至平台1的距离则是选定的。油船11备有一动态定物系统，此系统具有若干推力器13，在油船因风、浪与水流作用漂移开其选定位置时使油箱复位。这样，为了保持油船的位置就可不需使用锚链来使油船停泊。

输流管9包括一个钢制部段14从甲板结构5延伸到海床15，并沿海床1 5至一输流管底座17。从输流管底座17向上，输流管9沿海床15作为一条连续的挠性输流管20进一步延伸，并从海床15沿朝上方向到达油船11。从海床15沿朝上方向延伸到油船的这部分挠性输流管确定一根提升管，它包括一个浮力段24，浮力段上设有一批浮力组件26，它们所在的位置使得提升管22取双悬链线构型，此提升管22的下悬链段形成在海床15与浮力段24之间，而它的上悬链段则形成在浮力段24与油船11之间。挠性输流管20不随油船11因风、浪与水流的作用的运动而运动。于是，这部分沿海床15延伸的挠性输流管20，由于此挠性输流管20的较大或较小部分可从海床15上升起，取决于油船11相对于输流管底座17的位置而有变化。提升管22的上端设有一连接器28，用来使提升管22在一可以断开的方式下与油船11相连，还设有一阀29，此阀在打开状态下时可使流体从提升管22流至油船11，而在闭合状态下时则关闭提升管22的上端。此外，提升管22的上部设有一用来使油船11通风旋转体(未示明)，借此可使提升管绕自身纵轴线相对于油船11转动。油船11上设有一万向接头装置(未示明)，将提升管22连接成可使其相对于油船11依另一个方向转动。连接器28与上述旋转体可以形成为独立的器件，或也可形成整体式的连接器旋转体。

图2中示明了图1中的平台1、输出输流管9以及输流管底座17。在此，提升管12的上端不再与油船11连接(如图1所示的情形)，此提升管22已从油船11上脱开并铺放于海床15上，同时图1中的油船业已离去。用一根铰车钢丝30的一端接装到连接器28上，而在另一端连接到一浮标31上，同时有一浸没式浮子32位在水面邻近以保持铰车钢丝30绷紧。

在图1与2的系统正常使用当中，从井中产出的原油向上流过生产用提升管并被泵送入储存室3中，在此从烃类流体中分离出生产用水。提升管22落定于海床上(如图2所示)，阀29是关闭的。当油船11到达选定位置时，浮标31与水下浮子32便被带到船上，而油船11的动态定位系统便起动来保持油船的位置。铰车钢丝30便将提升管22从海床1 5上拉起，随后连接器28便连接到油船11上。提升管22由于浮力组件26的作用自动地取它的双悬链线形。由于提升管22的这种双悬链线构型，油船11任何因风、浪或水流引起的运动都能为提升管22所适应。打开阀29，石油便从储存室3通过输流管9泵送入油船11内。当石油已从室3转运到油船11内后，便关闭阀29而使连接器28与油船11断开。随后放松铰车钢丝30，直立提升管22落定于海床15上，然后松释开浮标31与浮子12，使油船11脱离开平台1。

当油船11或另一艘油船到达选定的位置时，重复上述过程。依此方式，提供了一种可靠的近海石油储存与输送系统，它可以用作永久性工作的常规的输出系统，或只是用作在特殊环境下工作的应急的输出系统。

油船11的上述动态定位系统通常是能够保持油船的位置的，但在极端恶劣的天气条件T，则可能需要中止卸料，使提升管22与油船11脱开，并使提升管22落定于海床上。当气候条件允许再进行卸料时，便从海床上使提升管22复位而继续开始卸料。

Claims (12)

1.一种用来输送从近海井中产出的烃类流体的系统，此系统具有与此井通连的烃类流体储存装置以及至少一个烃类流体的输出系统，这一输出系统包括：

一艘短途集散油船，它设有定位装置，使此油船只能离开一选定地区作有限运动；

一根输流管，用来将此井中产出的烃类流体输送给油船，此输流管至少有一部分形成一条连续的挠性输流管，在其一端设有一连接件，用来使输流管与油船作可松释的连接，还设有一个阀，用来打开或关闭输流管，所述挠性输流管沿海床延伸，并在输流管连接到输油船上时以一提升管的形式通向油船，在此输流管与油船连接时，挠性输流管不会随油船作所述有限运动时而运动；以及

一种装置，用来当此输流管与油船脱开时，使提升管的上端在海床与油船之间运动。

2.如权利要求1所述的系统，特征在于：所述提升管包括一浮力段，此浮力段上设有一批依选定的相互分隔的距离装附到提升管上的浮力组件，而使得这一提升管取双悬链线构型。

3.如权利要求1或2所述的系统，特征在于：所述储存装置形成为一座以重力为基础的海上平台的至少一个烃类流体储存室，上述输流管即在前述储存装置与油船中延伸。

4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述储存装置是由用锚链锚定到海床上的一种漂浮储存装置，而所述输流管则在此漂浮储存装置与油船之间延伸。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述漂浮储存装置形成了一个基本上是在水面之下的圆筒形室，并具有一条基本上沿垂向延伸的纵轴线。

6.如权利要求1或2所述的系统，它包括有两个前述的烃类流体输出系统，特征在于：前述的烃类流体储存装置构成了这两个烃类流体输出系统中之一的一个短途集散油船。

7.如权利要求1至6中任一项所述的系统，特征在于：所述提升管设有一个位于其上部的旋转体装置，可使此提升管能围绕它的纵轴线相对于油船转动。

8.如权利要求1或7中任一项所述的系统，特征在于：所述提升管是经由一万向接头装置连接到油船之上。

9.如权利要求1或7中任一项所述的系统，特征在于：所述输流管是从一座支承前述近海井的海上平台上作为一根连续的挠性输流管延伸出，此输流管是以自由悬挂的方式从此海上平台上垂吊下。

10.一种用来输送从一近海井产出的烃类流体的方法，此方法包括下述步骤：

提供与所述井通连的烃类流体储存装置以及至少一个烃类流体输出系统，此输出系统包括：一艘短途集散油船，上面设有一只能使此油船离开一选定地区作有限运动的定位装置；一根用来将所述烃类流体输送至油船的输流管，此输流管至少有一部分形成一条连续的挠性输流管，而在其一端设有一连接件用来将输流管可松释地连接到该油船上，同时设有一个阀用来打开或关闭输流管，所述挠性输流管沿海床延伸，并在此输流管连接到油船上时从此海床上以一提升管的形式通向此油船，在此输流管连接到油船上时，该挠性输流管不会随此油船作所述有限运动时而运动；

使输流管与油船连接；

使上述井中产出的烃类流体通过输流管输送到油船内；

关闭阀，使输流管与油船脱开，同时使输流管的上端在海床与油船间运动；以及

将此井中产出的烃类流体输送入前述储存装置中。

11.在参看所述附图之前基本上如以上所述的这种系统。

12.在参看所述附图之前基本上如以上所述的这种方法。

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