浮式FLNG多功能平台

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▪ 例如,在六个自由度的运动中,通常是 以纵摇最为有害,故液化装置的轴向若能布 置成沿最小的纵摇方向,则可使纵摇减轻。
▪ 再如,若能使液化装置尽量靠近船体的 重心位置来布置,则可使液化装置沿垂直轴 (Z轴)方向的升沉运动的响应,保持在一个最 小值。
减小LNG在容器内晃动的主要措施
(2)合理设计液化装置
三、FLNG的适用范围 3、适合气田早期生产
▪ 早期生产(early production),是指在 油气田勘探过程中,当探井发现可开采气田 之后,在全面开发方案未准备好及天然气生 产设施未建成之前,在气田开发早期短期内 利用FLNG使局部气田投入生产,尽早获得经 济效益的开发方式。由于FLNG既可与导管架 井口平台组合,也可与自升式或浮式钻采平 台组合成为完整的海上采气、液化、油气处 理和LNG储存、卸载系统,因而深水、浅水 还是近海均可应用它进行气田早期生产。
世界第一个(唯一)海洋FLNG平台
二、FLNG的结构组成 1、天然气液化生产系统
▪ FLNG通常通过单点系泊系统定位于作业海 域,其船体上装设有天然气液化系统。
▪ 天然气液化系统(Liquefaction)相当于将 岸上天然气液化工厂安置于FLNG船体的甲板 上。但是,甲板面积仅有岸上天然气液化工 厂面积的1/4,因而就要使天然气液化系统工 艺流程十分紧凑。流程中主要包括有:制取 制冷剂的氮膨胀机循环系统;液化及冷凝抽 提系统;气体处理系统等。整个系统要紧凑、 安全性好、对船体运动的敏感性低。
输送软管与真空绝热系统组合而成的 冷冻软管
四、FLNG的关键技术 3、旁靠卸载的防碰技术

▪ 旁靠卸载作业时,由于近靠的两船体之间 会相互产生强烈的非线性水动力影响,因而 有时会导致两浮体之间的碰撞。因此,就需 要对两浮体之间的相互水动力影响进行研究, 对两浮体之间的相对运动响应做出准确的预 报,尤其是要准确预报FLNG的运动响应。为 此,不仅要开展非线性水动力学研究,给出 预报软件;而且,还要通过实验水池试验, 研究抗撞措施(例如,自由液面处加一盖子等)。
钢絲绳吸能防撞器 (未压接前;撞击并恢复后)
四、FLNG的关键技术 4、液化工艺的改进技术
▪ (1)液化流程的紧凑:甲板面积仅为岸上天然 气液化工厂面积的1/4,这就要求天然气液化 的工艺流程,要设计得十分紧凑。
▪ (2)制冷剂的高性能:船上制备的制冷剂,要 具有对不同产地的天然气的高适应性,还要 热效率高;并且在面临恶劣天气时能快速停 机,移动至另一生产位置后能迅速开机。
一、天然气的资源概况 3、从近期南海来看
▪ 我国南海油气勘探近期已取得重要进展, 在珠江口盆地钻成的LW3-1-1井中,获得天 然气重大发现。根据数据初步估算,该井天 然气资源超过1000亿立方米,有望成为我国 海域最大的天然气发现。 LW3-1-1井位于我国东部南海珠江口盆地, 北距香港250公里。该井水深1480米,完钻 井深3843米,是我国第一口水深超千米的深 水钻井。它的发现,证明我国南海珠江口盆 地白云凹陷是一个有利的油气富集区,南海 深水海域具有较大的油气资源潜力 。
三、FLNG的适用范围 1、适合深水气田开发

FLNG系统最主要的是适用于深水气田
源自文库
开发。它与海底采气系统和LNG运输船可以
组合成一个完整的深水采气、油气水处理、
天然气液化、LNG储存和卸载系统,从而完
美地实现深水气田的高速度,高质量、高效
益的开发。这是因为它具有 适应深水采气
(与海底完井系统组合)的能力;具有在深
▪ 海洋占地球表面的71%,海洋石油天然气 资源占全球油气资源总量的49%左右。据美 国地质调查局和《油气杂志》公布.世界石 油资源总量约为4041亿吨.其中海洋约为 1900亿吨。液化天然气在全球已实现6.9 %的年增长速率,而气体燃料和其它形式的 能源则分别仅为3.1%和1.8%。
一、天然气的资源概况 2、从我国南海来看
▪ 海洋浮式生产LNG多功能平台
▪ 方华灿 ▪ 2012年4月 ▪ 中国石油大学(北京)
主要内容
▪ 一、天然气资源的概况 ▪ 二、FLNG的结构组成 ▪ 三、 FLNG的适用范围 ▪ 四、 FLNG的关键技术 ▪ 五、 发展FLNG的建议
一、天然气的资源概况 1、从全球海洋来看
▪ 天然气属于清洁能源,天然气的二氧化碳 排放量是原油的1/10,而原油的二氧化碳排 放量又是煤炭的约1/40。
四、FLNG的关键技术 2、尾输卸载的软管技术
▪ FLNG尾输卸载作业时,是通过一根系泊 缆与穿梭油轮连接,并使用输送LNG的软管 进行卸载。通常一个卸载过程大约20小时左 右,这就要求输送软管需要全程浮于水面之 上。但是,由于LNG必须保持零下162℃的超 低温,因而不仅要求输送软管的材料能承受 超低温;而且软管本身还要不受海水较长时 间的温度影响,保持恒超低温。此外,输送 软管还需要克服FLNG与穿梭油轮两船相对运 动的影响。目前我国尚无这种高端产品。
▪ (3)循环模式的优选:液化流程的循环模式要 按照结构紧凑、安全性好、制冷剂始终保持 气相、冷箱小、无需分馏塔、对船体运动的 敏感性低等要求,依优化设计理论优选。
四、FLNG的关键技术 5、 FLNG的动力定位技术
▪ 动力定位系统(DPS)是通过声波测量系统测 出船体位移,再运用计算机自位移算出来自 海洋环境的动力及力矩,然后,指令可变矩 螺旋桨给出相反的抵抗力及力矩,从而实时 保持船体定位的技术。有了动力定位技术, 即可使FLNG适应海况的能力大大增强;也更 有利于LNG的卸载作业,使卸载作业可以在 更为恶劣的环境条件下进行。因此,这就需 要从FLNG的船型特点及服役的海域海况实际 出发,设计出适应的FLNG的动力定位系统。
一、天然气的资源概况 4、从资源开发来看
▪ 海上天然气的资源开发,传统方式是通过 天然气管道输送到陆上的液化厂进行液化; 或是至管道终端将天然气储存,再与陆上管 道相接外输。这种方式不仅面临海底管道施 工困难,而且成本高,经济效益差。
▪ FLNG(Floating Liquefied Natural Gas System)系统,它与相同规模的岸上液化天 然气工厂相比,投资减少20%,建设工期减 少25%,且在天然气的液化过程中,其体积 骤缩600倍,从而有利于对天然气的储存。
我国研制的一种新吸能防撞器
▪ 这种吸能防撞器与常用的橡胶防撞器不 同,它是由钢絲绳制成。它选用受压弯时内 摩擦大的品种的钢絲绳;采用紧密堆垒排列 的绕层方式;用铝合金压接技术紧固其绳端, 从而使其在多次冲击载荷下绳圈不会失效。 钢絲绳内摩擦能够大量消耗掉撞击能量,它 的消耗能量比率高达70%~80%,为橡胶防撞 器所消耗能量的2~3倍(同一试验机上作试验, 橡胶防撞器所消耗能量仅为30%)。这种防撞 器已为我国专利:ZL93224217.0。
四、FLNG的关键技术 1、容器内LNG的减晃技术
▪ 由于液舱内LNG的流动性远高于原油的流 动性,因而FLNG船体的运动将会引发舱内 LNG的晃荡。 LNG的晃荡带来的危害是:
▪ (1)船体受到较大伤害:由于舱内LNG的晃荡 反过来会影响FLNG船体的整体运动,故而在 产生共振的情况下,将引起船体疲劳损伤。
水海域中较强的抗风浪的能力;具有大产量
的LNG液化和油气水生产处理能力;具有大
容量的LNG储存能力。
三、FLNG的适用范围 2、适合边际气田开发
▪ 边际气田,是指从经济效益上衡量,处 于可获利开发与获利少可不开发的边界的气 田,它往往需通过采用先进技术与装备等措 施,才能开发。 FLNG具有良好的经济性, 它与相同规模的岸上液化天然气工厂相比, 投资减少20%,建设工期减少25% ;FLNG 具有良好的移动性,可在开发完某气田之后, 移动至下一油气田使用,重复利用率高。 FLNG灵活性高,可以与导管架井口平台组合, 也可以与自升式钻采平台组合。
动力定位的声波测量系统 (海底声波发生器,接受器(声纳))
计算机计算的主要内容
SPB型LNG储罐
独立球型(MOSS型) LNG储罐
薄膜型(GTT型) LNG储罐
二、FLNG的结构组成 3、 FLNG单点系泊系统
▪ 采用转塔系泊方式,它是将FLNG通过 一定的连接方式,固定于海上的系泊点 上,使之可随风、浪和流的作用,进行 3600全方位的自由旋转。单点系泊系统 由转塔、液体传输系统、旋转系统及界 面连接系统四部分组成,其中,转塔不 仅是FLNG的系泊点,而且也是立管和 脐带系统经海底到达船体的通道。通常分
为内转塔和外转塔两种系泊方式。内转塔一 般设在船艏,而外转塔则设在外悬臂上。
设在船艏的内转塔装置
设在外悬臂上的外转塔装置
二、FLNG的结构组成 4、LNG卸载系统
▪ 目前,提出的卸载方式,主要分为尾输 与旁靠两种方式。
▪ 尾输方式:它是将LNG运输船的首部通 过系泊缆与FLNG船的尾部相连,LNG通过长 距离的输送软管卸载至LNG运输船。
我国南海荔湾气田的生产流程
PY34-1CEP
浅水管线
气/液分离系统
LW3-1深水气田水下生产系统
深水管线
乙二醇贫液
深水气田接收系统



乙二醇再生&脱盐系统
台 各

乙二醇富液

凝析油处理系统
天然气脱水系统
浅水管线
陆上终端 天然气处
理厂
PY气区干气和凝析油
荔湾气田深水海域水下生产系统
荔湾气田中心平台上的压气机群
▪ (2)液化装置效率降低:船体在风、浪、流等 影响下而产生的剧烈运动,使得安装于FLNG 甲板上的液化装置处在不断运动的环境中, 剧烈运动的液化装置引起的LNG的晃荡,将 使液化工作效率大大降低。
减小LNG在容器内晃动的主要措施 (1)合理布置液化装置
▪ 液化装置在FLNG上的位置与方向对减小 其运动响应有直接关系。
▪ 旁靠方式:它是将LNG运输船与FLNG船 采用并排方式排列,两船通过系泊缆和防碰 垫等连接在一起,两船之间的距离由防碰垫 的尺寸来决定。
尾输方式的结构组成
旁靠方式的结构组成
二、FLNG的结构组成 5、FLNG的总体佈置
二、FLNG的结构组成 6、FLNG的工艺流程
▪ (1)气井采气 ▪ (2)转塔进气 ▪ (3)冷凝抽提 ▪ (4)气体处理 ▪ (5)进行液化 ▪ (6)舱内储存 ▪ (7)卸载外输
具有最佳保持恒低温及防漏性能的高 级真空绝热环空系统的冷冻软管
▪ 此种冷冻软管系由耐超低温(-1600C)材料的 输送软管及其真空绝热环空系统组成,具体构 成如下: ▪ 1、保护壳 ▪ 2、柔性不锈钢外管 ▪ 3、具有最佳保持恒低温及防漏性能的高级真 空绝热环空系统 ▪ 4、不锈钢铠甲 ▪ 5、柔性不锈钢内管
二、FLNG的结构组成 2、液化天然气储存系统
LNG储存系统,主要包括有:液化天然
气储罐(LNG tank)、液化石油气储罐
(LPG tank)装置等。
▪ 由于LNG在储存过程中始终处在常压和162℃左右的低温条件下,储罐内会产生一 定的蒸气压,因而为了避免上述情况出现, 储罐的材料以及绝缘性必须满足要求。LNG 的储罐一般可分为独立球型(MOSS型)、 SPB型及薄膜型(GTT型)三种类型。
▪ 液化装置的尺寸和内部构件的几何形状、 尺寸等均应合理设计。如卧式液化装置,应 尽可能地增加其直径和减小长度尺寸。从内 部构件来看,应增设堰板,但其数量及几何 形状(如采用弯月形等),则应通过优化设计, 合理确定。一般应使液化装置能经受600横摇 和300纵摇。中国石油大学研制的专利28626 号“一种减少容器内部液面晃动的阻晃装 置,”就是从优化设计理论出发,通过反复 实验,得出的提高生产效率的成果。
我国南海海域面积约200*104KM2,油气资 源主要分布在总面积约41万平方公里的曾母 暗沙、万安西和北乐滩等十几个盆地。美国 地质调查局1993年对南海上述盆地的资源所 做的估计为:石油:280亿桶,天然气266万 亿立方米;我国的估计为:石油1050亿桶, 天然气2000万亿立方米。最有潜力的含油气 盆地为曾母暗沙、南徽、万安和东纳土纳盆 地,其中,仅曾母暗沙盆地油气质储量就有 约126至137亿吨。故有“第二波斯湾”之称。
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