[發明專利]一種極深水海洋油氣田工程開發系統

有效

• 申請號: 201110441883.6
• 申請日: 2011-12-24
• 公開（公告）號: CN102514692A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 黃一;甄興偉;張崎;劉剛;李紅霞
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

技術領域

本發明涉及一種海洋油氣田開發技術，特別是一種極深水海洋油氣田工程開發系統。

背景技術

全世界海洋深度3000～6000m占據了海洋面積的絕大部分，達到73.83％，因此，對于極深水海域海底資源的開發是當代高新技術追求的重要目標。

目前，依托傳統的海洋工程裝備與海洋工程技術，人類海洋油氣資源開發的極限水深在3000～3500m之間，且投入的開發成本巨大。此外，由于極深水海域的海況條件惡劣(如暴雨、颶風)等，使得正常的油氣開采作業風險劇增。

基于上述問題的存在，傳統的海洋油氣工程裝備與海洋油氣工程技術在極深水海域環境下(3000～6000m)作業的可行性、安全性和經濟適用性均已無法滿足要求。

發明內容

為解決現有海洋油氣工程裝備和技術在極深水海域環境下存在的上述問題，本發明要設計一種極深水海洋油氣田工程開發系統，該系統對海洋深度不敏感，可以極大地提升海洋油氣田開發的作業水深；可以應對極深水海域環境中惡劣海況所帶來的安全性挑戰；可以應對極深水海域水中生產立管系統重量過大的挑戰；可以應對水面浮式生產裝置在極深水海域環境中設計要求過高的挑戰；可以應對極深水海域環境下對采油設備耐高壓的挑戰。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種極深水海洋油氣田工程開發系統，包括海面浮式生產裝置、一級立管支撐浮筒、一級剛性立管、二級立管支撐浮筒、二級剛性立管、水中采油設備、上部柔性跨接管、張力系泊裝置以及海底井口裝置；所述的張力系泊裝置包括張力纜繩和樁基，所述的樁基固定在海床上；

所述的一級立管支撐浮筒位于海面下H/2處，通過張力纜繩系泊在海床上的樁基上，使一級立管支撐浮筒平穩地停留在水下指定位置；所述的H為作業的海域深度；

所述的一級剛性立管的頂端連接一級立管支撐浮筒、其底端與海底井口裝置連接；

所述的二級立管支撐浮筒位于海面下H1處，所述的二級剛性立管頂端連接二級立管支撐浮筒、底端與一級立管支撐浮筒的上部連接；所述的H1為200到350m水深；

所述的水中采油設備安裝在二級立管支撐浮筒上；

所述的上部柔性跨接管的下端與管線中轉裝置相連接、上端連接至海面的浮式生產裝置。

本發明所述的一級剛性立管和二級剛性立管上安裝環形浮力裝置。

本發明工作時，海底的油氣資源通過海底井口裝置、一級剛性立管、一級立管支撐浮筒、二級剛性立管、二級立管支撐浮筒、水中采油設備、上部柔性跨接管，最終到達海面浮式生產裝置，從而進行海洋油氣資源的開發工作。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、在1500米以上的超深海，采油設備大都安裝在海底，在海底的采油設備要求具有耐高壓、耐低溫的要求，故而對技術要求高、造價高；本發明將海底的采油設備安裝在距離海面下H1處的二級立管支撐浮筒上，由于壓力降低和溫度升高，從而降低了對采油設備的設計要求與技術難度，進而極大地降低建造、安裝與維修成本。

2、本發明采用兩級水中立管支撐浮筒分級承擔水中剛性立管的載荷，避免了單一水中立管支撐浮筒的尺寸過大，同時有效地減少了海面浮式生產裝置支撐的總重量，降低了海面浮式生產裝置的設計要求，極大地降低了投資成本。

3、本發明的一級立管支撐浮筒通過張力纜繩系泊在海床上，具有良好穩性。

4、本發明的二級剛性立管具有傳輸物料和穩定二級立管支撐浮筒的雙重作用，簡化建造和安裝工藝。

5、本發明裝置位于海面下H1處，通過柔性跨接管連接海面浮式生產裝置，減小了近海面處載荷與海面浮式生產裝置運動對本發明裝置的影響，使其對此引起的疲勞不敏感。

6、本發明在臺風或颶風來襲時，上部柔性跨接管可與水中二級立管支撐浮筒迅速斷開，從而形成海面與海中設備的斷開狀態，進而水面浮式生產裝置運行至無臺風區域，具有防臺風或颶風來襲的功能。

7、若作業水深H極大時(一般大于6000m)，由于極深水海域巨大水深、低溫和高壓的影響，水下剛性立管的重量會急劇增加，一級立管支撐浮筒和二級立管支撐浮筒為支撐巨大的水下剛性立管的載荷，浮筒的尺寸會變得很大，建造與安裝成本急劇增加。為此，本發明在水下剛性立管上安裝環形浮力裝置，減小剛性立管在水中的承重，從而減少浮筒所需承受的下部立管載荷，降低浮筒的尺寸和重量，從而簡化浮筒的建造工藝與安裝工藝難度，降低成本。

附圖說明

本發明共有附圖4張，其中：

圖1是本發明的整體結構示意圖。