南海浮式生產儲油輪90 m水深混合氣潛水作業實踐

吳志偉 邱大慶 陳隆盛

(1.中海石油(中國)有限公司深圳分公司; 2.上海交通大學)

南海的海上浮式生產儲油輪一般采用可轉塔單點系泊方式將油輪固定在生產油田附近,油輪船體可隨水流或風向自動以單點為中心而調整自身方向,以最大限度地減少船體或單點受力。由于南海海域每年5—9月臺風較多,承受拖曳油輪船體重荷的單點系泊系統會因臺風引起的超強沖擊力而產生錨鏈局部損傷(個別鋼絲破斷)情況,因臺風造成的油輪單點系泊系統失效也時有發生,因此單點系泊系統比較薄弱的鋼纜部分的性能可靠性檢驗及修復非常重要。對于處于水深90 m左右的油輪來講,由于可支持潛水員潛水的2代動力定位船及飽和潛水人員裝備資源緊缺且費用高昂,采用何種潛水方式和資源,使此水深情況下的錨鏈檢驗和維修工作能夠做到反應迅速同時費用低廉,就顯得極為重要。本文主要對海洋石油115油輪在南海90m水深、不動用2代動力定位船的情況下實施混合氣潛水作業獲得成功這一實踐活動進行總結。

1 90 m水深混合氣潛水作業難點

西江23-1油田位于珠江口盆地 XJ04區塊,該油田主要生產設施由一個海上鉆井平臺和一艘海上浮式生產儲油輪(海洋石油115油輪)組成。油輪靠由1個系泊浮筒、9條系泊錨鏈及1條動力電纜組成的單點系統系泊于該油田,油輪單點系泊系統見圖1。在對單點系泊系統錨鏈進行ROV水下檢查中發現,海洋石油115油輪單點系泊系統的3號錨鏈鋼纜(由541根鋼絲編織而成)在水下30～41 m處約40根斷絲。由于ROV的水下檢驗工作僅限于一般目視攝像,檢驗工作不夠具體細致,不能形成各方最終認可的檢驗結果;與此同時,為保障油輪安全,有關專家及保險公司的技術咨詢人員提出對受損錨鏈附件進行潛水員的詳細外觀及無損檢測。

圖1 油輪單點系泊系統示意圖

根據以往的檢驗經驗,油輪錨鏈鋼纜的上下接頭由于系泊中所受應力較大,是整個系泊系統容易出問題的地方,因此是此次潛水員水下作業工作范圍。

如圖1所示,油輪錨鏈鋼纜下節點位于水下90 m左右的海床附近,如果采用可支持潛水的動力定位船進行飽和潛水,該處作業不存在任何問題。但是對于工作量相對比較小的深水作業來說,面對的現狀是:動力定位船檔期難以確定,并且作業費用高昂,工期難以保障,動員費一般為300萬美元,日費率28萬美元左右;而一般的油田守候船日費率低(6萬～10萬人民幣),但通常都不具備動力定位功能,即使少部分船有動力定位功能,也達不到支持可潛水作業所需的第2代動力定位的功能,不能實現不關車支持潛水作業。

由于南海海域風向常年由東向西,油輪錨鏈組A大部分時間位于油輪船艏的前方(圖2),也就是需要檢查的3、2、1號錨鏈鋼纜的下接頭位于油輪船艏的正前方。如果油田拖輪(守候船)靠泊油輪船艏,系泊并關車進行90 m水深的潛水作業,一方面由于油輪船艏距離水下接頭比較遠,另一方面由于深度比較深,潛水員幾乎不可能從油輪船艏潛至該下接頭處。

圖2 海洋石油115油輪錨鏈位置圖

2 90 m水深混合氣潛水技術措施

如何既能讓一般的油田守候船關車支持潛水作業,又能讓潛水員位于鋼纜下節點的正上方垂直下潛,是關系到10～100倍成本節約的問題,同時由于油田守候船調用方便,而動力定位船檔期不確定,也是關系到此項作業能否在年底季風季節前實施的問題。通過與潛水專業人員共同探討,提出如下水深90 m混合氣潛水作業技術措施。

在混合氣潛水作業時,采用潛水支持船利用橡膠碰件靠在海洋石油115油輪船舷一側以獲得穩定的作業位置。由于油輪沒有動力,所以在作業期間,需要拖輪(油田守候船)的拖帶(此次水下單次作業時間短,考慮用一條拖輪)以使油輪的艏向穩定在一定角度。

在潛水支持船靠泊油輪船艏時,由潛水員從潛水支持船攜帶導向繩入水,并將一個可自由滑動的圓環套在被檢查的錨鏈上,圓環上方連接導向繩,下方以壓重塊拉緊,可使帶潛水導向繩的圓環自由滑落;其后在潛水支持船上拉緊掛靠在油輪上的大纜同時放松其船尾的大纜向油輪預定位置(即錨纜下接頭的正上方)移動,整個過程中潛水支持船處于關車狀態;潛水員通過垂直的潛水導索,身掛重物垂直下潛,可大大節省潛水員的體力,實現下潛至水下90 m的目的。潛水員在水下的活動主要依賴導向繩和潛水支持船的移船。潛水作業示意圖見圖3。

圖3 海洋石油115油輪90 m水深混合氣潛水作業示意圖

3 90 m水深混合氣潛水作業的實施及效果

針對南海東部海域的海上環境和現有資源的實際情況,利用拖輪拖帶海洋石油115油輪至適宜潛水員混合氣潛水作業的位置,實現了潛水員混合氣90 m的水下作業。南海混合氣體潛水作業計劃海上凈工作時間為7.5 d(空氣潛水3.5 d,混合氣潛水3 d)左右,實際作業過程中由于9月、10月多個臺風的影響,9月下旬僅完成部分該組錨鏈的空氣潛水部分作業,90 m混合氣潛水作業直至10月24、25、26日才得以實施。潛水隊不僅完成了所有錨鏈水下檢查工作及受損3號錨鏈的水下修剪和綁扎,同時完成了所有的1、2、3號 3根錨鏈(水下 93、93、92 m)下接頭的水下混合氣潛水檢查。

費用方面,由于此次作業制定了包天氣的總包合同,排除了收取待命費的情況。基于工作時海上多次臺風來襲的海況,本項目采用了第二次動員的方案(此舉雖然少量增加了動復員費用,但由于同時復員了潛水支持船,大大節約了支持船的使用費用),節約了總體作業費用,保證了項目的安全順利完成。

從整個潛水作業過程來看,作業雖然由于多個臺風影響而被中斷,但由于使用本地的混合氣潛水人員及裝備,動用作業區自有的拖輪,使得整個作業可以及時抓住海上的最佳潛水作業時間窗,整個過程沒有產生任何額外的待命費的現象,總成本小于400萬元人民幣;如果動用DP2動力定位船及飽和潛水人員及裝備,動力定位船動員費300萬美元,日費25萬美元,并且待命費數額也很大。

4 結束語

南海浮式生產儲油輪90 m水深混合氣潛水作業,從南海海上環境和現有裝備資源的實際情況出發,利用現有的拖輪拖帶海洋石油115油輪至適宜潛水員混合氣潛水作業的位置,使用本地的混合氣潛水人員及裝備,不動用2代動力定位船,實現了潛水員混合氣水下作業。整個作業可及時抓住海上的最佳潛水作業時間窗,且整個過程不需要任何額外的待命費,經濟效益顯著,為節約海上油田開發操作費用開辟了一條新的途徑。