一種新型移動泵下泵裝置在FPSO上的應(yīng)用

祁德路，張守森(海洋石油工程股份有限公司設(shè)計公司，天津 300450)

0 引言

我國是世界上使用FPSO最多的國家之一，也是FPSO設(shè)計和建造的大國[1]，液壓潛沒泵因其驅(qū)動源獨特的安全性和可靠性成為FPSO上液貨艙外輸和倒艙的重要系統(tǒng)設(shè)備，每個液貨艙都布置一臺固定式的液壓潛沒泵，用于日常生產(chǎn)過程中貨油的外輸，倒艙和洗艙[2]，但因潛沒泵長期浸沒在液貨中，泵頭處的軸封等易損件就存在損壞的風險，為了避免影響正常生產(chǎn)和便于人員下艙檢查維修，在FPSO上都設(shè)置有一套移動式潛沒泵，同時每一個液貨艙的艙頂都設(shè)置一套移動式潛沒泵的下泵裝置，當固定式潛沒泵出現(xiàn)故障時，將移動式潛沒泵快速、安全地投放進液貨艙內(nèi)，將艙內(nèi)的液貨排出[3]。移動式潛沒泵安裝示意圖如圖1所示。

圖1 移動式潛沒泵安裝示意圖

1 移動式潛沒泵系統(tǒng)組成

整套的可移動潛沒泵包括：可移動潛沒泵(液壓軟管、泵頭、外輸軟管、液壓調(diào)節(jié)控制閥，如圖1所示)，帶絞車的三腳架(如圖1所示)，甲板密封夾具(如圖2所示)，甲板閘閥艙口(如圖2所示)等。

2 移動潛沒泵安放過程

在潛沒泵系統(tǒng)甲板液壓管線上留有用于接移動式潛沒泵的高壓快速接頭，固定式潛沒泵出口管線留有用于連接移動式潛沒泵貨油軟管的法蘭，當使用移動式貨油泵時將液貨艙艙頂處用于下泵的甲板閘閥艙口蓋打開，安裝密封夾具，使用三腳架和絞車將移動式潛沒泵緩緩下放至艙底，然后將液壓軟管連接至液壓源，貨油軟管連接至貨油管法蘭，緩緩打開液壓調(diào)節(jié)控制閥門，觀察貨油管壓力，當達到額定壓力時，停止操作液壓調(diào)節(jié)控制閥門，直至艙內(nèi)液貨排出。

3 實際安放的問題

在實際操作中，移動式潛沒泵的下放存在較大難度，主要在于為了保證FPSO平臺的整體安全性，平臺會設(shè)有一套惰氣系統(tǒng)并通往每一個液貨艙，用于將液貨艙內(nèi)的空氣驅(qū)出并保持一定的正壓力，使液貨艙內(nèi)液貨與外界空氣隔離，維持艙內(nèi)的低氧環(huán)境，以保證艙內(nèi)液貨和平臺的安全，同時當艙內(nèi)的液貨排除時惰氣系統(tǒng)會持續(xù)向艙內(nèi)充注惰氣，補充液貨排出的空間，保證FPSO的安全。

但在下放移動式潛沒泵時需要將甲板頂部的艙口蓋打開，此時由于艙內(nèi)的正壓惰性氣體會通過艙口蓋外溢，在艙口蓋周圍形成一定區(qū)域的惰性氣體區(qū)域，由于惰氣的含氧量極低，這就給安放移動泵的操作人員的人身安全帶來了很大的隱患，同時在整個外輸過程中惰氣系統(tǒng)持續(xù)不斷向貨油艙補充惰氣，以維持艙內(nèi)正壓，源源不斷的惰氣會從艙口蓋口泄漏出來，為整個甲板區(qū)域的安全帶來了很大的隱患。

4 下泵工裝介紹

4.1 下泵工裝組成

“深海一號”貨油泵下放工裝很好地解決了墮氣外泄問題，下放工裝設(shè)置由密封夾具、隔離密封艙、惰氣充注閥、刀閘閥和連接短管節(jié)組成，其布置如圖2所示。密封夾具上設(shè)有貨油管填料函、液壓管填料函及鋼絲繩填料函，用于密封移動式潛沒泵液壓軟管、貨油軟管及鋼絲繩，隔離密封艙上隨移動式潛沒泵存放，上面設(shè)有惰氣充注閥組，用于在將密封艙組裝完成后，將密封艙內(nèi)的空氣排出，防止空氣進入到艙內(nèi)。

圖2 下泵裝置的組成

4.2 下泵操作過程

在正常工況下連接短管6上方用盲板密封，刀閘閥5處于常閉位置，液貨艙與外界處于隔離狀態(tài)；當需要使用移動式貨油泵時首先將連接短管6上方的盲板拆下，將移動式潛沒泵的貨油管和液壓驅(qū)動管線穿過密封夾具1的填料函，此時填料函處于半緊固狀態(tài)，將密封夾具通過密封墊和螺栓與隔離密封艙2相連接，使用三腳架將隔離密封艙2吊裝在連接短管6的上方，使用密封墊和螺栓將隔離密封艙2與連接短管6相連接，使刀閘閥上部區(qū)域形成密閉空間，連接完成后通過惰氣充注閥組4向密封艙內(nèi)充注惰性氣體，待隔離密封艙內(nèi)的空氣通過密封夾具上的填料函排出后，將填料函稍微緊固，將刀閘閥5打開，使用三腳架將移動式潛沒泵緩慢下放直至到達艙底，此時將密封夾具上的填料函徹底緊固，然后打開液壓調(diào)節(jié)控制閥開始抽油作業(yè)。

4.3 收泵操作過程

待抽油作業(yè)完成后，先將密封夾具上填料函稍許松開，使之不影響貨油軟管和液壓油軟管的提拉，然后使用三腳架將移動式潛沒泵慢慢提起直到高于刀閘閥的位置，此時將刀閘閥關(guān)閉，將隔離密封艙連同移動式潛沒泵一起拆下，最后將連接短管上方的盲板復位。

5 結(jié)語

“深海一號”半潛平臺移動式潛沒泵在整個下放和回收過程中，通過使用刀閘閥和隔離密封艙將液貨艙和艙外進行了很好地隔離，這種設(shè)計很好地將艙內(nèi)的惰性氣體進行了密封，防止移動式潛沒泵在下放過程中惰氣的外溢。同時，也保證了貨油艙內(nèi)惰氣正壓，有力地保障了FPSO的生產(chǎn)安全和操作人員的人身安全。