Fpso貨油艙洗艙方法
【專利摘要】本發明公開了一種FPSO貨油艙洗艙方法。包括以下步驟：S1.前期準備階段；S2.驅氣清洗階段，在FPSO貨油艙驅氣階段同時進行生產水擾動洗艙，并掃除艙底洗艙水；S3、除氣階段，使用兩臺以上風機送風，打開兩端艙蓋交替排氣，保持量油口和測氣口打開；S4、惰化階段，對兩個艙室以上的惰化采用分階段惰化模式，先同時惰化所有艙2～3.5小時，再各個集中惰化。本發明提出的方法提高了FPSO貨油艙洗艙的效率，降低了作業風險，節省了作業成本。
【專利說明】FPSO貨油艙洗艙方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及ー種海上生產設施的洗艙方法，具體是指ー種FPSO貨油艙洗艙方法。【背景技術】
[0002]目前，隨著海洋勘探開發向深海發展,越來越多的FPSO (Floating ProductionStorage and Offloading,即浮式儲油卸油裝置)被建造和投入使用，根據檢驗計劃安排或維修需要，DNV(DET NORSKE VERITAS 挪威船級社)或 CCS(China Classification Society中國船級社)規范要求，需要對貨油艙進行洗艙作業，以便作業人員進入艙內進行維修或驗船師進入艙內進行艙內結構、防腐涂層等方面的檢驗。
[0003]洗艙作業一般在生產的同時進行，而且按照相關規范，期間不能進行提油作業，因此提高洗艙的效率，對于處理量大的FPSO來說，是影響持續生產的關鍵因素；洗艙是ー種高風險的作業，尤其是不停產的洗艙作業，存在人員中毒、油氣泄漏、火災爆炸、溢油等風險，洗艙時間越長，產生的相應風險也越高，因此提高洗艙效率、縮短洗艙時間十分必要。
[0004]常規洗艙程序為:前期準備一原油洗艙一熱水洗艙一海水冷卻一掃艙一驅氣和除氣一人員進艙一封艙惰化。上述傳統洗艙方案存在以下問題:
1.效果差和污水產生量大:原油洗艙后艙壁經常附著大量的原油，因熱海水與油垢相容性差，熱海水很難把原油從貨油艙壁上沖洗下來；用水量大，產生額外的含油污水，増加環保費用；需要額外對洗艙水進行加熱，耗能大；洗艙和掃艙時間長，増加了作業風險和人員費用；
2.驅氣達到合格時所需的時間長，留給下艙檢驗和維修的時間比較短，増加了邊生產邊洗艙的壓產、停產風險；
3.大艙惰氣進ロ水平布局的FPS0，驅氣和除氣作業過程中，貨油艙內部流動的氣體層流明顯，依靠分子間的擴散，驅氣時間需要很長時間才能達標；
4.潛在的安全隱患:使用海水洗艙冷卻時，海水中的溶解氧氣也進入含油氣艙室內，局部富集可能因靜電產生爆燃；引入的海水掃艙時也很難掃干凈，留存的海水加速了貨油艙及艙內設備的腐蝕速度；原油洗艙后艙室內附著的原油會不斷蒸發出烴蒸汽，給下艙作業人員健康和安全造成一定的傷害。
[0005]上述論述內容目的在于向讀者介紹可能與下面將被描述和/或主張的本發明的各個方面相關的技術的各個方面，相信該論述內容有助于為讀者提供背景信息，以有利干更好地理解本發明的各個方面，因此，應了解是以這個角度來閱讀這些論述，而不是承認現有技木。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于避免現有技術中的不足而提供一種FPSO貨油艙洗艙方法，以實現高效、低風險、低成本的FPSO貨油艙洗艙作業。
[0007]本發明的目的通過以下技術方案實現: 提供一種FPSO貨油艙洗艙方法，包括以下步驟:
51.前期準備階段；
52.驅氣清洗階段，在FPSO貨油艙驅氣階段同時進行生產水擾動洗艙，并掃除艙底洗艙水；
53、除氣階段，使用兩臺以上風機送風，打開兩端艙蓋交替排氣，保持量油口和測氣口打開；
54、惰化階段，對兩個艙室以上的惰化采用分階段惰化模式，先同時惰化所有艙2?3.5小時，再各個集中惰化。
[0008]其中，在驅氣階段，所述的洗艙用生產水為FPSO生產過程中產生的并經處理后合格的含油污水，含油量小于30ppm。
[0009]其中，所述生產水溫度為58?62V。
[0010]其中，在除氣階段，所述風機的送風管開口距離艙底1.2?1.8米。
[0011]其中，在惰化階段，所述惰氣的進艙管線為垂直布置。
[0012]其中，在驅氣及惰化階段，控制艙內壓力為15?25mbar。
[0013]本發明的有益效果是:
1.提高了FPSO貨油艙的洗艙效率。平均洗兩個艙室從7天縮減到4天，
節省了成本，大大緩解了參與現場洗艙作業人員的神經疲勞，確保員工在最佳精神狀態下把工作干好；
2.同時減少了洗艙過程中的污水產生量，避免了海水進入艙室后很難掃除干凈造成腐蝕加速的風險；
3.降低了潛在的各種風險，可燃氣體與空氣接觸的時間縮短了，避免了海水中溶解氧氣進入艙室的機會，使洗艙作業更安全有效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1是惰氣管垂直布置時惰氣進入貨油艙的示意圖。
[0016]圖2是惰氣管水平布置時惰氣進入貨油艙的示意圖。
[0017]圖3是貨油艙除氣示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0019]本發明的核心在于提供一種FPSO貨油艙洗艙方法，以實現高效、低風險、低成本的FPSO貨油艙洗艙作業。
[0020]本發明所述的FPSO貨油艙洗艙方法，對傳統洗艙程序進行整合，提出了優化的洗艙程序:前期準備一驅氣、生產水擾動洗艙、掃艙一除氣一人員進艙一封艙惰化。在FPSO貨油艙驅氣階段同時進行生產水擾動洗艙，并在該階段完成洗艙水的掃除；在除氣階段，使用兩臺以上風機送風，以加快除氣和貨油艙冷卻，打開兩端艙蓋交替排氣，并打開量油口和測氣口加劇艙內氣體擾動；在惰化階段，先同時惰化所有艙，再各個艙集中惰化。根據艙室容積* (0.8-1.1)系數/惰氣發生器排量，便于讓惰性氣體和可燃氣體根據布朗定理擴散充分，同時惰化所有艙的時間選取范圍為2?3.5小時。
[0021]優選的，上述所述生產水為FPSO生產過程中產生的并經處理后合格的含油污水；生產水從洗艙機中高速噴出，加劇了貨油艙中氣體的擾動，有助于可燃氣體的驅替。由于海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值要求，根據海洋石油116實際處理和生產水含油對靜電產生的影響，生產水含油量小于30ppm。
[0022]優選的，上述所用生產水溫度過高會增加烴蒸汽，影響驅氣效果，增加爆炸風險；溫度過低則油溶性差，影響洗艙效果。根據可燃液體乙類閃點溫度:閃點>45°C至<60°C和海洋石油116實際生產水溫度決定，生產水溫度為58?60°C范圍內。
[0023]優選的，在驅氣和惰化階段，惰氣的進艙管線均為垂直布置。下面就其兩種布置方式的驅氣和惰化效率進行分析:
方式一，垂直布置。如圖1所示，惰氣垂直進入貨油艙1，靠沖擊和彌散驅氣，氣體分子動能在艙壁上損失小，動能大部分用于驅替烴類蒸汽分子，驅氣效率高，氣體置換徹底。
[0024]方式二，水平布置。如圖2所示，惰氣水平進入貨油艙1，惰氣分子動能大部分消耗在了艙壁上，惰氣只靠彌散作用驅氣，貨油艙11米以下很難被驅替到。
[0025]譬如8000方/小時的惰氣量，如果惰氣進口是垂直布置，對一個13000方容量的貨油艙，原油洗艙后，驅氣一個艙8小時就能滿足；如果惰氣進口是水平布置，24小時都不能驅替達標。
[0026]在驅氣及惰化階段，惰氣排氣背壓也是影響氣體置換效率的重要因素之一，優選的，通過調節惰氣排量和透氣閥門開度，適當控制艙內壓力為20mbar左右。通過模糊數學理論分析及現場經驗發現，當艙內壓力為20mbar時，大艙內氣體置換效果最佳。
[0027]優選的，在除氣階段，采用風機鼓風將艙內惰氣及有害氣體除去，故除氣效率取決于風機的風量、送風管的深度和艙內氣體擾動程度。本發明建議采用兩臺以上風機3送風，加大送風量不僅能夠提高除氣速度，還能加速艙室的冷卻；送風管2距離貨油艙I艙底部
1.2?1.8米時除氣效果較為理想，送風管2距離貨油艙I艙底部1.5米除氣效果最為理想，也便于人員下艙操作；兩端艙蓋打開交替排氣，保持量油口、測氣口打開狀態，以加劇貨油艙內部氣體的擾動，具體如圖3所示。
[0028]優選的，在封艙惰化階段，對兩個艙室以上的惰化采用分階段惰化模式，先所有艙同時惰化I?2個小時，再各個艙集中惰化。
[0029]為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合海洋石油116FPS0的N0.4(P) ,N0.4(S)貨油艙的洗艙方案對本發明作進一步詳細的描述。為了節省篇幅，下述實施方案略去與本發明無關但在具體作業中必需的內容。
[0030]1.洗艙前準備工作:
準備工作包括組織結構、設備工具測試、程序和技術交底、維修物料和配件準備、安全應急演練、維修演練、儀器儀表準備、防護救護設施到位、記錄表格及人員準備、現場流程確認等。其中與本發明有關的需要執行的工藝程序有: 1.1.選擇可靠方式隔離要洗艙室的流體流程，包括熱油流程:停止向N0.4(P)、N0.4(S)貨油艙輸入生產原油，確認每個艙室的原油注入管線上的蝶閥已關閉并加裝盲板隔離，以上蝶閥的液壓油路須隔離；關閉N0.4 (P)、N0.4 (S)熱油管線進ロ閥門，待冷卻后關閉熱媒出ロ閥門，以防熱脹冷縮破壞管線。
[0031]1.2.將上述艙內的原油全部駁至其它相應貨油艙后，確認相關艙室(N0.4(P)、N0.4 (S))已經為空艙并經徹底掃艙。
[0032]1.3.確認貨油輸送管系中調駁管線上的遙控蝶閥全部關閉，并隔離液壓油路。
[0033]1.4.提前掃干凈右污油水艙的殘液，處理好生產水艙上面的浮油，左、右污油水艙連通管隔離。
[0034]1.5.在右污油水艙中導入并保持有2000m3洗艙用生產水，并保持水溫在58?600C且含油低于30ppm。同時保證一個生產水艙留有足量生產水用于洗艙泵出現問題時用生產水泵洗艙，且生產水溫度為58?600C。
[0035]1.6.關閉除N0.4(P) ,N0.4(S)貨油艙、右污油水艙及生產水艙外所有各艙惰氣進ロ閥，并確認這些艙透氣管上的截止閥保持開啟，透氣管上呼吸閥動作正常。
[0036]2.洗艙及驅氣程序:
2.1.再次確認關閉不進行驅氣的各艙惰氣進ロ閥。
[0037]2.2.關閉不進行驅氣的各艙透氣閥。在驅氣過程中，嚴格監控不進行驅氣的各艙艙壓，使其保持正常。
[0038]2.3.打開待驅氣各艙的透氣閥和左右舷透氣總管上的除氣蓋。(在作業過程中，上述各艙惰氣出口閥、總透氣閥和透氣總管上的透氣蓋的開關狀態由洗艙專家根據具體情況掌握)。
[0039]2.4.將洗艙機工作循環設定為00 — 1800 — 00 — 600 — 00，調整洗艙機垂直升
降速度30/轉。
[0040]2.5.打開右污油水艙生產水至洗艙管系的閥，導通洗艙系統的回流流程。啟動洗艙泵，洗艙管系排氣。調節泵排出壓力，使洗艙管系壓カ達到0.QMPa0
[0041]2.6.打開 N0.4 (P)、N0.4 (S)的惰氣進 ロ閥。
[0042]2.7.啟動惰氣系統，依次向N0.4(P) >N0.4(S)各艙充注惰氣，驅除艙內可燃氣體。
[0043]2.8.在驅氣過程中，通過調節惰氣排量和大艙惰氣進ロ閥的開度來控制大艙壓カ為20mbar左右。
[0044]2.9.依次打開N0.4 (P)、N0.4 (S)各艙兩個洗艙機進ロ閥，關回流閥，開始熱生產水擾動洗艙(生產水溫度為58?60°C)。
[0045]2.10.在驅除艙內可燃氣體過程中，嚴密監視其它艙的氧氣濃度(5%)，若發現超標，及時補充惰氣。
[0046]2.11.當洗艙機噴咀垂直角度完成00 — 1800 — 00 — 600 — 00時，暫停洗艙。
[0047]2.12.在驅氣過程中，每隔半小時到ー小時對兩個艙的上、中、下三個部位的氣體進行測試，當艙內三個部位可燃氣濃度均降到2%(V/V)以下，并且無明顯分層現象時，停止驅氣；若是發現暫停洗艙之后，艙內可燃氣濃度上升，則需要啟動洗艙機進行下ー輪洗艙。
[0048]2.13.每艙開始洗艙20分鐘后，開始用掃艙泵掃艙,將N0.4 (P)、N0.4 (S)艙洗艙液掃入左污油水艙(注意左污油艙液位高時啟污油泵打到エ藝系統處理)。掃艙方式如下:打開貨油艙內的掃艙吸入閥，打開掃艙管線上的閥，啟動掃艙泵掃艙。
[0049]2.14.各艙積水全部抽干后停泵，洗艙結束。
[0050]3.除氣程序:
當艙內上、中、下三個部位可燃氣濃度均降到2% (V/V)以下，并且在停止洗艙后可燃氣濃度不會上升時，停止驅氣，開始除氣程序:
3.1.關閉N0.4 (P)、N0.4 (S)惰氣進口閥、透氣閥并插入盲板。將除上述艙之外其余各艙的惰氣進艙閥門、呼吸透氣閥門恢復到洗艙前的狀態。
[0051]3.2.安裝兩臺以上水力風機，打開各艙前后艙蓋交替排氣，量油口和測氣口保持打開狀態，以增強艙內氣體擾動。
[0052]3.3.當艙內氧氣濃度達到20%以上，可燃氣濃度降到爆炸下限2%以下時，除氣結束，人員可下艙進行探艙作業。
[0053]4.人員下艙作業程序
5.封艙惰化:
5.1.移除水力風機，關閉艙口蓋，并確認密封良好。
[0054]5.2.關閉不進行惰化的各艙的惰氣進口閥。
[0055]5.3.移出N0.4 (P)、N0.4⑶的惰氣進口管線盲板，打開惰氣進口閥門。
[0056]5.4.關閉除N0.4 (P)、N0.4 (S)之外的各艙透氣管閥門。
[0057]5.5.移出N0.4 (P)、N0.4 (S)的透氣管線盲板，打開透氣管線閥門。
[0058]5.6.啟動惰氣系統，向N0.4(P)、N0.4(S)充入惰氣2小時之后，關閉N0.4(S)的惰氣進口閥門、透氣閥門，開始對N0.4 (P)進行單獨集中惰化。
[0059]5.7.在惰化過程中，通過調節惰氣排量和進口閥，控制N0.4 (P)壓力為2Ombar左右。
[0060]5.8.定期檢測N0.4 (P)艙內上、中、下部氧氣含量，當其讀數全部低于5% (v/v)時該艙的惰化結束。
[0061]5.9.按照5.6、5.7、5.8所述方式對N0.4 (S)進行惰化。
[0062]5.10.當N0.4(P)、N0.4(S)上、中、下部氧氣含量全部低于5% (v/v)時，惰化作業結束。
[0063]5.11.移除N0.4 (P)、N0.4⑶其它所有加裝的盲板，恢復洗艙前甲板各個閥門的狀態。
[0064]本發明提出的FPSO貨油艙洗艙新工藝，使得洗2個艙平均由7天縮短到4天，節省了 3天時間，極大提高了洗艙效率。從經濟上分析，減少3天的施工時間，每次洗艙需要近30名作業人員協助，一次洗艙人工費可以節約5萬元人民幣，一年洗兩次艙就可以節約10萬元人民幣；從使用原油和海水角度分析,每次洗艙(2個艙室)多產生2000噸含油污水，處理費用約2000元人名幣；中海油目前有18艘FPS0,單從勞務費用和污水處理費用上計算，一年可以節約183.6萬元人民幣。
[0065]上面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，不能理解為對本發明保護范圍的限制。
[0066]總之，本發明雖然例舉了上述優選實施方式，但是應該說明，雖然本領域的技術人員可以進行各種變化和改型，除非這樣的變化和改型偏離了本發明的范圍，否則都應該包括在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種FPSO貨油艙洗艙方法，包括以下步驟: 51.前期準備階段； 52.驅氣清洗階段，在FPSO貨油艙驅氣階段同時進行生產水擾動洗艙，并掃除艙底洗艙水； 53、除氣階段，使用兩臺以上風機送風，打開兩端艙蓋交替排氣，保持量油口和測氣口打開； 54、惰化階段，對兩個艙室以上的惰化采用分階段惰化模式，先同時惰化所有艙2?3.5小時，再各個集中惰化。
2.根據權利要求1所述的FPSO貨油艙洗艙方法，其特征在于:在驅氣階段，所述的洗艙用生產水為FPSO生產過程中產生的并經處理后合格的含油污水，含油量小于30ppm。
3.根據權利要求2所述的FPSO貨油艙洗艙方法，其特征在于:所述生產水溫度為58?62。。。
4.根據權利要求1所述的FPSO貨油艙洗艙方法，其特征在于:在除氣階段，所述風機的送風管開口距離艙底1.2?1.8米。
5.根據權利要求1所述的FPSO貨油艙洗艙方法，其特征在于:在惰化階段，所述惰氣的進艙管線為垂直布置。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的FPSO貨油艙洗艙方法，其特征在于:在驅氣及惰化階段，控制艙內壓力為15?25mbar。
【文檔編號】B63B57/02GK103552669SQ201310502492
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】崔嶸, 張萬兵, 熊永功, 戴毅, 莊凌志, 武國營, 楊波, 王文俊, 高新瑞, 傅劍峰, 黃啟宇, 王成帥, 徐鑫, 朱錦杰, 仵鵬 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油(中國)有限公司湛江分公司