亚洲首艘圆筒型FPSO“海葵一号”锚腿预铺设作业顺利完成
近日,南海东部海域深水区,亚洲首艘圆筒型FPSO(浮式生产储卸油船)“海葵一号”12条锚腿全部铺设完成。
这标志着“海葵一号”已具备海上回接条件,流花11-1深水油田高效经济开发迈出坚实一步,这对丰富我国深水油气田水下生产系统开发模式,提升深水复杂油气资源开发能力,具有重要意义。
据了解,未加固定的浮式生产设施漂浮在海上会受洋流影响四处浮动,犹如大楼没有地基,无法正常工作。锚腿一般由锚链和钢缆组成,可以提供巨大的锚系力,将上部浮体紧紧拉住,牢牢锚固在海底,让“无根浮萍”般的浮体结构“生根入海”稳稳安家。
本次锚腿铺设,海油工程为“海葵一号”量身打造出新型锚腿方案,“黑科技”尽出,让深海巨舰“稳扎南海”。“海葵一号”所在海域水深300多米,风向多变、海况复杂,同时船体还面临直径大、吃水浅等系泊难题。
因此,锚腿结构采用全新的“锚链+中水浮筒+聚酯缆”形式,相对于“锚链+钢缆”的传统方案,能在提供足够系泊张力的情况下,实现更低成本。这也是我国自主研发的聚酯缆及锚链首次实现规模化应用,推动我国深海锚泊系统设计、制造和安装技术取得全方位升级。
锚腿采用多点系泊分布形式分为3组,每组4条共12条,可将FPSO拴的更稳。
在系泊系统设计上,单条锚腿系泊半径达2500米,破断载荷达2300吨,为行业之最。团队先后攻克了中水浮筒水动力特性、圆筒型FPSO水动力特性复杂,顶链面外弯曲,国内外聚酯缆刚度差异等挑战。
聚酯缆、中水浮筒是本次锚腿新方案的“新成员”。聚酯缆由高分子材料制造而成,用于替代传统的钢缆,具有重量轻、成本低、耐海水腐蚀、强度高等特点,但也存在易磨损的缺点。
这时候就需要中水浮筒登场了,中水浮筒是一个巨大的浮力块,安装在聚酯缆中部,将下聚酯缆抬高,避免百年一遇台风工况下聚酯缆与海床接触。
“海葵一号”规模化应用高端系泊系统,12条锚腿的全部锚链均由国内厂家自主设计和制造。经过两年的技术攻关实现了高标准等级,大链环直径的制造工艺,锚链链径达160毫米,承受的载荷能达2400吨,先后通过拉伸、冲击、硬度等试验,各项性能指标优异。
聚酯缆由国内厂家历时两年实现自主研发,以高强聚酯涤纶子绳为内芯,外部编织耐磨涤纶外套,10万多根纤维组成一根整绳,直径仅274毫米,最小破断力达2300吨,一系列创新,让中国海油高端系泊系统横空出世。
水下作业锚腿由多段缆、链有力连接而成。其中锚头链需在水下连接,是时候安排H型连接件出场了。这是锚头链尾部装置,相当于锚腿的“关节骨”,它与吸力桩连接,是整个锚腿铺设的第一环。
随着锚头链下放入水,ROV持续观察保证链体无打扭,作业船舶调整船位,吊机使用升沉补偿功能,H型连接件在安装位置,保持相对静止,ROV在此进行“水下接骨”。
在ROV精细调整下,连接装置达到组对要求,领航员操作ROV旋转螺母把手、拔出锁销,完成“关节骨”精密安装。
针对中水浮筒安装,施工团队设计了配重块,辅助浮筒下放至指定位置进行湿存。配重块下放时,浮筒会在较大范围内来回运动,安装海域内波流频发,浮筒产生的位移极易造成聚酯缆外层受损。
施工团队创新设计出“二次压载”安装方案,通过计算机仿真模拟,计算出最佳湿存高度。ROV在指定位置更换索具更短的配重块,有效降低浮筒距海床的高度。
此举显著减少聚酯缆拖拽位移,有效保护聚酯缆使用安全,极大保障了整条锚腿的稳定性,为后续“海葵一号”锚腿回接奠定坚实基础。