Floating Production Storage Offloading Unit

Плавучая система добычи, хранения и отгрузки нефти

В новой статье, в рубрике “Типы судов ”, мы продолжим рассматривать типы оффшорных судов и конструкций (offshore vessels and installations ). Сегодня наша тема – “Работа на FPSO”. В статье мы познакомимся с историей появления типа этих судов, особенностями его дизайна, характеристиками и функциональными обязанностями.

Работа на FPSO

Введение
Принципы работы
Особенности дизайна и технические характеристики
Типы FPSO
Экономические преимущества FPSO

Добыча нефти в открытом море ведется с конца 40-х годов и уходит все дальше на глубину. Возрастают затраты на ее добычу, переработку и транспортировку. Для минимизации затрат, в 70-х годах, вводится в эксплуатацию первая FPSO Shell Castelon, построенная в Испании. FPSO – это судно на плаву, часто с механическим двигателем, имеющее возможность самостоятельно перемещаться в заданное место дислокации, в большинстве случаев переделанное из супер –танкеров. Мы будем использовать термин FPSO (Floating Production, Storage and Offloading vessel), в силу своей многофункциональности, как – плавучая система для добычи, хранения и отгрузки углеводородных продуктов.

Рис.1 FPSO Pazflor

Принципы работы

Плавучая система нефтедобычи, кроме возможности хранить и отгружать нефть, включает в себя оборудование для закачки сырой нефти прямо из добывающих скважин, в дальнейшем ее обработки для экспорта. Одно FPSO может обслуживать десятки шельфовых скважин.

Рис.2 Общая схема добычи нефтепродуктов и отгрузки на танкер

Нефть поступает из шельфовой скважины через систему подводных трубопроводов и вспомогательных модулей (бустерный насос, модуль сепарирования нефти, установку из многочисленных клапанов со счетчиком пройденного количества нефти “christmas tree “-при условии, что они установлены на морском дне), затем через систему гибкого трубопровода (risers) в танки FPSO.

Рис.3 Система подводных трубопроводов и вспомогательных модулей

Рис. 4 Subsea Separation Unit (Подводный сепараторный модуль)

Рис. 5 Christmas tree ( Установка с многочисленными клапанами, счетчиками пройденной нефти и песка )

На FPSO нефть из скважины сепарируется на воду, газ и нефть. После сепарации нефть поступает через грузовой трубопровод на Приемный танкерный буй (SBM – Single Mooring Buoy), с него по грузовому шлангу в грузовые емкости танкера.

Рис.6 Приемный танкерный буй ( Single Mooring Buoy)

Особенности дизайна и технические характеристики

Для получения представления об основных характеристиках рассмотрим как пример FPSO “ Pazflor “, запущенное в эксплуатацию в 2010 году.
Длина- 325 м. Ширина- 61 м. Возможность хранения до 1,9 миллиона баррелей нефти. Жилые помещения рассчитаны на 240 человек. На палубе находится 15 специализированных модулей для обработки углеводородных продуктов. Имеет пять по 24 МВт турбогенераторов. Перерабатывает до 220 000 баррелей нефти в день. Специальная система очистки воды позволяет очищать порядка 311 000 баррелей воды в день, где 1 баррель нефти = 158,99 литров . Газовая установка производит компрессию газа до 4.3 миллиона м в день.
На Рис.7 мы видим схему расположения основных модулей и частей судна. Одна особенность FPSO в том, что нос судна считается там, где расположен факел, для сжигания попутных газов. Модуль Gas Compression- служит для сжимания газов.
В последнее время, в связи с ужесточением законов по экологической безопасности окружающей среды, на FPSO “ Pazflor “, стараются исключить сжигание попутных газов на факеле, во время проведения обычных операций, путем обратного перезапуска сжатого газа назад в скважину или экспортировать как газ LNG.
Аналогичную операцию проделывают с водой, полученной при очистке нефти ( water injection ).
На многих FPSO устанавливают газотурбинную установку, где используют в качестве топлива природный газ, который добывается из скважины. Некоторые газотурбинные установки могут работать как на газе, так и на дизельном топливе.
Установка теплоутилизирующих контуров после турбины, затем утилизированное тепло ( t ~ 450-500°C ) используют в других модулях нефтепеработки.

Рис.7 Схема расположения основных модулей и частей судна на примере FPSO “Pazflor“

Система швартовки

Рассмотрим важный вопрос о системе швартовки FPSO, т.к эта система должна обеспечить устойчивое положение судна при выполнении им основных функциональных обязанностей. Часть судов использует стандартную систему швартовки якорями, некоторые суда позиционируются при помощи специальной башни на якорях, которая позволяет судну вращаться вокруг нее, что очень удобно при плохой погоде, некоторые удерживаются в заданном месте при помощи системы Динамического позиционирования. Согласно техническим требованиям к FPSO, в случае необходимости, время разъединения с шельфовой скважиной должно быть таким : запланированное в течение 24 часов и незапланированное за 10 часов.

Рис.8 Швартовка FPSO при помощи башни на якорях

Типы FPSO

Рассмотрим самые распространенные типы FPSO :
FSOs – Floating Storage and Offloading systems (плавучие системы хранения и отгрузки нефтепродуктов);
FPSs – Floating Production Systems (плавучие системы переработки нефтепродуктов);
FSUs – Floating Storage Units (плавучие системы хранения нефтепродуктов);
FDPSO – Floating Drilling Production Storage and Offloading vessel ( плавучая система бурения, переработки, хранения и отгрузки нефтепродуктов);
FLNG – Floating Liquid Natural Gas vessel (плавучая система оперирования сжиженным природным газом);
FLPG – Floating Liquid Petroleum Gas vessel (плавучая система оперирования сжиженным нефтяным газом).

Рис.9 Плавучая система оперирования LPG

Экономические преимущества FPSO

Большинство судов FPSO переоборудуются из старых танкеров, балкеров, что является очень экономически выгодно. По статическим данным на середину 2010 года, лишь 36% из существующих конструкций были построены, а не переоборудованы путем конверсии.
Очень экономически выгодно использовать FPSO при разработке нефтяного шельфа с небольшим запасом нефти, т.е нет необходимости временно прокладывать километры дорогостоящих труб.
Использование новых технологий на FPSO, высокие экологические показатели и минимальное время при передвижении на место новой локации, выделяют FPSO по экономическим показателям по сравнению с другими нефтедобывающими платформами.