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浮式软管在半潜式FPSO油气外输上的应用 摘要：介绍陵水17-2气田半潜式浮式生产储缷油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）外输软管的基本设计方案。采用热辐射计算以评估火炬臂对外输软管的影响。采用有效方式实现非标准管径软管与穿梭油船首装载系统的连接、软管回收滚筒后的固定和冲洗。模拟外输工况下软管的运动性能，评估软管与FPSO的干涉以及软管被应急释放时与FPSO的碰撞，给出调整滚筒位置以及设置避碰护舷、防荡缆和防坠落绞车等解决方案，为今后半潜式FPSO或类似装置采用浮式软管外输油气提出建议。 0 引言海上浮式生产装置按结构可分为船形浮式装置、半潜式（柱稳性）浮式装置和其他浮式装置，其他浮式装置包括圆柱形浮式装置、深吃水立柱平台（Spar）和张力腿平台（Tension Leg Platform,TLP）。海上浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）是指漂浮且系泊于海面，主要功能为石油天然气处理、储存和装卸或仅具备其中某些功能的海洋石油生产设施陵水17-2气田群是深水气田，距崖城13-1气田约160km，距崖城至香港管线约85km，距海南岛约156km，水深为1 447 m。陵水17-2平台是深水半潜式浮式生产储油外输平台，采用浮式软管外输平台产生的凝析油。平台由船体、上部组块和生活楼组成，船体部分包括旁通和4个立柱。外输软管是安装在输油终端与转运油船之间的重要设备，承担着原油输送的重任，结构复杂、技术要求高1 软管设计陵水17-2半潜式平台采用浮式软管输送经平台处理合格的凝析油。相关外输设备主要包括浮式软管、软管滚筒、系泊缆、系泊缆滚筒和相应的辅助设施。在外输作业时穿梭油船通过动力定位和系泊缆保持与半潜式平台的安全距离，浮式软管连接于半潜式平台与穿梭油船之间进行凝析油外输；在非外输作业时软管被卷绕至半潜式平台的软管滚筒上陵水17-2半潜式平台外输作业时的浮式软管布置如图1所示。1.1 软管构造及配置外输软管按其结构型式可分为单层管、双层管、双重管经比选分析，陵水17-2半潜式平台最终采用双层管设计。同时出于安全考虑，在外输软管靠近半潜式平台外输滚筒一侧设置应急释放装置（Emergency Release Couple,ERC），在靠近穿梭油船一侧设置液压关断阀门（Hose End Valve,HEV）。1.2 软管压力等级软管采用OCIFM/GMPHOM 2009规范，规范针对软管的额定工作压力划分3个等级，分别为15bar(1bar=0.1MPa）、19bar、21bar。陵水17-2半潜式平台经比选计算确认软管额定工作压力为15bar可满足技术工艺要求。1.3 软管冲击压力因意外情况关断隔离阀导致软管中流动的油气在短时期内对软管产生比正常工作高出很多的压力称为冲击压力，俗称“水锤”现象1.4 火炬热辐射影响火炬热辐射影响软管使用寿命和外输人员操作安全。火炬与外输滚筒均位于平台西北侧，在正常和事故工况下，存在火炬热辐射影响软管使用寿命风险；外输滚筒需要人员通过甲板通道进入滚筒旁操作室操作，存在火炬热辐射影响人员操作风险。软管在最低使用寿命内对所承受的热辐射通常有以下技术指标：(1）连续工况下持续暴露温度的最高值；(2）峰值温度的持续时间、年累积时间；(3）紧急工况下最高温度暴露时间。由热辐射计算可知：（1）外输滚筒顶部在连续工况（15m/s风速）下持续暴露温度的最高值为75.4℃；（2）外输滚筒顶部在紧急工况（15m/s风速，高压紧急泄放）下短期暴露的温度最高值为130.3℃，暴露时间30min。经与软管厂家确认：软管在75℃下可服役3a，在120℃下可服役数周，在130℃下工作半小时不影响软管的设计寿命。外输滚筒顶部相关热辐射计算结果如表1所示。1.5 穿梭油船油气外输通常使用传统穿梭油船（Conventional Shutter Tanker,CST），随着动力定位（Dynamic Position,DP）技术的发展和应用，带DP功能的穿梭油船也逐渐在外输作业中被采用。CST与DP穿梭油船对外输作业存在两个方面的不同：一是外输接口在外输油船上的位置不同，CST外输接口的位置通常在油船船中，DP穿梭油船外输接口的位置在油船船首，外输接口位置不同将分别影响软管与系泊缆的长度；二是外输软管接口的型式不同，CST外输接口通常采用活接头或螺栓连接，接口尺寸可根据穿梭油船端输油管线和外输软管的管径大小进行匹配，DP穿梭油船使用首装载系统（Bow Loading System,BLS），该系统的管线标准