楊洪所，劉雪宜，李蘭杰，譚巍

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300461）

1 引言

浮式生產(chǎn)儲/卸油裝置（Floating Production Storage and Offloading，簡稱FPSO）作為海上油氣田開發(fā)的主流生產(chǎn)方式，在深海油氣勘探領(lǐng)域中得到越來越多的應(yīng)用，目前全球已有近200艘FPSO投入使用。在國內(nèi)，F(xiàn)PSO的研究無論從FPSO噸位、系泊系統(tǒng)、應(yīng)用海域水深，還是遠(yuǎn)洋運(yùn)輸能力、海上安裝等方面，仍存在很大的研究空間。

本文以巴西FPSO P67（以下簡寫為P67）干拖運(yùn)輸項(xiàng)目為例，對半潛船干拖遠(yuǎn)洋運(yùn)輸技術(shù)進(jìn)行研究，對FPSO的干拖運(yùn)輸?shù)姆桨冈O(shè)計、施工準(zhǔn)備、海事手續(xù)辦理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，詳細(xì)介紹了FPSO浮裝/浮卸施工流程。P67干拖運(yùn)輸項(xiàng)目于2018年7月圓滿完成，工程涉及的施工技術(shù)、工程管理方面的成功經(jīng)驗(yàn)可為今后類似工程提供借鑒。

2 FPSO運(yùn)輸方式

無動力FPSO的海上運(yùn)輸方式分為半潛船干拖運(yùn)輸和拖輪濕拖。干拖就是將FPSO裝載在半潛船上運(yùn)輸，達(dá)到指定地點(diǎn)后，半潛船下潛至一定水深，使FPSO進(jìn)入自由漂浮狀態(tài)后再進(jìn)行浮卸。濕拖則是采用一艘或多艘拖輪拖帶FPSO的運(yùn)輸方式[1]。

FPSO采用何種運(yùn)輸方式，需要根據(jù)FPSO尺寸、噸位、結(jié)構(gòu)形式等自身特點(diǎn)，并結(jié)合運(yùn)輸距離、規(guī)劃航線、運(yùn)輸安全、運(yùn)輸成本等因素綜合考慮[2]。單就運(yùn)輸成本而言，干拖的運(yùn)輸成本往往比濕拖要高。但對長距離運(yùn)輸，濕拖速度慢、耗時長，且航行期間應(yīng)急錨泊、避風(fēng)難度大，運(yùn)輸風(fēng)險較高。而干拖運(yùn)輸機(jī)動性強(qiáng)、航速快、耗時短，所帶來的時間效益，足以彌補(bǔ)運(yùn)輸成本高的不足，而且干拖運(yùn)輸避風(fēng)應(yīng)急能力強(qiáng)，運(yùn)輸安全性更高。因此，隨著深海油氣勘探的加速，F(xiàn)PSO建造地點(diǎn)與服役油田的運(yùn)輸距離變長，F(xiàn)PSO采用半潛船干拖運(yùn)輸將得到越來越多的應(yīng)用[3]。

3 FPSO及半潛船介紹

本文以P67干拖運(yùn)輸項(xiàng)目為例，研究以半潛船為載體干拖FPSO遠(yuǎn)洋運(yùn)輸技術(shù)。P67為大型多點(diǎn)系泊式FPSO，最大排水量達(dá)35萬噸，建成后將投用于巴西的西桑托斯鹽下油田，作業(yè)水深2200m，P67的主要參數(shù)見表1，模型見圖1。

表1 P67主要參數(shù)

圖1 P67模型

鑒于P67的尺寸和干拖重量，目前世界上只有荷蘭DOCKWISE公司的BOKA VANGUARD半潛船滿足運(yùn)輸要求，該船沒有艏艉樓，采用全通甲板，因此可以運(yùn)輸“超長”的貨物。半潛船BOKA VANGUARD主要參數(shù)見表2，模型見圖2。

表2 BOKA VANGUARD半潛船主要參數(shù)

圖2 BOKA VANGUARD半潛船模型

4 施工準(zhǔn)備

4.1 施工方案設(shè)計

半潛船干拖運(yùn)輸尤其是被拖物的浮裝/浮卸作業(yè)是一項(xiàng)風(fēng)險高、作業(yè)流程復(fù)雜、投入資源多的大型海上施工作業(yè)，安全可靠的理論設(shè)計計算對于半潛船干拖作業(yè)至關(guān)重要，而且要以半潛船和被拖物為聯(lián)合體開展設(shè)計計算[4]。主要的基礎(chǔ)設(shè)計文件包括：(1)干拖運(yùn)輸穩(wěn)性分析，本項(xiàng)目中通過MOSES軟件對干拖運(yùn)輸聯(lián)合體進(jìn)行穩(wěn)性分析，根據(jù)規(guī)范校核在不同環(huán)境工況下完整穩(wěn)性及破艙穩(wěn)性均滿足要求[5]；(2)干拖運(yùn)輸運(yùn)動分析，通過研究干拖運(yùn)輸聯(lián)合體在風(fēng)浪聯(lián)合作用下的六自由度運(yùn)動響應(yīng)，校核關(guān)鍵點(diǎn)位置的加速度均滿足設(shè)計要求；(3)半潛船總縱強(qiáng)度分析，通過MOSES軟件對半潛船的總縱強(qiáng)度靜水剪力進(jìn)行校核分析，根據(jù)規(guī)范校核UC值在合理范圍。

基于上述理論計算結(jié)果滿足B O K A VANGUARD半潛船干拖運(yùn)輸P67的設(shè)計要求后，隨即開展施工方案設(shè)計，主要包括：(1)FPSO濕拖出港方案，描述FPSO出港時間、航道、港作拖輪的布置、引航指揮、通航安全評估等內(nèi)容；(2)FPSO浮裝/浮卸作業(yè)方案，是作業(yè)過程最為重要的施工文件，包括半潛船/FPSO調(diào)載、半潛船/FPSO索具布置、半潛船拋錨、浮裝/浮卸拖輪布置、浮裝/浮卸作業(yè)流程、裝船固定/解除固定、作業(yè)環(huán)境條件、應(yīng)急措施等內(nèi)容；(3)FPSO干拖運(yùn)輸方案，描述半潛船干拖運(yùn)輸FPSO從起航地點(diǎn)到目的地的航線規(guī)劃、氣象分析、應(yīng)急避難港口規(guī)劃、航行期間貨物安全檢查等。上述施工方案均需要配套編制針對性的風(fēng)險分析及應(yīng)急程序，設(shè)計文件完成后要提交業(yè)主和第三方審批，并根據(jù)情況召開專家方案審查會，確保干拖作業(yè)的成功[6]。

4.2 施工準(zhǔn)備

根據(jù)挪威船級社“MARINE OPERATIONS AND MARINE WARRANTY”規(guī)定，為保證海上干拖及相關(guān)作業(yè)安全，作業(yè)前應(yīng)由第三方驗(yàn)船師對半潛船和被拖物進(jìn)行檢驗(yàn)，出具檢驗(yàn)報告和適航報告[7]。

由于P67原計劃運(yùn)輸方式為濕拖運(yùn)輸，改為半潛船干拖運(yùn)輸后，需要依照設(shè)計方案對FPSO進(jìn)行適應(yīng)性改造，并對FPSO進(jìn)行相應(yīng)準(zhǔn)備。主要包括四方面：(1)檢查FPSO的相關(guān)證書和材料完整性和有效性，如入級證書、國籍證書、國際噸位證書、海事保險、FPSO進(jìn)出口清關(guān)文件等，F(xiàn)PSO消防系統(tǒng)、救生系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、航海系統(tǒng)等狀態(tài)檢查；(2)FPSO壓載水調(diào)節(jié)，從表1可知，P67干拖設(shè)計吃水為6.2m，而且浮裝作業(yè)需要FPSO平吃水裝船，需要在FPSO離港前按照設(shè)計進(jìn)行調(diào)載；(3)干拖作業(yè)相關(guān)拖帶系統(tǒng)檢查、索具預(yù)布安裝，如拖點(diǎn)、導(dǎo)纜孔、帶纜樁檢查，拖帶纜繩預(yù)布、裝船定位標(biāo)識刻畫等；(4)FPSO甲板物資固定，按照第三方驗(yàn)船師要求，需要對FPSO甲板、艙室內(nèi)可移動物料進(jìn)行固定，采用焊接臨時固定件、綁扎帶綁扎等手段固定，防止運(yùn)輸過程中移動損毀[8]。

半潛船需要根據(jù)設(shè)計方案進(jìn)行適應(yīng)性改造，主要包括四方面：(1)檢查半潛船的相關(guān)證書和材料完整性和有效性，如入級證書、國籍證書、國際噸位證書、船員資質(zhì)、最低安全配員證書等；(2)半潛船裝船固定結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、枕木、防撞護(hù)舷等設(shè)施安裝；(3)因?yàn)镻67上部模塊部分結(jié)構(gòu)探出，浮裝過程中會與半潛船船艏左舷浮箱吊機(jī)等設(shè)施碰撞，因此需要按照設(shè)計方案提前拆除改造；(4)從表1可知，P67干拖設(shè)計吃水為6.2m，為防止P67與半潛船結(jié)構(gòu)碰撞，設(shè)計方案要求FPSO底部與枕木頂部間隙6m，枕木高度0.6m，半潛船型深15.5m，因此半潛船浮裝作業(yè)時下潛吃水為：6.2m+6m+0.6m+15.5m=28.3m。浮裝作業(yè)時要求半潛船船底與海床間富裕水深至少1m，作業(yè)水域水深至少為：28.3m+1m=29.3m。半潛船需要在FPSO出港前，提前在水深及海況條件合適的水域完成下潛及拋錨作業(yè)[9]。

圖3 浮裝作業(yè)海域水深需求示意圖

4.3 海事手續(xù)及協(xié)調(diào)工作

FPSO干拖運(yùn)輸項(xiàng)目管理界面復(fù)雜，主要的參與方包括FPSO所有權(quán)方、FPSO操作方、半潛船船東、船舶及海事代理、第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)及引航站、輪駁公司、海事局等單位，相關(guān)單位間的溝通協(xié)調(diào)是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的工作，它將直接影響到是否可以在預(yù)定的裝船窗口內(nèi)實(shí)施浮裝作業(yè)。在FPSO出港前，需要提前到當(dāng)?shù)睾Ｊ虏块T申請辦理海上作業(yè)相關(guān)手續(xù)，主要包括FPSO出港的通航安全評估、航標(biāo)移位、航行通告、水上水下活動許可證等，此次FPSO出港及浮裝作業(yè)的時間、地點(diǎn)、船舶等信息，請過往船舶注意并提前采取避讓措施[10]。

根據(jù)半潛船干拖作業(yè)需要，建立完善有效的干拖作業(yè)組織機(jī)構(gòu)和通訊指揮程序，在不同作業(yè)任務(wù)中，根據(jù)實(shí)際各方情況劃分工作界面，明確作業(yè)過程中各方職責(zé)，定期召開會議檢查、通報各方工作的進(jìn)展；FPSO離港前三天由半潛船干拖作業(yè)組織單位主持召開作業(yè)協(xié)調(diào)會議，組織作業(yè)各方對準(zhǔn)備工作進(jìn)行最后的聯(lián)合檢查；設(shè)立干拖作業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組，編制24h人員值班表，負(fù)責(zé)干拖作業(yè)的現(xiàn)場指揮，發(fā)布干拖作業(yè)指令、協(xié)調(diào)半潛船、FPSO、輔助拖船各操作方按命令實(shí)施作業(yè)；制定干拖運(yùn)輸匯報機(jī)制，約定通訊聯(lián)絡(luò)方式，定時以及在關(guān)鍵時刻及時匯報船舶動態(tài)、與陸地聯(lián)系應(yīng)急資源[11]。

5 海上施工

P67干拖運(yùn)輸?shù)暮Ｉ鲜┕ぶ饕‵PSO濕拖出港、FPSO浮裝、干拖運(yùn)輸、FPSO浮卸四階段，下面分階段對施工流程與注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述[12]。

5.1 FPSO濕拖出港

在確定的FPSO浮裝作業(yè)日期當(dāng)天早晨，P67乘港口航道高平潮出港。FPSO離港前，浮裝裝船指揮、引航員、解帶纜等作業(yè)人員提前登FPSO，F(xiàn)PSO上配備滿足人員至少2天的補(bǔ)給，為縮短出港輔助拖輪等待時間，可提前解除FPSO與碼頭之間的連接設(shè)施，包括部分系泊纜繩、臨時電纜、登船梯等。在離港輔助拖輪抵達(dá)碼頭與FPSO帶纜連接后，在引航員的指揮下，解除剩余碼頭系泊纜繩。2艘輔助拖輪連接到FPSO船艏拖點(diǎn)，2艘輔助拖船連接到FPSO船艉拖點(diǎn)，2艘輔助拖船在FPSO右舷輔助，防止FPSO在解除系泊纜繩期間發(fā)生移動。碼頭系泊纜等連接設(shè)施全部移除后，上述6艘輔助拖輪在引航員的指揮下，按照圖4所示船舶布置，按照預(yù)定的出港航線出港，直至抵達(dá)輔助作業(yè)區(qū)域。按照P67浮裝設(shè)計方案，P67采取船艉朝向半潛船船艏的方向縱向裝船，P67在6艘輔助拖船的拖曳下旋轉(zhuǎn)180°，使得P67船艉正對半潛船船艉。

圖4 FPSO濕拖出港船舶布置

5.2 FPSO浮裝

FPSO抵達(dá)浮裝地點(diǎn)，距離半潛船船艉500m處待命，等待浮裝指令。由于P67左舷船舯有一排水下立管提升平臺，為防止該平臺與半潛船導(dǎo)向結(jié)構(gòu)卡堵，提前在P67船艉左舷按照導(dǎo)向用的隔離駁。干拖裝船指揮小組結(jié)合作業(yè)環(huán)境條件評估是否繼續(xù)浮裝。確定開展浮裝作業(yè)后，6艘輔助拖船拖曳P67靠近半潛船船艉，將半潛船船艉浮箱上預(yù)布的交叉纜繩利用工作艇遞送到P67上完成連接，P67在交叉纜、浮裝拖船、半潛船右舷導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、左舷防撞護(hù)舷的共同作用下抵達(dá)浮裝裝船位置。半潛船開始排載上浮，利用工作艇解除隔離駁，連接半潛船與P67之間的固定纜繩。

圖5 FPSO浮裝作業(yè)示意圖

5.3 FPSO干拖運(yùn)輸

半潛船持續(xù)上浮直至達(dá)到運(yùn)輸吃水后，開始P67裝船固定件的焊接。搭設(shè)半潛船與P67之間的臨時棧橋，P67人員下船。在裝船固定裝置焊接完成后，需要得到第三方檢驗(yàn)，并對P67艙室內(nèi)外的破損油漆進(jìn)行修補(bǔ)。干拖作業(yè)組織單位每天召開會議通報各方工作的進(jìn)展，計劃半潛船起航離港時間，第三方驗(yàn)船師發(fā)布適航報告后，在得到起航地海事部門的批準(zhǔn)后，半潛船干拖運(yùn)輸FPSO正式起航。運(yùn)輸期間，半潛船按照約定的通訊方式，定期匯報拖航動態(tài)，包括但不限于：航線上的氣象預(yù)報、已航行距離、船舶位置、剩余航程、航速、貨物及半潛船狀態(tài)等。如果半潛船因氣象等特殊情況需要繞航，半潛船船東需要提前報第三方及業(yè)主批準(zhǔn)。

圖6 半潛船裝載FPSO干拖運(yùn)輸

5.4 FPSO浮卸

半潛船運(yùn)輸FPSO抵達(dá)目的港前，需要提前獲得當(dāng)?shù)睾Ｊ虏块T許可，完成進(jìn)港手續(xù)辦理（與FPSO離港海事手續(xù)及協(xié)調(diào)工作類似，具體依據(jù)當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)執(zhí)行）。半潛船進(jìn)入目的港預(yù)定浮卸海域后首先進(jìn)行拋錨作業(yè)，穩(wěn)定半潛船船位后，開始解除P67裝船固定結(jié)構(gòu)，修補(bǔ)破損油漆，檢查P67運(yùn)輸期間是否發(fā)生設(shè)施丟損，浮卸作業(yè)應(yīng)在白天完成。浮卸作業(yè)指揮小組結(jié)合氣象條件確定浮卸時間后，半潛船在船艉輔助拖輪的控制下調(diào)整艏向，確保浮卸期間半潛船船艏頂流。浮卸作業(yè)人員登P67，拆除P67與半潛船之間的臨時棧橋，解除半潛船與P67之間的連接纜繩。半潛船下潛至預(yù)定水深，P67實(shí)現(xiàn)自由漂浮狀態(tài)，P67在輔助拖輪的拖曳下駛離半潛船，實(shí)現(xiàn)P67浮卸。

6 結(jié)束語

通過周密的施工準(zhǔn)備和精細(xì)化的工程管理，巴西FPSO P67干拖運(yùn)輸項(xiàng)目于2018年5月31日完成P67浮裝，駛離青島，7月17日抵達(dá)巴西瓜納巴拉灣，7月20日完成P67浮卸，總耗時51天，較理想的濕拖運(yùn)輸節(jié)省近50天（濕拖運(yùn)輸航速按照5kn計算），創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合具體施工項(xiàng)目，詳細(xì)介紹FPSO干拖運(yùn)輸項(xiàng)目的方案設(shè)計、施工準(zhǔn)備以及海上施工流程，特別是項(xiàng)目的風(fēng)險識別與控制措施，對于今后類似FPSO干拖運(yùn)輸項(xiàng)目具有很好的借鑒和參考意義。

圖7 FPSO浮卸作業(yè)示意圖

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