張人公，王杰文，劉書勝，黃佳瀚，高超

深圳海油工程水下技術(shù)有限公司，廣東深圳518000

BTM單點(diǎn)系統(tǒng)的棄置回收方法

張人公，王杰文，劉書勝，黃佳瀚，高超

深圳海油工程水下技術(shù)有限公司，廣東深圳518000

西江合作油田“南海開拓”號FPSO船舶證書已經(jīng)到期，需要完成BTM單點(diǎn)系泊系統(tǒng)及其附屬設(shè)施的拆除和回收工作，該工作風(fēng)險(xiǎn)高、難度大。文章結(jié)合工程實(shí)際，從BTM系泊系統(tǒng)及工作內(nèi)容、拆除和回收整體施工順序、BTM單點(diǎn)系統(tǒng)棄置回收方法、效果檢測與評價(jià)等，介紹了該BTM單點(diǎn)系統(tǒng)的棄置與回收方法。

BTM單點(diǎn)系泊系統(tǒng)；棄置；回收；檢測與評價(jià)；施工方法

0 引言

海上油氣田設(shè)施的棄置回收（棄置、拆除和回收等工作的統(tǒng)稱）較之于陸地油氣田有非常大的不同，單就施工方面來講，風(fēng)險(xiǎn)高、難度大、投入多是其基本特點(diǎn)。然而，由于越來越多的油氣田設(shè)施正臨近其使用壽命極限，這也為海洋石油工程行業(yè)帶來了一個(gè)新的契機(jī)。

原西江合作油田的“南海開拓”號FPSO建造于1970年，該FPSO位于XJ 24-3油田與XJ 30-2油田之間，水深約100 m，見圖1。FPSO船體的DNV證書于2010年3月到期，船舶證書到期后需進(jìn)行BTM單點(diǎn)系統(tǒng)的棄置回收工作，這是一個(gè)典型的由于老化問題造成設(shè)施棄置回收的實(shí)例。

圖1 原西江合作油田“南海開拓”號FPSO

1 BTM系泊系統(tǒng)及棄置回收工作內(nèi)容簡介

根據(jù)該系統(tǒng)的處理要求，需要棄置2個(gè)軟管基盤、8腿錨系、2個(gè)中水浮筒的鏈條及海底配重；回收2條軟管、BTM浮筒、2個(gè)中水浮筒浮體。

2 整體施工順序的確定

為盡快完成BTM單點(diǎn)系統(tǒng)的棄置回收工作，通過分析各個(gè)相對獨(dú)立的施工步驟，確定按圖2的順序進(jìn)行施工。

圖2 整體施工順序

3 BTM單點(diǎn)系統(tǒng)棄置回收方法

從圖2可以看出，BTM單點(diǎn)系統(tǒng)的棄置回收分為單點(diǎn)軟管棄置回收、錨系及BTM浮筒的棄置回收和MWA棄置回收三個(gè)部分。這三個(gè)部分相對獨(dú)立，但又互相聯(lián)系。

3.1 單點(diǎn)軟管棄置回收工作

“南海開拓”FPSO共有2條完全相同的10 in（0.254 m）直徑軟管，水中的懸鏈線形狀見圖3。軟管的棄置回收工作分為軟管下放前施工準(zhǔn)備、軟管臨時(shí)棄置和軟管最終回收3個(gè)階段工作。其中軟管下放前施工準(zhǔn)備與軟管最終回收是回收軟管必須進(jìn)行的工作，軟管臨時(shí)棄置是根據(jù)項(xiàng)目整體施工順序的需要而增加的工作。

圖3 中水浮筒、BTM及軟管布局

除海床上軟管與PLEM的連接法蘭采用飽和潛水法拆除外，為降低施工成本，剩余工作均由水下機(jī)器人（ROV）或空氣潛水法完成。因此，軟管下放前需根據(jù)BTM浮筒軟管口的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)軟管臨時(shí)懸掛結(jié)構(gòu)和ROV回收索具，該結(jié)構(gòu)+索具組合在FPSO解脫前完成安裝。待FPSO解脫后，通過ROV倒扣的方式完成軟管與軟管回收船的鋼纜連接，并在ROV的監(jiān)控下，沿路由完成軟管的臨時(shí)棄置工作。

軟管回收方案最終確定為保護(hù)性回收，因此采用專業(yè)軟件對主要過程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析，從理論上確保軟管回收的可靠性。實(shí)際施工時(shí)，采用ROV完成軟管與回收船鋼纜的連接，采用空氣潛水法完成軟管與MWA卡子的拆除（見圖4），采用飽和潛水法完成海床上軟管與PLEM的連接法蘭拆除和臨時(shí)鋼纜固定（見圖5），最終在ROV進(jìn)行海底軟管頭臨時(shí)固定鋼纜的切割后，完成軟管的回收工作。

圖4 MWA上的軟管卡子

圖5 PLEM處軟管拖拉頭臨時(shí)固定

3.2 錨系及BTM浮筒的棄置回收

深度學(xué)習(xí)是一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過一種深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逐層提取數(shù)據(jù)的底層到高層特征，獲取數(shù)據(jù)的分布式特征表示。近年來，深度學(xué)習(xí)模型在圖像識別與分類領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力，在Image Net數(shù)據(jù)集上一種深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將錯(cuò)誤率從之前的26%降到了15%[4]。隨后許多學(xué)者在不同的應(yīng)用背景下提出了多種深度學(xué)習(xí)模型如棧式消噪自動(dòng)編碼機(jī)[5]、深度置信網(wǎng)絡(luò)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種基于局部感受野視覺原理的深度學(xué)習(xí)框架，圖像可直接作為網(wǎng)絡(luò)的輸入，是一種端到端的網(wǎng)絡(luò)模型。目前卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像識別領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用，如人臉識別[6]、行為識別[7]、醫(yī)學(xué)圖像識別[8]等。

BTM浮筒上接FPSO，下接8條錨腿。在8條錨腿的作用下，F(xiàn)PSO通過BTM浮筒完成海中的定位。生產(chǎn)時(shí)，水下軟管穿過BTM浮筒結(jié)構(gòu)與FPSO上的管道連接；FPSO臨時(shí)離開后，BTM浮筒還具有臨時(shí)懸掛軟管的功能，以待FPSO回來后連接軟管。

實(shí)際施工時(shí)，需RSV（ROV支持船）+拖輪A配合進(jìn)行，所有切割工作均由ROV完成。

首先完成BTM浮筒的回收纜切割棄置，然后按原設(shè)計(jì)的8條錨腿編號順序，采用對角切割的方式完成4條錨腿的切割。ROV在完成回拖索具連接后，完成兩條同側(cè)錨腿的切割。待拖輪A完成BTM浮筒的拖纜連接后（見圖6），ROV進(jìn)行最后2條同側(cè)錨腿的切割工作。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，8條錨腿直接棄置海底，BTM浮筒拖回碼頭。

FPSO因壽命問題永久性離開后，BTM浮筒位于水下28 m處，此時(shí)需要完成8條錨腿的就地棄置和BTM浮筒的回收工作。錨系及BTM浮筒的棄置回收工作難點(diǎn)在于隨著錨腿的逐條切割與分離，BTM浮筒在不斷上升的過程中，浮體的角度也在不斷變化，確定切割每條錨腿后的上升高度和浮體角度的變化情況是安全、順利完成錨系及BTM浮筒棄置回收工作的關(guān)鍵。

圖6 拖輪A與BTM浮筒連接

3.3 MWA棄置回收

西江BTM的MWA由浮式結(jié)構(gòu)、鏈條和海底配重三部分構(gòu)成，見圖7。其中浮式結(jié)構(gòu)由浮筒、鋼架、弧板及其他附屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成。浮筒的中心線距水平面約30 m，距海床70 m。

圖7 西江BTM中水浮筒示意

MWA的棄置回收包含浮式結(jié)構(gòu)回收和鏈條、海底配重原地棄置兩部分內(nèi)容。

西江合作油田共有兩個(gè)MWA，為縮短施工時(shí)間，降低施工成本，經(jīng)多方論證，最終決定一并拆除這兩個(gè)MWA，然后通過一次拖航完成回收工作。

實(shí)際施工時(shí)，采用RSV+拖輪A+拖輪B完成兩個(gè)MWA的拆除工作。首先由ROV完成一個(gè)MWA的2條主連接錨鏈的切割，釋放該MWA浮式結(jié)構(gòu)出水，再由拖輪A完成該MWA浮式結(jié)構(gòu)的拖帶；然后由拖輪B在ROV釋放另一MWA浮式結(jié)構(gòu)后連接該浮式結(jié)構(gòu)，并將該浮式結(jié)構(gòu)傳遞給拖輪A；最終拖輪A將兩浮式結(jié)構(gòu)拖回碼頭進(jìn)行處理（見圖8）。

圖8 MWA浮式結(jié)構(gòu)拖帶回港

4 效果檢測與評價(jià)

BTM單點(diǎn)系統(tǒng)棄置回收完成后，采用ROV對原單點(diǎn)系統(tǒng)位置進(jìn)行調(diào)查。結(jié)合對回收設(shè)施的檢查，最終確認(rèn)回收的軟管、BTM浮筒、MWA浮式結(jié)構(gòu)完好，無施工損傷；棄置的錨系、MWA錨鏈及基座位于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，棄置回收工作滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)束語

西江合作油田的BTM單點(diǎn)系統(tǒng)棄置回收系我國首次完成此種單點(diǎn)結(jié)構(gòu)老化問題的處理工作。后期的效果檢測與評價(jià)表明，BTM單點(diǎn)系統(tǒng)棄置回收工作達(dá)到了預(yù)期的施工目的，較好地完成了該系泊系統(tǒng)的處理工作。

[1]徐根弟，徐國梁，唐光盛，等.西江油田FPSO BTM備用繩水下安裝工程[C]//第五屆中國國際救撈論壇論文集.北京：交通運(yùn)輸部救撈局、中國航海學(xué)會(huì)救助打撈專業(yè)委員會(huì)、中國潛水與打撈行業(yè)協(xié)會(huì)，2008：205-209.

[2]張人公，石錦坤，黃佳瀚，等.中水浮筒回收技術(shù)的應(yīng)用[J].中國海洋平臺(tái)，2014，29（S）：76-79.

[3]劉雪宜.內(nèi)轉(zhuǎn)塔單點(diǎn)式FPSO的拖航和連接[J].石油工程建設(shè)，2012，38（6）：16-21.

中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院2項(xiàng)成果經(jīng)鑒定達(dá)國際先進(jìn)水平

2015年4月24日，由中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院與中國石油天然氣股份有限公司吐哈油田分公司工程技術(shù)研究院共同完成的《中低溫油藏調(diào)剖堵水技術(shù)研究與應(yīng)用》，與中央制塑（天津）有限公司共同完成的《海洋管樁多層包覆防腐技術(shù)研究與應(yīng)用》2項(xiàng)科技成果通過了由天津市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化中心組織的科技成果鑒定，綜合評價(jià)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院與中國石油天然氣股份有限公司吐哈油田分公司工程技術(shù)研究院共同完成的《中低溫油藏調(diào)剖堵水技術(shù)研究與應(yīng)用》，針對常規(guī)調(diào)剖堵水技術(shù)在中低溫油藏應(yīng)用中存在的封堵效果差、作用有效期短等問題，研發(fā)了適用于中低溫油藏儲(chǔ)層特點(diǎn)的調(diào)剖堵水劑和施工工藝的配套技術(shù)。該成果在吐哈油田、冀東油田等得到規(guī)模應(yīng)用，累計(jì)實(shí)施77井次的調(diào)剖作業(yè)，措施有效率大于85%，平均含水率降低10%以上，累計(jì)增油26 636 t，增油控水效果顯著，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院與中央制塑（天津）有限公司共同完成的《海洋管樁多層包覆防腐技術(shù)研究與應(yīng)用》，針對海洋管樁防腐需要開展了一系列的理論分析、防腐材料及施工工藝研究，提高了密封油、防護(hù)套等材料的技術(shù)指標(biāo)，形成了海洋管樁三層包覆材料及結(jié)構(gòu)等創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)。該成果在馬來西亞、新加坡及中國江蘇大唐呂四港發(fā)電有限責(zé)任公司等國內(nèi)外海洋管樁防腐工程中得到規(guī)模應(yīng)用，累計(jì)包覆面積約30萬m2，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

本刊摘錄

Abandonmentand RetrievalMethods ofBTM Single Mooring System

Zhang Rengong，Wang J iewen，LiuShusheng，Huang J iahan，Gao Chao
COOEC Subsea Technology Co.，Ltd.，Shenzhen518000，China

The DNV certificate of Nanhai Kai Tuo FPSO in Xi J iang cooperative oilfield has expired and the BTM single mooring system and its affiliated facilities need to be dismantled and retrieved.This work has high risks and difficulties.In this paper，the abandonment and retrieval methods of the BTM single mooring system are described in aspects of BTM single mooring system function，overall procedure of BTMsystem abandonment and retrieval，effect inspectionand estimationof the work，etc.

BTM single mooring system；abandonment；retrieval；inspectionand estimation；constructionmethod

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.03.004

張人公（1988-），男，四川廣安人，工程師，2008年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事水下石油工程施工工作。

2014-08-23