如何避免 FPSO 船舶流体系统建造问题
应对浮式生产储油卸油装置 (FPSO) 建造的复杂问题
Tommy Jamail，亚太区高级区域项目经理
Barry Rowe-Platts，工程服务技术负责人
尽管 FPSO 船舶具备与固定式石油和天然气平台相同的功能，但其独特之处在于能够随着新机遇的出现以及经济条件和地缘政治的变化而重新安置。预计未来几年 FPSO 船舶的部署将增加 - Fortune Business Insights 预测，到 2027 年 FPSO 船舶市场规模将增长超过 14%。1
FPSO 船舶的成功建造和维护需要考虑几个关键因素，尤其是涉及数十个对长期可靠运行至关重要的小口径流体系统应用和组件包时。
与流体系统相关的 FPSO 建造和维护注意事项
FPSO 船舶既面临其他海上上游油气应用共有的挑战，也存在其特有的难题。在船舶建造期间及前期筹备阶段，严格遵守紧凑的建造进度对所有相关方至关重要，以确保建造 FPSO 船舶比建造固定平台更具经济优势。建造延误可能损害工程、采购和施工 (EPC) 公司或组件包供应商的声誉，但对船舶所有者/运营商而言问题非常严重，因其停机成本很高。虽然安全是船舶所有者的首要关切，但他们也需要尽可能提高生产，让船舶快速重返海上作业。
FPSO 建造和维护相关的延误可能由多种原因引起。
全球物流与沟通问题：
建造一艘新的 FPSO 油轮或改造现有船体时，都要用到的必需设备，通常需要协调多家机构。例如，尽管 FPSO 正在世界各地投入运营，但大多数的船体都是在亚太地区建造或供应的—因此，相关设备需要专业协调、运输并交付到 FPSO 的建造地点或流体系统的集成和试运行地点。此外，现代石油和天然气应用以及一揽子方案已变得越来越专业化。像 FPSO 这样的大型项目可能需要来自不同国家的多家 EPC 公司，为船上的数十种关键应用设计、制造设备。从前端工程设计前期阶段 (pre-FEED) 到调试阶段，EPC 公司与组件包供应商之间的协调至关重要，但也可能构成重大挑战。
- 解决方案：与不仅具有 FPSO 应用设计经验，而且在当地开展业务并了解当地文化、语言和法规的供应商合作，可以帮助船东/运营商和 EPC 解决其中的一些复杂问题。部分流体系统供应商拥有专门的全球施工团队 ，这些团队不仅在指导产品选型和流体系统工程方面经验丰富，还在资本项目管理和物流支持方面具备专业能力。
与流体系统产品供应相关的采购挑战：
由于海上流体系统特别容易受腐蚀影响，且可能有更高的压力要求，采用特殊合金制造的专用零件供应可能有限。这在大规模建造项目中可能成为问题，而且在船舶运营期间，由于油田通常地处偏远，许多替换零件难以获取，这一问题同样突出。可能还需要特别考虑遵守行业合规标准 - 例如，确保 FPSO 船舶的设计和运营以实现净零环境影响为目标。
- 解决方案：业主/运营商与 EPC 公司应尽早（若可能，在前端工程设计前期阶段）与流体系统元件供应商合作，以找到合适且可及时供应的零部件 ，确保资本项目按时推进。供应商可与之协作，不仅针对符合运行环境额定性能的产品进行采购规划。部分供应商还可创建反映船舶上每个产品的资产登记册，以便更便捷地确保维护和维修流体系统时所需的元件到位。
因船厂操作不当导致的系统可靠性问题与过早失效：
无论是在船舶初始建造期间，还是在干船坞维护和维修过程中，不当的流体系统安装操作都可能在 FPSO 船舶的整个生命周期内迅速引发与维护、安全和生产相关的问题。是否遵循材料选择、管道布置、支撑和安装等合理设计原则，将决定系统是需要持续维护、维修和更换，还是无需如此。无论系统设计多么完善，缺乏经验或培训的人员都可能导致安装误差。这些问题在大型安装中会不断放大，并在调试或运营期间导致广泛问题。
在建造过程中，例如，承包商可能会使卡套管和公称管受到碳污染，污染来源既可能是焊接或打磨作业产生的热火花直接所致，也可能是其他切割或喷砂作业产生的空气中的碎屑间接造成。在此类作业期间，有时会使用防水油布或防火毯覆盖不锈钢流体系统，但这些覆盖物可能会融化、被现场其他作业人员移除，或因吸附水分或其他颗粒而成为污染源。这一问题之所以严重，是因为如果没有足够的保护和防护措施，当不锈钢暴露于恶劣的运行环境中时，这种污染可能引发严重的腐蚀问题，导致使用寿命缩短、维护需求增加，若未被及时发现还可能引发安全隐患。
虽然碳污染造成的损害可能不会立即显现，但一旦接触海洋空气和海水，流体系统将迅速腐蚀。我们曾目睹此类错误导致了巨额经济损失：船舶在往返资源油田的长途航行后不得不重新进坞，数公里的卡套管需要更换，工人需要延长驻场时间，客户信任受损，同时在长达数月的返工期间，每天损失价值数百万美元的石油产量。
- 解决方案：此类问题可通过依托良好的设计原则、使用优质产品、提供安装培训以及在安装和调试的关键阶段进行专业监督来预防。小口径卡套管系统专家可帮助那些对于卡套管系统安装知识有限的承包商提升能力并避免失误。投资流体系统工程服务 不仅有助于防止船舶启航后出现问题，还能尽可能地降低干船坞阶段项目进度受影响的可能性。
与 FPSO 船舶流体系统相关的挑战不仅限于船舶设计和建造阶段。关键的船上流体系统需在 FPSO 船舶两次干船坞维护间隔的 20 多年海上作业期间，持续提供安全可靠的性能。
海上作业和航行期间的维护与维修挑战：
尽管会尽量将主要维护工作集中在干船坞阶段，并在此期间尽量减少小型维护，但流体系统问题有时仍需在长期服役周期中被检测和解决。由于船位空间宝贵，而且岸上通常需乘坐直升机长途抵达，因此船上通常缺乏维护和解决小口径卡套管系统问题的专业知识。当船舶在运输途中时，原本被忽视的问题也可能会显现出来。例如，我们曾目睹 FPSO 船舶在航行时，应力开裂腐蚀导致支撑关键设备的框架断裂，从而迫切需要维修，但船舶进坞后却缺乏有效完成维修的知识。这些不可预见的问题可能会在繁忙的维护计划中导致意外的工作范围扩大，进而造成成本超支和延误。
- 解决方案：FPSO 船舶所有者/运营商应了解海上船员团队在小口径卡套管系统相关知识方面存在的缺口，并考虑在船舶海上作业期间或干船坞维护期间引入专家 对关键流体系统进行评估。例如，世伟洛克现场工程师常协助船员团队检测流体系统问题的根本原因，培训运营团队更有效地检测和防止泄漏，并为发现的挑战提供其他解决方案。这些解决方案涵盖从设计、产品选型和实施的咨询，到构建经过全面测试的流体系统面板，以替换损坏的组件或提升船上流程的有效性 - 从代表性流体取样到动设备功能。
关键应用的 FPSO 建造注意事项
重要的是，对于 FPSO 船舶上的许多关键应用和组件包来说，并无通用型解决方案。设计人员必须考虑一系列不同的需求，包括以下因素：
- 储层特性
- FPSO 运动
- 储存容量和船体尺寸
- 出口系统选择
- 单条或双条生产线
- 退役和可能的重新部署
尽管 FPSO 出海后，所有船上系统的可靠运行至关重要，但船东/运营商还应特别注意一些非常关键的应用：
过程分析仪器。在项目初期，系统设计可能是一项重大挑战。即使拥有正确的专业知识，也并非可以轻易地用于产品、材料和设计选择，带来有效且高效率的分析系统。此外，如果在联接和试运行期间的安装不合标准，则会延长项目交付周期，并导致泄漏、排放和安全问题。向流体系统供应商现场咨询 可能有助于克服其中一些挑战。
取样系统。样品采集并不是仅凭直觉就能完成的，系统设计需要广博的技术知识，这使工作人员难以始终如一地遵循优秀实践。取样系统应该要设计合理，确保取样具有代表性、安全性和规范性，帮助运营商保持监管链、合规性和适当的过程控制。
化学剂注入 (CI) 装置。CI 装置应确保高度精确且可重复的化学品剂量注入生产油井，维持可靠的生产。密封性能对于保护人员和环境至关重要，任何形式的停机都可能造成重大的生产损失。一个典型的 CI 系统可能需要数百个单独的连接。
对于此类应用，重要的是要记住并非所有的卡套管、接头和阀门都具有相同的效果。指定密封性能好的流体系统元件（理想的是来自同一产品供应商），有利于系统保持长期的优良性能。在某些情况下，还应考虑采用更高质量的合金材料，以便在 FPSO 运行的恶劣海洋环境中，更好地抵抗腐蚀。 合适的流体系统供应商的材料科学团队可阐明何种合金适合船舶的运行条件。
与合适的供应商合作进行 FPSO 建造项目
合适的流体系统解决方案供应商不仅能让 FPSO 船舶所有者对所需的小口径卡套管系统元件进行单一来源采购，还能就哪些产品和材料成分可实现长期无泄漏运行、并在需要时保证供应提供建议。供应商还应能够调动全球资源，及时为国际 FPSO 船舶建造项目提供全面支持。
合适的合作伙伴还可协助制定规范、推荐增效方案，并帮助针对特定应用和组件包确定成本节约型配置。随着项目的进行，合作的供应商还应当能够协助管理时间进度和后勤方面的复杂问题，帮助维持整个项目施工现场库存和产品提供，从而预测进度，为按时完工扫清障碍。
如果您参与 FPSO 船舶小口径流体系统相关规划，在下一个项目启动前，请考虑：“我们是否有办法以更高效的方式工作或提升系统的效能？”如果您认为答案为“是”，请联系当地专家，探讨以不同方式合作并实现更高目标的可能性。
1FPSO 市场规模、份额、增长及行业分析，”Fortune Business Insights
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