Задача: как обустроить месторождение: Регион – Баренцево море Расстояние до берега – 200 км; Глубина воды – 68 - 123 м Газовое месторождение: запасы – 120 млрд. м 3; предполагаемая добыча – 2 млн. м 3/сутки; условия на устье скважин: • давление - 250 бар • температура - 40ᴼС состав газа (% масс): • метан – 93. 00 • этан – 1. 82 Газ по составу метановый с • пропан – 0. 22 низким содержанием • бутан – 0. 06 неуглеводородных • пентан – 0. 01 компонентов. • гелий – 0. 08 • СО 2 – 0. 37 • азот – 4. 44 Возможен вынос пластовой воды. Условия на устье скважин требуют дозирования ингибитора гидратообразования (МЭГ)
ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
НАЧАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВЕСА ВС ДЛЯ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ ПЛАТФОРМ
СТАДИИ ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВС (pre-FEED)
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ И ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ И ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ • РАССТОЯНИЕ ДО БЕРЕГОВЫХ ОБЪЕКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ИЛИ ПОТРЕБИТЕЛЯ • ПЕРИОД НАВИГАЦИИ • ВЫСОТА ВОЛН (КАЧКА, КРЕН, ДИФФЕРЕНТ) • МИНИМАЛЬНАЯ/МАКСИМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ • УРОВЕНЬ СЕЙСМИЧНОСТИ • ГЛУБИНА ЗАЛЕГАНИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ГОРИЗОНТОВ
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ И ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ: ВЫБОР КРИТЕРИЕВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
РАССТОЯНИЕ ДО БЕРЕГА (НЕФТЯНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ)
РАССТОЯНИЕ ДО БЕРЕГА: ПРИМЕРЫ ОБУСТРОЙСТВА МЕСТОРОЖДЕНИЙ
НЕФТЕГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР В УСЛОВИЯХ КРЕНА И КАЧКИ
МИНИМАЛЬНАЯ/МАКСИМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ЗНАЧЕНИЯ МИНИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ЗАВИСИТ: • ВЫБОР КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ • ВЫБОР ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ/ХЛАДАГЕНТА • МЕРЫ ПО ВИНТЕРИЗАЦИИ: q ИЗОЛЯЦИЯ И УКРЫТИЯ q ЭЛЕКТРООБОГРЕВ АППАРАТОВ И ТРУБОПРОВОДОВ q ОБЪЕМЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ОВКВ • q q РЕЖИМЫ РАБОТЫ ВС: НОРМАЛЬНЫЙ УХУДШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОЖИДАНИЯ АВАРИЙНЫЙ СТАНДАРТ DNV –OS-A 201 Winterization for Cold Climate Operations
СОСТАВ И СВОЙСТВА СКВАЖИННОГО ФЛЮИДА: НЕФТЬ МИНИМАЛЬНЫЙ НАБОР ДАННЫХ: • ПЛОТНОСТЬ • ГАЗОВЫЙ ФАКТОР (отношение количества выделившегося газа (в м 3) к количеству нефти (в м 3) • ОБВОДНЕННОСТЬ (объемное содержание воды в откачиваемой из нефтяной скважины продукции. Обычно измеряется в процентах) РАСШИРЕННЫЙ НАБОР ДАННЫХ: • ПЛОТНОСТЬ • ОБВОДНЕННОСТЬ, СОСТАВ ПЛАСТОВОЙ ВОДЫ (ПРОГНОЗ) • СОСТАВ ПОПУТНОГО ГАЗА • ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ НЕФТИ (РАЗГОНКА ИТК) • СОДЕРЖАНИЕ ПАРАФИНОВ • СОДЕРЖАНИЕ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ
СОСТАВ И СВОЙСТВА СКВАЖИННОГО ФЛЮИДА: НЕФТЬ
СОСТАВ И СВОЙСТВА СКВАЖИННОГО ФЛЮИДА: НЕФТЬ
СОСТАВ И СВОЙСТВА СКВАЖИННОГО ФЛЮИДА: НЕФТЬ
СОСТАВ И СВОЙСТВА СКВАЖИННОГО ФЛЮИДА: НЕФТЬ УНИФИЦИРОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СБОРА, ТРАНСПОРТА И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ, ГАЗА И ВОДЫ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНОВ РД 39 -0148311 -605 -86
СОСТАВ И СВОЙСТВА СКВАЖИННОГО ФЛЮИДА: ГАЗ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СКВАЖИНЫ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СКВАЖИНЫ: ГРП
ЗАДАННАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПЛАТФОРМЫ Вес ВС – 55000 т 22 добычных скважин 20 нагнетательных скважин Вес ВС – 4600 т
СПЕЦИФИКАЦИИ НА ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ ГАЗ: ОСТ 51. 40 -93 «ГАЗЫ ГОРЮЧИЕ ПРИРОДНЫЕ, ПОСТАВЛЯЕМЫЕ И ТРАНСПОРТИРУЕМЫЕ ПО МАГИСТРАЛЬНЫМ ГАЗОПРОВОДАМ» : НЕФТЬ: ГОСТ Р 51858 -2002 «Нефть» Или по СТУ (специальные технические условия)
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. ФАКЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОДГОТОВКА МОРСКОЙ ВОДЫ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ВОЗДУХА И ВОЗДУХА КИП СИСТЕМА АЗОТА ПОДГОТОВКА ТОПЛИВНОГО ГАЗА ДОЗИРОВАНИЕ ХИМРЕАГЕНТОВ ДРЕНАЖНАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ/ХЛАДАГЕНТА
ОЦЕНКА ПОТРЕБНОСТИ ВО ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ: ГАЗЛИФТ
ОЦЕНКА ПОТРЕБНОСТИ ВО ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ: ЗАВОДНЕНИЕ ПЛАСТОВ ДЛЯ ППД
КРИТЕРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Критерии проектирования – те исходные данные, которые оказывают определяющее воздействие на характеристики ВС платформы 1. Производительность платформы – 15000 м 3/сутки по нефти; 2. Расстояние до берега – 250 км – полная технология подготовки и отгрузка нефти на танкер; 3. Попутный газ – 1 млн ст. м 3/сутки – используется как топливо для собственной энергетической установки; 4. ППД – путем заводнения обработанной пластовой и морской водой;
БЛОК-СХЕМА ПРОЦЕССА: ГАЗ Состав попутного нефтяного газа отличается от состава природного газа сравнительно низким содержанием метана и значительной долей высокомолекулярных углеводородов. В пластовых условиях при высоком давлении (от 10 до 60 МПа) и температуре в парообразном состоянии находятся некоторые бензино-керосиновые фракции и жидкие компоненты нефти. При добыче давление падает в несколько раз — до 4— 8 МПа, и из газа выделяется нестабильный конденсат, содержащий, в отличие от стабильного, не только углеводороды С 5 и выше, но и растворённые газы метан-бутановой фракции.
БЛОК-СХЕМА ПРОЦЕССА: НЕФТЬ
МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС Материальный и тепловой балансы составляют для анализа работы аппарата, установки, или производства. Материальный баланс технологического процесса или части его составляют на основании закона сохранения массы вещества, и это означает, что масса веществ, поступающих на технологическую операцию, равна массе полученных веществ. Уравнение материального баланса: Σmприх = Σmрасх Σmприх – суммарная масса исходных веществ; Σmрасх – суммарная масса конечных продуктов. Тепловой (энергетический) баланс технологического процесса или части его составляют на основе закона сохранения энергии: в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна, т. е. приход теплоты должен быть равен расходу его в данном процессе, аппарате, операции. Уравнение теплового баланса: ΣQприх = ΣQрасх,
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: HYSYS
РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЕМКОСТЕЙ
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КОМПРЕССОРОВ
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛООБМЕННИКОВ
РАСЧЕТ ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. ФАКЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ВОЗДУХА И ВОЗДУХА КИП СИСТЕМА АЗОТА ПОДГОТОВКА МОРСКОЙ ВОДЫ ПОДГОТОВКА ТОПЛИВНОГО ГАЗА ДОЗИРОВАНИЕ ХИМРЕАГЕНТОВ ДРЕНАЖНАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ/ХЛАДАГЕНТА
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПЛАТФОРМЫ (Topside Equipment List) Обычно представляется в табличном виде:
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПЛАТФОРМЫ (Topside Equipment List) Включает информацию: (на примере аварийного дизельгенератора) 1. Количество единиц оборудования (1 х 100%) 2. Наименование (аварийный дизель-генератор) 3. Тип (15 Д 100 М) 4. Рабочая среда (дизельное топливо) 5. Информация о процессе: • Давление (расчетное/рабочее) • Температура (расчетная /рабочая) • Производительность/объем • Мощность/нагрузка (1, 6 МВт) 6. Материал 7. Габаритные размеры, м (7, 51 х 2, 38 х 3, 245) 8. Вес сухой/эксплуатационный, т (34/34) 9. Предварительный выбор производителей/поставщиков оборудования
ОБЩЕЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ Основные вопросы, которые необходимо рассмотреть при расположении оборудования (модулей) ВС на платформе: 1. Безопасность технологическая 2. Последовательность технологическая 3. Расположение жилого модуля 4. Вопросы строительства 5. Расположение трубопроводной эстакады 6. Связи со структурами корпуса 7. Эвакуация и спасение
ОБЩЕЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ: БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ Основные принципы: 1. Максимальное удаление от ЖМ опасного оборудования: • оборудование с углеводородами под высоким давлением должно быть максимально удалено от ЖМ; • оборудование с углеводородами под средним и низким давлением следующее, наиболее удаленное от ЖМ; • максимально возможное разделение опасного оборудования, в частности, с горючими газами и H 2 S; • меньшее расстояние между вспомогательными системами и ЖМ; • выхлопные трубы газовых турбин должны быть максимально удалены от ВП и ЖМ; • зона отгрузки нефти на челночный танкер должна быть максимально удалена от ЖМ; • турель отделяется от ЖМ защитной негорючей стенкой. 2. Факельная вышка обычно располагается как можно дальше от ЖМ и ВП. 3. Большие вращающиеся механизмы, например, вырабатывающие электроэнергию (дизели или газовые турбины), и газовые компрессоры располагаются обычно рядом с системой подготовки воды для ППД. 4. Минимизация трасс трубопроводов.
ВЛИЯНИЕ НА ОБОРУДОВАНИЕ И ПРОЦЕССЫ ДВИЖЕНИЯ МОРСКОЙ СРЕДЫ. На стационарной морской платформе технологическое оборудование практически статично. На FPSO оборудование движется все время. Воздействие движения судна на каждую единицу оборудования следует понимать, прежде чем начинать проектировать расположение оборудования. Следует рассмотреть следующие вопросы: СЛОШИНГ в сепараторах и емкостях: Ø необходимо учитывать, что качество сепарации падает из-за слошинга; Ø избегайте ложных тревог и частых пусков / остановок насосов и регулирующих клапанов из-за срабатывания сигнализаторов уровня; Ø необходима проверка прочности конструкции судна, чтобы выдерживать нагрузки от слошинга. • необходимо учитывать слошинг в пределах картеров смазочного и гидравлического масла и масла для уплотнения вращающегося оборудования. Расположение оборудования, чувствительного к движению, в центре судна минимизирует эффект дифферента и крена.
ФОРМИРОВАНИЕ МОДУЛЕЙ Основные принципы: ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ - в модуль помещается оборудование для проведения отдельного технологического процесса, например – обработка пластовой воды или абсорбционная осушка газа. БЕЗОПАСНОСТЬ: в модуль компонуется или опасное (с углеводородными средами - где возможны утечки, пожар, взрыв) или неопасное оборудование. Площадь/объем и вес модуля и ограничены: • размерами платформы, • условиями установки, • грузоподъемностью кранов, • требованиями безопасности ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА МОДУЛЯ С УЧЕТОМ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ: НА СТАДИИ ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСА МОДУЛЯ ВЕС КОМПОНУЕМОГО В НЕМ ОБОРУДОВАНИЯ УМНОЖАЕТСЯ НА 3 -5
ФОРМИРОВАНИЕ МОДУЛЕЙ
ФОРМИРОВАНИЕ МОДУЛЕЙ
ОБЩЕЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ: ТРУБНАЯ ЭСТАКАДА НА FPSO Центральное расположение трубной эстакады – Примерный вес модуля – 1000 – 1300 тонн FPSO White Rose модуль Трубная эстакада Интегрированная трубная эстакада Примерный вес модуля - 2000 – 2500 тонн модуль FPSO Terra Nova модуль FPSO Triton Трубная эстакада
ОБЩЕЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ: СВЯЗЬ С КОРПУСОМ ВОПРОСЫ: • Как верхние строения будут поддержаны структурой корпуса и как нагрузка будет передаваться между этими структурами • Где должны быть сделаны подкрепления в корпусе Опоры модулей: гибкие и жесткие
ОБЩЕЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ: ИНТЕГРАЛЬНАЯ ПАЛУБА FPSO Gryphon Технологическое оборудование ставится по отдельности на единую палубу и монтируется на месте. Данный способ уменьшает требуемые под оборудование палубные площади, но более трудоемкий и занимает больше времени
ОБЩЕЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ: ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ГРУЗОВ Краны, расположенные с обеих бортов FPSO повышают гибкость при погрузо-разгрузочных операциях
ОБЩЕЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ (FEED)
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ. БЛОК-СХЕМА
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ: СТУ (специальные технические условия) - объектный нормативно-технический документ, дополняющий или устанавливающий (если не имеется установленных технических норм для данного объекта) технические нормы, отражающие особенности данного объекта в сфере безопасности его строительства, эксплуатации и сноса. ) Содержание СТУ: • детальное обоснование необходимости разработки СТУ и недостающие нормативные требования для данного конкретного объекта, излагаемые в соответствии со структурой действующих технических норм в данной области; • перечень вынужденных отступлений от требований действующих технических нормативных документов, содержащий обоснование их необходимости и мероприятия, компенсирующие эти отступления; • основание для строительства; • данные, включающие наименование и место расположения объекта и условия строительства; • сведения об Инвесторе (Заказчике), генеральной проектной организации и разработчике СТУ; • описание объекта в целом и его важнейших элементов с изложением объемно-планировочных и конструктивных решений с приложением чертежей архитектурно-планировочных решений.
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ: СТУ • • • • СТУ включают следующие разделы: Исходные данные Термины, аббревиатура и их определения Общие требования к ВСП Генплан ВСП Буровой комплекс Эксплуатационный и вспомогательный комплексы Энергетический комплекс Жилые модули Системы безопасности и жизнеобеспечения Системы контроля и управления Технологические трубопроводы, выбор материалов и борьба с коррозией Грузоподъемные системы Проектирование элементов конструкции ВСП Оборудование, его расположение, системы и материалы должны отвечать требованиям СТУ, разработанных на основе Международных и Российских норм и стандартов, перечисленных в Приложении к СТУ.
СХЕМА ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССА (PFD) Расчет процесса Исходя из оптимизации процесса, основываясь на вычисленном материальном и тепловом балансе, определяются несколько параметров v гидравлический расчет трубопроводов v массогабаритные размеры сепараторов; v потребляемая мощность компрессоров и насосов; v расчет параметров предохранительных клапанов давления (PSV) и распределительных клапанов (CV); v расчет диаметров патрубков Чтобы выполнить все вышеупомянутые вычисления, могут быть созданы собственные программы, основанные на промышленных стандартах. Схема протекания процесса (PFD) PFD – схема, используемая для того, чтобы показать условия протекания процесса по каждому потоку и элементу оборудования. Схема протекания процесса основана на данных материального и теплового баланса, выполненного при моделировании технологического процесса.
СХЕМА ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССА (PFD)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Инженерные спецификации и опыт, полученный от предыдущих проектов, рассматриваются на этой стадии проектирования. В идеале, вспомогательные системы верхних строений должны быть точно определены после определения всех данных для основного технологического процесса. На практике проектирование вспомогательных систем верхних строений производится одновременно с разработкой основного технологического комплекса из-за временных ограничений. Параметры вспомогательных систем могут быть уточнены в соответствии с полученными данными по основному процессу. БАЛАНС ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Основной деятельностью при разработке оффшорных вспомогательных систем является вычисление материального и энергетического баланса для каждой системы. СХЕМЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ (UFD)
СПЕЦИФИКАЦИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ВКЛЮЧАЕТ: НОРМЫ И СТАНДАРТЫ Применимые российские и международные стандарты отбираются в результате сравнительного анализа международных и российских норм, ответственность за выполнение которого несёт Проектировщик. Основной принцип отбора: Если имеются как российские, так и международные нормативные документы, требования должны основываться на более «жестком» (консервативном) стандарте. ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПОСТАВЩИКА ПОСТАВЩИК должен гарантировать, что оборудование является комплектным для его безопасной и эффективной эксплуатации. ОБЪЕМ / ПРЕДЕЛЫ ПОСТАВКИ • Сам агрегат • Обеспечивающие его работу системы • Опорные фундаменты • Кабели • КИП • Вся необходимая тепло- и звукоизоляция и защита персонала. • ЗИП и специальные инструменты для ремонта ОБЪЕМ УСЛУГ ПОСТАВЩИКА • Утверждение и сертификация российскими надзорными органами • Участие в пуско-наладке • Обучение обслуживающего персонала
СПЕЦИФИКАЦИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ УСЛОВИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 1 Расчетный срок службы 2 Расчетные критерии окружающей среды Минимальная расчетная/рабочая температура Для всего оборудования, расположенного в закрытых рабочих зонах, существуют определенные (нерабочие) сценарии, при которых оборудование будет обесточено, и не будет обогреваться, вследствие чего оборудование может подвергаться температурам до -50°C. Оборудование должно быть способным выдерживать такую температуру и не иметь повреждений, а также быть полностью работоспособным после того, как температура достигнет минимальной рабочей. ПОСТАВЩИК должен предоставить перечень таких изделий, которые не способны выдержать условия сурового холода, и которые должны быть заменены до перезапуска оборудования. 3 Подготовка на зимние условия (необходимость изоляции и ленточного обогрева) 4 Эксплуатационные расчетные условия (учет движения платформы) 5 Уровни шума и вибрация 6 Маркировка и чертежи Все общие компоновочные чертежи должны включать вес средств ТО, также необходимо указывать размеры проходов, необходимых для проведения работ по обслуживанию оборудования.
СПЕЦИФИКАЦИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ • Технические требования к оборудованию • Работоспособность и ремонтопригодность • Условия взрыва • Выгородки • Двигатели • Электротехнические требования • Системы • КИП и органы управления • Условия запуска и рабочие режимы • Требования безопасности • Меры по винтеризации ОКРАСКА КОНСЕРВАЦИЯ И ЗАЩИТА ВЕСОВОЙ КОНТРОЛЬ И РАЗМЕРЫ БЛОКА ЗАПАСНЫЕ ЧАСТИ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ИСПЫТАНИЯ ГАРАНТИИ УСТАНОВКА, ПУСКО-НАЛАДОЧНЫЕ РАБОТЫ, СДАЧА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ И ПОМОЩЬ ПРИ ЗАПУСКЕ
РАСПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ВС
Обустройство Мурманского месторождения
Скачать презентацию Задача как обустроить месторождение Регион Баренцево море
ЛЕКЦИЯ 5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВС ВАР 2.ppt