海油发展科技项目论证报告书.docx
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海油发展科技项目论证报告书
附件二
编号：
中海油能源发展股份有限公司
科技项目论证报告书
项目名称：
单立柱张力腿平台关键技术方案可行性研究
课题名称：
单立柱张力腿平台关键技术方案可行性研究
承担单位：
中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司
起止日期：
2011年3月――2013年12月
编制日期：
2011年1月12日
一、概述
随着五千万油气产量的成功实现，下一个海上大庆的目标已明确落在南海油气开发的肩上，但采油装备科技的相对滞后严重制约着我国海洋油气开发的发展。
对于中深海域蕴藏的资源，传统的导管架平台无能为力，这就需要我国加大多种深海钻井采油装备的开发力度。
对于国外先进SPAR，TLP等采油装备，由于科技落差较大，技术封锁和专利保护等原因，完全照搬并不适合初期发展的南海油气田开发。
作为试点，针对南海中浅水深的单立柱张力腿平台关键技术研究既是国家结题的项目延续，又是我国进军南海深水油气开发的有益实践，同时为我公司相关技术专利方面占得先机。
单立柱张力腿平台是一种改进的张力腿海洋油气生产平台。
其特征是立柱设为单体立柱，浮体设为多棱柱体，浮体设有多棱锥形的中心井，张力筋腱为柔性钢缆。
由于采用钢缆张力筋腱和单立柱浮体结构以代替传统的钢管束和多柱式浮体结构，不仅简化节约了单柱浮体的设计、制造成本和生产周期，而且该结构有利于抵抗海浪的冲击以及减少平台系统漂移。
对于单立柱张力腿平台的优势总结如下：
1、对于200m以上水深的边际油气田开发：
导管架平台不经济，而单立柱张力腿平台从结构和经济性角度都适用。
2、张力腿平台半顺应式结构优势明显，能够适用南海的环境条件（已于702研究所完成模型试验）。
3、经济性上具体应用干式井口型式，钢缆代替钢管作张力腿，以及单立柱结构都能够有效降低成本，提高收益。
比传统的张力腿平台更经济，并拥有自主知识产权。
综上所述，本方案提出的简易单立柱张力腿平台，尤其适用于350m中浅水深的边际油气田开发，但目前单立柱张力腿平台目前只是完成了预可研，诸多关键技术配套方案和可行性研究尚未开展。
因此攻克单立柱张力腿平台的关键技术难题十分必要。
二、项目开发的价值
1、技术价值
中海石油采油服务公司虽然以FPSO的运营和管理作为主业，但技术创新对企业的生存与发展具有决定性意义。
通过本项目的研究，公司将掌握中等水深采油平台科技核心技术，开发出具有自主知识产权的张力腿平台关键技术，这将使公司在未来南海中等水深海域油气开发方面的研究占得先机。
同时，本项目为自主研发，可形成自主的知识产权，在研发结束时可申报专利1-2项，发表相关论文，这可大大丰富公司的张力腿平台技术手段，提升公司核心竞争力，为公司走向世界做好技术储备。
2、对企业发展产生的其他贡献
开发张力腿平台关键技术将提高公司相关技术水平，增加海上石油开采的作业水深，从长远角度促进该海上油气产业的持续发展，为更深海域油气开发打下基础，同时在南海中浅水深的边际油气田的开发提供一套新的开发模式。
低成本的单立柱张力腿平台，适用于中浅水深的边际油气田开发，为此类油气田开发提供新的选择，将边际油田生产融入海洋石油产业链。
三、项目研究目标及主要研究内容
1、目标
解决单立柱张力腿平台关键技术的难题，为实际应用做好技术储备。
2、主要研究内容
1）张力筋腱关键连接部位接头设计
用钢缆作为张力腿与平台、桩的连接分析以及接头设计并进行疲劳分析，提出具有自主知识产权的适用于钢缆张力腿的连接方案。
2）张力腿平台海上安装方案设计
张力腿的安装步骤分析，结合钢缆张力腿方案，形成可行的海上安装流程。
四、国内外目前水平和发展情况
自从1984年第一个张力腿平台（TLP）在北海HUTTON油田安装以来，世界已安装了20多个张力腿平台，实践证明了张力腿平台在深海油田开发中具有运动性能好、抗恶劣环境作用能力强、造价相对固定式较低等优点。
关于张力腿平台的研究内容一般集中于以下几个方面：
1结构优化设计；2结构动力分析；3结构的施工与安装方法；4整体平台的系统管理。
其中，平台结构的动力分析研究是整个张力腿平台设计的核心部分，它决定了最终结构的设计方案，以及结构的构造和施工、安装的方法。
我国相关科研机构亦密切注视张力腿平台技术的发展。
20世纪80年代，中国船舶研究中心进行了将近10年的张力腿平台模型实验研究，为发展我国的张力腿平台技术做出了开拓性工作，但在我国始终还没有设计和制造过。
简易单立柱张力腿平台（SingleColumnTensionLegPlatform，SCTLP）采用钢索或者聚酯绳索作为张力腿束，并将传统壳体简化成一个单立柱壳体，从而大大降低平台的投资成本，在不影响运动性能的前提下，更加易建造、可搬迁、可重复利用。
利策公司曾对SCTLP进行了水池试验，验证了该平台在南海生存环境条件下，具有很好的运动性能，该课题已于2010年9月圆满结束。
综上所述，通过对张力腿平台发展趋势的分析，可以看出今后张力腿平台产业发展方向集中在以下几点：
①推动张力腿平台在更深水域的应用；②改进张力腿平台主体的结构设计，以达到更高的承载效率和更低的建造成本；③建造轻型平台上体；④改进张力筋腱的设计，解决张力腿在极深水域中自重过大的问题；⑤采用自重更小、安全性更好的立管设计；⑥采用更新的钻探、修井和完井技术；⑦采用更安全、效率更高的平台安装方法。
当前，我国的海上油气开发事业正处在由浅海向深海的过渡阶段，对深水平台的要求迫在眉睫。
借鉴国外的经验和先进技术是我国深水平台发展所必须经过的一个阶段，应在对张力腿平台这种新型平台进行深入研究的基础上，因地制宜地发展最适合我国国情的张力腿平台。
五、本项目研究开发技术关键
1、关键技术简述：
1）钢缆张力腿与平台，桩体的接头设计，性能分析。
2、创新点
本课题项目的创新之处主要体现在以下三方面：
1）使用钢缆作张力腿代替传统钢管束式。
2）张力腿和浮体的连接——使用钢缆作张力腿使得张力腿和浮体的连接，系泊钢缆无须使用昂贵的传统张力腿上下接头。
3）系统复用性——由于钢缆可以使用类似于传统系泊系统的连接器来连接，整个系统可以很方便地在不同的水深重新定位与解脱。
3、技术指标对比
目前我国南海中等水深油田的开发还是空白，应用单立柱张力腿平台概念，对于350m中等水深的边际油田尤为适用。
1：
相比于传统导管架平台，张力腿平台成本低
2：
使用钢缆代替传统的钢管张力腿，在350m水深的条件下，在保证优良运动性能的同时，节省了成本。
六、项目实施的风险分析
1、技术风险
由于项目所涉及技术难点较多，对南海海域的水深要求有一定局限性以及必须规避国外技术专利，因此本项目存在一定的技术风险。
但本项目有着经验丰富的项目团队，曾参加过多项相关科研任务，在资料分析、设备开发、理论分析等方面具有良好的工作基础，这大大降低了本项目的技术风险。
2、管理风险
项目研发团队的人员变化、协作配合能力、资金不到位或超资等原因可能导致管理上存在风险。
但凭借采油服务公司较为先进的项目管理制度和项目体制，本项目的管理风险将有所降低。
3、市场风险
张力腿平台关键技术的研发成功，将帮助推进南海中等水深油气田开采的最终实施，合理有效的开发油气资源。
目前简易单立柱平台的方案的合理性已在业内人士及科技单位达成广泛共识，有着广阔的市场空间及较小的市场风险，但也可能会有一定的由市场不确定因素造成的风险。
七、效益分析
1、经济效益
单立柱张力腿平台关键技术研究作为科技发展的投入，是一种技术上的战略储备，并不能给企业带来直观的收入。
但从长远来讲，进军南海深水油气开发是中国海洋石油工业的必然选择，因此前期对中等水深油田开发的技术投入是后续油田开发向深水迈进的有益尝试。
如果关键技术成功研发，单立柱张力腿平台的建造成本将大大降低，提高经济效益。
2、社会效益
目前我国海洋石油开发基本依靠与国外公司的合作，尤其是技术核心往往掌握在外国公司手中，在关键设备制造上，由于缺乏有力的技术支持，产品质量得不到保证，常此以往形成了国内产品不如进口产品质量好的局面。
在进军深海的路上，是继续依靠进口，还是走自主研发的道路，十二五规划中已明确思路，单立柱张力腿平台关键技术的研发成功，将打破国外技术垄断，填补国内空白。
八、项目内容
Ø张力筋腱关键连接部位接头设计
取代钢管型张力腿的钢缆，上端与平台浮筒、下端与桩体的连接成为主要问题，本项内容研究通过张力筋腱接头结构形式的设计与分析，提出具有自主知识产权的适用于钢缆张力腿的连接方案。
九、完成项目研究采用的研究、试验方法和技术路线：
本研究关键技术研究综合考虑井口形式，立管系统对张力筋腱定位系统的影响，对张力腿连接装置方案进行可行性研究。
在几个可行方案中进行比较，最后确定最优方案，编制可行性研究报告。
同时申请张力筋腱定位方式的专利。
主要研究技术路线如下图所示：
图1项目整体研究方案和技术路线图
十、项目实施的年度计划和进度安排：
Ø2011年4月-2011年12月
☆完成项目立项工作，市场调研、资料收集、对外合作接洽；
☆充分调研，对连接结构需要解决的技术问题进行汇总；
Ø2012年1月-2012年12月
☆提出几种可行的连接形式方案；
☆分析、审核，确定最优方案；
☆张力筋腱接头设计；
Ø2013年1月-2013年9月
☆制造、安装、更换等工况的可行性分析，完善方案；
☆编写项目研究报告，项目鉴定、验收；
☆申请专利。
十一、项目完成应提交的成果
1）单立柱张力腿平台关键技术研究报告；
2）申报专利1项，发表相关论文1篇。
十二、项目的验收标准
项目所完成的设计和安装方案要求符合相关规范
◆APIRP2T:
“RecommendedPracticeforPlanning,Designing,andConstructingTensionLegPlatforms”
◆ABSMODU”RULESFORBUILDINGANDCLASSING－MOBILEOFFSHOREDRILLINGUNITS”
◆DNV-OS-C201”StructuralDesignofOffshoreUnits（WSDMethod）
组织专家对项目成果报告和设计施工方案进行验收
十三、项目实施的支撑条件和能力
1、设备能力
2、项目主要研究人员的能力（组长、副组长、骨干）
序号
姓名
性别
学历
职称
专业
阅历
（年）
研究经历简介
（与本项目专业相近，含取得的成果）
3、合作单位及能力
天津大学：
师资力量雄厚，具有国际水平的工程实验室和配套完整的海洋工程综合试验室，以董艳秋为代表的专家团队对张力腿平台结构设计及计算具有一定的科研能力，可以为项目的开展提供指导和技术支持。
上海利策科技有限公司：
利策公司是一家专业为海洋和陆上油气田开发提供工程服务的高科技企业，技术服务的领域包括油气处理设施、结构、浮式生产、水下系统和海管等。
借助其在美国休斯顿的海外团队的国际工程经验，结合中国的工程技术力量，利策为中国、美国、中东、西非和东南亚的客户提供了高效专业的服务及可靠创新的一站式的工程技术解决方案。
十四、项目预算明细（万元）
分项内容
经费
年度预算
2011
2012
2013
一、技术引进费（包括设备购置\试制费）
50
10
30
10
1、新技术引进费
10
30
10
2、设备购置费（1万元以上设备）
3、试制费
二、业务费
175
50
75
50
1、材料费
10
10
5
2、实验\试验费
3、燃料及动力费
10
10
5
4、资料及文献费
5
10
5
5、项目论证\中期检查\评估\验收会议费
5
10
10
6、专家咨询\评审费
5
20
10
7、差旅费
10
10
10
8、聘用专家费
9、出版费\知识产权事务费
5
5
5
三、国内合作与国内学术交流费
55
20
25
10
1、外委\外协费
10
15
5
2、外送化验\技术鉴定
3、外送资料处理
4、国内学术交流费
10
10
5
四、国际合作与国际、国际学术交流费
20
5
10
5
1、项目组成员出国考察费用
2、外国专家费用
3、国际学术交流费
5
10
5
4、联合资助研究（SPONSOR）费用
五、依托工程配套预算
（添加行1、2、3、……进行明细）
六、人员费
1、工资／薪金
2、奖金
2、津贴／补贴等
七、房屋\设备租赁\折旧费等分摊费用
（添加行1、2、3、……进行明细）
八、其他费用
（添加行1、2、3、……进行明细）
合计
300
85
140
75
十五、项目组人员名单：
姓名
学历/
职称
单位
责任
工作时间（按日/年）
十六、专家论证意见：
专家组组长（签字）：
200年月日
十七、参加论证人员名单：
序号
姓名
单位
职务或职称
签字
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
十八、项目论证的确认：
1、直属单位意见（报告书内容与专家论证确定的研究内容是否相符，是否接受专家论证结论）
（该项目已通过专家论证，项目组已根据专家论证意见重新修改了项目的研究内容、预期目标和验收标准等。
该论证报告书按专家论证后最终确定的研究内容及相关的技术要求编制而成，并已经项目论证专家组成员审查签字确认。
我公司对论证报告书内容的真实性负责，同时也接受专家组对项目作出的论证结果，并在项目获得批准后按论证报告书内容组织实施。
）
领导签字：
（公章）
日期：
年月日
2、海油发展科技部意见
（该项目经专家论证建议立项，项目论证报告书的编制已经采纳了专家的论证意见，项目确定的研究内容及相关的技术指标已经项目承担单位及专家组确认，可以提交公司科委进行审定。
）
部门领导签字：
（公章）
日期：
年月日
升级会员 