深水气田开发装置（FLNG）概述

一、         FLNG装置的应用及技术特点

传统的海上油气开发模式一般是将海底采集的天然气通过海底管道输送到陆上终端，即“水下生产系统+海底管道”，或“深水浮式平台+海底管道”。当油气藏距离海岸较远时，长距离海底管道成本昂贵，且流动保障安全问题较为突出。浮式液化天然气生产储存装置(FLNG，即floating LNG production, storage and offloading system)，具备天然气的开采、处理、液化、储存及外输等多种功能，具有建设周期短、开发设施少、开采灵活、可独立开发、可重复利用等特点，可适用于小型、中型和大型气田的开发。

典型的以FLNG为主要工程设施的气田开发模式是将海底采集的天然气集输到FLNG进行处理、液化、存储和外输，主要的工程设施包括水下生产系统、FLNG、生产管线、穿梭油轮等。

二、         FLNG装置的技术难点

1、FLNG装置的特点

FLNG作为一种新型工程装置开发海上气田具有以下特点：

1)      不需要浮式平台，长距离外输管线和陆上处理终端，经济性较好；

2)      所有生产处理设备占地面积小，受外部环境荷载影响小，风险更可控；

3)      受甲板面积制约，产能不能太大，难以适应超大型气田开发；

4)      生产能力扩大时，处理设备对产品更敏感，扩能难度较大。

2、FLNG装置的技术难点

1）上部模块设计技术

在FLNG上需要将陆上LNG庞大的工艺处理设备全部布置在FLNG甲板上，将水下生产系统收集来的天然气进行预处理，并达到液化前原料气的净化指标。因此，要求工艺流程紧凑、工艺设备占空间小、处理效率高、撬装化设计且安全性高；同时，还需要考虑FLNG运动对整个工艺系统的影响，一般需要增加材料设计强度，减少设备占用空间，工艺装置要满足安全要求，工艺流程要有足够的适应性，以适应原料气的变化。因此，选择适合于特定海域的工艺流程、高效和安全的工艺处理设备、合理空间布置以及撬装化设计等是FLNG设计难点和核心技术。

2）船体设计技术

FLNG上部处理设施复杂，重量大、重心高，舱内液货密度小。为满足总体稳性要求，船体设计及压载水舱布置更为复杂。

FLNG液货存储舱舱内温度低至-162，由于液舱围护系统并非绝热，舱外船体钢板的环境温度较低（主膜破损时，局部结构可达到-50），船体中剖面设计难度更大。

FLNG船宽大、上部设施重量大，对船体的总体强度要求更高。

3）液货存储技术

目前世界范围内采用的LNG液舱主要有自支撑型和薄膜型两处。其中自支撑型包括SPB棱型液舱和Moss球型液舱。

薄膜型液舱主要No.系列液舱和MARK系列液舱。Moss球型液舱易建造、易维护、蒸发率低、不存在晃荡问题、不受载液率影响，但装载单位体积货物所需船体更大、甲板可利用率低；SPB棱型液舱可利用率高、维修方便、蒸发率低、不存在晃荡问题、不受载液率影响，但造价较高；薄膜型液舱甲板可利用率高、维修方便、蒸发率适中、造价低，但受液舱晃荡影响较大。

目前运营的LNG运输船中，薄膜型液舱应用最多。不同于LNG运输船，FLNG固定在具体海域，液面变化频繁，液舱晃荡更为剧烈，晃荡冲击荷载更大，容易对液舱造成破坏。在恶劣海域SPB棱型液舱有较大发展空间。

4）外输卸货技术

外输卸货是FLNG关键的技术环节。在开阔海域进行两船之间的液化天然气传输作业会面临很大的挑战，特别是在恶劣的海况条件下，作业更为困难。通常，FLNG船与LNG运输船采用艉输或旁靠外输两种方式进行卸载。在艉输中，LNGC的艏部通过系船缆与FLNG船的尾部相连，LNG通过长距离的低温外输软管卸载至LNGC。在旁靠外输中，LNGC与FLNG船采用并排，两船 通过系船缆相连，中间布置防碰垫，LNG通过卸载臂卸载至LNGC。由于在旁靠作业中，FLNG船与LNGC距离较近，两船 之间的水动力干扰较大，对作业环境要求较高，且该外输系统被国外垄断，价格较高。

5）定位技术

FLNG装置船体大，上部设施高，受环境荷载影响大。因此，对FLNG定位提出更高要求。FLNG的系泊方案中，系泊缆规格要求较高。在外输作业时， FLNG与LNGC之间的安全作业要求更高。

（注：以上为笔者学习过程中的部分摘要，仅供参考。）