专用油田增产船的制作方法

本文涉及动力设备技术，尤指一种专用油田增产船。

背景技术：

目前国内还没有真正意义上的专用油田增产船，现有的增产作业往往都需要租借平台供应船或类似船舶，在其开敞作业甲板上布置专用设备进行酸化、压裂等作业。由于作业流程复杂，设备管线繁多，采用柴油驱动而占用空间大，整个甲板面往往都被占用，船上作业人员的逃生路线无法保证，作业效率和作业能力较低。此外，由于作业材料中会带有酸液等腐蚀性添加剂，对酸容器、泵和管路区域底板或甲板上的舱口等缺乏酸溢流保护，这些都严重影响船舶的作业安全性。

而且，现有的增产作业，使用的压裂液都是提前配制好的，用储液罐装载到施工平台用于施工。压裂液配置好后若由于天气、海况或平台等原因而无法按时施工，则压裂液会变质，影响施工质量，造成浪费。此外，为了尽可能的提高作业能力，对压裂液的使用量会增大，且采用柴油机单独供电，设备尺寸大，而搭载船舶可用面积有限，有时需要几条船一起装载储液罐，而搭载船一般缺乏动力定位能力，容易发生因船舶失位导致的危险。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题中的至少之一，本文提供了一种专用油田增产船，对油田增产作业专用设备等进行合理规划布置，保证作业人员的安全逃生路线；对需要进行酸溢流保护的区域按规范要求进行设计，保证船舶作业的安全性；油田增产作业专用设备均为入舱式，设备采用电力驱动或电液混合驱动，由船舶配电系统供电，设备尺寸小，可优化设备布置，提高作业效率。

为了达到本文目的，本文提供了一种专用油田增产船，包括：整体式的船体，所述船体上设置有相互独立的设备安装舱室、胶液存储舱室和安全逃生通道；油田增产作业专用设备，安装在所述设备安装舱室内；胶液存储设备，安装在所述胶液存储舱室内；动力定位系统，安装在所述船体内、并与所述船体的推进器电连接；安装在所述船体内的驱动系统、电气系统和用于供电的配电系统；其中，所述船体上形成有独立的压裂作业区域、作业原料储备区域和混配区域，所述油田增产作业专用设备分布在所述压裂作业区域内，所述胶液存储设备分布在所述作业原料储备区域内，所述动力定位系统、所述驱动系统、所述电气系统和所述配电系统分布在所述混配区域内；且所述油田增产作业专用设备包括采用电驱动的压裂泵和压裂橇的组合结构、采用电驱动的酸泵和酸橇的组合结构，所述压裂泵和所述压裂撬的组合结构同所述酸泵和所述酸橇的组合结构可互为替换使用。

可选地，所述驱动系统的驱动方式为电液混合驱动或采用AFE或者LLC 技术的电力驱动，且电功率不大于10MW，电压不大于690V。

可选地，所述电气系统包括有油田增产专用配电板间、油田增产控制室和控制设备。

可选地，所述动力定位系统为二级动力定位系统。

可选地，所述船体上还设置有泡沫灭火系统、全浸没高压水雾消防系统、除污淋浴设施、洗眼设施、液体泄漏监测、报警系统和隔离舱室，其中，所述泡沫灭火系统设置在所述作业原料储备区域内，所述全浸没高压水雾消防系统设置在所述压裂作业区域内。

与现有技术相比，本实用新型提供的专用油田增产船，对油田增产作业专用设备等进行合理规划布置，保证作业人员的安全逃生路线；对需要进行酸溢流保护的区域按规范要求进行设计，保证船舶作业的安全性；油田增产作业专用设备均为入舱式，设备采用电力驱动或电液混合驱动，由船舶配电系统供电，设备尺寸小，可优化设备布置，提高作业效率。

具体有益效果如下：

1.油田增产作业专用设备布置在船舱内，可提高作业环境，有利于设备维护和保养；

2.可进行干粉添加和浓缩液添加两种工作模式；

3.可边配胶液边施工，提高船舶的作业能力和效率；

4.拥有二级动力定位能力，有效提高船舶作业安全性；

5.驱动系统采用电力驱动或电液混合驱动，尺寸小，便于布置和控制；

6.采用模块化设计、分区布置、集群装配，便于安装、使用和维护保养。

AFE：整流/回馈单元或主动前端；LLC：谐振变换。

另外，该专用油田增产船：配备至少30平方米恒温增产配件材料房；配备高压液氮泵、液氮罐和相应流程设计；配备海水淡化设备以及海水过滤系统；配备至少两台甲板吊机，覆盖全船甲板区域和停靠附近岸基；至少配备一间QA/QC实验室，实现液体体系和液体配方的实时质量控制，提供所需的现场质量控制检测。再者，连同压裂、酸化等设备全部在内的全船高度集成化设计；船舶整体取得DNVGL或ABS等国际主流认证，双船级认证。并取得危险货物运输IBC&IMDG资质；配备依托于卫星网络等的在线信息数据收集和监控处理技术；上下甲板都具备酸液、胶液/完井液、液体添加剂、散货、支撑剂等存储能力以及相应流程设计；增产设备防水级别、措施满足海洋环境要求。

本文的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本文而了解。本文的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本文技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本文的技术方案，并不构成对本文技术方案的限制。

图1为本实用新型一个实施例所述的专用油田增产船的侧视示意图；

图2为图1所示的专用油田增产船的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本文的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本文的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本文，但是，本文还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本文的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图描述本文一些实施例的专用油田增产船。

本实用新型提供的专用油田增产船，包括：整体式的船体(如通过螺钉、焊接、卡接或一体制造的方式设计在一起，参见图1和图2)，船体上设置有相互独立的设备安装舱室、胶液存储舱室和安全逃生通道；油田增产作业专用设备，安装在设备安装舱室内；胶液存储设备，安装在胶液存储舱室内；动力定位系统，安装在船体内、并与船体的推进器电连接；安装在船体内的驱动系统、电气系统和用于供电的配电系统；其中，所述船体上形成有独立的压裂作业区域、作业原料储备区域和混配区域，所述油田增产作业专用设备分布在所述压裂作业区域内，所述胶液存储设备分布在所述作业原料储备区域内，所述动力定位系统、所述驱动系统、所述电气系统和所述配电系统分布在所述混配区域内；且所述油田增产作业专用设备包括采用电驱动的压裂泵和压裂橇的组合结构、采用电驱动的酸泵和酸橇的组合结构，所述压裂泵和所述压裂撬的组合结构同所述酸泵和所述酸橇的组合结构可互为替换使用。

本实用新型提供的专用油田增产船，对油田增产作业专用设备等进行合理规划布置，保证作业人员的安全逃生路线；对需要进行酸溢流保护的区域按规范要求进行设计，保证船舶作业的安全性；油田增产作业专用设备均为入舱式，设备采用电力驱动或电液混合驱动，由船舶配电系统供电，设备尺寸小，可优化设备布置，提高作业效率。

由于船舶布置空间有限，为满足酸化、压裂、防砂和液氮等多种作业功能，需要将作业设备和系统进行集成化布置，以提高空间利用率。如为实现压裂作业功能，需要设置独立的压裂泵、压裂橇及相应的管路系统等，而实现酸化作业功能，也需要设置独立的酸泵、酸橇及相应的管路系统等，常规搭载型油田增产船往往会遇到相关设备和系统繁多而复杂，布置空间有限，进而影响作业效率的问题。本实用新型可通过管路的设计满足相互间互为备用，压裂泵和压裂橇可随时替代酸泵及酸橇功能，使压裂泵和压裂橇作为酸化作业的备用系统组成部分，简化酸化压裂设备和系统配置，便于操作和管理。

可选地，驱动系统的驱动方式为电力驱动或电液混合驱动，且电功率不大于10MW，电压不大于690V。国际上采用电力推进的专业油田增产船很多，但全船的电力系统并不覆盖压裂泵或酸泵，这些大功率的泵通过独立的柴油机驱动。也就是说，这些船采用的电力推进从本质上说不是常规意义上的全船综合电力推进。造成这种现象的原因基本上缘于技术方案的惯性，因为最早的油田增产船有许多是通过平台供应船改造而来的。如果压裂泵或者酸泵采用电动泵驱动，由于原船电站容量同需求相差巨大，不具备改造的可行性。在这种情况下，采用独立的动力装置驱动大功率的压裂泵或酸泵，工作量小且收效快。当这种做法变得比较普遍后，新造的专业油田增产船难免由于思维定势采用同样的技术方案。而且在不考虑压裂泵或酸泵的情况下，全船电力系统的总功率不大于10MW，这样主电站的电压等级选用较低的690V即可，由于属于低压，对操作人员的要求同普通船舶并无太多区别。另外，主电站采用690V的情况下，电力推进系统可以选用AFE(Active Front End)或者 LLC(Low Loss Concept)技术，这样可以减少变压器的数量，便于设备布置。

上述方案在技术上存在一定的合理性，但缺点也很明显。柴油机是船舶振动及噪声的重要源头，对于柴油机直接驱动压裂泵或者酸泵的方案，全船柴油机的数量较多，且分布较广，不利于控制全船的振动噪声。与此同时，柴油机规格和数量的增加，势必会加重维护保养的工作量以及备件的支出，需要投入更多的人力和物力，这无疑会增加船舶运营的成本。因此，为满足油田增产设备和系统的合理化布置，提高空间利用率以及控制和监控的自动化设计需要，该船采用全船综合电力推进技术。

电气系统包括有油田增产专用配电板间、油田增产控制室和控制设备，动力定位系统为二级动力定位系统。

可选地，所述船体上还设置有泡沫灭火系统、全浸没高压水雾消防系统、除污淋浴设施、洗眼设施、液体泄漏监测、报警系统和隔离舱室，其中，所述泡沫灭火系统设置在所述作业原料储备区域内，所述全浸没高压水雾消防系统设置在所述压裂作业区域内。油田增产作业专用设备采用进舱(在船体内)布置尽管有其优越性，但同时对船舶本身的安全防护也提出了更高的要求。为此，该船考虑到规范要求，有污染性和危险性液舱/罐自身的防护控制、船舶自身的安全防护及消防系统的配置等都采取了多项针对性的安全防护措施以确保船舶本身、船员及作业人员的安全。具体如下:

1)封闭处所，包括非限制酸类的舱柜、管路、泵和混合撬，设有从开敞甲板直接进入的入口，或经过其他处所的气锁间；非限制酸类储藏舱、泵和管路下部的地面或甲板应在边界舱壁处铺设一层高度不小于500mm的防腐材料或围板舱口或在类似地面或甲板的其他开口应提高至少500mm的高度；进行危险区域划分，危险区域内的电气设备满足相关防爆要求；低闪点液舱四周设置隔离舱室；

2)液氮罐及液氮泵布置区域底部设置不锈钢结构底盘并在其上方设置木制甲板，以提供发生液氮泄漏时缓解船舶结构冷裂措施；非限制酸类法兰或其他可拆分的管路接头应覆盖防溅罩，非限制酸类货物汇管和法兰接头处设置移动式防喷射屏蔽；货物汇管下方设置移动式防腐材料制成的滴漏回收盘，包含油田增产系统相关设备和储存舱的空间，应设置液体泄漏监测和报警系统；

3)低闪点液舱设置泡沫灭火系统；油田增产设备及作业区域设置全浸没高压水雾消防系统；

4)设置除污淋浴设施和洗眼设施，根据相关要求为参加酸溶液操作人员配备人员保护设备。

本船对增产作业设备以及船体上的管路等进行合理规划布置，保证作业人员的安全逃生路线；其次，对需要进行酸溢流保护的区域按规范要求进行设计，保证船舶作业的安全性；另外，本船为专用的专用油田增产船舶，增产作业设备均为入舱式，设备采用电力驱动，由船舶配电系统供电，设备尺寸小，可优化设备布置，提高作业效率。

本船为专用的专用油田增产船，油田专业增产设备均布置于设备安装舱室内，并将功能区域化，如压裂作业区域、作业原料储备区域、混配区域等等，便于操作和管理。作业模式为边配胶液边施工，一次出海可满足多口井的水力压裂和酸化压裂作业，大大提高了作业能力和效率。此外，由于船体上的设备均置于船舱内，可改善作业人员的工作环境，避免设备被海水腐蚀，延长使用寿命。

本船作业需靠近钻井平台，故设计有二级动力定位能力，可通过船舶本身的推进器，保持船舶的位置不失位，增加了作业的安全性。并采用电力驱动，配有船舶配电系统进行供电，大大提高了使用效率，此外还有效减小设备尺寸，优化布置，提高空间利用率。

本船主要功能是通过放置在船舶上的压裂和酸化设备，将支撑剂(砂子)、压裂液和酸液或其他增产液体等，通过钻井平台上的井筒注入到油藏所在的地层，解除近井地带污染或在地层创造裂缝，增加原油流动能力，从而达到增加油气井产油和产气量的目的。通过更换混砂撬、液体和添加剂种类方式，完成作业类别的更换。

本船在船舱内布置有多个胶液储存舱室，为了提高作业效率和能力以及避免由于外界条件影响所造成的资源浪费，作业可根据作业环境，实现先配胶液后施工和边配胶液边施工两种模式的切换。

本船拥有干粉添加和浓缩液添加两种模式，可根据不同的作业需要采用不同的模式进行胶液配置，并可实现两种模式的切换和组合，大大增加胶液的储存量，提高作业效率。

本船在进行增产作业时，需要在井口平台附近连续不间断工作。在工作期间，一方面要保持船体尾部软管与井口的相对位置，另一方面要防止船体在风、浪、流等外力作用下与平台或周边设施进行碰撞。作为本船的作业安全保障功能之一的动力定位系统，通过对船上各推进器的自动控制，产生推力和力矩，克服由风、浪、流等外力产生的使船舶偏离原定位置和航向的影响，使船舶在海上保持一定的位置航向。

本船作为油田增产作业的专用船型，相对于搭载型来说一个最明显的特点就是所有油田增产作业专用设备采用进舱(在主船体内)布置。这样的布置方式将油田增产作业专用设备受海况的影响降至最低，不仅降低了设备的维护、保养的成本及工作量，减轻了劳动强度，还可提高油田增产作业效率、增加作业人员的安全性。

本船设计的另一显著特点是：油田增产作业的所有设备采用电力驱动或电/液驱动。采用全电力驱动的方式不仅可节省布置空间，还可优化船舶发电机组配置，增加船舶的操控性和定位能力。在油田增产作业的电气系统的配置上设置了油田增产专用配电板间、油田增产控制室及相应的控制设备(可携带专用的控制软件)，实现油田增产作业设备和其他多种支持设备的监测和控制功能。由于油田增产作业系统采用了电力驱动及程序化控制使得整个系统的自动化程度高，提高了作业效率，改善了作业人员的劳动强度。

综上所述，本实用新型提供的专用油田增产船，对油田增产作业专用设备等进行合理规划布置，保证作业人员的安全逃生路线；对需要进行酸溢流保护的区域按规范要求进行设计，保证船舶作业的安全性；油田增产作业专用设备均为入舱式，设备采用电力驱动或电液混合驱动，由船舶配电系统供电，设备尺寸小，可优化设备布置，提高作业效率。

具体有益效果如下：

1.油田增产作业专用设备布置在船舱内，可提高作业环境，有利于设备维护和保养；

2.可进行干粉添加和浓缩液添加两种工作模式；

3.可边配胶液边施工，提高船舶的作业能力和效率；

4.拥有二级动力定位能力，有效提高船舶作业安全性；

5.驱动系统采用电力驱动或电液混合驱动，尺寸小，便于布置和控制；

6.采用模块化设计、分区布置、集群装配，便于安装、使用和维护保养。

另外，该专用油田增产船：配备至少30平方米恒温增产配件材料房；配备高压液氮泵、液氮罐和相应流程设计；配备海水淡化设备以及海水过滤系统；配备至少两台甲板吊机，覆盖全船甲板区域和停靠附近岸基；至少配备一间QA/QC实验室，实现液体体系和液体配方的实时质量控制，提供所需的现场质量控制检测。再者，连同压裂、酸化等设备全部在内的全船高度集成化设计；船舶整体取得DNVGL或ABS等国际主流认证，双船级认证。并取得危险货物运输IBC&IMDG资质；配备依托于卫星网络等的在线信息数据收集和监控处理技术；上下甲板都具备酸液、胶液/完井液、液体添加剂、散货、支撑剂等存储能力以及相应流程设计；增产设备防水级别、措施满足海洋环境要求。

在本文的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本文的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本文所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本文而采用的实施方式，并非用以限定本文。任何本文所属领域内的技术人员，在不脱离本文所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本文的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。