回顾Sapinhoá-Lula NE BSR系统

（图片：海底7）

深水立管配置（图片：2H近海）

BSR系统演绎（图片：海底7）

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巴西近海的深水盐下勘探和生产引发了重大的技术挑战。有些水库位于2000米水下，必须通过另外2000米左右的水进行钻探。虽然勘探挑战令人生畏，但生产挑战同样令人生畏。由于在大型水库上方放置了大量的生产井和注入井，因此所涉及的极端水深使得可靠和安全地将油气输送到生产FPSO的难度加大。

2011年，Subsea 7被国家运营商Petrobras授予了一份具有里程碑意义的海底脐带，立管和流线（SURF）合同，用于安装在位于桑托斯盆地Sapinhoá-Lula NE油田的四个分离式立管系统，这是最大的工程，采购，安装和调试（EPIC）到目前为止在巴西签订的SURF合同。巴西石油公司的研究中心（Cenpes）和Subsea 7在UFRJ（里约热内卢联邦大学）和USP（圣保罗大学）的支持下开发了将大量井连接到单个FPSO的先驱技术。该项目要求在地表以下约250米处安装四个巨大的2,800吨水下浮标。该系统设计为在一个小区域内以分离的方式容纳45个立管/脐带的组合。 Subsea 7的范围特别是27个3.9km的钢制悬链式立管，其中18个是7.5英寸生产线，3个9.5英寸注水管线和6个8英寸注气管线。

浮标支持的立管（BSR）
Petrobras及其合作伙伴选择了Buoy Supported Riser（BSR）系统作为该项目最有效的解决方案。 Subsea 7的高级产品经理Ivan Cruz解释说，为了实现系统的性能和安装要求，我们采用了各种创新技术。通过将柔性跳线连接到预先安装的浮标，角连接模块（ACM）的创建被证明是BSR系统的组成部分。由于安装了大量的立管，浮标可以占据不同的位置，ACM允许在高达15°的错位角度下进行连接，可靠，安全，减少了海上连接时间。在BSR系统内，ACM的引入减少了流体到单个接口点的流量，从而通过消除进一步的潜在泄漏路径来降低成本并提高可靠性。

成功的BSR系泊的主要要求是使用系绳调整来稳定和定位每个浮标。这里涉及的主要挑战是选择合适的系绳材料，有助于确保轴向刚度是优选的，以便平衡所需的张力调节，并且在控制制造和安装期间的初始松弛的同时将相邻的系绳紧密地保持在一起。虽然钢制空气填充管是张力腿平台（TLP）的常用材料，但轴向刚度的适度降低是优选的，这允许相邻系绳之间的简单顶部张力和长度调节。当BSR处于垂直运动时应用的肌腱拉伸的显着增加将不是可接受的方法，因为不对准和系统损坏的可能性很高。

需要解决的另一个同样重要的技术问题是水下系绳重量，它有可能最大限度地减少对负浮力和尺寸的影响。最后选择了护套螺旋钢绞线（SSW），因为护套螺旋钢绞线在其他系泊系统中具有长期记录，并且发现其满足27年使用寿命的所有要求。拉伸不是过大，但足以帮助最小化长度测量公差的影响，更容易安装在海上，包括在所需点处锁定连接器中的线。

深水挑战
Sapinhoá-Lula NE水库的开发是主要的技术挑战。创新的BSR概念在当时是业界独一无二的设计，有助于将FPSO立管运动降至最低水平。采用这种结构，浮动平台的运动不会整体地转移到刚性立管上，减少了由于疲劳造成的损坏，并且即使在严重的海洋摄影条件下也能保证它们的使用寿命。根据Cenpes管道和立管技术管理顾问里卡多·弗朗西斯的说法，这些浮标共同负责每天生产24万桶石油。 “我们研究了浮标系统，以获取刚性线的动力学，因为它们内部有一层涂层可以防止由于H2S和CO2等气体的存在而导致钢材腐蚀，这种涂层的计算程序要求更高，并且存在浮标，这些生产线的使用寿命大大增加，使得生产前盐田生产成为可能。从那里，放置了称为跳线的柔性线，将浮标连接到生产平台。除了将生产带入PEU之外，它还旨在吸收其动态运动。这是BSR的主要思想，“他说。

随着浮标保持管道将油和气体从海床上的井传导到FPSO，它减轻了施加到平台上的负荷。另一个优点是即使在生产平台到达之前也允许安装立管。 “经济优势是对生产的预期。如果您在到达生产单元之前准备好所有东西，它只需连接立管就可以预期3到6个月的生产，“里卡多说。尽管第一台BSR的安装出现了问题，导致第一次安装延误，但运营商坚持认为该系统自2014年开始运营以来一直运作顺畅，没有出现重大问题，类似的系统可能是未来用于其他深水盐下游戏。

看看与BSR系统相关的一些技术挑战：

• 采用卷绕式安装方法安装耐腐蚀合金（CRA）机械衬里布比管的有效方法;
• 角连接模块（ACM）的开发。这种独特的工程能力通过最大限度地减少连接数量和潜在泄漏路径，大大简化了浮标硬件;
• 适用于400吨张力的立管安装工具，可以可靠地部署27个SCR;
• 对由625合金焊接而成的塑性应变管接头进行的最先进的断裂力学工程评估;
• 一种新型系绳张紧系泊系统，类似于张力腿平台（TLP），但使用螺旋钢绞线和链条，安装简单，并达到必要的动态性能;
• 一种基于系绳的张紧系统，能够承受与浮标自然偏移相关的顶角变化以及近两公里长系绳的潜在长度变化;
• 底部连接器设备，用于简化与基础的连接。所有这些创新的综合结果，一些增量和现有技术的结果，以及其他全新和突破的结果，产生了完整的BSR系统，这对于维持两个水库的生产率和低停机时间至关重要。