我国船型FPSO发展
1989年7月，我国第一艘自行设计建造的“渤海友谊”号FPSO的建成投产，标志着我国自行研制FPSO装置时代的来临，接着的10余套新建FPSO装置陆续建成投产。目前，我国是新建FPSO数量最多的国家，拥有量也不少。我国设计FPSO装置起步较晚，但起点不低，除涠10-3油田（法道达尔公司设计建造）“南海希望”号采用固定塔+艏缆系泊的单点系泊，尚带有早期的痕迹以外，自行设计建造的FPSO装置均采用了先进的轭架系泊单点系泊，避免了船与单点系泊的碰撞事故；南海较深水FPSO采油更为安全可靠的内转塔型单点系泊；“BZ-281”还首次考虑适用于冰区的设计；“海洋石油117”号储油量30万吨，是我国吨位最大的FPSO（见表7-1），我国FPSO的研制从无到有，从落后到先进，成绩斐然。
1.“渤海友谊”号FPSO
“渤海友谊”号FPSO是20世纪80年代我国自行设计建造的第一艘FPSO。该船长期系泊于BZ28-1油田，接收井口采油平台开采出来的海底石油，在船上进行加工处理后予以储存，并定期向前来装运的油船输出原油。该船达到了技术规格书规定的各项要求，并在FPSO技术方面达到了当时同类型船国际先进水平。该船的成功设计建造，开创了我国船舶工业与石油工业相结合的先例，荣获1991年国家科学技术进步一等奖，2006年被评为“全国十大名船”。
1986年初渤海海洋油气开发进入生产阶段，中日合资（JCODC）BZ28-1油田招标。中海油参与BZ28-1 FPSO的招标，中国船舶及海洋工程设计研究院组成项目组参加投标。该院虽然设计过许多油船，但设计FPSO仍是个挑战。面对投标，全院上下认真对待。一是设计团队参加过大型船舶的设计，有一定的实践经验；二是认真学习了解海上石油开采流程和油、气处理的工艺设备资料；三是认真消化标书的要求以及有关规范、规则；四是认真准备，树立了志在必得的决心，组织举办了有关海洋工程装备招投标的讲座，提高标书重量。
表7-1 我国海域FPSO 汇总
（续表）
该船的招标方案中，储油指标为71 000吨。在1986年油价暴跌的形势下，JCODC中途更改标书，大幅度降低初始建造投资，告知投标单位可以适当降低储油指标。
对此，项目组立即研究修改投标设计方案。提出修改设计为45 000吨或50 000吨以上两个方案。经过研究分析决定修改成储油量不低于5万吨的方案，以便较好地适应BZ28-1油田的产油能力。设计团队紧急投入设计方案修改工作，他们敢于迎接挑战，大家齐心协力，步调一致，在标书规定的期限内完成了载重量52 000吨的方案。经测算，此方案的造价比71 000吨方案减少约1 000万美元，整个油田工程相应减少约3 500万美元。而船的性能可兼顾油田日产油量及海况引起的船舶纵横向运动对石油加工重量的影响，从而得到了船舶所有人的认可，为我方成功中标打下基础。
1986年7月，我方在同多个外国公司的激烈竞争中，以新颖的总体设计方案和略低的造价中标，为我国赢得整个工程的承包权作出了贡献。
52 000吨浮式生产储油船的设计是在既无同类船设计经验，又无同类实船资料可供参考，甚至在没有专门规范可循的情况下，设计团队自行研究开发出来的新船型。该船入ABS级，同时接受CCS法定检验，还需要满足近海设施规则、美国石油学会的各种安全规则，以及造船和石油化工、电工等系统的国际公约、条例等。面对困难，设计团队知难而进，团结协作，密切配合，圆满地完成了任务。
该船设计的目标和理念是要达到安全可靠、生活舒适、自动化程度高。经过设计团队的不懈努力和精心设计，攻克了一个个关键技术，创造了可喜的佳绩。
作为一种新船型，国际上在总体布局方面当时尚无固定模式。由美国公司为船舶所有人制订的7.1万吨储油船指标方案中，在总体上隐存着一个严重问题：满载状态艏纵倾超过5米。设计团队研究发现美国公司提出的方案不尽完善，团队提出了一个创新的总体方案，把上层建筑、直升机平台、50米高的燃烧塔、工艺舱和货油舱全部重新布置。实践证明，这样布置能使船体始终处于正常浮态，大大降低单点系泊装置的系泊力，还有利于减少火灾，该方案被渤海石油公司确认为理想的总体布置模式。
该船在85%船长范围内，横剖面均为同样尺度的矩形，因此可大大简化造船工艺，降低建造成本，与国外同类船型相比是一个创新。
为保证船舶优良的运动性能，总体设计采取了许多措施。该船设计为52 000吨方案后，由于吨位减少，其运动性能会比71 000吨方案差，这是当时最担心的事情，因为船的运动性能差会影响油气处理流程和最后输出的原油重量。为了避免出现船舶所有人担心的情况，总体专业在设计中多次预测并采取了多方面的措施，最终试验证明，该船在50年一遇的风暴海况下，最大纵倾2度，最大横倾3.8度，均小于油气处理流程和单点系泊装置允许的数值，达国际先进水平。船舶所有人对该船及其输出的原油重量很满意。
在总强度计算中，应用基于实际海况下船舶运动计算统计分析法计算船舶的波浪诱导弯矩。该船主尺度和尾部线型早在1986年10月基本设计开始前就由船舶所有人审查认可，基本设计审查会再次予以确认，实船使用证明该船各项总体性能和船体强度都是符合要求的。
为解决该船的总强度计算问题，设计人员经广泛调研后提出，采用美国船舶结构委员会编制的结构响应程序计算，按标书给出的渤海湾中部环境条件，计算结果由ABS检查。在该船的总强度计算中，应用基于实际海况下船舶运动计算统计分析法计算船的波浪诱导弯矩，是中国船舶及海洋工程设计研究院设计实践中的一次突破，为其后设计提供了具有指导性的经验。
严密的防火、防爆安全措施是该船设计建造成功的关键。该船把原油加工处理的一整套设备提供动力源的3 300伏高压、燃气透平双燃料发电机组、热介质燃烧炉热油锅炉、惰性气体发生装置、柴油机应急消防泵和天然气燃烧塔等布置在货油舱上方的一系列平台上，这打破了传统油船的常规布置，技术难度很高。为确保安全，总体、轮机、电气、舱室内装和通风等专业的设计师查阅了国内外造船和石油工业的多种法规、规范、标准，划分了危险区域和安全区域，对危险区域内的燃烧设备和机电设备，制订了严密的防火措施，对安全区域则采取了严格的保护、隔离和防爆措施，除了配备常规的防火构造、探火灭火设备外，还设置了多级自动和手动应急切断设施及正／负压通风装置等，为该船的安全性提供了可靠的保证。
52 000吨浮式生产储油船设计中影响全局、难度最大的另一个问题是重量重心问题。为解决这一难题，该船主甲板上方的各个平台上布满了加工处理原油的设备和管道以及各种大型辅助设备、装置，是常规油船所没有的，然而设备资料又迟迟不到，设计人员只能凭借设计经验采用多种方法核算，并适当留出裕度。经各专业设计师精心计算，设计数值与实船实测值十分接近，从而保证了载重量、稳性、破舱稳性、船舶运动性能和系泊力等重要性能指标达理想数值，这对新船型且综合性很强的首制船来说是很难得的。
该船的首部设有高大的支架，借此与单点软刚臂连接。对于这种设计必须解决两个问题：一是为了承受支架传递来的系泊力，经与单点设备承包商SBM公司协调，确定了艏部加强结构的型式，按DNV海上工程建造规范进行稳定强度校核，在国内属首次成功地解决了此问题；二是yoke重量超过200吨，在海上如何保证该船与单点软刚臂之间的连接工况，在设计上提出了使锚机与起重绞车结合的设想，并提出锚机改型方案，使锚机与起重绞车合二为一，然后再在船首设置一台20吨绞车，解决了布置上的困难，又节约了造价。实船证明该设计是成功的，在国际上属首次使用。
1987年6月，52 000吨浮式生产储油船在上海沪东造船厂全面开工建造，1989年7月建成投产。FPSO“渤海友谊”号（见图7-12）总长215.62米，型宽31.00米，型深17.60米，载重量52 000吨，吃水10.5米，其顺利建造成功是总承包商、设计单位和建造船厂通力合作的结果，实现了我国按国际通用规范自行研制FPSO零的突破，为我国进军海洋工程装备制造做出了贡献。
52 000吨浮式生产储油船建成后须从上海拖航至渤海湾，因此海上拖航的安全是必须解决的一个重大问题。该院设计师根据平台安全规范设计了一套简单、安全、使用方便的拖航设备及收藏系统，实践证明是成功的。该船原油外输采用穿梭油船与本船串靠的方式，此方式比美国Bechtel公司提出的旁靠方式更安全、更经济，能在更恶劣的海况下输出原油，大大提高了作业率。为保证输油作业的安全，轮机专业与舾装专业设计师做了一系列的努力，配置了漂浮软管起吊设备、起重绞车、吊架、操作平台及导缆装置。漂浮软管通过摩擦链、测力卸扣和放大器与中控室的控制台相连，会自动报警，能在中控室及时关闭外输系统。
该船的配电系统、配电板、火警探测报警、灭火及应急切断等安全保护要求都比一般大型船的技术要求高、规模大、系统复杂，特别是首次采用了3 300伏高压电制。为了减少高压三相绝缘系统带来的瞬时过电压，设计师在设计中采取了一系列措施，如高压配电板的主开关和马达控制中心的接触器均采用真空型；高压电缆的电压等级大于船上配电系统的电压；高压设备的试验电压为16千伏，确保了电力系统工作的安全。
该船首次配备了许多高技术设备、装置及设施，确保了船的先进性及安全性。实船使用证明，轮机、电气和通风专业设计选型合理，系统设计是成功的。该船上层建筑各层甲板双列内走道舱壁上下对齐，内外走道上下梯道畅通，既有利于防止振动，又有利于紧急情况下人员的撤离，提高了船的安全性。
该船长期在海上系泊作业，船舶所有人要求防腐蚀设计的使用年限能达到11年，这与一般海船相差甚远。通过仔细研究计算，尽量提高牺牲阳极块的使用年限，并在连接结构上加以改进，使之能在海上更换，从而满足了船舶所有人的特殊要求。
该船设计建造成功，为开创我国石油工业采用浮式生产储油卸油系统开发海洋石油作出了贡献，同时也为中国船舶及海洋工程设计研究院培养了技术人才。在该船交付使用后的十余年里，该类型船成为中国船舶及海洋工程设计研究院的一大特色产品，形成了产品系列，产品规格覆盖了从5万吨级到30万吨级，为我国造船业建造出口同类型船开辟了道路。
1989年5月25日，我国第一艘5.2万吨级软刚臂式FPSO“渤海友谊”号（见图7-12）正式投产，实现了我国FPSO“零”的突破。随后，第二艘姐妹船“渤海长青”号也相继投产，用于“渤中34-1”油田。“渤海友谊”号投产以来，其主要性能、系统以及原油加工生产等方面满足设计要求，各系统运行一切正常。“渤海友谊”号在一次经历持续长达20小时12级大风浪后，不仅船体的稳性和强度经受住了考验，原油加工系统也保持运行正常。充分证明了全船总体的综合技术指标均达到了世界先进水平。“渤海友谊”号的研制成功，开创了我国船舶工业与石油工业技术合作的先例，打开了海上油田开发广泛采用浮式生产系统的新局面，填补了我国海洋工程领域的空白。也为我国造船工业承包大型海洋工程船赢得了信誉，树立了威望，也为继续拓展此类装备技术，打下了坚实的基础。
图7-12 “渤海友谊”号
2.“海洋石油117”号FPSO
2009年3月，我国完全自主设计、建造的30万吨级FPSO“海洋石油117”号（见图7-13）在“蓬莱19-3”油田投入使用。
图7-13 “海洋石油117”号
蓬莱19-3油田开发项目是康菲石油中国有限公司和中海油的合资项目，是渤海大型油田开发的核心工程。该项目不仅是中国船舶及海洋工程设计研究院“十一五”重点开发设计项目，同时也是中国船舶工业集团公司和上海外高桥造船有限公司进军国际海洋工程领域的战略性产品。
该项目是国内自行设计和建造的第一艘30万吨级的外转塔式浮式生产储油船，服务于渤海湾的渤中11／05（PL19-3）区域当中，距离塘沽259千米，距离大连157千米。30万吨级FPSO用于油田的油气接收、工艺处理、储存和外输任务。要求设计寿命为至少20年，入DNV船级。
该项目由中国船舶及海洋工程设计研究院承担前期设计、基本设计和详细设计，上海外高桥造船有限公司建造。2004年8月中国船舶及海洋工程设计研究院设计中标。2005年2月完成基本设计。2005年3月上海外高桥造船有限公司签订承建合同。2007年5月顺利交船，船名“海洋石油117”号。该船随即被拖航到新加坡船厂进行上部模块的安装工作。
该船总长323米，垂线间长313米，型宽63米，型深32.5米，夏季吃水20.0米，结构吃水20.8米，设计吃水20.0米，载重量281 000吨，载油量190万桶（约合318 000立方米），输油能力6 000立方米／小时。
30万吨级超大型FPSO处在多个井口平台之间，是整个渤海二期油田开发的中心设施。30万吨级超大型FPSO采用外转塔系泊系统长期系泊在海上，能抵御渤海海域百年一遇的环境条件。
FPSO上甲板上设计模块平台，布置工艺、惰气、热站、计量、电站、变压器室和控制室等模块。在油田正常生产中，FPSO接受并处理由海底管线输送来的井口平台的原油，处理合格的原油储存在货油舱内。上甲板布置用于穿梭油船串靠或旁靠的系泊设备，在上甲板艉部或艏部布置特殊的卸油系统，将合格的原油输送给穿梭油船，以确保整个油田的连续生产，并通过海底电缆向井口平台供电。
该船还能提供油田生产人员、修井人员及临时作业人员共计140人的居住，生活居住区布置在艏部。生活区的顶部设有一个由钢架组成的直升机平台。上甲板艉部或艏部设置有一定高度的火炬塔。因此，该船的基本特点是：无推进动力、特殊海况、软钢臂型单点系泊系统、20年不进坞检修、特殊的卸油系统（6 000立方米／小时）、受载复杂、系统复杂、安全性要求高等。
该船是迄今为止世界上为数不多的30万吨级FPSO，是一种超大型海洋工程设施，工艺流程的处理量非常大，对应的处理流量也很大，且外输频率也很高。作为海洋工程设施，它有许多特殊功能要求的设备与系统，设计及建造的界面非常复杂，设计难度大，技术含量高。此外由于该船的服务海域为渤海湾海域，将面临枯水期可能发生的浅水触底问题等。
该项目的操作者是美国康菲石油公司，项目设计要求按照国际海洋工程惯例来做，这意味着图纸的设计、图纸的表达方式、标准的选用乃至提交的工作内容不同于普通船舶设计，要以全新的海工设计理念来完成这一任务。在设计中还要控制建造成本，而进度周期又苛刻，所以必须在很短的时间里熟悉国际海洋工程设计要求、相关的国际规范规则及船东对设计的特殊要求。
（1）确定输油能力。船舶所有人的设计任务书要求外输油流量达到7 500米3／小时。由于外输油流量与外输油管系的阻力是成平方关系，外输油流量增加，也意味着外输油泵的压头也相应提高。由于该项目采用的外输油泵形式是深井泵，而深井泵的最大扬程只能达150米一液，如果要满足7 500立方米／小时的外输流量要求，就必须要配置外输油增压泵。配置如此大容量的增压泵，不仅电站的容量需要增加，而且整个外输油系统的设计和控制都变得非常复杂。为此首先对系统设计的合理性及可能性进行了调研和分析论证，就目前国内外10万吨及15万吨穿梭油船装载系统的能力及装载站软管起重吊的能力做了调查和统计，认为系统这样的配置会造成很大的浪费，实际使用的外输流量是达不到7 500立方米／小时，设计院将分析研究结果报告给船舶所有人项目组。经船舶所有人项目组研究后决定，将外输油流量降低到6 000立方米／小时。这样既节约了成本，又使系统设计更为合理，同时也降低了事故发生的可能性。
（2）确定加热负荷。合同说明书要求货油泵除了需要保温，还需考虑加热计算。由于蓬莱油田海域的环境温度较低，极端最低温度可达-17.2摄氏度，如果按照极端工况来计算大舱加热负荷、设计加热器，势必会使锅炉的热负荷及部分舱的甲板加热器容量变得非常大，必须设法使热负荷计算控制在一个合理的范围。首先，根据蓬莱油田海域的常年气象变化情况，确定加热工况下的环境温度，认为通常的台风弃船工况发生在台风季节，该季节通常不会出现极端最低气温，且在实际操作工况中不可能出现所有的舱都是满舱的情况。其次，建议在加热器容量计算时考虑部分舱先行加热，然后对这部分已经加热的货油舱进行保温的同时对另一部分的货油舱进行加热，根据这种工况来计算加热器的负荷和加热器的配置数量，使得热负荷计算控制在一个合理的范围内。
（3）双燃料锅炉安全设计。该项目由于工艺流程需要三台大容量锅炉，要求用原油和天然气作为锅炉的燃料，而锅炉布置在机舱区域。原油和天然气管道进机舱区域的锅炉舱，在以往的设计中还未碰到过。在设计时，首先把锅炉舱和机舱完全分割成不直接连通的两个区域，锅炉舱的通风要求按照负压设计，并积极与锅炉厂写上关于原油和燃油管道以及锅炉燃烧器处所的安全设计问题。在设计中采取了以下措施：①原油处理及加压设备和燃气调压设备均布置在危险区，原油和燃气管采用对接焊，并用套管形式隔离；②燃烧器部位用封闭区间隔离；③所有隔离区域设置可燃气体探测和抽风机，且抽风机设置在锅炉舱外，其周围3米区域定义为危险区。
（4）货油舱透气系统设计。船舶所有人要求取消高速透气阀，用压力控制阀及压力／真空释放阀来调节货油舱内的压力，这在中国船舶及海洋工程设计研究院以往的设计中也是没有做过的。为此在系统设计时认真地加以研究，既要满足船舶所有人要求，又要确保系统安全运行，充分注意各种可能出现的情况并加以分析，最终的设计图纸得到了船级社和船舶所有人的认可。
（5）系统的管系应力分析。合同设计说明书要求该船的主要管系必须要进行水锤计算及管应力计算，根据系统介质及工况分析，最终确定原油装载、驳运、外输以及原油洗舱系统、燃气系统、压载水等系统管系做管应力分析。
这两项计算在以往的设计中也是从未做过，需要有相应的专业软件，管应力计算时还应把由于水锤引起的锤击力包括进去。而水锤计算则需要相应的流体计算软件来进行计算。由于管应力计算主要参数取决于管系及管支架的调整，也必须与综合放样相协调，且管系放样的每一次修改都会导致计算推倒重来，应力分析实际上是贯穿整个生产和制造过程的。为了不影响计算进度，中国船舶及海洋工程设计研究院牵头，上海外高桥造船有限公司负责全面配合北京艾思弗公司进行计算。同时配备了专门的人员对计算软件进行消化吸收，熟悉软件的应用，力求对计算结果能做出定性的分析判断。事实证明处理方式是完全正确的。(https://www.daowen.com)
（6）设备与模块设计界面处理。海洋工程的设计界面一直是一个工作量非常大的工作，仅上部模块的界面要求文本就发了12版，核对确定每一个接口界面处的参数需要花费大量的人力资源。在设计时，必须根据要求来调整设计，如调整泵的排量和压头，或在局部设置调压阀等。该船的海水提升泵的排量和压头由于上部模块的参数不断变化，经多次修改达到设计要求。
（7）压力调节阀的振动问题。在建造调试过程中反映比较突出的一个问题是压力调节阀的振动问题，在大流量工况下甚至出现啸叫。究其原因，设计组认为主要是在订货选型的时候，调压阀的选型是有很大影响的。在用调压阀通过流量调节来调速离心泵的运行点时，如果调压阀的出口是排海的，调压阀出口的压力是建立不起来的，当上游的压力升高时，通过调压阀的流量就会很大，这时如果调压阀的流通面积小的话，流速就会很高，甚至形成啸叫，这在以后船厂对压力调节阀的订货时，需加以关注。
“海洋石油117”号的设计与建造严格按照国际海洋工程标准和操作者的技术要求，其难度和规模当时已超越中国船舶及海洋工程设计研究院以往设计的任何一型FPSO，是当时我国自行设计建造的吨位最大、造价最高、适用标准最新、技术协调难度最大的FPSO项目。
它的成功研制、顺利建造体现了我国造船业先进的设计和建造水平。蓬莱19-3油田FPSO项目不仅为康菲石油公司和中海油提供了重要的海上工程设施，而且为中国船舶集团有限公司增添了新的海上工程设施的开发与研制能力，促进了国民经济产值的增长，增强了造船行业在国内外造船市场的竞争能力。
该项目经济效益十分可观。此外项目建成后将用于素有“海上大庆”之称的渤海湾油田的海上能源开发，对进一步缓解我国能源供应紧张局面，促进环渤海经济区的经济振兴都具有很大的经济效益。
3.“南海奋进”号FPSO
“南海奋进”号FPSO作业于南海的文昌13-1／13-2油田，该船于2002年7月24日交付使用。这艘FPSO所在水域是世界公认的三大恶劣海域之一，设计要求该船必须保证能在百年一遇的强台风条件下作业。该FPSO所采用的内转塔式单点系泊系统，是当今国际上FPSO系泊系统的主流形式，目前世界上只有少数国家能够掌握这种技术。
1999年受中海油委托，中国船舶及海洋工程设计研究院进行了“南海奋进”号FPSO方案论证和基本设计工作。1999年11月，召开基本设计审查会，通过了基本设计方案。1999年底至2000年初，应船舶所有人要求编制设备采办文件。2000年2月该院与大连造船厂签订详细设计合同。2001年初完成设计。
“南海奋进”号FPSO总长262.03米，垂线间长250.00米，型宽46.00米，型深24.60米，吃水16.50米，结构吃水约17.50米，载重量约150 000吨（结构吃水时），外输油能力6 000立方米／小时，日产原油9 000立方米／日。
该船是一艘无自航能力的驳船船型，需漂泊于海上工作20年，通过内转塔式单点系泊定位系统定位于作业海域。设计时考虑海上气象和水文条件，特别是强台风的影响。文昌13-1／13-2油田海区海况恶劣，船首会受到剧烈的拍击，这是别的船舶少有的现象，在设计时综合考虑了这些影响，确保船舶安全。
为克服FPSO在漂泊情况下船舶运动对船体的影响，以及恶劣海况下海浪对船首的冲击，设计组在初步设计阶段对总纵强度做了严格的校核，按作业海域和船舶所有人对FPSO的作业要求，设定50年一遇的海况进行波浪载荷分析，确定FPSO各剖面承受的最大波浪弯矩和剪力，加强结构，同时将船首型线做成平滑过渡，减少海浪对船首的冲击。
主尺度的确定需综合考虑载重量的大小，并兼顾油气处理工艺流程及单点系泊形式。首先，按油田日产量，穿梭邮船的装载量和外输作业周期，确定FPSO原油储量要求，设计按储量要求确定货油舱容量，其次，按轻载吃水时压载水的容量，FPSO油气处理工艺流程的特点，布置油处理舱、水处理舱、合格油缓冲舱等工艺油水舱。
总纵强度在满足船体强度要求的前提下合理设计。因结构尺度越大，安全性提高了，材料消耗和重量增大了，一方面增加了造价，另一方面增加了空船重量，减少了载重量。在设计过程中，设计组充分合理地解决了这一矛盾。同时，由于空船重量在设计开始时是一个预估的数值，在其后设计施工过程中难免有所变动，为保证重量不超标，在设计过程中，一旦遇到重量增加情况，就认真分析，找出重量增加的原因，力争将重量控制在允许范围内。特别是对外单位设计施工的模块部分重量变动，及时联系，一有情况马上解决，避免最后阶段出现强度和载重量不能同时满足的尴尬境地。
“南海奋进”号FPSO创新布置燃气轮机和发电机组排气管，解决了排水背压、排气对直升机起降和生活楼的影响、排气管支架强度等矛盾。船上主电站燃气轮机发电机组位于模块甲板上面，按照常规做法，排气管垂直向上，这样排气背压小，有利于燃气轮机发出正常功率，但由于垂直向上布置，排烟口高度距模块甲板有将近10米，它的下风口就是生活楼，生活楼顶上是直升机平台，大量排气将影响居住人员健康和直升机起降，因此必须将排烟口安置在远离直升机起降的区域。设计组打破常规，创新设计将排气管布置成从左舷向下倾的方式，在设计管路时，尽量降低排气背压，既满足了排气管支架在风浪中的强度要求，又避免了对直升机起降的影响。经过实船调试使用，证实可行，为以后FPSO排气管设计开出了一条新路。
“南海奋进”号FPSO（见图7-14）2001年建造完成，2002年7月正式投产，自投产后运行良好，日产原油9 000立方米，创造了很好的经济效益。该FPSO是我国自行设计建造的服务于强台风频繁海域的第一艘转塔式单点系泊FPSO，集中体现了我国造船行业先进的设计和建造水平，为我国造船行业赶超世界先进水平作出了贡献。
除为中海油建造2艘FPSO之外，大连造船新厂还为美国CONOCO公司建造了20万吨FPSO的船体部分。此外，中海油在西江30-1与30-3油田拥有一艘“南海开拓”号FPSO（见图7-15），在南海流花11-1油田拥有一艘“南海胜利”号FPSO（见图7-16），在南海番禺4-2／5-1油田也拥有一艘“海洋石油111”号FPSO（见图7-17）。
图7-14 “南海奋进”号FPSO
图7-15 “南海开拓”号FPSO
图7-16 “南海胜利”号FPSO
图7-17 “海洋石油111”号FPSO
4.“海洋石油118”号FPSO
“海洋石油118”号FPSO（见图7-18）是由中国船舶及海洋工程设计研究院（MARIC）、海洋石油工程股份有限公司设计，大连船舶重工集团有限公司建造的浮式生产储卸油装置，采用内转塔单点系泊系统，可抵御500年一遇台风环境，创国内FPSO设计之最。
图7-18 “海洋石油118”号FPSO
该FPSO作为恩平油田群油气开发生产的核心设施，作业于南海珠江口盆地恩平凹陷。根据恩平油田的日产量、穿梭油船吨位、卸油周期和缓冲天数等因素确定FPSO载重量为15万吨，其设计水深为90米、设计寿命30年、定员100人，采用单甲板双层底双舷侧结构，设5对货油舱、1对污油水舱、1对工艺水舱、1个燃料油（原油）舱和6对专用压载水舱，艏尖舱后设置内转塔系泊系统。货油泵和专用压载泵均采用浸没式深井泵，全船不设泵舱，增加了舱容。该FPSO原油日处理能力最高可达5.6万桶（约8 900立方米）。该院结合类似船型数据，并考虑该船特殊性（如500年一遇的环境条件、双层底型式、上部模块预留重量等）进行船型主尺度初步规划和优化设计，满足船体排水量、舱容、总布置和性能要求。
“海洋石油118”号的主电站燃料采用原油和柴油双燃料，原油燃料舱位于船中，燃料油通过负压闪蒸方式，去除油中轻成分，闪点提高至60摄氏度以上，以满足主电站燃料油安全使用。FPSO惰气系统操作时有两种模式：烟气模式和系统自带一台燃用柴油的惰气发生器，烟气条件合格时，优先采用烟气模式，在锅炉总烟气量不足或含氧量超标时才采用柴油模式，实现节能减排。其左右舷相邻货油舱设连通阀和管路，实现货油泵的互为备用，货油舱内设置扫舱管系。深井泵液压动力单元位于艉部液压间内，能满足6台货油泵、1台专用压载泵、1台污油泵、1台工艺水泵和1台燃油泵同时满负荷运行。货油舱采用甲板加热器加热，工艺流程舱采用盘管加热。
“海洋石油118”号采用可解脱的内转塔单点系泊系统，系泊系统的设计寿命30年。由以下部分组成：海底锚、系泊缆、立管、系泊系统浮筒、系泊系统船上设备（液压站、消防设备和电气设备等）、滑环系统和系泊系统模块。
“海洋石油118”号总投资达27亿元，其使用钢材总量达3.5万吨，共采办353台（套）大、中型设备，国产化率接近80%。该艘FPSO首次采用双底、双舷侧结构。该船相关设计创新，首次在南海推出FPSO的双壳型船体构造（双层底、双舷侧），增加了船体安全性，有利于总纵强度，并且便于洗舱、扫舱和货油舱保温，增强了FPSO抗御恶劣海况的能力；首次满足500年一遇的生存环境条件要求，增大了设计波浪弯矩，提高了构件对局部强度的要求，并对生产工艺流程模块支墩、克令吊、火炬塔和单点转塔等的结构加强提出了更高的要求，创国内FPSO设计之最；该FPSO的设计疲劳寿命由之前的20年提高到了30年，使得船体的抗疲劳和耐腐蚀能力得到了增强，延长了FPSO的服役年限。
由于“海洋石油118”号FPSO的污油舱及工艺流程水舱位于船舯，满足MARPOL[1]12A双壳保护的要求，有效地减少了船体的静水弯矩与剪力和工艺流程的管路长度，而且船体的剖面模数减小约8%，中剖面面积减小约5%，钢材重量节省了约615吨。采用浸没式深井泵，取消了泵舱，增加了舱容。该FPSO的压载舱涂装获得了法国BV船级社的入级认证，是在FPSO类的海洋工程产品中，首例应用原仅适用于营运船舶的压载舱涂层标准。
“海洋石油118”号的设计过程中，研发团队通过总结10多型FPSO的设计经验，优化总布置和与工艺流程相关的液舱布局，提高了用户作业效率。作为油田生产的关键装备，该FPSO在2014年9月赶赴我国南海的恩平油田，为推进海洋油气开发再立新功（见图7-18）。
5.“海洋石油119”号FPSO
“海洋石油119”号FPSO（见图7-19）由我国自主设计、建造和集成的最大FPSO。该FPSO研发建造历时22个月，于2020年5月15日在青岛海油工程交付并启航开赴南海流花油田开展作业。“海洋石油119”号是中海油首座自营开发的深水FPSO项目，船舶所有人是中海油深圳分公司，由海洋石油工程股份有限公司负责项目设计、采购、建造和安装总包，青岛北海船舶重工有限责任公司（以下简称“北船集团”）负责船体部分的设计、采办和建造工作，船体基本设计、详细设计由中国船舶及海洋工程设计研究院承担，是该院为中海油设计的第12艘FPSO。
图7-19 “海洋石油119”号FPSO
该FPSO船体建造工程于2018年6月在北船集团开工，2019年9月顺利交付。“海洋石油119”号总长256米，宽48.9米，满载排水量19.5万吨，甲板面积相当于2个标准足球场，甲板上集成了14个油气生产功能模块和1个能够容纳150名工作人员的生活楼。“海洋石油119”号能够抵抗百年一遇的台风。FPSO设计寿命30年，15年不进坞，船体为双壳构造，货油系统采用潜没泵，入BV和CCS级。交付后将服役南海流花16-2／20-2油田群，作业水深可达420米，是目前中海油国内油田适应水深最大的FPSO。
“海洋石油119”号施工难度很高，创造多项国内单点之最。该船上部模块拥有国内最复杂的海上油气处理工艺流程，肩负着三个油田26座水下采油树全过程控制的使命。每天可以处理原油2.1万立方米，天然气54万立方米，相当于一座占地30万平方米的陆地油气处理厂的生产能力，是当之无愧的“海上超级工厂”。它能够长期系泊于海况恶劣的南海深水区域，依靠的是一套具有世界先进水平的最大型内转塔单点系泊系统，这是我国首次建造集成的世界上技术最复杂、集成度高的单点系泊系统之一，在世界范围内仅有4例应用，施工难度很高（见图7-20）。
“海洋石油119”号单点系泊系统总重2 800多吨，通过9条长约1 740米的锚链固定到海底，悬挂19条水下油田生产和控制管缆，其工作量是国内其他类型单点系泊系统的3～4倍；重量约1 100吨的单点下塔体使用大型浮吊吊装到“海洋石油119”号18.5米直径的船体月池中，中心精度控制在3毫米以内；在直径不足2米的滑环腔体空间内安装有45个连接管、238根电缆以及上千个零部件；该系统同时创造了结构最复杂、滑环数最多、吊装精度最高等多项国内单点系泊系统之最。
图7-20 单点系泊设备建造
根据流花油田的特点，“海洋石油119”号还装备了首套国内自主设计建造的浮式轻烃回收系统，通过回收利用原油开采的伴生气，不仅有效地减少了气体排放，每年还可产生效益近亿元。
在该项目施工过程中，研发团队对关键技术和管理难点进行攻关，先后突破130毫米超大厚板焊接、大型复杂单点毫米级高精度控制、超高精密滑环集成等10多项关键技术，完成30多项工艺创新，提前40天完成单点系泊系统集成工作，刷新了国际同类单点系泊设备最快集成纪录。
“海洋石油119”号的建成标志着我国大型深水FPSO高端制造技术和综合能力取得新的突破，形成了从自主研发、设计、建造、安装、检验到生产营运和相关技术服务的完整产业链，进一步完善了我国具有自主知识产权的深水油气开发工程建设技术体系。
随着“海洋石油119”号入列，中海油将拥有17艘FPSO，在规模与总吨位上均居世界前列，成为保障国家能源安全和海洋强国战略的关键力量。中海油董事长表示，中海油将南海定位为今后油气勘探开发的主战场，正全力推进油气增储上的“七年行动计划”，通过继续发力高端海洋工程建设，提升FPSO技术创新和管理创新等举措，进一步强化深海油气资源开发核心技术能力建设，为推动我国海洋石油工业高质量发展和保障国家能源安全作出重要贡献。
另外，我国还有一些建造、修复FPSO的业绩。山海关船厂是国内第一家承接FPSO改装工程的船厂。1998年，山海关船厂按照美国船级社规范和美国石油协会标准，成功地将巴西国家石油公司的两艘28万吨超级油船改装成集采油、储油、加工、卸油为一体的单点系泊式FPSO（P33、P35）。整个工程包括24 000吨钢结构、4 600吨管道安装、70万米电缆敷设、70万平方米大舱及船体涂装（其中舱室特殊涂装40万平方米）、全部生活区内舾装和2 300台设备安装，整个工程耗用了分别来自英、美、法、日、韩、德及以色列等国家和地区的500多万件材料。目前，P33、P35在巴西玛利姆油田上，运行状态良好，单船日生产能力为开采处理原油50万桶，压缩天然气200万立方米，处理输出天然气150万立方米，使用期限20年，船舶所有人对整个工程十分满意。
2002年上半年，上海外高桥造船有限公司将由于触礁造成重大损伤的“南海奋进”号修复，从而首次涉足于FPSO市场。此外，2002年1月18日，上海外高桥造船有限公司与中海油签订了建造一艘15万吨FPSO的合同。该船原油年处理能力为450万吨，配备了7 500千瓦的发电机5台，船体局部结构上进行了抗强台风和抗恶劣海况的特殊处理，能承受百年一遇的风暴。该船是世界上第二艘采用内转塔单点永久系泊FPSO，这表明中国的FPSO设计与建造水平又迈上了一个新台阶。
