1、General Overview of Subsea Production SystemsAPI TECHNICAL REPORT 17TR13 FIRST EDITION, MARCH 2016Special NotesAPI publications necessarily address problems of a general nature. With respect to particular circumstances, local, state, and federal laws and regulations should be reviewed.Neither API no
2、r any of APIs employees, subcontractors, consultants, committees, or other assignees make any warranty or representation, either express or implied, with respect to the accuracy, completeness, or usefulness of the information contained herein, or assume any liability or responsibility for any use, o
3、r the results of such use, of any information or process disclosed in this publication. Neither API nor any of APIs employees, subcontractors, consultants, or other assignees represent that use of this publication would not infringe upon privately owned rights.API publications may be used by anyone
4、desiring to do so. Every effort has been made by the Institute to assure the accuracy and reliability of the data contained in them; however, the Institute makes no representation, warranty, or guarantee in connection with this publication and hereby expressly disclaims any liability or responsibili
5、ty for loss or damage resulting from its use or for the violation of any authorities having jurisdiction with which this publication may conflict.API publications are published to facilitate the broad availability of proven, sound engineering and operating practices. These publications are not inten
6、ded to obviate the need for applying sound engineering judgment regarding when and where these publications should be utilized. The formulation and publication of API publications is not intended in any way to inhibit anyone from using any other practices.Any manufacturer marking equipment or materi
7、als in conformance with the marking requirements of an API standard is solely responsible for complying with all the applicable requirements of that standard. API does not represent, warrant, or guarantee that such products do in fact conform to the applicable API standard.All rights reserved. No pa
8、rt of this work may be reproduced, translated, stored in a retrieval system, or transmitted by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without prior written permission from the publisher. Contact the Publisher, API Publishing Services, 1220 L Street, NW, Washington,
9、 DC 20005.Copyright 2016 American Petroleum InstituteForewordNothing contained in any API publication is to be construed as granting any right, by implication or otherwise, for the manufacture, sale, or use of any method, apparatus, or product covered by letters patent. Neither should anything conta
10、ined in the publication be construed as insuring anyone against liability for infringement of letters patent.This document was produced under API standardization procedures that ensure appropriate notification and participation in the developmental process and is designated as an API standard. Quest
11、ions concerning the interpretation of the content of this publication or comments and questions concerning the procedures under which this publication was developed should be directed in writing to the Director of Standards, American Petroleum Institute, 1220 L Street, NW, Washington, DC 20005. Requ
12、ests for permission to reproduce or translate all or any part of the material published herein should also be addressed to the director.Suggested revisions are invited and should be submitted to the Standards Department, API, 1220 L Street, NW, Washington, DC 20005, standardsapi.org.iiiContentsPage1
13、 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14、 . . . . . . . . . . . . . . . 13 Terms, Definitions, and Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.1 Terms and Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2 Abbreviated Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Overall System Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54.1 Subsea Production or Injection System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54.2 System Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Subsea Wellhead Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95.2 Wellhead System Elements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95.3 Running Tools. . . . . . . . .
19、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.4 Miscellaneous Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Subsea
20、Tree Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21、 . . . . . . . . . . 126.2 Vertical tree (VXT) Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136.3 Horizontal Tree (HXT) Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22、 . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Mudline Casing Suspension Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337.2 Conventional Mudline Suspension and Conversion Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337.3 Drill-through Mudline Suspension Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24、 . . . . . . . . . . . 348 Subsea Manifold and Template Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358.2 Well Spacer/tie-back Template . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368.3 Riser Support Template/riser Base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368.4 Cluster Manifold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368.5 Multiwell/manifold Template . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398.6 Well Spacer and Multiwell Template Construction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399 Subsea Processing (SSP) Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419.2 Design Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419.3 Separation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439.4 Pressure-boosting . . . . . .
30、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459.5 Water Disposal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479.
31、6 Electrical Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479.7 Monitoring of SSP Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32、. . . 4810 Production Control and Chemical Injection Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4810.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33、 . . . . . . . . 4810.2 Fiber Optics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5210.3 Acoustic Control Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5210.4 Control Buoys. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5210.5 Multiphase Flowmeters (MPFM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5310.6 Sand Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5510.7 Leak Detection Systems . . . . . . . . . . . . . . . . .
36、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55vPage10.8 High-integrity Pressure-protection Systems (HIPPS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5610.9 Chemical Injection Systems . . . . . . . . . . . .
37、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5811 Flowlines and Umbilicals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5811.1 Flowline and Umbilical Components
38、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5811.2 Flowline and Umbilical Configurations and Installation Techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6011.3 Flowline and Umbilical End Connections . . . . . . .
39、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6212 Risers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6912.1 General. . . . . . . . . . . .
40、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6912.2 Risers for Fixed Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
41、12.3 Risers for Floating Structures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7112.4 Production Riser Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42、. . . . . . 7613 Well Entry and Intervention System Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7713.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43、. . . . . . . . . . . . . . 7713.2 Completion/workover (C/WO) Riser Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7713.3 Light Well Intervention (LWI) Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44、. . . . . . . . . . . . 8213.4 Seabed Equipment Intervention Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8313.5 Through-flowline (TFL) System Intervention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45、 . . . . . . . . 8613.6 Pigging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8713.7 Reeled-tubing Intervention in Flowlines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8814 Interfaces with Downhole Equipment and Specialized Host Facility Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8814.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47、. . . . . . . . . . . . . . . . . 8814.2 Surface-controlled Subsurface Safety Valves (SCSSV). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8914.3 Downhole Chemical Injection Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
48、 . . . . . . . . . . 9014.4 Production and Formation Sensors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9014.5 Remotely Operable Flow Control Devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
49、 . . . . . . . . . 9014.6 Control and Communication Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9014.7 Slug-suppression/Control Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Figures1 Typical Elements in a Subsea Production System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Subsea Wellhead System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
