| JP2002340924 | SEA WIND STATE OBSERVATION APPARATUS AND ITS LAYING METHOD |
| WO/2001/088324 | COMPOSITE BUOYANCY MODULE |
| WO/2001/023252 | VESSEL |
谢彬 (中国北京市东城区东直门外小街6号, Beijing 7, 100027, CN)
XIE, Wenhui (No. 6, Dongzhimenwai Xiaojie Dongcheng District, Beijing 7, 100027, CN)
谢文会 (中国北京市东城区东直门外小街6号, Beijing 7, 100027, CN)
ZENG, Hengyi (No. 6, Dongzhimenwai Xiaojie Dongcheng District, Beijing 7, 100027, CN)
中国海洋石油总公司 (中国北京市东城区朝阳门北大街25号, Beijing 0, 100010, CN)
CHINA NATIONAL OFFSHORE OIL CORPORATION RESEARCH CENTER (No. 6, Dongzhimenwai Xiaojie Dongcheng District, Beijing 7, 100027, CN)
中海石油研究中心 (中国北京市东城区东直门外小街6号, Beijing 7, 100027, CN)
XIE, Bin (No. 6, Dongzhimenwai Xiaojie Dongcheng District, Beijing 7, 100027, CN)
谢彬 (中国北京市东城区东直门外小街6号, Beijing 7, 100027, CN)
XIE, Wenhui (No. 6, Dongzhimenwai Xiaojie Dongcheng District, Beijing 7, 100027, CN)
| 权利要求 1、 一种深吃水桁架立柱组合式平台， 其特征在于： 它包括一个正多 边形或近似正多边形的环形压载舱， 若干根位于所述环形压载舱角点处的 竖直立柱和一个位于所述立柱顶部的钻机及油气处理模块； 所述环形压载 舱采用永久固定压载方式， 舱内填充重物， 保证平台的浮心高于重心； 所 述立柱下部与所述环形压载舱连为一体， 所述立柱上部为圆柱或近圆柱壳 体结构， 所述立柱下部采用桁架结构， 且相邻两所述立柱中部采用为平台 提供足够浮力的浮箱结构相连接； 每根所述立柱上均设置有一组系泊缆， 并采用传统锚固方式将所述系泊缆连接到海底锚点。 2、 如权利要求 1 所述的一种深吃水桁架立柱组合式平台， 其特征在 于： 所述环形压载舱的中间下部设置有与其连为一体的大垂荡板， 且所述 大垂荡板中间开孔， 使连通所述钻机及油气处理模块的油气生产立管 /钻 井立管从中穿过； 所述桁架结构中布置至少 2层小垂荡板， 且每层所述小 垂荡板位于所述桁架结构连接节点处， 所述大垂荡板与所述小垂荡板组成 抑制垂荡结构。 3、 如权利要求 1 所述的一种深吃水桁架立柱组合式平台， 其特征在 于： 每根所述立柱的壳体结构侧面布置有螺旋形侧板， 每根所述立柱的壳 体结构内部空间被分割为多个水密舱室。 4、 如权利要求 2 所述的一种深吃水桁架立柱组合式平台， 其特征在 于： 每根所述立柱的壳体结构侧面布置有螺旋形侧板， 每根所述立柱的壳 体结构内部空间被分割为多个水密舱室。 5、 如权利要求 1或 2或 3或 4所述的一种深吃水桁架立柱组合式平 台， 其特征在于： 所述浮箱结构为宽大箱形结构， 其尖角处倒圆角， 所述 浮箱结构的宽度至少为所述立柱直径的 2/3， 且所述浮箱结构内设置有两 道中纵水密舱壁将所述浮箱结构的内部空间分为三部分， 两道所述中纵水 密舱壁之间的空间设人行通道， 两道所述中纵水密舱壁外侧的空间被分为 多个水密舱室。 6、 如权利要求 1或 2或 3或 4所述的一种深吃水桁架立柱组合式平 台， 其特征在于： 所述系泊缆采用传统锚链方式、 锚链 -缆-锚链组合方式 或全尼龙缆方式。 7、 如权利要求 5 所述的一种深吃水桁架立柱组合式平台， 其特征在 于： 所述系泊缆采用传统锚链方式、 锚链 -缆-锚链组合方式或全尼龙缆方 式。 |
本发明涉及一种浮式采油平台， 特别是关于一种用于深水海洋油气开 发且具有无条件稳性的深吃水桁架立柱组合式 平台。 背景技术
随着海洋油气开发向深水进军， 传统的固定式采油平台已不能满足海 洋深水油气开发的需要， 浮式采油平台成为目前海洋深水油气开发的主 要 装备。 近年来， 产生了多种用于海洋深水油气开发的浮式采油 平台， 广泛 应用于世界各地的深水油气田开发， 例如半潜式平台、 深吃水单柱式平台 和张力腿平台。 上述每种平台都有其优缺点： 半潜式平台其垂荡运动性能 较差， 用于作为深水油气开发生产平台时必须采用湿 式采油树， 而湿式采 油树技术复杂、 价格昂贵； 深吃水单柱式平台具有良好的运动性能， 可使 用干式采油树， 但其具有上部甲板面积小、 设计难度大、 油气处理设施布 置困难等缺点； 张力腿平台同样具有良好的运动性能， 但由于其使用张力 腿同海底基础连接， 其造价随水深增加而迅速增加。 发明内容
针对上述问题， 本发明的目的是提供一种具有无条件稳性， 可采用干 式采油树， 具有较大甲板面积， 且造价对水深增加不敏感的深吃水桁架立 柱组合式平台。
为实现上述目的， 本发明采取以下技术方案： 一种深吃水桁架立柱组 合式平台， 其特征在于： 它包括一个正多边形或近似正多边形的环形压 载 舱， 若干根位于所述环形压载舱角点处的竖直立柱 和一个位于所述立柱顶 部的钻机及油气处理模块； 所述环形压载舱采用永久固定压载方式， 舱内 填充重物， 保证平台的浮心高于重心； 所述立柱下部与所述环形压载舱连 为一体， 所述立柱上部为圆柱或近圆柱壳体结构， 所述立柱下部采用桁架 结构， 且相邻两所述立柱中部采用为平台提供足够浮 力的浮箱结构相连 接； 每根所述立柱上均设置有一组系泊缆， 并采用传统锚固方式将所述系 泊缆连接到海底锚点。 所述环形压载舱的中间下部设置有与其连为一 体的大垂荡板， 且所述 大垂荡板中间开孔， 使连通所述钻机及油气处理模块的油气生产立 管 /钻 井立管从中穿过； 所述桁架结构中布置至少 2层小垂荡板， 且每层所述小 垂荡板位于所述桁架结构连接节点处， 所述大垂荡板与所述小垂荡板组成 抑制垂荡结构。
每根所述立柱的壳体结构侧面布置有螺旋形侧 板， 每根所述立柱的壳 体结构内部空间被分割为多个水密舱室。
所述浮箱结构为宽大箱形结构， 其尖角处倒圆角， 所述浮箱结构的宽 度至少为所述立柱直径的 2/3， 且所述浮箱结构内设置有两道中纵水密舱 壁将所述浮箱结构的内部空间分为三部分， 两道所述中纵水密舱壁之间的 空间设人行通道， 两道所述中纵水密舱壁外侧的空间被分为多个 水密舱 室。
所述系泊缆采用传统锚链方式、 锚链 -缆-锚链组合方式或全尼龙缆方 式。
本发明由于采取以上技术方案， 其具有以下优点： 1、 本发明的环形 压载舱采用永久固定压载方式， 舱内填充铁矿砂或其它重物， 以保证平台 在任何时刻浮心高于重心， 从而使平台在服役期间保持较深的吃水状态， 不仅实现了平台在海洋环境中的无条件稳定， 而且保证了平台的稳性和耐 波性满足使用要求。同时，本发明的吃水深度 较传统深吃水单柱式平台小， 可有效降低平台建造、 运输以及安装难度； 本发明平台立柱直径较传统半 潜平台立柱小， 可有效减少作用于平台的表面波浪载荷。 2、 本发明的立 柱下部与环形压载舱连为一体， 相邻两立柱中部采用浮箱结构相连接， 浮 箱结构既能作为平台整体支撑结构， 也为平台提供足够的浮力， 同时还可 以使环形压载舱、 立柱及中部浮箱结构成为一个整体结构， 从而提高平台 整体强度， 可有效抵抗作用于平台的环境载荷， 将单根立柱遭受的载荷传 递给平台整体结构。 同时， 环形压载舱和浮箱结构可有效传递由于波浪和 平台不平衡装载所造成的各立柱之间的相互作 用力， 因此平台具有很好的 整体结构刚度和强度， 可有效降低平台遭受环境载荷条件下连接节点 的疲 劳热点应力， 改善平台整体结构的疲劳寿命， 提高平台适应恶劣海洋环境 的能力。 3、 本发明的立柱上部为圆柱或近圆柱壳体结构， 可有效减小波 浪对平台的拖曳力。 每根立柱上布置螺旋形侧板， 以有效抑制海流所造成 的平台涡激响应。 立柱下部采用桁架结构， 可有效减小平台遭受的环境载 荷， 减轻平台重量、 降低平台造价。 4、 本发明的环形压载舱的中间下部 设置有与其连为一体的大垂荡板， 桁架结构中布置至少 2层小垂荡板， 且 每层小垂荡板位于桁架结构连接节点处， 大垂荡板与小垂荡板组成平台的 抑制垂荡结构， 可有效增加平台垂荡附加质量和垂荡阻尼， 改善平台的垂 荡运动性能， 从而使平台可使用干式采油树进行油气开采。 5、 本发明的 浮箱结构为宽大箱形结构， 其尖角处倒圆角， 以减小波浪的拖曳力。 浮箱 结构内设置两道中纵水密舱壁将其内部空间分 为三部分， 保证浮箱结构受 损后的结构冗余度， 以确保平台安全。 两道中纵水密舱壁之间的空间设人 行通道， 可使平台操作人员到达以便检修。 两道中纵水密舱壁外侧的空间 被分为多个水密舱室， 可用做燃油 /淡水舱、 设备舱和可调压载水舱。 6、 本发明采用多点锚泊定位方式定位， 其造价对水深增加不敏感， 可应用于 深水和超深水海洋油气开发。 当平台需要移位时， 可采用传统方式将系泊 缆收起， 将平台转运至其它地点就位， 可节约投资， 提高经济效益。 7、 本发明由于采用多立柱结构， 上部钻机及油气处理模块甲板面积大， 可使 上部油气处理设施布置更加优化， 提高平台作业效率和上部设施布置的安 全性。 8、 本发明平台在海洋环境中垂荡运动幅值小， 采油树可放置于平 台甲板上， 从而实现干式采油， 大大降低采油作业成本； 同时， 根据油田 开发模式的需要， 本发明平台也可采用水下井口、 立管回接于平台的湿式 采油方式， 或者对于油田不同油井采用干式或湿式采油的 干湿组合式采油 方式。 综上所述， 本发明平台运动性能优良， 具有无条件稳定性， 适应作 业水深范围广， 整体结构强度好， 重量轻， 建造成本低， 可应用于恶劣海 洋环境条件下的深水油气开发。 附图说明
图 1 是本发明四立柱平台的整体结构示意图
图 2是本发明四立柱平台环形压载舱的结构示意
图 3是本发明立柱的结构示意图
图 4是本发明四立柱平台浮箱结构的结构示意图
图 5 是本发明浮箱结构的横截面示意图
图 6 是本发明三立柱平台的结构示意图 本发明最佳实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描 述。
如图 1所示， 本发明包括一个方形或近似方形的环形压载舱 1、 四根 位于环形压载舱 1角点处的竖直立柱 2、 四个位于立柱 2中部位置处的浮 箱结构 3和一个位于立柱 2顶部的钻机及油气处理模块 4。
如图 2所示， 环形压载舱 1采用永久固定压载方式， 舱内填充铁矿砂 或其它重物， 以保证平台在任何时刻浮心高于重心， 从而使平台在服役期 间保持较深的吃水状态， 不仅实现了平台在海洋环境中的无条件稳定， 而 且保证了平台的稳性和耐波性满足使用要求。 环形压载舱 1的中间下部设 置有与其连为一体的大垂荡板 11， 大垂荡板 11中间开孔， 使连通钻机及 油气处理模块 4的油气生产立管 /钻井立管 5从中穿过， 并可为立管 5提 供横向支撑。
如图 1、 图 3所示， 立柱 2下部与环形压载舱 1连为一体， 立柱 2上 部为圆柱或近圆柱壳体结构 21， 可有效减小波浪对平台的拖曳力。每根立 柱 2的壳体结构 21侧面布置有螺旋形侧板 22， 以有效抑制海流所造成的 平台涡激响应； 每根立柱 2 的壳体结构 21 内部空间被分割为多个水密舱 室 （图中未示出）， 用于存放钻井液、 锚链等， 并为平台提供浮力。 立柱 2 下部采用桁架结构 23， 且桁架结构 23中布置有至少 2层小垂荡板 24， 每 层小垂荡板 24位于桁架结构 23连接节点处。 桁架结构 23可有效减小平 台遭受的环境载荷， 减轻平台重量、 降低平台造价。 小垂荡板 24和环形 压载舱 1 中的大垂荡板 11组成平台的抑制垂荡结构， 可有效增加平台垂 荡附加质量和垂荡阻尼， 改善平台的垂荡运动性能。
如图 4、 图 5所示， 相邻两立柱 2中部采用浮箱结构 3相连接， 浮箱 结构 3为宽大箱形结构， 其尖角处倒圆角， 以减小波浪的拖曳力。 浮箱结 构 3的宽度至少为立柱 2直径的 2/3， 且浮箱结构 3内设置有两道中纵水 密舱壁 31将其内部空间分为三部分， 保证浮箱结构 3受损后的结构冗余 度， 以确保平台安全。 两道中纵水密舱壁 31之间的空间设人行通道 32， 可使平台操作人员到达以便检修。 两道中纵水密舱壁 31 外侧的空间被分 为多个水密舱室 33， 可用做燃油 /淡水舱、 设备舱和可调压载水舱。 浮箱 结构 3既能作为平台整体支撑结构， 也为平台提供浮力， 同时还可以使环 形压载舱 1、 立柱 2及中部浮箱结构 3成为一个整体结构， 从而提高平台 整体强度， 可有效抵抗作用于平台的环境载荷， 将单根立柱 2遭受的载荷 传递给平台整体结构。
如图 1所示， 本发明采用多点锚泊定位方式定位， 每根立柱 2上均设 置有一组系泊缆 6， 并采用传统锚固方式将系泊缆 6连接到海底锚点。 系 泊缆 6可采用传统锚链方式、 锚链-缆 -锚链组合方式或全尼龙缆方式。 当 平台需要移位时， 可采用传统方式将系泊缆 6收起， 将平台转运的其它地 点就位， 可节约投资， 提高经济效益。
上述实施例中， 环形压载舱也可以采用四边以上的多边形或三 角形 (如图 6所示）， 多立柱或三立柱平台的整体结构与四立柱平台 的结构相 似， 只是立柱 2、 浮箱结构 3和系泊缆 6的数量相应增加， 故不再赘述。
上述实施例中， 钻机及油气处理模块 4根据油田开发模式的不同， 选 用现有技术中的常规钻机和油气处理设施进行 设备配置， 可大大降低本发 明应用的技术风险。
本发明仅以上述实施例进行说明， 各部件的结构、 设置位置、 及其连 接都是可以有所变化的， 在本发明技术方案的基础上， 凡根据本发明原理 对个别部件进行的改进和等同变换， 均不应排除在本发明的保护范围之 外。
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