用於無轉塔的可分離的隨氣候擺動的fpso的可分離生產塢(dpd)的製作方法

2023-08-04 03:14:31 1

專利名稱：用於無轉塔的可分離的隨氣候擺動的fpso的可分離生產塢(dpd)的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於系泊用於碳氫化合物生產的大型船隻的系統，這種船隻例如為 FPSO(浮式採油、儲油和卸油系統)船隻，且包括系泊系統。
背景技術：
使用系泊到海床的大型船隻來例如用作用於離岸碳氫化合物生產、存儲和卸載的漂浮FPSO船隻是眾所周知的。這種船隻可藉助於轉塔系統來系泊，以允許該FPSO取決于波浪、風或流的方向而隨氣候擺動(weathervane)。備選地，這種船隻可使用由布置在懸鏈線輻展(spread)中的大量系泊繩索組成的系泊系統。WO 2005/118389描述了一種用於動態定位船隻的方法，其中定位系統控制至少一個定位機械，且其中兩個或更多的浮筒(各自包括至少一個定位機械)聯接到該船隻。US 2008070456描述了一種用於動態定位船隻的方法，其中定位系統控制至少一個定位機械，且其中兩個或更多的浮筒(各自包括至少一個定位機械)聯接到該船隻。WO 2004/074085描述了一種用於裝載和卸載船隻的設備，其中裝載管或裝載軟管經由漂浮的自系泊聯接單元連接到船隻，該聯接單元被設計為系泊到該船隻，優選在該船隻的歧管附近(系泊到該船隻上)。該聯接單元具有足夠的推進能力以在裝載操作期間保持船隻的位置。WO 00/27692描述了一種用於在諸如鑽探、生產或地質操作的操作期間定位諸如船、駁船、半潛式船等的船隻的設備。該設備包括單一漂浮結構，該漂浮結構在海中的豎直位置可調節，且其經由許多錨泊繩索錨泊到海床上。與現有技術解決方案相關聯的問題為轉塔/迴旋系統的有限的容量(參照隨氣候擺動)；由於使用了大量的通到擁擠的區域中的繩索(系泊設備、臍帶、電力電纜、立管)所致的繩索幹涉；以及高基建投資成本。此外，應該明白，與永久性轉塔系泊系統相比，現有的可分離的系統具有更小的容量。

發明內容
本發明的一個目標為提供一種系統，其允許在諸如例如在墨西哥灣中突然出現的颶風的極端氣象條件的情況中使系泊的船隻快速分離。本發明的另一個目標為允許船隻在環境力改變方向的情況中不依賴轉塔而部分地隨氣候擺動。本發明的一個進一步的目標為提供一種系統，其中船隻不依賴系泊系統。本發明的另一個目標為將來自具有大的懸掛區域的散射系泊系統的優點與部分地隨氣候擺動和能夠在極端氣象條件的情況中快速分離的能力結合。本發明的一個更進一步的目標為提供一種漂浮結構，其在分離模式中建立剛硬主體運動。本發明的一個進一步的目標為提供一種可容易接近的且易於維護的鎖定機構，其僅在加強的預設計段處在大型船隻的船體上施加力。根據本發明的目標藉助於由獨立權利要求所進一步限定的用於系泊的系統和方法實現。本發明的實施例由從屬權利要求限定。根據本發明的系統部分地基於現有的原理/技術元素的使用，但有大大不同的應用，例如關於用於隨氣候擺動的漂浮單元的載荷傳送、生產容量等。其結合了來自具有大的懸掛區域的散射系泊系統的優點與部分地隨氣候擺動和在極端氣象條件的情況中分離的能力。根據本發明，提供了用於系泊用於碳氫化合物生產的大型船隻(這樣的船隻例如為FPSO船隻)的系統。該系泊系統包括至少兩個藉助於差異順應(differentiated compliance)散射錨泊系統系泊到海床的漂浮主體，以允許該大型船隻部分地隨氣候擺動。 此外，該系統包括從海床延伸到各個漂浮主體的立管系統，以及用於從該至少兩個漂浮主體向該大型船隻傳送流體的器件，該漂浮主體和該大型船隻設有鎖定器件，以藉助於機械剛性連接器件在船隻的船首和船尾處將漂浮主體鎖定到大型船隻，從而在運行階段期間提供了大型船隻的一體式的剛性地固定的部分。大型船隻和漂浮主體可藉助於可釋放的凹槽和凸榫連接而剛性地互相連接，形成了臨時的剛性的防止主體運動(rigid body motion preventing)的互連。凹槽可優選地布置在大型船隻上而對應的凸榫可布置在漂浮主體上，凹槽向下開口而凸榫為向上延伸的翅片或法蘭的形式，其被設計為以便與凹槽成鎖定接合。漂浮主體可設有流體傳送系統，其與大型船隻上的對應的流體傳送系統連通，該流體傳送系統為設有法蘭/鉸鏈的快速釋放硬管系統。可使用四個漂浮主體，所述漂浮主體通過縱向的、橫向的支柱連同使沿直徑定位的漂浮主體對互相連接的桁架結構而剛性地互相連接。為了將大型漂浮船隻系泊到至少兩個漂浮主體(其中各個漂浮主體藉助於多個系泊繩索系泊到海床)，該大型漂浮船隻被帶到鄰近該至少兩個漂浮主體或在它們之間的位置上，在該位置上，例如藉助於粗纜向內拉漂浮主體，並通過對漂浮主體卸壓艙物而固定到該大型船隻，使得凸榫與大型船隻上的凹槽接合，建立船隻和漂浮主體的固定的互相連接，從而建立用於大型船隻的散射系泊。根據本發明，提供了用於連接諸如立管、臍帶、高壓(HV)電力等的繩索的顯著更大的區域。因此，與現有技術FPSO船隻相比，其允許用於海床生產系統的高得多的產量和電力供應，允許使用增加了數量的生產立管、臍帶和電力供應電纜。因此，這種單元可在有更高產量的更大現場處使用。另外，由於可應用更大數量的泵和/或更大的泵，產量可增加。 為了使用現有技術FPSO解決方案實現同樣的結果，必須使用兩個或更多的FPSO船隻。此外，該系統允許不使用轉塔/迴旋系統即部分地隨氣候擺動。由於延展了該系統可運行於其中的氣象窗的範圍以及更加靈活的系泊程序，還可實現潛在的成本節約。根據本發明，可減少基建費用(capex)和運行費用(opex)。此外，根據本發明的解決方案特別適合在有颶風和颱風傾向的區域中使用。因此，該解決方案特別但非排他地適於在墨西哥灣或在亞洲以及中國的離岸海面上使用。本解決方案還允許使用一些備選的立管系統，例如自由懸掛立管、柔性立管、鋼懸鏈線立管(SCR)、管套管立管(PIP)、立管塔解決方案等。一個進一步的主要優點為根據本發明的系統就安裝而言是靈活的。例如，立管等的安裝可不依賴生產船隻的存在即完成，這種自由度在現場處的安裝階段中是十分重要的。此外，為了檢查維護、維修等而接近立管等也被極大地改進和簡化了，減少了運行成本並最大程度減少了生產系統的停機時間，而通過傳統的迴旋/轉塔進行的操作和處理施加了較大的限制以及對關停不止一個立管中的生產的要求，也即損失了產量。相比於典型的「單船體」FPS0，分離程序和操作被極大地改進了，對成本和安全兩者具有積極的影響。根據本發明，可為可行的是使用多種類型的立管構型，或者以組合的方式，或針對單個FPSO有一個類別。相比於現有技術解決方案，操作的自由度改進了，在現有技術的解決方案中，由於在安裝期間立管管道的剛度，在轉塔/迴旋解決方案中懸掛鋼懸鏈線立管可能是困難的。此外，根據本發明，可實現船隻和漂浮器(可為多個)之間的剛性連接，藉此該船隻和該漂浮器(可為多個)可作為單個一體式漂浮主體而運作。


在下文中，將進一步詳細地描述本發明的一個實施例，參照附圖，其中圖1示出了用於通過立管系統來生產諸如油和氣體的碳氫化合物的船隻的頂視圖，該船隻藉助於系泊系統系泊到海床；圖2示出了圖1中示出的船隻的透視圖，示出了兩種類型的立管系統13，14;圖3示出了設有根據本發明的漂浮塢立管和系泊系統的船隻的透視圖；圖4示意性地示出了根據本發明的漂浮塢的頂視圖；以及圖5示出了圖4中示出的漂浮塢的側視圖。
具體實施例方式圖1示意性地示出了用於諸如油和/或氣體的碳氫化合物的生產的船隻10的頂視圖。船隻10藉助於散射系泊設備而系泊到海床11，該系泊設備包括前面的兩組從船隻 10的首部向下和向外延伸的系泊繩索12和對應的後面的兩組從船隻10的尾部向下和向外延伸的系泊粗纜。此外，如圖1和圖2兩者所示，船隻10設有在海床11和船隻10之間延伸的四組立管13，14。這幾組立管中的兩組13設有水下浮筒15以補償船隻10的可能的豎直和/或水平運動。立管13，14藉助於立管附連布置17附連到船隻10。圖3示意性透視地示出了船體10，其設有船體/塢連接16和漂浮塢17，這種漂浮塢17藉助於若干塢系泊設備12系泊到海床。漂浮塢17為可浮主體的形式。此外，一些立管13，14終止於漂浮塢17的平臺處。此外，該系統包括用於從在漂浮塢的平臺上的立管終止處向船隻10傳送碳氫化合物的傳送系統。
船隻10設有剛性地固定到船隻10的船體側上的附連器件16。這種附連器件16 可例如為凹槽類型的連接件的形式，而漂浮塢設有剛性地固定到漂浮塢17的對應的凸榫器件，該兩個連接器件因此提供了剛性類型的凹槽和凸榫連接，當漂浮塢17與船隻10鎖定接合時提供了包括船隻10和漂浮主體17的剛性結構。應該明白在相對於船隻10定位漂浮主體17期間，可使用臨時的粗纜，以便將漂浮主體17橫向拉進相對於船隻10的位置上。 一旦漂浮主體17沿著船隻10的船體側處在合適的位置上，就可對該漂浮主體17卸壓艙物和/或對該船隻10加壓艙物，使得凸榫與凹槽接合，建立剛性連接。船體/漂浮塢連接16以這樣的方式配置即，使漂浮塢17可從船隻10快速分離。 為了這個目的，連接16可為凹槽和凸榫類型。然而應該明白，船隻和漂浮塢之間的連接可為任何其它合適的機械類型。優選地，該連接可為基於藉助於來自漂浮塢17的浮力提供的向上推力的類型，船隻10上僅有的推力產生點通過在海平面之上在船隻10和漂浮塢17之間的觸點16(而實現)。圖4和圖5示意性地示出了根據本發明的漂浮塢17的一個實施例。漂浮塢17包括四個可浮主體20，該四個主體20藉助於橫向的和縱向的加強件或支柱21且還藉助於對角地布置的桁架19互相連接。如圖5所示，該桁架和/或支柱布置在可浮主體20的較低端處。根據本發明，思想為使用標準的FPSO船體，在連接區域周圍局部採用(系泊設備) 以處理系泊力。系泊設備將為允許部分地隨氣候擺動的順應性系統。卸載系統將允許關於其轉臺有甚至更大的卸載部。懸掛/系泊單元可基於「^^沙 」系統的原理，在那種情況下，推薦具有兩個單元(也即一個在船首中而一個在船尾中)。備選地，可存在四個較小的單元(也即兩個在船首處而兩個在船尾處)。在兩種情況中，需要連接這些單元以形成剛性主體運動。該新元件為多種系統的組合以建造新的漂浮生產單元，其允許在極端氣象(例如墨西哥灣中的颶風)的情況中快速分離。儘管形成了根據本發明的裝配單元的多種元件本質上可為已知的，對船體設計、操作和立管/系泊懸掛單元的組合的集成和系統採用以及卸載系統是獨特的。漂浮主體/多個漂浮主體可設有任何合適類型的緩衝系統。由於這種緩衝系統被本領域技術人員所熟知，因此將不再進一步詳細地公開或描述該緩衝系統。如圖所示，漂浮主體優選為傾向於在船體的底下延伸而非傾向於與船隻的船體底部處於支承接觸的類型。
權利要求
1.一種用於系泊用於碳氫化合物生產的大型船隻(10)的系統，這種船隻(10)例如為 FPSO船隻，所述系泊系統包括至少兩個懸掛類型的漂浮主體(17)，該漂浮主體藉助於差異順應散射錨泊系統(12)系泊到海床，允許所述大型船隻(10)部分地隨氣候擺動；至少立管系統(13，14)，其從所述海床延伸到各個所述漂浮主體(17)，以及用於從所述兩個漂浮主體(17)向所述大型船隻(10)傳送流體的器件，所述漂浮主體(17)和所述大型船隻(10)設有鎖定器件(16)，在所述船隻(10)的船首和船尾處以機械剛性方式將所述漂浮主體(17) 鎖定到所述大型船隻(10)，從而提供包括所述大型船隻(10)和所述漂浮主體(17)的一體式的剛性地固定的單元。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述大型船隻(10)藉助於可釋放的凹槽和凸榫連接而剛性地互相連接，形成了剛性的防止運動的互連。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述凹槽布置在所述大型船隻(10)上而對應的所述凸榫布置在所述漂浮主體(17)上，所述凹槽向下開口而所述凸榫為向上延伸的翅片或法蘭的形式。
4.根據權利要求1-3中的一個所述的系統，其特徵在於，所述漂浮主體(17)設有流體傳送系統，該流體傳送系統與所述大型船隻(10)上的對應的流體傳送系統連通，所述流體傳送系統為設有法蘭/鉸鏈的快速釋放硬管系統。
5.根據權利要求1-4中的一個所述的系統，其特徵在於，使用了四個漂浮主體(17)，所述漂浮主體(17)通過縱向的、橫向的支柱連同使沿直徑定位的漂浮主體(17)對互相連接的桁架結構剛性地互相連接。
6.一種用於將大型漂浮船隻(10)系泊到至少兩個漂浮主體(17)的方法，各個所述漂浮主體(17)藉助於多個系泊繩索(12)系泊到海床，其中所述大型漂浮船隻(10)定位在鄰近或高於所述至少兩個漂浮主體(17)且在它們之間的位置上，在該位置上，朝著所述大型船隻向內拉所述漂浮主體(17)，建立用於所述大型船隻的散射系泊。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，當在鄰近所述船隻的位置上時，對所述漂浮主體(17)卸壓艙物，向上移動，與所述船隻建立剛性機械連接。
全文摘要
用於系泊用於碳氫化合物生產的大型船隻(10)的系統，這種船隻(10)例如為FPSO船隻，所述系泊系統包括至少兩個懸掛類型的漂浮主體(17)，該漂浮主體藉助於差異順應散射錨泊系統(12)系泊到海床，允許大型船隻(10)部分地隨氣候擺動；立管系統(13，14)，其從海床向各個漂浮主體(17)延伸，以及用於從兩個漂浮主體(17)向大型船隻(10)傳送流體的器件，漂浮主體(17)和大型船隻(10)設有鎖定器件(16)，在船隻(10)的船首和船尾處以機械剛性方式將漂浮主體(17)鎖定到大型船隻(10)，從而提供包括大型船隻(10)和漂浮主體(17)的一體式的剛性地固定的單元。
文檔編號B63B22/02GK102307778SQ200980153909
公開日2012年1月4日 申請日期2009年11月2日 優先權日2008年11月3日
發明者A·奧盧夫森, T·S·梅林 申請人:挪威國家石油公司