用於使浮式平臺在壓艙時流體靜力穩定的方法和裝置的製作方法
2023-06-11 22:59:01 1
專利名稱：用於使浮式平臺在壓艙時流體靜力穩定的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種浮式平臺系統，該浮式平臺系統用於測試和生產在近海水域發現的烴類形成物。本發明尤其涉及一種在安裝該平臺的過程中用於使浮式平臺在壓艙時流體靜力穩定的方法和系統。
背景技術：
在近海水域勘探油氣田並在該近海水域開採油氣是非常昂貴的。人們現在已經採用了各種不同的方法和近海生產系統來尋找和開採近海油氣田。象經過改裝的可移式海洋鑽井裝置(MODU)、張力腿平臺(TLP)以及其他的浮式平臺那樣的用於近海水域的勘探和生產系統的製造和安裝非常昂貴。
安裝象TLP那樣的近海平臺會要求該平臺的船體可以被溼拖到安裝位置。單柱TLP的船體博愛闊該中心柱和一些從該中心柱徑向向外伸出的浮筒。單柱TLP的船體可以十分穩定地漂浮在浮筒上因為該中心柱和浮筒可以提供較大的水平平面面積。在安裝過程中，對該船體進行壓艙使其下降以便與一些鋼筋束相連，這些鋼筋束可以將該船體錨固到海床上。隨著對該船體進行壓艙使其下降，該船體的流體靜力穩定性在浮筒被浸沒後會顯著地下降。為了減小在安裝過程中的穩定性問題，通常是在沒有甲板的情況下安裝船體，並且在該船體受到壓艙而下降而與預先安裝的鋼筋束相連時在船體的頂部施加一個穩定的向上的力。通常由一個起重駁船來提供該穩定力。在該船體下降、與鋼筋束相連並被壓艙時，該系統非常穩定。隨後採用起重駁船吊起甲板並將該甲板安全地安裝到平臺船體上。
對於許多近海平臺裝置來說，採用一種可以在船體和甲板安裝過程中不需要昂貴的起重駁船的可替換的裝置是非常有商業利益的。一種這樣的安裝方法，例如可以包括採用不太昂貴的提升裝置在一種暴露較小的水較淺的位置將甲板安裝到船體上，將該船體-甲板組件溼拖到安裝位置，並且使得該船體-甲板組件安全地下降並在不使用起重駁船的情況下將其連接到預先安裝的鋼筋束上。
因此，本發明的目的是為了提供一種不採用起重駁船的的情況下安裝近海浮式平臺的方法。
本發明還有一個目的是提供一種安裝浮式平臺的方法，包括步驟在製造位置或該位置的附近將完整的船體、甲板和大多數生產設備組裝起來；將組裝好的平臺溼拖到該安裝位置；在沒有起重駁船的情況下對該組裝好的平臺進行壓艙使其下降到能與鋼筋束相連接的吃水深度。
本發明還有一個目的是提供一種安裝浮式平臺的方法，包括步驟通過採用附加浮力在所有吃水深度處為該平臺的船體提供流體靜力穩定性，從而安裝浮式平臺。
發明概述根據本發明的優選實施例，一種浮式平臺包括船體以及安裝在該船體的最上端的甲板。一些從船體的下端徑向向外延伸的浮筒。該平臺通過一些鋼筋束錨固在海床上，這些鋼筋束的上端船體相連而其下端固定在海床上。該平臺包括可拆卸的壓艙裝置，該壓艙裝置提供有附加浮力以便在安裝期間對該平臺進行壓艙時能夠在不使用起重駁船的情況下使得該平臺獲得流體靜力穩定。
附圖簡要說明為了詳細地理解本發明所獲得的上述特徵、優點以及目標，通過參考下面參照下面的附圖進行闡述的實施例可以獲得對上述簡要描述的本發明更為詳細的描述。
不過需要指出的是，這些附圖僅僅是為了闡述本發明的典型的實施例而並應視為對其範圍的限制，本發明還包括其它等效的實施例。
圖1是本發明的浮式平臺的側視圖，圖中顯示該平臺正被溼拖向安裝位置；圖2是本發明的浮式平臺的側視圖，圖中顯示對該平臺進行壓艙並描繪出了浸沒在水面下的浮筒；圖3是本發明的浮式平臺的側視圖，圖中顯示的平臺處於完全安裝吃水深度處並且提供附加浮力的可拆卸壓艙裝置完全展開；
圖4是本發明的可拆卸壓艙裝置的局部分解視圖；圖5是本發明的可拆卸壓艙裝置的浮子支架的俯視圖；圖6是本發明的浮式平臺的俯視圖，描繪出了本發明的附加壓艙裝置的一種替代實施例；以及圖7是圖6所示的本發明的浮式平臺的側視圖；具體實施方式
參見圖1，本發明的浮式平臺其總體上採用附圖標記10來指明。該平臺10包括船體12，該船體對該平臺10提供了正浮力和垂直支承。該船體12包括一中心柱13和浮筒18，浮筒同該中心柱13的下端徑向向外伸出。一個或多個甲板14被支承在中心柱13上位於水面16之上。開採和/或處理石油、氣體以及從該油氣中回收的水所需的鑽井或生產設備固定在該甲板14上。
該中心柱13從平臺10的基座或平底上向上伸出。該平臺10的基座節點(base node)位於中心柱13和從其上徑向向外延伸的浮筒18的交點處。該平臺通過鋼筋束20被錨固在海床上，該鋼筋束的一端固定在浮筒18上，如圖3所示，而另一端固定在埋植在海床中的基樁(圖中未示出)上。該船體12具有足夠的浮力來支承平臺10的有效負載，該有效負載包括甲板14、鑽井和/或完工設備、生產設施以及生產和鑽井隔水導管，並且該浮力充足到有過量的浮力使得鋼筋束產生預應力。
還是參見圖1，該船體12(包括安裝在該中心柱13上的甲板14)被拖向安裝位置並在鋼筋束20的上方擺正位置，該鋼筋束已經預先安裝好了並且其下端與埋植在海床中的基樁相連。在圖1所示的結構中，因為該浮筒18提供了較大的水線面面積，因此船體12和安裝在其上的甲板14穩定地漂浮在浮筒18上。不過，組裝好的船體12和甲板14在浮筒18完全浸沒到吃水線16之下的吃水深度處是不穩定的。在完全安裝吃水深度處，組裝好的船體12和甲板14直到鋼筋束20被連接到浮筒18上為止都是不穩定的。在平臺10的最終的安裝結構中，鋼筋束20可提供穩定性。
參見圖2和3，在將平臺10置於鋼筋束20上的時候，對其進行壓艙以便與該鋼筋束20的上端相連。通過向浮筒18的末端增加附加浮力以便提供附加的水線面面積和扶正力矩，從而該平臺的流體靜力穩定性得以維持。為了方便起見，僅僅表示出了一個安裝在浮筒18上的次要浮力組件。不過需要明白的是，本發明的平臺10的每個浮筒18的末端都可安裝有次要或附加浮力組件。
該次要浮力組件包括過渡構件22，該過渡構件可釋放地連接在浮筒18的末端。任何數量的可釋放的連接裝置可以用於牢固地將該過渡構件安裝到浮筒18上。在圖4所示的優選實施例中，位於浮筒18上的支架24用於與位於該過渡構件22上的墊板孔眼26配合。穿過對齊的支架24和墊板孔眼26的連接器銷23將軌度構件22固定地安裝到浮筒18的末端上。
該次要浮力組件還包括一個可浸的硬箱28，該硬箱焊接或安裝在過渡構件22的頂部。該硬箱28上設有必要的管道，包括一注入口30和排出口32，以便與海用安裝設備的壓艙系統相連。
參見圖4和5，浮子組件34可樞軸轉動地與浮子支撐柱36相連，該浮子支撐柱固定在硬箱28的頂部。該浮子34組裝在浮子支架38上，該支架固定在支撐柱36上。當浮筒18浸沒時，浮子34被拉到水中並提供附加的水線面面積以便在平臺向下壓艙與鋼筋束20相連時保持平臺10的流體靜力穩定性。可以從市場上購得的浮力元件例如Yokohama護舷材可適於提供維持流體靜力穩定性所需的附加水線面面積。
再來參見圖1，可以發現，在船體12向下壓艙到浮筒18浸沒位置之前，浮子34位於浮筒18的頂部。在安裝位置處的環境條件，例如風大浪急的海面，可能在對平臺10向下壓艙時產生額外的困難。當浮子34浸沒在吃水線16以下時，風大浪急的海面會導致浮子34由于波浪作用而反覆撞擊浮筒18。為了減弱這種狀況，可以將一提升線40連接到浮子支架38的一端以便將浮子組件牽引到一受控位置以偏離該浮筒或位於浮筒18之上。由三連板(tri-plate)41和連杆線形成的連杆機構將提升線40與固定在浮子支架38上的墊板孔眼以及鉤環和銷連接器45連接起來。提升線40越過安裝在甲板14上的滑輪42並且其相反的一端連接到安裝在船體12的中心柱13的頂部上的絞盤44上。在這種結構中，根據需要操作絞盤44而向上提升浮子34並在對該平臺10向下壓艙時使其偏離該浮筒18。當平臺10下降到起完全安裝吃水深度時，該浮子34樞軸轉動到一基本垂直方位並提供必要的分散浮力以維持該平臺10的流體靜力穩定性。
當船體12向下壓艙並在該可浸硬箱28被浸沒之後(在浮子組件34被提升線40向上提拉之後)但是在第一浮子34開淹沒之前，會產生一「浮力間隙」。為了將這種浮力間隙的作用減小至最小，可以通過人工繩子37將浮子支架38連接到浮子支撐柱36上，如圖4所示，該繩子可以確定的儘可能短。或者，採用一種在兩端都有旋轉接頭的短杆來替代該人工繩子37。
在平臺10到達安裝吃水深度時，將鋼筋束20連接到浮筒18上，並從平臺10中卸下壓艙物而使得該鋼筋束產生使得該平臺10具有穩定性所需的預加張力。隨後使得安裝在浮筒18的末端的次要浮力組件充滿海水並將其從該浮筒18的末端上拆卸下來並從平臺10上去掉。
現在參見圖6和7，該圖中所示的是本發明的平臺的另一替換實施例。在本發明的該替換實施例中，該次要壓艙組件被永久地固定在浮筒18上。該次要壓艙組件包括細長的浮子50，該浮子可樞軸轉動地與支架52相連，該支架焊接或固定在浮筒18的頂部表面並靠近其末端。浮子50包括必要的管道，該管道包括充注口和排出口，該浮子用於與海洋平臺安裝設備的壓艙系統相連。該浮子50的操作和前面描述的浮子34相同。當平臺10被壓艙到其安裝吃水深度時，該浮子50被拖拉到水中並向上漂浮到一垂直位置以便提供維持該平臺10的流體靜力穩定性的必要水線面面積。本發明的替換實施例還可以包括提升線和絞車小齒輪以便控制在波濤洶湧的海面中的浮筒18上的浮子50的抽擊。
儘管對本發明的優選實施例進行了圖示和描述，但是，還是可以在不脫離隨後的權利要求書所確定的本發明的基本範圍的情況下設計出本發明的其他和進一步的實施例。
權利要求
1.一種浮式平臺，包括其上端安裝有甲板的船體，該甲板在水面線以上延伸，該改進包括安裝在所述船體上的次要浮力裝置，該裝置用於在運輸和安裝過程中維持所述平臺的流體靜力穩定性。
2.根據權利要求1所述的平臺，其包括一些從所述船體徑向向外延伸的浮筒，其中所述次要浮力裝置安裝在所述浮筒的末端。
3.根據權利要求1所述的平臺，其中，所述次要浮力裝置包括一安裝在所述浮筒的末端上的可浸的箱體以及可樞軸轉動地與所述可浸的箱體相連的浮子組件。
4.根據權利要求2所述的平臺，其中，所述次要浮力裝置可拆卸地與所述浮筒相連。
5.根據權利要求3所述的平臺，其包括與所述浮子組件可操作相連的絞盤和提升線，用於將所述浮子組件向上提升到所述浮筒之上。
6.根據權利要求2所述的平臺，其中，所述次要浮力裝置包括與所述浮筒可樞軸轉動相連的細長浮子。
7.根據權利要求1所述的平臺，其包括與所述次要浮力裝置可操作相連的絞盤和提升線，用於將其端部向上提升到所述浮筒之上。
8.一種安裝浮式平臺的方法，包括步驟a)將所述平臺溼拖到安裝位置；b)在不使用起重駁船的情況下將所述平臺向下壓艙到安裝吃水深度；c)提供次要浮力裝置，用於在將所述平臺壓艙下降到安裝吃水深度的同時維持所述平臺的流體靜力穩定性；以及d)將所述平臺連接到用於將所述平臺固定在安裝位置的錨固裝置上。
9.根據權利要求8所述的方法，包括，提供與所述次要浮力裝置可操作相連的絞盤和提升線，用於在將所述平臺向下壓艙到所述平臺的安裝吃水深度的同時將其端部向上提升。
10.根據權利要求8所述的方法，包括，在將所述平臺固定到所述錨固裝置上之後，將所述次要浮力裝置從所述平臺上去掉。
全文摘要
一種浮式平臺包括船體以及安裝在該船體的最上端的甲板。該平臺通過一些鋼筋束錨固在海床上，這些鋼筋束的上端船體相連而其下端固定在海床上。該平臺包括可拆卸的壓艙裝置，該壓艙裝置提供有附加浮力以便在安裝期間對該平臺進行壓艙時能夠在不使用起重駁船的情況下使得該平臺獲得流體靜力穩定。
文檔編號B63B35/44GK1753811SQ02820006
公開日2006年3月29日 申請日期2002年10月9日 優先權日2001年10月9日
發明者史蒂文·J·萊弗裡特, 史蒂文·E·基比 申請人:海馬設備股份有限公司