分體坐底自升式平臺及其使用方法
2023-10-30 06:07:22 1
專利名稱：分體坐底自升式平臺及其使用方法
技術領域：
本發明開發一種適用於較深海域作業的自升式平臺。
背景技術：
自升式平臺是海洋鑽井中廣泛使用且非常昂貴的裝置，普通自升式平臺由浮體、樁腿、升降機械等構成，整個平臺設計為一個整體。受平臺拖航穩性限制，平臺重心不能過高，也就是升降樁腿不能太長。這樣為了適應較深海域作業，使用較長樁腿，只有加大平臺浮體主尺度以保證拖航穩性，相應地需要加大升降能力。而且由於各樁腿分別獨立，不能進行剛性連接，各樁腿剛度和強度要求都很高，樁腿重量及佔用的甲板作業面積很大。平臺造價隨作業水深加大而急劇上升，目前世界上這種平臺作業水深最大的是150m。
發明內容
本發明的目的是開發一種適用於較深海域作業的自升式平臺及其使用方法，解決現有自升式平臺造價隨水深加大而急劇上升的問題。
分體坐底自升式平臺，包括自升主平臺、坐底支撐結構、對接引導裝置、壓載系統。自升主平臺包括平臺上箱體、升降樁腿、固樁與升降機械、鑽修作業設施，坐底支撐結構包括平臺下箱體、固定樁腿及其它杆件，對接引導裝置包括絞車和配屬引導索、導向輪、導向套，壓載系統包括空壓機組和配屬壓載控制氣路、通海口。
本發明的特徵是所述的分體坐底自升式平臺分為自升主平臺、坐底支撐結構兩大分體；自升主平臺安裝不少於三根升降樁腿，各升降樁腿頂部安裝導向輪，底部截面中心設有導向套；坐底支撐結構下部為平臺下箱體，平臺下箱體隔成數個壓載艙室，各壓載艙室均設有通海口，平臺下箱體上方設有與升降樁腿位置對應、數量相同的固定樁腿，各固定樁腿也分別設壓載艙，平臺下箱體、固定樁腿及多個杆件組焊為一個剛性整體；對接引導絞車安裝在自升主平臺上，配屬的引導索穿過安裝在升降樁腿上的導向輪、導向套後固定在固定樁腿的頂部截面中心；壓載系統的空壓機組安裝在自升主平臺上，配屬的壓載控制氣路與坐底支撐結構上所設各壓載艙分別相連。
本發明所述分體坐底自升式平臺的典型使用方法是平臺拖航時，自升主平臺、坐底支撐結構分開浮在水面上，用拖輪拖航；平臺海上就位對接時，壓載系統控制各壓載艙進水，使坐底支撐結構沉至升降樁腿下端以下，同時對接引導裝置卷收引導索，使升降樁腿與固定樁腿對中相接，然後降放升降樁腿，直至坐底支撐結構坐落於海底，此後按普通自升式平臺升船程序執行，調整至作業狀態；平臺起浮拆分時，先將平臺上箱體降至水面，提升升降樁腿同時放鬆引導索，將自升主平臺移出坐底支撐結構的上方區域，利用壓載系統排出壓載艙內的水，使坐底支撐結構浮起，恢復到拖航狀態。
本發明具有如下優點(1)採用分體結構，平臺升降樁腿長度成倍減小，降低了重心，大大提高了平臺漂浮穩性，從而可以顯著減小平臺上浮體的尺度、重量，相應降低了平臺對其樁腿的剛度、強度的要求和對整套升降機械升降能力的要求，平臺所受環境載荷也隨之減少。
(2)坐底支撐結構，不必受平臺升降功能限制，焊接為一個整體，比相互獨立的樁腿結構性好，不易發生變形及振動，充分發揮材料效能。且坐底支撐結構可以對升降主平臺的樁腿進行精確限位，有利於降低普通自升式平臺固樁載荷，提高了平臺安全性。
(3)兩大分體均具備自浮能力，就位時無需浮吊等輔助作業，且平臺不會出現拔樁困難。
(4)可以比較容易地突破目前自升式平臺作業水深150m的上限。
(5)不僅可用於新建平臺，對現有自升式平臺的深水化改造同樣適用。
(6)與以上優點相對應，可大幅降低自升式平臺造價。
圖1為分體坐底自升式平臺就位前示意2為分體坐底自升式平臺就位過程示意3為分體坐底自升式平臺就位後示意圖1、平臺上箱體 2、升降樁腿 3、平臺下箱體 4、固定樁腿5、絞車6、引導索7、導向輪 8、導向套9、空壓機組10、壓載控制氣路11、通海口
具體實施例方式現結合說明書附圖1、2、3，對本發明作進一步描述分體坐底自升式平臺，主要由自升主平臺、坐底支撐結構、對接引導裝置、壓載系統構成。自升主平臺包括平臺上箱體1、升降樁腿2、固樁與升降機械、鑽修作業設施，坐底支撐結構包括平臺下箱體3、固定樁腿4及其它連接固定杆件，對接引導裝置包括絞車5和配屬引導索6、導向輪7、導向套8，壓載系統包括空壓機組9和配屬壓載控制氣路10、通海口11。綜合考慮平臺拖航、對接、就位、拆分等各項性能，將平臺分為均具有漂浮性能的兩大分體，作業時在海上自行上下對接成一座平臺。自升主平臺，與常規自升式平臺基本相同，裝有不少於三根升降樁腿2，各升降樁腿2頂部安裝導向輪7，底部截面中心設有導向套8；坐底支撐結構，下部為平臺下箱體3，平臺下箱體3隔成數個壓載艙室，各壓載艙室均設有通海口11，平臺下箱體3上方設有與升降樁腿2位置對應、數量相同的固定樁腿4，各固定樁腿4也分別設壓載艙，平臺下箱體3、固定樁腿4及多個杆件組焊為一個剛性整體；對接引導絞車5安裝在自升主平臺上，配屬的引導索6沿導向輪7、導向套8，穿過升降樁腿2後固定在固定樁腿4的頂部截面中心，通過收緊引導索6，升降樁腿2底端可以與固定樁腿4頂端基本對準，此時對接處的錐度結構可使兩者精確對位；壓載系統的空壓機組9安裝在自升主平臺上，配屬的壓載控制氣路10與坐底支撐結構上所設各壓載艙分別相連，利用氣壓控制海水經通海口11進出壓載艙，各壓載艙可分別控制，調整坐底支撐結構在尚未坐底時的平衡。
坐底支撐結構，由於結構重心低，加上固定樁腿4的浮力作用，採用成熟設計技術可以使其不僅具有漂浮穩性，還具有沉浮穩性，確保海上對位、拆分過程的平穩、安全。
自升主平臺通過升降樁腿2支坐在坐底支撐結構的固定樁腿4上，完全依靠自升主平臺重量來保持其豎向穩定，而橫向則由對接處的錐度結構限位。
分體坐底自升式平臺的典型使用方法是平臺拖航時，自升主平臺、坐底支撐結構分開浮在水面上(見圖1)，用拖輪拖航。
平臺海上就位對接時，壓載系統控制各壓載艙進水，使坐底支撐結構沉至升降樁腿2下端以下，同時對接引導裝置卷收引導索6，使升降樁腿2與固定樁腿4對中相接(見圖2)，然後降放升降樁腿2，直至坐底支撐結構坐落於海底，此後按普通自升式平臺升船程序執行，調整至作業狀態；在海底存在輕度傾斜時，靠升降樁腿2調節以保持自升主平臺的狀態。
平臺鑽修作業與其它平臺沒有區別(見圖3)。
平臺起浮拆分時，先將平臺上箱體1降至水面，提升升降樁腿2同時放鬆引導索6，用拖輪將自升主平臺移出坐底支撐結構的上方區域，利用壓載系統排出壓載艙內的水，使坐底支撐結構浮起。
權利要求
1.分體坐底自升式平臺及其使用方法，分體坐底自升式平臺包括自升主平臺、坐底支撐結構、對接引導裝置、壓載系統；自升主平臺包括平臺上箱體1、升降樁腿2、固樁與升降機械、鑽修作業設施，坐底支撐結構包括平臺下箱體3、固定樁腿4及其它杆件，對接引導裝置包括絞車5和配屬引導索6、導向輪7、導向套8，壓載系統包括空壓機組9和配屬壓載控制氣路10、通海口11；其特徵是平臺分為自升主平臺、坐底支撐結構兩大分體；自升主平臺安裝不少於三根升降樁腿2，各升降樁腿2頂部安裝導向輪7，底部截面中心設有導向套8；坐底支撐結構下部為平臺下箱體3，平臺下箱體3隔成數個壓載艙室，各壓載艙室均設有通海口11，平臺下箱體3上方裝有與升降樁腿2位置對應、數量相同的固定樁腿4，各固定樁腿4也分別設壓載艙，平臺下箱體3、固定樁腿4及多個杆件組焊為一個剛性整體；對接引導裝置的絞車5安裝在自升主平臺上，配屬的引導索6穿過安裝在升降樁腿2上的導向輪7、導向套8後固定在固定樁腿4的頂部截面中心；壓載系統的空壓機組9安裝在自升主平臺上，配屬的壓載控制氣路10與坐底支撐結構上所設各壓載艙分別相連。
2.根據權利要求書1所述的分體坐底自升式平臺及其使用方法，其特徵是平臺拖航時，自升主平臺、坐底支撐結構分開浮在水面上，用拖輪拖航；平臺海上就位對接時，壓載系統控制各壓載艙進水，使坐底支撐結構沉至升降樁腿2下端以下，同時對接引導裝置卷收引導索6，使升降樁腿2與固定樁腿4對中相接，然後降放升降樁腿2，直至坐底支撐結構坐落於海底，此後按普通自升式平臺升船程序執行，調整至作業狀態；平臺起浮拆分時，先將平臺上箱體1降至水面，提升升降樁腿2同時放鬆引導索6，將自升主平臺移出坐底支撐結構的上方區域，利用壓載系統排出壓載艙內的水，使坐底支撐結構浮起，恢復到拖航狀態。
3.根據權利要求書1所述的分體坐底自升式平臺及其使用方法，其特徵是坐底支撐結構，含有至少一個最多與固定樁腿4數量相同的平臺下箱體3。
全文摘要
本發明涉及一種新型平臺——分體坐底自升式平臺及其使用方法。平臺由自升主平臺、坐底支撐結構、對接引導裝置、壓載系統構成，分為均具有漂浮性能的兩大分體，作業時在海上可自行上下對接成一座平臺。自升主平臺，結構與常規自升式平臺基本相同，在其各升降樁腿安裝導向輪、導向套；坐底支撐結構，設有箱體和與升降樁腿相對應的固定樁腿，並組焊為一個剛性整體；對接引導裝置通過引導索引導升降樁腿和固定樁腿精確對位，壓載系統控制坐底支撐結構的沉浮，配合作業可實現平臺的海上對接、拆分。本發明可用於新建平臺，也可用於已有自升式平臺深水化改造。
文檔編號E02B17/02GK1869337SQ200510043589
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月27日 優先權日2005年5月27日
發明者徐松森, 張士華, 田海慶, 樊敦秋, 初新傑, 劉忠彥, 孫永泰 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鑽井工藝研究院