專利名稱：浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及海洋石油工程設(shè)施，尤其涉及一種由板管組合且可滑移 的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座。
技術(shù)背景浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸載油裝置(FPS0)是海洋石油開發(fā)的一種工程設(shè)施。它 通過海底管線收集井口平臺的油、氣、水，由設(shè)在主甲板上的工藝處理模塊 進(jìn)行油、氣、水分離處理，借助電站模塊為整個(gè)油田設(shè)施供電。支撐這些設(shè) 備的是上部模塊結(jié)構(gòu)。各模塊沿裝置的縱向按照一定的順序設(shè)置在裝置的主 甲板上。上部模塊結(jié)構(gòu)與裝置主甲板采用支座連結(jié)，其支座型式是根據(jù)受力 狀況不同而有不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。目前世界己有幾十條浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸載油裝 置(FPSO〗，其上部模塊結(jié)構(gòu)盡管有各種不同的支座型式，但是歸納起來主要 有兩種。 一種是常規(guī)的型鋼立柱加墊板的固定支座型式，設(shè)置在放置生產(chǎn)設(shè) 備的模塊甲板(即操作甲板)下方，這種支座是由立柱和斜撐體組合的立面 框架，這種結(jié)構(gòu)的支座適用于海況條件較好的海域，比如渤海海域。另一種 是由厚板組合的箱型支座型式，模塊甲板由這些連接在裝置本體上的大型箱 型支座支撐，其支點(diǎn)位于箱型支座的墊板上，模塊甲板一般由兩排箱型支座 支撐，其中一排支座為固定式，另一排支座為滑移式，使模塊甲板可以在箱 形支座上滑移，以減少裝置本體變形，對模塊甲板產(chǎn)生的作用力，這種結(jié)構(gòu) 的支座適用于海況比較惡劣的海域，比如中國的南海海域。漂浮在海上的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置(FPS0)受環(huán)境荷載的影響很大， 在環(huán)境荷載的各種作用下，不但會(huì)產(chǎn)生橫搖、縱搖和升沉等運(yùn)動(dòng)，還會(huì)出現(xiàn) 裝置本體中垂、中拱變形的情況，而上部模塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須根據(jù)這些變化 數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用型鋼立柱墊板支座，即立柱采用型鋼作用于墊板而支撐 在裝置本體，其用鋼量較少，利于建造，但是強(qiáng)度小，使用中對海況條件限 制較大；箱型支座，是模塊甲板主梁交點(diǎn)處厚板加強(qiáng)后，直接作用在裝置本 體上的箱型支座上，其可以承受較大的力，使用中對海況條件限制較小，但是用鋼量較大，且由于構(gòu)造復(fù)雜，建造難度大，成本較高。模塊甲板面積不 同，其支點(diǎn)的數(shù)量也不相同，但是支點(diǎn)數(shù)量是與模塊甲板面積成正比，對于 相同面積的模塊甲板，采用箱型支座時(shí)可以比采用型鋼立柱加墊板的固定支座，減少40%以上。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其結(jié)構(gòu)簡單合理，便于建造，節(jié) 省鋼材，且可減少支座的使用數(shù)量，有效降低成本，該支座承受力較大，可 適用于各種海況條件的海域。本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其特征在于，包 括墊板、主支腿、斜撐體及連接插板(gusset plate)，墊板與裝置本體支 墩連接；主支腿垂直固定在墊板上，主支腿下部外緣側(cè)面上開設(shè)兩個(gè)以上的 插槽，供連接插板插設(shè)固定；兩塊以上的連接插板分別由一側(cè)插設(shè)固定在主 支腿的插槽內(nèi)，且底端與墊板固定連接，其中一塊連接插板(gusset plate) 插入斜撐體一端設(shè)有的開口中固定。前述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其特征在于，所述墊 板為方形或者圓形板體，其面積小于支墩橫截面面積， 一般約為1至1. 44m2; 固定主支腿的墊板焊接在裝置本體支墩上，構(gòu)成固定式支座。前述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其特征在于，所述墊 板為方形或者圓形板體，其面積小于支墩橫截面面積， 一般約為1至1. 44m2; 還包括數(shù)個(gè)呈倒L字形的擋板，擋板沿裝置長方向分別焊接在支墩左右兩側(cè)， 以限制墊板在裝置寬及高度方向的位移，固定主支腿的墊板直接放置于裝置 本體支墩上且位于擋板限制范圍內(nèi)，構(gòu)成滑移式支座。前述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其特征在于，所述主 支腿為圓形柱體，其直徑約為400腿至780mm,長度約為3500m至4500ram; 供連接插板插設(shè)固定的插槽長度為主支腿長度的1/4至1/3，一般約為1000mm 至1200mm，插槽的寬度等于連接插板的厚度，該插槽為等距設(shè)置在主支腿下 部外緣側(cè)面上。前述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其特征在于，所述斜撐體為圓形柱體，其直徑小于主支腿直徑， 一般約為400mm至620mm，長度等 于或者大于主支腿的長度， 一般約為3500mm至5000mm;所述斜撐體供插入固 定連接插板的開口寬度等于連接插板的厚度，且開口深度為400mm至500mm。前述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其特征在于，所述連 接插板(gusset plate)為方形或者多邊形板體，其固定插入在主支腿插槽 內(nèi)的二側(cè)邊的長度與插槽長度相等，厚度與插槽寬度相等。前述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其特征在于，所述主 支腿插槽與連接插板(gusset plate)焊接固定；所述斜撐體開口供連接插 板插入而焊接固定。本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座的有益效果，其結(jié) 構(gòu)簡單合理，便于建造，節(jié)省鋼材；由于在支座上增設(shè)了斜撐體，使支撐面 積加大，因此可減少支座的使用數(shù)量，對于相同面積的模塊甲板，使用本實(shí) 用新型的支座可以比采用其他類型支座減少約1/3左右的使用量，有效降低 成本；該支座設(shè)置斜撐體及連接插板，使支座的承受力增大，承受力范圍大 至500多噸，可適用于各種海況條件的海域。


圖1為本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座的整體結(jié)構(gòu)立體 示意圖。圖2為本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座的固定使用狀態(tài) 示意圖。圖3為本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座的滑移使用狀態(tài) 示意圖。圖中主要標(biāo)號說明l主支腿、ll插槽、2斜撐體、21開口、 3連接插板、 4墊板、5裝置本體支墩、6擋板。
具體實(shí)施方式
參閱圖1所示，本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座， 其特包括墊板4、主支腿l、斜撐體2及連接插板3 (gusset plate)，墊板 4與裝置本體支墩5連接；主支腿1垂直固定在墊板4上，主支腿1下部外緣側(cè)面上開設(shè)兩個(gè)以上的插槽ll,供連接插板3插設(shè)固定；兩塊以上的連接插板3分別由一側(cè)插設(shè)固定在主支腿1的插槽11內(nèi)，且底端與墊板4固定連接， 其中一塊連接插板3 (gusset plate)插入斜撐體2—端設(shè)有的開口 21中固定。參閱圖l、圖2所示，本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支 座，其中，墊板4為方形或者圓形板體，其面積小于支墩5橫截面面積，一 般約為1至1. 44m2;將固定主支腿1的墊板4四周焊接在裝置本體支墩5上， 即構(gòu)成固定式支座。參閱圖1、圖3所示，本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支 座，其中，墊板4為方形或者圓形板體，其面積小于支墩5橫截面面積，一 般約為1至1. 44m2;還包括數(shù)個(gè)呈倒L字形的擋板6，擋板6沿裝置長度方向 分別焊接在支墩5左右兩側(cè)，以限制墊板4在裝置的寬度及高度方向的位移， 固定主支腿1的墊板4直接放置于裝置本體支墩5上且位于擋板6限制范圍 內(nèi)，構(gòu)成滑移式支座。參閱圖l、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊 甲板支座，其中，主支腿l為圓形柱體，其直徑約為400mm至780mm，長度約 為3500m至4500mm;供連接插板3插設(shè)固定的插槽11長度為主支腿1長度的 1/4至1/3, —般約為1000mm至1200mm，插槽11的寬度等于連接插板3的厚 度，該插槽11為等距設(shè)置在主支腿1下部外緣側(cè)面上；斜撐體2為圓形柱體， 其直徑小于主支腿1直徑， 一般約為400mm至620mm，長度等于或者大于主支 腿1的長度， 一般約為3500,至5000mm;連接插板3 (gusset plate)為方 形或者多邊形板體，其固定插入在主支腿1插槽11內(nèi)的一側(cè)邊的長度與插槽 11長度相等，厚度與插槽11寬度相等；其中一塊連接插板3 (gusset plate) 插入斜撐體2 —端設(shè)有的開口 21中固定，該開口 21的寬度等于連接插板3 的厚度，且開口 21的深度為400,至500mm。所述主支腿1插槽11與連接插 板3 (gus'set plate)焊接固定；所述斜撐體2開口 21供連接插板3插入而 悍接固定。番禺FPSO即"海洋石油111"號是一艘單底雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝 置，其總長262m，型寬46m，設(shè)計(jì)吃水17. lm，儲(chǔ)油能力157500m3，生活樓定員100人。該裝置采用內(nèi)轉(zhuǎn)塔式永久系泊，臺風(fēng)不解脫，能承受百年不遇的海上風(fēng)暴。因番禺海區(qū)環(huán)境條件惡劣，風(fēng)浪非常大，不但裝置本體會(huì)產(chǎn)生橫搖、 縱搖和升沉等運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，還有裝置本體中垂、中拱的變形，裝置本體梁變形計(jì)算結(jié)果垂向絕對位移為327 mm，相鄰肋位最大垂向相對位移為25 mm;縱 向絕對位移為96 mm，相鄰肋位最大縱向相對位移為5 mm。裝置本體在惡劣 的環(huán)境條件下運(yùn)動(dòng)幅值較大，其運(yùn)動(dòng)幅值如下表1所示表1為海洋石油111號單底雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置的運(yùn)動(dòng)幅值。運(yùn)動(dòng)在位操作在位極端橫搖幅值7. 5°22. 0。周期11.0 sec.11.0 sec.縱搖幅值4.0°8. 0°周期12.0 sec.13.0 sec.升沉幅值0.09 gO.加g根據(jù)表1所示的運(yùn)動(dòng)幅值，設(shè)計(jì)了本實(shí)用新型的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，支座構(gòu)造為，主支腿l為直徑是610mm的圓柱體，材質(zhì)為 GB712-2000D36的鋼材，長度為4100mm;斜撐體2為直徑是508腿的圓柱體， 材質(zhì)為GB712-2000 D36的鋼材，長度為360mm,斜撐體2設(shè)置開口21，開口 21的寬度為40證，開口 21的深度為為500mm;墊板4為1200腿X 1200mm厚 度為5'0mm的方形板體，材質(zhì)為GB712-2000 D36的鋼材，三塊連接插板3是 材質(zhì)為GB712-2000 D36的五邊形鋼板，厚度為40mrn，連接插板3與主支腿1 的連接長度(即主支腿插槽的長度)為llOOmm，插槽11的寬度為40mrn，斜 撐體2與連接插板3的連接長度(即開口 21的深度)為500mm。先將主支腿 1外緣側(cè)面等距開設(shè)三個(gè)長度為llOOmm，寬度為40腿的插槽11，然后將主支 腿1垂直焊接在墊板4的中心位置處；分別將三塊連接插板3的一側(cè)插入插 槽ll內(nèi)焊接固定，并將連接插板3底端與墊板4焊接固定；然后將其中一塊 連接插板3插入斜撐體2設(shè)置的開口 21中，插入深度為500mm，也焊接固定， 即完成支座的制備建造。先將上述實(shí)施例建造好的支座，隨吊裝設(shè)備整體吊裝至位于裝置本體中 間的兩排裝置本體支墩5上，將固定主支腿1的墊板4直接焊接在裝置本體 支墩5上，構(gòu)成固定式支座。再在位于裝置本體最前排和最后排的裝置本體支墩5上，沿著裝置長方 向在裝置本體支墩5的左右兩側(cè)分別焊接2個(gè)呈倒L字形的擋板6，然后將固 定主支腿1的墊板4直接放置于裝置本體支墩5上且使墊板4位于擋板6的 限制范圍內(nèi)，構(gòu)成滑移式支座，通過擋板6限制墊板4在裝置寬及高度方向 位移，讓墊板4僅能夠沿著裝置長方向進(jìn)行適度位移。待固定式支座和滑移式支座構(gòu)建完畢后，將模塊甲板放置在支座上。 本實(shí)用新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座的優(yōu)點(diǎn)是1、針對 海況竭劣的海域，由于風(fēng)浪極大，造成裝置本體變形較大，因此將模塊甲板 中間位置的部分支座設(shè)置成固定式，而前后兩排的支座設(shè)置成滑移式，這樣， 當(dāng)裝置本體出現(xiàn)變形時(shí)，由于滑移式支座可以沿裝置的長度方向進(jìn)行適度位移，即使其在裝置本體甲板支墩上可小幅滑動(dòng)，讓模塊甲板能夠沿裝置的長 度方向釋放，從而減小裝置本體變形，對模塊甲板產(chǎn)生的作用力，大大降低 模塊甲板水平方向的受力，模塊甲板結(jié)構(gòu)受力更趨合理。2、模塊甲板支撐是 采用板體和管體組合而成的支座，模塊甲板立面框架跨距較大，支座的使用 數(shù)量明顯減少， 一般每塊上部模塊甲板使用本實(shí)用新型的模塊甲板支座時(shí)， 為3排，每排4個(gè)，如果使用其他類型的支座至少為3排，每排約8個(gè)，因 此可^減少約l/2的使用量。3、在支座中增加了斜撐體結(jié)構(gòu)，使裝置本體的 主甲板與模塊甲板(即模塊甲板能夠高出裝置本體主甲板4. 4m)之間可有非常 寬敞的空間，裝置本體管線管托架可以架高，操作人員在其間行走自如，方便 操作，開闊的空間還可避免油氣的聚積，提高安全性。4、支座可以選擇性地 設(shè)置在裝置本體加強(qiáng)梁位置,使其位于裝置本體位置更加合理，這樣可大量減 少裝置本體內(nèi)部的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，使裝置本體設(shè)計(jì)與建造的工作量降低，節(jié)約整 個(gè)工程時(shí)間。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任 何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何 簡單f改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其特征在于，包括墊板、主支腿、斜撐體及連接插板，墊板與裝置本體支墩連接；主支腿垂直固定在墊板上，主支腿下部外緣側(cè)面上開設(shè)兩個(gè)以上的插槽，供連接插板插設(shè)固定；兩塊以上的連接插板分別由一側(cè)插設(shè)固定在主支腿的插槽內(nèi)，且底端與墊板固定連接，其中一塊連接插板插入斜撐體一端設(shè)有的開口中固定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其 特征在于，所述墊板為方形或者圓形板體，其面積小于支墩橫截面面積；固 定主女腿的墊板焊接在裝置本體支墩上，構(gòu)成固定式支座。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其 特征在于，所述墊板為方形或者圓形板體，其面積小于支墩橫截面面積；還 包括數(shù)個(gè)呈倒L字形的擋板，擋板沿著裝置長方向分別焊接在支墩左右兩側(cè)， 固定主支腿的墊板直接放置于裝置本體支墩上且位于擋板限制范圍內(nèi)，構(gòu)成 滑移式支座。3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其 特征在于；所述主支腿為圓形柱體，供連接插板插設(shè)固定的插槽長度為主支 腿長度的1/4至1/3，插槽的寬度等于連接插板的厚度，該插槽為等距設(shè)置在 主支腿下部外緣側(cè)面上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支 座，其特征在于，所述斜撐體為圓形柱體，其直徑小于主支腿直徑，長度等 于或者大于主支腿的長度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其 特征在于，所述連接插板為方形或者多邊形板體，其固定插入在主支腿插槽 內(nèi)的一側(cè)邊的長度與插槽長度相等，厚度與插槽寬度相等。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其 特征在于，所述斜撐體供插入固定連接插板的開口寬度等于連接插板的厚度， 且開q深度為400mm至500mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其 特征在于，所述主支腿插槽與連接插板焊接固定；所述斜撐體開口供連接插 板插入而焊接固定。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置上部模塊甲板支座，其包括墊板、主支腿、斜撐體及連接插板，墊板與裝置本體支墩連接；主支腿垂直固定在墊板上，主支腿下部外緣側(cè)面上開設(shè)兩個(gè)以上的插槽，供連接插板插設(shè)固定；兩塊以上的連接插板分別由一側(cè)插設(shè)固定在主支腿的插槽內(nèi)，且底端與墊板固定連接，其中一塊連接插板插入斜撐體一端設(shè)有的開口中固定；其結(jié)構(gòu)簡單合理，便于建造，節(jié)省鋼材，且可減少支座的使用數(shù)量，有效降低成本，該支座承受力較大，可適用于各種海況條件的海域。
文檔編號E04B1/36GK201082978SQ20072017627
公開日2008年7月9日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者張艷芳, 楊曉剛, 王曉蕾 申請人:中國海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司