專利名稱：具有封閉的中心井的筒狀平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及近海鉆井和采油平臺，尤其是筒式平臺。
背景技術(shù)：
筒式近海鉆井和采油平臺通常包括垂直細長的漂浮船體。例如， 圖l示出一示例性的筒式平臺100，所述筒式平臺IOO具有一帶空心 中心井104的外船身102，所述中心井104在它的下端處通向海中， 而在它的上端處通向大氣。船身102支承一曱板(未示出)，鉆井和采 油設(shè)備(未示出)可以與其它結(jié)構(gòu)一起安裝在上述甲板上。船身102 包括多個圍繞中心井104的浮筒106。浮筒106限定空間或艙108，所 迷艙108可以選擇性地充滿空氣或水，以便為平臺IOO提供不同程度 的浮力。浮筒106向下延伸到桁架結(jié)構(gòu)110，所述桁架結(jié)構(gòu)110又向 下延伸到壓載龍骨112。在桁架結(jié)構(gòu)110的底部處的龍骨112降低平 臺IOO的重心，并改善平臺IOO的穩(wěn)定性?？梢岳靡粋€或多個錨繩 (未示出)來使平臺IOO保持在它的位置上。
筒式平臺通常與一個或多個立管結(jié)合使用，所述立管在張力作用 下從平臺延伸到井口或者錨固在海底上。例如，圖1的平臺100包括 頂部張緊式立管(TTRs) 116。 TTRsl16從液壓一氣動張緊裝置(未 示出)向下延伸穿過中心井104，所述張緊裝置支承在頂部張緊式立 管支承架118上。船身102將支承架118支承在水(比如，大海)的 表面120上方。在可供選擇的筒狀平臺中，TTRs可以用浮力罐(未
4示出)支承，所述浮力罐漂浮在露天中心井中。這種配置在美國專利
No. 6176646中公開，其內(nèi)容整個通過參考包括在本文中。可供選擇的 筒狀平臺可以包括懸鏈狀立管和/或底部張緊式立管(BTRs),所述 BTRs用來從遙遠的現(xiàn)場輸入油和/或氣，或者將油和/或氣輸出到岸上 或其它平臺上。這些立管一般位于露天的中心井中，而平臺可以包括 用于圍繞和裝入立管的牽引管或保護(containment)管。在某些情況 下，懸鏈狀立管可以位于平臺的外部上并沿著平臺的長度運行。其它 在底部敞開的實用管道也可以位于中心井中。
如從圖1中所了解的，中心井104在它的底部處通向海中并注入 海水。因此，中心井104對平臺100的浮力不產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明筒狀平臺的一些優(yōu)選實施例具有若干特點，這些特點中沒 有單一特點單獨對它們所希望的特性起作用。在不限制如下面權(quán)利要
求書所表示的本發(fā)明實施例的范圍的情況下，現(xiàn)在簡要論述它們的更 突出的特點。在考慮這個論述之后，和尤其是在閱讀了標(biāo)題為"具體 實施方式"這部分之后，應(yīng)該理解本發(fā)明一些實施例的特點如何提供 若干優(yōu)點，所述優(yōu)點包括，但不限于增加浮力減小尺寸和重量，及隨 著狀況改變調(diào)節(jié)平臺的浮力的簡單而有效的手段。
本發(fā)明的筒狀平臺一方面包括實現(xiàn)在典型的筒狀平臺中，中心井 通向海中并注水。因此中心井不對平臺提供浮力作用。密封中心井的 一部分或全部有利的是增加平臺的浮力，并使中心井能為平臺提供可 調(diào)節(jié)的浮力。密封中心井的一部分或全部另外有利的是有助于減小筒 狀平臺的直徑和尺寸，因而產(chǎn)生重量節(jié)約。重量和體積的減小還增強 用現(xiàn)有重的舉起船(heavy lift vessel)成一體地制造和運輸筒狀平臺 的能力。
概括地說，按照上述實現(xiàn)方案，按照本發(fā)明所述的筒狀平臺包括: 船身；中心井，所述中心井設(shè)置在船身內(nèi)，并具有通向海中的下端； 橫向隔板，所述橫向隔板設(shè)置在中心井內(nèi)，以便限定在中心井下端處的可變浮力艙，所述可變浮力艙通向海中；和套筒，所述套筒貫穿隔 板和可變浮力艙，其中套筒在它與隔板的接合處形成氣密性和水密性 密封。
在一個具體實施例中，隔板是氣密性和水密性甲板。在另一個具 體實施例中，隔板至少包括第一和第二氣密性和水密性曱板，所述第 一和第二甲板在它們之間限定一氣密性和水密性固定的浮力室，同時
套筒從第一甲板貫穿固定的浮力室延伸，貫穿第二甲板，和貫穿可變
浮力艙。套筒有利的是可以配置成容納貫穿套筒的立管。套筒在它與 第一和第二曱板的相應(yīng)接合處形成氣密性和水密性密封。
如本文所用的，術(shù)語"發(fā)明"、"本發(fā)明"應(yīng)理解為包含本文在其 不同實施例和方面所描述的發(fā)明，及該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以提出的任 何等效物。


現(xiàn)在通過著重強調(diào)有利特點詳細論述本發(fā)明筒狀平臺的優(yōu)選實施 例。這些實施例描述附圖所示的新穎的而非顯而易見的筒狀平臺，僅 用于示例性目的。這些附圖包括下列圖，其中同樣的標(biāo)號表示同樣的 部件
圖l是現(xiàn)有技術(shù)的筒狀平臺的側(cè)向剖視圖； 圖2是本發(fā)明的筒狀平臺的一個實施例的側(cè)向剖視圖； 圖3是圖2的筒狀平臺沿線3-3所取的頂部剖視圖；和 圖4是圖2的筒狀平臺沿線4-4所取的頂部前視圖。
具體實施例方式
圖2示出本發(fā)明筒狀平臺200的一個實施例的側(cè)向剖視圖。盡管 本發(fā)明的一些實施例本文參照桁架筒狀平臺進行說明，但該領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明的實施例包含任何具有露天中心井配置的浮 式采油和/或鉆井平臺或船舶。
如圖2所示，筒狀平臺200包括船身202，所述船身202具有中
6心井204。中心井204具有上端和下端，上述上端通向大氣，而上述 下端通向海中。多個氣密和水密的隔板206、 208、 210大體上水平地 橫過中心井204延伸。在一具體實施例中，隔板206、 208、 210的其 中一個或多個可以取非氣密性/水密性甲板的形式。為簡便起見，在下 面說明中，把隔板206、 208、 210都稱之為甲板，盡管在某些實施例 中這些隔板206、 208、 210的其中一個或多個可能不是氣密性和水密 性的。
第一和第二甲板206、208限定一在它們之間的第一氣密性和水密 性固定的浮力室216。第二和第三甲板208、 210在它們之間限定一第 二氣密性和水密性固定的浮力室218。在第三甲板210的下方，可以 橫跨中心井204設(shè)置一個或多個支承架或?qū)蚣?14。在所示的實施 例中，設(shè)置兩個支承架或?qū)蚣?14，同時最下面的構(gòu)架214位于中 心井204的下端附近，如圖2和4中所示。該領(lǐng)域的4支術(shù)人員應(yīng)該理 解，可以設(shè)置更少或更多的支承架或?qū)蚣?14。支承架或?qū)蚣?14 的功能如下面詳細論述的。
多個套筒224在大體上垂直的(軸向)方向上穿過中心井204從 最上面曱板206延伸到中心井204的底部。在所示的實施例中，示出 了 5個套筒224，但應(yīng)該理解，也可以設(shè)置更少或更多套筒224。套筒 224中的一個，優(yōu)選的是靠近中心井204中心的套筒224可以是月池 套筒224a(見圖3和4 ),并且它的直徑可以比其它套筒224的直徑大， 以便提供月池225，所述月池225從最上面甲板206延伸到中心井204 的底部。套筒224、 224a由支承架或?qū)蚣?14支承，因為各套筒在 甲板206、 208、 210下方貫穿中心井204延伸。套筒224有利的是加 工成一定尺寸，以便安放和容納立管227，立管227可以是頂部張緊 式立管(TTRs)、底部張緊式立管(BTRs)，或鋼懸鏈狀立管(SCRs ), 有或沒有立管外殼(未示出)。TTRs可以由頂部張緊式立管支承架229 支承，所述支承架229具有相關(guān)的常規(guī)立管張緊裝置(未示出)，如該 技術(shù)中眾所周知的。中心井204中還可以設(shè)置另一些保持管和/或牽引 管(未示出)，如用于懸鏈狀立管、臨時管纜(umbilical )、月池和/或沉箱的那些。
船身202包括多個圍繞中心井204的浮筒或硬質(zhì)筒226。浮筒226 可以用常規(guī)方法選擇性地和可控制地充入空氣或水，以便為平臺200 提供不同程度的浮力。浮筒226向下延伸到桁架結(jié)構(gòu)230，所述銜架 結(jié)構(gòu)230向下延伸到壓載龍骨232。壓載龍骨232在軒架結(jié)構(gòu)230的 底部處使平臺200的重心降低，并改善平臺200的穩(wěn)定性。 一個或多 個錨繩(未示出)可以用來使平臺200保持在它的位置上。該領(lǐng)域的 技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明的筒狀平臺的某些實施例可以不包括街架 結(jié)構(gòu)或壓載龍骨。
如上所述，曱板206、 208、 210是氣密性和水密性的。因此，套 筒224、 224a與甲板206、 208、 210的交點同樣是氣密性和水密性的。 例如，套筒224、 224a可以用氣密性和水密性方式焊接到曱板206、 208、 210上。該領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，如本文所用的，術(shù)語"套 筒"包含連續(xù)的和分段式結(jié)構(gòu)二者。因此，每個套筒224、 224a都可 以包括材料從最上面甲板206延伸到最下面支承架或?qū)蚣?14的單 一材料的整體長度，或者每個套筒224、 224a可以由多個較短的分段 制成，所述多個較短的分段可以連接在一起和/或連接到甲板206、208、 210及導(dǎo)向架214上。在套筒224、 224a由多個較短分段制成的一些 實施例中，甲板206、 208、 210中的開口可以認(rèn)為是套筒的一部分。
在某些實施例中，氣密性和水密性浮力室216、 218充滿空氣，因 此為筒狀平臺200增加浮力。由于穿過固定式浮力室216、 218的套筒 224、 224a同樣是氣密性和水密性的，如套筒224、 224a和甲板206、 208、 210之間的接合處那樣，所以套筒224中的任何水都不會滲入固 定的浮力室216、 218并干擾它們對筒狀平臺200的浮力作用。而且， 套筒224在最上面甲板206中具有敞開的上端，因此聚集在最上面甲 板206上的任何水都穿過套筒224排走并流入海中。
限定在最下面甲板210下方的可變浮力艙220具有敞開的底部， 所述敞開的底部與中心井204的敞開的底部一致。由于這個可變浮力 艙220也稱之為水室上方的壓縮空氣，所述可變浮力艙220通向海中，
8所以海水222可以自然移入或移出可變浮力艙220?？勺兏×ε?20 中的空氣和水的量可以通過從壓縮空氣源(未示出)加入空氣或者通 過將從可變浮力艙220中泄放空氣到海中或大氣中進行調(diào)節(jié)。提供壓 縮空氣和空氣泄放可以用該領(lǐng)域中眾所周知的常規(guī)機構(gòu)進行，因此在 本說明書中不需要說明。通過可控制地改變可變浮力艙220內(nèi)空氣與 水的比例，可控制地調(diào)節(jié)可變浮力艙220對平臺200的浮力作用。由 于穿過可變浮力艙220的套筒224是氣密性和水密性的，所以套筒224 中的任何空氣和/或水都不會滲入敞開底部的可變浮力艙220中，且不 干擾它對筒狀平臺200的浮力作用。
在某些實施例中，套筒224在兩端處開口。因此套筒224至少部 分地充滿海水，所述海水穿過每個套筒224的下端進入。如上所述， 套筒224還有利的是起到為最上面甲板206排水的作用。收集在甲板 206上的水或其它液體可以穿過套筒224的開口上端排放，和穿過套 筒224向下排放到每個套筒224中所包含的海水的液面。排放有利的 是防止液體過量聚集在曱板206上，液體過量聚集在甲板206上會增 加平臺200的上端處的重量，且可能破壞平臺200的平衡，或者引起 晃動或其它有害的效應(yīng)。
上述實施例有利的是在中心井204中提供水密艙216、 218,所述 水密艙216、 218增加筒狀平臺200的浮力。通過至少一個水密性和氣 密性隔板或曱板密封中心井204的下部還有利的是有助于減小筒狀平 臺200的直徑和尺寸，因此減輕重量。重量和體積的減小還增強了筒 狀平臺200用現(xiàn)有的重的舉起船成整體地建造和運輸?shù)哪芰Α?br> 上述實施例還有利的是在水艙220上提供可變浮力或壓縮空氣。 可變浮力艙220的可調(diào)浮力為隨著平臺200上的狀況變化調(diào)節(jié)筒狀平 臺200的浮力提供一種簡單而有效的手段。例如，隨著在平臺200的 提升機構(gòu)上增加或卸除立管和/或上側(cè)設(shè)備，可以調(diào)節(jié)可變浮力艙的浮 力，以便保持平臺200的平衡。壓縮空氣浮力系統(tǒng)另外有利的是比用 船用壓載泵的水壓載系統(tǒng)更簡單。
盡管所示的實施例在中心井204中包括三個氣密性和水密性曱板
9206、 208、 210和兩個氣密性和水密性艙216、 218，但該領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)該理解，本發(fā)明的實施例包含具有任何數(shù)量氣密性和水密性的 甲板和艙。具體地說，如上所述的本發(fā)明筒狀平臺的優(yōu)點可以通過只 應(yīng)用一個氣密性和水密性橫向隔板或甲板(比如，附圖中所示的甲板 206)實現(xiàn)。在這個實施例中，單一隔板將中心井分成通向大氣的上部 和通向海中的下部，所述隔板提供可變浮力艙220，且沒有限定在兩 個或多個曱板之間的浮力室。同樣，如果只設(shè)置兩個氣密性和水密性 隔板或甲板，則有一個限定在它們之間的浮力室。在另一個實施例中， 可以設(shè)置三個或更多的這種隔板或曱板，同時在每個相鄰的隔板或甲 板對之間限定一個浮力室。
在本發(fā)明的筒狀平臺的可供選擇的實施例中，中心井的下端可以 用氣密性和水密性隔板密封。氣密性和水密性隔板可以大體上等同于 上述并在圖2和3中示出的曱板206、 208、 210。在這個實施例中， 海水不能如圖2-4的實施例中那樣自然地流入流出中心井。然而，在 某些具有封閉的下端的實施例中，可以將海水加到中心井中和/或從中 心井移出，以便調(diào)節(jié)平臺的浮力。海水可以例如用泵(未示出)加入 和/或移出。如圖2的實施例中那樣，氣密性和水密性套筒可以貫穿中 心井延伸，而在某些實施例中，套筒可以從最上面的隔板或甲板延伸 到最下面的隔板或曱板。
上述說明提供為實施本發(fā)明所設(shè)想的最佳模式，及用這種完全、 清楚、簡明、而精確的術(shù)語制造和利用本發(fā)明的方式和方法的最佳模 式，以便使與其有關(guān)的該領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能制造和使用這種筒 狀平臺。然而，除了上述的那些之外，本發(fā)明可以進行一些完全等效 的修改和可供選擇的結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明不限于本文所述的具體實施 例。相反，本發(fā)明包含所有包括在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的修改和可 供選擇的結(jié)構(gòu)，如下面權(quán)利要求書通常表示的，所述權(quán)利要求書特別 指出和清楚地對本發(fā)明的主題提出要求保護。
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權(quán)利要求
1. 一種筒狀平臺，供在近海鉆井或從海底開采礦物燃料中使用，所述平臺包括船身；中心井，所述中心井設(shè)置在船身內(nèi)；氣密性和水密性橫向隔板，所述橫向隔板設(shè)置在中心井內(nèi)，以便限定中心井內(nèi)的可變浮力艙；和套筒，所述套筒貫穿隔板和可變浮力艙，其中套筒在它與隔板的接合處形成氣密性和水密性密封。
2. 如權(quán)利要求l所述的筒狀平臺，其中中心井具有下端，所述下 端通向海中。
3. 如權(quán)利要求2所述的筒狀平臺，其中可變浮力艙位于中心井的 下端處。
4. 如權(quán)利要求1-3中之一所述的筒狀平臺，其中氣密性和水密性 橫向隔板位于中心井的下端處，并從海里密封中心井。
5. 如權(quán)利要求1-4中之一所述的筒狀平臺，其中橫向隔板包括第 一隔板，并且還包括第二氣密性和水密性橫向隔板，第一和第二隔板 在它們之間限定 一 固定的浮力室。
6. 如權(quán)利要求5所述的筒狀平臺，其中套筒貫穿第一隔板，第二 隔板，和固定的浮力室延伸，并在它與第一和第二隔板的接合處形成 氣密性和水密性密封。
7. 如權(quán)利要求1-6中之一所述的筒狀平臺，其中所述平臺具有浮 力，所述浮力可通過改變可變浮力艙內(nèi)空氣與水的比例進行調(diào)節(jié)。
8. 如權(quán)利要求7所述的筒狀平臺，其中可變浮力艙內(nèi)空氣與水的 比例可通過選擇性地將空氣加到可變浮力艙中和從艙中移走空氣而改 變。
9. 如權(quán)利要求7所述的筒狀平臺，其中可變浮力艙內(nèi)空氣與水的而改變。
10. 如權(quán)利要求1-9中之一所述的筒狀平臺，其中所述套筒配置 成能使中心井中的水穿過套筒排放到海中。
11. 一種調(diào)節(jié)在近海鉆井或從海底開采礦物燃料中使用的筒狀平 臺的浮力的方法，所述方法包括以下步驟改變平臺的可變浮力艙內(nèi)的空氣與水的比例，其中可變浮力艙位 于平臺的中心井內(nèi)。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中改變可變浮力艙內(nèi)的空氣與 水的比例的步驟包括選擇性地將空氣加到可變浮力艙中和從可變浮力 艙中移走空氣。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中改變可變浮力艙內(nèi)的空氣與 水的比例的步驟包括選擇性地將水加到可變浮力艙中和從可變浮力艙 中移走水。
14. 一種建造在近海鉆井或從海底開釆礦物燃料中使用的筒狀平 臺的方法，所述方法包括以下步驟裝配平臺的船身，所述船身包括中心井；固定中心井內(nèi)氣密性和水密性橫向隔板，所述隔板限定中心井內(nèi) 可變浮力艙的邊界；和將套筒貫穿隔板和可變浮力艙延伸，其中套筒在它與隔板的接合 處形成氣密性和水密性密封。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中橫向隔板包括第一隔板，還 包括在中心井內(nèi)固定第二氣密性和水密性橫向隔板的步驟，第一和第 二隔板在它們之間限定 一 固定的浮力室。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中將套筒貫穿隔板延伸的步驟 包括將套筒焊接到隔板上。
全文摘要
一種在近海鉆井或開采礦物燃料中使用的筒狀平臺(200)包括一具有中心井(204)的船身(202)。氣密性和水密性隔板(210)橫過中心井，同時在中心井中形成可變浮力艙(220)。在某些實施例中，中心井底部通向海中，而在某些另外的實施例中，中心井在底部處密封。至少一個用于容納立管(227)的套筒(224)貫穿隔板和可變浮力艙延伸到中心井的底部。套筒具有敞開的上端，以便排放聚集在中心井中的水，并且在它與隔板的接合處形成氣密性和水密性密封。在某些實施例中，橫過中心井設(shè)置兩個或多個氣密性和水密性隔板(206、208、210)，同時在每個相鄰的隔板對之間限定一個或多個氣密性和水密性固定的浮力室(216、218)。
文檔編號B63B35/44GK101500888SQ200780030243
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月16日
發(fā)明者A·薩布洛, L·芬恩, R·達維耶, W·W·馬拉爾 申請人:泰克尼普法國公司