一種延伸式張力腿平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種延伸式張力腿平臺(tái)，它包括一由四個(gè)浮箱組成的矩形環(huán)狀浮箱組件，浮箱組件四個(gè)交點(diǎn)處的上表面均緊固連接一浮出水面的立柱；其特征在于：每一立柱的水平中心線與浮箱組件的水平中心線之間具有一夾角α；每一立柱均相對(duì)于浮箱組件向外延伸，延伸出的每一立柱的末端外側(cè)均設(shè)置若干張力腿懸掛點(diǎn)，每一張力腿懸掛點(diǎn)上均懸掛一張力腿，每一張力腿的末端均緊固連接在海底泥面上；立柱的頂端緊固連接一主要用于放置采油設(shè)備、油氣處理設(shè)備和鉆修井設(shè)備的甲板。本發(fā)明具有抵御惡劣天氣的能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、安裝風(fēng)險(xiǎn)小且安裝成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種延伸式張力腿平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種張力腿平臺(tái)，特別是關(guān)于一種延伸式張力腿平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國對(duì)石油及天然氣的需求顯著增加，因此，需要大型的海洋油氣開采和生產(chǎn)平臺(tái)，張力腿平臺(tái)(TLP)屬于這類平臺(tái)中的一種，在海洋油氣開采和生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。張力腿平臺(tái)是一種順應(yīng)式結(jié)構(gòu)，靠豎直的錨泊系統(tǒng)，即張力腿連接到海底。由于張力腿在安裝初期具有一定的預(yù)張力，呈拉緊狀態(tài)，因此，能夠通過預(yù)張力將張力腿平臺(tái)向下拉至一定深度。被緊緊拉住的張力腿平臺(tái)在水平面內(nèi)順應(yīng)著海浪一起擺動(dòng)，而在垂向的深沉運(yùn)動(dòng)則很小，因此可以滿足油氣開采和生產(chǎn)。張力腿平臺(tái)上部的甲板高出水面一定距離，可以用于布置油氣生產(chǎn)設(shè)施、生活設(shè)施和鉆井設(shè)施。張力腿平臺(tái)具有升沉運(yùn)動(dòng)優(yōu)良、可采用干式采油樹、維修方便以及節(jié)省投資和操作費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]目前，雖然世界各國已經(jīng)成功建立了25座張力腿平臺(tái)，但其穩(wěn)定性、抵抗惡劣天氣的能力仍是世界各國學(xué)者關(guān)注和研究的焦點(diǎn)之一。2005年，美國和墨西哥灣遭遇的卡特里娜(Katrina)和麗塔(Rita)颶風(fēng)造成了多個(gè)張力腿平臺(tái)的損壞，其中包括一座張力腿平臺(tái)的傾覆。這起事故引起了人們對(duì)張力腿平臺(tái)安全的高度重視，API (美國石油學(xué)會(huì))也因此提高了張力腿平臺(tái)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而業(yè)內(nèi)人士的研究也更加傾向于提高張力腿平臺(tái)的穩(wěn)定性和抵抗惡劣天氣的能力。張力腿平臺(tái)的在位穩(wěn)定性主要依靠張力腿的拉力形成的復(fù)原力矩，因此適當(dāng)增大連接張力腿的立柱間距將更便于滿足張力腿平臺(tái)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但其結(jié)構(gòu)成本也將大大增加。
[0004]如何減小張力腿平臺(tái)的安裝風(fēng)險(xiǎn)和安裝成本是世界各國學(xué)者關(guān)注和研究的另一焦點(diǎn)。目前有些張力腿平臺(tái)平臺(tái)由于立柱間距較小而不滿足整體濕拖穩(wěn)性的要求，因此，不能將上部模塊和船體在船塢或碼頭組裝好之后再整體拖到油田。需要將上部模塊和船體分別安裝，即先動(dòng)用大型的起重安裝船將船體安裝好之后，再將上部模塊吊裝安裝到船體上，最后在海上調(diào)試。這種安裝方式有以下幾個(gè)缺點(diǎn):1)成本高，需要?jiǎng)佑么笮推鹬匕惭b船，而隨著世界各國海洋油氣開采的快速發(fā)展，大型起重安裝船舶資源越來越稀缺，提前鎖定安裝資源難度越來越大；2)安裝風(fēng)險(xiǎn)大，需要進(jìn)行大型模塊的海上吊裝作業(yè)；3)受天氣影響程度大，大型起重吊裝作業(yè)對(duì)天氣要求高，對(duì)氣候窗的把握要求高；4)海上調(diào)試不方便，時(shí)間長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠抵御惡劣天氣、穩(wěn)定性高、安裝風(fēng)險(xiǎn)小以及安裝成本低的延伸式張力腿平臺(tái)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種延伸式張力腿平臺(tái)，它包括一由四個(gè)浮箱組成的矩形環(huán)狀浮箱組件，所述浮箱組件四個(gè)交點(diǎn)處的上表面均緊固連接一浮出水面的立柱；其特征在于:每一所述立柱的水平中心線與所述浮箱組件的水平中心線之間具有一夾角α ;每一所述立柱均相對(duì)于所述浮箱組件向外延伸，延伸出的每一所述立柱的末端外側(cè)均設(shè)置若干張力腿懸掛點(diǎn)，每一所述張力腿懸掛點(diǎn)上均懸掛一張力腿，每一所述張力腿的末端均緊固連接在海底泥面上；所述立柱的頂端緊固連接一主要用于放置采油設(shè)備、油氣處理設(shè)備和鉆修井設(shè)備的甲板。
[0007]每一所述立柱均采用截面形狀為矩形的結(jié)構(gòu)形式。
[0008]每一所述立柱的水平中心線與所述浮箱組件的水平中心線之間的夾角α均為45。。
[0009]每一所述立柱上均開設(shè)一用于輸送人員或貨物的通道。
[0010]每一所述立柱和浮箱均是優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成的密閉結(jié)構(gòu)。
[0011]每一所述立柱底面的內(nèi)側(cè)邊與所述浮箱組件的內(nèi)側(cè)邊平齊或向外錯(cuò)開。
[0012]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、由于本發(fā)明的立柱相對(duì)于浮箱組件向外延伸一段距離，因此不僅增大了抗傾覆力矩和穩(wěn)定性，而且還使得立柱和浮箱組件的連接更加方便。另外，與傳統(tǒng)的立柱中心在浮箱交點(diǎn)處的張力腿平臺(tái)相比，增大了張力腿距離平臺(tái)中心的距離，在張力腿張力相同的情況下增大了復(fù)原力矩，有利于張力腿平臺(tái)滿足作業(yè)性能要求，即增大了張力腿的作用效果。反過來說，在保持張力腿作用效果相同的情況下，增加張力腿強(qiáng)度安全冗余的同時(shí)，也減小了張力腿的尺寸甚至張力腿的根數(shù)。眾所周知，張力腿是張力腿平臺(tái)最關(guān)鍵的部位之一，也是成本最高的部件之一，目前張力腿的主體主要由國外進(jìn)口，且其連接構(gòu)件都是專用件，成本非常高，因此減小張力腿根數(shù)對(duì)于張力腿平臺(tái)設(shè)計(jì)和減小成本意義重大。2、由于本發(fā)明采用向外延伸的立柱，增加了拖航時(shí)立柱水線面提供的復(fù)原力矩，能使得上部模塊和船體整體濕拖時(shí)穩(wěn)性滿足要求，從而使得本發(fā)明可以通過上部模塊和船體整體濕拖到油田安裝而不需動(dòng)用大型起重安裝船舶，因此，減小了大型起重吊裝的風(fēng)險(xiǎn)、成本以及對(duì)安裝氣候窗的嚴(yán)格要求，同時(shí)減少安裝調(diào)試時(shí)間，有利于油田早期鉆采和生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖
[0014]圖2是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的俯視示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016]如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括一位于水下的浮箱組件1，浮箱組件I是由四個(gè)浮箱10組成的矩形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，浮箱組件I四個(gè)交點(diǎn)處的上表面均緊固連接一浮出水面的立柱2，每一立柱2的水平中心線與浮箱組件I的水平中心線之間均存在一夾角α。每一立柱2均相對(duì)于浮箱組件I向外延伸，延伸出的每一立柱2的末端外側(cè)均設(shè)置若干張力腿懸掛點(diǎn)3,每一張力腿懸掛點(diǎn)3上均懸掛一張力腿4,每一張力腿4的末端均緊固連接在海底泥面上。立柱2的頂端緊固連接一主要用于放置采油設(shè)備、油氣處理設(shè)備和鉆修井設(shè)備的甲板5，油氣開采用所需的立管和外輸立管(圖中未示出)懸掛于甲板5上。
[0017]在上述實(shí)施例中，立柱2采用截面形狀為矩形的結(jié)構(gòu)形式。
[0018]在上述實(shí)施例中，每一立柱2的水平中心線與浮箱組件I的水平中心線之間的夾角α均為45°。
[0019]在上述實(shí)施例中，每一立柱2上均開設(shè)一用于輸送人員或貨物的通道6。
[0020]在上述實(shí)施例中，立柱2和浮箱10均是優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成的密閉結(jié)構(gòu)。
[0021]在上述實(shí)施例中，立柱2底面的內(nèi)側(cè)邊與浮箱組件I的內(nèi)側(cè)邊平齊或向外錯(cuò)開。
[0022]上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種延伸式張力腿平臺(tái)，它包括一由四個(gè)浮箱組成的矩形環(huán)狀浮箱組件，所述浮箱組件四個(gè)交點(diǎn)處的上表面均緊固連接一浮出水面的立柱；其特征在于:每一所述立柱的水平中心線與所述浮箱組件的水平中心線之間具有一夾角α ;每一所述立柱均相對(duì)于所述浮箱組件向外延伸，延伸出的每一所述立柱的末端外側(cè)均設(shè)置若干張力腿懸掛點(diǎn)，每一所述張力腿懸掛點(diǎn)上均懸掛一張力腿，每一所述張力腿的末端均緊固連接在海底泥面上；所述立柱的頂端緊固連接一主要用于放置采油設(shè)備、油氣處理設(shè)備和鉆修井設(shè)備的甲板。
2.如權(quán)利要求1所述的一種延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱均采用截面形狀為矩形的結(jié)構(gòu)形式。
3.如權(quán)利要求1所述的一種延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱的水平中心線與所述浮箱組件的水平中心線之間的夾角α均為45°。
4.如權(quán)利要求2所述的一種延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱的水平中心線與所述浮箱組件的水平中心線之間的夾角α均為45°。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱上均開設(shè)一用于輸送人員或貨物的通道。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱和浮箱均是優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成的密閉結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求5所述的一種延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱和浮箱均是優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成的密閉結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1或2或3 或4所述的一種延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱底面的內(nèi)側(cè)邊與所述浮箱組件的內(nèi)側(cè)邊平齊或向外錯(cuò)開。
9.如權(quán)利要求5所述的一種延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱底面的內(nèi)側(cè)邊與所述浮箱組件的內(nèi)側(cè)邊平齊或向外錯(cuò)開。
10.如權(quán)利要求6所述的一種延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱底面的內(nèi)側(cè)邊與所述浮箱組件的內(nèi)側(cè)邊平齊或向外錯(cuò)開。
【文檔編號(hào)】B63B35/44GK103895827SQ201410117179
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】馮加果, 謝彬, 李新仲, 曹靜, 王春升, 謝文會(huì), 王世圣, 陳國龍 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院