基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(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立柱；且每一立柱的一部分位于水面以下，其余部分位于水面以上；每一立柱位于水面以下的部分均為豎直結(jié)構(gòu)，位于水面以上的部分均向浮箱組件的中心傾斜；每一立柱底面的中心線與浮箱組件的水平中心線之間具有夾角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。
【專利說(shuō)明】基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種張力腿平臺(tái)，特別是關(guān)于一種基于傾斜立柱的延伸式張力腿
T D ο

【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國(guó)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(kāi)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(shù)、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(guó)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(guó)學(xué)者關(guān)注和研究的焦點(diǎn)之一。2005年，美國(guó)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(guó)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TLP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(guó)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)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(guó)海洋油氣開(kāi)采的快速發(fā)展，大型起重安裝船舶資源越來(lái)越稀缺，提前鎖定安裝資源難度越來(lái)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)氣候的把握要求高；4)海上調(diào)試不方便，時(shí)間長(zhǎng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型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基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(tái)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(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立柱；且每一所述立柱的一部分位于水面以下，其余部分位于水面以上；其特征在于:每一所述立柱位于水面以下的部分均為豎直結(jié)構(gòu)，位于水面以上的部分均向所述浮箱組件的中心傾斜；每一所述立柱底面的中心線與所述浮箱組件的水平中心線之間具有夾角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]每一所述立柱位于水面以上的部分向所述浮箱組件中心傾斜的角度均為20?30°，每一所述立柱底面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。。
[0008]所述立柱采用截面形狀為矩形的結(jié)構(gòu)形式。
[0009]每一所述立柱上均開(kāi)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(kāi)。
[0012]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、根據(jù)波浪作用的特點(diǎn)，越靠近水面波浪作用力越大。由于本實(shí)用新型水面以上的立柱設(shè)計(jì)為向平臺(tái)中心傾斜的方式，因此，不僅能夠減小波浪對(duì)立柱的抨擊作用力，而且還能夠減小風(fēng)力對(duì)水面之上的立柱的作用力；除此之外，還有利于張力腿的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，更加適用于風(fēng)大浪急的惡劣天氣。2、由于本實(shí)用新型的立柱相對(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(guò)來(lái)說(shuō)，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(guó)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。3、由于本實(shí)用新型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，從而使得本實(shí)用新型可以通過(guò)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(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖2是本實(shí)用新型的俯視示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括一浮箱組件I，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)處的上表面分別緊固連接一立柱3，且每一立柱3的一部分位于水面2以下，其余部分位于水面2以上。每一立柱3位于水面2以下的部分均為豎直結(jié)構(gòu)，位于水面2以上的部分均向浮箱組件I的中心傾斜。每一立柱3底面的水平中心線與浮箱組件I的水平中心線之間的夾角為α。每一立柱3均相對(duì)于浮箱組件I向外延伸，延伸出的每一立柱3的末端外側(cè)均設(shè)置若干張力腿懸掛點(diǎn)4,每一張力腿懸掛點(diǎn)4上均懸掛一張力腿5，每一張力腿5的末端均緊固連接在海底泥面上。立柱3的頂端緊固連接一用于放置采油設(shè)備、油氣處理設(shè)備和鉆修井設(shè)備的甲板6，油氣開(kāi)采用所需的立管和外輸立管(圖中未不出)懸掛于甲板6上。
[0017]在上述實(shí)施例中，每一立柱3位于水面2以上的部分向浮箱組件I中心傾斜角度均為20?30°，每一立柱3底面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。。
[0018]在上述實(shí)施例中，立柱3采用截面形狀為矩形的結(jié)構(gòu)形式。
[0019]在上述實(shí)施例中，每一立柱3上均開(kāi)設(shè)一用于輸送人員或貨物的通道7。
[0020]在上述實(shí)施例中，立柱3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3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(kāi)。
[0022]上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式、立柱和浮箱組件的相對(duì)位置和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(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立柱；且每一所述立柱的一部分位于水面以下，其余部分位于水面以上；其特征在于:每一所述立柱位于水面以下的部分均為豎直結(jié)構(gòu)，位于水面以上的部分均向所述浮箱組件的中心傾斜；每一所述立柱底面的中心線與所述浮箱組件的水平中心線之間具有夾角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所述的基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱位于水面以上的部分向所述浮箱組件中心傾斜的角度均為20?30°，每一所述立柱底面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°。
3.如權(quán)利要求1所述的基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:所述立柱采用截面形狀為矩形的結(jié)構(gòu)形式。
4.如權(quán)利要求2所述的基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:所述立柱采用截面形狀為矩形的結(jié)構(gòu)形式。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(tái)，其特征在于:每一所述立柱上均開(kāi)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所述的基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(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所述的基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(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所述的基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(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(kāi)。
9.如權(quán)利要求5所述的基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(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(kāi)。
10.如權(quán)利要求6所述的基于傾斜立柱的延伸式張力腿平臺(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(kāi)。
【文檔編號(hào)】B63B35/44GK203832720SQ201420141259
【公開(kāi)日】2014年9月17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(guó)龍 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院