CN1516661A - 用于烃的后钻井或开采的海上平台 - Google Patents

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Abstract

一种用于烃的后钻井或开采的海上平台，它包括一个半潜水平台体(2)，该平台体在其上表面支承有钻井设备和/或开采设备。平台体(2)设计为一个垂直的、大体上平底的圆柱体，该圆柱体在其下部带有至少一个***圆形的凹口(5，30，35，36)，这是因为平台(1)的水下部分的浮心位于比平台的重心低的位置。

Description

用于烃的后钻井或开采的海上平台
本发明涉及了一种用于烃的后钻井或开采的海上平台，它包括一个半潜水平台，该平台在其上表面支承有钻井设备和/或开采设备。
迄今为止，通过采用浮动单元的烃(油或气)的后钻井或开采主要有两种不同类型的单元，即浮式平台或半潜水平台。
基于浮式平台的单元被认为在关于开采设备或钻井设备方面静重量度大，用于油、燃料等的存储容量大。这种类型单元的缺点是它依赖于环境力的方向，如风、水流和波浪。当环境力作用到浮式平台上时，力和浮式平台的移动通常都会变大。为了减少力和已停泊的浮式平台的移动，浮式平台通常使用一个转动架(可转动体)来转动。对于浮式平台开采而言，这导致了高成本，并使得来自立管的传送变得复杂(因为旋转传送等方面的需求)，其中，该传送是从海床开始的。
基于半潜水平台的单元被认为移动小，并且不依赖于环境力的方向。这种单元可通过使用一个固定的锚泊***来简单地停泊，立管也可直接连接到平台上的接收***。该类型的一个已知方案的缺点是甲板上的静重量度小，用于油、燃料等的存储容量小。
近来引入用于浮动开采的其它单元有称为“桅杆”的浮筒。这些单元包括一个圆柱形壳，其上部有浮力，下部有压舱物。其高度(和深度)比单元的最大直径大很多。还建议一种类似的概念，即水下的大圆柱体构造和水面的小直径。所有这两种方案以及圆锥形水下部件的建议都被考虑，因为通过重心比浮心低(如同一个水下的瓶子)获得了稳定性。还建议将基于简单的壳的单元，如一个矩形或八边形的水下盒式构造，作为可能的方案。
减小移动对用于钻井的单元和用于开采的单元都是非常重要的。钻井时，旋转移动和俯仰移动都有小的公差。适于操作的典型临界值在2到4度的范围内。对开采单元而言，加工设备对移动敏感。当今使用的设备的效率在旋转角或俯仰角超过2到4度时会降低。因此，减小特别是旋转移动和俯仰移动是非常重要的，这样才能够获得高效的单元用于油和气的后钻井或开采。
因此，本发明的主要目的是提供一种海上平台，它构造带有一个孔(eye)，以减小旋转移动、俯仰移动以及升降移动。
本发明的另一个目的是提供这样的一个平台，它综合了基于浮式平台单元的优点和基于半潜水平台单元的优点。
本发明的另外一个目的是提供一种平台，它具有简单的构造和低廉的建造成本，这是因为平台可在标准配备的船坞中建造，并基本上作为船舶来建造。
为了达到上述目的，提供了上面给定类型的一种平台，根据本发明，它的特征是平台体设计为一个垂直的、基本上平底的圆柱体，该圆柱体在其下部带有至少一个***圆形的凹口，这是因为平台水下部分的浮心位于比平台的重心低的位置。
通过这样设计圆柱形平台，使其沿圆周或基本上适当地具有水平上、下侧壁的槽带有至少一个凹口，从而很大程度上减小旋转移动和俯仰移动。这些有益的结果是由于物理条件获得的，下面将详细描述。
平台关于旋转移动和俯仰移动的行为与那些对船舶同样施加旋转移动的力有关。当波浪向浮式平台一侧旋转到达时，波浪的海涌和波浪内衰落的压力比将在波浪增加处产生一个垂直向上的力，相应地在波浪落到低于中间水平处压力减小。这些力将对船舶产生旋转移动。从而它们会对阐述的圆柱体形平台产生旋转移动(或俯仰移动)。
除了波浪下方水中的压力变化之外，它还是一种质点运动。水质点以椭圆移动的方式移动，这会产生速度和加速度，速度在波浪周期中是变化的。凹口和凹口下方圆柱体的圆形部分会打乱波浪中质点的流动。凹口上边和下边会在附近流过的水中产生大漩涡。产生漩涡所需要的能量表达了作用到构造上的力。在圆柱体底部和其垂直侧之间的锋利边处会引起类似的效果。另外，凹口下方的环形体会产生一个确定的流阻。生成漩涡引起的聚集力和流阻产生一个合力，其垂直分量施加在与波浪的海涌的浮力相反的方向。实验已经表明，通过适当地设计凹口和其环形体，将会极大的减小产生旋转移动或俯仰移动的力。
除了上述有益的效果之外，该平台设计还带来许多其它优点。
这样一种圆柱形平台在关于开采设备或钻井设备方面具有的静重量度大，用于油、燃料等的存储容量大。平台不依赖于环境力的方向，并能够用一个简单而固定的锚泊***来停泊。进一步地，立管也可直接连接到平台上的接收***，而不需要旋转传送或类似传送。
这种平台可在常规配置的船坞中建造，并基本上作为船舶来构造和建设。另外，还可能将平台上不同的主单元相互之间有效地隔离开来。平台的下部主要包括用于油、压舱物、燃料和可能的钻井液等的储罐。在平台的上部甲板上有必要的装置，如生活区、机器和电源、加工设备和可能的钻井设备等，它们布置在隔离开的区域中。形成圆柱体的圆形(多边形)的形式会在不同类型的设备之间给定短距离。这将减少管子和电缆***的长度以及范围，并有利于给出一个节省成本的平台。
平台的设计在关于意外如碰撞或***方面给出了高度安全的可能。平台象船舶那样建造有双层的侧壁和双层的底(压载箱)。这将在任何意外的情况下都给了高度的安全，降低了严重后果的危险。
下面结合设计实施例和附图来更加详细地描述本发明，其中
图1显示了根据本发明的平台的第一种设计的侧部的局部剖切图，
图2显示了图1的平台的布局，
图3和4分别显示了一个圆柱体形和一个多边形平台体的横截面，其中平台体具有垂直的中心轴，
图5显示了没有中心轴的圆柱体形平台体的横截面，
图6是一个没有垂直中心轴的平台设计的部分切开的侧视图，
图7和8显示了凹口布置为另一种设计的平台的与图1类似的侧视图，
图9显示了一个与图1类似的侧视图，其中平台带有一个钻塔。
在不同的图中，相应的部件和元件标示有相同的附图标记。
图1和2显示了包括一个半潜水平台体或壳2的平台1，该体或壳设计为一个垂直的带有平底3的圆柱体。该平台浮在水4中。圆柱体的下半部有一个***凹槽或凹口5，它延伸穿过圆柱体的整个圆周。在所示的设计中，凹口5在其上边基本上受到一个水平的侧壁6的限制，而其下边受到一个环形体7的限制，该环形体设计的目的在于获得额外的对平台移动的阻尼效应。
如图1上A的放大详细所示，环形体7有向外收敛的上部和下部，它们由固定在圆柱体2下端的环形板8和9形成。在板8和9的外边基本上固定了一个垂直的有大量孔11的环形穿孔板10。板8和9为沿圆柱体2侧部流过的水形成偏转板，从而部分水流改变方向并被迫穿过穿孔板10。这导致进一步抑制平台的移动。
所示的阻尼布置能够以不同的方式变化，例如关于板10的宽度和其离圆柱体2的距离。后一距离依赖于板8和9的宽度和倾斜角。板8和9能够弯曲成为凹入的偏转板或者与一个水平板结合或者由水平板替换。
用凹口5的上边能够布置一个类似的阻尼布置。
在图1的设计中，环形体7的外直径基本上与凹口上方的圆柱体2的圆柱部分12的直径类似。进一步地只布置了一个凹口。但是，也可能布置超过一个的凹口，从而圆柱体的环形部分可能受到凹口的不同直径限制，如图8所示。
在所示的设计中，从图2中可看出，平台体2有一个圆形的圆柱体横截面。圆柱体无论如何还能够有一个多边形的横截面，如图4所示。
平台体的直径D通常比它的深度T大。进一步地，平台水下部件的浮心象船一样比平台的重心低。
平台最好用钢建造，象用于船一样建造强度元件。也可使用其它材料，如混凝土。
平台有一个上甲板13，该甲板将不同的装置支撑在上面，这些装置对本发明类型的平台来说是必需的。一个例子是在图上显示有一个在其顶部带有直升机起落甲板“H”的生活区14、一个机舱15、一个车间/仓库16、钻井设备17、加工/存储区域18、两个吊车19和一个火炬塔20。
如图1所示，平台体2具有双层底和双层侧壁，以便在平台上的可能碰撞或***中降低损害范围。双层底和侧壁限定的空间分隔成了许多压载箱21(在底部)和22(在侧壁)。
在圆柱体2的中心布置了一个垂直穿过的轴或者所谓的“月形开口”23，以容纳立管或者在油开采或钻井中使用的其它设备。
进一步地在平台体中象用于船一样布置有许多储罐24。这些储罐可用来存储油、用来压舱或者用来存储燃料或在钻井中可能使用的钻井液。
在图1的设计中，平台体1通过使用许多锚缆25来停泊。另一种方法是平台通过使用动态定位来保持到位，为此目的，它提供了一个主动的推进器***(未显示)。
图3-5显示了储罐布置的可能的例子。在位于双层侧壁内部的压载箱22的内部，所示的平台体2被分成了两个环形的储罐部分，并***成许多储罐24。在图3和4的设计中，平台或圆柱体包括中心轴23，它由一个环形空间26包围，环形空间用来进入和安装管子、泵等。图5的设计没有中心轴，在这里，圆柱体的中心部***成了四个空间或储罐27。
图6-8显示了平台的阻尼布置的不同设计。
在图6的设计中，圆柱体2上设有一个***凹口30，该凹口在其上、下边处基本上受到水平的上下侧壁31和32的限制。在这种情况下，凹口30下方的环形体33具有与凹口上方平台体2的圆柱部分12相同的直径。
图7的设计与图6的设计基本类似，不同点在于凹口30下方的环形体34的直径比凹口上方的圆柱体部分12的直径大。
图8显示了这样的一种设计，其中平台体2具有两个***凹口35和36，并有一个中间环形部分37。所示的两个***凹口35和36都主要受到水平的上下侧壁的限制。在这种情况下，下凹口36下方的环形体38具有与上凹口上方平台体2的圆柱部分12相同的直径，而所示的部分37具有较大的直径。而环形体38可以具有和部分37相同的直径，或者可能具有比该部分大的直径。
从图6-8中可以看出，平台设计与这些没有设置有中心垂直轴的图相对应。
图9显示了一个在阻尼布置方面与图6的设计相应的平台设计，但是该平台具有一个中心垂直轴23，在该轴上方的平台甲板上设置有一个钻塔39。

Claims (10)

1.一种用于烃的后钻井或开采的海上平台，它包括一个半潜水平台体(2)，该平台体在其上表面支承有钻井设备和/或开采设备，其特征在于平台体(2)设计为一个垂直的、大体上平底的圆柱体，该圆柱体在其下部带有至少一个***圆形的凹口(5、30、35、36)，平台(1)的水下部分的浮心位于比平台的重心低的位置。
2.如权利要求1的平台，其特征在于圆柱体(2)有一个圆形的横截面。
3.如权利要求1的平台，其特征在于圆柱体(2)有一个多边形的横截面。
4.如权利要求1-3中之一的平台，其特征在于位于凹口(5)下方的平台体(2)包括一个其上下部由向外收敛的板(8、9)形成的环形体(7)，一个固定到环形体(7)外边缘的大体上垂直的环形穿孔板(10)。
5.如权利要求1-3中之一的平台，其特征在于在上下边缘的凹口(30)或凹口(35、36)大体上受到水平的上下侧壁(31、32)的限制。
6.如权利要求5的平台，其特征在于凹口(30)下方的圆柱体(34)的直径比凹口上方的平台体的直径大。
7.如权利要求5的平台，其特征在于平台体(2)提供有许多***凹口(35、36)，而限制凹口的环形部分(37、38)具有不同的直径。
8.如前面任意一个权利要求的平台，其特征在于平台体(2)提供了一个中心垂直轴(23)，用来容纳立管或者其它开采或钻井设备。
9.如前面任意一个权利要求的平台，其特征在于平台体(2)包括许多储罐部分，这些储罐部分包括用来存储油、压舱物或者其它流体的储罐(24)。
10.如前面任意一个权利要求的平台，其特征在于平台体(2)提供有双层底和双层侧壁，由双层底和侧壁限定的空间分隔成了许多压载箱(21、22)。
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