專(zhuān)利名稱(chēng)：用于使浮式平臺(tái)在壓艙時(shí)流體靜力穩(wěn)定的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種浮式平臺(tái)系統(tǒng)，該浮式平臺(tái)系統(tǒng)用于測(cè)試和生產(chǎn)在近海水域發(fā)現(xiàn)的烴類(lèi)形成物。本發(fā)明尤其涉及一種在安裝該平臺(tái)的過(guò)程中用于使浮式平臺(tái)在壓艙時(shí)流體靜力穩(wěn)定的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在近海水域勘探油氣田并在該近海水域開(kāi)采油氣是非常昂貴的。人們現(xiàn)在已經(jīng)采用了各種不同的方法和近海生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)尋找和開(kāi)采近海油氣田。象經(jīng)過(guò)改裝的可移式海洋鉆井裝置(MODU)、張力腿平臺(tái)(TLP)以及其他的浮式平臺(tái)那樣的用于近海水域的勘探和生產(chǎn)系統(tǒng)的制造和安裝非常昂貴。
安裝象TLP那樣的近海平臺(tái)會(huì)要求該平臺(tái)的船體可以被濕拖到安裝位置。單柱TLP的船體博愛(ài)闊該中心柱和一些從該中心柱徑向向外伸出的浮筒。單柱TLP的船體可以十分穩(wěn)定地漂浮在浮筒上因?yàn)樵撝行闹透⊥部梢蕴峁┹^大的水平平面面積。在安裝過(guò)程中，對(duì)該船體進(jìn)行壓艙使其下降以便與一些鋼筋束相連，這些鋼筋束可以將該船體錨固到海床上。隨著對(duì)該船體進(jìn)行壓艙使其下降，該船體的流體靜力穩(wěn)定性在浮筒被浸沒(méi)后會(huì)顯著地下降。為了減小在安裝過(guò)程中的穩(wěn)定性問(wèn)題，通常是在沒(méi)有甲板的情況下安裝船體，并且在該船體受到壓艙而下降而與預(yù)先安裝的鋼筋束相連時(shí)在船體的頂部施加一個(gè)穩(wěn)定的向上的力。通常由一個(gè)起重駁船來(lái)提供該穩(wěn)定力。在該船體下降、與鋼筋束相連并被壓艙時(shí)，該系統(tǒng)非常穩(wěn)定。隨后采用起重駁船吊起甲板并將該甲板安全地安裝到平臺(tái)船體上。
對(duì)于許多近海平臺(tái)裝置來(lái)說(shuō)，采用一種可以在船體和甲板安裝過(guò)程中不需要昂貴的起重駁船的可替換的裝置是非常有商業(yè)利益的。一種這樣的安裝方法，例如可以包括采用不太昂貴的提升裝置在一種暴露較小的水較淺的位置將甲板安裝到船體上，將該船體-甲板組件濕拖到安裝位置，并且使得該船體-甲板組件安全地下降并在不使用起重駁船的情況下將其連接到預(yù)先安裝的鋼筋束上。
因此，本發(fā)明的目的是為了提供一種不采用起重駁船的的情況下安裝近海浮式平臺(tái)的方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種安裝浮式平臺(tái)的方法，包括步驟在制造位置或該位置的附近將完整的船體、甲板和大多數(shù)生產(chǎn)設(shè)備組裝起來(lái)；將組裝好的平臺(tái)濕拖到該安裝位置；在沒(méi)有起重駁船的情況下對(duì)該組裝好的平臺(tái)進(jìn)行壓艙使其下降到能與鋼筋束相連接的吃水深度。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種安裝浮式平臺(tái)的方法，包括步驟通過(guò)采用附加浮力在所有吃水深度處為該平臺(tái)的船體提供流體靜力穩(wěn)定性，從而安裝浮式平臺(tái)。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，一種浮式平臺(tái)包括船體以及安裝在該船體的最上端的甲板。一些從船體的下端徑向向外延伸的浮筒。該平臺(tái)通過(guò)一些鋼筋束錨固在海床上，這些鋼筋束的上端船體相連而其下端固定在海床上。該平臺(tái)包括可拆卸的壓艙裝置，該壓艙裝置提供有附加浮力以便在安裝期間對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行壓艙時(shí)能夠在不使用起重駁船的情況下使得該平臺(tái)獲得流體靜力穩(wěn)定。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明為了詳細(xì)地理解本發(fā)明所獲得的上述特征、優(yōu)點(diǎn)以及目標(biāo)，通過(guò)參考下面參照下面的附圖進(jìn)行闡述的實(shí)施例可以獲得對(duì)上述簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明更為詳細(xì)的描述。
不過(guò)需要指出的是，這些附圖僅僅是為了闡述本發(fā)明的典型的實(shí)施例而并應(yīng)視為對(duì)其范圍的限制，本發(fā)明還包括其它等效的實(shí)施例。


圖1是本發(fā)明的浮式平臺(tái)的側(cè)視圖，圖中顯示該平臺(tái)正被濕拖向安裝位置；圖2是本發(fā)明的浮式平臺(tái)的側(cè)視圖，圖中顯示對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行壓艙并描繪出了浸沒(méi)在水面下的浮筒；圖3是本發(fā)明的浮式平臺(tái)的側(cè)視圖，圖中顯示的平臺(tái)處于完全安裝吃水深度處并且提供附加浮力的可拆卸壓艙裝置完全展開(kāi)；
圖4是本發(fā)明的可拆卸壓艙裝置的局部分解視圖；圖5是本發(fā)明的可拆卸壓艙裝置的浮子支架的俯視圖；圖6是本發(fā)明的浮式平臺(tái)的俯視圖，描繪出了本發(fā)明的附加壓艙裝置的一種替代實(shí)施例；以及圖7是圖6所示的本發(fā)明的浮式平臺(tái)的側(cè)視圖；具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的浮式平臺(tái)其總體上采用附圖標(biāo)記10來(lái)指明。該平臺(tái)10包括船體12，該船體對(duì)該平臺(tái)10提供了正浮力和垂直支承。該船體12包括一中心柱13和浮筒18，浮筒同該中心柱13的下端徑向向外伸出。一個(gè)或多個(gè)甲板14被支承在中心柱13上位于水面16之上。開(kāi)采和/或處理石油、氣體以及從該油氣中回收的水所需的鉆井或生產(chǎn)設(shè)備固定在該甲板14上。
該中心柱13從平臺(tái)10的基座或平底上向上伸出。該平臺(tái)10的基座節(jié)點(diǎn)(base node)位于中心柱13和從其上徑向向外延伸的浮筒18的交點(diǎn)處。該平臺(tái)通過(guò)鋼筋束20被錨固在海床上，該鋼筋束的一端固定在浮筒18上，如圖3所示，而另一端固定在埋植在海床中的基樁(圖中未示出)上。該船體12具有足夠的浮力來(lái)支承平臺(tái)10的有效負(fù)載，該有效負(fù)載包括甲板14、鉆井和/或完工設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)施以及生產(chǎn)和鉆井隔水導(dǎo)管，并且該浮力充足到有過(guò)量的浮力使得鋼筋束產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。
還是參見(jiàn)圖1，該船體12(包括安裝在該中心柱13上的甲板14)被拖向安裝位置并在鋼筋束20的上方擺正位置，該鋼筋束已經(jīng)預(yù)先安裝好了并且其下端與埋植在海床中的基樁相連。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，因?yàn)樵摳⊥?8提供了較大的水線(xiàn)面面積，因此船體12和安裝在其上的甲板14穩(wěn)定地漂浮在浮筒18上。不過(guò)，組裝好的船體12和甲板14在浮筒18完全浸沒(méi)到吃水線(xiàn)16之下的吃水深度處是不穩(wěn)定的。在完全安裝吃水深度處，組裝好的船體12和甲板14直到鋼筋束20被連接到浮筒18上為止都是不穩(wěn)定的。在平臺(tái)10的最終的安裝結(jié)構(gòu)中，鋼筋束20可提供穩(wěn)定性。
參見(jiàn)圖2和3，在將平臺(tái)10置于鋼筋束20上的時(shí)候，對(duì)其進(jìn)行壓艙以便與該鋼筋束20的上端相連。通過(guò)向浮筒18的末端增加附加浮力以便提供附加的水線(xiàn)面面積和扶正力矩，從而該平臺(tái)的流體靜力穩(wěn)定性得以維持。為了方便起見(jiàn)，僅僅表示出了一個(gè)安裝在浮筒18上的次要浮力組件。不過(guò)需要明白的是，本發(fā)明的平臺(tái)10的每個(gè)浮筒18的末端都可安裝有次要或附加浮力組件。
該次要浮力組件包括過(guò)渡構(gòu)件22，該過(guò)渡構(gòu)件可釋放地連接在浮筒18的末端。任何數(shù)量的可釋放的連接裝置可以用于牢固地將該過(guò)渡構(gòu)件安裝到浮筒18上。在圖4所示的優(yōu)選實(shí)施例中，位于浮筒18上的支架24用于與位于該過(guò)渡構(gòu)件22上的墊板孔眼26配合。穿過(guò)對(duì)齊的支架24和墊板孔眼26的連接器銷(xiāo)23將軌度構(gòu)件22固定地安裝到浮筒18的末端上。
該次要浮力組件還包括一個(gè)可浸的硬箱28，該硬箱焊接或安裝在過(guò)渡構(gòu)件22的頂部。該硬箱28上設(shè)有必要的管道，包括一注入口30和排出口32，以便與海用安裝設(shè)備的壓艙系統(tǒng)相連。
參見(jiàn)圖4和5，浮子組件34可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地與浮子支撐柱36相連，該浮子支撐柱固定在硬箱28的頂部。該浮子34組裝在浮子支架38上，該支架固定在支撐柱36上。當(dāng)浮筒18浸沒(méi)時(shí)，浮子34被拉到水中并提供附加的水線(xiàn)面面積以便在平臺(tái)向下壓艙與鋼筋束20相連時(shí)保持平臺(tái)10的流體靜力穩(wěn)定性。可以從市場(chǎng)上購(gòu)得的浮力元件例如Yokohama護(hù)舷材可適于提供維持流體靜力穩(wěn)定性所需的附加水線(xiàn)面面積。
再來(lái)參見(jiàn)圖1，可以發(fā)現(xiàn)，在船體12向下壓艙到浮筒18浸沒(méi)位置之前，浮子34位于浮筒18的頂部。在安裝位置處的環(huán)境條件，例如風(fēng)大浪急的海面，可能在對(duì)平臺(tái)10向下壓艙時(shí)產(chǎn)生額外的困難。當(dāng)浮子34浸沒(méi)在吃水線(xiàn)16以下時(shí)，風(fēng)大浪急的海面會(huì)導(dǎo)致浮子34由于波浪作用而反復(fù)撞擊浮筒18。為了減弱這種狀況，可以將一提升線(xiàn)40連接到浮子支架38的一端以便將浮子組件牽引到一受控位置以偏離該浮筒或位于浮筒18之上。由三連板(tri-plate)41和連桿線(xiàn)形成的連桿機(jī)構(gòu)將提升線(xiàn)40與固定在浮子支架38上的墊板孔眼以及鉤環(huán)和銷(xiāo)連接器45連接起來(lái)。提升線(xiàn)40越過(guò)安裝在甲板14上的滑輪42并且其相反的一端連接到安裝在船體12的中心柱13的頂部上的絞盤(pán)44上。在這種結(jié)構(gòu)中，根據(jù)需要操作絞盤(pán)44而向上提升浮子34并在對(duì)該平臺(tái)10向下壓艙時(shí)使其偏離該浮筒18。當(dāng)平臺(tái)10下降到起完全安裝吃水深度時(shí)，該浮子34樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到一基本垂直方位并提供必要的分散浮力以維持該平臺(tái)10的流體靜力穩(wěn)定性。
當(dāng)船體12向下壓艙并在該可浸硬箱28被浸沒(méi)之后(在浮子組件34被提升線(xiàn)40向上提拉之后)但是在第一浮子34開(kāi)淹沒(méi)之前，會(huì)產(chǎn)生一“浮力間隙”。為了將這種浮力間隙的作用減小至最小，可以通過(guò)人工繩子37將浮子支架38連接到浮子支撐柱36上，如圖4所示，該繩子可以確定的盡可能短?；蛘撸捎靡环N在兩端都有旋轉(zhuǎn)接頭的短桿來(lái)替代該人工繩子37。
在平臺(tái)10到達(dá)安裝吃水深度時(shí)，將鋼筋束20連接到浮筒18上，并從平臺(tái)10中卸下壓艙物而使得該鋼筋束產(chǎn)生使得該平臺(tái)10具有穩(wěn)定性所需的預(yù)加張力。隨后使得安裝在浮筒18的末端的次要浮力組件充滿(mǎn)海水并將其從該浮筒18的末端上拆卸下來(lái)并從平臺(tái)10上去掉。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖6和7，該圖中所示的是本發(fā)明的平臺(tái)的另一替換實(shí)施例。在本發(fā)明的該替換實(shí)施例中，該次要壓艙組件被永久地固定在浮筒18上。該次要壓艙組件包括細(xì)長(zhǎng)的浮子50，該浮子可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地與支架52相連，該支架焊接或固定在浮筒18的頂部表面并靠近其末端。浮子50包括必要的管道，該管道包括充注口和排出口，該浮子用于與海洋平臺(tái)安裝設(shè)備的壓艙系統(tǒng)相連。該浮子50的操作和前面描述的浮子34相同。當(dāng)平臺(tái)10被壓艙到其安裝吃水深度時(shí)，該浮子50被拖拉到水中并向上漂浮到一垂直位置以便提供維持該平臺(tái)10的流體靜力穩(wěn)定性的必要水線(xiàn)面面積。本發(fā)明的替換實(shí)施例還可以包括提升線(xiàn)和絞車(chē)小齒輪以便控制在波濤洶涌的海面中的浮筒18上的浮子50的抽擊。
盡管對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，還是可以在不脫離隨后的權(quán)利要求書(shū)所確定的本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種浮式平臺(tái)，包括其上端安裝有甲板的船體，該甲板在水面線(xiàn)以上延伸，該改進(jìn)包括安裝在所述船體上的次要浮力裝置，該裝置用于在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中維持所述平臺(tái)的流體靜力穩(wěn)定性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平臺(tái)，其包括一些從所述船體徑向向外延伸的浮筒，其中所述次要浮力裝置安裝在所述浮筒的末端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平臺(tái)，其中，所述次要浮力裝置包括一安裝在所述浮筒的末端上的可浸的箱體以及可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地與所述可浸的箱體相連的浮子組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺(tái)，其中，所述次要浮力裝置可拆卸地與所述浮筒相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平臺(tái)，其包括與所述浮子組件可操作相連的絞盤(pán)和提升線(xiàn)，用于將所述浮子組件向上提升到所述浮筒之上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺(tái)，其中，所述次要浮力裝置包括與所述浮筒可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)相連的細(xì)長(zhǎng)浮子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平臺(tái)，其包括與所述次要浮力裝置可操作相連的絞盤(pán)和提升線(xiàn)，用于將其端部向上提升到所述浮筒之上。
8.一種安裝浮式平臺(tái)的方法，包括步驟a)將所述平臺(tái)濕拖到安裝位置；b)在不使用起重駁船的情況下將所述平臺(tái)向下壓艙到安裝吃水深度；c)提供次要浮力裝置，用于在將所述平臺(tái)壓艙下降到安裝吃水深度的同時(shí)維持所述平臺(tái)的流體靜力穩(wěn)定性；以及d)將所述平臺(tái)連接到用于將所述平臺(tái)固定在安裝位置的錨固裝置上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括，提供與所述次要浮力裝置可操作相連的絞盤(pán)和提升線(xiàn)，用于在將所述平臺(tái)向下壓艙到所述平臺(tái)的安裝吃水深度的同時(shí)將其端部向上提升。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括，在將所述平臺(tái)固定到所述錨固裝置上之后，將所述次要浮力裝置從所述平臺(tái)上去掉。
全文摘要
一種浮式平臺(tái)包括船體以及安裝在該船體的最上端的甲板。該平臺(tái)通過(guò)一些鋼筋束錨固在海床上，這些鋼筋束的上端船體相連而其下端固定在海床上。該平臺(tái)包括可拆卸的壓艙裝置，該壓艙裝置提供有附加浮力以便在安裝期間對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行壓艙時(shí)能夠在不使用起重駁船的情況下使得該平臺(tái)獲得流體靜力穩(wěn)定。
文檔編號(hào)B63B35/44GK1753811SQ02820006
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2002年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月9日
發(fā)明者史蒂文·J·萊弗里特, 史蒂文·E·基比 申請(qǐng)人:海馬設(shè)備股份有限公司