專利名稱：柔順性海上平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及打底基的海上平臺，更具體地說是涉及需要對設(shè)計環(huán)境力有柔順響應(yīng)的這種平臺。
油氣工業(yè)已開發(fā)了各種結(jié)構(gòu)、浮船和海底設(shè)備，用以幫助和支持鉆井和生產(chǎn)作業(yè)。用于該目的的一種更普通的結(jié)構(gòu)是固定式海上平臺。這些平臺構(gòu)筑成各種各樣的結(jié)構(gòu)。術(shù)語“固定式海上平臺”在工業(yè)范圍內(nèi)從更普通的意義上理解是指基礎(chǔ)打在海底上并從海底延伸通過海面的任何結(jié)構(gòu)，它可以支承鉆井和/或生產(chǎn)設(shè)備。平臺容納鉆井和生產(chǎn)設(shè)備的部分通常稱作平臺頂板或甲板。平臺從海底延伸通過水面并支承頂板的部分通常是稱作導(dǎo)管架(管狀空間架)、牽索平臺或張力腿平臺的類型。最普通的類型是導(dǎo)管架或管狀空間架。
位于淺水的平臺是考慮風(fēng)和波的靜力載荷加上這些載荷的動力放大而設(shè)計的，幾乎沒有致力于控制這些載荷的動力放大的大小。以這種方式設(shè)計的平臺在工業(yè)上通常稱作“固定式”或“非柔性”平臺。或者，平臺的設(shè)計可以包括用以限制所受載荷的動力放大程度的措施。這些結(jié)構(gòu)在工業(yè)通常稱作柔性結(jié)構(gòu)。平臺設(shè)計包括不同的技術(shù)和措施用以引入柔順的特性。柔順性平臺的主要目的在于提供一種自然振動周期顯著不同于在設(shè)計波浪譜中含最大能量的波浪的周期。對位于墨西哥海灣的海上平臺來說，需要避開的振動周期通常為13到14秒。最具柔順性的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑成其第一振型(橫蕩型)的周期超過25秒。第二振型(彎曲型)通常需要小于8秒。這些值可以根據(jù)平臺的位置而改變。具有這些振動特性的平臺可避免與共振相關(guān)的設(shè)計問題，并可使設(shè)計載荷的動力放大降低到最小程度。
基礎(chǔ)打在海底上并且具有從海底延伸到水面以上用以支承頂板設(shè)備的支承結(jié)構(gòu)的柔順性平臺通常可歸入以下兩組。
第一組包含幾種平臺設(shè)計，其中通過剛性框架支承結(jié)構(gòu)的某些形式的活動連結(jié)提供足夠長的第一振型的周期。這種活動連結(jié)可以設(shè)置在平臺基部，也可以設(shè)置在海底與水面之間的某些中間位置。有些平臺還可以在結(jié)構(gòu)的頂部附近加入質(zhì)量阱，以幫助獲得需要的第一振型周期。
一種這樣的結(jié)構(gòu)是牽索平臺。牽索平臺通常在基部豎直和橫向支承，同時可繞基部轉(zhuǎn)動到豎直線以外。通過一系列連接于平臺頂部并固定于離開平臺基部一段距離的海底的牽索，從而提供平臺的穩(wěn)定性。平臺在水平偏斜后通過所連接的牽索的張力而恢復(fù)到豎直位置。
該第一組的其它的柔順性平臺包括在海底或某些中間位置(通常是在支承結(jié)構(gòu)的下半部)具有一最小旋轉(zhuǎn)約束點的剛性結(jié)構(gòu)導(dǎo)管架。不同的彈性構(gòu)件、浮力、牽索或這些特征的組合可提供穩(wěn)定性和在橫向偏斜后恢復(fù)豎直位置的能力。這種類型的一種平臺揭示于美國專利No.4,696,603中。這種類型的另一種類似的柔順性平臺揭示于1988年3月《海洋工業(yè)》中的名為“用于美國海灣深水的復(fù)合腿平臺”的論文中。這些設(shè)計揭示了使用柔性樁作為一種方法來提供要求的彈力特性和穩(wěn)定性所必需的回復(fù)力，同時提供獲得柔順的第一振型特性所需要的柔性。這些柔性樁通常在平臺半高位置附近剛性連接于平臺，并延伸入海底或直接連接于從海底延伸出的樁基。在海底與柔性樁上端之間的中間位置，柔性樁穿過引導(dǎo)器，從而提供相對軸向運動，同時橫向約束柔性樁。這些引導(dǎo)器對于在平臺與基礎(chǔ)之間提供剪力傳遞以及提高柔性樁的壓縮抗彎強度是必需的。這些柔性樁可設(shè)置在平臺構(gòu)架的內(nèi)部或外部，通?？偸峭ㄟ^引導(dǎo)器和一上部剛性連接部而構(gòu)筑于平臺腿柱。包括一種用于柔順性混凝土結(jié)構(gòu)的柔性樁的另一種類似的設(shè)計揭示于美國專利No.4,793,739中。
該第一組柔順性平臺結(jié)構(gòu)中還包括一種揭示于美國專利No.4,797,034中的柔順性平臺，其中活動連結(jié)點設(shè)置在一固定于海底的下平臺部分與支承平臺頂板的上平臺部分之間。下平臺部分通過樁基固定于海底，沒有任何的柔順特點。以類似于上述柔性樁的方式通過剛性連接部和引導(dǎo)器固定于上、下平臺部分的管狀件可提供柔順性結(jié)構(gòu)所需的柔性和穩(wěn)定性。處于安裝方面的考慮，通常要求在不同于活動連結(jié)點所勾劃部分的部分構(gòu)筑平臺。
揭示于美國專利No.4,738,567中的平臺也采用一長的柔性樁基，以實現(xiàn)適合于柔順性平臺的第一振型周期。對于該平臺，柔性樁是通過大導(dǎo)管架腿柱的直徑而安裝。每個腿柱可含有幾個樁，這些樁進(jìn)而可含有井導(dǎo)管和套管。揭示于美國專利No.5,431,512中的另一種柔性海上平臺提供了設(shè)置在導(dǎo)管架腿柱內(nèi)的柔性管狀件。對于這種平臺，每個腿柱包括一單個的柔性管件，該管件延伸到上導(dǎo)管架部分的腿柱的下端以外，并安裝入一通過樁基用傳統(tǒng)海上方法固定于海底的預(yù)安裝固定基部中。這些結(jié)構(gòu)提供了一種可在平臺基部處或其附近樞轉(zhuǎn)以獲得所需橫蕩型特性的柔順性平臺。設(shè)置在平臺腿柱內(nèi)的管狀件可提供平臺穩(wěn)定性和柔性。
該第一組的柔順性平臺可通過圍繞基部或在設(shè)有鉸接裝置的特定位置處的活動連結(jié)實現(xiàn)柔性特性。轉(zhuǎn)動量通過加入豎直彈性構(gòu)件來控制，該彈性構(gòu)件通常采用細(xì)長豎直管狀件或柔性樁的形式。如已揭示的某些平臺所使用的，采用橫跨鉸接或樞軸點位置的軸向柔性管，除了平臺連接部的通常基礎(chǔ)樁之外，通常還要求平臺將剛性連接部打樁于在軸向柔性管的每一端。美國專利No.4,696,603中所揭示的柔性樁和所引用的CCLP平臺僅需一個設(shè)置在每個柔性樁上端的平臺連接部的柔性樁。然而，由于基礎(chǔ)樁和柔性樁的組合長度，要求在平臺安裝之前安裝海底以下的樁部分，然后與延伸到上部柔性樁剛性連接部的一預(yù)安裝柔性樁部分相接合?；蛘撸笤诎惭b過程中將組合的柔性樁和基礎(chǔ)樁接合，并且對平臺連接部的剛性柔性樁進(jìn)行現(xiàn)場安裝。如果柔性樁沒有預(yù)安裝在導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)上，則用于陰極防蝕保護(hù)的陽極的位置將比最佳的要少。具有柔性管或柔性樁的平臺需要均配有磨損面的中間滑動引導(dǎo)器。在各柔性管或柔性樁的相應(yīng)位置處需要類似的磨損面。這些構(gòu)件均增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通常較為昂貴。一般，柔性樁、柔性管和滑動引導(dǎo)器由高于普通強度特性的材料制成。這些材料較為昂貴，并可能有不必要的焊接困難。鉸接構(gòu)件和柔性樁或柔性管都需要非傳統(tǒng)的架設(shè)和安裝程序。預(yù)安裝柔性樁所提供的浮力集中在下水安裝作業(yè)過程中可能會成問題，從而阻礙平臺安裝的設(shè)計優(yōu)化。
第二組柔順性平臺包含設(shè)計成可沿結(jié)構(gòu)的長度橫向偏斜的結(jié)構(gòu)，這與繞一個或多個指定點的活動連結(jié)相反。這些平臺依賴于結(jié)構(gòu)的球形剪切剛度特性，以提供符合柔性海上平臺要求的橫蕩型周期。橫向位移所產(chǎn)生的內(nèi)力和浮力通常提供穩(wěn)定性和回復(fù)力。
揭示于美國專利No.4,117,690中的海上平臺是第二種類型的柔順性平臺的一個例子。傳統(tǒng)的框架和導(dǎo)管架腿柱用大直徑管狀件代替，通過這些管狀件安裝基礎(chǔ)樁。平臺腿柱由水平框架件在選定高度處連接。所揭示的該平臺在平臺樁基與海底處的平臺腿柱底部之間采用一剛性連接。這些特征使所揭示的該平臺區(qū)別于第一組結(jié)構(gòu)，該第一組結(jié)構(gòu)提供一活動連結(jié)點以獲得第一振型的所需的柔順特性。平臺結(jié)構(gòu)內(nèi)通常設(shè)置用以防止平臺腿柱因受壓載荷而彎曲的對角拉條被省去，以產(chǎn)生一種更具柔性的結(jié)構(gòu)。腿柱的局部抗彎強度通過沿平臺腿柱內(nèi)側(cè)連接的樁和井導(dǎo)管引導(dǎo)器而得以提高，它們起到縱向加強件的作用。所揭示的該平臺還設(shè)想，平臺可設(shè)計成具有足夠的浮力，使得在平臺腿柱的底部處至少有一些張力。所揭示的該平臺還提供了不同的技術(shù)和振動影響方法，用以實現(xiàn)柔順特性。一種這樣的技術(shù)是在拉條和腿柱內(nèi)設(shè)置可調(diào)壓載艙，以此可改變平臺的浮力和質(zhì)量。同時也揭示了諸如通過在選定高度加入十字撐架來增加剛度的振動影響方法。
美國專利No.4,117,960中所揭示的海上平臺不要求加入與第一組中揭示的柔順性平臺相關(guān)的構(gòu)件來實現(xiàn)柔順振動周期，但卻包括非傳統(tǒng)的、難于構(gòu)筑的和在結(jié)構(gòu)使用壽命內(nèi)難以維護(hù)的特征。由于在平臺腿柱之間極度缺乏對角拉條，需要加入一些特征，諸如要求在腿柱底部處有至少一定的張力，以及要求腿柱有較大直徑以實現(xiàn)所需的抗彎強度。在平臺腿柱底部處有張力的要求，造成了重量控制方面的約束以及將來通常與浮動結(jié)構(gòu)相關(guān)的平臺改制方面的限制。在所有腿柱和拉條上使用壓載艙，造成了與管道系統(tǒng)、歧管和泵的構(gòu)造有關(guān)的成本和危險，這些對于傳統(tǒng)平臺構(gòu)造通常是不需要的。這些特征在結(jié)構(gòu)的整個使用壽命中都必須進(jìn)行維護(hù)。如美國專利No.4,117,690中所揭示的，可能需要加強件來對大直徑腿柱提供足夠的局部抗彎強度。所揭示的該平臺采取通過設(shè)置在腿柱內(nèi)的引導(dǎo)器來安裝樁基，該引導(dǎo)器也可起到加強腿柱壁的作用。通過連接于腿柱壁內(nèi)部的引導(dǎo)器來安裝樁，對任何具有可變直徑腿柱的平臺實施例來說可能都是不現(xiàn)實的。所揭示的平臺的所有較佳實施例還因水位以下腿柱直徑的減小而造成樁和井串安裝方面的困難。對于這些情況，平臺樁可以預(yù)先打入，允許通過插固于預(yù)先打入的樁上來安裝平臺。然而，插固程序會造成與預(yù)打樁的配合相關(guān)的裝配和對準(zhǔn)方面的費用。所有這些樁安裝情況在將平臺腿柱剛性連接于設(shè)在內(nèi)部的樁時會導(dǎo)致危險和不確定性，而沒有現(xiàn)成的對付意外情況的措施。在平臺腿柱內(nèi)加入井串和立管會增加作業(yè)費用和導(dǎo)致平臺腿柱內(nèi)可能聚積爆炸性氣體的危險。
對于1400英尺到2500英尺以上的水深來說，柔順性平臺通常認(rèn)為是一個合理的備選方案。對于更深的水深，無需人為地增加橫蕩型周期就可獲得柔性特性。在為實現(xiàn)安裝于較淺水深中的平臺的柔順特性的技術(shù)開發(fā)方面已作了相當(dāng)?shù)呐?，這代表了非柔順性和柔順性平臺之間的過渡。本發(fā)明對于1000英尺到2000英尺的水深有顯著的優(yōu)點。本發(fā)明揭示了一種實現(xiàn)柔順性海上平臺的技術(shù)，其中橫蕩型周期通過平臺構(gòu)架內(nèi)選定位置處的對角拉條的約束而得以延長。在平臺的大部分高度上保持對角拉條導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)可為平臺提供穩(wěn)定性。在較佳的實施例中，所有的平臺基礎(chǔ)支承是通過多個設(shè)置在平臺基部周圍的裙樁而獲得。這些裙樁僅僅以實現(xiàn)平臺基部處的連接所必需方式剛性連接于平臺基部并豎直延伸。裙樁可以通過連接于平臺構(gòu)架的套筒預(yù)安裝或安裝。該平臺支承用于鉆井和生產(chǎn)設(shè)備的頂板。該平臺構(gòu)架有利于支承平臺腿柱外部的鉆桿柱、立管和拉管。
本發(fā)明不依賴于鉸接、活動連結(jié)點、樞轉(zhuǎn)裝置、諸如柔性樁或柔性管之類的豎直彈性構(gòu)件、或諸如牽索或輔助浮筒之類的提供扶正力的構(gòu)件來提供獲得柔順特性所需的橫蕩型周期。通常的要求是，橫蕩型周期大于約25秒，但可以根據(jù)預(yù)定的平臺位置的環(huán)境而變化。本發(fā)明的較佳實施例將用無拉條龍門架代替?zhèn)鹘y(tǒng)對角拉條導(dǎo)管架的區(qū)域限制于那些實際需要實現(xiàn)柔性特性的區(qū)域。另外，本發(fā)明并沒有犧牲全拉條空間導(dǎo)管架的所有內(nèi)在優(yōu)點。這一特點在樁、井串、立管和拉管的安裝方面是較為有益的。本發(fā)明不需要使用牽索，也不要求平臺提供能使平臺腿柱受張力載荷的浮力。由于使用了剛性連接于平臺基部附近的裙樁，而不是使用延伸到平臺半高附近的柔性樁，因而平臺基部與海底之間的相對運動得以減小，需要進(jìn)行防蝕保護(hù)的暴露的鋼表面積也得以減小。
為了進(jìn)一步理解本發(fā)明的實質(zhì)和目的，應(yīng)結(jié)合附圖參看以下描述，其中相同的部分由相同的標(biāo)號表示，附圖中

圖1是本發(fā)明的柔順性平臺的立視圖。
圖2是說明本發(fā)明優(yōu)點的平臺橫向位移的示意圖。
圖3是沿圖1中3-3線的視圖。
圖3A是沿圖3中3A-3A線的視圖。
圖3B是沿圖3中3B-3B線的視圖。
圖4A和4B是一種可能的安裝情況的立視圖。
圖5A和5B是平臺基部附近的立視圖，其中基礎(chǔ)樁是利用一用作模板的淺水平臺基部而安裝。
圖6表示提供導(dǎo)管架部分的臨時支承和調(diào)平的裝置。
圖1從立視角度示出了本發(fā)明的柔順性平臺的一個實施例。該平臺導(dǎo)管架13表示為將一甲板12支承于水位10以上一定距離。平臺導(dǎo)管架13延伸到海底11附近的一個位置，在該位置它由多個剛性連接于導(dǎo)管架的裙樁20支承。這些裙樁通過裙樁套筒21而安裝，并通過在工業(yè)上眾所周知的灌漿或機械方法與裙樁套筒剛性相連。井導(dǎo)管22通常從平臺甲板12向下延伸入海底11。導(dǎo)管引導(dǎo)器25(圖3中清楚表示)通常設(shè)置在各水平構(gòu)架高度用于橫向支承導(dǎo)管。導(dǎo)管架腿柱14延伸結(jié)構(gòu)的長度，并通常延伸到水位10以上而支承甲板12。假腿柱15可為甲板提供額外的支承。水平拉條16、對角拉條17和水平對角拉條19(圖3中清楚表示)將導(dǎo)管架腿柱互相連接。在不同的位置處可使用另外的豎直拉條18來加強水平拉條16。這些構(gòu)件通常由管狀件構(gòu)成，并構(gòu)筑于一起而形成工業(yè)上眾所周知的一剛性管狀空間架。一般，平臺導(dǎo)管架構(gòu)筑成這種形式。
按照本發(fā)明，在導(dǎo)管架選定的區(qū)域特意沒有設(shè)任何對角拉條17，這種拉條傳統(tǒng)上可防止水平拉條16高度之間的剪切或橫蕩位移。這種對角拉條的省略在圖1中表示為發(fā)生在三個位置。本發(fā)明的這一特征可提供額外的柔性，這是獲得對環(huán)境載荷有柔順響應(yīng)必需的橫蕩型周期所需要的。這種額外的柔性可以通過比較圖2的兩條曲線而看出。曲線A表示一傳統(tǒng)的全拉條結(jié)構(gòu)的橫向位移。曲線B表示本發(fā)明的一平臺的橫向位移。剪切位移發(fā)生在無拉條導(dǎo)管架高度的位置。這些增加的位移提供額外的柔性，并增加平臺橫蕩型周期。因額外的腿柱彎曲而需要的額外的平臺腿柱鋼材通常將使任何有關(guān)平臺彎曲型振動周期的影響減小到最低限度。無拉條方格的數(shù)量和位置由設(shè)計決定，并且是現(xiàn)場水深、甲板重量和質(zhì)量以及與平臺位置相關(guān)的環(huán)境力的一個函數(shù)。
與所有海上結(jié)構(gòu)的情況一樣，必須考慮各管狀件上的海水壓力。同樣，必須考慮導(dǎo)管架的浮力和浮動特性，以便進(jìn)行平臺安裝。這些考慮通常將要求大多數(shù)管狀件保持空的和具有浮力。然而，各種安裝作業(yè)必然也會使某些構(gòu)件在某些安裝程序中進(jìn)水。一旦完全安裝好后，本發(fā)明并不要求特定的浮性結(jié)構(gòu)。
圖3表示通常的構(gòu)架，它可能存在于各水平拉條架高度處的一水平面內(nèi)。提供水平對角拉條19用以防止導(dǎo)管架橫截面的變形。這些拉條也為導(dǎo)管架引導(dǎo)器25、立管支承件26和拉管支承件27提供支承。它們是支承該必要設(shè)備的傳統(tǒng)裝置，在工業(yè)上是眾所周知的。本發(fā)明可適應(yīng)這些設(shè)備因異常情況在平臺腿柱內(nèi)部的通常不太合適的設(shè)置。
圖4A和4B中示出了本發(fā)明的一可能的實施例和一相關(guān)的實例安裝情況。圖4A中表示一裝配好的平臺，它包括裙樁基礎(chǔ)、導(dǎo)管架和平臺甲板。由于柔順性平臺通常用于安裝在超過一千英尺的深水地點，因而一般需要進(jìn)行分步安裝。圖4B中所示的實施例用來盡量減少安裝設(shè)備要求，并還設(shè)法盡量減小在平臺安裝進(jìn)程中源于意外風(fēng)暴的危險。將初始的導(dǎo)管架部分下放到海底，在那里對其進(jìn)行調(diào)平，并將其設(shè)置在臨時支承件上，諸如泥漿墊或工業(yè)上眾所周知的其它臨時支承件。
圖6中示出一種提供臨時支承和調(diào)平的裝置。使導(dǎo)管架部分?jǐn)R置于臨時支承樁31上。每個臨時支承樁與一支承架組件32接合。該支承架組件32剛性連接于導(dǎo)管架腿柱14，并且所有的構(gòu)架都能提供一可供臨時支承樁31支撐的支承接觸面，從而在安裝過程中支承導(dǎo)管架13的重量。支承架組件由一調(diào)平裝置34和一支承架33構(gòu)成。支承架33由一剛性連接于導(dǎo)管架腿柱14的支架構(gòu)成，該支架進(jìn)而支承調(diào)平裝置34。調(diào)平裝置34在支承架33與臨時支承樁31之間提供一接觸面，并提供一調(diào)節(jié)起落高度的裝置，從而調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的豎直度和水平度。對于附圖中所示的實例，調(diào)平裝置34表示為一大液壓缸。
在將初始導(dǎo)管架部分放置在海底上時，可以用未示出的對準(zhǔn)裝置來將導(dǎo)管架設(shè)置和插固于預(yù)打入的井上。然后，放下裙樁并用傳統(tǒng)方法打入。一旦打入后，通過工業(yè)上眾所周知的灌漿或機械方法將這些裙樁剛性連接于導(dǎo)管架。隨后，將第二個導(dǎo)管架部分下放到緊靠前面安裝的部分內(nèi)。導(dǎo)管架腿柱的下端的延伸部分用作灌漿銷28，它們與前面安裝的初始導(dǎo)管架部分的導(dǎo)管架腿柱的上端對準(zhǔn)。初始導(dǎo)管架部分上的腿柱用作灌漿套筒29。一旦對準(zhǔn)后，將第二導(dǎo)管架部分插固于第一部分中并降低到一預(yù)定高度，在該高度它可支承于不同的永久或臨時支承裝置上。而后，將導(dǎo)管架部分豎直對準(zhǔn)，并通過灌漿或機械方法將它們剛性連接。之后，對其它的導(dǎo)管架部分重復(fù)該程序，直到安裝成完整的平臺。此時，在導(dǎo)管架支承結(jié)構(gòu)上安裝平臺甲板12。無拉條導(dǎo)管架方格的數(shù)量、導(dǎo)管架部分的數(shù)量以及各導(dǎo)管架部分的長度將隨一給定平臺的具體要求而變化。沒有對角拉條的導(dǎo)管架區(qū)域并不需要相鄰于導(dǎo)管架部分之間的剛性連接部而設(shè)置。導(dǎo)管架部分之間的各連接部構(gòu)制成灌漿連接部，其中灌漿銷28向下延伸并由設(shè)置在一下導(dǎo)管架部分中的灌漿套筒29接納。銷的位置可以倒過來，使灌漿銷從一下導(dǎo)管架部分向上延伸出來并由相鄰的上導(dǎo)管架部分的腿柱的下端處設(shè)置的灌漿套筒接納。而且，可以理解，灌漿連接部可以延伸一段小于水平拉條高度之間距離的長度，也可以延伸跨越多個水平拉條高度，除了在平臺部分之間提供剛性連接之外，還可有效形成一復(fù)合件。
圖5示出本發(fā)明一另外的實施例，其中安裝有導(dǎo)管架的一截頭錐形部分，它用作一安裝模板30。使用模板30的有利點可以有許多與導(dǎo)管安裝、井的預(yù)鉆或裙樁的預(yù)打入相關(guān)的原因。將模板部分30下放到海底，在該處對其進(jìn)行調(diào)平，并將其設(shè)置在臨時支承件上，諸如泥漿墊或工業(yè)上眾所周知的其它臨時支承件。在將模板放置在海底上時，可以用未示出的對準(zhǔn)裝置來將模板設(shè)置和插固于預(yù)打入的井上。然后，放下裙樁并用傳統(tǒng)方法打入。一旦打入后，通過工業(yè)上眾所周知的灌漿或機械方法將這些裙樁剛性連接于導(dǎo)管架。此時，可以預(yù)安裝導(dǎo)管，并可使用浮式鉆井船開始初始鉆井。而后，可以在以后如上述的和圖4所示的那樣安裝平臺的其余部分。這種程序可以有這樣的優(yōu)點，即可以在平臺其余部分和平臺甲板的設(shè)計和制造尚在進(jìn)行中時先安裝平臺基礎(chǔ)、導(dǎo)管以及預(yù)鉆井?；A(chǔ)樁的能力將受益于實際打樁與平臺完成之間附加的架設(shè)期。
本發(fā)明有幾個優(yōu)點，它們包括、但不局限于柔順性平臺總的與非柔順性平臺相比的所有優(yōu)點。最重要的是，用建造在打底基的平臺上的水上載人設(shè)備能在干燥的地方在超過非柔順性平臺經(jīng)濟(jì)使用范圍的水深處生產(chǎn)油氣。本發(fā)明不依賴于鉸接或樞轉(zhuǎn)裝置。安裝的平臺并不一定要有正浮力。本發(fā)明不要求平臺基礎(chǔ)樁、井串或立管安裝于平臺腿柱的內(nèi)部。避免將井串和立管通過平臺腿柱的內(nèi)部安裝可消除與燃?xì)饩鄯e于平臺腿柱內(nèi)的危險。
所有的平臺基礎(chǔ)樁可以是利用現(xiàn)有樁安裝技術(shù)的傳統(tǒng)裙樁。該現(xiàn)有的技術(shù)包括使用諸如夾樁器和灌漿密封件之類的灌漿設(shè)備。本發(fā)明各實施例中所描述的裙樁，僅要求一個樁連接于各樁的平臺連接部。使用如本發(fā)明所揭示的剛性連接于平臺的裙樁，不需要中間柔性樁引導(dǎo)器、將柔性樁引導(dǎo)器結(jié)合進(jìn)入平臺所需的額外構(gòu)架，不需要位于樁上或引導(dǎo)器上的滑動引導(dǎo)器和磨損面。與在平臺導(dǎo)管架內(nèi)使用鉸接相關(guān)的安裝和制造上的復(fù)雜性得以消除。本發(fā)明消除了有時與在平臺下水過程中預(yù)安裝柔性樁或軸向柔性管初始進(jìn)入水中時浮力突然增加相關(guān)的問題。從結(jié)構(gòu)中省去柔性樁或軸向管可顯著減少必須進(jìn)行防蝕保護(hù)的暴露表面積。本發(fā)明所揭示的獲得柔順特性所必需的振動特性的實現(xiàn)方法與傳統(tǒng)導(dǎo)管架一樣，有利于包含井串、j-管和立管的結(jié)構(gòu)支承。與采用固定于平臺中間附近的柔性樁的現(xiàn)有技術(shù)平臺設(shè)計相比，將平臺樁剛性連接于平臺基部附近可減小平臺與海底之間的相對位移。相對位移的減小有利于井串、立管和拉管的設(shè)計。另外，由于平臺基部剛性連接于基礎(chǔ)樁，并且本發(fā)明不依賴于繞基部的大位移和轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)柔順特性，因而不需要在平臺安裝之后使導(dǎo)管架與臨時安裝支承件分離。
由于在本說明書所揭示的本發(fā)明原理的范圍內(nèi)可以作出許多變化和不同的實施例，并且在按照專利法對描述的要求在此詳細(xì)說明的實施例中可以進(jìn)行許多改型，因而應(yīng)予理解，這里的細(xì)節(jié)應(yīng)解釋為示例性的，而沒有限制的意思。
權(quán)利要求
1．一種柔順性海上平臺，包括a．一平臺頂板；b．一支承所述頂板的結(jié)構(gòu)框架，所述結(jié)構(gòu)框架具有至少三個從所述頂板向下延伸到靠近海底上方的一位置的支承腿柱；c．所述結(jié)構(gòu)框架含有用于生產(chǎn)油氣的附屬設(shè)備；d．支承腿柱內(nèi)部沒有任何附加的支承件；e．所述平臺支承結(jié)構(gòu)可具有固定的浮力和質(zhì)量，并可具有負(fù)浮力；f．支承腿柱由在海底附近剛性連接于支承腿柱的裙樁支承；g．支承腿柱有水平和對角拉條，結(jié)構(gòu)框架的局部沿結(jié)構(gòu)框架的長度在一或多個位置無拉條。
2．如權(quán)利要求1所述的平臺，其特征在于，該平臺沒有任何提供鉸接、活動連結(jié)點、豎直彈性構(gòu)件、或諸如牽索或輔助浮筒之類的提供扶正力的構(gòu)件。
3．如權(quán)利要求1所述的平臺，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)框架以至少兩部分安裝。
4．如權(quán)利要求3所述的平臺，其特征在于，下結(jié)構(gòu)框架部分豎直延伸僅一段足以用作樁安裝引導(dǎo)器或模板的高度，并含有連接于平臺剛性連接部的樁。
5．如權(quán)利要求1所述的平臺，其特征在于，平臺裙樁是預(yù)打入的。
6．如權(quán)利要求3所述的平臺，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)框架部分包括用以實現(xiàn)基本豎直的平臺安裝的裝置。
全文摘要
一種柔順性海上平臺,其中,平臺負(fù)載的唯一基礎(chǔ)支承不是由海水浮力提供,而是由在海底附近剛性連接于平臺基部的傳統(tǒng)裙樁提供。平臺的橫向柔性通過引入無拉條龍門架而得以提高,這些龍門架在整個平臺構(gòu)架上設(shè)置成便于在平臺構(gòu)架內(nèi)實現(xiàn)橫向剪切位移,使橫蕩型(第一結(jié)構(gòu)型)的振動獲得所需的柔順特性,同時允許風(fēng)、波浪和海流載荷所產(chǎn)生的傾覆力矩由平臺腿柱和平臺基礎(chǔ)內(nèi)的豎直力克服。
文檔編號E02B17/02GK1306931SQ01103089
公開日2001年8月8日 申請日期2001年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月24日
發(fā)明者威謙·P·羅伯遜, 陳正祐 申請人:J.雷.麥克德莫特股份有限公司