專利名稱:重力式海上采油船臺(tái)的制作方法
世界上最大的平臺(tái)是科內(nèi)克(Cognac)平臺(tái)，由三部分組成，在墨西哥灣安裝，用了兩個(gè)多月的時(shí)間，費(fèi)用達(dá)2.75億美元-在海洋環(huán)境中裝配巨大的構(gòu)件費(fèi)用是非常非常高的。第二大平臺(tái)叫賽維薩(Cervi-za)平臺(tái)，造價(jià)為1億美元，設(shè)在美國(guó)的海域中，水深285米，高度為310.3米，平臺(tái)是整體建造的，為了便于拖曳又把它分為兩節(jié)，然后橫臥漂浮到預(yù)定的海域中安裝，該平臺(tái)有8個(gè)支腿，可容納40口井，如圖1-a所示。
賽維薩平臺(tái)在設(shè)計(jì)制造時(shí)不得不考慮安裝負(fù)荷。這種負(fù)荷只有幾個(gè)月、幾個(gè)星期、甚至幾分鐘;而平臺(tái)一般在海中設(shè)置20-50年，由于考慮了安裝負(fù)荷，使得平臺(tái)的重量較正常負(fù)荷時(shí)提高40%。該平臺(tái)的導(dǎo)管梯形排架長(zhǎng)200.2米，重量為1000-2350噸。整體制造這么笨重的桁架相當(dāng)困難。該平臺(tái)下水和運(yùn)出需用4萬噸級(jí)駁船，造價(jià)為2千萬美元，須待安裝25-35座平臺(tái)后才能償還駁船造價(jià)的本息，該平臺(tái)上船時(shí)，動(dòng)用了4臺(tái)1500噸液壓千斤頂，工作了24小時(shí)。先在駁船上壓載，使甲板與陸上導(dǎo)管架平齊，在將導(dǎo)管架裝上駁船的過程中，有控制地卸掉壓載物，以便使甲板始終與岸邊對(duì)齊，直到全部重量轉(zhuǎn)移到駁船上。
平臺(tái)上駁船后由七艘拖輪和一艘交通艇共同完成拖曳作業(yè)，到預(yù)定地點(diǎn)后在駁船尾部加載出現(xiàn)三度傾角，其中六艘拖輪系上610多米的放松拖纜，另一端系在導(dǎo)管架兩側(cè)不同的位置，準(zhǔn)備導(dǎo)管架一下水就立即加以控制。第七艘拖輪與駁船船身系住，使駁船固定不動(dòng)。此時(shí)四臺(tái)液壓千斤頂頂推平臺(tái)底座，使平臺(tái)在頂推和下滑力共同作用下開始滑動(dòng)，直至入海并自行扶正，平穩(wěn)漂在海面上，然后向?qū)Ч芗芾锟刂谱⑺?，隨后用四艘拖輪將其拖曳到預(yù)定地點(diǎn)安裝。平臺(tái)的導(dǎo)管架上裝有圍板樁，平臺(tái)就位后，要配備一臺(tái)1100噸的起重船進(jìn)行樁基作業(yè)，迅速將平臺(tái)穩(wěn)住。
現(xiàn)在又出現(xiàn)一種造價(jià)較低的繃張索腿浮動(dòng)平臺(tái)，如北海哈頓油田的平臺(tái)，該平臺(tái)用繃張索腿系泊于海床中。如圖1-b所示。
本發(fā)明是海上鉆井采油的設(shè)備。
本發(fā)明的發(fā)明人鑒于上述問題研制出一種全新的海上采油船臺(tái)。以下用一例說明。如圖2所示。
制作成固定海上采油船臺(tái)，本發(fā)明也即為一艘船。船身下面四周各裝有伸展式桁架結(jié)構(gòu)的支腿，支腿可制作成一條整體支腿或三條支腿或多條支腿。在這例中描述的是由六條支腿所組成的。
支腿是由增放桿、推拉桿、承重桿、強(qiáng)力拉桿和強(qiáng)力腹桿構(gòu)成，外形輪廓呈梯形或直角梯形或矩形或正方形。在這例中描述的是直角梯形。當(dāng)Ⅰ、Ⅱ伸展式桁架結(jié)構(gòu)或Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ伸展式桁架結(jié)構(gòu)分別減縮完成以后，在動(dòng)力作用下向船的前弦、后弦、左弦、右弦各自旋轉(zhuǎn)90度，形成前、后、左、右翼，這樣利于航行，對(duì)近海、淺海及各種航道的水深無特殊要求。在本身動(dòng)力作用下便可啟航。如圖2-e所示。到達(dá)預(yù)定海域后，將船體四周的伸展式桁架結(jié)構(gòu)按先Ⅰ、Ⅱ后Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ的順序;反之亦然，各自向下旋轉(zhuǎn)90度，并放開約束，在重力作用下伸展式桁架結(jié)構(gòu)伸展出，增放桿增放，推拉桿推動(dòng)承重桿達(dá)極限位置，承重桿垂落，用肖螺栓將各鉸點(diǎn)肖定鎖緊便形成穩(wěn)定的桁架支腿系。共有20根腿柱，由于采用的是直角梯形的伸展式桁架結(jié)構(gòu)，所以形成的穩(wěn)定桁架支腿系的底面積大于其頂面積。支腿系外形輪廓類似于一個(gè)棱臺(tái)。如圖2-a、圖2-b所示，在此支腿系中，伸展式桁架結(jié)構(gòu)Ⅰ與Ⅴ、Ⅵ構(gòu)成兩角柱，A、B;伸展式桁架結(jié)構(gòu)Ⅱ與Ⅲ、Ⅳ構(gòu)成兩角柱C、D。由于A、B、C、D四根角柱有很好的剛度故可作為平臺(tái)的主腿柱。并可用于定向，將海上船臺(tái)的主樁腿沿這四根角柱打入海底，根據(jù)需要還可以沿其它腿柱上打輔助樁。船臺(tái)甲板上根據(jù)需要開設(shè)三個(gè)或三個(gè)以上的孔洞直通船底，在這一例中描述的是開設(shè)十個(gè)孔洞。這些洞壁與船體密封，不漏水?？锥吹奈恢脩?yīng)設(shè)在與桁架支腿系上平面對(duì)應(yīng)的部位。然后用船臺(tái)上的設(shè)備，將足夠高的支柱從孔洞中插進(jìn)放到桁架支腿系上平面上并與之固連。在動(dòng)力作用下船身沿支柱上爬形成船臺(tái)，此時(shí)船-臺(tái)的轉(zhuǎn)換就完成了。如圖2-c、圖2-d所示。船的航行動(dòng)力源即是采油船臺(tái)的動(dòng)力源，也是安裝海上采油船臺(tái)的動(dòng)力源。
若移動(dòng)船臺(tái)，在重力、動(dòng)力控制下，將船臺(tái)沿支柱下滑，直至降至桁架支腿平面上，拆掉支柱與支腿系間的固連，并且將支柱放倒或固定在船臺(tái)上，再拆除樁基與支腿的連接，拔除各鉸點(diǎn)的固定肖，在動(dòng)力缸與水的浮力綜合作用下，將伸展式桁架結(jié)構(gòu)減縮折疊，并約束住。在動(dòng)力作用下將Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ各結(jié)構(gòu)分別向船的前、后、左、右弦旋轉(zhuǎn)90度。此時(shí)臺(tái)-船的轉(zhuǎn)換就完成了，啟航行至另一海域，再實(shí)施船-臺(tái)的轉(zhuǎn)換。
制成繃張索腿浮動(dòng)船臺(tái)，本發(fā)明也即一艘船，船身由上方的采油船臺(tái)、下方的浮臺(tái)和伸展式桁架結(jié)構(gòu)支腿以及多根繃張索腿組成。如圖2-f所示。船臺(tái)和浮臺(tái)并靠在一起，繃張索腿的一端系于下浮臺(tái)和上船臺(tái)上，浮臺(tái)露出水面在本身動(dòng)力作用下，便可啟航，到達(dá)預(yù)定海域后向下浮臺(tái)控制注水使之下沉，船臺(tái)入水伸展式桁架結(jié)構(gòu)隨著浮臺(tái)的下沉而展開，當(dāng)浮臺(tái)沉到預(yù)期的深度，伸展式桁架結(jié)構(gòu)也就全部伸展開，用肖螺栓將所有鉸點(diǎn)肖住鎖緊，形成穩(wěn)定的桁架支腿系。這時(shí)由控制注水使整個(gè)繃張索腿浮動(dòng)船臺(tái)所受的浮力與重力相等，即繃張索腿浮動(dòng)船臺(tái)靜止在水面上，將繃張索腿的另一端系于海底埋板上的特別錨系連接器上。在連接時(shí)，使繃張索腿有規(guī)定的放松量，然后用高壓空氣按需要擠出浮臺(tái)中的水，浮臺(tái)上浮并將上船臺(tái)托舉離開水面，當(dāng)繃張索腿完全繃緊時(shí)，也就是船臺(tái)離開水面的高度，船臺(tái)上升的高度和安裝繃張索腿的放松量相關(guān)，繃張索腿浮動(dòng)船臺(tái)就形成，此時(shí)船-臺(tái)間的轉(zhuǎn)換就完成了。
下浮臺(tái)的上下平面間有多個(gè)孔洞貫通，這些洞壁與下浮臺(tái)本體密封，為作業(yè)孔洞。
若想移動(dòng)浮動(dòng)船臺(tái)，先向下浮臺(tái)控制注水使浮臺(tái)下沉，上船臺(tái)入水，放松繃張索腿，并拆除索腿與海底埋板上錨系連接器的連接，同時(shí)拔除桁架支腿系上各鉸點(diǎn)的肖螺栓。然后馬上用高壓空氣將浮臺(tái)的水全部擠出，浮臺(tái)上浮出水面，伸展式桁架結(jié)構(gòu)隨之全部減縮，收起全部繃張索腿，此時(shí)臺(tái)-船間的轉(zhuǎn)換就完成了?？蓡⒑睫D(zhuǎn)場(chǎng)。
本發(fā)明可使用鋼材或鋼筋混凝土材料或其它高強(qiáng)度材料制成。
由于采用了本發(fā)明，傳統(tǒng)平臺(tái)導(dǎo)管架的制造工藝大大減化了，不是整體制造，而是單根桿件的制造，由于采用了本發(fā)明，整個(gè)桁架支腿系和支柱的設(shè)計(jì)與制造只考慮工作負(fù)荷，而不考慮安裝負(fù)荷。與傳統(tǒng)導(dǎo)管架的重量相比可減輕40%，由于采用本發(fā)明，固定的海上采油船臺(tái)可以多次重復(fù)轉(zhuǎn)場(chǎng)使用，很方便，由于采用了本發(fā)明，無須價(jià)格昂貴的駁船，無須整體導(dǎo)管架由陸地裝駁船的工藝，無須多艘拖輪、交通艇“護(hù)航”的工藝，無須平臺(tái)下水的工藝，無須租用起重船，這一切就意味著安裝一座座海上采油船臺(tái)，較傳統(tǒng)技術(shù)安裝一座海上采油平臺(tái)省掉約3億美元。
本發(fā)明中船臺(tái)以上的構(gòu)件均可采用伸展式桁架結(jié)構(gòu)，當(dāng)海上風(fēng)暴來臨時(shí)及時(shí)減縮構(gòu)架，減少風(fēng)阻，以利安全。
采用本發(fā)明能又快、又好、又省、又安全地發(fā)展海上采油業(yè)，并能更方便地開采深水域的油田。
權(quán)利要求
1.一種由導(dǎo)管排架構(gòu)成支腿又有采油平臺(tái)組成的海上采油平臺(tái)。本發(fā)明的特征是由增放桿、推拉桿、承重桿、強(qiáng)力拉桿和強(qiáng)力腹桿構(gòu)成伸展式桁架結(jié)構(gòu)支腿、由增放桿、推拉桿、承重桿、強(qiáng)力拉桿和強(qiáng)力腹桿構(gòu)成伸展式桁架結(jié)構(gòu)支柱與/或伸縮式箱形結(jié)構(gòu)支柱與/或伸縮式剛架結(jié)構(gòu)支柱和船式作業(yè)平臺(tái)，或船式作業(yè)平臺(tái)與船式作業(yè)浮臺(tái)組成的海上采油船臺(tái)。在航行狀態(tài)時(shí)。是一艘船。當(dāng)被托舉離開水面時(shí)。又是一采油平臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所構(gòu)成的海上采油船臺(tái)，其特征是配置一條支腿或三條支腿或多條支腿。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所構(gòu)成的海上采油船臺(tái)，其特征是構(gòu)成支腿的伸展式桁架結(jié)構(gòu)外形輪廓呈梯形或直角梯形或矩形或正方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所構(gòu)成的海上采油船臺(tái)，其特征是支腿減縮折疊后旋轉(zhuǎn)90度懸掛在船式作業(yè)平臺(tái)外弦。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所構(gòu)成的海上采油船臺(tái)，其特征是配置三棵支柱或三棵以上的多棵支柱。船臺(tái)沿支柱上升，下滑。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所構(gòu)成的海上采油船臺(tái)，其特征是構(gòu)成支柱的伸展式桁架結(jié)構(gòu)外形輪廓為矩形或正方形或梯形，支柱下端與支腿上端相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所構(gòu)成的海上采油船臺(tái)，其特征是船式作業(yè)平臺(tái)設(shè)有支柱孔洞及作業(yè)孔洞。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所構(gòu)成的海上采油船臺(tái)，其特征是支腿上端與船式作業(yè)平臺(tái)下平面相連接，支腿下端與船式作業(yè)浮臺(tái)上平面相連接;或支腿上端與船式作業(yè)平臺(tái)下平面相連接，支腿下端與海底樁基礎(chǔ)相連接。
專利摘要
本發(fā)明是一種全新的海上采油船臺(tái)，根據(jù)需要可做成固定式海上采油船臺(tái)和繃張索腿浮動(dòng)式海上采油船臺(tái)。采用本發(fā)明制作的海上采油船臺(tái)，工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)輕巧，船-臺(tái)之間的相互轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)捷易行，可以多次轉(zhuǎn)場(chǎng)重復(fù)使用，省去諸多的安裝工藝和專為安裝而設(shè)的諸多設(shè)備，能極大地降低制造成本和采油成本。采用本發(fā)明能又快又好又省又安全地發(fā)展海上采油業(yè)，并能更方便地開采深水域中的油田。
文檔編號(hào)B63B35/44GK85106687SQ85106687
公開日1986年7月2日 申請(qǐng)日期1985年9月6日
發(fā)明者鄭孝群 申請(qǐng)人:鄭孝群導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan