專利名稱：淺吃水浮動(dòng)海洋石油鉆探/生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及海洋石油鉆探及生產(chǎn)裝置，具體涉及用于這種作業(yè)的浮動(dòng)裝置。
在海洋石油工業(yè)中，浮動(dòng)裝置系用于因深水引起固定于海底套管的成本對(duì)于足夠的經(jīng)濟(jì)收益來(lái)說甚至在石油儲(chǔ)存量很大的情況下也過于昂貴的區(qū)域。已有的這種浮動(dòng)裝置包括半浸沒自升式鉆井裝置、多錨系泊定位船舶、使駁船定位的多頂推器多動(dòng)力定位船舶以及張力腿平臺(tái)(TLP)。
每種裝置均有其優(yōu)缺點(diǎn)。例如，盡管多動(dòng)力定位船舶不再需要錨和系纜，但它們具有很大的與波浪和水流相對(duì)的表面積，這就使船舶定位需要很大的能量。表面積大還會(huì)使船舶容易因波浪作用而引起升沉、縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)。半浸沒自升式鉆井裝置與波浪相對(duì)的表面積較小，故對(duì)縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)較不敏感，但仍因升沉運(yùn)動(dòng)而不能設(shè)計(jì)成儲(chǔ)存大量石油。
不僅從安全和舒適角度，而且從作業(yè)角度，都最好是使環(huán)境所誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)最小化，因?yàn)殂@探和生產(chǎn)的連接裝置必須設(shè)計(jì)成適應(yīng)于裝置的運(yùn)動(dòng)。連接裝置的設(shè)計(jì)和建造成本與裝置的升沉、縱搖和橫搖量直接有關(guān)。
TLP在升沉、縱搖和橫搖的最小化方面是比較成功的。然而TLP是一種深吃水裝置，它主要被設(shè)計(jì)用于海洋風(fēng)浪較大的深水區(qū)域。
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于世界上海洋風(fēng)浪相對(duì)較小、最大波浪極少超過30或40英尺的深水區(qū)域不能充分地適用。
本發(fā)明適用于這些區(qū)域。它所提供的是一種綜合了目前所用不同類型浮動(dòng)裝置之好處的淺吃水浮動(dòng)裝置。該裝置由一浮動(dòng)船體形成，船體上可放置一個(gè)或多個(gè)組件或甲板以支承加工設(shè)備、一鉆架、設(shè)施和人員居住艙室。石油鉆探和/或生產(chǎn)是通過船體中的中央井實(shí)現(xiàn)的。船體包括固定壓載、一儲(chǔ)油區(qū)和用以改變以補(bǔ)償較輕重量?jī)?chǔ)油的內(nèi)腔和壓載。船體設(shè)計(jì)成具有較小的水線面積。船體并設(shè)計(jì)成具有與將安置該船體區(qū)域中的波浪非共振的縱搖和橫搖周期。
本發(fā)明的目的在于提供一種允許將船體和甲板相互獨(dú)立建造并在一不一定是最終位置處裝配、從而減少施工步驟和成本的浮動(dòng)近海鉆探裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有極好的升沉、縱搖和橫搖特性，從而允許使用鋼制鉆探提升器和構(gòu)件使其鉆探作業(yè)較少受到天氣條件變化影響的浮動(dòng)近海鉆探裝置。
為進(jìn)一步理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和目的，以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，圖中同樣部件采用相同標(biāo)號(hào)。其中

圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的立體圖。
圖2為安裝有甲板的本發(fā)明一較佳實(shí)施例的外側(cè)輪廓圖。
圖3為安裝有甲板的本發(fā)明一較佳實(shí)施例的內(nèi)側(cè)輪廓圖。
圖4為沿圖3中4-4線的剖視圖。
圖5為沿圖3中5-5線的剖視圖。
圖6為沿圖3中6-6線的剖視圖。
圖7為沿圖4中7-7線的剖視圖。
圖8為沿圖4中8-8線的剖視圖。
參見各附圖，如圖1所示，本發(fā)明一般用標(biāo)號(hào)10表示。淺吃水浮動(dòng)裝置10包括一浮動(dòng)船體12，該浮動(dòng)船體包括一用于固定壓載的部分14、一用于儲(chǔ)油的部分16、一用于內(nèi)腔和可變壓載的部分18以及一用于接受和支承加工設(shè)備、一鉆架、設(shè)施和人員居住艙室的組件或甲板的部分20。船體12并設(shè)有一油井22，該油井穿過該船體垂直延伸，以容納在由海底油井鉆探和生產(chǎn)時(shí)所用的提升器。
在該較佳實(shí)施例中，固定壓載部分14位于船體12下端。將固定壓載放在裝置的下端，使重心低于浮心。固定壓載可采用任何材料如混凝土，以降低有關(guān)成本。固定壓載的厚度和重量在根本上取決于裝置的尺度、重量和排水量。
儲(chǔ)油部分16通過允許海水從底部進(jìn)入該儲(chǔ)油部分而使壓力均衡化。如圖3所示，其中標(biāo)號(hào)17表示海水，用于在部分16中相對(duì)海水均衡化。如果必須滿足油罐的某些專門要求，則儲(chǔ)油部分16可采用雙層壁結(jié)構(gòu)。
部分18的內(nèi)腔19為浮動(dòng)裝置10提供浮力，如圖3、4、5、7和8所示。部分18的可變壓載部21用于補(bǔ)償較輕重量的儲(chǔ)油，如圖3、6和8所示。為了保持一恒定的吃水，需要約1立方英尺的海水對(duì)1桶油的浮力進(jìn)行補(bǔ)償。由于提升器與海底連接且各分支管路的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有限制，故最好保持一恒定的吃水。
如圖1-3所示，船體12被線型設(shè)計(jì)成在水線24所示的其工作吃水處的船體水線面面積比浸沒的船體主要部分的底面積小得多。這是通過在船體中央和每個(gè)端部具有內(nèi)腔19’，如圖3、4、5和8所示，并從每個(gè)端部和船體中央向上延伸以在每個(gè)端部和船體中央限定一大致U形部或切斷部。當(dāng)在工作吃水處時(shí)，U形部的頂部在水平面之上，而U形部的底部則在水下。這樣，如果船體的工作吃水在儲(chǔ)油部16處，就象船的情況那樣，則水線面面積就會(huì)小得多。水線面面積較小為船體提供了一個(gè)超出波浪周期的很長(zhǎng)的固有升沉周期。
由于船體的橫搖和縱搖與波浪非共振，故裝置具有良好的橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng)。裝置的這些運(yùn)動(dòng)可以通過在可變壓載部分21上方的船體每個(gè)端部的切斷部或U形部中提供緩沖板26進(jìn)一步改善。如圖4所示，緩沖板26由在端部?jī)?nèi)腔19’與船體中央部分之間延伸的垂直壁形成。當(dāng)在工作吃水處時(shí)，緩沖板26起減輕液面晃動(dòng)和在支承甲板的船體各壁之間運(yùn)動(dòng)的海水的自由表面作用。中央U(xiǎn)形部被設(shè)計(jì)為在工作吃水水線上方，以保護(hù)提升器在中央井22中不受波浪影響。
在操作時(shí)，可采用裝置10的可變壓載部分21改變裝置10在不同操作階段時(shí)的吃水。例如，對(duì)于很輕的船，可將吃水調(diào)節(jié)到45英尺。為將裝置拖到一處，可將吃水調(diào)節(jié)到50-70英尺的穩(wěn)定吃水。而為鉆探和/或生產(chǎn)操作，則可將吃水調(diào)節(jié)到160英尺，如圖1和圖2所示。應(yīng)當(dāng)理解，圖1和圖2所示的30英尺的干舷區(qū)域只是一個(gè)例子，在某些海洋條件下，45英尺或許更合適。
裝置10設(shè)計(jì)成能在與用于加工設(shè)備、鉆架、設(shè)施及人員居住艙室的支承組件或甲板不同的地方加以建造。這為建造和安裝順序提供了優(yōu)越性，從而能大大加快進(jìn)度并降低成本。甲板的安裝可以通過增加壓載而將裝置10降低到可將其上支承有甲板的駁船浮動(dòng)到船體的切斷部并位于支承部分20的吃水來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。然后通過增加壓載而將駁船降低、減少壓載而使船體上升或兩者的組合而將甲板轉(zhuǎn)移到船體上。一旦甲板安裝就緒，即可將裝置10拖至工作位置，通過壓載調(diào)節(jié)到所需的工作吃水并系泊定位。
裝置10中采用的鉆探和生產(chǎn)提升器可從海洋石油鉆探業(yè)已知的一些類型中選擇。
可附加的另一特點(diǎn)是如圖3所示的一限流板28。板28的作用是防止井22中的水位如果具有與波浪相似的周期而產(chǎn)生垂直諧振。板的大小允許水流總開口為井22的橫截面積的約20-30％。
如圖所示大小的裝置適用于以下情況。裝置10可容納一自重10,000噸、甲板負(fù)載31,900噸、即上部總重量為41900噸的甲板結(jié)構(gòu)。儲(chǔ)油部16可儲(chǔ)存1,500,000桶油。船體12的鋼板重約60,000噸，加上514,000噸的排水量和72,100噸的固定壓載。井22具有40條生產(chǎn)和鉆探用的溝槽。應(yīng)當(dāng)理解，圖中所示尺寸是本發(fā)明可采用的一個(gè)實(shí)例，而不是一種限定。
由于在以上所述本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)可以作出許多不同的實(shí)施例，并由于可對(duì)這些按照法律所述要求譯述的實(shí)施例作許多修改，應(yīng)當(dāng)理解，本說明書中的具體描述應(yīng)被解釋為示意性的，而并無(wú)限定意義。
權(quán)利要求
1.一種淺吃水浮動(dòng)海洋鉆探/生產(chǎn)裝置，包括a.一具有多個(gè)端部的浮動(dòng)船體，所述端部在所述船體中至少限定一個(gè)U形部，從而當(dāng)所述船體位于工作吃水處時(shí)使U形部的頂部在水平面上方，而U形部的底部浸沒在水下，所述船體足以在U形部的頂部處接受一甲板；b.一在所述船體下端的固定壓載部分；c.一在所述船體內(nèi)的儲(chǔ)油部分；d.一在所述船體內(nèi)的可變壓載部分；e.一穿過所述船體的垂直井。
2.如權(quán)利要求1所述的海洋鉆探裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)油部分與海洋壓力均衡。
3.如權(quán)利要求1所述的海洋鉆探裝置，其特征在于，在被限定在所述船體中的U形部的下部還包括一緩沖板。
4.一種淺吃水浮動(dòng)海洋鉆探/生產(chǎn)裝置，包括a.一具有多個(gè)端部的浮動(dòng)船體，所述端部在所述船體中至少限定一個(gè)U形部，從而當(dāng)所述船體位于工作吃水處時(shí)使U形部的頂部在水平面上方，而U形部的底部浸沒在水下，所述船體足以在U形部的頂部處接受一甲板；b.一在所述船體下端的固定壓載部分；c.一在所述船體內(nèi)的儲(chǔ)油部分，所述儲(chǔ)油部分與海洋壓力均衡；d.一在所述船體內(nèi)的可變壓載部分；e.一穿過所述船體的垂直井；以及，f.一被限定在所述船體中的U形部的下部的緩沖板。
全文摘要
一種淺吃水浮動(dòng)海洋鉆探/生產(chǎn)裝置。該裝置包括一浮動(dòng)船體,船體上可放置一個(gè)或多個(gè)組件或甲板以支承加工設(shè)備、一鉆架、設(shè)施和人員居住艙室。鉆探和/或生產(chǎn)系在船體中通過一中央井實(shí)現(xiàn)。船體包括固定壓載、一儲(chǔ)油區(qū)、以及用于補(bǔ)償較輕儲(chǔ)油重量的內(nèi)腔和可變壓載。船體設(shè)計(jì)成具有較小的水線面積,并設(shè)計(jì)成具有與將安置船體區(qū)域內(nèi)波浪非共振的橫搖和縱搖周期。
文檔編號(hào)B63B1/02GK1178178SQ9711926
公開日1998年4月8日 申請(qǐng)日期1997年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月27日
發(fā)明者愛德華E·霍頓三世 申請(qǐng)人:深井采油技術(shù)股份有限公司