[发明专利]供应船辅助钻井装置与浮动生产设备的捆绑

说明书

技术领域

本发明涉及用于石油和天然气海上矿藏的钻井和生产的浮动海上结构，特别是涉及一种用于把两个浮动结构固定在一起的系统，其中一个浮动结构是由其自身的系泊/位置保持系统保持在适当位置的浮动生产设备，另一个浮动结构是供应船辅助钻井装置(TADU)，其通过至少四条船尾系泊缆绳部分地系泊在海底，其前部通过一组捆绳与生产装置连接。从而形成两个浮动结构的连接好的位置保持系统。

背景技术

在许多深海钻井和生产设施中，浮动的供应船辅助钻井装置(TADU)被捆绑到相邻的海上生产设备或平台上，以便辅助钻井和生产作业。TADU可以是任何类型的半潜式的或驳船的船体形式。TADU和平台通常都系泊在海底，并且相互捆绑用以限制两个结构之间的相对移动，从而便于从一个结构到另一个结构传送钻井消耗品和人员并且连接两个结构之间的控制线路和流体管道。在现有技术情况下，除了生产设备的系泊/位置保持系统外，半潜式TADU通过至少八条系缆系泊，所述生产设备可以是杆式平台或张力腿平台(TLP)。目前的捆绑系统基于用一对捆绳连接两个浮动结构从而控制二者的间距和控制低而且均匀频率的运动。在一个典型的连接系统中，许多系缆将相互交错，使海底布局复杂化。并且，如下文所解释的，在实践中要满足关键的性能指标已经被证实是困难的。

在一个实际的TADU-生产设备的连接或捆绑系统中，捆绑机构必须能够保持在预先确定的界限内的相对移动，以允许在一个正常年(“一年环境”)期间可以预期的所有环境条件下都正常作业，并且在通常十年期限(“十年环境”)期间可以预期的所有最坏情形的状况下允许有限作业，所述有限作业包括钻井循环和控制的维护。在一百年的极限气候条件下，系统必须能够把两个结构的间距增加到暴风雨安全距离，同时起到如一百年暴风雨安全连接系泊系统那样的作用。

捆绑系统必须也能够在正常作业期间保持两个结构之间的最佳距离，同时承受两者之间的相对运动。当需要时，捆绑系统必须允许两个结构之间的距离可控制地增加，同时保持两者之间的连接。因此，重要的是捆绑系统具有相对低的刚度，使得TADU和平台之间有相对小的运动连接。最佳地，捆绑系统可以用作两个结构之间的预拉伸弹簧，其中，弹簧常数是这样的：最大张力负载和相对运动的限制相结合能够保证一年环境的钻井作业以及至少十年环境的有限作业。并且，捆绑系统应该减小侧滑。

迄今，还无法达到能够满足上面提出的标准来把两个浮动结构捆绑在一起的系统的要求。

发明内容

一般地说，本发明涉及一种把第一浮动结构(例如TADU)捆绑到第二浮动结构(例如生产平台)的系统，其包括一组捆绳，每条捆绳从在第一结构上的绞盘延伸出，穿过在第二结构上部上的槽轮，然后沿第二结构的船体竖直向下到位于第二结构的船体下部上的连接设备(例如船用五金件连接)。在一个应用环境中，第一结构是TADU，第二结构是平台，捆绳组优选包括一组四条捆绳，每一条捆绳从在TADU前部上的绞盘延伸出，穿过在平台的船体上部上的惰轮，然后沿平台船体的侧面竖直向下到在船体下部上的连接设备。如果平台是圆柱桁架类型平台，船体上部是一个浮力“硬”舱，其顶部支撑一层或多层甲板。船体下部是桁架结构，包括竖直桁架部件和斜向交叉支柱。一个可变浮力的“软”舱连接到桁架结构的底部。在圆柱桁架式应用中，每个惰轮均被固定到硬舱上，当捆绳沿桁架结构竖直往下延伸到连接设备时，所述连接设备的每一个都位于软舱上面的竖直桁架部件上。

在一个优选实施例中，每条捆绳包括其第一端或上端连接到绞盘缆绳的自由端的柔性系船索绞盘，所述绞盘缆绳缠绕在第一结构或TADU的绞盘上。柔性系船索优选为尼龙或适当的等同聚合物，而绞盘缆绳优选为金属绳缆。系船索有一个固定到相关的船用五金件连接件的下眼孔和一个连接到绞盘缆绳自由端的钩环上的上眼孔。绞盘缆绳可以包括用合适的连接装置连接的第一和第二部分，第一部分终结于系船索所连接的自由端，第二部分缠绕在TADU的绞盘上并从那里放出。