[发明专利]一种采用不对称软舱的箱型桁架式四立柱深水平台系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种深海钻井和生产平台系统，尤其是SPAR平台的硬舱、软舱和垂荡板的设计。

背景技术：

石油作为一种战略性资源，对推动国家发展有着至关重要的意义。近年来，我国对石油的需求快速增长，海洋油气发展迅猛，浅海油气资源的开发已日渐饱和，深海油气的勘探开发由浅海向深海发展已成必然趋势。

SPAR平台是海洋石油生产平台的一种，它广泛适用于从水深300米至水深3000米的深海，可以进行开采油气、钻修井、油气处理、石油储藏和装卸等多种工作，具有良好的实用性和经济性，在世界范围内得到了广泛的应用，被国际上公认为是下一代深水平台的发展方向。

目前SPAR平台主要有三种形式：Classic Spar(经典立柱平台)、Truss Spar(桁架立柱平台)和Cell Spar(管束式立柱平台)，其中Truss Spar(桁架立柱平台)具有造价便宜、减小垂荡运动、降低拖曳载荷、减小涡激振荡等优点，但在作业时，桁架结构、垂荡板以及结构的连接结点都受到波浪的连续动力载荷，因此所受的节点疲劳应力大，易导致结构疲劳寿命降低。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有SPAR平台的缺陷，在吸收和融合现有SPAR平台的设计特点的基础上，硬舱采用立柱式设计，软舱采用不对称的舱室设计，垂荡板采用箱体设计。改善了平台的节点疲劳应力、运输的稳性特性和建造难度，满足了平台运动性能稳性、结构强度、疲劳寿命等相关要求。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种采用不对称软舱的箱型桁架式四立柱深水平台系统，具体包括：顶部模块、硬舱、中心井、桁架结构、软舱、系泊索和TTR立管。连接关系为：顶部模块通过甲板桩腿与硬舱上部相连，立柱式硬舱均布在中心井外侧，与中心井通过加强板筋结构和水平连接硬舱舱室相连，硬舱下部与桁架结构相连，桁架结构底部与软舱相连，系泊索与硬舱外壳相连，TTR立管通过中心井深入油井完成生产功能，系泊索和TTR立管一起组成系泊系统。

所述的顶部模块为火炬臂、停机坪、起重机、生活楼，多层甲板。

所述的硬舱包括：甲板桩腿、四根立柱、侧板、水平连接舱室、阻尼挡板、隔水舱壁，主要由四根立柱和隔水舱壁组成的水密舱室(压载水舱和燃油舱)和水平连接舱室组成。甲板桩腿安装于四根立柱上部，四根立柱通过水平连接舱室围绕中心井并与之相连，侧板围绕四根立柱的外部组合边界与主体相连。

所述的中心井包括：中心井、加强板筋结构。中心井通过加强板筋结构与四根立柱相连，TTR立管纵向贯穿中心井深入油井。

所述的桁架结构包括：四根立柱、箱型垂荡板。四根立柱连接硬舱底部和软舱上部与箱型垂荡板构成桁架结构，箱型垂荡板水平连接于空间桁架结构上，沿垂线将桁架结构分为四个相同高度的间档，四根立柱和箱型垂荡板都为水密闭舱室，为平台提供浮力。

所述垂荡板：采用箱型设计，即由8个密闭舱室围绕中心井组成。

所述的软舱包括：10个压载舱和内部压载物，其中下部8个压载舱围绕在中心井外围，上部2个压载舱与四根立柱之一相连接，内部压载物为水，或为密度较大的固定压载。

所述的系泊系统包括：系泊索和TTR立管。系泊索一端连接硬舱外壁，一般布置在平台的重心附近，另一端固定于海底，TTR立管纵向贯穿中心井深入油井。系泊索以链-缆-链的方式，与平台连接处和固定于海底处采用尼龙缆，系泊索中间段采用钢缆。