[发明专利]海洋工程装备的大尺寸浮态制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程装备的制造领域，特指用于深海油气资源开发的巨型超重石油钻探储油平台浮态制造方法，也可应用于大型船舶或海上结构的建造安装。

背景技术

我国石油资源短缺，消费量大，石油进口量逐年增加，2010年我国石油对外依存度达55%，已经连续第二年超过国际安全警戒线50%。海洋石油开发刻不容缓，国家已将海洋能源开发提高到事关国家安全的战略高度，海洋工程装备制造技术是近海、深海和超深海资源开发中重要的关键技术。尤其是对于深海油气资源的开发，建造巨型超重的石油钻探储油平台是其前提要求。如果按照传统的海洋装备建造方式，需要巨大的船坞、船台，和大型的起吊设备，投入成本高，建造周期长，适应性差，占用场地大，利用率低。同时，大型海洋工程装备建造还要克服系统集成度高、工序复杂和建造进度不易控制等难题。另外，船舶的安全下水也是其建造过程中最为重要的工序之一，任何机械损伤将对其服役寿命造成难以估量的影响。而深海石油钻探平台造价昂贵，一般在5～8亿美元，要求其在海上作业25年不进坞维修，对结构安全性、可靠性及疲劳寿命要求特别苛刻。

近年来的海洋油气开发热潮刺激了海工装备制造业的繁荣，但关于海洋工程装备安装和建造的专利技术还不多。经检索：美国专利US6135673提出的“Method/apparatus for assembling a floating offshore structure/浮式海上结构的安装方法和装置”，是利用海上平台底部构件中空舱室的浮力使得底部和所需安装的甲板对接装配形成一个整体。另一个美国专利US3528354提出的“Offshore platform structure and construction method/海上平台结构和建造方法”，其描述了顶部平台和底部结构上的舱室先对接相连，而后在压舱物的作用下和底部结构接触并合拢的方法。美国专利US4848967提出的“Load-transfer system for mating an integrated deck with an offshore platform substructure/整体甲板和海上平台底部对接合拢时的消振系统”，是利用外伸于甲板的探针和由双弹簧组成的吸振系统，减少对接安装整体甲板和平台底部结构时的振动载荷。上述关于海洋工程装备合拢和建造的研究主要是针对利用舱室的浮力或者压舱物实现合拢的方法以及合拢过程中的动态载荷的消减技术，仍需借助于船台和船坞。中国专利ZL200410052950.5、ZL 02295585.2和ZL 200510045929.7报导了大型海洋工程装备的各种总段合拢方法和装置，主要是利用船台滑道上的滑移、行走轨道或者船台来实现总段的合拢和本体建造，或船舶中大型设备的安装。

发明内容

针对上述大型海洋工程装备建造过程中成本高，建造周期长，占用场地大和下水困难等共性问题，本发明提出了一种利用水的浮力作为支撑，无需船台和船坞直接在水上“分层制造，逐层叠加”的大尺寸浮态制造新方法，可以应用于大型海洋工程装备和船舶建造，特别适用于无大型船坞或船台时的海工平台合拢建造。

本发明采用的技术方案包括：海工平台主船体建造的阶段划分、底层总段的建造合拢、平台分层叠加制造、甲板分段合拢、上层建筑搭载与吊装等工艺步骤。 

1）海工平台主船体建造的阶段划分：将船体按型深高度方向由下至上划分为底层总段、下部主船体、上部主船体和平台甲板，采用分层制造技术。