[发明专利]一种基于倾斜立柱的延伸式张力腿平台在审

专利信息
申请号: 201410116324.1 申请日: 2014-03-26
公开(公告)号: CN103895826A 公开(公告)日: 2014-07-02
发明(设计)人: 冯加果;谢彬;李新仲;曹静;王春升;谢文会;王世圣;陈国龙 申请(专利权)人: 中国海洋石油总公司;中海油研究总院
主分类号: B63B35/44 分类号: B63B35/44
代理公司: 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 代理人: 徐宁;关畅
地址: 100010 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 倾斜 立柱 延伸 张力 平台
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种张力腿平台,特别是关于一种基于倾斜立柱的延伸式张力腿平台。

背景技术

随着世界经济的发展,各国对石油及天然气的需求显著增加,因此,需要大型的海洋油气开采和生产平台,张力腿平台(TLP)属于这类平台中的一种,在海洋油气开采和生产中发挥着重要作用。张力腿平台是一种顺应式结构,靠竖直的锚泊系统,即张力腿连接到海底,由于张力腿在安装初期具有一定的预张力,呈拉紧状态,因此,能够通过预张力将张力腿平台向下拉至一定深度。被紧紧拉住的张力腿平台在水平面内顺应着海浪一起摆动,而在垂向的深沉运动则很小,因此可以满足油气开采和生产。张力腿平台上部的甲板高出水面一定距离,可以用于布置油气生产设施、生活设施和钻井设施。张力腿平台具有升沉运动优良、可采用干式采油树、维修方便以及节省投资和操作费用低等优点。

目前,虽然世界各国已经成功建立了25座张力腿平台,但其稳定性、抵抗恶劣天气的能力仍是世界各国学者关注和研究的焦点之一。2005年,美国和墨西哥湾遭遇的卡特里娜(Katrina)和丽塔(Rita)飓风造成了多个张力腿平台的损坏,其中包括一座张力腿平台的倾覆。这起事故引起了人们对张力腿平台安全的高度重视,API(美国石油学会)也因此提高了张力腿平台的设计标准,而业内人士的研究也更加倾向于提高TLP的稳定性和抵抗恶劣天气的能力。张力腿平台的在位稳定性主要依靠张力腿的拉力形成的复原力矩,因此适当增大连接张力腿的立柱间距将更便于满足张力腿平台相关设计标准,但其结构成本也将大大增加。

如何减小张力腿平台的安装风险和安装成本是世界各国学者关注和研究的另一焦点。目前有些张力腿平台由于立柱间距较小而不满足整体湿拖稳性的要求,因此,不能将上部模块和船体在船坞或码头组装好之后再整体拖到油田。需要将上部模块和船体分别安装,即先动用大型的起重安装船将船体安装好之后,再将上部模块吊装安装到船体上,最后在海上调试。这种安装方式有以下几个缺点:1)成本高,需要动用大型起重安装船,而随着世界各国海洋油气开采的快速发展,大型起重安装船舶资源越来越稀缺,提前锁定安装资源难度越来越大;2)安装风险大,需要进行大型模块的海上吊装作业;3)受天气影响程度大,大型起重吊装作业对天气要求高,对气候的把握要求高;4)海上调试不方便,时间长。

发明内容

针对上述问题,本发明的目的是提供一种能够抵御恶劣天气、稳定性高、安装风险小以及安装成本低的基于倾斜立柱的延伸式张力腿平台。

为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种基于倾斜立柱的延伸式张力腿平台,它包括一由四个浮箱组成的矩形环状浮箱组件,所述浮箱组件四个交点处的上表面均紧固连接一立柱;且每一所述立柱的一部分位于水面以下,其余部分位于水面以上;其特征在于:每一所述立柱位于水面以下的部分均为竖直结构,位于水面以上的部分均向所述浮箱组件的中心倾斜;每一所述立柱底面的中心线与所述浮箱组件的水平中心线之间具有夹角α;每一所述立柱均相对于所述浮箱组件向外延伸,延伸出的每一所述立柱的末端外侧均设置若干张力腿悬挂点,每一所述张力腿悬挂点上均悬挂一张力腿,每一所述张力腿的末端均紧固连接在海底泥面上;所述立柱的顶端紧固连接一用于放置采油设备、油气处理设备和钻修井设备的甲板。

每一所述立柱位于水面以上的部分向所述浮箱组件中心倾斜的角度均为20~30°,每一所述立柱底面的水平中心线与所述浮箱组件的水平中心线之间的夹角α均为45°。

所述立柱采用截面形状为矩形的结构形式。

每一所述立柱上均开设一用于输送人员或货物的通道。

每一所述立柱和浮箱均是优质钢板焊接而成的密闭结构。

每一所述立柱底面的内侧边与所述浮箱组件的内侧边平齐或向外错开。

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