[发明专利]半潜式可移动的标准组合式海上平台

说明书

本发明涉及海上平台，具体说，涉及用于深油石油勘探的半潜式可移动的标准组合式海上平台。

在海洋深海地点的石油勘探中，必需将石油钻探设备支承在海底上面某一距离处的一个平台上。对大于约1000英尺的水深来说，传统的海洋建筑物对重量和基础的要求使它们与其它的设计结构形式相比具有较小的吸引力。这样的两种传统形式是牵索式塔和张力型腿式平台。

所述牵索式塔的构思如图2所示。该牵索式塔是由具有不变横截面的一个支撑建筑物组成，它通过多根伸展到海底块重上的牵索保持直立状态。这些绳索然后从块重伸展到通常的锚件上以构成一双重刚性的停锚装置。在正常的工作负荷情况下，块重保持在海底上而建筑物的横向运动受约束。然而，在大风暴时，通过牵索使从该建筑物传递给块重的负荷力使将块重升离海底。这个动作可使塔通过来回摇摆吸收作用在它上面的外界负荷而不使牵索受到过大的负荷力。这种牵索式塔的构思目前被认为可应用于约2000英尺的水深。

图3示出所述的张力型腿式的构思。在这种设计中，直立件用于将平台锚定在海底上。这种建筑物的上面部分设计得具有过大浮力量以将所述直立件保持张力状态。由于此张力的存在，该平台在承受波浪作用的情况下实际上保持水平。这些直立件还限制横向偏移，因为这类移动必然会使它们产生一个回复力。这种张型腿式构思方案的一个主要优点是其对成本不受水深的影响。目前，明显的是对这种张型腿式平台的主要限制是因与在波浪中的平台的横向摆动有关联的动态惯性力而产生的。这些动态惯性力在约3000英尺的水深处变得重要。

在使用这些已有技术的设计结构之任一种时，都要求在限制的自然环境中进行大量的水下焊接作业。这样的成本随着这些建筑物所应用的水深的增加而显著地增加。另外，由于一些成本和稳定性问题，这些平台所应用的水深受到限制。

由于在较深的水线以下的深度使用牵索式塔形平台还是张力型腿式平台的巨大成本，现已使用钻探船。然而，在油井地点之上的位置对这些钻探船的有效使用以及维修需要昂贵而又精确的导航设备。这样的设备大大地增加了所包含的成本并且经常使这样的选择成为不可接受的。

本发明人想使用一些加工和预制装备，它们可以采用由计算机控制精度的设备，借以克服上述缺点。由于对材料和设备可进行良好的质量控制，就可以铸造、吹模压注、挤压和预制成高质量的标准组合空间结构件。这些标准组合件应有助于大大减少对昂贵的水下焊接作业的需要，而水下焊接作业则受到断裂和疲劳失效问题的烦扰。

在此被介绍的十二面体浮式平台(DFP)是一种使用等角度Y形标准空间构件的、所述牵索式塔与张力型腿式平台装置的混合式装置。缩短的安装时间以及通过现场螺栓紧固取代必需的水下焊接作业以简化制造和安装工序都将有助于海上平台建筑成本的大大减小，而这样的成本在3000英尺深的马尔斯工程上目前仅需12亿美元见(见麦格劳·希尔著的“工程新闻录(Engineering News-Record)”，1993.10.18，第8页)。

本发明的浮式(DFP)装置克服了已有技术中所存在的上述限制和所发现的问题，这是通过提供一种用于深海石油勘探的标准组合式的海上钻探平台支座得以实现的，该支座含有一十二面体浮筒，浮筒由一组引导钢索和锚固在海底上的块重所稳定。该钻探平台可以建筑在这种十二面体的浮筒上，这种浮筒可以在岸上制作并通过直接牵引便可送到工作地点。在一较佳实施例中，该十二面体的浮筒是由一个具有外部的十二面体的构件双壳结构组成，该外部十二面体构件通过芳族聚酰胺(aramid)牵索被从其外表面锚固到海底上。一个内部的十二面体构件是被支承在该外部十二面体构件的内部以便在两者之间形成密封空间。该角塔式构件直接通过采用一个升降装置被系结到海底上。

在将该十二面体浮筒安装到其定位的海面上时，在该外部十二面体构件的内部，或在该双壳结构中的被密封空间，即在该内、外十二面体构件之间的空间将提供一个浮力。这样的浮力可以部分地支承由钻井设备和关联构件施加在平台上的实际重量。牵索绳和被锚固于海底上的块重支承着该十二面体浮筒，而该整个组件通过一升降装置被稳定于一指定地点以准备用于钻井。

这种双壳结构的使用可避免在高载荷条件下必需使用过分厚的板材并且还为定倾中心(稳定中心)的控制提供额外的灵活性。这种双壳结构的使用允许将定倾中心设在重心之上以形成一个稳定的浮体。