[发明专利]差别柔量锚固定位系统

说明书

由于在越来越深的深水中发现油田，现在有必要开发能够有效地在这些新的水深处运行并且安装和维修成本低的生产系统。

本发明适用于海洋转运油库，其位于需要将油船定位以接收近海油田产品的地方。

本发明的定位系统使按照在此所建议的概念所锚固的油船能够移动，以便较好地适应环境变化。

在巴西，要通过海洋转运油库的运转运走的石油占全国石油产量的30％。在最公知的生产系统中，使用三种基本类型的海洋转运油库，即，浮筒架、单浮筒和锚固架。

在浮筒架系统中，油船通过缆索锚固在6至7个浮筒上，而这些浮筒又锚固在海底。该船通过漂浮的柔性管道接收钻井平台上产出的石油。由于该系统离岸操作，受到环境条件的影响，所以需严格遵守安全规则。例如，船与平台必须相对于海流并排定位，使得当一条缆绳断开时船与平台不会互相碰撞。

当油船是满的时，另一只(卸载)小船在第一只船的侧面锚固在其的两个系泊浮筒上并由两个拖船定位，第一油船内的石油通过联接两船的柔性管道传送到卸载船上。

这种系统的缺点是输送和/或排放石油产品的管道受到环境条件的影响，无论是船还是平台一般都受到非常坏的海况的严重影响。因此，船的漂浮量很大，必须使用当船偏离其原始位置时能够随船一起移动的漂浮的柔性管道。

另一缺点是，如果管道破裂，所有的油都会流入海中。此外，还会由于停止生产而引起经济损失，并造成严重的环境污染。

单浮筒型系统由一通过6-8根锚索锚固在海底的漂浮圆柱体构成，圆柱体包括一固定的下部和一可动的上部，生产管线(竖管)通到下部，上部上有一转台。油船通过缆索系在圆柱体上。转台上带有一支撑系统，它使船即使在系在单浮筒时也能围绕单浮筒转过360°。

水下管线通过海底从平台通向船，从水下管线向上伸出一柔性管(竖管)，该柔性竖管由一浮标支撑，该浮标密封地联接于单浮筒。在单浮筒中有一“旋转”装置，其能够将轴向(竖直)流动转换成径向(水平)流动，使产品能够排放到船中。这一转换借助于一柔性软管进行。

这种系统的缺点是流体密封的旋转装置维修成本很高，因为当旋转装置出问题时需停产才能进行更换。

锚固架系统被考虑为对浮筒架系统的一种改进，因为在这种情况下船自身锚固在海底。该系统的优点是船固定得较好，因此减小了倾斜的危险，这样，水下管线就能通到船上。尽管如此，海况的影响还是很明显的。

更近期发展了一种“转塔”系统，在该系统中，一单浮筒安装在船上，该单浮筒具有各种等级的同心密封并在高压下工作。该系统也能使船转过360°，但由于该系统的复杂性，当单浮筒破坏或损坏时必须将船送入干船坞。

WO-A-88/06999公开了一种用于将一海洋浮动结构锚固在一固定位置的锚固系统。在该系统中，船在迎风时没有移动。

US-A-5061131公开了一种海洋结构，或者漂浮或者固定于海底，其具有一种散开的锚固系统以改善其位置保持能力，但由于其桩群重，在风暴条件下能够根据当地水深作垂直运动。没有公开在船端之间的差别运动。

本发明的一个目的是提供一系统，其能够解决上述问题，并且具有有效、建造成本低、安全、安装简单、减少维修和可靠性高的优点。

本发明的另一个目的是提供一种利用船的锚固定位的系统，该系统的基础是锚索的分布和设置，这些缆索限定锚固系统的刚度差别程度。该系统应该使船能够移动，以适应环境的变化，避免完全平行(迎风)和完全横向(横切风向)的情况。

按照本发明，提供一采用差别柔量锚固对船定位的系统，其允许船端有不同的移动，以适应海况的变化，该系统包括需从一平台向其内装入近海油田产品的油船和连接于该油船的锚索，所述定位系统的特征在于：油船通过锚索锚固，至少一些锚索包括交替的锚链和缆索段，所述定位系统使船的一端能够移动；锚索的长度、弹性和几何结构的设置由环境条件、系统安装海域的水深、船的吨位和船的艉和艏部所允许的运动所确定。

本发明基于一种新的观念，在此我们称之为差别柔量(由利用市售软件进行的参数研究开发，并已进行实物实验)。

在本项研究中，在位于巴西桑托斯弯的Caravela油田进行了实验，该油田水深大约为200m。至于安全性，符合所有操作浮筒架系统时的规则，每年只可能发生一次由于不利的气候条件而引起的“偏离站”的意外事故。