CN104973225B - 一种浮式生产平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮式生产平台，它包括呈八棱柱结构的浮体，在浮体的顶部固定上层甲板；上层甲板上设置有油气处理单元和钻井单元；在沿浮体的轴线方向上开设有上下贯通的月池；在浮体下部外壁面上沿周向间隔均匀地固定多个第一悬挂支座，每一第一悬挂支座通过铰链机构与竖直向下设置的钢管的一端铰接；每一钢管的另一端通过铰链机构与第二悬挂支座铰接，各第二悬挂支座铰接固定在水平设置的垂荡板的周向边缘；在上层甲板和垂荡板上与月池相对应的位置开设有与其尺寸相等的通孔。本发明由于在浮体下方铰接有垂荡板，因此可以有效减小浮体的垂荡幅度，改善本发明装置的运动性能，同时具有了深吃水立柱式平台和浮式生产、储油、卸油装置的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种浮式生产平台，属于深水油气田开发技术领域。
背景技术
随着世界能源需求的日益增长和浅水海域开发技术的不断成熟完善，深水海域开发已经成为了世界海洋石油的发展趋势。由于深水油气田的勘探开发是高投资、高风险项目，因此油气田的建设首先要考虑经济效益。根据国内海洋工程资源现状、技术装备状况以及南海的环境条件,我国提出了发展适宜中国南海深水油田开发的新型浮式生产装置。FDPSO(floating drilling，production，storage and offloading unit，浮式钻井、生产储卸装置)是集海上钻井、油气处理、储油、卸油、发电、供热、控制和生活功能为一体的浮式生产系统，其具有投资小、建造周期短、适应水深范围广、迁移方便和可重复使用等优点，广泛适用于深海油田的早期试生产及钻井开发。
目前，现已投入使用的FDPSO包括船型FDPSO和圆形FDPSO。其中，船型FDPSO由于要满足采油作业和钻井作业的需要，因此其必须采用多点系泊定位系统或动力定位系统，在作业期间保持FDPSO方位不变才能进行正常的作业。而且，船型FDPSO纵向长度大，当遭受横向环境条件影响时，将承受比纵向更大的环境力，这一缺陷导致船型FDPSO仅能应用于西非等少数海洋环境条件良好的海域进行作业，而不能应用于墨西哥湾、南海海洋等环境条件恶劣的海域。圆形FDPSO采用多点系泊，具有较强的抵御环境荷载的能力，在恶劣环境条件下具有较为良好的运动性能。但是由于其船体水线面积大、吃水深度受到限制，虽然具有良好的稳性，但其垂荡性能难以控制。在操作条件下，较大的垂荡幅值使得钻井作业风险增大，作业期限缩短，严重影响了作业效率，而且大幅度的垂荡运动给立管的设计也带来了很大的挑战。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种经济风险小、总体性能好且能适应恶劣环境条件的浮式生产平台。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种浮式生产平台，其特征在于：它包括一呈八棱柱结构的浮体，在所述浮体的顶部紧固连接一上层甲板；所述上层甲板上设置有油气处理单元和钻井单元；在沿所述浮体的轴线方向上开设有一上下贯通用于进行钻井作业的月池；在所述浮体的下部外壁面上沿周向间隔均匀地紧固连接多个第一悬挂支座，每一所述第一悬挂支座通过铰链机构与一组竖直向下设置的钢管的一端铰接；每一组所述钢管的另一端通过铰链机构与一第二悬挂支座铰接，各所述第二悬挂支座铰接固定连接在一水平设置的垂荡板的周向边缘；在所述上层甲板和所述垂荡板上与所述月池相对应的位置开设有与所述月池尺寸相等的通孔。
所述垂荡板采用与所述浮体截面形状相同的八角形结构，在所述垂荡板内填充有用于降低所述浮体重心的铁矿砂。
在所述月池中穿设有多根顶张紧立管，所述顶张紧立管的一端穿出所述上层甲板的所述通孔并通过设置在所述通孔边缘的张紧器与所述上层甲板固定连接；所述顶张紧立管的另一端穿过所述垂荡板的所述通孔并与海底井口连接。
在所述上层甲板上设置用于下放所述垂荡板的锚泊定位单元；所述锚泊定位单元包括多个紧固连接在所述上层甲板边缘的锚机，且所述锚机布置在与所述悬挂支座相对的位置。
在位于所述浮体内部的所述月池周围设置多个用于储油、放置压载水和存放系泊缆的功能舱室。
在所述浮体的外壁面悬挂多根与所述上层甲板上的所述油气处理单元连接的柔性立管；所述柔性立管回接水下采油树或管汇处，用于将原油输送至所述油气处理单元中。
所述顶张紧立管在所述月池中的布置方式采用张力腿平台方式。
所述锚机的所述系泊缆采用锚链、钢缆、尼龙缆和组合缆之一：所述锚机的锚采用大抓力锚、吸力锚和桩锚之一。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于在上层甲板上设置有油气处理单元和钻井单元，在浮体内部设置有多个功能舱室，在月池内设置有顶张紧立管，因此本发明装置是一种钻井、干式采油、油气生产处理和储油兼顾的浮式生产平台，适用于深水油气田的早期开发，或深水边际油田的单独开发。2、本发明由于在浮体下方铰接有垂荡板，因此可以有效减小浮体的垂荡幅度，改善本发明装置的运动性能，使其在恶劣环境下也能够正常使用，同时具有了深吃水立柱式平台和浮式生产、储油、卸油装置的功能。3、本发明装置建造简单、成本低、功能全面，在进行钻井和生产作业的同时，还可以根据需要随时进行迁移和重复再利用，有效的降低深水油气田开发的经济风险。4、本发明装置由于采用八棱柱结构的浮体，因此可以减小船体结构的应力集中且建造方便。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的浮体的俯视结构示意图；
图3是本发明的钢管与浮体的悬挂支座的连接示意图；
图4是本发明的钢管与垂荡板的悬挂支座的连接示意图；
图5是本发明的甲板的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、图2所示，本发明包括一呈八棱柱结构的浮体1，在浮体1的顶部紧固连接一上层甲板2。上层甲板2上设置有油气处理单元3和钻井单元4。在沿浮体1的轴线方向上开设有一上下贯通的用于进行钻井作业的月池11。在浮体1的下部外壁面上沿周向间隔均匀地紧固连接多个悬挂支座12，每一悬挂支座12通过铰链机构与一组竖直向下设置的钢管5的一端铰接(如图3所示)，每一组钢管5的另一端通过铰链机构与一悬挂支座61铰接，各悬挂支座61固定连接在一水平设置的垂荡板6的周向边缘(如图4所示)，其中，每一组钢管可以是一根钢管，也可以是多根钢管。采用铰接方式可以释放垂荡板6在倾斜时对钢管5端部产生的弯曲应力。其中，在上层甲板2和垂荡板6上与月池11相对应的位置开设有与其尺寸相同的通孔9(如图5所示)。
上述实施例中，垂荡板6可采用与浮体1截面形状相同的八角形结构，在垂荡板6内可填充铁矿砂，用于降低浮体1的重心，同时使钢管5始终能处于竖直张紧状态。其中，垂荡板6与浮体1底面的间距按照能够使浮体1垂荡幅值减小到许可范围为原则进行安装。
上述实施例中，在月池11中可穿设多根顶张紧立管7(TTR)，顶张紧立管7的一端穿出上层甲板2的通孔9并通过设置在通孔9边缘的张紧器与上层甲板2固定连接(图中未示出)。顶张紧立管7的另一端穿过垂荡板6的通孔9与海底井口连接。其中，顶张紧立管7在月池11中的布置方式采用张力腿平台(TLP)方式。
上述实施例中，在上层甲板2上可设置用于下放垂荡板6的锚泊定位单元8，锚泊定位单元8包括多个紧固连接在上层甲板2边缘的锚机81(如图5所示)，且锚机81布置在与悬挂支座12相对的位置，以便于垂荡板6的安装下放。
上述实施例中，在位于浮体1内部的月池11周围可设置多个用于储油、放置压载水和存放锚机81系泊缆的功能舱室(图中未示出)。
上述实施例中，锚机81的系泊缆82可采用锚链、钢缆、尼龙缆和组合缆之一：锚机81的锚可采用大抓力锚、吸力锚和桩锚之一。
上述实施例中，在浮体1的外壁面可悬挂多根与上层甲板2上的油气处理单元3连接的柔性立管(图中未示出)，柔性立管可回接水下采油树或管汇处将原油输送至上层甲板的油气处理单元3中。
本发明在安装时，首先将垂荡板6放置在半潜驳船上，然后将浮体1拖到深水区，在深水区再将浮体1放置到垂荡板6之上，半潜驳船上浮，在半潜驳船上安装连接钢管5，钢管5下端与垂荡板6铰接。半潜驳船将平台拖航到安装地点，将垂荡板6冲入海水，然后通过上层甲板2上的锚机81下放垂荡板6到设定的水深，并将钢管5上端与浮体1下部铰接，进而完成垂荡板6的下放安装。最后通过锚泊定位单元8将本发明装置固定在作业海域。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (8)
1.一种浮式生产平台，其特征在于：它包括一呈八棱柱结构的浮体，在所述浮体的顶部紧固连接一上层甲板；所述上层甲板上设置有油气处理单元和钻井单元；在沿所述浮体的轴线方向上开设有一上下贯通用于进行钻井作业的月池；在所述浮体的下部外壁面上沿周向间隔均匀地紧固连接多个第一悬挂支座，每一所述第一悬挂支座通过铰链机构与一组竖直向下设置的钢管的一端铰接；每一组所述钢管的另一端通过铰链机构与一第二悬挂支座铰接，各所述第二悬挂支座铰接固定连接在一水平设置的垂荡板的周向边缘；在所述上层甲板和所述垂荡板上与所述月池相对应的位置开设有与所述月池尺寸相等的通孔。
2.如权利要求1所述的一种浮式生产平台，其特征在于：所述垂荡板采用与所述浮体截面形状相同的八角形结构，在所述垂荡板内填充有用于降低所述浮体重心的铁矿砂。
3.如权利要求1或2所述的一种浮式生产平台，其特征在于：在所述月池中穿设有多根顶张紧立管，所述顶张紧立管的一端穿出所述上层甲板的所述通孔并通过设置在所述通孔边缘的张紧器与所述上层甲板固定连接；所述顶张紧立管的另一端穿过所述垂荡板的所述通孔并与海底井口连接。
4.如权利要求1或2所述的一种浮式生产平台，其特征在于：在所述上层甲板上设置用于下放所述垂荡板的锚泊定位单元；所述锚泊定位单元包括多个紧固连接在所述上层甲板边缘的锚机，且所述锚机布置在与所述悬挂支座相对的位置。
5.如权利要求4所述的一种浮式生产平台，其特征在于：在位于所述浮体内部的所述月池周围设置多个用于储油、放置压载水和存放系泊缆的功能舱室。
6.如权利要求1或2所述的一种浮式生产平台，其特征在于：在所述浮体的外壁面悬挂多根与所述上层甲板上的所述油气处理单元连接的柔性立管；所述柔性立管回接水下采油树或管汇处，用于将原油输送至所述油气处理单元中。
7.如权利要求3所述的一种浮式生产平台，其特征在于：所述顶张紧立管在所述月池中的布置方式采用张力腿平台方式。
8.如权利要求5所述的一种浮式生产平台，其特征在于：所述锚机的所述系泊缆采用锚链、钢缆、尼龙缆和组合缆之一：所述锚机的锚采用大抓力锚、吸力锚和桩锚之一。
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