CN105083485A - 倾斜立柱桁架式半潜采油平台 - Google Patents

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崔维成
王芳
宋婷婷
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本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，用于海上采油，具有这样的特征，包括：平台甲板，水平设置在水线面以上；至少三个倾斜立柱，均匀分布在甲板平台下方，向甲板平台的几何中心垂直轴线倾斜，上端与甲板平台相固定连接，下端伸入水线面以下；环形浮箱，设置在水线面以下，与倾斜立柱的下端固定连接；空间桁架结构，上端与环形浮箱相固定连接，形成一体；以及至少一个垂荡板，水平设置在空间桁架内部。

Description

倾斜立柱桁架式半潜采油平台
技术领域
本发明涉及一种采油平台，特别涉及一种采用倾斜立柱、空间桁架结构与垂荡板组合的倾斜立柱桁架式半潜采油平台。
背景技术
现半潜式采油平台是一种广泛用于海洋油气开发的浮式平台，其具有甲板面积大、可承载能力强、不受作业水深限制、海上安装相对简单以及可整体运输等优点，但相比张力腿平台和深吃水单柱式平台，由于其垂荡运动较大，要求立管冲程大，目前，工业应用中的半潜式平台仅能采用湿式采油。
湿式采油即将采油树安装在水下井口位置，而干式采油是将采油树安装在平台甲板上。与干式采油相比，湿式采油不仅投资成本较高，也不利于作业人员调节和操控。特别是当产油率过低甚至不出油时，需要租用移动钻井平台进行修井，这大大增加了作业成本，由于停工所带来的经济损失则更加严重。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种垂荡性能优良，可适应干式、湿式等不同采油形式的倾斜立柱桁架式半潜采油平台。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，用于海上采油，具有这样的特征，包括：平台甲板，水平设置在水线面以上；至少三个倾斜立柱，均匀分布在甲板平台下方，向甲板平台的几何中心垂直轴线倾斜，上端与甲板平台相固定连接，下端伸入水线面以下；环形浮箱，设置在水线面以下，与倾斜立柱的下端固定连接；空间桁架结构，上端与环形浮箱相固定连接，形成一体；以及至少一个垂荡板，水平设置在空间桁架内部。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，还具有这样的特征：其中，倾斜立柱，截面形状呈圆形、方形或类圆形。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，还具有这样的特征：其中，环形浮箱整体形状呈三边形、四边形、六边形或八边形。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，还具有这样的特征：其中，环形浮箱的外轮廓的每一拐角处均设置呈圆角。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，还具有这样的特征：其中，环形浮箱为环状闭合结构。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，还具有这样的特征：其中，空间桁架结构，还包括：至少三根垂直钢管，垂直水平面放置，一端与环形浮箱相固定；若干根X相交钢管，均匀分布在垂直钢管之间；以及若干根支撑钢管，设置在垂荡板与X相交钢管之间，与垂荡板、X相交钢管相交处固定连接。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，还具有这样的特征：其中，垂荡板的数量为两个至四个，均匀分布在空间桁架结构内，与空间桁架结构固定连接，最下面一层的垂荡板位于空间桁架结构的底部。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，还具有这样的特征：其中，垂荡板，还包括：若干根加强筋，均匀分布在垂荡板内；以及若干根水平支撑钢管，均匀分布在垂荡板内。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，还具有这样的特征：其中，垂荡板，还包括：方孔，设置在垂荡板的中央。
本发明提供的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，还具有这样的特征：其中，倾斜立柱向甲板平台的几何中心垂直轴线倾斜的角度为30度至60度。
发明作用和效果
根据本发明所涉及倾斜立柱桁架式半潜采油平台，采用了多层垂荡板结构，且垂荡板吃水深度大，有效地获得了更高的附加质量和阻尼，提高了平台垂荡运动周期，使其远离波浪周期，难以发生共振，减小了垂荡运动幅度，使本发明具有比传统半潜式平台更好的垂荡运动性能，可满足干式采油要求，采用向内倾斜的等截面倾斜立柱，提高了平台的回复力矩和稳性，并具有更好的结构强度，可以更好地抵抗波浪和甲板荷载引起的弯矩，采用了多层垂荡板，可以给生产立管/钻井立管提供有效地支撑，减小了跨距，降低了生产立管/钻井立管所受弯矩，可在建造场地或码头组装甲板上部的油气处理模块和钻井模块，与在海上安装油气处理模块和钻井模块相比，安装成本和施工风险大大降低。
附图说明
图1是本发明在实施例中的倾斜立柱桁架式半潜采油平台的结构示意图；
图2是本发明在实施例中的倾斜立柱的A-A剖面示意图；
图3是本发明在实施例中的环形浮箱的B-B剖面示意图；
图4是本发明在实施例中的空间桁架结构的结构示意图；以及
图5是本发明在实施例中的垂荡板的俯视示意图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明所涉及的倾斜立柱桁架式半潜采油平台作详细的描述。
实施例
图1是本发明在实施例中的倾斜立柱桁架式半潜采油平台的结构示意图。
图2是本发明在实施例中的倾斜立柱的A-A剖面示意图。
图3是本发明在实施例中的环形浮箱的B-B剖面示意图。
如图1、图2和图3所示，倾斜立柱桁架式半潜采油平台具有：平台甲板1、倾斜立柱2和环形浮箱3、空间桁架结构4和垂荡板5。
平台甲板1水平设置在水线面上方，内部设置有油气处理模块，顶部钻井模块1-1。
倾斜立柱2的截面形状可以呈圆形、方形或类圆形，本实施例中的倾斜立柱数2截面形状为方形，数量为四个，均匀分布在甲板平台1的下方，向甲板平台的几何中心垂直轴线呈30度至60度的角度倾斜，倾斜角度应考虑建造能力、总强度性能，不宜过大。上端与甲板平台1相固定连接，下端伸入水线面以下。倾斜立柱2的高度和作业状态吃水应与常规半潜平台相类似，吃水应控制在20米以内，便于与空间桁架结构4在海上安装施工，也降低对于倾斜立柱2舱内布置、设备选型和焊接制造方面的难度。与平台甲板1相连接区域及过渡段，倾斜立柱2可局部采用传统的垂直立柱型式，便于电梯间设置。
环形浮箱3为环状闭合结构，整体形状可以呈三边形、四边形、六边形或八边形，本实施例中的环形浮箱3的整体形状为四边形，设置在水平面以下，与倾斜立柱2的下端固定连接，用于为整个倾斜立柱桁架式半潜采油平台提供浮力。环形浮箱3的外轮廓的每一拐角处均设置呈圆角，外部固定有系泊锚链。
空间桁架结构4设置在水线面下方，上端与环形浮箱3相固定连接，形成一体。
垂荡板5的数量为三个，水平均匀分布设置在空间桁架4的内部，与空间桁架结构4固定连接，距离水平面最远的一块垂荡板5与空间桁架结构4的底部在出厂时即相互焊接在一起，固定连接。
图4是本发明在实施例中的空间桁架结构的结构示意图。
如图4所示，空间桁架结构4具有：垂直钢管4-1、X相交钢管4-2和支撑钢管4-3。
垂直钢管4-1的数量为四个，垂直与水平面放置，均匀分布在环形浮箱3的四个角，顶部的一端与环形浮箱3相固定，该连接节点需要在海上施工，可采用焊接或机械连接方式。
X相交钢管4-2的数量为十二个，均匀分布在四根垂直钢管4-1组成的四个垂直面之间，将四个垂直面分成上、中、下三层，每层之间固定有一块垂荡板5。X相交钢管4-2的四个脚分别与四根垂直钢管4-1相固定连接。
支撑钢管4-3的数量为四个，设置在上面两块垂荡板5与中间层X相交钢管4-2之间，两端分别与上面两块垂荡板5的边缘相连接，中间部分中间层的X相交钢管4-2相交处固定连接。
图5是本发明在实施例中的垂荡板的俯视示意图。
如图5所示，垂荡板5具有：加强筋5-1、水平支撑钢管5-2和方孔5-3。
若干根加强筋5-1，均匀分布在垂荡板5内，对垂荡板起到加固作用。
水平支撑钢管5-2的数量为八根，均匀分布在垂荡板5内，靠近垂荡板5的中间位置，对垂荡板起到加固作用。
方孔5-3数量为九个，均匀分布设置在垂荡板5的中央，便于油气立管穿过。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及倾斜立柱桁架式半潜采油平台，采用了多层垂荡板结构，且垂荡板吃水深度大，有效地获得了更高的附加质量和阻尼，提高了平台垂荡运动周期，使其远离波浪周期，难以发生共振，减小了垂荡运动幅度，使本发明具有比传统半潜式平台更好的垂荡运动性能，可满足干式采油要求，采用向内倾斜的等截面倾斜立柱，提高了平台的回复力矩和稳性，并具有更好的结构强度，可以更好地抵抗波浪和甲板荷载引起的弯矩，采用了多层垂荡板，可以给生产立管/钻井立管提供有效地支撑，减小了跨距，降低了生产立管/钻井立管所受弯矩，可在建造场地或码头组装甲板上部的油气处理模块和钻井模块，与在海上安装油气处理模块和钻井模块相比，安装成本和施工风险大大降低。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种倾斜立柱桁架式半潜采油平台，用于海上采油，其特征在于，包括：
平台甲板，水平设置在水线面以上；
至少三个倾斜立柱，均匀分布在所述甲板平台下方，向所述甲板平台的几何中心垂直轴线倾斜，上端与所述甲板平台相固定连接，下端伸入所述水线面以下；
环形浮箱，设置在所述水线面以下，与所述倾斜立柱的下端固定连接；
空间桁架结构，上端与所述环形浮箱相固定连接，形成一体；以及
至少一个垂荡板，水平设置在所述空间桁架内部。
2.根据权利要求1所述的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，其特征在于：
其中，所述倾斜立柱，截面形状呈圆形、方形或类圆形。
3.根据权利要求1所述的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，其特征在于：
其中，所述环形浮箱整体形状呈三边形、四边形、六边形或八边形。
4.根据权利要求1所述的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，其特征在于：
其中，所述环形浮箱的外轮廓的每一拐角处均设置呈圆角。
5.根据权利要求1所述的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，其特征在于：
其中，所述环形浮箱为环状闭合结构。
6.根据权利要求1所述的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，其特征在于：
其中，所述空间桁架结构，还包括：
至少三根垂直钢管，垂直水平面放置，一端与所述环形浮箱相固定；
若干根X相交钢管，均匀分布在所述垂直钢管之间；以及
若干根支撑钢管，设置在所述垂荡板与所述X相交钢管之间，与所述垂荡板、所述X相交钢管相交处固定连接。
7.根据权利要求1所述的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，其特征在于：
其中，所述垂荡板数量为两个至四个均匀分布在所述空间桁架结构内，与所述空间桁架结构固定连接，
最下面一层的所述垂荡板位于所述空间桁架结构的底部。
8.根据权利要求1所述的桁架式采油平台，其特征在于：
其中，所述垂荡板，还包括：
若干根加强筋，均匀分布在所述垂荡板内；以及
若干根水平支撑钢管，均匀分布在所述垂荡板内。
9.根据权利要求1所述的桁架式采油平台，其特征在于：
其中，所述垂荡板，还包括：
方孔，设置在所述垂荡板的中央。
10.根据权利要求1所述的倾斜立柱桁架式半潜采油平台，其特征在于：
其中，所述倾斜立柱向所述甲板平台的几何中心垂直轴线倾斜的角度为30度至60度。
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