CN105292392B - 一种可搬迁自升式钻采生产平台及其自安装与回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可搬迁自升式钻采生产平台及其自安装与回收方法，该平台包括上部箱体平台、上部组块、桩腿和隔水套管支撑保护机构；隔水套管支撑保护机构包括均匀间隔阵列的若干根垂向钢质圆管，设置于垂向钢质圆管顶端的若干个喇叭口导向，设置于垂向钢质圆管底部的防沉板，设置于喇叭口导向下方的垂向钢质圆管上的井口区水平层，以及设置于纵向和横向相邻的两根垂向钢质圆管之间的若干层水平钢质圆管；若干套支撑保护机构升降装置设置在上部箱体平台艉部的井口区两侧；每一桩腿的上端穿过上部箱体平台并通过一桩腿升降装置与上部箱体平台连接。本发明可重复使用、可实现全部设施自安装并可为隔水套管提供支撑保护，解决了固定式平台需动用浮吊进行安装、弃置，自升式平台无法提供隔水套管支撑保护的弊端。

Description

一种可搬迁自升式钻采生产平台及其自安装与回收方法

技术领域

本发明涉及一种海洋工程领域中的钻采设备及其安装与回收方法，特别是关于一种带有隔水套管支撑保护机构的可搬迁自升式钻采生产平台及其自安装与回收方法。

背景技术

目前，国内海域浅水区域中等规模油气田勘探技术已经趋于成熟，新发现的大中型油气田越来越少，其中很大一部分属于边际油田范畴，其特点为油田总产量低、经济可采年限短等。对于此类边际油田的开发，如采用常规技术和设备，难以得到令人满意的资金收益率。为获得较为良好的经济效益，常用于此类边际油田开发的平台形式有简易导管架平台、常规自升式平台等。简易导管架平台在国内海域边际油田应用较多，但因其属于固定式平台,设备设施不可重复利用，且由于结构特点限制，海上安装需动用浮吊，费用高昂，同时根据国内法律规定，海上生产设施必须全部弃置，固定式平台的弃置费甚至会高于安装费；常规自升式平台在国内有少量应用案例，虽然具备可搬迁及自安装的优点，但由于现有自升式平台均不能对隔水套管提供有效支撑保护，需额外建设一座固定式隔水套管保护平台，此保护平台的建造、施工及弃置费用十分高昂，且不可重复利用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种带有隔水套管支撑保护机构的可搬迁自升式钻采生产平台，其可重复使用、可实现全部设施自安装并可为隔水套管提供支撑保护，以解决固定式平台需动用浮吊进行安装、弃置，自升式平台无法提供隔水套管支撑保护的弊端。本发明的另一目的是提供该可搬迁自升式钻采生产平台的自安装与回收方法。

为实现上述第一个目的，本发明采取以下技术方案：一种可搬迁自升式钻采生产平台，包括上部箱体平台，铺设于所述上部箱体平台顶面的主甲板，设置于所述主甲板上的上部组块，以及用于支撑所述上部箱体平台的若干桩腿，其特征在于，该平台还包括一套安装于所述上部箱体平台艉部井口区的隔水套管支撑保护机构；所述隔水套管支撑保护机构包括若干根垂向钢质圆管、若干个喇叭口导向、一防沉板、一井口区水平层和若干支撑保护机构升降装置；若干根所述垂向钢质圆管均匀间隔阵列，且每一所述垂向钢质圆管的底端用于固定于海底，每一所述垂向钢质圆管的顶端焊接一所述喇叭口导向，以使隔水套管通过所述喇叭口导向插入所述垂向钢质圆管内并最终插入海底；在纵向和横向相邻的两根所述垂向钢质圆管之间，沿垂向间隔焊固若干层水平钢质圆管，各层所述水平钢质圆管将各所述垂向钢质圆管捆绑成一体，使所有所述垂向钢质圆管形成一个整体；所述防沉板设置于所述垂向钢质圆管的底部，在拖航状态下所述隔水套管支撑保护机构通过所述防沉板固定于所述井口区内；所述井口区水平层设置于所述喇叭口导向下方的所述垂向钢质圆管上，用于在所述隔水套管支撑保护机构下方安装过程中与所述上部箱体平台相连接并锁紧；若干套所述支撑保护机构升降装置设置在所述上部箱体平台艉部的井口区两侧，通过所述支撑保护机构升降装置将所述隔水套管支撑保护机构进行下放或提升；每一所述桩腿的上端穿过所述上部箱体平台并通过一桩腿升降装置与所述上部箱体平台连接；所述桩腿升降装置设置在所述主甲板顶面对应所述桩腿的位置，其数量与所述桩腿的数量一致，通过所述桩腿升降装置以使所述桩腿与上部箱体平台之间在竖直方向上相对移动。

在一个优选的实施例中，所述桩腿共有四根，为圆柱形钢质结构，每一所述桩腿的下端均设有一可插入泥面以下的仿锥型桩靴。

在一个优选的实施例中，所述上部组块包括钻井模块、油气生产处理模块、生活模块及采油模块；其中，所述钻井模块设置在所述主甲板的艉部，所述生活模块设置在所述主甲板的艏部，所述采油模块包括设置在所述井口区内的采油树和隔水套管。

在一个优选的实施例中，所述支撑保护机构升降装置由拉力千斤顶加钢绞线构成，所述钢绞线顶部连接所述拉力千斤顶，底部与所述防沉板相连接。

在一个优选的实施例中，所述上部箱体平台为长60m宽37m高5.3m的箱型结构，且艏部为楔形箱体，在所述上部箱体平台内部设有压载水舱、生活污水舱、淡水舱和机舱。

为实现上述另一个个目的，本发明采取以下技术方案：一种可搬迁自升式钻采生产平台的自安装与回收方法，其包括以下步骤：

1)将隔水套管支撑保护机构底部的防沉板固定于上部箱体平台的井口区内，并通过拖轮将该可搬迁自升式钻采生产平台整体拖至油田场址；

2)利用桩腿升降装置下放桩腿至海底泥面，使桩靴全部插入海底；

3)利用桩腿升降装置举升上部箱体平台至目标作业高度海面以上，并将上部箱体平台与桩腿进行锁紧固定；

4)利用支撑保护机构升降装置将隔水套管支撑保护机构下放至防沉板到达海底泥面处，并将隔水套管支撑保护机构最上层的井口区水平层与上部箱体平台进行锁紧固定，锁紧后拆除支撑保护机构升降装置的钢绞线；利用钻井模块通过隔水套管支撑保护机构钻入隔水套管，并进行完井作业，安装采油树，采出原油输送至油气生产处理模块，处理后的合格油气通过油气立管外输；

5)该可搬迁自升式钻采生产平台在一个油田完成服役后，通过钻井模块切割并回收隔水套管；

6)连接隔水套管支撑保护机构与支撑保护机构升降装置之间的钢绞线，利用拉力千斤顶将其提升，并固定于上部箱体平台上；

7)利用桩腿升降装置下放上部箱体平台至水面，使其漂浮于水面；

8)继续利用桩腿升降装置拔出桩靴，并将桩腿和桩靴底部举升至至上部箱体平台底部，通过拖轮将该可搬迁自升式钻采生产平台拖至下一个油田重复使用。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设有隔水套管支撑保护机构，该机构与平台主体相连接，可为隔水套管提供有效的支撑保护，在其支撑保护下不仅隔水套管及平台整体可以抵抗百年一遇的环境条件及自身的钻井、修井等荷载，而且可以节省一座独立的隔水套管保护平台的海上安装及弃置费用。2、本发明由于平台主体采用浮式箱体结构，并在艏部设有楔形箱体，可更好的保证平台箱体的拖航稳定性，降低海上拖航风险。3、本发明由于箱型主体并设有桩腿升降装置，因此能够实现自安装，并可搬迁、重复利用，减少了对大型施工船舶的依赖，有效降低了该设施本身的施工费用，同时可由多个边际油田分摊一套工程设施的建设投资费用，从而降低边际油田的开发成本。4、本发明由于集钻井采油、生产处理、计量外输、生活支持功能于一体，布置合理紧凑,减少了油田开发所需平台设施数目，从而能够降低油田开发成本。本发明广泛应用于海洋工程领域边际油田的开发。

附图说明

图1是本发明的侧视示意图；

图2是本发明上部箱体平台主甲板的俯视示意图；

图3(a)-(d)分别是本发明隔水套管支撑保护机构的结构示意图；

图4(a)-(h)是本发明自安装和回收方法的过程示意图。

图中各部件标记如下：

1上部箱体平台、2隔水套管支撑保护机构、3桩腿、4上部组块、5主甲板、6井口区、7隔水套管、8垂向钢质圆管、9喇叭口导向、10防沉板、11井口区水平层、12保护机构升降装置、13水平钢质圆管、14桩靴、15桩腿升降装置、16钻井模块、17油气生产处理模块、18生活模块、19采油树。

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，本发明包括上部箱体平台1、隔水套管支撑保护机构2、桩腿3和钻采组块4。其中，上部箱体平台1的顶面铺设有主甲板5，上部组块4设置于主甲板5上。在上部箱体平台1艉部设有用于钻井的井口区6，并且隔水套管支撑保护机构2及隔水套管7安装于井口区6。

隔水套管支撑保护机构2包括若干根垂向钢质圆管8(垂向钢质圆管8的根数与其所要支撑的隔水套管7根数相等)、若干个喇叭口导向9、一防沉板10、一井口区水平层11和若干支撑保护机构升降装置12。若干根垂向钢质圆管8均匀间隔阵列，且每一垂向钢质圆管8的底端用于固定于海底，每一垂向钢质圆管8的顶端焊接一喇叭口导向9，可方便隔水套管7通过喇叭口导向9插入垂向钢质圆管8内并最终插入海底。如图3(a)-(d)所示，在纵向和横向的相邻两根垂向钢质圆管8之间，沿垂向间隔焊固若干层水平钢质圆管13，各层水平钢质圆管13将各垂向钢质圆管8捆绑成一体，使所有垂向钢质圆管8形成一个整体，起到支撑垂向钢质圆管8的作用,使其受力更加均匀、合理。防沉板10设置于垂向钢质圆管8的底部，在拖航状态下隔水套管支撑保护机构2通过防沉板10固定于井口区6内，在隔水套管支撑保护机构2下放安装过程中则为其提供垂向支撑。井口区水平层11设置于喇叭口导向9下方的垂向钢质圆管8上，其作用是在隔水套管支撑保护机构2下方安装过程中与上部箱体平台1相连接并锁紧，且后期可方便在井口区10进行日常操作。若干套支撑保护机构升降装置12设置在上部箱体平台1艉部的井口区10两侧，通过支撑保护机构升降装置12可将隔水套管支撑保护机构2进行下放或提升。

如图1、图2所示，桩腿3共有四根，为圆柱形钢质结构，每一桩腿3的下端均设有一可插入泥面以下的仿锥型桩靴14，每一桩腿3的上端穿过上部箱体平台1并通过一桩腿升降装置15与上部箱体平台1连接。桩腿升降装置15设置在主甲板5顶面对应桩腿3的位置，其数量与桩腿3的数量一致，通过桩腿升降装置15可使桩腿3与上部箱体平台1之间在竖直方向上相对移动。

在一个优选的实施例中，上部组块4包括钻井模块16、油气生产处理模块17、生活模块18及采油模块等。其中，钻井模块16设置在主甲板5的艉部，用来在钻采生产平台自安装就位后、将隔水套管7钻入海底。生活模块18设置在主甲板5的艏部，采油模块包括设置在井口区6内的采油树19和隔水套管7。

在一个优选的实施例中，支撑保护机构升降装置2可由拉力千斤顶加钢绞线构成(图中未示出)，钢绞线顶部连接拉力千斤顶，底部与防沉板10相连接，利用拉力千斤顶进行提升或下放作业，为隔水套管7提供有效支撑保护。

在一个优选的实施例中，上部箱体平台1为长60m宽37m高5.3m的箱型结构，并且艏部为楔形箱体，在上部箱体平台1内部设有压载水舱、生活污水舱、淡水舱和机舱等(图中未示出)，在拖航时可为钻采生产平台提供足够的浮力及稳性。

如图4所示，基于上述实施例中提供的可搬迁自升式钻采生产平台，本发明还提出了一种该可搬迁自升式钻采生产平台的自安装与回收方法，其包括以下步骤：

1)将隔水套管支撑保护机构2底部的防沉板15固定于上部箱体平台1的井口区10内，并通过拖轮将该可搬迁自升式钻采生产平台整体拖至油田场址，如图4(a)所示；

2)利用桩腿升降装置15下放桩腿3至海底泥面，使桩靴2全部插入海底，如图4(b)所示；

3)利用桩腿升降装置15举升上部箱体平台1至目标作业高度海面以上16.00m(仅以此为例，并不限于此)，并将上部箱体平台1与桩腿3进行锁紧固定，如图4(c)所示；

4)利用支撑保护机构升降装置12将隔水套管支撑保护机构2下放至防沉板10到达海底泥面处，并将隔水套管支撑保护机构2最上层的井口区水平层11与上部箱体平台1进行锁紧固定，锁紧后拆除支撑保护机构升降装置12的钢绞线；利用钻井模块16通过隔水套管支撑保护机构2钻入隔水套管7，并进行完井作业，安装采油树19，采出原油输送至油气生产处理模块17，处理后的合格油气通过油气立管外输，如图4(d)所示；

5)该可搬迁自升式钻采生产平台在一个油田完成服役后，通过钻井模块16切割并回收隔水套管7，如图4(e)所示；

6)连接隔水套管支撑保护机构2与支撑保护机构升降装置12之间的钢绞线，利用拉力千斤顶将其提升，并固定于上部箱体平台1上，如图4(f)所示；

7)利用桩腿升降装置15下放上部箱体平台1至水面，使其漂浮于水面，如图4(g)所示；

8)继续利用桩腿升降装置15拔出桩靴14，并将桩腿3和桩靴14底部举升至至上部箱体平台1底部，通过拖轮将该可搬迁自升式钻采生产平台拖至下一个油田重复使用，如图4(h)所示。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和操作步骤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 (6)

1.一种可搬迁自升式钻采生产平台，包括上部箱体平台，铺设于所述上部箱体平台顶面的主甲板，设置于所述主甲板上的上部组块，以及用于支撑所述上部箱体平台的若干桩腿，其特征在于，该平台还包括一套安装于所述上部箱体平台艉部井口区的隔水套管支撑保护机构；

所述隔水套管支撑保护机构包括若干根垂向钢质圆管、若干个喇叭口导向、一防沉板、一井口区水平层和若干支撑保护机构升降装置；若干根所述垂向钢质圆管均匀间隔阵列，且每一所述垂向钢质圆管的底端用于固定于海底，每一所述垂向钢质圆管的顶端焊接一所述喇叭口导向，以使隔水套管通过所述喇叭口导向插入所述垂向钢质圆管内并最终插入海底；在纵向和横向相邻的两根所述垂向钢质圆管之间，沿垂向间隔焊固若干层水平钢质圆管，各层所述水平钢质圆管将各所述垂向钢质圆管捆绑成一体，使所有所述垂向钢质圆管形成一个整体；所述防沉板设置于所述垂向钢质圆管的底部，在拖航状态下所述隔水套管支撑保护机构通过所述防沉板固定于所述井口区内；所述井口区水平层设置于所述喇叭口导向下方的所述垂向钢质圆管上，用于在所述隔水套管支撑保护机构下方安装过程中与所述上部箱体平台相连接并锁紧；若干套所述支撑保护机构升降装置设置在所述上部箱体平台艉部的井口区两侧，通过所述支撑保护机构升降装置将所述隔水套管支撑保护机构进行下放或提升；所述支撑保护机构升降装置由拉力千斤顶加钢绞线构成，所述钢绞线顶部连接所述拉力千斤顶，底部与所述防沉板相连接；

每一所述桩腿的上端穿过所述上部箱体平台并通过一桩腿升降装置与所述上部箱体平台连接；所述桩腿升降装置设置在所述主甲板顶面对应所述桩腿的位置，其数量与所述桩腿的数量一致，通过所述桩腿升降装置以使所述桩腿与上部箱体平台之间在竖直方向上相对移动。

2.如权利要求1所述的一种可搬迁自升式钻采生产平台，其特征在于，所述桩腿共有四根，为圆柱形钢质结构，每一所述桩腿的下端均设有一可插入泥面以下的仿锥型桩靴。

3.如权利要求1所述的一种可搬迁自升式钻采生产平台，其特征在于，所述上部组块包括钻井模块、油气生产处理模块、生活模块及采油模块；其中，所述钻井模块设置在所述主甲板的艉部，所述生活模块设置在所述主甲板的艏部，所述采油模块包括设置在所述井口区内的采油树和隔水套管。

4.如权利要求2所述的一种可搬迁自升式钻采生产平台，其特征在于，所述上部组块包括钻井模块、油气生产处理模块、生活模块及采油模块；其中，所述钻井模块设置在所述主甲板的艉部，所述生活模块设置在所述主甲板的艏部，所述采油模块包括设置在所述井口区内的采油树和隔水套管。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种可搬迁自升式钻采生产平台，其特征在于，所述上部箱体平台为长60m宽37m高5.3m的箱型结构，且艏部为楔形箱体，在所述上部箱体平台内部设有压载水舱、生活污水舱、淡水舱和机舱。

6.一种如权利要求1到5任一项所述可搬迁自升式钻采生产平台的自安装与回收方法，其包括以下步骤：

1)将隔水套管支撑保护机构底部的防沉板固定于上部箱体平台的井口区内，并通过拖轮将该可搬迁自升式钻采生产平台整体拖至油田场址；

2)利用桩腿升降装置下放桩腿至海底泥面，使桩靴全部插入海底；

3)利用桩腿升降装置举升上部箱体平台至目标作业高度海面以上，并将上部箱体平台与桩腿进行锁紧固定；

4)利用支撑保护机构升降装置将隔水套管支撑保护机构下放至防沉板到达海底泥面处，并将隔水套管支撑保护机构最上层的井口区水平层与上部箱体平台进行锁紧固定，锁紧后拆除支撑保护机构升降装置的钢绞线；利用钻井模块通过隔水套管支撑保护机构钻入隔水套管，并进行完井作业，安装采油树，采出原油输送至油气生产处理模块，处理后的合格油气通过油气立管外输；

5)该可搬迁自升式钻采生产平台在一个油田完成服役后，通过钻井模块切割并回收隔水套管；

6)连接隔水套管支撑保护机构与支撑保护机构升降装置之间的钢绞线，利用拉力千斤顶将其提升，并固定于上部箱体平台上；

7)利用桩腿升降装置下放上部箱体平台至水面，使其漂浮于水面；

8)继续利用桩腿升降装置拔出桩靴，并将桩腿和桩靴底部举升至至上部箱体平台底部，通过拖轮将该可搬迁自升式钻采生产平台拖至下一个油田重复使用。