CN107117269A - 一种适用于北极的新型半潜式海洋平台及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于北极的新型半潜式海洋平台，包括平台主体、位于平台主体下部的下浮体、连接平台主体及下浮体的立柱、位于下浮体两侧的履带移动装置；本发明在原有半潜式平台平行下浮体之上装设履带移动装置，使其更适合用于北极开采。较之传统平台，本平台能够更加充分地利用北极环境。

Description

一种适用于北极的新型半潜式海洋平台及使用方法

技术领域

本发明属于海洋平台技术领域，具体涉及一种适用于北极石油开发的新型半潜式海洋平台。

背景技术

北极圈分别拥有全球未探明石油储量的13％左右以及全球未探明天然气储量的30％。北极地区拥有900亿桶的石油储量，1669万亿立方英尺的天然气，440亿桶的液态天然气，这些油气资源的84％位于离岸地区。另外，北极地区还蕴藏着丰富的矿物资源和大量的战略性矿产。

在北极开采资源，会遇到两个非常现实的问题：一是大部分资源在冰面之下，钻探成本较高；二是海域经常冰封，油轮很难正常运输，建造输油管道的成本非常高，并且海洋平台的拖曳也难以实现。

综上所述，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

发明目的：为了克服北极冰封海域海洋平台拖曳的困难，本发明提供了一种能够在冰面上移动的新型半潜式海洋平台，其具有高稳定性、可持续性、水陆通用等特点。

为达到上述目的，本发明半潜式海洋平台可采用如下技术方案：

一种适用于北极的新型半潜式海洋平台，包括平台主体、位于平台主体下部的下浮体、连接平台主体及下浮体的立柱、位于下浮体两侧的履带移动装置；

所述履带移动装置包括钢履带、履动轮、驱动装置，所述履动轮位于浮体的两侧，且浮体每一侧的履动轮上覆盖钢履带，驱动装置驱动履动轮转动并带动钢履带围绕履动轮转动。

本发明是一种新型半潜式海洋平台，在原有半潜式平台平行下浮体之上装设履带移动装置，使其更适合用于北极开采。较之传统平台，本平台能够更加充分地利用北极环境。在夏季融冰期前，本平台通过自航系统或者拖航系统布置在北极陆地附近，在融冰期时登上北极的陆地选择合适井位进行钻采作业。当本平台在一处工作区域完成钻采作业之后，通过履带移动系统实现到达下一个井位工作的目的地。甚至在前期勘探准备充足的情况下，在分析冰面承受能力之后，本平台可以直接在冰面上移动。即使发生冰层塌陷，也可利用平台本身浮性和自航系统实现在覆冰海域的移动。通过合理设计的水下输油管路，同时充分发挥本平台的水陆自航能力，北极永冻冰区域的石油钻采工作也将成为可能。

进一步的，所述位于浮体每一侧的履动轮包括自前向后排列的主动轮和若干诱导轮，所述驱动装置驱动主动轮转动；所述刚履带的内侧设有若干诱导齿，所述诱导齿与所述诱导轮配合用以规正钢履带。

进一步的，所述下浮体具有两个，且分别设置于平台主体左舷和右舷正下方，每个下浮体的两侧均具有履带移动装置，即履带移动装置共为四组。

进一步的，所述每个下浮体由两根立柱与平台主体连接；所述下浮体包括上部平面板架、四周围壁、底部结构、锚泊定位装置和压载水箱；所述锚泊定位装置设置在下浮体顶部的四角处；所述压载水箱位于下浮体内部。

进一步的，所述上部平面板架由板和正交布置的水平型材组成；所述四周围壁采用环形水平型材与垂直型材一起布置；所述下浮体底部结构为双底结构。

进一步的，所述平台主体包括甲板、围壁以及若干纵向和横向舱壁；所甲板、围壁以及若干纵向和横向舱壁组成空间箱型结构；所述甲板分为主甲板、中间甲板和下甲板；所述主甲板为工作甲板。

进一步的，所述立柱为圆柱形桁架式立柱，包括外壳板、横隔板、垂向和水平扶强材、水密平台、非水密平台、水密通道围壁。

进一步的，还包括支撑结构，所述支撑系统包括下浮体与下浮体、立柱与立柱、立柱与平台之间的桁撑和撑杆。

而本发明还提供了上述半潜式海洋平台的使用方法的技术方案，具体为：

包括陆地移动模式及水上作业模式；

陆地移动模式时，依靠履带移动装置登上陆地选择井位进行钻采作业；当完成钻采作业之后，通过履带移动装置实现在冰面或底面的直接移动；如需要开展北极永冻冰区域的石油钻采工作，通过履带移动装置使本平台可两开采点之间移动；

水上作业模式时，通过自航系统或拖航系统移动至工作地点定点；再通过注入海水至下浮体内设置的压载水箱使平台部分下潜，直至平台部分结构在海面以下。

附图说明

图1是本发明半潜式海洋平台整体结构示意图；

图2是本发明半潜式海洋平台整体结构的整体侧视，并展示了该海洋平台上浮时的状态；

图3是本发明中立柱的俯视图。

图4是本发明中立柱的正视图。

图5是本发明中下浮体的正视图。

图6是本发明中履带移动装置的侧视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图6所示，本实施例所述的一种适用于北极开采的新型半潜式海洋平台，所述的海洋平台包括平台主体1、立柱2、下浮体3、履带移动装置4和支撑系统5。其中平台主体1与立柱2顶部焊接在一起。下浮体3共两组，分别位于平台主体左舷和右舷正下方，与立柱2底部焊接在一起，连接处设有局部加强构件。履带移动装置4设在平行下浮体3的两侧。支撑系统5设于各主要结构连接位置。

请结合图2所示，所述平台主体包括甲板11、围壁12以及若干纵向和横向舱壁13，且甲板11、围壁12以及若干纵向和横向舱壁13组成空间箱型结构。所述甲板11分为主甲板111、中间甲板112和下甲板113。所述主甲板111为工作甲板，其上设有钻井机械设备、器材和生活舱室等上层建筑14，中间甲板112加强平台整体强度和稳定性，并承载平台部分设备，下甲板113保证平台主体水密性。所述围壁12包括上层建筑14的前端壁、侧壁和后端壁。所述舱壁13是由多列钢板排列组合焊接而成的结构件，划分平台内部空间，并支撑各舱室稳固性。

请结合图3及图4所示，所述立柱2为圆柱形桁架式立柱，包括外壳板21、横隔板22、垂向和水平扶强材23、水密平台24、非水密平台25、水密通道围壁26等。所述圆柱形立柱2共四根，分别设置在下甲板113平面的四个角落处，将平台主体1与下浮体3连接为一个整体，并起支撑上层工作甲板1的作用。考虑在陆地移动时的稳性，所述立柱较之一般半潜式平台立柱更短，且直径更大。

请结合图5所示，所述下浮体3为一组横剖面为圆角矩形的平行浮体，纵骨架式壳体结构。所述平行浮体分别设置于平台左舷和右舷正下方，且处于同一平面，每个下浮体由两根立柱与平台主体连接。所述下浮体包括上部平面板架31、围壁32、底部结构33、锚泊定位装置34和压载水箱35。所述上部平面板架31由板和正交布置的水平型材组成；所述四周围壁32采用环形水平型材与垂直型材一起布置；所述下浮体底部结构33为双底结构，底部型材与下浮体上部型材布置位置一致；所述锚泊定位装置34设置在下浮体顶部的四角处；所述压载水箱35焊接在下浮体内部。下浮体3与立柱2间的连接部位设有额外加强结构，以承受平台在陆地移动时所产生的载荷。所述下浮体较原有半潜式平台下体更为宽，之间以桁撑和撑杆51相互连接，以满足平台在陆地移动过程中所需满足的稳定性。

请结合图5及图6所示，所述履带移动装置4包括钢履带41、履动轮42和减速机43等。所述履带共四组，平行布置在下浮体3两侧。所述履带41由履带板411和履带销412等组成。所述履带板41为钢制履带板；所述履带销412置于履带板之间，连接各履带板，构成履带链环。所述履动轮42包括主动轮421和诱导齿422，用以规正履带41防止平台在陆上转向移动时履带41脱落。所述减速机43位于下浮体3前后两端。所述履带的总体形状在下浮体两侧为斜面44，履带的单片铰链为微型状，可减小平台上岸摩擦，增加履带移动装置的稳定性。

在实例中，所述支撑系统5包括下浮体3、立柱2、立柱2与平台主体1之间的桁撑和撑杆51。所述撑杆51为设置有环筋的管形撑杆，且水密，以提供足够通道保证平台在漂浮状态下实施内部抢修。所述支撑系统确保了平台主体1、立柱2和下浮体3三者之间的可靠连接，提高了平台整体的强度和刚度。

下面是对使用本发明所述新型半潜式海洋平台的具体使用方法的说明：

1、陆地移动模式：本实施例所述的新型半潜式海洋平台能够更加充分地利用北极环境。在夏季融冰期前，本平台通过自航系统或者拖航系统布置在北极陆地附近，在融冰期时可根据开采区具体情况选择水上作业和陆地作业。本平台需要登陆时可依靠履带移动系统4的两侧斜面44登上北极的陆地选择合适井位进行钻采作业。当本平台在一处工作区域完成钻采作业之后，通过履带移动装置4实现在冰面上直接移动。即使发生冰层塌陷，也可利用平台本身浮性和自航系统实现在覆冰海域的移动。如需要开展北极永冻冰区域的石油钻采工作，也可利用本平台履带移动装置4使本平台可在两开采点移动。这样不仅提高了平台使用效率，永冻冰区域的石油开采也将得到进一步的发展。

2、水上作业模式：本实施例所述的新型半潜式海洋平台通过自航系统或拖航系统移动至工作地点定点；再通过注入海水至压载水箱35使平台部分下潜，直至平台大部分结构在海面以下；系泊系统为锚泊定位装置34，锚泊定位装置34由辐射状布置的八个锚组成，用链条或钢绳与下浮体3连接。本平台通过上述步骤展开钻采作业，其具有高稳定性和耐波性，适用于北极水深300米以下的海域。

以上所述之实施例只为本发明的较佳实施例。并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、结构及原理所做的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种适用于北极的新型半潜式海洋平台，其特征在于：包括平台主体、位于平台主体下部的下浮体、连接平台主体及下浮体的立柱、位于下浮体两侧的履带移动装置；

所述履带移动装置包括钢履带、履动轮、驱动装置，所述履动轮位于浮体的两侧，且浮体每一侧的履动轮上覆盖钢履带，驱动装置驱动履动轮转动并带动钢履带围绕履动轮转动。

2.根据权利要求1所述的半潜式海洋平台，其特征在于：所述位于浮体每一侧的履动轮包括自前向后排列的主动轮和若干诱导轮，所述驱动装置驱动主动轮转动；所述刚履带的内侧设有若干诱导齿，所述诱导齿与所述诱导轮配合用以规正钢履带。

3.根据权利要求2所述的半潜式海洋平台，其特征在于：所述下浮体具有两个，且分别设置于平台主体左舷和右舷正下方，每个下浮体的两侧均具有履带移动装置，即履带移动装置共为四组。

4.根据权利要求3所述的半潜式海洋平台，其特征在于：所述每个下浮体由两根立柱与平台主体连接；所述下浮体包括上部平面板架、四周围壁、底部结构、锚泊定位装置和压载水箱；所述锚泊定位装置设置在下浮体顶部的四角处；所述压载水箱位于下浮体内部。

5.根据权利要求4所述的半潜式海洋平台，其特征在于：所述上部平面板架由板和正交布置的水平型材组成；所述四周围壁采用环形水平型材与垂直型材一起布置；所述下浮体底部结构为双底结构。

6.根据权利要求1所述的半潜式海洋平台，其特征在于：所述平台主体包括甲板、围壁以及若干纵向和横向舱壁；所甲板、围壁以及若干纵向和横向舱壁组成空间箱型结构；所述甲板分为主甲板、中间甲板和下甲板；所述主甲板为工作甲板。

7.根据权利要求1所述的半潜式海洋平台，其特征在于：所述立柱为圆柱形桁架式立柱，包括外壳板、横隔板、垂向和水平扶强材、水密平台、非水密平台、水密通道围壁。

8.根据权利要求1所述的半潜式海洋平台，其特征在于：还包括支撑结构，所述支撑系统包括下浮体与下浮体、立柱与立柱、立柱与平台之间的桁撑和撑杆。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的半潜式海洋平台的使用方法，其特征在于：包括陆地移动模式及水上作业模式；

陆地移动模式时，依靠履带移动装置登上陆地选择井位进行钻采作业；当完成钻采作业之后，通过履带移动装置实现在冰面或底面的直接移动；如需要开展北极永冻冰区域的石油钻采工作，通过履带移动装置使本平台可两开采点之间移动；

水上作业模式时，通过自航系统或拖航系统移动至工作地点定点；再通过注入海水至下浮体内设置的压载水箱使平台部分下潜，直至平台部分结构在海面以下。