CN108473185A - 低运动半潜式井台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半潜式井台离岸结构。尤其是，本发明涉及一种低运动半潜式井台离岸结构，其在深水中具有改善的稳定性。当半潜式井台在恶劣离岸环境中操作时，相比于常规半潜式井台，低运动半潜式井台经历相对较少的升沉运动、俯仰运动和波浪运动。
Description
技术领域
本发明涉及一种半潜式井台离岸结构。本发明尤其涉及一种低运动半潜式井台离岸结构，其在深水中具有改进的稳定性。
背景技术
大多数常规半潜式井台结构包括船体，船体具有足够浮力以将甲板箱或者平台支撑在水面上方。船体典型地包括两个大致平行的浮筒以及多个竖直立柱，立柱从浮筒延伸以将甲板箱支撑在水面上方。浮筒以及柱的一部分在规范化操作期间浸入运行吃水线下方。
图1示出了一个这种常规半潜式井台结构。图1示出的半潜式井台结构包括将甲板箱(3)支撑在水面上方的多个铅笔柱(2)和多个主柱(1)。铅笔柱(2)设置成对半潜式井台提供更好的运动控制，并因此提供更高的正常运行时间。每个主柱(1)包括叉形波转向器(4)，波转向器(4)设置在主柱的一个表面上，用于降低半潜式井台上的波漂移力。虽然具有这种构造的常规半潜式井台可以在正常天气条件下具有可接受的运动响应，但是它们的运动响应在恶劣天气条件期间对一些应用来说典型地极端且不可接受，也即，当在恶劣天气条件下操作时它们仍面临较大的升沉运动、俯仰运动和波浪运动。
图1示出的常规半潜式井台结构还包括多个支柱(5)。支柱对结构提供适当的结构完整性。但是，这种支柱通常会产生不期望的特性(例如流体动力阻力)，并且产生低重心负荷的问题。
当在恶劣的离岸环境条件下操作时，常规半潜式井台面临的其它挑战包括半潜式井台的不对称负荷分布，这使得其对于停泊设计来说不理想。尤其，艉侧浪中的总风力和电流负荷比顶头浪处多大约40％。因此，横向浪中的总风力和电流负荷比顶头浪处多大约20％。结果，半潜式井台的停泊设计受到来自艉侧浪的力的极大影响。常规半潜式井台可以利用由12个点链条和4个推进器组成的停泊系统。这导致半潜式井台上的不对称负荷分布，不对称负荷分布又使得其对于停泊设计来说不理想。
公知于本领域的另一常规半潜式井台结构是这样的机构，其包括：圈浮筒；多个竖直立柱，其从浮筒延伸以将矩形甲板箱支撑在水面上方。具有该构造的半潜式井台具有若干缺陷。若干缺陷中的一个为，其由于半潜式井台的大位移而具有高质量，并且由于半潜式井台的大下摆而具有高添加质量。半潜式井台具有较高自然周期，这将幅值响应算子(RAO)曲线向右移。但是，具有该构造的半潜式井台的单体船不具有任何升沉第二峰。
因此，期望提供一种半潜式井台结构，其旨在解决常规半潜式井台遇到的问题中的至少一些问题，或者至少提供可替换方案。
发明内容
根据本发明解决本领域中的问题并且对本领域进行改进。在本发明的一个方案中，提供了一种低运动半潜式井台离岸结构。低运动半潜式井台离岸结构包括：甲板箱；潜式下船体，其包括具有环形浮筒主体的圈浮筒，圈浮筒带有顶表面、底表面、外周壁、内周壁以及多个间隔开的通孔，间隔开的通孔从圈浮筒的底表面延伸至圈浮筒的顶表面；多个主柱，其从浮筒主体向上延伸至甲板箱，用于将甲板箱支撑在水面上方；以及多个铅笔柱，每个铅笔柱具有上端部和下端部，每个铅笔柱定位在两个主柱之间并且从相应的间隔开的通孔向上延伸至甲板箱，并且其中，每个铅笔柱具有设置在铅笔柱内的水室，用于通过所述通孔接收水并将水截留在铅笔柱内，以便在操作期间阻尼半潜式井台的俯仰运动以及波浪运动。
根据本发明的实施方式，每个铅笔柱进一步包括用于阻尼进入铅笔柱的水的阻尼装置。
根据本发明的实施方式，阻尼装置是第二室，第二室设置在铅笔柱内并且位于铅笔柱的上端部处，用于将空气截留在铅笔柱内，用作进入铅笔柱的水的阻尼器。
根据本发明的另一实施方式，阻尼装置是活塞，活塞设置在铅笔柱内并且位于铅笔柱的上端部处，用于将空气截留在铅笔柱内，用作进入铅笔柱的水的阻尼器。
根据本发明的其它实施方式，水室延伸通过铅笔柱的整个长度。根据本发明的实施方式，低运动半潜式井台离岸结构进一步包括用于将高压压缩空气引入铅笔柱以便控制铅笔柱内的水的流动的引入装置，其中，所述引入装置设置在铅笔柱的外侧并且邻近铅笔柱的上端部。
根据本发明的实施方式，多个铅笔柱朝向圈浮筒的中央竖直轴线径向向内延伸至甲板箱。
根据本发明的实施方式，半潜式井台离岸结构包括四个主柱以及四个铅笔柱。
附图说明
根据本发明的系统的上述优势以及特征描述在以下具体说明书中描述并且示出在附图中：
图1图示了根据现有技术的常规半潜式井台结构。
图2图示了根据现有技术图1的常规半潜式井台结构的另一视图。
图3(a)和图3(b)图示了根据本发明的实施方式的低运动半潜式井台。
图4图示了根据本发明的实施方式的铅笔柱的构造。
图5图示了根据本发明的另一实施方式的铅笔柱的构造。
图6图示了根据本发明的再一实施方式的铅笔柱的构造。
图7图示了根据本发明的实施方式的低运动半潜式井台。
图8至图9图示了根据本发明的实施例的主柱的一些示范布置。
图10图示了主柱的创新形状，其是径向以及不等边五角形以具有较小涡激运动(VIM)，由于产生的涡流将不会统一地如此强，将导致可以忽略的涡激运动(VIM)。
图11图示了LQ块的独特形状，如果半潜式井台在DO上，其可最小化风力加载并且节约燃料。如果其使用在停泊半潜式井台上，还将节约停泊系统成本。
图12图示了本发明的半潜式井台的圈浮筒的其它可能构造。
图13示出了对于深吃水半潜式井台以及常规半潜式井台，当水深度增加时波压力的变化。
图14(a)和图14(b)是示出当较小柱间距利用在半潜式井台上时升沉第二峰值降低的图形。当柱之间的距离(L)等于波长(λ)的一半时，例如L＝λ/2，总升沉力能够相互抵消。
图15是这样的图形，示出了降低柱间距(L)将会使抵消期间向图形的左边移动并且降低升沉第二峰值。此外，增加圈浮筒的添加质量将增加升沉自然周期并且将第二抵消周期向右移。
图16是这样的图形，示出了本发明的低运动半潜式井台以及其它常规半潜式井台设计的升沉RAO(幅值响应算子)时间。
图17示出了本发明的对称圆形船体设计相比于常规半潜式井台能够提供显著改善的破坏稳定性。
图18示出了适于使用在钻井操作中的本发明的低运动半潜式井台的示范实施方式。
图19示出了本发明的半潜式井台的各种视图。图19(a)示出了半潜式井台的立体图；图19(b)和图19(c)示出了半潜式井台的浮筒结构的各种分解图；图19(d)示出了上船体的顶视图；图19(e)示出了上船体的底视图；图19(f)示出了主柱以及铅笔柱和浮筒舱壁的布置；以及图19(g)图示了半潜式井台的主要梁框架。
图20是示出北海、设得兰群岛西部的恶劣环境的波能量的图表。
图21图示了当波周期增加时，各种常规半潜式井台(包括图1示出的半潜式井台)的升沉幅值响应算子(RAO)。
图22是比较本发明的低运动半潜式井台与一些其它常规半潜式井台的操作吃水、升沉自然周期以及升沉第二峰的图形。
具体实施方式
在以下说明中，陈述多个具体细节以提供对本发明的各种示意实施方式的彻底理解。但是，本领域技术人员将理解的是，没有一些或者所有这些具体细节的话，本发明的实施方式也可以实践。
参考附图的附图标记，示出了用于使用在离岸应用中的低运动半潜式井台结构(10)，诸如用于离岸油气体钻井和生产中。结构(10)包括：甲板箱(11)，其形成上船体和潜式下船体，潜式下船体包括具有环形浮筒主体的圈浮筒(12)，圈浮筒(12)带有顶表面(13)、底表面(14)、外周壁(15)、内周壁(16)以及多个间隔开的通孔(17)，间隔开的通孔(17)从圈浮筒的底表面至延伸圈浮筒的顶表面。半潜式井台结构(10)具有：多个主柱(18)，其从浮筒主体向上延伸至甲板箱(11)，用于将甲板箱(11)支撑在水面上方；以及多个铅笔柱(19)，每个铅笔柱从相应的间隔开的通孔(17)向上延伸至甲板箱(11)。每个铅笔柱(19)具有上端部和下端部。上端部可以是接触甲板箱(11)的开口端或者闭合端。下端部是开口端，该开口端在圈浮筒(12)的顶表面接触通孔(17)。
每个铅笔柱(19)具有设置在铅笔柱内的水室(20)，允许水通过通孔(17)流入以及流出铅笔柱并且将水截留在铅笔柱内，用于在操作期间阻尼半潜式井台的俯仰运动和波浪运动。每个铅笔柱(19)进一步包括用于阻尼进入铅笔柱(19)的水的阻尼装置。
本发明的铅笔柱(19)可以采用若干形成。一些示范实施方式示出在图4至图6中。现在参考图4，在图4示出的实施方式中，铅笔柱(19)包括水室(20)和第二室(22)，第二室(22)充当阻尼装置，用于阻尼进入铅笔柱(19)的水。第二室(22)设置在铅笔柱(19)内并且邻近铅笔柱(19)的上端部。第二室下方的区域是用于将水截留在铅笔柱(19)内的水室(20)。第二室(22)将空气截留在该第二室内以充当通过铅笔柱(19)的下端部处的开口端并进入水室(20)而进入铅笔柱(19)的水的阻尼器。铅笔柱(19)的内表面和外表面、水室(20)和第二室(22)可以被处理以防止截留空气逃离第二室(22)。可以采用公知于本领域的任何合适的处理，这并不超出本发明的范围。
现在参考图5，在图5示出的第二实施方式中，铅笔柱(19)包括作为阻尼装置的活塞(23)。活塞(23)设置在铅笔柱(19)内并且邻近铅笔柱(19)的上端部。活塞可以由公知于本领域的任何合适的器件驱动，包括但不限于气压、液压以及升降系统。在该实施方式中，活塞(23)被驱动而上下运动以创建邻近铅笔柱(19)的上端部的空气室(24)。空气室(24)充当通过铅笔柱(19)的下端部处的开口端进入铅笔柱(19)的水的阻尼器。
现在参考图6，在图6示出的另一实施方式中，水室(20)延伸通过铅笔柱(19)的整个长度。铅笔柱(19)包括用于将高压压缩空气引入铅笔柱的以控制铅笔柱(19)内的水的流动的引入装置。所述引入装置(未示出)设置在铅笔柱(19)的外侧并且邻近铅笔柱(19)的上端部。高压压缩空气被引入铅笔柱(19)的方式可以采用任何合适的形式。可以采用公知于本领域的任何合适的装置将高压压缩空气引入铅笔柱，这并不超出本发明的范围。在一个实施方式中，所述引入装置是这样的系统，其包括连接至铅笔柱(19)的导管和用于将高压压缩空气泵入铅笔柱(19)的泵。
在一个实施方式中，多个铅笔柱(19)从相应的间隔开的通孔在竖立位置向上延伸。该构造的示范实施方式示出在图3中。在另一实施方式中，多个铅笔柱(19)朝向圈浮筒(12)和甲板箱(11)的中央竖直轴线径向向内延伸。该构造的示范实施方式示出在图7中。
铅笔柱(19)大致具有比主柱(18)窄的宽度。在一个实施方式中，铅笔柱(19)具有5至7m的内径。铅笔柱(19)内的水室(20)具有4至6.5m的内径。铅笔柱(19)可以具有任何合适的形状。在一个实施方式中，铅笔柱在整个长度上具有大致圆形截面。
每个主柱(18)从圈浮筒在竖立位置向上延伸。主柱(18)可以具有任何合适的形状、尺寸、宽度以及高度。在一个实施方式中，主柱在整个长度上具有大致梯形或者矩形截面。可以采用其它形状，这并不超出本发明的范围。图10示出了主柱的一些示范实施方式。在一个实施方式中，主柱是沿径向的不等边五边形以具有较小涡激运动(VIM)，这是由于生成的涡流将不是均匀地如此强并且将导致可忽略的涡激运动(VIM)。图11图示了LQ块的独特形状，如果半潜式井台在DO上，这将最小化风力加载并且节约燃料。如果其使用在停泊半潜式井台上，还将节约停泊系统成本。
在一个实施方式中，主柱(18)和铅笔柱(19)具有大致相同的高度。在其它实施方式中，例如，在图7示出的实施方式中，主柱(18)和铅笔柱(19)可以具有不同高度。主柱以及铅笔柱的高度根据结构设计而变化以提供足够空气间隙，适于在给定位置操作以避免波浪撞击甲板箱。在一些实施方式中，高度在20m至50m之间变化。
可以采用任何合适数量的主柱(18)和铅笔柱(19)，这并不超出本发明的范围。在一个实施方式中，半潜式井台包括至少四个主柱(18)和至少四个铅笔柱(19)。主柱(18)和铅笔柱(19)可以以任何合适的方式布置。图8至图9图示了主柱(19)的一些示范布置。优选地，主柱(19)以诸如将对称的负荷提供至半潜式井台结构的方式布置。优选地，每个铅笔柱(19)以交替方式布置在两个主柱(见图3)之间。
本发明的圈浮筒(12)可以具有任何合适的形状、尺寸以及高度。图12示出了本发明的圈浮筒的一些示范构造。构造包括圆形以及多边形形状的圈浮筒。多边形形状的浮筒可以具有任何期望数量的边，这并不超出本发明。一些示范实施方式包括但不限于20边、16边、12边或者8边多边形形状浮筒。具有这些构造的半潜式井台具有的优势是易于构造浮筒和甲板箱(或者上船体)。
在一个实施方式中，圈浮筒(12)具有范围为90至110m的外径。圈浮筒的内径范围从65至85m。
由于圈浮筒(12)定形及定尺寸的方式，圈浮筒(12)的阻力系数(Cd)相对低于具有两个大致平行浮筒的常规半潜式井台的阻力系数。本发明的圈浮筒(12)的Cd范围从0.3至1.2，而具有两个平行浮筒的常规半潜式井台的Cd大约是2.2。本发明的圆形形状圈浮筒显著降低了电流负荷并且向半潜式井台提供了更多对称负荷。
甲板箱(11)可以与圈浮筒(12)具有相同或者不同形状和尺寸。在优选实施方式中，甲板箱(11)和圈浮筒(12)具有相同形状并且大致具有相同尺寸。在优选实施方式中，甲板箱(11)具有圆形或者多边形形状。
由于甲板箱(11)定形及定尺寸的方式，本发明的圆形或者多边形形状甲板箱(11)的阻力系数(Cd)相对低于具有正方形甲板箱的常规半潜式井台的阻力系数。本发明的甲板箱(11)的Cd范围从0.3至1.2，而具有正方形甲板箱的常规半潜式井台的Cd是2.2。圆形或者多边形形状甲板箱显著降低了风力负荷并且向半潜式井台提供了更多对称负荷。
参考图3，本发明的低运动半潜式井台能够实现小于0.15m/m的升沉第二峰，升沉自然周期大约是19.3至20.5秒，并且操作性大约是85至90％。半潜式井台具有大约34至40m的吃水以及6至10m的浮筒深度。这允许半潜式井台相比于常规半潜式井台浸入得深40％。
图13是这样的图形，示出了当水深度增加时，用于深吃水半潜式井台(吃水大约40至50m)和具有大约26m吃水的常规半潜式井台，波压力的改变。从该图形可见，对于深吃水半潜式井台，波压力降低大约20％。这表明波能量随着水深度以指数方式降低。
在本发明中，圈浮筒(12)具有大约90至110m的外径。这提供了具有添加质量的半潜式井台，多于常规半潜式井台大约20％。柱间距(在图3中指代为'L')降低，这将升沉第二峰降低大约15％。
图14图示了降低柱间距(因而运动抵消)的优势。这表明当较小柱间距利用在半潜式井台上时升沉第二峰值降低。当柱之间的距离(L)等于波长(λ)的一半例如L＝λ/2时，总升沉力相互抵消。
图15图示了增加添加质量以及降低柱间距的优势，这比常规半潜式井台提供了大约35％的组合改善。图15的图形表明，降低柱间距(L)将抵消周期向图形的左边移动并且降低升沉第二峰值。此外，增加圈浮筒的添加质量将增加升沉自然周期并且将第二抵消周期向右移。
升沉自然周期可以由以下方程表达：
其中，T代表升沉自然周期，M代表圈浮筒的质量(位移)，p代表水的密度，g代表重力加速度，A33代表圈浮筒的添加质量，并且Aw代表圈浮筒的水平面面积。
铅笔柱内具有大约4至6.5m的内径的水室(20)向半潜式井台提供阻尼效应，从而相比于常规半潜式井台将半潜式井台的俯仰运动、滚动以及升沉运动降低了大约25％。当圈浮筒上下移动时，具有水室的铅笔柱随其移动。具有水室的铅笔柱的上下运动在周围水中生成波，从而使辐射能量离开圈浮筒。具有水室的铅笔柱的上下运动引起水流入以及流出水室。水室内的水通过散发在水和铅笔柱的内表面之间的摩擦和涡流而引发粘性阻尼。
图16是示出本发明的低运动半潜式井台以及其它常规半潜式井台设计的时间和升沉RAO(幅值响应算子)的图形。该图形表明，本发明的低运动半潜式井台能够实现类似于具有圆形浮筒的常规半潜式井台的运动，但具有8倍较小位移以及钢重量。以下表格1列出了图示于图16的各种常规半潜式井台的吃水、位移、第二峰以及自然周期的读数。
表格1
本发明的低运动半潜式井台能够实现小于0.15m/m的升沉第二峰以及大约19.3至20.5秒的升沉自然周期。半潜式井台允许使用表面BOP来降低用于维修及检查的操作成本。由于其效率以及高正常运行时间(大约90％)，本发明的半潜式井台能够降低每个井的成本，这有益于钻井承包商。用于使用在恶劣离岸环境的停泊系统基于使用的停泊的数量并且需要较少停泊，这将降低用于推进器以及发动机的CAPEX的分配。
图17示出了本发明的对称圆形船体设计相比于常规半潜式井台能够提供显著改善的破坏稳定性。由于船体设计的圆形对称形状，相比于具有孪生平行浮筒的常规半潜式井台，所有浮筒罐处于等距离(‘L’)处并且更靠近以产生较少横倾力矩以及优化分割舱壁。具有孪生平行浮筒的常规半潜式井台由于浮筒罐位于不同距离处而会在恶劣离岸环境遇到更多破坏。位于浮筒的远侧端部(170)的罐的破坏会经历较大横倾力矩，并且降低半潜式井台的允许KG。
本发明的圆形或者多边形形状甲板箱能够在空间利用方面提供类似区域，该区域相比于常规正方形或者矩形形状甲板箱具有较小表面积。由于表面积是钢重量的函数，这意味着圆形或者多边形形状甲板箱相比于正方形或者矩形形状甲板箱能够提供具有较小钢重量的相同体积。
图18示出了适于使用在钻井操作中的本发明的低运动半潜式井台的示范实施方式。图18示出的结构具有若干优势。图18表明，辐射状柱(180)降低了电流负荷、波漂移负荷，并且由于设置为该设计的整体部分的双层表皮，能够防止半潜式井台与拖船碰撞。设置的铅笔柱(181)帮助降低波漂移负荷。为了在恶劣离岸环境下操作而不会使任何波浸入甲板箱底部，半潜式井台设置有大约20m的更高静态空气间隙(182)。甲板箱设计(183)是有浮力的，以在半潜式井台横倾的紧急情形时提供储备浮力。改善甲板箱的顶侧布局和形状以降低风力负荷，这导致节约用于动态位置(DP)容器的燃料，还增加用于停泊容器的操作性。LQ形状已经被给定为圆形形式，以引起较小的风力负荷，LQ的船尾被进一步风力负荷遮盖。LQ块(184)的独特形状将降低阻力系数并且优化风力影响面积。
对于恶劣离岸环境，疲劳是所有半潜式井台设计的主要问题。在本发明中，不使用支柱增加半潜式井台的疲劳寿命。图19示出了本发明的半潜式井台的各种视图。图19(a)示出了半潜式井台的立体图，图19(b)和图19(c)示出了半潜式井台的浮筒结构的各种分解图。图19(d)示出了上船体(其也是甲板箱)的顶视图。图19(e)示出了上船体的底视图。图19(f)示出了主柱以及铅笔柱和浮筒舱壁的布置。图19(g)图示了半潜式井台的主要梁框架。图19清楚地示出，由于圈浮筒和甲板箱的构造，不需要安装支柱来增加半潜式井台的疲劳寿命。
本发明的低运动半潜式井台能够在全世界操作，包括但不限于恶劣离岸环境、深水以及北极区域，相比于公知于本领域的一些常规半潜式井台具有更高操作性和较长存活能力。本发明的半潜式井台技术能够很好地扩展至任何合适的离岸结构，包括但不限于离岸钻井平台、生产平台、收容平台等。
本发明的低运动半潜式井台具有若干优势。一个优势为半潜式井台具有深吃水(因而较少的波能量)。尤其，因为半潜式井台经历的波能量相对于水深度以指数方式降低，所以具有深吃水(24至40m)的半潜式井台相比于具有更浅吃水的半潜式井台将经历减小的波能量。在本发明中半潜式井台的吃水从24m增加至40m。这允许浮筒更好地浸入，因此改善半潜式井台的总体运动达至少35％。
本发明的低运动半潜式井台的另一优势是，通过设置在两个主柱之间的铅笔柱，这降低了半潜式井台的柱间距。这帮助将升沉第二峰降低为小于0.15m/m，改善半潜式井台的运动达至少15％。图6图示了该优势。这表明，当在半潜式井台上利用较小柱间距时升沉第二峰值降低。当柱之间的距离(L)等于波长(λ)的一半时，例如L＝λ/2，总升沉力相互抵消。柱之间的距离越小，对于较小波长以及波周期，越多的升沉力相互抵消。
本发明的低运动半潜式井台的另一优势是，含有水室的柱帮助将水截留在铅笔柱内。这提供了阻尼行为，阻尼行为帮助改善半潜式井台的稳定性以及运动达至少2％。水室的上下运动生成波并且辐射能量。通过散发在水和铅笔柱的内表面之间的摩擦以及涡流引发粘性阻尼。截留在铅笔柱内的水帮助改善半潜式井台的稳定性以及运动。
以下例子设置成进一步图示和描述本发明的特定实施方式，绝不视为将本发明制限为此处描述的具体程序、条件或者实施方式。
例子
例子1
图20图示了北海、设得兰群岛的西部的恶劣环境。该图形示出了在14秒的波周期内的96.6％波能量，以及在16秒的波周期内的99.5％波能量。升沉第二峰需要在5至16秒之间的波周期中最小化以增加半潜式井台的操作性。此外，升沉自然周期需要多于19秒以避免共振。
本发明的低运动半潜式井台能够实现期望的结果。尤其，本发明的半潜式井台能够实现小于0.15m/m的升沉第二峰以及大约19.3至20.5秒的升沉自然周期。这是由于半潜式井台具有降低的柱间距(L)，这导致运动相互抵消，因而将第二峰值降低至小于0.15m/m。增加圈浮筒的添加质量将升沉自然周期增加至期望范围。
例子2
图21图示了当波周期增加时各种常规半潜式井台(包括图1示出的半潜式井台)的升沉幅值响应算子(RAO)。这表明，图1的常规半潜式井台相比于其它常规半潜式井台设计具有较低升沉RAO(即更好地运动控制)，因而具有更高正常运行时间。尤其，图1的常规半潜式井台具有的升沉第二峰为大约0.32m/m。
例子3
图22是比较本发明的低运动半潜式井台(‘LMS’)以及一些其它常规半潜式井台的操作吃水、升沉自然周期以及升沉第二峰的图形。如图所示，低运动半潜式井台(LMS)相比于常规半潜式井台具有更好的升沉运动、俯仰运动以及滚动运动，这导致低运动半潜式井台相比于其它常规设计具有更高操作正常运行时间。
以下表格2示出了半潜式井台的操作吃水、升沉自然周期以及升沉第二峰的读数：
表格2
例子4
以下表格比较本发明的低运动半潜式井台('LMS')与具有孪生平行浮筒的常规半潜式井台的各种方案。
表格3
总之，本发明的低运动半潜式井台能够实现升沉第二峰降低90％、操作性增加20％、波负荷降低20％、风力负荷降低30％，具有几乎类似的电流负荷，停泊设计中的CAPEX显著降低，潜式井台寿命改善，这是由于在结构中不存在疲劳敏感区域、钢重量增加35％以及降低运输速度。
上文是对发明人视作发明的主题的描述，其他人能够并且可以基于上述公开设计包括本发明的可替换系统。
Claims (19)
1.一种低运动半潜式井台离岸结构，该低运动半潜式井台离岸结构包括：
甲板箱；
潜式下船体，该潜式下船体包括具有环形浮筒主体的圈浮筒，所述圈浮筒具有顶表面、底表面、外周壁、内周壁以及多个间隔开的通孔，所述间隔开的通孔从所述圈浮筒的所述底表面延伸至所述圈浮筒的所述顶表面；
多个主柱，所述多个主柱从所述环形浮筒主体向上延伸至所述甲板箱，用于将所述甲板箱支撑在水面上方；以及
多个铅笔柱，每个所述铅笔柱具有上端部和下端部，每个所述铅笔柱定位于两个主柱之间并且从相应的间隔开的通孔向上延伸至所述甲板箱；并且
其中，每个所述铅笔柱均具有设置在所述铅笔柱内的水室，用于通过所述通孔接收水并将水截留在所述铅笔柱内，以便阻尼半潜式井台在操作期间的俯仰运动和波浪运动。
2.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，每个所述铅笔柱进一步包括用于阻尼进入所述铅笔柱的水的阻尼装置。
3.根据权利要求2所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述阻尼装置是第二室，该第二室设置在所述铅笔柱内并且位于所述铅笔柱的所述上端部，用于将空气截留在所述铅笔柱内，用作进入所述铅笔柱的水的阻尼器。
4.根据权利要求2所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述阻尼装置是活塞，该活塞设置在所述铅笔柱内并且位于所述铅笔柱的所述上端部，用于将空气截留在所述铅笔柱内，用作进入所述铅笔柱的水的阻尼器。
5.根据权利要求2所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述水室延伸通过所述铅笔柱的整个长度。
6.根据权利要求5所述的低运动半潜式井台离岸结构，该低运动半潜式井台离岸结构进一步包括：
用于将高压压缩空气引入所述铅笔柱以用于控制所述铅笔柱内的水的流动的引入装置，其中，所述引入装置设置在所述铅笔柱的外侧并且邻近所述铅笔柱的所述上端部。
7.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述多个铅笔柱朝向所述圈浮筒的中央竖直轴线径向向内延伸至所述甲板箱。
8.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述多个主柱和所述多个铅笔柱具有相同的高度。
9.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述铅笔柱内的所述水室具有4m至6.5m的内径。
10.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述多个铅笔柱中的每个铅笔柱具有5m至7m的内径。
11.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述多个主柱中的每个主柱在其整个长度上具有大致梯形或者矩形截面。
12.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述多个铅笔柱中的每个铅笔柱在其整个长度上具有大致圆形截面。
13.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述圈浮筒具有90m至110m的外径。
14.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述圈浮筒具有65m至85m的内径。
15.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述圈浮筒具有圆形或者多边形形状。
16.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，半潜式井台具有34m至40m的吃水。
17.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，半潜式井台具有6m至10m的浮筒深度。
18.根据权利要求1所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述甲板箱具有圆形或者多边形形状。
19.根据前述权利要求中任一项所述的低运动半潜式井台离岸结构，其中，所述半潜式井台离岸结构包括四个主柱和四个铅笔柱。
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