CN1084923A - 支撑海洋平台的带加宽底座的导管架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于支撑海洋平台的带有宽底 座的导管架结构，它包括四个主桩腿(12)和一设置在 下端的加宽底座(20)，桩腿(12)在下部区域(C)和过 渡区域(B)是倾斜状，而在上述区域(4)则每两个桩 腿相互平行，并从上部区域向上延伸出一垂直结构 (14)，底座(20)具有呈两面角的外侧面，并通过桩杆 或固定在主桩腿(12)下端的垂直桩杆(22)固定在海 底。

Description

本发明涉及一种用于支撑海洋平台的导管架结构，该海洋平台带有四个主桩腿和加宽的底座，底座具有呈两面角的外侧面，从主桩腿上还伸出有分支结构作为辅助桩腿，这些辅助桩腿与驳船上的滑道配合，从而可将导管架从建造场地运送到海上，然后导管架在海上从驳船上下水。所述的海洋平台可用于进行海上钻井作业，石油和天然气勘探开发和生产，其中的导管架也可用于支撑其它任何形式的海上建筑物。

用于支撑海上平台的最常用的导管架是由包括四根或八根桩腿构成的金字塔形的立体结构，这种结构具有方形或矩形的底部和顶部。至于选用四桩腿结构还是八桩腿结构主要取决于底部和顶部尺寸以及海上作业时的负载和海浪及风力等气候原因的影响，如果四桩腿结构即可满足要求，那将是最简单和有效的结构形式。

八桩腿导管架结构通常先在岸上组装，然而下水，其两个平行的内面与滑道配合，因此在这种结构中，特别用于下水的特殊尺寸的结构件较少。由于这种结构的制造和安装需要大量的加强构件，因而其缺点是结构较复杂，故受海浪和风力等气候因素的影响较大。

四桩腿结构根据其尺寸和重量以及海上作业船的作业能力通常可采取吊装方式安装或在岸上建造后下水来安装。当通过下水来安装时，传统的四桩腿导管架还需有额外的特殊结构，如平行结构导管或支撑和滑动内面，由此导致形成六桩腿结构，其中四个桩腿位于角落，主要承受作业载荷，海浪力和风力，而两个平行内桩腿用于安装。这些额外的结构对整体刚度而言无任何作用，却增加了导管架本身的重量，使导管架更易受气候影响，因此额外结构并无多大用处且增加了制造成本。

本发明的目的就是要消除上述传统四桩腿和八桩腿导管架的缺陷，为此，本发明提出一种支撑海洋平台的导管架结构，它有四条承载五桩腿，它们在运输时与驳船上的滑道配合，具有呈两而角的外侧面的加宽底座，由与主桩腿不同向的桩杆或桩杆组组成的基座系统以及升高的悬空水平底台。

由于其特殊几何形状，本发明的导管架没有特别用于安装的主构件，或者换句话说，所有的主构件都是为了导管架本身在作业时的要求而设计的，此外，由于其底座加宽，以及在靠近海面处导管架较纤细且结构简单而带来的对海况和气候的低敏感性，使得导管架基座的载荷下降。

因此，本发明使用于支撑海上平台用导管架得到很大程度的优化，采用本发明减小了导管架的重量，简化了其几何结构，从而缩短了制造和组装周期，减低了成本;另外，采用传统方法也可高效地进行运输和安装。

下面参照附图对本发明进行更详细的描述，其中：

图1是本发明导管架结构的透视图;

图2是图1结构的前视或后视图;

图3是图1结构的侧视图;

图4是本发明导管架结构的外侧结构的透视图，其中的空当是主桩腿所处的过渡区域;

图5是本发明结构的悬空底台的平面图。

如图所示，其中相同的参考标号表示相同的部件，用于支撑海洋平台的导管架结构由标号10表示，它包括八个主桩腿12，桩腿12在下部区域C和过渡区域B呈倾斜状，而每两个桩腿在上部区域A中相互平行，并从此处以垂直桩管14向上延伸到作业平台。在下部区域有一加宽其座20，它通过桩杆或位于四个主桩腿12底端的垂直桩杆组22与导管架底部固定在一起。

为了通过滑动装载导管架和使其下水，从主桩腿的倾斜拐点处延伸出一分支结构直到导管架的底座，该分支结构由称为辅助桩腿的小直径桩腿18构成，由此形成与滑道配合的结构。

这样，本发明的导管架在其上部区域A构成一四桩腿结构，而在其过渡区域B和下部区域C则形成一八桩腿结构，从而综合于这两个传统结构的优点，同时并未带来它们各自的缺点。

结构10的主要持征在于在下部区域C其外侧面大致呈两面角，从而构成一具有理想尺寸的，具有较少数量加强件且结构简单的加宽底座。该简化的结构在过渡区域B也是如此，其中在过渡区域中，从主结构上倾斜伸出的结构件只有主桩腿。

因此，本发明的结构在其上部区域A由于结构简单，构件之间空当大，因此受海况和气候的影响小;同时在过渡区域B和下部区域C，由于采用加宽底座20和上述较小的海况和气候影响，使稳定性增强且底座中的应力减小。本发明的导管架尤其在海底松软，海上气候恶劣的区域其优势更加明显。

结构10的另一个主要特征是其水平底台24相对海底悬空，从而避免了底台24与钻井导向板（如果有一个的话）相应干扰，由此简化于平台上的作业，而且无需进行由于钻井而排出的泥沙而带来的昂贵的海底清理作业。将底台24悬空无需增加额外的结构件，因为由于桩腿向侧向倾斜而产生的垂直方向的反作用力被辅助桩腿18吸收了。另外，由于底台24的悬空而使桩腿的整个长度缩短了，即两上下端面的距离缩短了，因此使结构的总重量得以减轻。

结构10的另一个主要特征是由于其几何结构，特别是在下部区域C和过渡区域B，使得作业时的载荷和由海况及气候造成的荷载可直接通过主桩腿12传递到底座22，从而减小了由位于上述主桩腿12和辅助桩腿18之间的侧向格子梁上的剪应力所产生的载荷，由此使下部区域C和过渡区域B的高度得到优化，所述CB每一个区域都由单独的单元结构构成。由于上述侧向格子梁的特殊结构形状，使得辅助桩腿18在安装时都能得到应用，从而提高了其利用率和作业时的临界应力，因此不必在主结构件上附加仅为了安装而设计的额外构件。

由于本发明结构10的特殊形状和其结构的优化，使其相对传统的四桩腿式金字塔形导管架来说重量减轻了，而且无需下水桁架，此外在其重心附近的横截面积也减小了。这样可通过吊装来安装本发明的结构，而且由于起重船的吊臂无需很长，使得起重船的起重量得到增加。就安装方法来说，对于本发明的结构的构造和设计，采用现有工程作业船就有很大的回旋余地。

另外，由于采用加宽底座和带垂直桩杆的基座，将上述桩杆打入海底的操作就变得非常简便，因为桩杆的位置偏离平台的上部建筑一定距离，同时由于这一原因还减小了对导管架及平台产生的振动和损伤，因此也无需设置常用的防护结构。采用垂直桩杆还可取消辅助的约束结构（导向件），从而进一步减轻了重量、降低了成本;这是因为取消桩杆导向件使得整个导管架可以单元模块的形式进行安装，因此无需进行昂贵的海上焊接作业。

采用加宽底底还可使重心降低，从而减小了下水驳船摇臂在导管架下水时的作用力，因为当导管架的上部先行完全没入水中时，其重量得到浮力的补偿，使整个导管架的倾翻发生在下水后期。另外由于导管架的重心低，加上在下水时在其上部设置浮筒，这样在导管架下水后整个结构可自己扶正。

Claims (4)

1、用于支撑海洋平台的带加宽底座的导管架结构，其特征是它包括四个主桩腿(12)，一具有呈二面角的外侧面或呈大致呈两面形的加宽底座(20)、桩腿(12)在下部区域(C)和过渡区域(B)呈倾斜状，而在上部区域(A)则每两个桩腿相互平行；并从上部区域延伸出一垂直结构(14)，底座(20)通过桩杆或固定在四个主桩腿(12)下端的桩杆组固定在海底，在主桩腿(12)倾斜伸出的拐点处，从主桩腿(12)上向下伸出一由小直径导管构成的分支结构，即所谓的辅助桩腿(18)，辅助桩腿(18)从过渡区域向下一直延伸到结构(10)的底座。

2、如权利权利要求1所述的用于支撑海洋平台的带加宽底座的导管架结构，其特征是在上部区域（A）两两相互平行的主桩腿（12）与辅助桩腿（18）形成用于装载结构（10）或使结构（10）下水的与滑道配合的结构。

3、如权利要求1所述的用于支撑海洋平台的带加宽底座的导管架结构，其特征是底台（24）的水平面相对海底悬空。

4、如权利要求1所述的用于支撑海洋平台的带加宽底座的导管架结构，其特征是它有一下部区域（C）和一过渡区域（B），每个区域由一单独的单元结构构成，由于其特征的几何形状，使得海上作业时的载荷，以及由于海况和气候带来的载荷可通过主桩腿（12）直接传递给底座（22）。

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