CN110087987B - 具有圆形浮筒的浮式海上结构 - Google Patents

Abstract

一种浮式海上结构，其包括浮力船体，该浮力船体包括第一支柱、第二支柱以及联接到第一支柱和第二支柱的浮筒。每个支柱被竖直定向，并且该浮筒从第一支柱水平地延伸到第二支柱。每个支柱具有中心轴线、上端和下端。该浮筒包括第一管状构件和第二管状构件，该第二管状构件被定位成与第一管状构件横向相邻。每个管状构件具有中心轴线、联接到第一支柱的下端的第一端、以及联接到第二支柱的下端的第二端。第一管状构件的纵向轴线和第二管状构件的纵向轴线布置在公共水平平面内。

Description

具有圆形浮筒的浮式海上结构

相关申请的交叉引用

本申请请求2016年11月9日提交的发明名称为“Floating Offshore Structureswith Round Pontoons(具有圆形浮筒的浮式海上结构)”的申请号为62/419,828的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

关于联邦政府赞助研究或开发的声明

不适用。

技术领域

本公开总体上涉及浮式海上结构。更具体地，本公开涉及用于海上钻井和/或开采操作的浮力半潜式海上平台。再具体地，本公开涉及半潜式海上平台的船体的几何形状，特别是船体的水平浮筒。

背景技术

在油田活动中，半潜式浮式结构或平台被用于各种类型的海上操作，包括海上钻井和石油和天然气的开采、以及海上施工操作。常规的半潜式海上平台通常包括提供足够的浮力以将工作甲板支撑在水面上方的船体、以及从该平台延伸到海床的刚性和/或柔性的管道或立管。船体常常包括水平基座，该水平基座支撑多个竖直定向的支柱，这些支柱又将工作甲板支撑在水面上方。通常，浮筒的尺寸和支柱的数量由工作平台的尺寸和重量以及船体要支撑的相关有效载荷决定。

发明内容

本文中公开了浮式海上结构的实施例。在一个实施例中，浮式海上结构包括浮力船体，该浮力船体包括第一支柱、第二支柱以及联接到第一支柱和第二支柱的浮筒。每个支柱被竖直定向，并且该浮筒从第一支柱水平地延伸到第二支柱。每个支柱具有中心轴线、上端和下端。该浮筒包括第一管状构件和第二管状构件，该第二管状构件被定位成与第一管状构件横向相邻。每个管状构件具有中心轴线、联接到第一支柱的下端的第一端、以及联接到第二支柱的下端的第二端。第一管状构件的纵向轴线和第二管状构件的纵向轴线布置在公共水平平面内。

在另一个实施例中，浮式海上结构包括浮力船体，该浮力船体包括第一支柱、第二支柱以及从第一支柱延伸到第二支柱的浮筒。每个支柱被竖直定向并且具有中心轴线、上端和下端。该浮筒包括第一圆柱形管状构件和平行于该第一管状构件定向的第二圆柱形管状构件。第二圆柱形管状构件被定位成与第一圆柱形管状构件横向相邻。每个管状构件被水平地定向，并且具有中心轴线、联接到第一支柱的下端的第一端、以及联接到第二支柱的下端的第二端。

本文中描述的实施例包括旨在克服与某些现有技术的装置、系统和方法相关的各种缺点的特征和特性的组合。上文已相当广泛地概述了所公开的实施例的特征和技术特性，以便能够更好地理解下文的详细描述。通过阅读下文的详细描述并参照附图，本领域技术人员将容易明白上文所述的各种特性和特征以及其他特性和特征。应当理解，所公开的构思和具体实施例可以容易用作为了实现与所公开的实施例相同的目的而修改或设计其他结构的基础。还应意识到，这类等效构造并未脱离本文中公开的原理的精神和范围。

附图说明

为了详细描述所公开的示例性实施例，现在将参照附图，其中：

图1是根据本文中所描述的原理的海上半潜式平台的实施例的透视图(局部为示意的形式)；

图2是图1的半潜式平台的浮筒之一的透视图；

图3是图1的半潜式平台的船体的角部之一的放大透视图，示出了一个竖直支柱的截顶部分(truncated portions)和两个水平浮筒；

图4是图1的半潜式平台的支柱之一的局部放大的截面斜仰视图；

图5是图3的截顶支柱的放大透视图，其中浮筒被移除；

图6是根据所描述的原理的、用于海上半潜式平台的船体的实施例的局部放大透视图，并且示出了船体的一个角部，该角部包括一个竖直支柱的截顶部分和两个水平浮筒；并且

图7是根据所描述的原理的、用于海上半潜式平台的船体的实施例的局部放大透视图，并且示出了船体的一个角部，该角部包括一个竖直支柱的截顶部分和两个水平浮筒。

注释和命名

以下描述是本公开的某些实施例的示例。本领域普通技术人员将会理解，以下描述具有广泛的应用，并且对任何实施例的讨论都旨在是该实施例的示例，并非旨在以任何方式暗示本公开的范围(包括权利要求)局限于该实施例。

这些图不必按比例绘制。本文中公开的某些特征和部件可能以夸大的比例或稍微示意性的形式被示出，并且为了清楚和简洁起见，可能未示出常规元件的一些细节。在一些图中，为了提高清楚度和简洁性，可能省略一个或多个部件或部件的多个方面，或者可能不具有标识特征或部件的附图标记。此外，在说明书(包括附图)中，可能使用相似或相同的附图标记来标识公共元件或类似元件。

如本文中(包括在权利要求中)所使用的，用语“包括”和“包含”以及这些用语的派生词是以开放的方式使用的，因此应解释为“包括但不限于……”。而且，用语“联接”或“联接到”意思是间接或直接连接。因此，如果第一部件联接或联接到第二部件，则所述部件之间的连接可以通过这两个部件的直接接合或者通过经由其他中间部件、装置和/或连接而实现的间接连接。表述“基于”意指“至少部分地基于”。因此，如果X基于Y，则X可以基于Y并且基于任意多个其他因素。词语“或”是以非排他性的方式使用的。例如，“A或B”意指以下任一种：只含“A”，只含“B”，或同时含“A”和“B”。

此外，用语“轴向”和“轴向地”一般意指沿着给定轴线，而用语“径向”和“径向地”一般意指垂直于所述轴线。例如，轴向距离是指沿着给定轴线或平行于给定轴线测量的距离，而径向距离意指垂直于所述轴线测量的距离。如本领域所理解的，使用的用语“平行”和“垂直”可以指精确或理想状况、以及构件可以分别大致平行或大致垂直的状况。另外，任何地方提及相对方向或相对位置(其实例包括“顶部”、“底部”、“上”、“向上”、“下”、“低于”、“顺时针”、“左”、“向左”、“右”、“右侧”、“向下”和“下方”)都是为了清楚起见。例如，对象或特征的相对方向或相对位置可能与图中所示或所描述的方位有关。如果从另一个方位观察对象或特征或者以另一个方位来实施所述对象或特征，则可能适合使用替代的用语来描述该方向或位置。如本文中所使用的，用语“近似”、“约”、“基本上”等意指在所述值的10％(即，正10％或负10％)内。因此，例如，所述的“约80度”的角度是指从72度到88度的范围内的角度。

具体实施方式

如前所述，浮式半潜式平台的船体通常包括水平基座和从该基座延伸的多个竖直支柱。该基座通常包括端对端连接的多个水平浮筒(例如，3个或更多)，以形成具有大的中央开口的闭环结构。这些支柱的下端被坐放在该基座的角部(即，在每一对浮筒的交叉部处)的顶部上，并且从基座的角部延伸而穿出水面到达被支撑在支柱的上端上的工作甲板。浮筒常规上具有矩形横截面形状并且由加强平板组成。由于水的外部压力与来自工作甲板重量的压缩载荷相结合，支柱和浮筒通常需要纵向加强件和横向加强件的组合。在浮筒中使用加强平板并且在浮筒和支柱中使用加强件会提高制造成本和结构重量。然而，如下文将更详细描述的，本文中公开的浮式海上结构和船体的实施例提供了降低制造成本以及船体总重量的潜能。

在钻井或开采操作期间，通常希望最小化浮式海上结构的运动以维持所述平台在井场的位置，从而减少从该结构延伸到海床的立管受损的可能性。海上平台运动的一个分量是垂荡(eave,)，这是平台响应于波浪运动而产生的竖直线性移位。浮式平台优选具有在可接受的限度内的垂荡特性，以最小化立管疲劳和强度要求。许多常规船体设计的垂荡特性对适合于所引起的动态载荷和相关疲劳的立管系统设计提出了特殊的挑战。然而，如下文将更详细地描述的，本文中公开的浮式海上结构和船体的实施例提供了改进垂荡特性的潜能。

现在参照图1，示出了半潜式多支柱浮式海上结构或海上平台50的实施例。在图1中，平台50被部署在水体52中并利用系泊系统锚固在操作现场。在本实施例中，海上平台50包括浮力可调的浮式船体60和安装在船体60顶上的工作甲板或上部结构(topsides)55。上部结构55由船体60支撑在水面52上方。船体60包括多个浮力可调的水平浮筒62和多个浮力可调的平行竖直支柱64，这些竖直支柱64从浮筒62向上延伸。在平台50的部署和安装期间，可以调节浮筒62和支柱64的浮力，然而，在安装之后使用平台50操作期间，浮筒62通常被浸没(例如，不提供任何浮力)，而支柱64继续向平台50提供可调节的浮力。

每个浮筒62在每一对横向相邻的支柱64的下端之间水平地延伸，从而形成具有四个角部和中央开口66的闭环基座65。由于浮筒62在支柱64的下端的横向侧之间延伸，所以基座65可以被描述为由支柱64的下端和浮筒62形成。虽然基座65在本实施例中被示出为具有正方形几何形状(其中每个浮筒62具有相同长度)，但在其他实施例中，基座(例如，基座65)能够具有不同的几何形状，例如矩形、三角形等。

支柱64从基座65竖直延伸穿出水面52。上部结构55在支柱64的上端顶上安装到船体60。通常，在石油和天然气钻探或开采操作中使用的设备(例如架塔、绞车、泵、洗涤器、沉淀器等)布置在上部结构55上并由上部结构55支撑。在本实施例中，立管或其他导管(未示出)穿过基座65中的开口66到上部结构55。在这样的实施例中，立管或其他导管被直接支撑在上部结构55处。然而，在其他实施例中，立管或其他导管可以直接由浮筒62支撑。

现在参照图2，示出了一个浮筒62，并且将根据“船体60的其他浮筒62也相同”的理解来描述该浮筒62。浮筒62包括多个并排联接在一起的、平直纵长的平行圆柱形管状构件75。在本实施例中，浮筒62包括两个水平管状构件75，这两个水平管状构件75沿着其长度通过纵长的连接板82被可固定地并排联接。如本文中所使用的，用语“纵长”是指结构或部件的长度(例如，沿中心轴线或纵向轴线测量)大于宽度或直径(例如，垂直于中心轴线或纵向轴线测量)。板82在一对管状构件75之间水平地延伸，因此，连接板82的上表面和下表面布置在具有竖直的表面法向矢量(surface vectors)的水平平面内。

现在参照图1和图2，每个管状构件75具有：线性的(即，平直的)中心轴线或纵向轴线76；第一端75A，该第一端75A被可固定地连接到一个支柱64的下端的横向侧；以及第二端75B，该第二端75B被可固定地连接到另一个支柱64的下端的横向侧。因此，每个管状构件75在两个支柱64之间延伸。在本实施例中，每个管状构件75具有在两端75A、75B之间沿轴向测量的相同长度，因此，每个浮筒62具有相同的轴向长度。同一个浮筒62中的管状构件75的轴线76位于公共水平平面内，更进一步，基座65的所有浮筒62中的管状构件75的轴线76位于公共水平平面内。

如图2中最佳地示出的，每个管状构件75包括圆柱形侧壁77、内部空腔78以及多个轴向间隔开的环形加强件79，这些环形加强件79在空腔78内安装到侧壁77的内表面。端盖或端板80被安装到每一端75A、75B，从而封闭并密封管状构件75内的空腔78。在图1和图2中，端板80是垂直于轴线76定向的扁平板。在实施例中，空腔78能够被划分成多个不同且分离的压载舱(ballast tanks)。例如，可以沿着管状构件75设置多个轴向间隔开的竖直舱壁(bulkheads)，以限定多个轴向相邻的压载舱。这样的压载舱能够选择性填充有固定的压载物、可调节的压载物、气体(例如空气)或它们的组合，以调节相应的管状构件75的浮力，并因此调节相应的浮筒62和基座65的浮力。

如图3所示，管状构件75能够由端对端结合在一起的多个圆形区段77A形成。在本实施例中，区段77A并非纵长的，然而，在其他实施例中，形成管状构件的区段(例如，管状构件75的每个区段77A)是纵长的。替选地，管状构件75能够由纵长的矩形材料片形成(单个片或多个片焊接在一起以形成单个片)，该材料片被卷起，然后被沿着接缝纵向焊接。

现在参照图2和图3，沿着每个浮筒62的每个横向侧设置有水平边缘板84。每个板84从相应浮筒62的横向侧水平地延伸并沿着相应浮筒62的长度轴向延伸。更具体地，一个边缘板84在每个管状构件75的与连接板82相反的横向侧上从每个管状构件75的外表面水平地延伸。在本实施例中，连接板82和边缘板84布置在公共水平平面内，并且进一步布置在圆柱形管状构件75的竖向中间部分处。

如图3所示，多个轴向间隔开的竖直定向的角板或支架86从每个板84的上表面和下表面延伸到相应管状构件75的侧壁77的外表面。每个支架86与一个环形加强件79轴向对齐。支架86加强边缘板84并为边缘板84提供刚度。连接板82和边缘板84为浮筒62提供结构完整性，并对平台50的竖向运动提供阻尼，因为它们位于水平平面内并引起抵抗竖向移动的阻力和附加质量。因此，板82、84中的每一个也可以被描述为减少平台50的竖向运动的“垂荡板”。

多个圆柱形管状构件75的并排布置会减小或最小化相应浮筒62的竖直高度，同时增大或最大化其水平宽度。这样的几何形状提供了如下潜能：减少浮筒62和平台50所经历的可能由于洋流和海浪而产生的横向载荷，以及通过增大浮筒62的竖向阻力和附加质量来减少平台50垂荡。结果，与被设计成管理类似尺寸的常规船体的垂荡的常规浮筒相比，本文中描述的浮筒(例如，浮筒62)的实施例提供了降低系泊系统的性能要求和相关成本的潜能。

现在参照图1和图3，船体60的每个支柱64具有竖直地定向的、线性的(即，平直的)中心轴线或纵向轴线101。因此，在船体60的正视图和侧视图中，轴线101垂直于圆柱形管状构件75的轴线76。此外，每个支柱64包括多个平行的纵长圆柱形管状构件105。每个管状构件105具有支撑上部结构55的第一端或上端105A、以及附接到一对浮筒62的第二端或下端105B。在图1和图3所示的实施例中，每个支柱64包括四个圆柱形管状构件105，这四个圆柱形管状构件105围绕相应支柱64的轴线101沿周向均匀地间隔开且并排布置，以限定大致正方形的支柱64。此外，给定的支柱64内的每个管状构件105离相应支柱64的轴线101是等距的。

现在参照图3和图4，每个管状构件105包括圆柱形侧壁107、内部空腔108以及多个轴向间隔开的环形加强件119，这些环形加强件119在空腔108内安装到侧壁107的内表面。如图4中最佳地示出的，在本实施例中，每个管状构件105的内部空腔108被划分成多个竖直堆叠的隔室126，这些隔室126由多个轴向间隔开的舱板或舱壁120限定。每个舱壁120包括水平定向的扁平板122，该扁平板122由沿垂直方向定向的两组加强件124加强。隔室126在每个管状构件105内限定多个不同且分离的压载舱。这样的压载舱能够选择性填充有固定的压载物、可调节的压载物、气体(例如空气)或它们的组合，以调节相应管状构件105和基座65的浮力。

仍参照图4，给定的支柱64内的每个管状构件105的下端105B被外部甲板130封盖并密封。换言之，单个水平甲板130延伸跨过相应支柱64的每个管状构件105的下端105B、封闭并密封该下端105B。甲板130也限定用于每个构件105的最下方的压载舱126的舱壁或底部面板，从而简化船体60的设计，且无需单独的附加材料板来封闭下端105B。每个甲板130包括水平板132，该水平板132由沿垂直方向延伸的两组多个加强件134A、134B加强。在本实施例中，每个甲板130具有大致正方形状。在其他实施例中，该甲板(例如，甲板130)可以具有不同的形状(例如，圆形、矩形等)。

如图1和图3中最佳地示出的，甲板130水平地(相对于轴线101径向地)延伸超出相应支柱64和相关的管状构件105的外周。通常，每个甲板130延伸(相对于轴线101径向地)超出相应支柱64的外周的水平距离能够被定制，以实现船体60和平台50的期望的垂荡运动。在本文中描述的实施例中，每个甲板130延伸(相对于轴线101径向地)超出相应支柱64的外周的水平距离优选等于或大于相应支柱64的每一对相邻管状构件105之间的最小水平距离(例如，约1m)，并且小于或等于相应支柱64的一个管状构件105的外径，更优选为相应支柱64的一个管状构件105的外径的约一半。在所示出的实施例中，甲板130在固定到相应支柱64的圆柱形管状构件75的两端75A、75B下方延伸一小段距离。甲板130的水平定向和尺寸(延伸超出相应支柱64的外周)使得甲板130能够用作垂荡板，该垂荡板引起附加质量以减小平台50的垂荡。

类似于浮筒62的圆柱形管状构件75，支柱64的圆柱形管状构件105能够由端对端结合在一起的多个圆形区段107A形成。在本实施例中，区段107A并非纵长的，然而，在其他实施例中，每个区段107A是纵长的。替选地，管状构件105能够由纵长的矩形材料片形成(单个片或多个片焊接在一起以形成单个片)，该材料片被卷起，然后被沿着接缝纵向焊接。

再次参照图3，示出了基座65的一个角部。特别地，一个支柱64和两个浮筒62的交叉部处被示出为具有相应的甲板130。尽管图3中仅示出了基座65的一个角部，但应当理解，基座65的其他角部是相同的。如图3所示，浮筒62经由多个连接组件145(在每一对相邻构件75、105之间布置有一个连接组件145)被可固定地联接到支柱64。更具体地，每个管状构件75的一端75A、75B被定位成与相应管状构件105的下端105B横向相邻并通过一个连接组件145被可固定地联接到该下端105B。

如图5中最佳地示出的，在本实施例中，每个连接组件145包括多个水平地间隔开的竖直定向的支架150和多个竖直地间隔开的水平定向的支架160。支架150彼此平行地定向且位于按轴线101定向的平面内，并且支架160彼此平行地定向且位于垂直于轴线101定向的平面内。此外，支架150围绕相应构件105的外表面110的一部分周向间隔开，而支架160围绕相应构件105的外表面110的该部分竖向间隔开。支架150、160被可固定地紧固到相应构件75、105的圆柱形外表面。每个连接组件145的每个支架150延伸到相应管状构件75的同一端75A、75B，因此，每个连接组件145的周向外侧支架150(例如，更靠近组件145的横向侧布置的支架150)比周向内侧支架150(例如，更靠近组件145的横向中心布置的支架150)水平地延伸更大的距离而到达相应端75A、75B，以补偿相应管状构件105的外表面110的曲率。

仍参照图5，每个竖直支架150包括第一端或上端151、第二端或下端152、在两端151与152之间延伸的背部或脊椎部154、在上端151处从脊椎部154(并且背向管状构件105)水平地延伸的第一凸出部或上凸出部156、以及在下端152处从脊椎部154(并且背向管状构件105)水平地延伸的第二凸出部或下凸出部158。附接到管状构件105的后侧脊椎部164呈凹形，以匹配外表面110的曲率。每个连接组件145的在竖向上居中的水平支架160包括第一端或外端161、第二端或内端162、在两端161与162之间延伸的背部或脊椎部164、以及在外端161处从脊椎部164水平地延伸的外凸出部166。在本实施例中，内端162位于相邻构件105之间且不包括凸出部，以免干扰相邻的管状构件105或连接板82。大致圆形的凹部170由凸出部156、158、166限定，其中脊椎部154、164的远离相应管状构件105的正面位于公共竖直平面内。圆形凹部170被设定尺寸和形状以滑动地容纳相应管状构件75的端部75A、75B，该端部75A、75B被焊接到凸出部156、158、166和脊椎部154、164。凹部170的与相应的端部75A、75B相对的内表面是平坦的，以匹配相应管状构件75的平坦端部75A、75B和平坦端板80。在一些实施例中，管状构件75之间的连接板82与从相邻管状构件105延伸的中央水平支架160对齐并位于中央水平支架160附近，并且可以焊接到两个竖直支架150。

使用中间连接组件145提供了如下潜能：通过避免鞍式连接部的复杂性来简化浮筒62的制造以及浮筒62与支柱64的联接。结果，浮筒62能够由圆柱形管状构件75形成，所述圆柱形管状构件75具有平坦端部75A、75B，在浮筒62连接到支柱64之前，所述平坦端部75A、75B被平坦端板80封闭并密封。因此，浮筒62能够在它们联接到支柱64之间被制造、密封并测试。

在本实施例中，每个支架150均与甲板130的加强件134A、134B之一共面，其中下端152联接(例如，焊接)到甲板130，从而在连接组件145、甲板130、浮筒62和支柱64之间提供结构连续性。支架150、160例如可以是焊接到构件75、105和甲板130的扁平板并且可以通过本领域中已知的任何方法来安装。在图5的实例中，支架150、160被间隔开，以允许焊接机和工人进入来执行所有焊接过程和检查。竖直支架150、水平支架160和加强件134A、134B一起被构造成分散载荷、提供结构连续性并避免应力集中。可以预期，与常规的鞍式连接部相比，制造和检查更为简便且更具成本效益。

在图1至图3所示的实施例中，每个管状构件75是独立的，使得：每个浮筒62的相邻管状构件75的空腔78在结构上彼此分离且隔离，与管状构件105分离且隔离并且与其他管状构件75分离且隔离。然而，在其他实施例中，空间78或其压载舱可以通过管道系统(plumbing)互连到其他构件75或支柱64。

现在参照图6，示出了用于浮式海上结构的船体260的另一种实施例的一个角部。船体260将上部结构(例如，上部结构55)支撑在水体表面上方，并且可以代替图1中所示的平台50的船体60。在本实施例中，船体260包括多个浮力可调的水平浮筒262，这些水平浮筒262联接到多个浮力可调的支柱64的下端。尽管图6中仅示出了船体260的一个角部，但应理解，船体260包括多个竖直支柱64和多个水平浮筒262，这些水平浮筒262联接到支柱64的下端并形成闭环基座，该基座类似于前文所述的基座65。船体260的每一个角部与图6中所示的相同，因此，将根据“船体260的其他角部也相同”的理解来描述船体260的一个角部。

支柱64如前所述。除了浮筒262的端部以及浮筒262与支柱64之间的交界处之外，浮筒262与前文所述的浮筒62基本上相同。更具体地，每个浮筒262包括并排横向连接的、多个平直纵长的水平地定向的直管状构件275。在本实施例中，两个平行的管状构件275通过如前文所述的水平连接板82并排连接，以形成浮筒262。浮筒262具有线性的(即，平直的)中心轴线或纵向轴线276、被可固定地联接到一个支柱64的下端的第一端275A、以及被可固定地联接到另一个支柱64的下端的第二端275B。每个管状构件275的每一端275A、275B具有凹形曲面形状或鞍座，该凹形曲面形状或鞍座与相应管状构件105的圆柱形外表面110配合并部分地贴合。类似于前文所述的圆柱形管状构件75，在本实施例中，每个管状构件275包括圆柱形侧壁277、内部空腔78、以及沿着壁277的内表面轴向间隔开的多个环形加强件79。然而，构件275在端部275A、275B处不具有端盖或端板。而是，如下文将更详细描述的，空腔78在端部275A、275B与相应支柱64之一的下端的交叉部处被密封。管状构件275也包括多个轴向相邻的压载舱，这些压载舱由轴向间隔开的舱壁限定。通常，管状构件275能够以与前文所述的圆柱形管状构件75相同的方式形成(例如，由纵长材料形成，其可能被卷起并纵向焊接，或者由端对端结合的多个短的圆形区段形成)。

仍参照图6，浮筒262包括两个加强的水平边缘板84，这两个水平边缘板84如前文所述地沿着管状构件275的外表面轴向延伸。连接板82和边缘板84为浮筒262提供结构完整性并提供对竖向运动的阻尼，因此，连接板82和边缘板84可以被描述为水平垂荡板。在本实施例中，板82、84布置在公共水平平面内并且在竖向上位于管状构件275的中间。

管状构件275的轴线276位于同一水平平面内。如前文关于浮筒62所描述的，多个管状构件275的并排布置会减小或最小化相应浮筒262的竖直高度，同时增大或最大化其水平宽度。这种几何形状提供了如下潜能：减少浮筒262和相关的平台所经历的可能由于洋流和海浪而产生的横向载荷，以及通过增大浮筒262的竖向阻力和附加质量来减少平台50的垂荡。结果，与管理类似尺寸的常规船体的垂荡可能需要的浮筒相比，使用本文中描述的浮筒(例如浮筒262)的实施例提供了降低系泊系统的性能要求和相关成本的潜能。

仍参照图6，每个浮筒262通过连接部285联接到相应的管状构件64——在每个管状构件275与相应的管状构件105之间设置一个连接部285。特别地，每个管状构件275被定位成邻近竖直管状构件105中的一个并且通过一个连接部285联接到该管状构件105的下端105B。每个连接部285是鞍式连接部，其中管状构件275的曲面端275A、275B部分地围绕相应管状构件105的外表面110并且直接联接(例如，焊接)到该外表面110。在本实施例中，连接部285不包括任何在所联接的构件275、105之间延伸的角板或支架，然而，在其他实施例中，可以添加这样的特征件。为了确保足够的空间来容纳每个管状构件275与相应管状构件105之间的连接部285，每个管状构件275的外径小于相应管状构件105的外径。特别地，每个管状构件275的外径优选为相应管状构件105的外径的80％至90％。

现在参照图7，示出了用于浮式海上结构的船体360的另一种实施例的一个角部。船体360将上部结构(例如，上部结构55)支撑在水体表面上方，并且可以代替图1中所示的平台50的船体60。在本实施例中，船体360包括多个浮力可调的水平浮筒362，这些水平浮筒362联接到多个浮力可调的支柱364的下端。尽管图7中仅示出了船体360的一个角部，但应理解，船体360包括多个竖直支柱364和多个水平浮筒362，这些水平浮筒362联接到支柱364的下端并形成闭环基座，该基座类似于前文所述的基座65。船体360的每一个角部都与图7中所示的相同，因此，将根据“船体360的其他角部也相同”的理解来描述船体360的一个角部。

浮筒362从支柱364的下端延伸。类似于浮筒262，每个浮筒362包括如前文所述地并排水平布置的、多个平直纵长的管状构件275。然而，在本实施例中，三个平行的管状构件275通过水平连接板82连接——如前文所述，在浮筒362的每一对相邻管状构件275之间布置有一个板82。此外，浮筒362还包括两个加强的水平边缘板84，这两个水平边缘板84沿着两个最外侧管状构件275的外侧区域纵向(即，轴向地)延伸。在本实施例中，板82、84布置在公共水平平面内，并且在竖向上位于管状构件275的中间。连接板82和边缘板84为浮筒362提供结构完整性并且提供对平台50的竖向运动的阻尼，因此被构造成像水平垂荡板一样发挥作用。

管状构件275的轴线276位于同一水平平面内。如前文关于浮筒62所描述的，管状构件275的并排布置会减小或最小化浮筒362的竖直高度并增大或最大化其在所述水平平面内的宽度。这种构造使浮筒362和船体360不易受到可能由于洋流和海浪而产生的侧向力影响。同样，这种构造增大了浮筒362的竖向阻力，从而将其构造成减少平台50的垂荡运动。因此，使用浮筒362可以允许使用比常规船体所用的更小或更具成本效益的系泊系统。

仍参照图7，船体360的支柱364基本上与前文所述的支柱60相同。特别地，支柱364包括多个竖直圆柱形管状构件105，这些圆柱形管状构件105如前文所述地彼此联接并且被下方的外部甲板130密封，该外部甲板130用作垂荡板。然而，在本实施例中，支柱364包括九个圆柱形管状构件105，这些圆柱形管状构件105平行于竖直定向的中央轴线或纵向轴线101延伸。管状构件105被布置成大致正方形构造，其中沿着每一侧布置三个管状构件105，并且一个中央管状构件105被其他管状构件105包围。

如前文所述，每个浮筒362通过多个连接部285被可固定地联接到相应支柱364——每个连接部285将一个管状构件105联接到相应管状构件105。特别地，每个管状构件275被定位成邻近竖直管状构件105中的一个，并且通过一个连接部285联接到该管状构件105的下端105B。如前所述，每个连接部285是鞍式连接部，其中管状构件275的曲面端275A、275B部分地围绕相应管状构件105的外表面110并直接联接(例如，焊接)到该外表面110。在本实施例中，连接部285不包括任何在所联接的构件275、105之间延伸的角板或支架，然而，在其他实施例中，可以添加这样的特征件。

在图6和图7所示的实施例中，每个浮筒262、362中的管状构件275的空腔78在结构上彼此分离且隔离，与支柱64的管状构件105分离且隔离，并且与其他浮筒262、362的管状构件275分离且隔离。然而，在其他实施例中，空腔78或其压载舱可以通过管道系统互连到其他构件275或支柱64。

本文中公开的浮筒62、262、362的实施例包括轴向间隔开的环形加强件79(这些环形加强件79沿着圆柱形管状构件75、275的圆柱形侧壁77、277的内表面布置)，但没有内部纵向加强件。构件75、275的圆形管状构造连同内部环形加强件79一起提供结构完整性和刚度，而连接板82和边缘板84用作外部纵向加强件，该连接板82和边缘板84增强了构件75、275和浮筒62、262、362的结构完整性或刚度，并且减少了垂荡。

尽管已经示出并描述了示例性实施例，但本领域普通技术人员能在不脱离本文的范围或教导的情况下对它们进行修改。本文中描述的实施例仅是示例性的，而非限制性的。本文中描述的系统、设备和过程可能存在许多变型、组合和修改并且这些都落在本公开的范围内。因此，保护范围不限于本文中描述的实施例，而仅由所附权利要求限定，其范围应包括权利要求主题的所有等效方案。在书面描述或附图中包括任何特定的方法步骤或操作并非必然表示该特定的步骤或操作是该方法必须的。除了明确规定了顺序的那些特定步骤或操作(如有有的话)之外，在说明书或权利要求中列出的方法的步骤或操作可以任何可行的顺序执行。在一些实施方式中，方法步骤或操作中的两个或更多个可以并行执行，而非串行地执行。方法权利要求中的操作之前引用的诸如(a)、(b)、(c)或(1)、(2)、(3)等的标识符并非旨在规定、而且也不规定特定的操作顺序，而是用于简化后续对这种操作的引用。

Claims (15)

1.一种浮式海上结构，包括：

浮力船体，所述浮力船体包括第一支柱、第二支柱以及联接到所述第一支柱和所述第二支柱的浮筒，其中，每个支柱被竖直定向，并且所述浮筒从所述第一支柱水平地延伸到所述第二支柱；

其中，每个支柱具有中心轴线、上端和下端；

其中，所述浮筒包括第一管状构件和第二管状构件，所述第二管状构件被定位成与所述第一管状构件横向相邻，其中，每个管状构件具有中心轴线、联接到所述第一支柱的所述下端的第一端、以及联接到所述第二支柱的所述下端的第二端；

其中，所述第一管状构件的中心轴线和所述第二管状构件的中心轴线布置在公共水平平面内；

其中，所述浮筒包括垂荡板，所述垂荡板被可固定地联接到所述第一管状构件和所述第二管状构件，其中，所述垂荡板在所述第一管状构件和所述第二管状构件之间水平地延伸，其中，所述垂荡板相对于所述管状构件的中心轴线从所述管状构件的所述第一端轴向延伸到所述管状构件的所述第二端，其中，所述垂荡板被构造成布置在水下，以阻尼所述浮式海上结构的竖向运动。

2.根据权利要求1所述的海上结构，其中，第一边缘板从所述第一管状构件延伸，并且第二边缘板从所述第二管状构件延伸，其中，所述第一管状构件、所述垂荡板和所述第二管状构件布置在所述第一边缘板与所述第二边缘板之间。

3.根据权利要求2所述的海上结构，其中，所述第一边缘板相对于所述第一管状构件的中心轴线从所述第一管状构件的所述第一端轴向延伸到所述第一管状构件的所述第二端；

其中，所述第二边缘板相对于所述第二管状构件的中心轴线从所述第二管状构件的所述第一端轴向延伸到所述第二管状构件的所述第二端。

4.根据权利要求3所述的海上结构，其中，所述第一边缘板从所述第一管状构件水平地延伸，并且所述第二边缘板从所述第二管状构件水平地延伸。

5.根据权利要求4所述的海上结构，其中，所述第一边缘板、所述第二边缘板和所述垂荡板相对于所述第一管状构件和所述第二管状构件在竖向上居中。

6.根据权利要求1所述的海上结构，还包括联接到所述第一支柱的所述下端的第一外部甲板和联接到所述第二支柱的所述下端的第二外部甲板；

其中，所述第一甲板水平地延伸超出所述第一支柱的所述下端的外周，并且所述第二甲板水平地延伸超出所述第二支柱的所述下端的外周。

7.根据权利要求6所述的海上结构，其中，每个支柱包括多个竖直定向的管状构件，其中，每个支柱的每个管状构件均具有上端、下端和圆柱形外表面；

其中，所述第一外部甲板封闭并密封所述第一支柱的每个管状构件的所述下端，并且所述第二甲板封闭并密封所述第二支柱的每个管状构件的所述下端。

8.根据权利要求1所述的海上结构，其中，每个支柱包括多个竖直定向的管状构件，其中，每个支柱的每个管状构件均具有上端、下端和圆柱形外表面；

其中，第一连接组件将所述浮筒的所述第一管状构件的所述第一端联接到所述第一支柱的所述管状构件之一的所述下端；

其中，第二连接组件将所述浮筒的所述第二管状构件的所述第一端联接到所述第一支柱的所述管状构件之一的所述下端；

其中，每个连接组件包括沿着所述支柱的相应管状构件的外表面布置的多个竖直支架，其中，所述第一连接组件的所述多个竖直支架限定容纳所述浮筒的所述第一管状构件的所述第一端的圆形凹部，并且所述第二连接组件的所述多个竖直支架限定容纳所述浮筒的所述第二管状构件的所述第一端的圆形凹部。

9.根据权利要求1所述的海上结构，其中，所述浮筒的每个管状构件具有圆形横截面形状。

10.根据权利要求9所述的海上结构，其中，所述浮筒的每个管状构件包括多个轴向间隔开的内部环形加强件。

11.一种浮式海上结构，包括：

浮力船体，所述浮力船体包括第一支柱、第二支柱以及从所述第一支柱延伸到所述第二支柱的浮筒；

其中，每个支柱被竖直定向并且具有中心轴线、上端和下端；

其中，所述浮筒包括第一圆柱形管状构件和平行于所述第一管状构件定向的第二圆柱形管状构件，其中，所述第二圆柱形管状构件被定位成与所述第一圆柱形管状构件横向相邻，其中，每个管状构件被水平地定向并且具有中心轴线、联接到所述第一支柱的所述下端的第一端、以及联接到所述第二支柱的所述下端的第二端；

其中，所述浮筒包括垂荡板，所述垂荡板被可固定地联接到所述第一管状构件和所述第二管状构件，其中，所述垂荡板在所述第一管状构件和所述第二管状构件之间水平地延伸，其中，所述垂荡板相对于所述管状构件的中心轴线从所述管状构件的所述第一端轴向延伸到所述管状构件的所述第二端，其中，所述垂荡板被构造成布置在水下，以阻尼所述浮式海上结构的竖向运动。

12.根据权利要求11所述的海上结构，其中，第一边缘板从所述第一圆柱形管状构件水平地延伸，并且第二边缘板从所述第二圆柱形管状构件水平地延伸。

13.根据权利要求12所述的海上结构，其中，所述第一边缘板相对于所述第一圆柱形管状构件的中心轴线从所述第一圆柱形管状构件的所述第一端轴向延伸到所述第一圆柱形管状构件的第二端；

其中，所述第二边缘板相对于所述第二圆柱形管状构件的中心轴线从所述第二圆柱形管状构件的所述第一端轴向延伸到所述第二圆柱形管状构件的所述第二端。

14.根据权利要求12所述的海上结构，其中，所述垂荡板、所述第一边缘板和所述第二边缘板布置在公共水平平面内。

15.根据权利要求11所述的海上结构，还包括联接到所述第一支柱的所述下端的第一外部甲板和联接到所述第二支柱的所述下端的第二外部甲板；

其中，所述第一甲板水平地延伸超出所述第一支柱的所述下端的外周，并且所述第二甲板水平地延伸超出所述第二支柱的所述下端的外周。

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