CN110182328A - 一种立柱倾斜的半潜式钻井平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立柱倾斜的半潜式钻井平台。所述半潜式钻井平台包括浮箱、甲板和钻井系统；2个浮箱平行设置，每个浮箱上于两端处均设置一立柱；甲板设于立柱的顶部；2个浮箱之间通过横撑连接；立柱向远离甲板中心轴线的方向倾斜；钻井系统设于甲板上。本发明立柱中部水面附近设计为上小下大的锥体形式，一方面用于立柱上部和立柱下部的过渡连接，另一方面达到抗冰的效果，当平台在冰区钻井作业时，浮冰在立柱附近会随着锥体向立柱上爬升，由于椎体的存在，在平台上下运动或左右晃动时会把平台对冰的作用力从水平挤压转化为上下破冰。

Description

一种立柱倾斜的半潜式钻井平台

技术领域

本发明涉及一种立柱倾斜的半潜式钻井平台，属于海洋工程钻井平台技术领域。

背景技术

钻井平台是深水油气田勘探开发的重要装备，其安全性是抵抗海洋恶劣环境的基础，同时面对低油价，只有自身经济的钻井平台才会在激烈的竞争中占有一席之地，要想方设法降低平台建设成本；另外，随着人类向北极活动的增加，北极油气勘探开发越来越多，需要能抵抗寒冷和抗冰的钻井平台。因此降低钻井平台成本、提高稳性性能、增加抗冰作业能力有利于减小低油价对海洋石油勘探开发的巨大影响，还能扩大钻井作业范围。

半潜式钻井平台是海洋工程界应用最广泛的钻井装备，在深水油气田勘探开发中发挥了重要作用，但对于深水钻井等甲板可变载荷较大的半潜平台，在用钢量上具有优化的空间，并且抗冰性能较差，有待改进。传统的半潜式平台为4个直立立柱，为了满足钻井深度、大钩载荷和甲板可变载荷的需要，需要将立柱设计成较大的尺寸从而能提供足够的浮力，但是水面以上的立柱(一般超过20m高度)实际上不需要这么大的尺寸，只需足够支撑上部甲板重量和足够的强度即可，因此水面以上的立柱尺度可以进行优化；另一方面，甲板上较大的甲板可变载荷会带来重心的提高，为了满足稳性的要求，要么增大立柱尺寸，要么增大立柱的间距，立柱间距增大会造成上部甲板跨距增大，从而增加甲板的用钢量。这两方面综合起来，会增加整体的用钢量，进而也会带来排水量的增加，从而进一步增加用钢量。另外，传统直立立柱半潜式平台抗冰性能较差，不利于去北极等冰区开展钻修井作业。针对上述现状，需要提供一种倾斜立柱的半潜式钻井平台。

发明内容

本发明的目的是提供一种立柱倾斜的半潜式钻井平台，在不增加甲板钢材量的情况下提高稳性，还能节省立柱钢材量，同时还能达到立柱抗冰的效果，不仅能降低钻井平台成本、提高稳性性能，还能增加抗冰作业能力，扩大钻井作业范围，赴冰区钻井作业。

本发明所提供的倾斜立柱的半潜式钻井平台，包括浮箱、甲板和钻井系统；

2个所述浮箱平行设置，每个浮箱上于两端处均设置一立柱；

所述甲板设于所述立柱的顶部；

2个所述浮箱之间通过横撑连接；

所述立柱向远离所述甲板中心轴线的方向倾斜，有利于将4个所述立柱在水下的立柱下部间距加大，增大了抗倾覆力矩，有利提高平台的稳性；

所述钻井系统设于所述甲板上。

上述的半潜式钻井平台中，所述倾斜的角度小于30度。

上述的半潜式钻井平台中，所述立柱包括立柱上部、立柱中部锥体和立柱下部；

所述立柱上部向远离所述甲板中心轴线的方向倾斜，即所述立柱上部和所述立柱下部通过所述立柱中部椎体过渡连接。

上述的半潜式钻井平台中，所述立柱上部的尺寸小于所述立柱下部的尺寸，一般至少从吃水以上3米的立柱下部位置开始变为倾斜的小尺度上部立柱，能有效减小立柱上部的用钢量，同时能在吃水附近有足够的横截面积确保稳性良好；

所述尺寸指的是长度和宽度。

上述的半潜式钻井平台中，所述立柱中部锥体为上宽下窄的锥体，使用时处于水面附近，起到抗冰和破冰的作用。

上述的半潜式钻井平台中，2个所述浮箱之间连接4个所述横撑；

每2个所述横撑设于所述浮箱端部处。

上述的半潜式钻井平台中，所述浮箱的底部于其端部处设有动力定位推进器，动力定位的控制系统位于所述甲板上面，所述动力定位推进器确保平台满足钻修井的定位功能。

由于采取以上技术方案，本发明半潜式钻井平台具有以下优点：

1、立柱设计成向中心倾斜，有利于将4个立柱在水下的立柱下部间距加大，增大了抗倾覆力矩，有利提高平台的稳性，但立柱上部向中心倾斜而不会增加甲板间距导致甲板钢材增加。

2、立柱由立柱上部、立柱中部锥体和立柱下部组成，而立柱上部尺度比立柱下部小，这样能有效减小立柱上部的用钢量。

3、立柱中部水面附近设计为上小下大的锥体形式，一方面用于立柱上部和立柱下部的过渡连接，另一方面达到抗冰的效果，当平台在冰区钻井作业时，浮冰在立柱附近会随着锥体向立柱上爬升，由于椎体的存在，在平台上下运动或左右晃动时会把平台对冰的作用力从水平挤压转化为上下破冰。

附图说明

图1是本发明半潜式钻井平台的俯视示意图(水面以下部分)。

图2是本发明潜式钻井平台的左视图(从平台左侧看)。

图3是本发明的潜式钻井平台的前视图(从平台艏部看)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

本发明半潜式钻井平台的结构如图1-图3所示，该半潜式平台由以下部分组成：浮箱1、倾斜式立柱2、横撑3、动力定位推进器6、甲板5、钻井系统4等部分。

如图2和图3所示，该平台的钻井系统4位于甲板5上面，甲板5中间开口有月池，甲板5可以堆放钻井系统4的相关设施设备，同时可以提供电力和人员住宿场所，甲板5为箱型甲板，与立柱2上部连接，形成完整的承载结构，甲板5上的相关设备设施与钻井系统4一起共同使平台具备钻修井功能。

如图1-图3所示，立柱2位于浮箱1上，两个浮箱1之间通过横撑3连接，浮箱1底部的四个角安装有动力定位推进器6，动力定位的控制系统位于甲板5上面，动力定位推进器6确保平台满足钻修井的定位功能。

为了实现在不增加甲板钢材量的情况下提高稳性，还能节省立柱钢材量，同时还能达到立柱抗冰的效果等优势，立柱2设计为倾斜式立柱，包括立柱上部21、立柱中部锥体22和立柱下部23，其中4个立柱上部21均自甲板以下向外倾斜一定角度，倾斜角度小于30度，立柱上部21的长、宽尺寸比立柱下部23要小，通过立柱中部椎体22过渡连接，立柱中部锥体22上小下大，立柱下部23与立柱中部锥体22在水面附近连接。

本发明半潜式钻井平台的设计能实现上述优势的理由说明如下：

1)在甲板5长宽一定的情况下，也即是立柱上部21的间距一定时，如果将立柱2设计为倾斜式立柱时(立柱上部21实际是下部向外倾斜)，明显立柱下部23的间距会增大，从而增大了抗倾覆力矩，提高了平台的稳性。

2)在半潜式平台设计中，传统的立柱水面以上、水面以下尺度一样，为了满足排水量和稳性横截面需求，立柱的尺度不能太小，但是水面以上的立柱除了提供储备浮力、一定的空间之外，主要是结构支撑的作用，因此本发明将立柱上部21设计成比立柱下部23的尺度小，可以有效减轻立柱的钢材量，而不会影响立柱的作用和平台的性能。

3)立柱2在水面附近设计成立柱中部锥体22的另外一个作用是可以抗冰，因为当平台在冰区钻井作业时，浮冰挤压立柱中部椎体22时，由于锥体的存在，冰会随着锥体向斜面上爬升，这样冰会受到垂直于冰面的作用力而破碎，另一方面，由于立柱中部锥体22的存在，平台上下运动或左右晃动时会把平台对冰的作用力由水平挤压转化为垂直于冰面的作用力，从而达到破冰效果。

Claims (7)

1.一种倾斜立柱的半潜式钻井平台，包括浮箱、甲板和钻井系统；

2个所述浮箱平行设置，每个浮箱上于两端处均设置一立柱；

所述甲板设于所述立柱的顶部；

2个所述浮箱之间通过横撑连接；

所述立柱向远离所述甲板中心轴线的方向倾斜；

所述钻井系统设于所述甲板上。

2.根据权利要求1所述的半潜式钻井平台，其特征在于：所述倾斜的角度小于30度。

3.根据权利要求1或2所述的半潜式钻井平台，其特征在于：所述立柱包括立柱上部、立柱中部锥体和立柱下部；

所述立柱上部向远离所述甲板中心轴线的方向倾斜。

4.根据权利要求3所述的半潜式钻井平台，其特征在于：所述立柱上部的尺寸小于所述立柱下部的尺寸；

所述尺寸指的是长度和宽度。

5.根据权利要求3或4所述的半潜式钻井平台，其特征在于：所述立柱中部锥体为上宽下窄的锥体。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的半潜式钻井平台，其特征在于：2个所述浮箱之间连接4个所述横撑；

每2个所述横撑设于所述浮箱端部处。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的半潜式钻井平台，其特征在于：所述浮箱的底部于其端部处设有动力定位推进器。