CN115320785A - 一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，包括浮式船舶以及其他具有在海洋环境中提供钻井、生产或其他作业的平台，以及在海洋环境中提供压载和水下稳定性的塔桩。系泊系统通常包括多个锚和沿海床围绕塔桩径向布置的多条系泊缆，每根系泊缆的第一端操作连接至塔，第二端操作连接至各自的锚，每个系泊缆还包括至少两个使用连接装置连接在一起的基本刚性连杆。

Description

一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法

技术领域

本发明涉及一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，具体涉及一种使用钻沙型锚头和系泊系统的浮式平台装置，该装置适用于各种深度的海洋水域。

背景技术

在海洋极地地区遇到的主要问题之一是水冰盖的不断形成。从20或25米深的海岸线形成的冰块是动态的，因为它们几乎不停地移动。冰块或冰盖的移动是对这些环境因素的响应，如风、波浪和洋流。冰盖可以以大约1米/秒的速度在水中横向移动。这些动态的冰块可以在其路径上对结构物体施加巨大的力。因此，在极端情况下运行的海洋结构物应能够承受或克服移动冰产生的力。

在极端情况下遇到的另一个风险是冰的压力脊。这些是通常在冰层中形成的巨大冰丘，由重叠的冰盖层组成，可以重新冻结冰盖碰撞产生的碎片。承压层厚度可达30米，因此可以施加比传统冰盖更大的力。

目前大型船舶使用的传统船锚大部分为链式船锚，如无杆锚，有杆锚，特种锚等。传统船锚大多数靠钩连在礁石上来维持船舶的相对固定，虽然抓力大，但是也有收放不便、安全性差、对土质的要求较高、船锚易锈蚀、锚链易断等问题。在如上所述的极端海洋环境下则会出现更多难以解决的情况。

发明内容

本发明本发明提供了一种用于海洋浮式平台的系泊系统。例如，所述平台舶可以是浮动钻井装置，也可以是勘探船或用于海洋钻井、生产、勘探、修复或研究工作的其他船舶。

船舶在海洋环境中的水线下有一个额外的压载物和一个塔桩以提供稳定性，平台可由具有截锥形状的船体支撑。在这种情况下还包括将平台结构连接到塔桩的中部。

系泊系统通常包括沿海床围绕塔径向布置的多个锚，其头部便会旋转打开10-20组电动钻沙装置进行海底钻沙作业，从中伸出多V字倒钩锚爪，牢固的咬噬住至少15-50米深度的沙底内部。同时在钻沙器上装载了多波束的小型声纳装置，可发射垂直向下的波束，用以探测水下情况，内部的感应器收取声纳传输的信息后，可及时根据水下沙滩情况及土质情况，通过内部的电子钻沙旋挖装置来调节锚头的入沙深度。

系泊系统还具有多条系泊缆。每根系泊缆的第一端操作连接至塔桩，第二端操作连接至各自的锚。每个系泊缆还包括至少两个使用连杆或枢轴连接连接在一起的基本刚性连杆。多条系泊缆中的每一条中的所选链路可包括增加浮力的材料。

在另一个方面，每条链路至少有5米长。每个连杆可包括多个细长金属构件，这些构件例如彼此平行排列。在一种布置方式中，多条系泊缆中的每一条的第一端连接到靠近塔桩顶部的塔架。优选地，每个第一端可沿塔顶以两个或更多不同长度选择性地连接到塔架，以调整海洋环境中浮动钻井装置的吃水深度。此外，多个锚中的每一个可包括多个连接点，用于沿相应锚选择性地连接每条系泊缆。这样可以调整塔桩与连接点的距离。

本文还提供了一种用于部署浮式结构物的系泊系统的方法，包括如下步骤：

1. 在海上作业现场的海床上定位模板；

2. 提供系泊缆线，该缆绳具有使用第一端、第二端和连接装置耦合在一起的多个基本刚性连杆，每个连杆包括至少一个细长金属构件；

3. 将系泊缆绳的第一端连接到定位模板；

4. 将缆绳的第二端连接到锚；

5. 沿第一个长度沿海床固定锚；

6. 将缆绳的第一端与模板分离，将缆绳的第二端与锚分离；

7. 提供一条永久性系泊缆，该系泊缆具有多个使用第一端、第二端和连接装置耦合在一起的基本刚性连杆。

永久系泊缆的每条链路包括多个彼此平行布置的细长构件。构件可以是具有高抗拉强度的玻璃钢、耐磨陶瓷或其他材料。这些链接使用枢轴连接器连接在一起。在一个方面中，多个细长构件中的每一个都包括两个或多个眼杆或两个或多个基本中空的管状构件。每个永久系泊缆最好能够承受来自海洋环境的至少约100兆牛顿的力。

附图说明

图1为本发明所述系泊系统侧视图，其中海洋钻井装置显示在海洋环境中。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明图1所示海洋钻井装置100包括倒置的一般锥形钻井船体102。船体102的上侧包括进行钻井作业的平台104。所示钻机120延伸至平台104上方。平台104支持未显示的其他钻井和生产设备。钻井船体102、平台104以及相关的钻井和生产设备一起包括钻井结构，塔桩106形成基本上呈圆柱形的主体，该主体以直立漂浮在水体中。然而，示例性塔桩106不限其他特定沉砂设备。塔桩106通过中部108连接到钻井船体102的底侧。因此，由于塔桩106根据阿基米德原理浮动，因此它支持钻井船体102和伴随的钻井作业。塔桩106包括可控制的压载舱，以稳定地保持结构直立。塔桩106还可用作设备和供应品的储存设施。

海洋钻井装置100如海洋环境50所示。更具体地说，海上钻井装置100漂浮在该水域中。水线显示在52处，而海床显示在54处。在图1的视图中，海浪处于作用于钻井装置100以响应风和洋流的状态。系泊系统150首先包括多个锚160。在图1的视图中，仅显示了两个锚160。系泊系统150优选包括至少4个、更优选6-10个锚160。每个锚160放置在海床54上，与塔桩106保持指定距离。锚160沿海床54围绕塔桩106径向布置。系泊系统150还包括多条系泊缆152。每个系泊缆152的第一端连接到塔桩106，第二端连接到每个锚160。第一枢轴支架156将每条系泊缆152的第一端连接到塔桩106，第二枢轴支架158将每条系泊缆152的第一端连接到塔桩106，第一端连接到每个锚，系泊缆152优选地连接到塔桩106上端的塔架。系泊缆152可以悬链线方式悬挂在塔架106上。然而，与用作系泊缆的传统钢丝绳不同，本发明的系泊缆152最好保持在张紧状态。每个系泊缆152包括多个连杆155。连杆155使用枢轴接头154连接在一起。例如，连接器154可以是通过对齐的通孔布置的插脚。

本发明中，系泊缆152不是传统的钢丝、链条或缆绳，而是系泊缆152形成基本刚性构件的多连杆155。

Claims (9)

1.一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，其特征在于：包括用于在海洋环境中执行操作的平台；具有塔桩的系泊系统，其主要用于在海洋环境中的水线下提供压载和稳定性；还包括沿着海床布置在塔桩周围的多个锚，使用枢轴连接件将至少两个刚性构件连接在一起，以提供沿单个平面的相邻连杆之间的相对运动，枢轴连接件具有连接至塔架的第一端和连接至每个锚的第二端，每条系泊缆包括连杆。

2.根据权利要求1所述的一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，其中所述布置在塔桩周围的多个锚优选一种具有V字形结构的自动钻沙锚爪，包括10组螺旋电动钻沙器，钻沙器在合适的海底深度会打开尾端V字形锚爪，以倒钩镶嵌式的方式牢固的抓取海底，完成其在海底的固定工作。

3.根据权利要求1所述的一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，其中每条缆绳至少有5米长；其中系泊系统能够在拉力大于100兆牛顿的情况下保持船舶的位置，每条系泊缆能够承受至少500兆牛顿的水平力分量。

4.根据权利要求1所述的一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，其中多个锚中的每一个都包括一个框架结构，该框架结构内部具有多个驱动装置，这些驱动装置会驱动开启螺旋式动力臂水平垂直下降，开始挖沙作业并打开头部锚头。

5.根据权利要求1所述的一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，其中每个连杆包括多个彼此平行布置的细长构件，多个细长构件包括两个或多个吊杆或两个或多个中空管状构件。

6.根据权利要求1所述的一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，其中，多条系泊缆中的每一条的第一端连接到靠近塔桩上端的塔架上；每个第一端可沿塔桩的上端在两个或更多不同深度处选择性地连接到塔桩，以调整浮式平台在海洋环境中的浮动位置。

7.根据权利要求6所述的一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，所述多条系泊缆中的每一条的第一端通过具有第一端和第二端在第一点固定在塔桩上的选择性枢转连杆连接到塔桩，第二端可以是在海底位置较低的第二点固定在塔桩上，以增加浮式平台的吃水深度。

8.根据权利要求7所述的一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，多条系泊缆中的每一条的第一端通过位于槽中的径向连接器连接到塔桩，以允许塔桩各自系泊缆的旋转运动；其中还进一步包括多条次级系泊缆，每根次级系泊缆的第一端连接到塔桩，第二端连接到各自的塔的下端。

9.根据权利要求8所述的一种使用系泊缆进行浮式平台固定的方法，其中每个次级系泊缆由链条、钢丝绳、合成绳或中空管道制成。

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