CN117569283A - 一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台 - Google Patents

Abstract

本专利发明是一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台，具有较大直径垂直定向的浮力柱或沉箱，以及设置在其底端的伸缩龙骨箱，并且可以在沉箱顶部具有甲板，以支撑储存、钻探和生产结构、设备和宿舍。该平台可以在运输船上进行水平运输，也可以在龙骨箱处于完全缩回位置的情况下进行拖曳。在操作现场，平台最初水平浮动。龙骨箱被延伸，然后慢慢浸水，以使结构的重心朝向龙骨箱移动，对于较重的箱，结构垂直倾斜，以呈现垂直操作位置，伸缩式龙骨箱相对于沉箱向下延伸，此后当储存室充满流体时，龙骨箱的相对位置被调节为相对于其浮力中心升高或降低，平台结构的整个质量的重心并且将结构的重心保持在其浮力中心以下，并且根据压载和固定负载将平台结构垂直地稳定在期望的吃水深度，并对平台结构的不同操作安装阶段进行补偿。

Description

一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台

技术领域

本发明公开了一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台，具体涉及用于石油钻井和生产，以及石油或天然气储存操作的具有伸缩龙骨沉箱的浮式海上储存平台结构。

背景技术

海洋石油开发的目的是建立可靠的平台结构，用以生产和运输石油和天然气。这些开发的成本和所需时间以及失败的风险和后果对石油工业至关重要。在过去二十年中，本领域创新的成功是显而易见的。石油公司在通过研发和重组来降低成本和时间方面展现出多种策略。

世界上有几个海上油田在从海上平台到陆上设施的石油运输中以管道为主。海底生产系统由管道、组件、设备和阀门组成，是根据海底管道技术的过去经验进一步发展起来的。本领域工业界目前正在研究建造海底处理装置的可行性，该装置配有管道、阀门、仪表泵和控制系统。利用不断增长的海底开发技术进行整个生产作业进行改造是可行的。然而，本领域目前很难证明在海床上进行这种开发的成本和可靠性。海底管道系统在深水、海底条件差以及远离海岸的生产设施的情况下价格比较昂贵。

目前独立的垂直沉箱储油结构具有SPAR和张力平台结构的所有优点，无需连接海底管道，并提供了一种可行的管道运输替代方案。目前的结构采用独立的石油或天然气生产和石油或天然气运输，并且带有伸缩龙骨箱的垂直浮式沉箱结构允许其永久系泊，以便提供存储平台另一侧的生产平台和穿梭出口油轮进行水上串联装载。通过快速软管对接在出口船舶和存储沉箱之间建立串联水上卸载，并在生产、存储和出口装置之间使用快速连接缆索。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种独立的浮式海上流体（油或气）存储平台，其中大多数操作和设备保持在水上干燥，以及一种不使用海底管道而将流体（油或气）输送到海岸的经济有效的方法。

本发明的另一个目的是提供一种独立的垂直沉箱流体存储平台，该平台具有大的存储容量，使得在恶劣天气条件下，即使穿梭油轮无法到达，也能够连续生产而不中断。从而减少卸载过程中油轮的等待时间。

本发明的另一个目的是提供一种独立的垂直沉箱流体储存结构，该平台具有伸缩龙骨箱，该伸缩龙骨箱有效地控制并保持结构的重心始终低于其浮力中心，以使浮式平台在其漂浮状态下稳定。

本发明的另一个目的是提供独立的垂直沉箱流体存储平台，该平台具有伸缩式龙骨箱，其允许独立于油轮停机时间内的连续生产操作。

本发明的另一个目的是提供独立的垂直沉箱流体存储平台，该平台具有伸缩龙骨箱，该伸缩龙骨箱将在非常深水的位置、恶劣的海底条件、存储平台远离生产设施的位置以及符合生态要求的情况下减少昂贵的海底管道和海底生产系统的铺设成本。

本发明的另一个目的是提供独立的垂直沉箱流体存储平台，该平台具有伸缩式龙骨箱，该伸缩式龙骨箱具有位于甲板结构顶部的旋转基座吊杆，支撑用于装载和卸载流体的流管。

本发明的另一个目的是提供独立的垂直沉箱流体存储平台，该平台具有伸缩龙骨箱，该伸缩龙骨箱具有从独立生产平台和穿梭油轮快速连接和断开的装载和卸载软管。

本发明的另一个目的是提供独立的垂直沉箱流体存储平台，该平台具有伸缩龙骨箱，该伸缩龙骨箱具有串联的水上装载和卸载软管，其允许目视检查和快速识别功能或故障，从而立即补救。

本发明的另一个目的是提供一种独立的垂直沉箱流体存储平台，该平台具有可伸缩龙骨箱，该可伸缩龙骨箱大大降低在深水处的操作和运输成本。

附图说明

图1是根据本发明的浮式海上储存平台的透视图

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.

请参阅图1，优选浮式海上存储平台10，其具有根据本发明的伸缩龙骨箱，系泊在浮式钻井和采油平台结构30附近。所示的存储平台10可永久系泊，以便相对于生产平台30进行水上串联装载，并通过位于存储结构另一侧的穿梭油轮40进行卸载。应当理解，钻井和生产平台结构30可以是固定设施，例如液体天然气（LNG）开采设施。

平台10具有大直径中心浮力柱或沉箱11，其基座12包围其底端并拥有中央存储室13。中央圆柱14垂直安装在存储室13中。细长心轴15延伸穿过基座12，可滑动和伸缩地安装在圆柱14内，并与基座上的升降机构17接合，如齿轮组件或其他常规升降装置，用于相对于平台10的可伸缩和可伸缩运动。龙骨箱16安装在心轴15的底端。提供一个或多个自动控制系统以伸缩心轴15并将其锁定在任何所需长度，以及泵控制装置，用于选择性地将水泵入和泵出龙骨箱16以部分或完全淹没龙骨箱，从而调整重量和压载物。在中央存储室13中提供一个或多个锁定机构，以相对于沉箱11在其底端锁定心轴15和龙骨箱16。平台10还可在沉箱11内或周围配备油或气储存区域，或隔间，以及固定和可变压载舱。

当部署在作业现场时，平台10漂浮在作业区域垂直位置，伸缩龙骨箱16向下延伸。甲板18可以固定在沉箱11的顶部，以容纳存储、钻探和生产结构、设备、发电机、制冷系统以及生活和工作区。流体管道或导管19用于通过管道或软管20将原油或天然气装载和卸载至平台10。导管19通过旋转接头连接21与平台连接，并且其上部分别设置在平台10顶部的两个悬臂架22上。每个悬臂22的下端安装在可旋转平台23上。平台23具有位于圆形梁顶部的辊子，该辊子具有焊接至存储结构顶部甲板的顶部法兰和箱腹板。悬臂架22的上端向外悬臂，一个朝向生产平台30，另一个朝向油轮40。应理解，存储室13、导管19和软管20可根据需要进行热绝缘，以处理需要绝缘的流体或气体。导管19的动臂18可相对于存储平台绕其垂直中心轴自由旋转。从生产平台30和油轮40延伸的软管20连接至各动臂外端的导管19。软管20具有快速连接和断开型端部连接，其尺寸适合所需的流体流量。具有快速释放轭连接的锚链24用于将平台10、生产平台30和油轮40系在一起。应理解，平台10可在沉箱11内或周围配备辅助油存储区域和可变压载舱或油箱（未示出），其中可变压载用于抵消存储油的较轻重量。

所示的存储平台10相对于浮式海上钻井和生产平台30定位，并通过油轮40卸载，但应理解，当前的存储平台10可系泊在海上并与陆上固定设施连接，例如液体天然气（LNG）设施，在这种情况下流体从油轮转移至储存平台10，然后卸载至岸上固定设施。本浮动存储结构的伸缩心轴15和龙骨箱16既用于结构的安装和部署（如前所述），也用于存储操作。在流体装载和卸载操作中，沉箱结构的重心将随着其填充而在垂直方向上显著移动。心轴15和龙骨箱16可以有效地向上或向下伸缩，也可以部分压载，以始终保持结构重心低于其浮力中心。

尽管出于示例目的，本存储平台10已被描述为具有中心单个大直径垂直浮力柱或沉箱11，但应理解该平台可由设置在伸缩轴和龙骨箱周围的多个紧密间隔的垂直定向浮力柱或沉箱11形成。在多个垂直立柱或沉箱11的情况下，立柱或沉箱最好以紧凑的设置方法固定在一起，并彼此接触。

Claims (7)

1.一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台，其特征在于：包括至少一个垂直定向的浮式沉箱，具有封闭的流体储存室；至少一个龙骨箱，可移动地与所述沉箱连接，以相对于其下端进行可伸缩运动；泵装置，用于选择性地将水泵入和泵出所述龙骨箱，以调整其重量和压载物；其中所述龙骨箱的相对位置和重量可调节地调整为根据压载或固定载荷（包括甲板有效载荷）相对于浮力中心升高或降低整个平台结构质量的重心，以稳定该平台结构，并补偿结构的不同操作和安装阶段。

2.根据权利要求1所述的一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台，其特征在于:所述龙骨箱相对于沉箱底端在输送模式、展开模式和操作模式之间可选择性伸缩，在运输模式下，所述龙骨箱被缩回，以便通过拖曳或通过运输驳船将所述浮式平台水平运输至海面上；在展开模式下，将所述龙骨箱伸出并将水泵入龙骨箱中，以调整其重量，将沉箱移动至垂直位置并提供其所需浮力；在操作模式下当所述存储室充满流体时，龙骨箱被延伸或收缩，并且水被泵入或泵出所述龙骨箱，以相对于其浮力中心升高或降低结构的整个质量的重心，并保持结构的重心低于其浮力中心。

3.根据权利要求1所述的一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台，其特征在于：包括固定在至少一个垂直浮力沉箱上端的甲板平台；所述甲板平台上的流体装载和卸载装置，用于将流体接收到流体储存室中并从中移除部分流体。

4.根据权利要求3所述的一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台，其特征在于：所述流体装载和卸载装置包括至少一个流体装载导管，所述流体装载导管具有设置在流体存储室内的第一端和其外部的第二端，所述第二端适于与连接到流体源的装载软管可断开性的连接。

5.根据权利要求3所述的一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台，其特征在于：甲板平台上包括悬臂架，装载导管的上部支撑在所述臂架上；同时包括旋转接头，连接在所述装载导管第一端和支撑在悬臂架上的装载导管的顶部之间。

6.根据权利要求3所述的一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台，其特征在于：包括固定在所述甲板平台上的可旋转平台，所述悬臂架安装在所述可旋转平台的一端；所述悬臂架可相对于浮式平台整体的垂直轴进行旋转。

7.根据权利要求3所述的一种拥有垂直沉箱的浮式海上储油平台，其特征在于，包括如下输送步骤：可释放地连接所述流体加载导管装置和流体产品源；将来自源头的产品流输送至储存室，当需要运输流体时，可释放地将所述流体卸载导管装置与穿梭油轮或其他固定接收设施中的任一者连接，并将流体从所述浮式平台存储室转移到所述接收端的存储室。