CN1178178A - 浅吃水浮动海洋石油钻探/生产装置 - Google Patents
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Abstract
一种浅吃水浮动海洋钻探/生产装置。该装置包括一浮动船体,船体上可放置一个或多个组件或甲板以支承加工设备、一钻架、设施和人员居住舱室。钻探和/或生产系在船体中通过一中央井实现。船体包括固定压载、一储油区、以及用于补偿较轻储油重量的内腔和可变压载。船体设计成具有较小的水线面积,并设计成具有与将安置船体区域内波浪非共振的横摇和纵摇周期。
Description
本发明一般涉及海洋石油钻探及生产装置，具体涉及用于这种作业的浮动装置。
在海洋石油工业中，浮动装置系用于因深水引起固定于海底套管的成本对于足够的经济收益来说甚至在石油储存量很大的情况下也过于昂贵的区域。已有的这种浮动装置包括：半浸没自升式钻井装置、多锚系泊定位船舶、使驳船定位的多顶推器多动力定位船舶以及张力腿平台(TLP)。
每种装置均有其优缺点。例如，尽管多动力定位船舶不再需要锚和系缆，但它们具有很大的与波浪和水流相对的表面积，这就使船舶定位需要很大的能量。表面积大还会使船舶容易因波浪作用而引起升沉、纵摇和横摇运动。半浸没自升式钻井装置与波浪相对的表面积较小，故对纵摇和横摇运动较不敏感，但仍因升沉运动而不能设计成储存大量石油。
不仅从安全和舒适角度，而且从作业角度，都最好是使环境所诱导的运动最小化，因为钻探和生产的连接装置必须设计成适应于装置的运动。连接装置的设计和建造成本与装置的升沉、纵摇和横摇量直接有关。
TLP在升沉、纵摇和横摇的最小化方面是比较成功的。然而TLP是一种深吃水装置，它主要被设计用于海洋风浪较大的深水区域。
现有技术对于世界上海洋风浪相对较小、最大波浪极少超过30或40英尺的深水区域不能充分地适用。
本发明适用于这些区域。它所提供的是一种综合了目前所用不同类型浮动装置之好处的浅吃水浮动装置。该装置由一浮动船体形成，船体上可放置一个或多个组件或甲板以支承加工设备、一钻架、设施和人员居住舱室。石油钻探和/或生产是通过船体中的中央井实现的。船体包括固定压载、一储油区和用以改变以补偿较轻重量储油的内腔和压载。船体设计成具有较小的水线面积。船体并设计成具有与将安置该船体区域中的波浪非共振的纵摇和横摇周期。
本发明的目的在于提供一种允许将船体和甲板相互独立建造并在一不一定是最终位置处装配、从而减少施工步骤和成本的浮动近海钻探装置。
本发明的另一目的在于提供一种具有极好的升沉、纵摇和横摇特性，从而允许使用钢制钻探提升器和构件使其钻探作业较少受到天气条件变化影响的浮动近海钻探装置。
为进一步理解本发明的实质和目的，以下结合附图进一步说明本发明的较佳实施例，图中同样部件采用相同标号。其中：
图1为本发明一较佳实施例的立体图。
图2为安装有甲板的本发明一较佳实施例的外侧轮廓图。
图3为安装有甲板的本发明一较佳实施例的内侧轮廓图。
图4为沿图3中4-4线的剖视图。
图5为沿图3中5-5线的剖视图。
图6为沿图3中6-6线的剖视图。
图7为沿图4中7-7线的剖视图。
图8为沿图4中8-8线的剖视图。
参见各附图，如图1所示，本发明一般用标号10表示。浅吃水浮动装置10包括一浮动船体12，该浮动船体包括一用于固定压载的部分14、一用于储油的部分16、一用于内腔和可变压载的部分18以及一用于接受和支承加工设备、一钻架、设施和人员居住舱室的组件或甲板的部分20。船体12并设有一油井22，该油井穿过该船体垂直延伸，以容纳在由海底油井钻探和生产时所用的提升器。
在该较佳实施例中，固定压载部分14位于船体12下端。将固定压载放在装置的下端，使重心低于浮心。固定压载可采用任何材料如混凝土，以降低有关成本。固定压载的厚度和重量在根本上取决于装置的尺度、重量和排水量。
储油部分16通过允许海水从底部进入该储油部分而使压力均衡化。如图3所示，其中标号17表示海水，用于在部分16中相对海水均衡化。如果必须满足油罐的某些专门要求，则储油部分16可采用双层壁结构。
部分18的内腔19为浮动装置10提供浮力，如图3、4、5、7和8所示。部分18的可变压载部21用于补偿较轻重量的储油，如图3、6和8所示。为了保持一恒定的吃水，需要约1立方英尺的海水对1桶油的浮力进行补偿。由于提升器与海底连接且各分支管路的相对运动有限制，故最好保持一恒定的吃水。
如图1-3所示，船体12被线型设计成在水线24所示的其工作吃水处的船体水线面面积比浸没的船体主要部分的底面积小得多。这是通过在船体中央和每个端部具有内腔19’，如图3、4、5和8所示，并从每个端部和船体中央向上延伸以在每个端部和船体中央限定一大致U形部或切断部。当在工作吃水处时，U形部的顶部在水平面之上，而U形部的底部则在水下。这样，如果船体的工作吃水在储油部16处，就象船的情况那样，则水线面面积就会小得多。水线面面积较小为船体提供了一个超出波浪周期的很长的固有升沉周期。
由于船体的横摇和纵摇与波浪非共振，故装置具有良好的横摇和纵摇运动。装置的这些运动可以通过在可变压载部分21上方的船体每个端部的切断部或U形部中提供缓冲板26进一步改善。如图4所示，缓冲板26由在端部内腔19’与船体中央部分之间延伸的垂直壁形成。当在工作吃水处时，缓冲板26起减轻液面晃动和在支承甲板的船体各壁之间运动的海水的自由表面作用。中央U形部被设计为在工作吃水水线上方，以保护提升器在中央井22中不受波浪影响。
在操作时，可采用装置10的可变压载部分21改变装置10在不同操作阶段时的吃水。例如，对于很轻的船，可将吃水调节到45英尺。为将装置拖到一处，可将吃水调节到50-70英尺的稳定吃水。而为钻探和/或生产操作，则可将吃水调节到160英尺，如图1和图2所示。应当理解，图1和图2所示的30英尺的干舷区域只是一个例子，在某些海洋条件下，45英尺或许更合适。
装置10设计成能在与用于加工设备、钻架、设施及人员居住舱室的支承组件或甲板不同的地方加以建造。这为建造和安装顺序提供了优越性，从而能大大加快进度并降低成本。甲板的安装可以通过增加压载而将装置10降低到可将其上支承有甲板的驳船浮动到船体的切断部并位于支承部分20的吃水来加以实现。然后通过增加压载而将驳船降低、减少压载而使船体上升或两者的组合而将甲板转移到船体上。一旦甲板安装就绪，即可将装置10拖至工作位置，通过压载调节到所需的工作吃水并系泊定位。
装置10中采用的钻探和生产提升器可从海洋石油钻探业已知的一些类型中选择。
可附加的另一特点是如图3所示的一限流板28。板28的作用是防止井22中的水位如果具有与波浪相似的周期而产生垂直谐振。板的大小允许水流总开口为井22的横截面积的约20-30％。
如图所示大小的装置适用于以下情况。装置10可容纳一自重10,000吨、甲板负载31,900吨、即上部总重量为41900吨的甲板结构。储油部16可储存1,500,000桶油。船体12的钢板重约60,000吨，加上514,000吨的排水量和72,100吨的固定压载。井22具有40条生产和钻探用的沟槽。应当理解，图中所示尺寸是本发明可采用的一个实例，而不是一种限定。
由于在以上所述本发明构思的范围内可以作出许多不同的实施例，并由于可对这些按照法律所述要求译述的实施例作许多修改，应当理解，本说明书中的具体描述应被解释为示意性的，而并无限定意义。
Claims (4)
1.一种浅吃水浮动海洋钻探/生产装置，包括：
a.一具有多个端部的浮动船体，所述端部在所述船体中至少限定一个U形部，从而当所述船体位于工作吃水处时使U形部的顶部在水平面上方，而U形部的底部浸没在水下，所述船体足以在U形部的顶部处接受一甲板；
b.一在所述船体下端的固定压载部分；
c.一在所述船体内的储油部分；
d.一在所述船体内的可变压载部分；
e.一穿过所述船体的垂直井。
2.如权利要求1所述的海洋钻探装置，其特征在于，所述储油部分与海洋压力均衡。
3.如权利要求1所述的海洋钻探装置，其特征在于，在被限定在所述船体中的U形部的下部还包括一缓冲板。
4.一种浅吃水浮动海洋钻探/生产装置，包括：
a.一具有多个端部的浮动船体，所述端部在所述船体中至少限定一个U形部，从而当所述船体位于工作吃水处时使U形部的顶部在水平面上方，而U形部的底部浸没在水下，所述船体足以在U形部的顶部处接受一甲板；
b.一在所述船体下端的固定压载部分；
c.一在所述船体内的储油部分，所述储油部分与海洋压力均衡；
d.一在所述船体内的可变压载部分；
e.一穿过所述船体的垂直井；以及，
f.一被限定在所述船体中的U形部的下部的缓冲板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20011003 Termination date: 20150925 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |