CN1961120A - 利用浮筒作为辅助设备为海上平台压载 - Google Patents
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Abstract
一种设立漂浮平台的方法,包括在平台的机身上安放浮筒。在机身上安装张拉装置,每一个张拉装置都用绳索连接着浮筒之一。在浮筒安放在机身上时,操作者将机身拖曳至向下压载的场地。当给机身压载时,操作者从张拉装置输出绳索,并保持一个选定的拉力。在机身向水下沉降时,浮筒漂浮在水面上来保持压载过程的稳定。当机身压载到预定的深度后,即从绳索上解除浮筒。
Description
本发明要求2004年5月28日申请的申请号为No.60/575,476的临时申请的优先权。
技术领域:
本发明主要涉及海上浮动油气平台,尤其涉及一种利用浮筒作为辅助设备对平台压载的方法。
背景技术:
海上浮动平台被用来提取和加工碳氢化合物。平台具有多个水箱来提供必需的浮力,水被泵送进至少一部分水箱中来提供压载从而将平台沉降在预定的吃水深度。为了防止风暴期间在风浪的作用下平台发生倾覆,保持一定深度的吃水是必需的。将平台拖曳到井址并将其固定在井址处,都需要预定的吃水深度。
典型地,当平台被压载到预定的吃水深度时,平台会经历一个处于最初的吃水深度和预定吃水深度之间的不稳定区域。当处在这个不稳定区域时,如果平台发生过度倾斜,平台的扶正力矩将不足以使平台保持直立。必须小心控制压载以防止平台处在不稳定区域时发生事故。
一些平台有很深的吃水深度,可能深达数百英尺。通常,这些平台具有单独的柱状竖筒,可以称为“浮台柱(spars)”或“深吃水沉箱浮台(deep draft caissonvessels)”。通常,单独的竖筒状机身以处于水平位置的状态被拖曳到井址,然后压载到竖立位置。这些浮台也要经历不稳定区域,因而在井址处扶正该结构会产生相应风险。将浮台扶正并压载到预定吃水深度以后,应用悬链式系泊系统将浮台固定在井址。达到预定吃水深度并系泊完毕后,在井址处,用一大型驳船式起重机将甲板结构吊装到浮台柱上。
美国专利6371697公开了一种单独的竖筒状漂浮装置,该装置的下端部分具有较大的直径,以提供稳定性和保证浮力。该专利公开了将单独竖筒状漂浮装置以竖直状态拖曳到井址。机身以拖曳吃水深度被拖曳到井址,然后到达井址时压载到预定吃水深度。悬链式系泊系统将所述单独竖筒状漂浮装置固定住。可以在码头处将甲板和结构安装在单独竖筒状漂浮装置上,以避免在井址上使用驳船式起重机。虽然是在机身竖直时进行压载,在操作过程还是存在不稳定性。
为压载时提供稳定性而建议的一种方法采用了一种特殊的张力支柱平台(“TLP”)。张力支柱平台不用悬链线系泊系统来系泊,而是用锚索张拉来固定。锚索包括从海底竖直向上伸展到平台的中空的可浮的管状绳索。通常,以一级吃水深度把张力支柱平台拖曳到井址处,然后压载到二级吃水深度。操作者将锚索连接到张力支柱平台上并且将压载物去除,使锚索处于张紧状态。美国专利申请2004/0190999公开了在锚索的上端和平台上的张拉装置之间连接张拉绳索的技术方案。在压载时,为避免不稳定,操作者给张拉绳索施加拉力。当锚索的顶部穿过平台顶部系结处后,操作者将锚索连接到平台上,解除张拉绳索,并且卸压载物直到锚索达到预定的拉力。
发明内容:
在本发明中,将至少一个张拉装置安装到平台的机身上。绳索从张拉装置延伸到浮筒处。在给机身压载时,操作者从张拉装置处输出绳索,并将绳索保持为预定的拉力。当机身在被压载过程中经过不稳定区域时,浮筒为机身带来了稳定性。在通过了不稳定区域后,操作者可以从张拉装置上解除浮筒。
在本发明的一个具体实施例中,当在码头处时,多个浮筒安放在连接于机身周边的多个支撑上。当浮筒安置在支撑上时,操作者将机身拖曳到往下压载的场所。在往下压载的场所,操作者将机身压载到安全拖曳吃水深度,当机身经过不稳定区域时,使用浮筒来增加稳定性。操作者解除浮筒,并以拖曳吃水深度将机身拖曳到井址处。在井址处,操作者增加更多的压载物来达到预定的工作吃水深度。在拖曳吃水深度或在井址处增加吃水深度时不再需要使用浮筒。操作者采用常用的系统来系泊机身。
在一个具体实施例中,机身是单个竖筒的形式,并且采用了悬链线系泊。作为替换,机身也可以是采用浮筒和竖筒的张力支柱平台。用锚索来锚定机身。
附图说明:
图1是表示平台从码头拖曳至初始中转场地进行压载的的侧视示意图。
图2是表示图1中的平台在中转场地被压载至预定拖曳吃水深度的侧视示意图。
图3是图1中的平台在中转场地被压载至预定拖曳吃水深度的透视图。
图4是表示图3中的平台设立在井址处位于工作吃水深度的透视图。
具体实施方式:
参见附图1,平台11是专用于油气钻井和生产的漂浮式浮台。在该实施例中,平台11有一单个的如美国专利6,503,023中所示的加长机体或竖筒13,当然它可以有多个竖筒并且有不同的设计,例如张力支柱平台。竖筒13有一个柱形底座15,其直径大于竖筒13。竖筒13和底座15有多个隔舱17,它们彼此密封,用于将平台11压载至预定深度。在竖筒13中有一条中心通道19沿轴向延伸。生产和/或钻井提升装置(未图示)通常在井址处由平台11支撑,并且通过中心通道19。如果平台11用作生产或钻井平台的补给浮台,一般会将中心通道19的下端封闭。支撑钻井和/或生产设备的平台11的竖筒13上安装一个或多个甲板21。
平台11有多个环绕周边间隔分布的支撑或外伸支腿23。如图1所示,浮筒25临时安放在每一个外伸支腿23上。浮筒25是一个漂浮的、密封的构件,可以是柱形、球形或其它形状。浮筒25的数量取决于其自身的尺寸及平台11的尺寸。浮筒25包括一单独的水箱,其至少围绕着竖筒13的一部分,或者如美国专利6,786,679中所描述的,其由可拆卸的几个部分彼此附接形成,以形成环形。
每一浮筒25拴在绳索27上,绳索27连接到提升或张拉装置29上。绳索27可以包括链条、缆绳或粗绳。张拉装置29可以是绞车、链式顶重器、绳索起重机、旋转轮或是其它能给绳索27施加拉力的装置。张拉装置29优选安装在竖筒13的顶端。
在生产过程中,甲板21可以在平台11位于码头附近时即安装,也可以在海上井址处安装。平台11设计成以竖直状态被拖曳至井址处。当风暴发生时,平台11的拖曳吃水深度比码头吃水深度要深,以防在强风中过度倾斜。通常,码头边沿的海水深度不足以将平台11压载到安全拖曳吃水深度。根据平台11的尺寸,可能需要200至500英尺深的海水深度来满足拖曳吃水深度。
在本发明中,在平台11处于一级吃水深度或码头吃水深度时,拖轮31将平台11拖曳至足够使平台压载到安全拖曳吃水深度的海水深度。在被拖离码头时,浮筒25优选地被安放在支撑23上。支撑23设置在邻近竖筒13的下端。
优选地,在竖筒13被拖往中转场所过程中,浮筒25只是部分被淹没。而且,浮筒25可以用易于拆卸的紧固件(未图示)临时固定在支撑23上。紧固件可以是各种装置,比如条带、卡销。
一到中转场所,操作者就解开将浮筒25保持在支撑23上的紧固件,并开始给隔舱17加入压载水。当竖筒11在水中下沉时,操作者通过张拉装置29输出绳索27。当浮台11向下沉降时,浮筒25从外伸支腿23向上浮升。操作者来确定每一绳索27中的预定拉力,并控制压载水进入的速率和张拉装置29输出绳索27的速率,以便维持预定的拉力。在平台11向下沉降时,通过保持正向的扶正力臂,浮筒25给平台11经过不稳定区域时提供了额外的必要的稳定性。一旦平台11处于足够的吃水深度以保持稳定,就可以解除浮筒25。拖轮31将平台11不带浮筒25以安全拖曳吃水深度拖曳至预定井址处。
在井址处,操作者通常会将平台11继续压载到预定的工作吃水深度。在本实施例中,悬链线系泊索33附接到锚或桩35上以保持平台11处于预定的位置。有了悬链线系泊系统,绳索按照一条长的渐变曲线形延伸到埋置在海底的锚或桩上,锚或桩分布在浮台11的外周以外范围。其它类型的平台可能需要设置锚索并进行张拉,而非悬链线系泊索33。
本发明有很多显著优点。当对浮台压载至拖曳吃水深度和安装吃水深度时,浮筒和张拉装置提供了稳定性。安装完毕后,浮筒很容易被拆除并且能被循环使用。
尽管本发明仅仅说明了其中一种形式,但是很明显,对本领域技术人员来说,并不局限于此种形式,在不脱离本发明的范围下容许对其进行各种变化。
Claims (20)
1、一种设立漂浮平台的方法,包括:
(a)将至少一个张拉装置安装到平台的机身上;
(b)将绳索从张拉装置连接到浮筒上;
(c)给平台增加压载物,使机身在水中向下沉降;并且
(d)在执行步骤(c)的同时,从张拉装置上输出绳索并维持绳索中预定的张力,以给被压载时的机身提供稳定性。
2、根据权利要求1所述的方法,还包括:在步骤(d)中达到预定的吃水深度后,将浮筒从张拉装置上解开。
3、根据权利要求1所述的方法,还包括:在步骤(d)中达到预定的设立吃水深度后,将机身锚固到海底。
4、根据权利要求1所述的方法,还包括:在步骤(d)中达到预定的设立吃水深度后,用悬链线系泊系统将机身锚固。
5、根据权利要求1所述的方法,还包括:
在步骤(d)中达到选定的拖曳吃水深度后,将浮筒从张拉装置上解开,然后将机身不带浮筒以拖曳吃水深度拖曳到设立场地;然后
不带浮筒压载机身直到达到预定的设立吃水深度为止。
6、根据权利要求1所述的方法,还包括:
在执行步骤(c)之前,以一级吃水深度拖曳机身到场地以执行步骤(d);并且
以一级吃水深度拖曳机身时,将浮筒支撑在平台上。
7、根据权利要求6所述的方法,其中以一级吃水深度拖曳机身时,浮筒部分被淹没。
8、根据权利要求1所述的方法,其中机身具有至少一个竖筒,并且步骤(a)包括将张拉装置安装到竖筒的上端部分。
9、一种设立漂浮平台的方法,包括:
(a)将多个浮筒安放到平台的机身上;
(b)将多个张拉装置安装到机身上;
(c)当浮筒安放在机身上时,将机身拖曳到场地;
(d)用绳索连接张拉装置和浮筒;
(e)给机身加载压载物并且从张拉装置输出绳索,同时保持绳索中选定的拉力,来使机身在水中下降的同时,浮筒漂浮在水面以维持压载过程的稳定;然后
(f)将浮筒从绳索上解开;并且
(g)将机身锚定在海底。
10、根据权利要求9所述的方法,还包括:
在执行步骤(f)之后,执行步骤(g)之前,将机身从该场地拖曳到另外的工作场所来执行步骤(g)。
11、根据权利要求9所述的方法,其中在执行步骤(c)时,浮筒部分被淹没。
12、根据权利要求9所述的方法,其中步骤(g)通过使用悬链线系泊系统来执行。
13、根据权利要求9所述的方法,其中机身包括一单个竖筒,张拉装置安装在竖筒的上端部分,并且在步骤(c)中将浮筒安放在机身的下端部分。
14、根据权利要求9所述的方法,其中步骤(a)包括在机身的外周边安装多个支撑,并且可释放地将浮筒固定到支撑上。
15、根据权利要求9所述的方法,其中步骤(e)包括将机身压载到预定的拖曳吃水深度,并且其中该方法还包括:
在达到选定的拖曳吃水深度后,将浮筒从张拉装置上解开,然后以拖曳吃水深度将机身不带浮筒拖曳到设定场所;然后
继续不带浮筒压载机身,直到达到预定的设立吃水深度;然后
执行步骤(g)。
16、一种海上平台,包括:
具有至少一个容纳压载水的隔舱的浮力机身;
多个安装在机身上的张拉装置;
多个安装在机身的周围部分的浮筒,来输送机身至压载场地,每一浮筒都通过绳索连接到张拉装置之一上;
当压载水加入机身中时,浮筒可从机身上释放,使得随着张拉装置输出绳索,机身相对于浮筒向下沉降至选定的吃水深度;并且
张拉装置能够使绳索保持预定的拉力,来增加压载时的机身稳定。
17、根据权利要求16所述的平台,还包括多个安装在机身周边并从机身周边延伸的支撑;并且
其中每一浮筒都可释放地安装到其中一个支撑上。
18、根据权利要求17所述的平台,其中支撑位于靠近机身底部处,并且张拉装置位于靠近机身的顶部处。
19、根据权利要求17所述的平台,其中
机身包括至少一个竖筒;并且
当机身处于初始码头吃水深度时,支撑位于接近竖筒的吃水线高度处。
20、根据权利要求17所述的平台,其中
机身包括一单个柱形竖筒;
支撑间隔分布于竖筒周围,并且当机身处于初始码头吃水深度时,支撑位于接近竖筒的吃水线高度处;并且
张拉装置位于临近竖筒上端处。
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