CN1961121A - 用于海上平台的带有密封隔板的梯级链条 - Google Patents

Abstract

由多个链条固定到海底上的张力腿平台，由于平台的浮力，每根链条都处于受拉状态。上述链条是由固定连接在一起的管子接头组成的，从而在链条内部形成防止海水进入的中空密封结构。每根链条的连接管接头的下部部件的内外直径比上部部件的小而管壁则比上部的厚。若干个隔板被密封在每根链条连接管接头的上部部件和下部部件的内部。上述隔板沿着连接管接头的上部部件和下部部件的长度方向隔开设置从而形成独立的相互密封的隔间。

Description

用于海上平台的带有密封隔板的梯级链条

本申请要求于2004年4月13日提出的系列号为No.60/561,831的临时申请的优先权。

技术领域

本发明通常涉及海上浮动平台，特别是涉及一种利用具有梯级径和内部密封隔板的链条的张力腿平台。

背景技术

一种运用张力腿平台(“TLP”)来进行海上尤其是在深海中钻探和开采的技术。张力腿平台通过多个连接在海底桩基上的链条(tendon)进行固定。张力腿平台被卸下压载以在每根链条上产生所需的张力，该链条限制了TLP由波浪和潮流引起的横向运动。

每个链条最好能接近于平衡浮力，以便于其在连接到TLP之前基本上能自立于水中。其接近于平衡的浮力将降低TLP所要求的总浮力并能减小船体尺寸。为了提供浮力，链条具有防止海水进入的密封的中空内部。典型地，每个链条由多个管子的接头组成，每个接头的长度大约为60-90英尺。

浮力的保持很重要，这是因为如果其中一个链条的内部充满了海水，那么浮力的减小将会导致在TLP的连接点上产生额外的重力。众所周知，可以在链条管子的连接部内安装密封隔板以在链条的内部形成分隔的密封隔间。一个隔间的渗漏不会导致如链条的整个内部充满海水那样的灾难结果。

另外，每个链条必须能够经受周围海水随深度增加而增大的静压力，较大的管壁厚度将提高管子承受静水压力的能力，但是，贯穿链条整个长度的较厚管壁将会增加链条的重量，从而其要求为TLP提供更大的浮力和更大的船体。美国专利US6851894公开了一种具有上部、中部和下部的梯级径链条。其上部的直径比中部的大而管壁厚度却比中部的小。同样地，中部的直径比下部的大而管壁厚度却比下部的小。但该专利并没有公开在上述的任何部位的内部设有密封隔板。

发明内容

本发明提供了一种具有多个隔板的梯级径链条(stepped diametertendons)，该隔板将链条内部隔成若干个密封的隔间。每个链条具有一个细长的管状部分。该管状部分上部的直径比其下部的大，且上部的内径和外径都比较大。而下部的管壁则较厚。优选地，上部和下部的管壁的横截面积实质上相同。

所述管状部分的内部为中空密封以防止海水的进入，密封隔板按照经选定的间距被安装在管状部分的内部。优选地，每个链条的管状部分的上部和下部内都安装有隔板。在优选的实施例中，所述管状部分包含若干个固定在一起的管子接头。每个管子的接头都具有至少一个隔板，最好是两个，在每端设一个。

附图说明

图1所示为一种具有本发明所述的链条结构的张力腿平台的立面图。

图2所示为图1中的一个链条的放大的立面图。

图3所示为图2中链条进一步放大的剖面图。

具体实施方式

参见图1，漂浮平台11可以为多种构造和类型的平台。在本实施例中，平台11为具有多个立柱13的张力腿平台。在本实施例中，共有四个竖向立柱13，每个拐角一个，但是，也可以用不同数量的立柱，例如三个立柱。本实施例中，水平部分15在立柱13之间延伸。立柱13和水平部分15都是中空的以提供浮力，并且其都有选择地符合海水压载。平台11具有一个或多个用来支承多种海上钻探和开采设备的甲板17。

上部链条支座19安装在平台11的每一个拐角。在本实施例中，每个上部链条支座19都设在其中一个水平部分15的末端。通常，每个链条支座19上支承两个链条21，因此，具有四个拐角的平台11将具有八个分开的链条21。每个链条21的下部末端被固定到桩基23上。立管25从井口装置27延伸到平台甲板17，立管25可以是一个钻井立管，一个钻杆柱通过该所述钻井立管进行延伸来钻井。立管25也可以是一个采油立管，在此情况下，可以在立管25的上部末端设置采油树(图中未示出)来控制油井流体从立管25向上流。如果采用水面采油树，许多采油立管25将从海底相互平行延伸到平台11，每个立管25连接到一个单独的井口。另一方面，也可以采用水下采油树。

参见图2，每个链条21具有一个上端部29。典型地，上端部29是一个在其外表面具有环形槽31的管状构件。顶部连接件33与环形槽31相啮合以紧紧固定在链条21内。顶部连接件33可以是各种常见的样式。每个链条21具有一个钢制的管状上部部件35，如图3所示。在本实施例中，一个接头39将链条的上部部件35连接到具有较小外径的链条中间部件37上，接头39将链条中间部件37连接到上部部件35的下端部。如图所示，中间部件37连接到下部部件41上。下部部件41的外径比中间部件37的更小。接头43连接中间部件37和下部部件41。所述三个部件35，37和41如上所示的那样，而且其数目也可以大于或小于3。每个部件35，37，41均包括多个通过扣件或螺纹固定在一起的管子。

如图3所示，每个部件35，37和41的内径是不同的。上部部件35比中间部件37具有更大的内径，中间部件37又比下部部件41具有更大的内径。此外，每个部件35，37和41的管壁厚度最好也不相同，其中上部部件35具有最小的管壁厚度，下部部件41则具有最大的管壁厚度。然而，优选地，每个部件35，37和41的总的横截面积实质上相同，以使得沿链条21沿整个长度的抗拉应变的能力一致。

因为具有最小的外径和最大的管壁厚度，链条的下部部件41能更好地抵挡它所处位置的更大的海水静压力。因为具有较大的外径和较小的管壁厚度，上部部件35则提供了更大的容纳空气的空间，增加了链条21的浮力。上部部件35增加的浮力有助于支承链条21的重量，从而可以减小平台11的尺寸。优选地，上部、中部和下部部件的内外径、管壁厚度是经过挑选的，从而为链条21提供稍大于正值或平衡值的总浮力，例如从0.95至0.97。稍大于正值的浮力可以避免链条21的任何部分在连接到平台11和拉紧以前进入压缩状态，而且，当拉紧时，如果链条21的浮力稍大于正值，平台11就不必在一开始就承担链条21的重量。

多个隔板47被安装在每个链条21中以避免链条21意外进水的后果。隔板47将浮力空间分隔成几个密封的空气隔间，因此沿链条21的长度方向发生的任何渗漏都只会破坏其中的一个隔间。其隔间的长度是经过选择的，从而例如，如果一个或两个隔间进水，其余的隔间仍能提供足够的浮力来支承链条21的重量。优选地，隔板47设置在每个部件35，37和41中。

隔板47的数量可以不固定。例如，隔板47可以设置在上部部件35、中间部件37和下部部件41内的每节管子的上端部或下端部。每节管子的典型长度是60-90英尺。可选择地，隔板47可以以较大的间距间隔开。每个隔板47都可以用焊接或其它多种固定方式固定在链条21的一个部件的内径中。

链条21的安装和平台11的设置均按照常规方式进行。链条21被放下到海里，其下端部被锁定在底部连接件45内。链条21是自承重的，从而使平台11能够移到链条21上方，接着，将立柱13和水平部分15加上压载，直到将上端部29固定到顶部连接件33上。然后将立柱13和水平部分15卸载，使平台11上升并对链条21施加预期的张力。

本发明具有显著的优点；首先，梯级径链条内的密封隔间避免因渗漏而引发重大事故；另外，上部部件内容纳空气的体积较大提供了额外的浮力，下部部件的较小直径则可以更好地抵御水静压力。

虽然本发明只示出了其中一种具体实施方式，但是显而易见地，对于本领域的技术人员来讲，其并不能作为对本发明的限制，并且在不超出本发明的范围内对上述实施方式进行各种改变是允许的。

Claims (17)

1、一种用于将海上平台固定到桩基上的设备，其包括：

一细长的管状部分；

所述管状部分的上部部件的直径比所述管状部分的下部部件的大；

所述管状部分具有防止海水进入的中空密封的内部，和

若干个密封隔板以选定的间距设置在所述管状部分的内部从而形成若干相互密封的独立隔间。

2、根据权利要求1所述的设备，其中所述隔板均被设置在所述管状部分的上部部件和下部部件中。

3、根据权利要求1所述的设备，其中：

所述管状部分包括若干个固定在一起的连接管接头；且

每个连接管接头具有至少一个隔板。

4、根据权利要求1所述的设备，其中：

所述管状部分包括若干个固定在一起的连接管接头；且

每个连接管接头的上端和下端分别具有一个隔板。

5、根据权利要求1所述的设备，其中每个所述隔板包括固定到所述管状部分的内壁上的板。

6、根据权利要求1所述的设备，其中每个所述隔板包括焊接到所述管状部分的内壁上的圆形板。

7、根据权利要求1所述的设备，其中计量出的所述管状部分的上部和下部部件的外径和内径之间的横截面积实质上相同。

8、一种用于将海上平台固定到桩基上的设备，其包括：

链条，其具有用于固定到海上平台上的上端部和用于固定到海底桩基上的下端部；

所述链条包括由若干个固定在一起的连接管接头以形成防止海水进入的密封的中空内部；

所述连接管接头的下部部件的内外径都比上部部件的小而其管壁厚度却比上部的大；和

若干个隔板沿着上部部件和下部部件的长度方向隔开设置从而在内部形成若干个独立的相互密封隔间。

9、根据权利要求8所述的设备，其中每个连接管接头具有至少一个所述隔板。

10、根据权利要求8所述的设备，其中：

每个连接管接头的上端和下端分别具有一个所述隔板。

11、根据权利要求8所述的设备，其中每个所述隔板包括固定到所述一个连接管接头内壁上的板。

12、根据权利要求8所述的设备，其中每个所述隔板包括焊接到所述一个连接管接头内壁上的圆形板。

13、根据权利要求8所述的设备，其中所述上部部件和下部部件的每个连接管接头具有横截面积基本相同的管壁。

14、一种用于海上石油开采的操作设备，其包括：

浮动张力腿平台；

若干个链条，每个链条具有用于固定到所述海上平台上的上端部和用于固定到海底桩基上的下端部，所述平台通过压载在所述链条上产生张力；

每个所述的链条包括由若干个固定在一起的连接管接头从而形成防止海水进入的密封的中空内部；

每个所述链条的连接管的下部部件的内外径都比上部部件的小而其管壁厚度却比上部部件的大；和

若干个隔板被密封在每根链条连接管接头的上部部件和下部部件的内部，每个隔板沿着连接管接头的上部部件和下部部件的长度方向隔开设置以形成独立的相互密封隔间。

15、根据权利要求14所述的设备，其中每个连接管接头具有至少一个所述隔板。

16、根据权利要求14所述的设备，其中：

每个连接管接头的上端和下端分别具有一个所述隔板。

17、根据权利要求14所述的链条，其中每个所述隔板包括扁平的圆板。

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