CN208264518U - 一种半滑动式的fpso上部模块箱式支墩 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩，它主要由支撑圆立柱、侧翼支撑板、凹圆弧肘板、矩形肘板、箱体、滑动梯形槽垫板、挡板、滑动梯形齿垫板、固定端金属垫片和固定端立管垫板组成；所述支撑圆立柱是连接箱体上下板的撑体，侧翼支撑板、凹圆弧肘板及矩形肘板焊接组立成箱体内部撑体；固定端箱体盖板上焊接一块金属垫片以补强和平衡，构成固定端支墩；滑动端箱体盖板在沿艏艉方向焊有挡板以限制滑动梯形槽垫板横向滑动和竖向波动，且垫板焊接于箱体盖板上，上方搭接滑动梯形齿垫板，构成滑动端支墩；构架平台的支腿采用简支梁形式与模块支墩部分固定焊接，部分滑动接触，本实用新型结构受力合理，海况适应性强，适用海域广。

Description

一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩

技术领域

本实用新型涉及一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩，属于海洋石油工程设施领域。

背景技术

浮式生产储油卸油系统(FPSO)是海洋石油开发中集生产、储油、外输、生活和发电等于一体的综合性的大型海上石油生产基地。与其他形式石油生产平台相比，FPSO具有抗风浪能力强，适应水深范围广，储/卸油能力大，以及可转移、重复使用的优点，广泛适合于远离海岸的深海、浅海海域及边际油田的开发，己成为海上油气田开发的主流生产方式。

目前，浮式生产储油卸载油装置上部模块结构有多种不同的支撑型式，归纳起来FPSO模块甲板与船体甲板连接主要采用两种方式：(1)无支墩结构，模块甲板下的刚架结构与FPSO船体甲板直接焊接，该连接方式无法消除船体梁变形对模块甲板结构的影响，如传统式刚架结构，模块支撑根部有应力集中现象，仅适用于较好海况；(2)有支墩结构，模块甲板下的刚架结构通过支墩结构与FPSO船体甲板连接，如小支墩、壁式支墩和箱式小支墩，小支墩为全固定结构，在恶劣海况下仍未消除船舶总纵弯曲对模块支撑的影响，支撑反力过大，只适用于较好海况，壁式支墩占用空间和甲板面积大，不利于消防、管线的布置，箱式小支墩较比于壁式支墩减少船舶总纵弯曲，适用于恶劣海况。

支墩布置在船体甲板强横梁或横舱壁与纵骨交接处，且支墩所在的主甲板下设置加强结构(如大肘板和短桁材)，致使模块支撑根部有明显的高应力区。模块构架平台支腿直接焊接在模块支墩上，由于FPSO船体梁的纵向弯曲变形，容易在其连接处的焊接产生疲劳裂纹，且易发生变形或撕裂的现象，导致结构失稳、管线撕裂和设备损坏。因为FPSO船体内是原油储存舱易燃易爆，而生产工艺系统存在不确定性危险，焊缝裂纹的修复成为复杂的难题。随着超深海和边际油田的开发，传统的模块支撑形式不适用于环境条件恶劣的FPSO。

根据简支梁设计理念，模块构架平台的部分支腿与模块支墩结构焊接，部分支腿与模块支墩滑动接触。可避免模块构架平台支腿随着船体梁的纵向弯曲变形而发生的强制变形，也可释放模块自身重量引起的支腿的变形，大大降低产生疲劳裂纹的概率。据此设计的模块支墩主要用于恶劣海况或重载上部模块的FPSO。

发明内容

本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩。

为实现其目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩，是由支撑圆立柱、侧翼支撑板、凹圆弧肘板、矩形肘板、箱体盖板、箱体底垫板、箱体侧撑板、滑动梯形槽垫板、挡板、滑动梯形齿垫板、斜支撑管、斜管柱肘板、模块主支撑管、立管侧筋板、固定端金属垫片和固定端立管垫板组成。所述支撑圆立柱，其环形结构可承受船体运动及变形传递的惯性力和随机冲击载荷；所述侧翼支撑板，其截面为直角梯形形状，直角边环绕中心圆立柱成十字形焊接布置，承受较大支撑反力，提高支墩抵抗变形能力；所述矩形肘板、凹圆弧肘板，其成对焊接于侧翼支撑板作为补强筋板辅助支撑的同时减轻支墩疲劳破坏；所述箱体盖板、箱体底垫板、箱体侧撑板，其焊接成箱体，将内部支撑结构包裹在内部，提高支墩强度；所述斜支撑管、斜管柱肘板、模块主支撑管、立管侧筋板焊接组立成上部支撑管结构；所述挡板，以限制滑动梯形槽垫板横向滑动和竖向波动，承受船体运动及变形传递的惯性力；所述滑动梯形槽垫板置于挡板之间，焊接固定在箱体盖板上，上表面有三组梯形长凹槽构成滑动导轨，保证了沿船舶纵向的自由度，可承受部分水平横向力，减小挡板的受力；所述滑动梯形齿垫板，其焊接于上部支撑管结构下方作为垫板，搭接于滑动梯形槽垫板上且位于挡板限制范围内，底面有三组梯形齿搭接于滑动梯形槽垫板相啮合，重力作用下使得两垫板接触紧密；所述固定端金属垫片，垫片为方形，小于支墩箱体盖横截面积。

与已有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、中间固定与两端滑动的半滑动式布置，有利于吸收船体传递的运动和变形，提高支墩的稳定性和寿命。

2、箱式支墩可保护内部支撑结构，提高支墩强度，箱体内部支撑结构能适应恶劣海况的随机冲击载荷，承受较大惯性力，提高支墩抵抗变形能力。

3、滑动梯形槽垫板与滑动梯形齿垫板相啮合，保证横向固定和约束纵向自由度滑动方向，使接触紧密，能承受部分水平横向力，缓解挡板的受力状况。

4、挡板的角钢挡臂可同时限制垫板横向滑动及竖向波动。

5、固定端金属垫片作为补强结构同时能保持平衡。

附图说明

图1是本实用新型一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩的滑动端整体示意图。

图2是本实用新型一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩的滑动端侧视示意图。

图3是本实用新型一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩的滑动端俯视示意图。

图4是本实用新型一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩的固定端整体结构示意图。

图5是本实用新型一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩的模块支墩布置示意图。

图中：1.滑动梯形齿垫板，2.滑动梯形槽垫板，3.箱体盖板，4.箱体侧撑板，5.箱体底垫板，6.挡板，7.支撑圆立柱，8.凹圆弧肘板，9.纵向侧翼支撑板，10.矩形肘板，11.横向侧翼支撑板，12.斜支撑管，13.斜管柱肘板，14.模块主支撑管，15.立管侧筋板，16.固定端箱体盖板，17.固定端箱体侧撑板，18.固定端箱体底垫板，19.固定端立管垫板，20.固定端金属垫片，21.固定端侧翼支撑板，22.左滑动箱式支墩，23.固定箱式支墩，24.右滑动箱式支墩，25.船体甲板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩，下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩，主要由滑动梯形齿垫板1、滑动梯形槽垫板2、箱体盖板3、箱体侧撑板4、箱体底垫板5、挡板6、支撑圆立柱7、凹圆弧肘板8、纵向侧翼支撑板9、矩形肘板10、横向侧翼支撑板11、斜支撑管12、斜管柱肘板13、模块主支撑管14和立管侧筋板15、凹圆弧肘板8、斜支撑管12、斜管柱肘板13、模块主支撑管14、立管侧筋板15、固定端箱体盖板16、固定端箱体侧撑板17、固定端箱体底垫板18、固定端立管垫板19、固定端金属垫片20和固定端侧翼支撑板21。

所述滑动梯形齿垫板1与滑动梯形槽垫板2楔形面搭接啮合，滑动梯形槽垫板2焊接固定于箱体盖板3上表面，挡板6沿船体纵向紧扣滑动梯形齿垫板1表面镜像对称焊接固定于箱体盖板3，约束上部模块滑动。凹圆弧肘板8居中对称焊接于纵向侧翼支撑板9两侧，矩形肘板10居中对称焊接于横向侧翼支撑板11两侧，纵向侧翼支撑板9以及横向侧翼支撑板11环绕支撑圆立柱7成十字型焊接固定，构成滑动端支墩箱式内部支撑结构。箱体盖板3、箱体侧撑板4及箱体底垫板5与滑动端支墩箱式内部支撑结构焊接成箱体，保护内部支撑结构同时提高结构强度。斜支撑管12开有槽与斜管柱肘板13焊接固定，斜管柱肘板13焊接在模块主支撑管14外壁面上，立管侧筋板15焊接在模块支撑管14没有布置支撑管的方向作为加强结构，上部模块支撑管组立焊接在滑动梯形齿垫板1形成上部支撑结构，构成滑动箱式支墩。

所述凹圆弧肘板8居中对称焊接于固定端侧翼支撑板21两侧，固定端侧翼支撑板21成十字形对接焊接，构成固定端箱体内部支撑结构与箱体内壁接触焊接。固定端箱体盖板16、固定端箱体底垫板18和固定端侧撑板17焊接成箱体外壳，保护加强内部结构同时提高结构强度。斜支撑管12开有槽与斜管柱肘板13焊接固定，斜管柱肘板13焊接在模块主支撑管14外壁面上，立管侧筋板15焊接在模块支撑管14上作为加强，上部模块支撑管组立焊接在固定端立管垫板19上表面，固定端立管垫板19与固定端箱体盖板16中间加有固定端金属垫片20作为补强，同时配合上部模块支撑平衡，构成固定箱式支墩。

如图5所示，所述固定箱式支墩23居中布置，左滑动箱式支墩22布置在固定箱式支墩23左端，右滑动箱式支墩24布置在固定箱式支墩23右端，左滑动箱式支墩22、固定箱式支墩23和右滑动箱式支墩24底座焊接固定在船体甲板25强横梁与纵骨交接处。

对于不同海域FPSO，模块支墩作为主船体和上部生产模块的连接界面，原则上，尽量将模块支腿设置在主甲板的强力构件处，以实现在满足强度的前提下，尽量降低结构钢料的重量；确定好模块支墩的位置后，需根据海域海况、模块重量等因素，应充分考虑构件的局部强度，特别是对于既参与总纵强度、又参与局部强度的结构件；模块支墩结构、支墩与主甲板连接部位、支墩下方的加强结构区域应力较高，需特别注意合理的结构设计和优化的肘板趾端形状，对于部分高应力区域用高强度钢；模块支墩下加强结构的开孔应特别注意，尽量远离模块支墩高应力区域。

如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，本领域技术人员基于本实用新型的半滑动式箱式支墩结构所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩，主要由滑动梯形齿垫板(1)、滑动梯形槽垫板(2)、箱体盖板(3)、箱体侧撑板(4)、箱体底垫板(5)、挡板(6)、支撑圆立柱(7)、凹圆弧肘板(8)、纵向侧翼支撑板(9)、矩形肘板(10)、横向侧翼支撑板(11)、斜支撑管(12)、斜管柱肘板(13)、模块主支撑管(14)、立管侧筋板(15)、固定端箱体侧撑板(17)、固定端箱体底垫板(18)、固定端立管垫板(19)、固定端金属垫片(20)和固定端侧翼支撑板(21)组成。

2.如权利要求1所述的一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩，其特征在于：纵向侧翼支撑板以及横向侧翼支撑板环绕支撑圆立柱成十字型焊接固定，凹圆弧肘板居中对称焊接于纵向侧翼支撑板两侧，矩形肘板居中对称焊接于横向侧翼支撑板两侧，构成滑动端支墩箱式内部支撑结构；滑动梯形槽垫板焊接固定于箱体盖板上表面，滑动梯形齿垫板与滑动梯形槽垫板楔形面搭接啮合，挡板沿船体纵向紧扣滑动梯形齿垫板表面镜像对称焊接固定于箱体盖板，约束上部模块滑动，构成滑动箱式支墩。

3.如权利要求1所述的一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩，其特征在于：凹圆弧肘板居中对称焊接于固定端侧翼支撑板两侧，固定端侧翼支撑板成十字形对接焊接，构成固定端箱体内部内撑体结构与箱体内壁焊接；固定端立管垫板与固定端箱体盖板中间加有固定端金属垫片作为补强，配合上部模块支撑平衡，构成固定箱式支墩。

4.如权利要求1所述的一种半滑动式的FPSO上部模块箱式支墩，其特征在于：中间固定两端滑动的半滑动布置方式，固定箱式支墩可使上部模块不发生滑移和侧翻，滑动箱式支墩保证纵向的自由度，可吸收船体传递的运动和变形。