CN86101681A - 半潜式钻井船立柱与锚系的设置 - Google Patents

Abstract

通过将原半潜式钻井船的型宽从90米改变为等于或大于40米，并在原左、右舷设置的三根立柱的基础上增加两根立柱、设置在半潜式钻井船的首尾线的船首和船尾位置上以改变钻井船的型长和锚系的方法来增加半潜式钻井船的稳定性。

Description

（一）所属技术领域。

属海洋工程关于现代钻井船技术。

（二）有参考作用的现有技术及反映该项技术的有关文献。

（1）ABS《近海钻井船建造和入级规范1973》。

（2）ABS《近海钻井船建造和入级规范1980》。

（3）《波浪、锚系与钻井船稳定》梁叔禹1984。

（三）发明的目的

由于人类在设计和建造半潜式钻井船时，未有充分地研究和解决在剧烈的海况条件下，在波浪和锚系的共同影响下，可以使处于浮态作业状态的半潜式钻井船丧失动稳性，而被倾覆沉没。因此，在剧烈的海况条件下，浮态作业的半潜式钻井船，存在着被倾覆沉没的危险性，是不符合航海安全性的要求的。

为了解决这一问题，必须改变半潜式钻井船的船型结构和锚系的设计，即改变半潜式钻井船的立柱设置，同时改变半潜式钻井船的锚泊定位系统的设置，以避免因丧失动稳性而倾覆沉没。

（四）发明的内容。

由于半潜式钻井船处于浮态作业状态时，由于受到锚泊定位系统的约束（见附图-1），失去了一定的自由，特别是钻井船在剧烈的海况条件下，对波浪引起的钻井船升沉运动，受到的约束最大。

由于半潜式钻井船处于浮态作业状态时，钻井船水下部分的排水量，可以达到和超过40000吨。此时，在剧烈的海况条件下，由波浪引起的升沉力也是巨大的。由波浪引起钻井船的上升力，与锚泊定位系统约束钻井船上升运动力之间，产生一个很大的冲量，根据估算这冲量大大地超过了锚系的破断力。此时，将首先使半潜式钻井船受力舷（或受力方向）的锚链破断。在这时由波浪和锚系另一舷锚链拉力的共同作用下，使半潜式钻井船向受力舷（或受力方向）的反方向产生一个大倾角，可使半潜式钻井船丧失动稳性而倾覆沉没，见附图-2，半潜式钻井船在波浪和锚系共同作用下，产生大倾角情况示意图。附图-3半潜式钻井船动稳性曲线。

半潜式钻井船正浮时：

面积（A+B）≥1.3面积（B+C）

面积（A）＞面积（C）

当在剧烈海况条件下，波浪与锚系使钻井船发生大倾角时

面积（A）＜面积（C）

钻井船丧失动稳性，发生倾覆沉没。

又由于原半潜式钻井船的船型结构呈方形，半潜式钻井船的长、宽比，接近和等于1。

即 (L)/(B) ＝1

所以半潜式钻井船的倾覆沉没，可以是舷侧方向的倾覆沉没，也可以是首尾方向的倾覆沉没。

为了解决半潜式钻井船在剧烈海况条件下，在波浪和锚系的共同作用下，发生倾覆沉没的问题，本人已在《水面式钻井船锚泊定位系统设置》的专利说明书中，提出：“必须改变半潜式钻井船的船型结构和锚泊定位系统的设置。

一、改变半潜式钻井船的船型结构。

改变半潜式钻井船的船型结构，它的目的是改变半潜式钻井船的长、宽比（即L/B）。我们是采用改变原半潜式钻井船的型宽，同时改变原半潜式钻井船的立柱设置，来达到这一目的的。

（1）改变半潜式钻井船的型宽。

将原半潜式钻井船的型宽：90米左右，改变为：等于或大于40米（B≥40米）。

（2）改变半潜式钻井船的立柱设置。

原半潜式钻井船的立柱设置，是在左、右舷的水下船体上，各设三根立柱，利用水下船体和立柱的浮力，把钻井平台支持在水面上。

七十年代，由法国的发明家提出：这样的半潜式钻井船的浮力不够，提出在钻井船的左、右舷，各增加一根立柱，以增加钻井船的浮力，并取得发明专利权。以后设计建造的半潜式钻井船，都是左、右舷各设置四根立柱。这一专利并没有改变半潜式钻井船的长、宽比。

为了解决半潜式钻井船在剧烈海况条件下，安全浮态作业的问题，我们在改变钻井船的型宽以后，把新增加的两根立柱，不是设置在左、右舷水下船体上面，而是设置在半潜式钻井船的首尾线的船首和船尾位置上，以改变钻井船的型长。见附图-4，改变型宽和立柱设置后的钻井船示意图。符号说明：

1-船首立柱;2、3、4-左舷立柱;

5、6、7-右舷立柱;8-船尾立柱;

9-船首沉垫    10-船尾沉垫    11、12-左右舷水下船体

（3）改变船型结构后所达到的目的。

A    使半潜式钻井船的长宽比（L/B）接近或等于4。

即 (L)/(B) →4

在改变了半潜式钻井船的长、宽比（L/B）后，将使半潜式钻井船处于浮态作业和迁航状态时增大横摇的程度将增加浮态作业的困难。为此，需要在左、右舷水下船体的底侧面，增设横向防浪翼面（这一翼面可以是固定的，也可以是活动的），以减轻半潜式钻井船的横摇程度。

B、改善了半潜式钻井船迁航状态时的操纵性能。

C、由于在船首和船尾增设了两个立柱沉垫，使钻井船增加近5000吨浮力。

D    有利于调节钻井船的纵向倾侧，维持钻井船的平衡。

二、改变半潜式钻井船的锚泊定位系统的设置。

1.原半潜式钻井船的锚系设置。

原半潜式钻井船的锚系设置，是在左、右舷第一根和第四根立柱的下方，各设置两个锚，如图-5原半潜式钻井船锚系设置。符号说明：

左1、左2、左3、左4-左舷立柱;

右1、右2、右3、右4-右舷立柱;

1、2-左、右前锚;7、8-左、右后锚;

3、4-左、右舷第二锚;5、6-左、右舷第三锚。

2    新的半潜式钻井船的锚系设置。

新的锚系设置把原半潜式钻井船设置八门锚，增加至十四门。如图-6所示。其符号说明如下：

左A1-左前首锚;左A4-左后尾锚;

右A₁-右前首锚;右A₄-右后尾锚;

左A₂、A₃-左舷二、三锚;右A₂、A₃-右舷二、三锚;

左B₁、左B₂、左B₃-左舷1、2、3付锚;

右B₁、B₂、B₃-右舷1、2、3付锚;

左C₁、C₂-左舷锚链孔及联接卸扣;

右C₁、C₂-右舷锚链孔及联接卸扣

注：1.左、右舷第二、三锚（左A₂、左A₃和右A₂、A₃）的锚链孔，和联接卸扣的锚链孔的位置，应设置在钻井船迁航状态吃水线之上，以便于操作。

2、左、右舷付锚左B1、左B2、左B3和右B1、右B2、右B3的锚链孔，应设置在最大作业吃水线之上，即接近立柱的顶端位置上。

根据钻井船不同的状态，使用以上各锚组成锚系，分别说明如下：

A    浮态作业的锚系组成。

当半潜式浮态作业时，应使用左A1、左A2、左A3、左A4和联接卸扣左C1、左C2，右A1、右A2、右A3、右A4和联接卸扣右C1、右C2组成锚系，其布设情况见附图-7，浮态作业锚系布设示意图，其符号同上。

当剧烈海况即将出现前，应解脱联接卸扣C（或放松联接卸扣C的锚链），调整左舷A1、A2、A3、A4和右舷A1、A2、A3A4的锚链长度，使其形成四组八字锚，增大维持在原井位的爬驻力，便于剧烈海况过去以后，恢复到原井位作业。这样，即使在剧烈海况条件下，出现受力的船首锚（或船尾锚）被折断，产生一个较大的倾角，也难以出形：面积C＞面积A的情况。

B    支撑在海底作业时的锚系组成。

当半潜式钻井船支撑在海底作业时，应使用左B1、B2、B3和右B1、B2、B3六门付锚，组成锚系。

因为改变了半潜式钻井船的长、宽比（L/B）后，钻井船的型宽变小了，钻井船支撑在海底作业时，钻井船底部与海底的横向接解面也减少了，这样在剧烈的气象海洋条件下，钻井船的舷侧方向受到剧烈的风、浪袭击，也可使支撑在海底作业的半潜式钻井船倾侧致沉。

为此，我们在左、右舷的立柱顶部，设置了六门付锚，专供钻井船支撑在海底作业时使用，以保障在剧烈气象海洋条件下安全作业。

半潜式钻井船支撑在海底作业时的锚系布设如图-8所示。其符号说明如下：

左B1、B2、B3和右B1、B2、B3-表示左、右舷付锚。

F-舷侧翼面。

C    锚泊时的锚系组成。

当半潜式钻井船锚泊时，可使用两门前首锚（左A1，右A1）或两门后尾锚（左A4，右A4）组成八字锚进行锚泊。这样钻井船的锚泊状态将和普通船舶一样，提高了锚泊的安全性能。

（五）发明与现有技术相比所具有的优点或者积极效果。

采用新技术后，将可避免在剧烈海况条件下，钻井船在浮态作业时被倾覆沉没。同时改善了半潜式钻井船迁航状态的操纵性能，改善了钻井船锚泊时的安全性能，增加了五千吨以上的浮力。

因为沉没一艘半潜式钻井船，将损失二亿五千万美元的财富，丧失成百人的生命，其经济效果和社会效果都是明显的。

Claims (2)

1、调整和改变立柱的设置，改变半潜式钻井船的传统方型结构，并使半潜式钻井船的长、宽比(L/B)的值，接近于4。

2、浮态作业时的锚泊定位系统，在剧烈海况到来时，应能把舷侧方向的锚系受力点，适时地转移到船艏和船艉的位置上，以避免钻井船的倾覆沉没。

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