TW200521024A - A method of constructing a semi-submersible rig using dry dock mating - Google Patents

Description

200521024 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一般而言’本發明係有關數種離岸結構之建造，且更 特別的是’有關一種在造船薇内建造可半浸水之鑽井裝 5 置、船體、或結構（稱作“鑽井裝置”）的方法。 【先前技術】 隨著要從超過150米深的海底開採石油與天然氣的趨 勢’市場對可半浸水之鑽井裝置的需求也在增加。 10 有兩種建造可半浸水之鑽井裝置的習知方法。第一種 是所謂的“船塊順序堆疊法，，，係供用來以“由下而上，， 的順序製造可半浸水之鑽井裝置。根據此方法，該鑽井裝 置之下殼體，即，首先使用陸上或水上起重機逐塊建立浮 相支柱、與相關的支撐物（bracing )。然後，組裝該 15 上殼體，方式與下殼體的建造順序相同。此方法主要缺點 之一是需要大量使用陸上及水上起重機（ wane)。如此，建造時間表常常取決於有沒有水上起重 機可用。此外，大量的船塊接縫也造成建造時間表過長。 另一方面，在整個鑽井裝置安裝完成後，必需在鑽井裝置 20 上進行艤裝（outfitting)、主設備安裝、以及試車 (c〇mmissi〇ning )。結果，這會拉長建造時間表而延後 設備的試車，特別是該鑽井設備，因它是位在該上殼體的 中央。 習知第二個建造可半浸水之鑽井裝置的方法則是同時 5 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 建造上、下殼體且隨後將彼等結合。根據此方法，完成 後’將該上殼體卸離（load out )至驳船上，且將上、下 殼體拖到海水深度可容納該下殼體的離岸位置。然後，用 壓艙物（ballast)與平衡錘（counterweight)使該下殼體 5 下；儿至所需殊度’只將該等支柱的上半部露出水面。此類 作業需要暫時的停、泊處、數個電源組系統（p〇wer pack system)、以及複雜的後勤支援。該駁船係將該上殼體運 送及定位於下殼體的上方。在配接之前必需將該駁船固定 成依靠著該下殼體。然後，藉由壓艙物使浮著的駁船逐漸 1〇 下沉直到該上殼體底面接觸到下殼體的支柱。最後，進行 上、下殼體間連接接縫的焊接。此方法之主要缺點在於要 常在惡劣、難以控制的離岸環境中進行高風險作業。此 外，作業上可能會遭遇很多不確定的因素。關於這個問 題，作業的安全與品質會是主要的顧慮。 15 在一些已發行或公開的專利文件中已揭示離岸建造鑽 井裝置的其他方法。例如，2〇〇2年2月19日發行的美國專 利第6,347,909號揭示一種建造鑽井裝置的方法，其係供 用以在海上運送曱板且安裝該甲板於一離岸的底層結構 上。該曱板完全於一組帶有千斤頂單元（jacking unit )之 20加強標（deepgirder)上製造。再將已固定在一起的甲板 與諸加強樑滑動到兩個浮箱上。完成後，將組裝件拖到安 裝基地’在那將加強樑頂起且同時使該等浮箱下沉直到該 等浮箱支樓著該組裝件。然後，放低該甲板於該底層結構 上並且鬆開該等浮箱。 6 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 另一有專利的方法之實施例為2002年1月22日發行的 美國專利第6,340,272號，其係揭示一種藉由配接自浮甲 板結構、自浮底層結構（self-floating substructure )以建 造離岸平台的方法。該自浮曱板結構可能為一浮式碼頭或 5 驳船，且想要的設備已裝於其上。藉由將該底層結構部份 浸水、將該碼頭或駁船定位於其上、並且使該底層結構卸 壓載（deballasting)完成配接，以便使該底層結構與該碼 頭或駁船之間產生一垂直的承載力（bearing force )。 另一有專利的方法為1999年7月10日發行的美國專利 10第5,924,822號，其係揭示一種用以在離岸的底層結構上 安裝甲板的裝置與方法。兩個獨立的浮箱各有兩個相互隔 開由浮箱向上延伸的支柱。各浮箱設有數個在運送浮箱期 間下壓的壓載艙能使該甲板直接置於該離岸底層結構上。 關於浮式底層結構，係將該浮箱壓載且同時卸壓載該浮式 15 底層結構以便將該甲板轉移至浮式底層結構。 1993年8月24日發行之美國專利第5,237,949號係表 ί二種^以建造及組裝離岸平台的方法，該離岸平台的正 常吃水深度（n〇rmaldraft )係超過建造基地與平台使用 位置之間的水道深度。是在—淺水的乾船瑪（ shallow 20 f^ngd〇Ck)中分開建造該平台之殼體與甲板。然後， 昇南该甲板’使該乾船塢部份進水且殼體浮到定位並且盘 曱板配接。 η _1981年11月28日公開的日本中請案第56_ΐ5樣號係 揭示種了半/文水之鑽井裝置，其係由一對浮箱、一上甲 7 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 板、與數個支杈組成。該等支柱上的連接構件之 以及曱板之末端部份均被固定著。然後，壓載該甲4份 浮箱、以及料支柱藉以使該等連接構件之巾央該 於甲板之中央部份，同時調整該等支柱之傾斜度。々對齊 5 儘管該等有專利的方法在某些情況下有其=效， 須-種簡單、安全、成本效益更高的方法用以組震可= 水之鑽井裝置於造船廠附近，又以在造船廠較佳。 久 【發明内容】 1〇 ®此’本發明目標是要提供—種具安全性且成本μ 他方法低、用於建造可半浸水之鑽井裝置的方法。 一 本發明另-目標是要提供-種使用習知造船廠的 (land side )與乾船塢建造可半浸水之鑽井裝置的方法。 達成本發明諸目標是透過提供一種方法，本方法可同 15時在造船財建造上殼體下贿，㈣縮短建造的整體 間表。該上殼體完全在陸侧建立於一滑動娜（咖邮收 truss)與數個支撐塔台上，同時在田比鄰該滑動衍架的乾船 瑪中建造下殼體。將一支撑衍架安裝於該乾船搗内以便^ 撐複數個滑動樑，該等滑動樑係由陸侧上殼體的建造基地 20延伸到該乾船塢内下殼體上方的配接位置（細㈣ position ) 〇 ^ ^旦製成該上殼體與該下殼體，即使用一液壓千斤頂 系統藉由在該等滑動樑上滑動將該上殼體卸離到該配接位 置卩現後，藉由在該乾船塢中浮上該下殼體直到它接觸且 8 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 ^牙，娜而完成配接作業。最後，進行上、下殼 ^之烊接。藉此，在可控制的情形下進行全部的配接作 業，從而得以確保安全及作業品質。 5 【實施方式】 i请詳細參考諸圖，第1圖與第2圖係圖示包含乾船塢 之造船薇區的佈置，為建造及配接本發明可半浸水之鱗井 裝，處如第1圖與第2圖所示，該可半浸水之鑽井裝置 包^一上殼體1與一下殼體2。建造期間，係藉由—毗鄰 1〇 :乾船塢4陸側的滑動衍架3支撐該上殼體。該衍架3被 设计成也可在卸離作業期間使用滑動枕塊8在滑動樑6上 滑動完成的上殼體。且將一辅助支撐結構5或支撐衍架5 安裝於該乾船塢4内。 少該等滑動樑或連接構件6是在該支撐衍架5與該滑動 15 ^架3的底部之間延伸。在配接作業完成後，由該支撐衍 架移除該等連接構件6，以下將解釋其細節。 該液壓千斤頂系統7之液壓缸係裝於第一滑動枕塊8 上’且將數個|苗碗座9 ( anchor block )固定於該等滑動 標6之遠端。該等錨碇座9與千斤頂系統7用數條鋼絞線 2〇 ( Strand wire ) 14連接。兩個駁船10係經定位成在船塢地 板上的支撐衍架5後面。該等驳船10係具有裝滿壓載物的 箱槽。該等駁船10藉由拉桿（tiebar )丨丨連接至該等滑動 襟6之遠端。該等駁船10有平衡錘的作用可抵抗該等滑動 樑6的上升運動。 9 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 建造該上殼體1之前，在該滑動衍 性=塔台，，支撑該上殼短，（第3圖二= _共由地面通過工作;:19至該=7:水平走道 等構件使本發明方法具備安:性及友善:製造=道。此 示，支撐衍Γ於乾船鳴内。如圖 牙订朱5具有上半部5Α與下半部5Β。 部5Β有數個帶有向外凸出表面的連接元件5 : 部从有數個帶有向内凹人表面的連接元件5D ^中^ 入部伤5Β的半徑與凸出部份5C的半徑相同。該下半部 二=装成在該乾船塢地板上’接著使用數個船塢1〇 女裝以上+部5Α。僅將該衍架5之上半部5Α放低以落 於該下+部5Β上，再使該凸出表面5C與該凹入表面 15 20 5D配接式哺合。不需要焊接’故得以快速安裝與拆除支 撐衍架5且縮短乾船塢的佔用時間。 第I圖係圖不與建造過程中相鄰構件間的加強磨擦力 工具之疋位有關的本發明特性。複數個楔形構件，例如木 製楔形物13用來最小化焊接的需要。在第5圖的細部詳圖 ‘1’中，兩個楔形物I3是裝在該上殼體i底面與該滑動衍 架^頂面之間°同# ’如第5圖之視圖‘A’與細部詳圖 2所不’該支樓衍架5與滑動樑6分別被掷在該船瑪地 板與支撐衍架之間的楔形物13上。抗壓強度 (comp腦ive-strength)高的木頭能轉移ς直負荷，且界 面間的磨擦則可約束相鄰構件間的橫向移動。 J:\menu\Pending-93\93492.doc 10 200521024 八几又肢1興該下私科1 頂起且沿著該等滑動樑6 則將該上殼體1 5 10 15 20 體對齊於該下殼體2的支柱亡方的位置且大 配接位置後該上殼體i與該下 沾圖不上殼體1到達 與下柱ί頂面間大約有500毫米二隙十殼體底面 本去下一步驟係包含浮上該私 ’ 段，使該乾船塢進水。藉由=双體。在此製造階 壓載水實現該下殼體”1要的浮箱二轉移水箱間的 (fi〇at—methGd) ’同時藉由飄浮法 =頂面最後與該上殼體^之:二準在= 订在上、下㈣接縫處的暫雜導向塊（ guide piece )的焊接。 y 該下殼體2持續上浮直到它支撐上殼體！的重量並且 密閉上殼體1與下殼體2之間的間隙。然後，該上殼體i 完全由該滑動衍架3撤除。將上殼體1、下殼體2的接縫 充分焊接使得該下殼體2永久接合於上殼體i。 接著為配接步驟，由輔助支撐結構5撤除該可半浸水 之鑽井裝置。使用裝於該滑動衍架3上的千斤頂系統7將 該滑動衍架3由配接位置收回到陸侧。使用裝在連接樑6 上的千斤頂系統7、9以切斷、拉出、並且卸下在乾船 塢4上面的滑動樑6至該等驳船1〇。然後，由乾船塢4移 除該等連接樑6至一個或更多運送工具、或低身拖車 (low bay trailer) 12 〇 第8圖係圖示由在乾船塢4内配接位置處的支撐衍架 11 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 5浮出已完成有殼體1、2之鑽井裝置。 第9圖係圖示在乾船瑪4肉i二丄1 |置之@®。 内由錢擒衍架5撤除鑽井 5 10 15 20 點的優 卜A又體縮短整體的建造時間。 避免在離岸惡劣環境巾配接的高風險料確定性，從而得 以保證南度的女全及品質。結果，上、下殼體有 直性且設備有可能提早試車。 本發明方法财適當的上殼體結構性㈣，在該上殼 體的整個安裝期間可處理裝料形態（她）的 變化。在，上殼體下方係安裝—安全^作平台，以加強 本电明，·*·全性及友善的製造特性。該等塔台係提供由地 面至讀體下方王作平台的垂直與水平通道。此外，也提 供由該上殼體至配接位置的無障礙滑動。 該等支揮衍架的零件均容易安裝、容易對齊、且容易 移除。錄船塢的地板無需額外的椿材（pmng )。在滑 動過程㈣地衫均自崎（diffoemial g_d segment )所造成的潛在問題已予排除且最,丨、化或完全 排殼體與支撑衍架的交又支㈣

之間的阻礙。 S 門古明方法附加優點係有關於：排除用來抵擂滑動期 力的卬貴地基錨點（ground anchoring point ); 法。^ = ^該等滑動樑、支撐衍架又能保護滑動表面的方 ' 製的横形物調整該結構的高度較佳且能藉由面際 12 J:\rnenu\Pendmg-93\93492.doc 200521024 磨擦力約束橫向移動。 儘管已參考特定具體實施例說明本發明，但所做的說 明沒有限定本發明的意思。熟諳此藝者在閱讀本案說明後 顯然能對所揭示的具體實施例以及本發明的其他具體實施 5 例做成種種修改。因此，應注意，附上的申請專利範圍係 涵蓋落入本發明實際範疇内的任何修改或具體實施例。 【圖式簡單說明】 10 為更加瞭解本發明之性質與目標，請參考實施方式及 附圖，圖中相同元件均以相同的元件符號表示。 第1圖與第2圖係分別圖示卸離與配接作業佈置之輪 廓與平面圖。 第3圖係由滑動衍架與建造塔台所支撐之上殼體的斷 15 面圖。 第4圖係圖解安裝支撐衍架於乾船塢内的步驟。 _ 第5圖係圖示如何定位本發明方法中的楔形構件。 第6圖的斷面圖係圖示在乾船塢内下殼體上方的配接 位置之上殼體。 2〇 第7圖係圖示上殼體完全被下殼體支撐以及配接作業 後撤除滑動衍架時的製程步驟。 第8圖係圖示浮出鑽井裝置前將滑動樑拆除。 第9圖係圖示完成的配接作業。 13 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 主要元件符號說明 1 上殼體 2 下殼體 3 滑動衍架 4 乾船塢 5 輔助支撐結構或支撐衍架 5A 上半部 5B 下半部 5C 有向外凸出表面的連接元件 5D 有向内凹入表面的連接元件 6 滑動樑 7 千斤頂系統 8 滑動枕塊 9 錯石定座 10 駁船 11 拉桿 12 運送工具或低身拖車 13 楔形物 14 鋼絞線 17 垂直的樓梯 18 水平走道 19 工作平台

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Claims (1)

1. 200521024 十、申請專利範圍： 1.-種建造可找水之斜裝置的方法，其係包含以 下步驟： 提供一上殼體與一用以支撐該上殼體於地上的工 具； 下殼 在毗鄰該上殼體支撐工具的乾船塢中提供一 體； " 提供一工具，其係裝在該上殼體支撐工具上，用 移動該上殼體至一在該下殼體上方的位置· 將該上殼體轉移至在該下殼體上方的位置；， 壓載該下殼體使該下殼體與該上殼體對齊· 配接=【與J下殼體，從而組裝該可半浸水 15 20 由該上殼體切工具撤除該可半浸水之鑽井裝置 =-專:=二項之方法，其係更包含- 該下殼體上方時在將該上殼體定位; 上殼體支撺工息:時支擇該上殼體，且其中該由言 係進一步包含二撤除該可半浸水之鑽井裝置之步屬 之鑽井裝置之步^該辅助支撐結構撤除該可半浸冰 根據申請專 殼體支撐工&固第1項之方法，其_該提供該上 、之步驟係包含以下步驟··在建造該上 2· J:\menu\Pending-93\93492.doc 15 3· 200521024 殼體於一滑動衍架與塔台上層結構上之前，安裝該 /骨動衍架與複數個塔台上層結構用以在陸上將該上 殼體保持在一架高的位置且用以提供通到該上殼體 的水平及垂直通道。 4· 根據申請專利範圍第3項之方法，其係更包含一步 驟·提供一用以約束與該滑動衍架有關的該上殼體 之橫向移動而在該上殼體與該滑動衍架之間未施以 焊接。 5· 根據申請專利範圍第4項之方法，其中該約束工具 係包含複數個至少外表面是由增加磨擦力的材料形 成之楔形構件，係使該等楔形構件適合於該上殼體 的底面與該滑動衍架的接觸表面。 6·根據申請專利範圍第2項之方法，其中該提供該輔 助支撐結構之步驟係包含安裝一支撐衍架於該乾船 塢内且挺供數個在該辅助支樓結構與該上殼體支撐 工具之間延伸之連接樑。 7·根據申請專利範圍第6項之方法，其係更包含一步 驟：提供一工具用以約束與該乾船鴣有關的輔助支 撐結構之橫向移動而該輔助支撐結構與該乾船塢之 間未施以焊接及/或錨破。 16 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 8· 9· Γί:請f利範圍第7項之方法，其中該約束工具 二二稷•至少外表面是由增加磨擦力的材料形 β社播件，係使該等楔形構件適合於該輔助支 接結構的底面輿該乾船塢的地板。 利範圍第6項之方法’其係更包含-步 姓接ΛΛ二一工具用以約束該等連接樑與該輔助支撐 、=板向移動而·助支撐結構與該等連接樑之 間未施以焊接。 ίο.根據申請專利範圍第9項之方法，其中該約束工具 系^ s複數個至少外表面是由增加磨擦的材料开多成 之楔形構件’該等楔形構件適合於料連接標的底 面與該辅助支撐結構的接觸表面。 u·根據中請專利範圍第6項之方法，其中該用以轉移 該上殼體之工具係包含一裝在該上殼體支撐工具與 該等連接樑上的千斤頂系統。 12.根據巾請專利_第6項之方法，其中該等連接標 均有近端，且其中係將該等近端固定於該上殼體支 撐工具。 J:\menu\Pending-93\93492.doc 17 200521024 13. 根據申請專利範圍第12項之方法，其係更包含一步 驟：將該等連接樑可卸除式固定於一位在該辅助支 撐結構後方的平衡錘。 5 14. 根據申請專利範圍第1項之方法，其係更包含一步 驟：安裝該輔助支撐結構於該乾船塢之地板。 15. 根據申請專利範圍第14項之方法，其中該輔助支撐 結構係包含有數個向外凸出的連接構件之一下半部 10 與有數個對應向内凹入的連接構件之一上半部，且 其中該安裝該輔助支撐結構於該乾船塢地板上的步 驟係包含一使該輔助支撐結構的該上半部與該下半 部配接式嚙合的步驟。 15 16. 根據申請專利範圍第2項之方法，其中該由該辅助 支撐結構撤除該可半浸水之鑽井裝置之步驟係包含 一收回該上殼體支撐工具與該等連接樑之步驟。 17. 根據申請專利範圍第16項之方法，其係更包含一步 20 驟：使用一裝在該上殼體支撐工具上的千斤頂系統 拉出該上殼體支撐工具。 18. 根據申請專利範圍第16項之方法，其係更包含一步 驟：使用一裝在該等連接樑上的千斤頂系統拉出且 18 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 卸下該等連接樑至複數個運送工具。 19. 一種在造船廠内建造可半浸水之鑽井裝置的方去 其係包含以下步驟： / 在陸上提供一滑動衍架與複數個支撐塔台· 在該滑動衍架與該等支撐塔台上建造該可半、 鑽井裝置之上殼體； /又<之 在毗鄰該滑動衍架的乾船塢内提供一支撐街架· 在建造該上殼體的同時，在該乾船塢内建埯^可 浸水之鑽井裝置的下殼體； p 固定一千斤頂系統於該滑動衍架的下方； 提供複數個固定在該支撐衍架與該滑動衍架的 部之間的滑動樑； > 頂起該上殼體並且沿著該等滑動樑將造好的上殼體 轉移至在造好的下殼體上方的位置； 成 在该乾船塢中使該下殼體浮起； 壓載該下殼體使該下殼體與該上殼體對齊； 配接該上殼體與該下殼體’從而在該乾船鵪 該可半浸水之鑽井裝置；且、 由該滑動衍架與該支稽姉撤除該彳半浸水之鑽井 裝置。 2〇· 專利範圍第19項之方法，其中該等滑動樑 二，、有遠端，且其中該等遠端係可卸除式連接至一 19 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 在轉移該上殼體時用以阻止該等滑動樑昇高的平衡 錘。 21. 根據申請專利範圍第20項之方法，其係更包含一步 5 驟：將該支撐衍架安裝於該乾船塢之地板上。 22. 根據申請專利範圍第21項之方法，其中該支撐衍架 係包含有數個向外凸出的連接構件之一下半部與有 數個相應向内凹入的連接構件之一上半部，且其中 1〇 該安裝該支撐衍架於該乾船塢地板上的步驟係包含 一使該支撐衍架的上半部與下半部配接式嚙合的步 23. 根據申請專利範圍第20項之方法，其係更包含一步 15 驟：將增強磨擦力的楔形構件至少裝在該上殼體與 該滑動衍架之間，該等楔形構件係約束該上殼體之 橫向移動而在該上殼體與該滑動衍架之間未施以焊 接。 2〇 24. 根據申請專利範圍第19項之方法，其中由該滑動衍 架與該支撐衍架撤除該可半浸水之鑽井裝置的步驟 係包含收回該滑動衍架與該等滑動樑之步驟。 25. 根據申請專利範圍第24項之方法，其係更包含一步 20 J:\menu\Pending-93\93492.doc 200521024 驟：使用一裝在該滑動衍架上的千斤頂系統拉出該 滑動衍架。 26. 根據申請專利範圍第24項之方法，其係更包含一步 5 驟：使用一裝在該等滑動樑上的千斤頂系統拉出且 卸下該等滑動樑至複數個駁船。 21 J:\menu\Pending-93\93492.doc