專利名稱:海上平臺上部結構整體安裝方法及實施該方法的設備的制作方法
本發明涉及一種新的方法，這種方法用一個簡單的定位作業以整體的形式安裝構成平臺臺面支承梁、鉆井和生產設備、生活區的結構，即構成一個海上平臺的總成的上部建筑的整個復雜的結構，使在海浪中安置平臺的時間和費用顯著地節省，并使平臺更合理、能立即發揮作用和更好地優化從而減輕重量。
已知，在海上平臺的安裝中，最關鍵的一步是平臺上部結構或臺面的裝配。上部結構或臺面在被一個適當的船只或者運輸筏或駁船支承時，不可避免地要受海上波浪運動的作用，因此它必須被放置在建立在海底上的平臺的下部結構或樁的露出水面的固定腿上。事實上，這一步驟的目標必須是盡可能迅速地將平臺上部結構這個負荷從駁船甲板轉移到樁腿上，以達到避免海浪運動的既可能損壞該結構又可能損壞該船只或筏的有害影響的目的。
從現有技術中已經知道將平臺臺面安裝在樁腿上的方法。根據該已知的方法，用駁船或筏使由該駁船或筏的浮動的船身支承的平臺臺面位于樁腿中間，然后下降放置在樁腿上，再通過該駁船的適當的下沉而使平臺臺面脫離該駁船或運輸筏。
但是，這樣一種方法顯出若干缺點，其中主要的是往筏或駁船的壓載箱中注水使之沉沒需要很長的時間，這使裝配作業變得非常困難，因為駁船對波浪運動非常敏感，需要長時間保持海面平靜。不但如此，在那些經常有波浪運動的區域，這種要求使該方法實際上不能應用。另一方面，由于筏下沉的慣性，下沉作業不能象所需要的那樣預先指定和控制得那么完善，裝配作業不可能精確，因而需要多次嘗試，也就需要大量的精力和時間。此外，在這些反復的嘗試中，隨著時間的持續，由于波浪運動，筏或駁船以及平臺結構或臺面兩者都將經受多次與樁腿的碰撞，結果就有可能大大地損壞該結構。最后，由于平臺臺面必須總是保持在高于樁腿伸出腿的水平位置而與海上波浪運動無關，為了這個目的，要在筏上用一個尺寸大、高度高的框架來支承平臺臺面，因此需要大的價錢昂貴的運輸筏，也帶來了航行的困難。
不僅如此，所述航行上的困難和所述的缺點，還造成了進一步的不利因素。即，這個臺面，也就是說，構成平臺臺面支承梁的結構，和構成整個海上平臺上部結構的其余部分都必須以組件的形式運輸和安裝，這就使安裝費用和所需設備部件的數量增加，并需要另外的船用運輸和升降裝置。
本發明的目的正是要消除所述的缺點，從而提供一種海上平臺的安裝方法，節省費用和時間，不需要大的運輸筏和駁船，幾乎不受海上波浪運動的影響，因而平臺臺面和基礎樁的腿的裝配操作相當精確和柔和，而最主要的是海上平臺的整個總成的上部結構能以整體的形式運輸。這后一種可能性的優點實際上是明顯的，可以概括如下-大大減少海上安裝的時間;
-顯著地減少構成整個結構的鋼材的重量，因為該結構在提升階段不再需要加固;
-幾乎完全取消了掛鉤連結-或使上部結構的各種組件彼此聯接-的作業，即竣工工作;
-降低了管材和敷設電動力纜及儀器電纜所需材料的費用
-改進了整套裝置的布局，即改善了各種裝置的組成部分的位置，這些組成部分由于被設計成單個的單元而將具有最佳位置;
-能在海上運輸之前直接在岸上完成大部分試運轉工作，從而大大減少項目完成所需的時間。
采用一個可半沉的筏或駁船便得到上述那樣的結果。當該筏或駁船沉入水中時，用裝在其甲板上的垂直浮箱使之穩定。該甲板上也裝有一個“可移動的平臺”，該平臺由一個以后必須支承整個海上平臺上部結構總成的大型矩形厚板構成。該厚板與其所支承的海上平臺上部結構之間插入減震器，這些減震器適于吸收在裝配階段由于筏受波浪運動的作用而在水平面內運動所引起的不可避免的震動。該減震器可由船舶入塢所用的那種類型的彈性填料做成或由充滿水或壓縮空氣的墊構成。航行時，這些減震器不起作用。另外，所述厚板或“可動平臺”借助于垂直地安裝在筏體上的數量相當多的液壓缸而垂直滑動，并且上升和下降時由一組緊固在該厚板上、與所述液壓缸位置隔開的垂直的梁引導。液壓缸的活塞行程最好有4-5米，總推力至少等于被支承負荷的1.5倍。所述梁在垂直的精密的導軌中滑動，它們也裝在筏或駁船的船體上。
在另一邊，海上平臺臺面或上部結構的構造中，裝有與基礎樁的伸出腿的軸線一致的垂直的管形立柱。端部呈園錐形而利于自動對中的園柱形支柱在所述管形立柱內滑動，并將其端部插入事先安置在所述樁腿里的對應的支座中，構成承受整個上部結構整體負荷的支柱。這些滑動的支柱被一組插入所述立柱的液壓氣動千斤頂從立柱上部向下推，并與兩個疊置的壓緊環接合。由于氣體膨脹，這些環交錯地緊壓在所述立柱的壁上。
雙效千斤頂的活塞應有一個1-2米的行程。顯然，當滑動支柱停靠在樁腿上時，繼續作用于千斤頂將引起整個上部結構上升，這樣就能達到所需的高度。
插入這樣一種兩用的部件實際上使一個海上平臺的上部結構整體既能容易地運輸又能迅速地從筏或駁船的甲板轉移到樁腿上。
由于“可動平臺”僅在筏到達現場附近時使其所支承的結構上升到所需的高于伸出的樁腿的高度，因此實際上允許所述結構放在筏面上，重心很低地在海上運輸，對其航行很有利。因此也就允許海上平臺的整個上部結構先在岸上制造并總裝完畢，然后裝載在筏面上整體運輸。另一方面，在岸上總裝上部結構的可能性使完成的上部結構總成整體明顯地緊湊，因而重心很低，這又變成另一些優點，除易于海上運輸以外，由于結構的組裝更易于被現場人員和操作裝置(起重機)達到，因此岸上的建造也就更容易，將該結構裝載到筏上也方便。
再者，用垂直浮箱穩定了的筏或駁船總能沉入安裝地點附近的水中，這使它實際上對波浪運動不敏感。這種可能性不僅大大有利于使筏接近、然后進入樁腿中間的作業，而且有利于筏的最后調整，使樁腿的軸線調成與對應的結構的滑支柱的軸線為一直線，最后，有利于裝配作業。
這個末尾的作業總是能辦到的，并且由于采用上部結構的園柱形滑動支柱而更簡化，更方便。該支柱插入預先安置在樁腿里的相應的支座中，使上部結構總是相對于樁腿對中。在波浪運動顯著的情況下，事實上，任憑這些支柱在它們的垂直立柱里慢速滑動，釋放所述千斤頂氣動壓緊環，直到利用海面平靜的時刻，上部結構負荷開始從筏轉移到樁上，使全部千斤頂同時起作用為止。
總而言之，把一個海上平臺的上部結構安裝在所述平臺的立在海底的下部結構或樁的露出水面的固定腿上的方法，其中包括，被安裝的結構由一個筏或駁船在安裝地點附近運輸的步驟，在樁腿露出部分預先裝上適當的彈性防撞桿后，用拖船和緊系在樁腿露出部分上所裝的系纜短柱上的聚丙稀纜或繩索引導筏或駁船，使之進入樁腿中間的步驟，和通過作用于起錨機，卷繞所述聚丙烯纜或繩，進行筏位置的最后調整，使被安裝的結構和所述樁腿能裝配的步驟。根據本發明，這種方法的特征在于，它還包括，將先在岸上制成并總裝好的海上平臺整個上部結構的整體裝載在一個裝在筏面上的、可垂直移動的“支承平臺”上的開始步驟;在到達所述的安裝地點附近以后，使被裝在筏面上的垂直浮箱穩定了的筏完全沉沒于水中的步驟，和通過作用于相應的升降液壓缸將所述可動支承平臺升起，從而使上部結構達到高于與海浪運動無關的樁腿伸出端的高度的步驟;以及，在進行所述筏位置最后調整之后，接著進行的啟動位于支承平臺和上部結構之間的減震器的步驟，通過作用于插入管形立柱并與兩個疊置的、靠氣體膨脹交替地壓在所述立柱內壁上的壓緊環相連接的各個液壓氣動千斤頂，使園柱形升降支柱在各個裝在所述上部結構整體的臺面結構中并與基礎柱伸出腿的軸線一致的管形立柱中滑動，直到其園錐形端部插入并保持在基礎樁腿里所設的相應的支座中的步驟;以及在海面平靜的時刻同時進行的通過繼續作用于所述支柱的液壓氣動千斤頂，使上部結構上升到相對于樁腿的所需的高度的步驟，通過始終作用于所述升降液壓缸使所述支承平臺迅速下降的步驟，將筏或駁船的壓載箱迅速注滿水以補償從筏轉移到樁上的上部結構重量的步驟;和，最后，將所述支柱分別焊到樁腿和各個對應的管形立柱上的步驟，通過釋放所述氣動壓緊環將液壓氣動千斤頂從所述支柱中卸出的步驟，將所述千斤頂從上部結構中拆除的步驟，和將筏從樁腿間向外移走的階段。
根據本發明的一個最佳實施例，所述的可垂直移動的支承平臺由一塊矩形厚板構成，其水平方向緊固在一組數量相當多的、彼此平行地定位的液壓缸的支柱端部上，而垂直方向固定在筏或駁船的船體上，所述厚板另裝有一組垂直的梁，這些梁相對于所述支柱彼此隔開地緊固在厚板的下表面，并插入垂直的精密的導軌中，這些導軌也安裝并固定在筏或駁船的船體上。
最后，為了達到使升舉支承平臺用的滑動支柱在相應的樁腿支座中易于自動對中的目的，尤其是達到實施本方法所必需的能在裝配階段吸收筏或駁船的運動的目的，根據本發明的另一個特征，每個園柱形升降支柱在對應的立柱中滑動，該立柱具有一個徑向間隙，該間隙被里面的彈性引導環和下端的一個可在一個裝在所述立柱上的園環形導軌中徑向移動的金屬套環所補償。所述套環將被焊到已定位的所述支柱上，該支柱上有一個園環形止動臺肩，該臺肩將被焊到所述樁腿的支座的上邊緣上，而樁腿的支座也就裝上了一個漏斗式的能被遙控的千斤頂打開或移動的自動對中元件。
現在參照一個最佳的實施例，更好地闡明本發明。該實施例僅僅作為示例給出，并沒有限定的意圖，因為不超出本發明的范圍而引入技術上的結構上的差異總是可能的。
在所述的附圖中，圖1至圖14以不同的比例表示了根據本發明安裝一個海上平臺的上部結構的不同的步驟。
圖15表示，根據本發明具體化了的一個園柱形升降支柱和有關的樁腿中的支座的一個放大了的局部剖視圖。
圖16表示，被一個在其自己的垂直管形立柱內的千斤頂推動的園柱形升降支柱的一個放大的局部剖視圖。
參照附圖，1一般表示被安裝的海上平臺的整個上部結構，主要由一個在岸上組裝好的臺面2構成，其上安裝也是在岸上組裝好的直升飛機站3，鉆井塔4，生活區5，并且所有必要的連接也是在岸上完成的。
這個總成的上部結構整體1是在一個雙軌或四軌的滑行道6(圖2為雙軌型)上建成的，該滑道6以后用于將所述上部結構裝載到一個支承平臺7上，而它本身又被一個支承結構8所支承。該支撐結構與可半沉的筏或駁船9的甲板成為整體，該甲板上裝有垂直的浮箱10。
所述支承平臺7可垂直移動，并且基本上由一塊矩形的厚板構成。該板水平方向緊固在一組數量相當多的、彼此平行地定位的升降液壓缸12的活塞11的端部(詳見圖8-11)，而垂直方向則固定在筏體里面。另外，所述厚板7垂直移動時由一組垂直的梁13引導。這些被緊固在厚板下表面且其位置相對于所述缸12彼此隔開的梁13，被插在垂直的精密導軌14里，這些導軌也被包括并固定在筏9的殼體中。
在兩個后部的垂直浮箱初步移動之后(見圖1和2)，將上部結構整體1裝載到筏9上，并用通常的海上緊固結構使之與筏9成為整體，于是，上部結構就被海運到平臺的下部結構或樁15的附近，樁腿16伸出水面。到達那里以后，用繩17(見圖3)將筏錨固在海底，用聚丙烯繩索18將筏連結到預先設置在樁15的腿16上的適當的系纜短柱上，將筏全部沉入水中(見圖4)，最后，先用它的垂直浮箱10使它變得平穩，再用拖船19、纜20將它拖進樁15的腿16中間。而通過作用于所述升降液壓缸12可動支承平臺7和上部結構整體1將被升到比樁15的腿16的伸出端更高的地方。
當筏9被引入樁15的腿16中間(筏9與樁腿16之間有適當的彈性防撞桿，見圖5)之后，通過作用于錨纜17的起錨器，尤其是通過卷繞聚丙烯纜18(見圖7)，進行筏的最后位置調整，直到樁15的腿16的軸線與一組相應的、在緊固于上部結構1的臺面2的結構上的垂直的管形立柱23中滑動的園柱形支柱22(具體見圖10和圖16)的軸線重合。每個升降支柱在對應的立柱23內被一組插在立柱23中的液壓氣動千斤頂24(圖16中的三個)所驅動，千斤頂24與兩個疊置的壓緊環25和25′聯接，這兩個壓緊環由于氣體膨脹而被交替地緊壓在所述立柱23的內壁上。在支柱22和面對它的壓緊環25′之間加入一個緩沖墊40。
在進行所述調整后，釋放所述的海上緊固結構，使位于支承平臺7和結構1之間的減震器26′(見圖6、8、10和11)起作用，進行裝配作業，包括用液壓氣動千斤頂使升降支柱22降下，直至其園錐形端部26插入相應的基礎樁15的腿16(見圖10)，并使它們靠在設在所述樁腿中的各個對應的支座27上。
為了吸收筏9的以及隨之發生的支柱22的不可避免的運動，從而有利于裝配作業，根據本發明，每個園柱形升降支柱22(具體見圖15)相對于對應的立柱23顯出一個徑向間隙28，該間隙用內部的彈性引導環29和可在同一立柱下端所設的園環形內導軌中徑向移動的一個金屬套環30來補償。此后，金屬套環30必須被焊在支柱22上，使支柱保持在所需的位置。支柱22上另設有一個園環形止動臺肩32，該臺肩必須被焊在有關的樁腿16的上邊緣33上(見圖15)，該樁腿又裝有一個漏斗狀的、靠在所述上邊緣33上的自動對中元件34。利用千斤頂35使元件34的園周齒36與所述邊緣33脫離嚙合，就能從一個遠離的位置使元件34張開，這樣就使它能向下移動到臺肩37處，從而使所述邊緣33能進行焊接。最后，利用帶有間隙38的楔形榫支承支柱22的園錐形端部26，該端部可沿軸向移動，與一個測力計39協同動作。
在確定所有支柱22都準確地位于它們所對應的支座27中并給對應的測力計39相同的信號以后，在海面平靜的時刻，啟動液壓氣動千斤頂24以便迅速提升上部結構1。同時，打開用于向可半沉沒的筏9的壓載箱快速注水的閥門，指揮可動支承平臺7下降(見圖11)，作用在液壓缸12上。這三個同時進行的動作使上部結構1的重量迅速地從筏9轉移到樁15上，從而脫離筏9，這也就使筏9能被用一個與將它引入時相反的操縱方法將它從樁15的腿16中間移出來(見圖13)。
在這過程中，通過繼續作用于支柱22的千斤頂24，將把上部結構帶到設計的極限水平。
在將立柱23的環33焊到各個對應的支柱22上和將同一支柱的止動臺肩32焊到對應的基礎樁15的腿16的上邊緣33上以后，以及開始向下移動漏斗式的自動對中元件34以后，就能拆除液壓氣動千斤頂24(圖14)。
權利要求
1.將一個海上平臺的上部結構安裝在所述平臺的立于水底的下部結構或樁的露出水面的固定腿上的方法，其中包括，用一個筏或駁船將被安裝的結構運送到安裝地點附近的步驟；在樁腿的露出部分預先安置了適當的防撞桿之后，利用拖船和緊系在該露出部分上所設的系纜柱上的聚丙烯纜或繩索引導筏或駁船，使之進入樁腿中間的步驟；以及通過作用于起錨機并卷繞所述聚丙烯纜或繩進行筏位置的最后調整，使被安裝結構與所述樁腿之間能配合的步驟，其特征在于，它還包括將先在岸上制成并組裝好的海上平臺整個上部結構的整體裝載到一個設在筏面上的可垂直移動的支承平臺上的起始步驟；到達所述安裝地點附近后，使被裝在甲板上的垂直浮箱穩定了的筏完全沉沒的步驟和通過作用于有關的升降液壓缸使所述可動支承平臺升起，從而使上部結構處于一個高于與海浪運動無關的樁腿露出端的高度的步驟；筏位置終調完畢后，啟動位于支承平臺和上部結構之間的減震器，通過作用于插入裝在所述上部結構整體的臺面結構中、與基礎樁伸出腿的軸線一致的管形立柱內并與靠氣壓膨脹交替地緊壓在所述立柱內壁上的兩個疊置的壓緊環連接的各個液壓氣動千斤頂，使園柱形升降支柱在對應的各個管形立柱中滑動，直到所述支柱的園錐形端部插入并保持在所述基礎樁腿中所設的相應的支座中的步驟；以及在海面平靜時同時進行的，通過繼續作用于所述支柱的液壓氣動千斤頂將上部結構升到相對于樁腿的所需的高度的步驟，通過始終作用于所述升降液壓缸使所述可動支承平臺迅速下降的步驟，迅速注滿筏或駁船的壓載箱，補償從筏轉移到樁腿的上部結構重量的步驟；和最后，將所述支柱分別焊到樁腿和對應的管形立柱上的步驟，通過卸除所述氣動壓緊環使所述液壓氣動千斤頂從所述支柱卸出的步驟，將所述千斤頂從上部結構中拆除的步驟和使筏從樁腿間向外移出的步驟。
2.根據權利要求
1的方法，其特征是所述可垂直移動的支承平臺由一塊水平方向緊固在一組數量相量多的、彼此平行地定位的升降液壓缸的活塞的端部上而垂直方向固定在筏或駁船的船身中的矩形厚板構成，該厚板另外裝有一組緊固在其下表面上、相對于所述活塞隔開的位置上的垂直的梁，這些梁插入所設的精密的垂直導軌中，這些導軌也固定在筏或駁船的船身中。
3.根據權利要求
1的方法，其特征是，每個園柱形升降支柱在其對應的具有一個徑向間隙的立柱中滑動，這個徑向間隙被內部的彈性引導環和下端的可在所述立柱上所設的園環形導軌中徑向移動的一個金屬套環所補償，該套環將被焊到所述的已定位的支柱上，該支柱有一個將被焊到所述的樁腿中的支座的上邊緣的園環形止動臺肩，該樁腿又有一個適于用搖控千斤頂使之張開和移動的漏斗式的自動對中元件。
4.基本上在此公開和說明了的用于整體安裝海上平臺上部結構的方法。
5.基本上在此公開和說明了的用于實施海上平臺上部結構的整體安裝方法的設備。
專利摘要
將整個海上平臺上部結構安裝在樁腿上的方法。用這種方法，將所述上部結構裝載在一個有垂直穩定浮箱的可半沉的駁船的可垂直移動的平臺上，用樁腿頂端上面的液壓油缸把所述的平臺上部結構總成提升起來，然后用在上部結構的立柱里的液壓氣動千斤頂使圓柱形的支柱滑動，直到立柱底端進入樁腿中的裝配支座。在無風期，當降下平臺并給駁船壓載時，該上部結構進一步升起。
文檔編號E02B17/00GK86101732SQ86101732
公開日1986年12月24日 申請日期1986年3月17日
發明者安托尼奧·布爾維里 申請人:塞彭公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan