專利名稱：立柱式平臺中心井裝置的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及浮動式海上結構，特別涉及立柱式平臺的中心井裝置。
背景技術：
大量立柱式平臺設計用于近海石油和天然氣的鉆探與生產工業。這包括桁架式立柱式平臺、傳統立柱式平臺和多柱式立柱式平臺。這里的術語“立柱式平臺結構”是指任何浮動結構平臺，那些海上工業領域的普通技術人員應該明白其為具有開放式中心井結構的任何浮式采油和/或鉆探平臺或鉆探船。立柱式平臺被設計為支撐頂部甲板和立管系統，立管系統用于從海底儲油層抽取碳氫化合物。頂部甲板能支撐向輸送管道或運輸油輪輸送的用于處理碳氫化合物的設備。 頂部甲板也能支撐用于鉆探并完成穿透油井的儲油層的鉆探設備。油井中的產品通過立管被帶到位于頂部甲板上的采油平臺上。立管系統可以是柔性或鋼性懸鏈線立管(SCR)或頂部張緊立管(TTR)或兩者的組合體。懸鏈線立管能被連接到立柱式平臺任何一點上，并在頂部甲板對生產設備布線。 布線可以在平臺外部或穿過平臺內部。TTRs通常從海底上的井口到頂部平臺上的生產設備穿過開放式中心井布線。這些TTR既可以用作生產立管，用于將產品從儲油層帶出；也可以用作鉆探立管， 用于鉆井和提供進入儲油層的通路。在一些采用TTR的設計中，浮力罐或氣動_液壓張緊器能支持(托起)這些立管。當采用浮力罐時，獨立于平臺提供用于托起立管的浮力；當采用張緊器時，這些張緊器安裝在立柱式平臺上，因此，用于托起立管的浮力由立柱式平臺提供。在任一支撐立管的方法中，TTR—般布置在開放式中心井內的矩陣式結構中。在這個中心井位置中的立管之間的空間在立管之間產生了距離，這使得能人工進入安裝在立管頂部的采油樹。支撐頂部甲板的立柱式平臺結構包括一個硬艙和其它結構部分，例如桁架和軟艙，或者平臺完全封閉成一個圓筒。硬艙提供支撐平臺結構、立管和頂部甲板的大部分浮力。硬艙被分隔成多個艙室，壓艙物在這些艙室之間被移動以控制平臺的穩定性。中心井結構在硬艙中心形成了一個開放式空間，被稱為開放式中心井。由于中心井是向海洋敞開的，因此它不能為平臺結構提供浮力。這提供了一種潛力，以取代中心井中的海水并獲取浮力。獲取浮力最主要的優勢是硬艙的直徑能減小。這對立柱式平臺的建造、 運輸和安裝提供了特殊的優勢。
發明內容
本發明解決了本領域的已知缺陷并引出了立柱式平臺開放式中心井裝置，其中，一個可調整浮力中心井設備(AB⑶)單元被安裝到該結構的中心井中。可調整浮力中心井設備被剛性連接到硬艙的內壁上，并在中心井中限定了一個可調整浮力中心井設備。ABCD 是一個水密和氣密浮力氣密室，其允許內部壓艙物根據需要調整。本發明各種新穎性的特征由從屬權利要求的技術特征指出，并成為了本申請公開的一部分。為了更好的理解本發明以及其使用所取得的操作優勢，參照構成本公開的一部分的附圖和描述，其展示了本發明的一個優選的實施例。
下面的附圖組成了本說明書的一部分，其中，附圖中提及的附圖標記所指的相同或相應的部分始終一致圖1是一個具有開放式中心井的傳統桁架式立柱式平臺的截面圖。圖2示意性地展示了在立柱式平臺建造中本發明的安裝。圖3展示了安裝有本發明的立柱式平臺硬艙的截面圖。圖4展示了安裝有本發明的立柱式平臺硬艙的側視圖。圖5展示了在立柱式平臺安裝的本發明的另一形狀的截面圖。圖6-8展示了本發明的另外的設置。
具體實施例方式圖1是具有傳統開放式中心井12的桁架式立柱式平臺10的截面圖。可以看出， 立管14接納在開放式中心井12中。如上述背景技術所述，傳統開放式中心井12對海水28 敞開。桁架段30從硬艙18向下延伸。在桁架段30底端的軟艙32被用來根據需要調整浮力。圖2展示了本發明16，通常被稱為可調整浮力中心井設備(AB⑶)，它在立柱式平臺10構建的過程中被提升到位。由于尺寸(通常直徑80-150英尺，長度200-300英尺)的原因，立柱式平臺硬艙18—般建在水平位置具有立柱式平臺10的部分上。因此，當立柱式平臺位于AB⑶16的側邊并且中心井12更容易接近時，AB⑶16更容易安裝。根據施工設備和能力，安裝ABCD有各種構建方法。如圖2和3所示，ABCD16尺寸設置成其外部尺寸小于已安裝完成的立柱式平臺的中心井的內部尺寸。在安裝和保持在位時，這在ABCD16的外表面和中心井的內表面之間限定了一個空間20。ABCD16是剛性結構，由適合海洋環境的合適材料制造，如鋼，并在底部封閉以防止海水進入和為立柱式平臺結構提供附加浮力。ABCD16 可提供多個獨立的水密和氣密艙室26，用來在海上鉆井和生產過程中根據需要調整浮力。圖3展示了安裝在立柱式平臺結構的硬艙18中的AB⑶16。多個承剪板22剛性連接在AB⑶16和硬艙18之間以固定AB⑶16，并在AB⑶16和硬艙18之間限定了空間20。空間20為立管14提供了空間。立管14之間的間距由附圖標記24標示。圖4是展示了安裝在立柱式平臺中的AB⑶16的部分側視圖。為了便于說明，立管在這個圖中沒有示出。圖5展示了另一個實施例，其中，立柱式平臺的中心井12和AB⑶16的橫截面都是圓形。圖6展示了另一個實施例，其中，用于立管的空間20僅設置AB⑶16的兩側。在該實施例中，ABCD16是矩形，其中，ABCD16的兩個相對邊的外部尺寸小于中心井12的內部尺寸，其另外兩個相對邊的外部尺寸緊密配合中心井12的內部尺寸。圖7展示了另一個實施例，其中，為立管提供了 3個空間20。這與圖6的實施例相似，除了在中間具有一個額外空間。這將要求或者用兩個連接到中心井12的獨 立的ABCD 單元16 ；或者一個單一的AB⑶單元16，其包括為立管提供空間的中心去除部。圖8展示了另一個實施例，其中，用于立管的空間20由中心而不是四周提供。此夕卜，這將要求或者用兩個獨立的AB⑶單元16連接到中心井12 ；或者一個單一AB⑶單元16， 其包括為立管提供空間的中心去除部。作為一個單一的單元ABCD16，其將具有緊密配合中心井12的內部尺寸的外部尺寸和為立管提供空間的穿過中心的去除部。圖3中的結構也可用于在AB⑶16中存儲流體和其它材料。這提供了在立柱式平臺硬艙18中存儲流體和防止流體存儲器(ABCD16)的碰撞，同時保持了傳統立柱式平臺的結構。圖6所示的結構也可用于在AB⑶16中存儲流體。在該結構中，AB⑶存儲單元16 被連接到中心井內部隔壁，同時，硬艙10以正常方式提供浮力隔室。本發明提供了幾個超過已知技術的優點，包括增加浮力、減小尺寸和重量(減小平臺外殼尺寸)、根據環境變化簡單且有效地調整平臺的浮力。這些優點的效果在下面解釋。立柱式平臺的建造和運輸包括若干階段，在這些階段立柱式平臺位于水平位置。 平臺可由重型運輸船運到近海淺水位置，并在該位置從運輸船上卸載。此外，平臺可在靠近安裝的位置建造并轉移到水中，而不需要運輸。在任何一種情況下，在平臺被拖運到遠離海岸的開放深水域的安裝位置之前，平臺通常在水平位置被臨時錨固到船塢或碼頭以開展輔助工作。靠近碼頭的適合建造這樣結構(例如船塢)的水深通常比較淺，在40-50英尺之間。重要的是在該操作工程中平臺不接觸海底。平臺減少的尺寸提供了在這樣的淺水碼頭區域浮動能力的優點。大部分立柱式平臺，無論是美國專利US4702321 (本領域中稱為傳統立柱式平臺) 還是美國專利US5558467(本領域中稱為桁架式立柱式平臺)，都在平臺外部裝備有螺旋狀側板。這些側板的目的是降低渦流引起的轉動。通常，側板從立柱式平臺壁向外延伸的距離為硬艙直徑的13% -15%。迄今構造的立柱式平臺構造成具有80-150英尺的平臺體的直徑。這意味著取決于平臺體的直徑側板徑向地從外殼向外延伸大約10. 4-22. 5英尺的距離。在建造立柱式平臺時，當在淺水或靠近碼頭附近牽引平臺時，應該考慮側板的這樣的高度。當立柱式平臺直徑太大或水太淺，側板可能會碰到海底。萬一側板碰到海底，解決辦法是截短側板，以留出必要的空隙。截斷側板尖端的后果是使得降低渦流引起的轉動的效果減弱。如果保留標準側板的尺寸，其結果是需要在遠離建造廠的更深的水中連接側板，這將增加工作的復雜性和費用。平臺直徑的降低使側板的高度得到降低并使龍骨下方的間隙得以增加。立柱式平臺的直徑很大程度上取決于它所支撐的有效載荷。一些優勢可通過拉長立柱式平臺取得。然而，為了展示ABCD在降低外殼直徑上的效果，假設立柱式平臺的周長恒定為555英尺。具有該長度的并具有需要支撐頂部甲板重量的開放式中心井的桁架式平臺的直徑如下圖所示。在同一圖中示出了當本發明的ABCD使用時立柱式平臺的直徑。
權利要求
1.一種立柱式平臺中心井裝置，包括a.可調整浮力設備，其安置在立柱式平臺中心井中；b.所述浮力設備通過多個承剪板剛性連接到中心井；和c.所述浮力設備的外部尺寸小于中心井的內部尺寸，這樣，在浮力設備和中心井之間限定了一個空間。
2.根據權利要求1所述的立柱式平臺中心井裝置，其特征在于，可調整浮力設備配置成能存儲流體。
3.—種立柱式平臺中心井裝置，包括a.可調整浮力設備，其安置在立柱式平臺中心井中；b.所述浮力設備是矩形，并剛性連接到中心井；和c.所述浮力設備兩相對側的外部尺寸小于中心井的內部尺寸，這樣，在浮尺寸小于中心井的所述兩個相對邊之間限定了一個空間，并且浮力設備另兩個相對邊的外部尺寸緊密配合中心井的內部尺寸。
4.根據權利要求3所述的立柱式平臺中心井裝置，其特征在于，所述可調整浮力設備進一步包括橫穿中心的開口空間，其尺寸設置成能安裝立管。
5.根據權利要求3所述的立柱式平臺中心井裝置，其特征在于，可調整浮力設備配置成能存儲流體。
6.一種立柱式平臺中心井裝置，包括a.一個可調整浮力設備，其安置在立柱式平臺中心井中；b.所述浮力設備外部尺寸緊密配合中心井的內部尺寸，并剛性連接到中心井；以及c.所述浮力設備有貫穿中心的空間，其大小能安裝立管。
7.根據權利要求6所述的立柱式平臺中心井裝置，其中，可調整浮力設備配置成能存儲流體。
全文摘要
一種立柱式平臺中心井裝置，其中，一個可調整浮力中心井設備(ABCD)被安裝到該結構的中心井中。可調整浮力中心井設備被剛性連接到硬艙的內壁上，并在中心井中限定了一個可調整浮力中心井設備。可調整變量浮力單元是一個水密和氣密浮力氣密室，其允許內部壓艙物根據需要調整。該設備也可用作船上流體和其它生產出來的碳氫化合物的存儲單元。
文檔編號B63B35/44GK102320357SQ20111015610
公開日2012年1月18日 申請日期2011年4月25日 優先權日2010年4月28日
發明者G·喬伊, J·J·默里 申請人:弗羅泰克有限公司