專利名稱：利用浮筒作為輔助設備為海上平臺壓載的制作方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及海上浮動油氣平臺，尤其涉及一種利用浮筒作為輔助設備對平臺壓載的方法。
背景技術：
海上浮動平臺被用來提取和加工碳氫化合物。平臺具有多個水箱來提供必需的浮力，水被泵送進至少一部分水箱中來提供壓載從而將平臺沉降在預定的吃水深度。為了防止風暴期間在風浪的作用下平臺發(fā)生傾覆，保持一定深度的吃水是必需的。將平臺拖曳到井址并將其固定在井址處，都需要預定的吃水深度。
典型地，當平臺被壓載到預定的吃水深度時，平臺會經(jīng)歷一個處于最初的吃水深度和預定吃水深度之間的不穩(wěn)定區(qū)域。當處在這個不穩(wěn)定區(qū)域時，如果平臺發(fā)生過度傾斜，平臺的扶正力矩將不足以使平臺保持直立。必須小心控制壓載以防止平臺處在不穩(wěn)定區(qū)域時發(fā)生事故。
一些平臺有很深的吃水深度，可能深達數(shù)百英尺。通常，這些平臺具有單獨的柱狀豎筒，可以稱為“浮臺柱(spars)”或“深吃水沉箱浮臺(deep draft caissonvessels)”。通常，單獨的豎筒狀機身以處于水平位置的狀態(tài)被拖曳到井址，然后壓載到豎立位置。這些浮臺也要經(jīng)歷不穩(wěn)定區(qū)域，因而在井址處扶正該結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生相應風險。將浮臺扶正并壓載到預定吃水深度以后，應用懸鏈式系泊系統(tǒng)將浮臺固定在井址。達到預定吃水深度并系泊完畢后，在井址處，用一大型駁船式起重機將甲板結(jié)構(gòu)吊裝到浮臺柱上。
美國專利6371697公開了一種單獨的豎筒狀漂浮裝置，該裝置的下端部分具有較大的直徑，以提供穩(wěn)定性和保證浮力。該專利公開了將單獨豎筒狀漂浮裝置以豎直狀態(tài)拖曳到井址。機身以拖曳吃水深度被拖曳到井址，然后到達井址時壓載到預定吃水深度。懸鏈式系泊系統(tǒng)將所述單獨豎筒狀漂浮裝置固定住?？梢栽诖a頭處將甲板和結(jié)構(gòu)安裝在單獨豎筒狀漂浮裝置上，以避免在井址上使用駁船式起重機。雖然是在機身豎直時進行壓載，在操作過程還是存在不穩(wěn)定性。
為壓載時提供穩(wěn)定性而建議的一種方法采用了一種特殊的張力支柱平臺(“TLP”)。張力支柱平臺不用懸鏈線系泊系統(tǒng)來系泊，而是用錨索張拉來固定。錨索包括從海底豎直向上伸展到平臺的中空的可浮的管狀繩索。通常，以一級吃水深度把張力支柱平臺拖曳到井址處，然后壓載到二級吃水深度。操作者將錨索連接到張力支柱平臺上并且將壓載物去除，使錨索處于張緊狀態(tài)。美國專利申請2004/0190999公開了在錨索的上端和平臺上的張拉裝置之間連接張拉繩索的技術方案。在壓載時，為避免不穩(wěn)定，操作者給張拉繩索施加拉力。當錨索的頂部穿過平臺頂部系結(jié)處后，操作者將錨索連接到平臺上，解除張拉繩索，并且卸壓載物直到錨索達到預定的拉力。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，將至少一個張拉裝置安裝到平臺的機身上。繩索從張拉裝置延伸到浮筒處。在給機身壓載時，操作者從張拉裝置處輸出繩索，并將繩索保持為預定的拉力。當機身在被壓載過程中經(jīng)過不穩(wěn)定區(qū)域時，浮筒為機身帶來了穩(wěn)定性。在通過了不穩(wěn)定區(qū)域后，操作者可以從張拉裝置上解除浮筒。
在本發(fā)明的一個具體實施例中，當在碼頭處時，多個浮筒安放在連接于機身周邊的多個支撐上。當浮筒安置在支撐上時，操作者將機身拖曳到往下壓載的場所。在往下壓載的場所，操作者將機身壓載到安全拖曳吃水深度，當機身經(jīng)過不穩(wěn)定區(qū)域時，使用浮筒來增加穩(wěn)定性。操作者解除浮筒，并以拖曳吃水深度將機身拖曳到井址處。在井址處，操作者增加更多的壓載物來達到預定的工作吃水深度。在拖曳吃水深度或在井址處增加吃水深度時不再需要使用浮筒。操作者采用常用的系統(tǒng)來系泊機身。
在一個具體實施例中，機身是單個豎筒的形式，并且采用了懸鏈線系泊。作為替換，機身也可以是采用浮筒和豎筒的張力支柱平臺。用錨索來錨定機身。


圖1是表示平臺從碼頭拖曳至初始中轉(zhuǎn)場地進行壓載的的側(cè)視示意圖。
圖2是表示圖1中的平臺在中轉(zhuǎn)場地被壓載至預定拖曳吃水深度的側(cè)視示意圖。
圖3是圖1中的平臺在中轉(zhuǎn)場地被壓載至預定拖曳吃水深度的透視圖。
圖4是表示圖3中的平臺設立在井址處位于工作吃水深度的透視圖。
具體實施例方式參見附圖1，平臺11是專用于油氣鉆井和生產(chǎn)的漂浮式浮臺。在該實施例中，平臺11有一單個的如美國專利6,503,023中所示的加長機體或豎筒13，當然它可以有多個豎筒并且有不同的設計，例如張力支柱平臺。豎筒13有一個柱形底座15，其直徑大于豎筒13。豎筒13和底座15有多個隔艙17，它們彼此密封，用于將平臺11壓載至預定深度。在豎筒13中有一條中心通道19沿軸向延伸。生產(chǎn)和/或鉆井提升裝置(未圖示)通常在井址處由平臺11支撐，并且通過中心通道19。如果平臺11用作生產(chǎn)或鉆井平臺的補給浮臺，一般會將中心通道19的下端封閉。支撐鉆井和/或生產(chǎn)設備的平臺11的豎筒13上安裝一個或多個甲板21。
平臺11有多個環(huán)繞周邊間隔分布的支撐或外伸支腿23。如圖1所示，浮筒25臨時安放在每一個外伸支腿23上。浮筒25是一個漂浮的、密封的構(gòu)件，可以是柱形、球形或其它形狀。浮筒25的數(shù)量取決于其自身的尺寸及平臺11的尺寸。浮筒25包括一單獨的水箱，其至少圍繞著豎筒13的一部分，或者如美國專利6,786,679中所描述的，其由可拆卸的幾個部分彼此附接形成，以形成環(huán)形。
每一浮筒25拴在繩索27上，繩索27連接到提升或張拉裝置29上。繩索27可以包括鏈條、纜繩或粗繩。張拉裝置29可以是絞車、鏈式頂重器、繩索起重機、旋轉(zhuǎn)輪或是其它能給繩索27施加拉力的裝置。張拉裝置29優(yōu)選安裝在豎筒13的頂端。
在生產(chǎn)過程中，甲板21可以在平臺11位于碼頭附近時即安裝，也可以在海上井址處安裝。平臺11設計成以豎直狀態(tài)被拖曳至井址處。當風暴發(fā)生時，平臺11的拖曳吃水深度比碼頭吃水深度要深，以防在強風中過度傾斜。通常，碼頭邊沿的海水深度不足以將平臺11壓載到安全拖曳吃水深度。根據(jù)平臺11的尺寸，可能需要200至500英尺深的海水深度來滿足拖曳吃水深度。
在本發(fā)明中，在平臺11處于一級吃水深度或碼頭吃水深度時，拖輪31將平臺11拖曳至足夠使平臺壓載到安全拖曳吃水深度的海水深度。在被拖離碼頭時，浮筒25優(yōu)選地被安放在支撐23上。支撐23設置在鄰近豎筒13的下端。
優(yōu)選地，在豎筒13被拖往中轉(zhuǎn)場所過程中，浮筒25只是部分被淹沒。而且，浮筒25可以用易于拆卸的緊固件(未圖示)臨時固定在支撐23上。緊固件可以是各種裝置，比如條帶、卡銷。
一到中轉(zhuǎn)場所，操作者就解開將浮筒25保持在支撐23上的緊固件，并開始給隔艙17加入壓載水。當豎筒11在水中下沉時，操作者通過張拉裝置29輸出繩索27。當浮臺11向下沉降時，浮筒25從外伸支腿23向上浮升。操作者來確定每一繩索27中的預定拉力，并控制壓載水進入的速率和張拉裝置29輸出繩索27的速率，以便維持預定的拉力。在平臺11向下沉降時，通過保持正向的扶正力臂，浮筒25給平臺11經(jīng)過不穩(wěn)定區(qū)域時提供了額外的必要的穩(wěn)定性。一旦平臺11處于足夠的吃水深度以保持穩(wěn)定，就可以解除浮筒25。拖輪31將平臺11不帶浮筒25以安全拖曳吃水深度拖曳至預定井址處。
在井址處，操作者通常會將平臺11繼續(xù)壓載到預定的工作吃水深度。在本實施例中，懸鏈線系泊索33附接到錨或樁35上以保持平臺11處于預定的位置。有了懸鏈線系泊系統(tǒng)，繩索按照一條長的漸變曲線形延伸到埋置在海底的錨或樁上，錨或樁分布在浮臺11的外周以外范圍。其它類型的平臺可能需要設置錨索并進行張拉，而非懸鏈線系泊索33。
本發(fā)明有很多顯著優(yōu)點。當對浮臺壓載至拖曳吃水深度和安裝吃水深度時，浮筒和張拉裝置提供了穩(wěn)定性。安裝完畢后，浮筒很容易被拆除并且能被循環(huán)使用。
盡管本發(fā)明僅僅說明了其中一種形式，但是很明顯，對本領域技術人員來說，并不局限于此種形式，在不脫離本發(fā)明的范圍下容許對其進行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種設立漂浮平臺的方法，包括(a)將至少一個張拉裝置安裝到平臺的機身上；(b)將繩索從張拉裝置連接到浮筒上；(c)給平臺增加壓載物，使機身在水中向下沉降；并且(d)在執(zhí)行步驟(c)的同時，從張拉裝置上輸出繩索并維持繩索中預定的張力，以給被壓載時的機身提供穩(wěn)定性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在步驟(d)中達到預定的吃水深度后，將浮筒從張拉裝置上解開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在步驟(d)中達到預定的設立吃水深度后，將機身錨固到海底。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在步驟(d)中達到預定的設立吃水深度后，用懸鏈線系泊系統(tǒng)將機身錨固。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在步驟(d)中達到選定的拖曳吃水深度后，將浮筒從張拉裝置上解開，然后將機身不帶浮筒以拖曳吃水深度拖曳到設立場地；然后不帶浮筒壓載機身直到達到預定的設立吃水深度為止。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在執(zhí)行步驟(c)之前，以一級吃水深度拖曳機身到場地以執(zhí)行步驟(d)；并且以一級吃水深度拖曳機身時，將浮筒支撐在平臺上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中以一級吃水深度拖曳機身時，浮筒部分被淹沒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中機身具有至少一個豎筒，并且步驟(a)包括將張拉裝置安裝到豎筒的上端部分。
9.一種設立漂浮平臺的方法，包括(a)將多個浮筒安放到平臺的機身上；(b)將多個張拉裝置安裝到機身上；(c)當浮筒安放在機身上時，將機身拖曳到場地；(d)用繩索連接張拉裝置和浮筒；(e)給機身加載壓載物并且從張拉裝置輸出繩索，同時保持繩索中選定的拉力，來使機身在水中下降的同時，浮筒漂浮在水面以維持壓載過程的穩(wěn)定；然后(f)將浮筒從繩索上解開；并且(g)將機身錨定在海底。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括在執(zhí)行步驟(f)之后，執(zhí)行步驟(g)之前，將機身從該場地拖曳到另外的工作場所來執(zhí)行步驟(g)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在執(zhí)行步驟(c)時，浮筒部分被淹沒。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中步驟(g)通過使用懸鏈線系泊系統(tǒng)來執(zhí)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中機身包括一單個豎筒，張拉裝置安裝在豎筒的上端部分，并且在步驟(c)中將浮筒安放在機身的下端部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中步驟(a)包括在機身的外周邊安裝多個支撐，并且可釋放地將浮筒固定到支撐上。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中步驟(e)包括將機身壓載到預定的拖曳吃水深度，并且其中該方法還包括在達到選定的拖曳吃水深度后，將浮筒從張拉裝置上解開，然后以拖曳吃水深度將機身不帶浮筒拖曳到設定場所；然后繼續(xù)不帶浮筒壓載機身，直到達到預定的設立吃水深度；然后執(zhí)行步驟(g)。
16.一種海上平臺，包括具有至少一個容納壓載水的隔艙的浮力機身；多個安裝在機身上的張拉裝置；多個安裝在機身的周圍部分的浮筒，來輸送機身至壓載場地，每一浮筒都通過繩索連接到張拉裝置之一上；當壓載水加入機身中時，浮筒可從機身上釋放，使得隨著張拉裝置輸出繩索，機身相對于浮筒向下沉降至選定的吃水深度；并且張拉裝置能夠使繩索保持預定的拉力，來增加壓載時的機身穩(wěn)定。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的平臺，還包括多個安裝在機身周邊并從機身周邊延伸的支撐；并且其中每一浮筒都可釋放地安裝到其中一個支撐上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的平臺，其中支撐位于靠近機身底部處，并且張拉裝置位于靠近機身的頂部處。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的平臺，其中機身包括至少一個豎筒；并且當機身處于初始碼頭吃水深度時，支撐位于接近豎筒的吃水線高度處。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的平臺，其中機身包括一單個柱形豎筒；支撐間隔分布于豎筒周圍，并且當機身處于初始碼頭吃水深度時，支撐位于接近豎筒的吃水線高度處；并且張拉裝置位于臨近豎筒上端處。
全文摘要
一種設立漂浮平臺的方法，包括在平臺的機身上安放浮筒。在機身上安裝張拉裝置，每一個張拉裝置都用繩索連接著浮筒之一。在浮筒安放在機身上時，操作者將機身拖曳至向下壓載的場地。當給機身壓載時，操作者從張拉裝置輸出繩索，并保持一個選定的拉力。在機身向水下沉降時，浮筒漂浮在水面上來保持壓載過程的穩(wěn)定。當機身壓載到預定的深度后，即從繩索上解除浮筒。
文檔編號B63B1/04GK1961120SQ200580017237
公開日2007年5月9日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者J·巴薩克, J·登曼, C·奇諾托, C·奈爾 申請人:深海航運科技有限責任公司