專利名稱：通過(guò)延伸浮筒增加在張力腿上的漂浮性和穩(wěn)定性的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及ー種用于海上浮動(dòng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法，該海上浮動(dòng)結(jié)構(gòu)用于油田和相關(guān)行業(yè)，用于勘探和從地表水下面抽取礦物和資源。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于張カ腿平臺(tái)的系統(tǒng)和方法，該張カ腿平臺(tái)用于海上勘探和生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)石油和天然氣供給的需求顯著増加，海上勘探和由儲(chǔ)層來(lái)生產(chǎn)對(duì)于這種供給變得非常重要。這些油層通常需要大型鉆機(jī)和以可變有效負(fù)載來(lái)鉆井，這需要尺寸和重量都非常大的水上部分。桿柱平臺(tái)和張カ腿平臺(tái)(TLP)是僅有的兩種已經(jīng)在1524m (5000英尺)下面的水深度中證明的干式采油樹(shù)船體形式。各設(shè)計(jì)都有優(yōu)點(diǎn)。桿柱平臺(tái)是ー種通常在非常深的水中使用的漂浮石油平臺(tái)類型，是在使用中的最大型海上平臺(tái)。桿柱平臺(tái)包括大型柱體或船體,該大型柱體或船體支承普通鉆機(jī)的水上部分。不過(guò)，柱體并不一直延伸至海底，而是通過(guò)多個(gè)錨泊線來(lái)錨泊。通常桿柱的大約90%在水下。大型柱體用于使平臺(tái)在水中穩(wěn)定，并允許運(yùn)動(dòng)，以便吸收可能的巨浪、暴風(fēng)雨或颶風(fēng)的力。較低的運(yùn)動(dòng)和受保護(hù)的中心井也提供了用于深水操作的良好結(jié)構(gòu)。除了船體，桿柱的三個(gè)其它主要部件包括錨泊裝置、水上部分和立管。桿柱通常依賴于普通的錨泊系統(tǒng)來(lái)保持它們的位置。桿柱能夠用于任意合適深度的水中，特別適用于深水和超深水。張カ腿平臺(tái)(TLP)或延伸張カ腿平臺(tái)ETLP)是通常用于海上石油或天然氣生產(chǎn)的豎直錨泊浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，且目前適用于小于1500米(大約4900英尺)的水深。船體是浮力結(jié)構(gòu)，該浮力結(jié)構(gòu)有在它的頂部的水上甲板，該水上甲板支持抽取礦物(包括石油和天然氣)的勘探和/或生產(chǎn)操作，并能夠包括生活區(qū)。浮筒和柱提供足夠浮力，以便在所有預(yù)計(jì)的海洋狀態(tài)下都使得甲板保持高于波浪。平臺(tái)通過(guò)在各結(jié)構(gòu)拐角處連接的鋼筋束(也稱為系繩或張力腿)而永久性地錨泊。這些鋼筋束拉緊，并將漂浮的TLP向下拉至一定深度，這樣，TLP的浮力保持在鋼筋束上的張力，以便實(shí)際上消除平臺(tái)的所有豎直運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生“剛性”結(jié)構(gòu)。這種剛性使得平臺(tái)能夠有在甲板上的生產(chǎn)井口(wellhead)通過(guò)剛性立管而直接與海底井連接)，而不是在海底。相對(duì)固定的垂直位置使得完井(well completion)更簡(jiǎn)單,并能夠更好地控制從石油或天然氣儲(chǔ)層中進(jìn)行的生產(chǎn)以及更容易進(jìn)行井下干預(yù)操作。普通的TLP使得柱的空間與在該柱下面的支承浮筒結(jié)構(gòu)連接。柱在拐角處連接在多個(gè)浮筒的相交點(diǎn)處，從而形成浮筒結(jié)構(gòu)。相交產(chǎn)生了基本剛性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，以便與柱連接。多個(gè)鋼筋束從該相交點(diǎn)向下伸出。為了對(duì)于波浪和風(fēng)運(yùn)動(dòng)提供所需的穩(wěn)定性，柱間隔開(kāi)，以便滿足某些設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性所需的空間通常并不需要用干支承在柱上的水上甲板。因此，可能増加結(jié)構(gòu)的成本和額外重量。在2005年，兩個(gè)大型颶風(fēng)Katrina和Rita (在墨西哥灣，美國(guó)中相互在ー個(gè)月內(nèi)產(chǎn)生)引起了重大的生命損失、平臺(tái)損失和生產(chǎn)損失。在美國(guó)的記錄歷史上，颶風(fēng)Katrina是代價(jià)最高的颶風(fēng)，也是5個(gè)最致命的颶風(fēng)之一。颶風(fēng)Rita在ー個(gè)月后到達(dá)，是到達(dá)美國(guó)的第四強(qiáng)的大西洋颶風(fēng)。那時(shí)用于海外平臺(tái)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有預(yù)計(jì)到在很多現(xiàn)有平臺(tái)上的這種應(yīng)力。颶風(fēng)摧毀了超過(guò)100個(gè)海外平臺(tái)，并另外損壞了很多平臺(tái)。在至少ー個(gè)浮動(dòng)TLP實(shí)例中，鋼筋束從錨固件上扯松，或者在ー個(gè)或多個(gè)拐角處容易斷裂，從而留下仍然拉緊的剩余鋼筋束，并使得平臺(tái)翻轉(zhuǎn)或傾覆。因此，American Petroleum Institute和行業(yè)由于在墨西哥灣的海洋氣象標(biāo)準(zhǔn)而總體修改了對(duì)于該區(qū)域中的設(shè)計(jì)分析的標(biāo)準(zhǔn)，并需要附加的穩(wěn)定性和在各種天氣條件下的抵抗不利運(yùn)動(dòng)。美國(guó)專利No. 6447208試圖通過(guò)向結(jié)構(gòu)添加徑向翼或臂來(lái)增加TLP的穩(wěn)定性。這些徑向翼或臂與TLP的垂直軸向中心點(diǎn)對(duì)齊，并從各柱沿半徑向外延伸。專利公開(kāi)了延伸基部張カ腿子結(jié)構(gòu)，其中，該子結(jié)構(gòu)包括多個(gè)支承柱，這些支承柱繞子結(jié)構(gòu)的中心軸線布置，板通過(guò)至少ー個(gè)浮筒而相互連接。各柱包括水上部分和浸沒(méi)部分。子結(jié)構(gòu)還包括從柱和/或浮筒輻射出的多個(gè)翼或臂，各翼牢固或可拆卸的固定至少ー個(gè)鋼筋束，該鋼筋束從翼延伸至海底的錨固件。不過(guò)，認(rèn)為這種徑向翼的設(shè)計(jì)形成不連續(xù)的過(guò)渡，與浮筒處于不平行角度，并可能在徑向翼和浮筒組件或相鄰柱之間產(chǎn)生故障模式。因此仍然需要用于使得TLP具有增加穩(wěn)定性的不同系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種張カ腿平臺(tái)(TLP)，該張カ腿平臺(tái)有多個(gè)浮筒，適用于高度擾亂的海洋，這些浮筒能夠通過(guò)使得至少ー個(gè)浮筒延伸超過(guò)兩個(gè)浮筒的相交點(diǎn)而增大張カ腿平臺(tái)的穩(wěn)定性。在至少ー個(gè)實(shí)施例中，柱的位置能夠與浮筒的習(xí)慣端部分離。鋼筋束能夠位于浮筒的、超過(guò)相交點(diǎn)延伸的端部處。在一些實(shí)施例中(例如4柱TLP)，浮筒能夠相對(duì)于相鄰浮筒垂直地延伸。延伸浮筒増加了浮筒的浮力，増加了 TLP的傾斜穩(wěn)定性，并增加了碼頭區(qū)穩(wěn)定性。延伸浮筒能夠在結(jié)構(gòu)上與相鄰浮筒相交，以便加強(qiáng)該延伸浮筒和減少這種結(jié)構(gòu)的故障模式。本發(fā)明提供了一種用于增加張力腿平臺(tái)的穩(wěn)定性的系統(tǒng)，它包括甲板，該甲板用于支持海上張カ腿平臺(tái)的礦物抽取；柱，該柱與甲板連接；以及張力腿平臺(tái)的浮筒基部，該浮筒基部與柱連接，并包括多個(gè)浮筒，這些浮筒在多個(gè)相交點(diǎn)處相互交叉，浮筒延伸經(jīng)過(guò)相交點(diǎn)，以便在ー個(gè)或多個(gè)相交點(diǎn)處形成多個(gè)浮筒延伸部分，浮筒延伸部分用干與一個(gè)或多個(gè)鋼筋束連接，這些鋼筋束在浮筒延伸部分和在浮筒延伸部分下面的支承表面之間延伸。


圖IA是張カ腿平臺(tái)的實(shí)施例的示意俯視圖，表示了用于浮筒的浮筒延伸部分。圖IB是圖IA的實(shí)施例的示意正視圖。圖2A是張カ腿平臺(tái)的另ー實(shí)施例的示意俯視圖，表示了用于浮筒的浮筒延伸部分。圖2B是圖2A的實(shí)施例的示意正視圖。
圖3A是張カ腿平臺(tái)的另ー實(shí)施例的示意俯視圖，表示了用于浮筒的浮筒延伸部分。圖3B是圖3A的實(shí)施例的示意正視圖。圖3C是兩個(gè)浮筒的相交點(diǎn)的示意剖視透視圖，表示了圖3A和3B的實(shí)施例的浮筒延伸部分。圖4A是張カ腿平臺(tái)的另ー實(shí)施例的示意俯視圖，表示了用于浮筒的浮筒延伸部分。圖4B是圖4A的實(shí)施例的示意正視圖。
具體實(shí)施方式

上述附圖和下面對(duì)具體結(jié)構(gòu)和功能的說(shuō)明并不是限制本發(fā)明申請(qǐng)的范圍或附加權(quán)利要求的范圍。而是，附圖和所述說(shuō)明是用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員怎樣制作和使用本專利所要求保護(hù)的發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，為了清楚和理解目的，并沒(méi)有介紹和表示本發(fā)明的商業(yè)實(shí)施例的所有特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)知道，包含本發(fā)明各方面的實(shí)際商業(yè)實(shí)施例的發(fā)展形式將需要大量的專業(yè)實(shí)施決定，以便實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的最終商業(yè)實(shí)施例目標(biāo)。這些專業(yè)實(shí)施決定包括(同樣不限干)與相關(guān)系統(tǒng)、相關(guān)商業(yè)、相關(guān)政府以及其它限制條件相符，這些限制條件可以隨著特定實(shí)施例、位置和時(shí)間而變化。盡管開(kāi)發(fā)者的努力可能在絕對(duì)意義上是復(fù)雜的和花費(fèi)時(shí)間，但是這些努力將是受益于本發(fā)明的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員進(jìn)行的常規(guī)工作。應(yīng)當(dāng)知道，這里公開(kāi)和教導(dǎo)的本發(fā)明可以有大量不同的變化形式和可選形式。使用的単數(shù)形式例如(但不局限干)“一”將并不限制項(xiàng)目的數(shù)目。還有，使用的關(guān)系術(shù)語(yǔ)“頂部”、“底部”、“左側(cè)”、“右側(cè)”、“上側(cè)”、“下側(cè)”、“下面”、“上面”、“側(cè)部”等將在說(shuō)明書(shū)中用于特別參照附圖以便清楚，而并不是為了限制本發(fā)明或附加權(quán)利要求的范圍。本發(fā)明提供了一種張カ腿平臺(tái)(TLP)，該張カ腿平臺(tái)有多個(gè)浮筒，適用于高度擾亂的海洋，這些浮筒能夠通過(guò)使得至少ー個(gè)浮筒延伸超過(guò)兩個(gè)浮筒的相交點(diǎn)而增大張カ腿平臺(tái)的穩(wěn)定性。在至少ー個(gè)實(shí)施例中，柱的位置能夠與浮筒的習(xí)慣端部分離。鋼筋束能夠位于浮筒的、超過(guò)相交點(diǎn)延伸的端部處。在一些實(shí)施例中(例如4柱TLP)，浮筒能夠相對(duì)于相鄰浮筒垂直地延伸。延伸浮筒増加了浮筒的浮力，増加了 TLP的傾斜穩(wěn)定性，并增加了碼頭區(qū)的穩(wěn)定性。延伸浮筒能夠在結(jié)構(gòu)上與相鄰浮筒相交，以便加強(qiáng)該延伸浮筒和減少這種結(jié)構(gòu)的故障模式。圖IA是張カ腿平臺(tái)的實(shí)施例的示意俯視圖，表示了用于浮筒的浮筒延伸部分。圖IB是圖IA的實(shí)施例的示意圖。附圖將相互結(jié)合地說(shuō)明。TLP 2大致包括三個(gè)主要組件甲板4、ー個(gè)或多個(gè)柱6以及浮筒基部8。甲板4大致為最上側(cè)組件，也稱為“水上部分”。甲板4支承勘探設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備、船員宿舍以及用于TLP的其它支持設(shè)施。生產(chǎn)立管(未示出)也能夠在勘探后與甲板連接，并在TLP下面形成ー個(gè)或多個(gè)鉆井。TLP 2通過(guò)平均水位線60而表示為浮動(dòng)在水中，并通過(guò)鋼筋束(例如鋼筋束24)而錨固在支承表面50 (大致為海底)上。ー個(gè)或多個(gè)柱6支持甲板4。在示例實(shí)施例中，表示了四個(gè)柱。不過(guò)，柱的數(shù)目可以從ー個(gè)變化至多個(gè)。為了結(jié)構(gòu)原因，TLP通常有三個(gè)或四個(gè)柱，其中，四個(gè)柱提供了用于支承平面結(jié)構(gòu)(例如甲板)的冗余部件。柱能夠?yàn)閳A形、正方形或者其它幾何截面形狀。通常，柱能夠有對(duì)稱截面形狀，但是能夠變化。柱大致密封，并提供用于TLP的浮力結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的至少ー個(gè)實(shí)施例中，柱的位置與浮筒的普通端部分離，且柱能夠位于浮筒基部上的其它位置處。浮筒基部8優(yōu)選是包括至少三個(gè)浮筒10、12、14，并大致包括至少四個(gè)浮筒(具有浮筒15)。浮筒在它們的各相交點(diǎn)(例如相交點(diǎn)34)處連接在一起，且延伸超過(guò)相交點(diǎn)。浮筒超過(guò)相交點(diǎn)延伸的長(zhǎng)度可以取決于成本、結(jié)構(gòu)完整性和其它因素，以便平衡穩(wěn)定性和抗不利TLP運(yùn)動(dòng)的増加量。在普通TLP中，浮筒終止于拐角處，柱也處于拐角處，且鋼筋束安裝在拐角上。不過(guò)，在本發(fā)明中，浮筒分別超過(guò)相交點(diǎn)延伸，以便產(chǎn)生在浮筒10、12、14的端部上的浮筒延伸部分16、18、20。浮筒延伸部分大致與它們從中伸出的浮筒平行對(duì)齊，并向浮筒提供附加的浮力。通道64能夠從甲板4通過(guò)柱6伸向浮筒基部8。與已知的TLP相比，在浮筒自身的主體、它們的相連浮筒延伸部分以及在浮筒相交點(diǎn)處的柱之間的直接負(fù)載通路提供了提聞的系統(tǒng)強(qiáng)度和疲勞性能。在示例實(shí)施例中，浮筒延伸部分布置成相互垂直。在其它實(shí)施例中，延伸部分可以布置成相互成某些不垂直的角度。延伸部分在遠(yuǎn)離TLP主體的位置處向浮筒基部提供附加浮力，并由于形成的力-距離カ矩臂而產(chǎn)生附加穩(wěn)定性。而且，與現(xiàn)有TLP相比，延伸部分使得鋼筋束能夠相對(duì)于甲板與浮筒基部進(jìn)行更遠(yuǎn)地連接。浮筒延伸部分相互連接，以便向浮筒基部提供附加結(jié)構(gòu)完整性。該附加連接幫助減少故障模式。在一些實(shí)施例中，“干舷高度”接近100英尺或更高，其中，干舷高度是在水位線和甲板的上表面之間的距離。因此，TLP在碼頭區(qū)位置處在構(gòu)成和裝配過(guò)程中的穩(wěn)定性很重要。這里公開(kāi)的延伸浮筒能夠在它建造時(shí)和在部署后都向結(jié)構(gòu)提供附加穩(wěn)定性。應(yīng)當(dāng)知道，這里所述的實(shí)施例可以進(jìn)行變化。例如，具有三個(gè)ー組的延伸浮筒的三角形浮筒基部可以有效地形成六個(gè)浮筒延伸部分，并支承6個(gè)、12個(gè)或更多鋼筋束(根據(jù)每個(gè)浮筒延伸部分的鋼筋束數(shù)目)。作為另ー實(shí)例，浮筒基部可以通過(guò)6個(gè)延伸浮筒而形成六邊形形狀，這六個(gè)延伸浮筒能夠產(chǎn)生12個(gè)浮筒延伸部分，并用于與12個(gè)、24個(gè)或更多鋼筋束連接。也可以有其它變化形式。通常，至少ー個(gè)鋼筋束能夠與浮筒延伸部分連接。例如，在示例實(shí)施例中，兩個(gè)鋼筋束22、24與浮筒10的浮筒延伸部分16連接，兩個(gè)鋼筋束26、28與浮筒12的浮筒延伸部分18連接，且兩個(gè)鋼筋束30、32與浮筒14的浮筒延伸部分20連接。在一些實(shí)施例中，各浮筒延伸部分的鋼筋束數(shù)目能夠小于或大于兩個(gè)鋼筋束，其中，這樣的一些實(shí)施例在后面示例說(shuō)明。鋼筋束能夠通過(guò)一個(gè)或多個(gè)連接部件而與它們的相應(yīng)浮筒延伸部分連接。例如，鋼筋束26能夠通過(guò)連接部件42而與浮筒延伸部分18連接。每個(gè)浮筒延伸部分的鋼筋束數(shù)目能夠從ー個(gè)變化成多個(gè)，因?yàn)檫@可以適合特殊深度、TLP安裝位置、重量、鋼筋束尺寸和TLP尺寸以及其它因素，如這里所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知。鋼筋束能夠通過(guò)錨固部件52 (例如打樁)而與支承表面50 (例如海底)連接。TLP 2還能夠包括中心開(kāi)ロ區(qū)域54。該開(kāi)ロ區(qū)域54能夠從甲板通過(guò)TLP進(jìn)入，用于勘探和生產(chǎn)操作。鉆桿、工具以及然后的立管和生產(chǎn)管能夠通過(guò)該開(kāi)ロ區(qū)域54來(lái)布置。
圖2A是張カ腿平臺(tái)的另ー實(shí)施例的示意俯視圖，表示了用于浮筒的浮筒延伸部分。圖2B是圖2A的實(shí)施例的示意正視圖。附圖將相互結(jié)合地說(shuō)明。與上述類似的元件有類似標(biāo)號(hào)。TLP 2大致包括三個(gè)主要組件甲板4、ー個(gè)或多個(gè)柱6以及浮筒基部8。甲板4由ー個(gè)或多個(gè)柱6來(lái)支承，該柱6再與浮筒基部連接。浮筒基部8表示為具有4個(gè)浮筒10、12、14、15，但是浮筒的數(shù)目能夠變化。浮筒在它們的各相交點(diǎn)(例如相交點(diǎn)34)處連接在一起，并超過(guò)該相交點(diǎn)延伸。在所示實(shí)施例中，子組的浮筒超過(guò)浮筒的相交點(diǎn)延伸，以便產(chǎn)生浮筒延伸部分，例如用于浮筒12的浮筒延伸部分18、27。兩個(gè)鋼筋束26、28與浮筒12的浮筒延伸部分18連接，兩個(gè)鋼筋束76、78與浮筒12的浮筒延伸部分27連接。浮筒15能夠與具有浮筒延伸部分的浮筒12相對(duì)應(yīng)，且鋼筋束與其連接。另外兩個(gè)浮筒10、14可以選擇為并不超過(guò)它們與浮筒12、15的各相交點(diǎn)延伸。圖3A是張カ腿平臺(tái)的另ー實(shí)施例的示意俯視圖，表示了用于浮筒的浮筒延伸部分。圖3B是圖3A的實(shí)施例的示意正視圖。圖3C是兩個(gè)浮筒的相交點(diǎn)的示意剖視透視圖，表示了圖3A、3B的實(shí)施例的浮筒延伸部分，其中，為了清楚，除去了浮筒的頂板和柱的上部部分。附圖將相互結(jié)合地說(shuō)明。與上述類似的元件有類似標(biāo)號(hào)。TLP 2大致包括三個(gè)主要組件甲板4、ー個(gè)或多個(gè)柱6以及浮筒基部8。甲板4由ー個(gè)或多個(gè)柱6來(lái)支承，該柱6再與浮筒基部連接。浮筒基部8表示為具有4個(gè)浮筒10、12、14、15，但是浮筒的數(shù)目能夠變化。浮筒在它們的各相交點(diǎn)(例如相交點(diǎn)34)處連接在一起，并超過(guò)該相交點(diǎn)延伸。在至少ー些實(shí)施例中，浮筒超過(guò)浮筒的相交點(diǎn)延伸，以便產(chǎn)生浮筒延伸部分，例如分別用于浮筒12的端部33、35的浮筒延伸部分18、27。鋼筋束26與浮筒12的第一端部33的浮筒延伸部分18連接，鋼筋束76與浮筒12的的第二端部35的浮筒延伸部分27連接。類似的，浮筒14包括在其第一端部37上并與鋼筋束32連接的第一浮筒延伸部分20以及在其第二端部39上并與鋼筋束44連接的第二浮筒延伸部分31。浮筒15包括在其第一端部41上并與鋼筋束45連接的第一浮筒延伸部分29以及在其第二端部43上并與鋼筋束47連接的第二浮筒延伸部分19。浮筒10包括在其第一端部51上并與鋼筋束24連接的第一浮筒延伸部分16以及在其第二端部53上并與鋼筋束56連接的第二浮筒延伸部分17。該實(shí)施例能夠減小在一個(gè)浮筒延伸部分上的兩個(gè)鋼筋束之間的碰撞，例如在上述圖1A、1B和圖2A、 2B所示實(shí)施例中更可能出現(xiàn)的情況，因?yàn)樵趫D3A-3C中的各延伸部分只有一個(gè)鋼筋束。在各延伸部分上的負(fù)載能夠減少至給定尺寸延伸部分的一半(與圖1A、1B和圖2A、2B的實(shí)施例相比)。因此，該實(shí)施例能夠在浮筒延伸部分和柱之間的相交點(diǎn)處產(chǎn)生更高疲勞和強(qiáng)度性倉(cāng)^:。浮筒延伸部分能夠通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間部件而大致從它們的各浮筒伸出。例如，浮筒10和浮筒15在相交點(diǎn)66處相交。在相交點(diǎn)66處，浮筒延伸部分16通過(guò)浮筒中間部件36、48而從它的浮筒10伸出。浮筒延伸部分19通過(guò)浮筒中間部件38、40而從它的浮筒15伸出。再有，在至少ー些實(shí)施例中，當(dāng)中間部件與其它部件相交時(shí)，浮筒中間部件能夠分段成多個(gè)浮筒中間部件部分，如圖3C中所示。浮筒中間部件36能夠包括第一浮筒中間部件部分36A、第二浮筒中間部件部分36B和第三浮筒中間部件部分36C。中間部件部分36A、36B、36C與浮筒中間部件38、40和它們的中間部件部分(當(dāng)存在吋)相交。而且，中間部件部分能夠用于與從甲板通過(guò)柱6至浮筒基部8的通道64對(duì)齊。利用每個(gè)浮筒延伸部分的一個(gè)鋼筋束(以便容易分析，例如在圖3A-3C中所示的實(shí)施例)來(lái)對(duì)普通TLP與這里公開(kāi)的TLP進(jìn)行分析比較，以便確定浮筒延伸部分抗不利運(yùn)動(dòng)(和因此增加TLP穩(wěn)定性)的效果。分析基于正向風(fēng)暴和斜向風(fēng)暴對(duì)TLP的撞擊。正向風(fēng)暴的特征在于使得波浪沿平行方向?qū)χ`個(gè)側(cè)面撞擊結(jié)構(gòu)的風(fēng)暴。在使用示例尺寸的普通TLP (但是有預(yù)定的浮筒延伸部分)的至少ー個(gè)實(shí)施例中，分析表明對(duì)于正向風(fēng)暴，TLP的額定抗カ増加大約20%。本發(fā)明的TLP對(duì)抗斜向風(fēng)暴的額定抗カ甚至更大。斜向風(fēng)暴的特征在于使得波浪沿一定角度(例如45°角度)對(duì)著結(jié)構(gòu)的側(cè)面撞擊該結(jié)構(gòu)的風(fēng)暴。使用與上述相同的尺寸，分析表明對(duì)于斜向風(fēng)暴，TLP的額定抗力増加大約35%。而且，對(duì)鋼筋束從TLP上脫開(kāi)(例如當(dāng)鋼筋束斷裂或不再錨固吋)進(jìn)行了分析。使用與上述相同尺寸，但是ー個(gè)鋼筋束從TLP上脫開(kāi)時(shí)，分析表明對(duì)于正向風(fēng)暴，TLP的額定抗力増加大約13%。類似的，使用與上述相同尺寸，但是ー個(gè)鋼筋束從TLP上脫開(kāi)時(shí)，分析表明對(duì)于斜向風(fēng)暴，TLP的額定抗カ增加大約32%。因此，保守地說(shuō)，TLP增大對(duì)運(yùn)動(dòng)的抗カ至少10%。
圖4A是張カ腿平臺(tái)的另ー實(shí)施例的示意俯視圖，表示了用于浮筒的浮筒延伸部分。圖4B是圖4A的實(shí)施例的示意正視圖。附圖將相互結(jié)合地說(shuō)明。與上述類似的元件有類似標(biāo)號(hào)。TLP 2大致包括三個(gè)主要組件甲板4、ー個(gè)或多個(gè)柱6以及浮筒基部8。甲板4由ー個(gè)或多個(gè)柱6來(lái)支承，該柱6再與浮筒基部8連接。浮筒基部8表示為具有4個(gè)浮筒
10、12、14、15，但是浮筒的數(shù)目能夠變化。浮筒彼此相交。例如，浮筒10和浮筒12在相交點(diǎn)34處相交。浮筒12和浮筒14在相交點(diǎn)68處相交，浮筒14和浮筒15在相交點(diǎn)62處相交，浮筒15和浮筒10在相交點(diǎn)66處相交。在至少該實(shí)施例中，柱能夠在相交點(diǎn)處與浮筒基部連接。例如，柱6能夠在相交點(diǎn)34處與浮筒10、12連接。不過(guò)，這種柱位置并不是限制，因?yàn)橹軌蛟诟⊥采系?、與相交點(diǎn)不同的其它位置處連接。甲板周邊72能夠設(shè)計(jì)成小于浮筒周邊74，以便在更小甲板周邊和浮筒周邊之間形成投影水平距離70。普通的甲板周邊在處于相交點(diǎn)處的柱的上面延伸，且通常在至少兩個(gè)側(cè)部與浮筒周邊對(duì)齊。因此，所示實(shí)施例的水平距離70大于普通TLP的水平距離(當(dāng)有吋)，井能夠通過(guò)增加從甲板周邊至鋼筋束的水平距離來(lái)向TLP提供更大的穩(wěn)定性。在所示的非限定實(shí)施例中，各相交點(diǎn)包括兩個(gè)延伸部分，各延伸部分表示為由兩個(gè)鋼筋束來(lái)系住。例如，在相交點(diǎn)66處，延伸部分16與浮筒10連接，并由鋼筋束22、24系住，且延伸部分19與浮筒15連接，并由鋼筋束46、47系住。在相交點(diǎn)34處，延伸部分17與浮筒10連接，并由鋼筋束56、58系住，且延伸部分18與浮筒12連接，并由鋼筋束26、28系住。在相交點(diǎn)68處，延伸部分20與浮筒14連接，并由鋼筋束30、32系住，且延伸部分27與浮筒12連接，并由鋼筋束76、78系住。在相交點(diǎn)62處，延伸部分29與浮筒15連接，并由鋼筋束45、80系住，延伸部分31與浮筒14連接，并由鋼筋束44、82系住。該實(shí)施例能夠適用于在深水中的更大和更重的甲板4。圖4A中所示有16個(gè)鋼筋束。還有，TLP 2可以設(shè)計(jì)成有在ー個(gè)延伸部分上的一個(gè)鋼筋束和在它的相鄰延伸部分上的兩個(gè)鋼筋束的組合，以便總共12個(gè)鋼筋束。在不脫離本發(fā)明的精神的情況下能夠設(shè)計(jì)利用上述發(fā)明的ー個(gè)或多個(gè)方面的其它實(shí)施例。例如，浮筒和浮筒延伸部分的數(shù)目以及在相鄰浮筒延伸部分之間的角度能夠變化。而且，浮筒延伸部分能夠與它從中伸出的浮筒連續(xù)，或者作為與浮筒大致平行對(duì)齊的單獨(dú)焊接件?？梢杂衅渌兓问?。而且，這里所述的TLP的各種方法和實(shí)施例能夠包括相互組合，以便產(chǎn)生所述方法和實(shí)施例的變化形式。而且，這里的傳感器系統(tǒng)和方法的各種方法和實(shí)施例能夠包括相互組合，以便產(chǎn)生所述方法和實(shí)施例的變化形式。單個(gè)元件的討論能夠包括多個(gè)元件，反之亦然。至少ー項(xiàng)可以包括ー項(xiàng)或多項(xiàng)。或者實(shí)施例的不同方面可以相互結(jié)合地使用，以便實(shí)現(xiàn)發(fā)明的可理解的目的。除非上下文中另外要求，否則措辭“包括”或變化形式(例如“包含”)應(yīng)當(dāng)理解為表示包括至少所述元件或步驟、或者元件或步驟的組或者它們的等效物，而并不排出更大數(shù)量或者任意其它元件或步驟、或者元件或步驟的組或者它們的等效物。裝置或系統(tǒng)可以用于多種方向和方位。術(shù)語(yǔ)“連接”、“連接器”等在這里廣義地使用，并可以包括用于以下的任意方法或裝置，即用于固定、膠合、粘接、緊固、附接、接合、插入其中、形成于其上或其中、連通或者其它相連，例如可通過(guò)中間元件而機(jī)械地、磁地、電地、化學(xué)地、可操作地、直接或間接一起操作ー個(gè)或多個(gè)部件，還可以包括但不局限于以整體方式與另ー個(gè)一起形成一個(gè)功能部件。連接可以以任意方向來(lái)產(chǎn)生，包括旋轉(zhuǎn)。步驟的順序能夠以各種順序來(lái)進(jìn)行，除非另外明確限制。這里所述的各個(gè)步驟能夠與其它步驟組合、插入所述步驟中和/或分成多個(gè)步驟。類似的，元件在功能上進(jìn)行說(shuō)明，井能夠?qū)嵤榉珠_(kāi)的部件，或者能夠組合成具有多功能的部件。本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)優(yōu)選和其它實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但是并沒(méi)有介紹本發(fā)明的每ー個(gè) 實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)這里所述能夠知道對(duì)所述實(shí)施例的明顯變化和改變。公開(kāi)的和未公開(kāi)的實(shí)施例并不限制或限定本申請(qǐng)人設(shè)想的本發(fā)明范圍或應(yīng)用，而是，根據(jù)專利法，申請(qǐng)人將要求保護(hù)在下面的權(quán)利要求的等效范圍內(nèi)的所有全部這些變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于增加張力腿平臺(tái)的穩(wěn)定性的系統(tǒng)，包括 甲板，該甲板用于支持海上張力腿平臺(tái)的礦物抽??； 柱，該柱與甲板連接；以及 張力腿平臺(tái)的浮筒基部，該浮筒基部與柱連接，并包括多個(gè)浮筒，這些浮筒在多個(gè)相交點(diǎn)處相互交叉，浮筒延伸超出相交點(diǎn)，以便在一個(gè)或多個(gè)相交點(diǎn)處形成多個(gè)浮筒延伸部分，浮筒延伸部分用于與一個(gè)或多個(gè)鋼筋束連接，這些鋼筋束在浮筒延伸部分和在浮筒延伸部分下面的支承表面之間延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)相交點(diǎn)與相交浮筒垂直，且由相交點(diǎn)形成的一對(duì)浮筒延伸部分相互垂直地延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中柱至少部分漂浮。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中浮筒基部包括彼此垂直定向的四個(gè)浮筒和彼此垂直定向的八個(gè)浮筒延伸部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中各浮筒延伸部分用于與多個(gè)鋼筋束連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中與沒(méi)有浮筒延伸部分的浮筒基部相比，浮筒延伸部分使得系統(tǒng)部分模量增加至少10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中多個(gè)柱與浮筒基部和甲板連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中柱布置在由至少三個(gè)相交浮筒形成的多個(gè)相交點(diǎn)處。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中柱布置在由至少三個(gè)相交浮筒形成的多個(gè)相交點(diǎn)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中浮筒延伸部分與它們從中伸出的浮筒平行地對(duì)齊。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)或多個(gè)浮筒中間部件，該浮筒中間部件在至少一個(gè)浮筒延伸部分和它的浮筒之間延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)浮筒包括從多個(gè)浮筒中的浮筒伸出的一 個(gè)浮筒延伸部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中甲板有外周，該外周小于由該多個(gè)浮筒形成的外周。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種張力腿平臺(tái)(TLP)，該張力腿平臺(tái)有多個(gè)浮筒(10、12、14、15)，適用于高度擾亂的海洋，這些浮筒能夠通過(guò)使得至少一個(gè)浮筒延伸超過(guò)兩個(gè)浮筒的相交點(diǎn)(34)而增大張力腿平臺(tái)的穩(wěn)定性。在至少一個(gè)實(shí)施例中，柱(6)的位置能夠與浮筒的習(xí)慣端部分離。鋼筋束(22、24、26、28、30、32)能夠位于浮筒的、超過(guò)相交點(diǎn)延伸的端部處。在一些實(shí)施例中，例如4柱TLP，浮筒能夠相對(duì)于相鄰浮筒垂直地延伸。延伸浮筒增加了浮筒的浮力，增加了TLP的傾斜穩(wěn)定性，并增加了碼頭區(qū)的穩(wěn)定性。延伸浮筒能夠在結(jié)構(gòu)上與相鄰浮筒相交，以便加強(qiáng)該延伸浮筒和減少這種結(jié)構(gòu)的故障模式。
文檔編號(hào)B63B21/50GK102712348SQ201080060765
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者J·奧蘇利文, M·Y.H.·羅, S·巴拉斯, 徐琦 申請(qǐng)人:泰克尼普法國(guó)公司