本發(fā)明屬于海洋平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于北極石油開(kāi)發(fā)的新型半潛式海洋平臺(tái)。

背景技術(shù)：

北極圈分別擁有全球未探明石油儲(chǔ)量的13％左右以及全球未探明天然氣儲(chǔ)量的30％。北極地區(qū)擁有900億桶的石油儲(chǔ)量，1669萬(wàn)億立方英尺的天然氣，440億桶的液態(tài)天然氣，這些油氣資源的84％位于離岸地區(qū)。另外，北極地區(qū)還蘊(yùn)藏著豐富的礦物資源和大量的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)。

在北極開(kāi)采資源，會(huì)遇到兩個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的問(wèn)題：一是大部分資源在冰面之下，鉆探成本較高；二是海域經(jīng)常冰封，油輪很難正常運(yùn)輸，建造輸油管道的成本非常高，并且海洋平臺(tái)的拖曳也難以實(shí)現(xiàn)。

綜上所述，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服北極冰封海域海洋平臺(tái)拖曳的困難，本發(fā)明提供了一種能夠在冰面上移動(dòng)的新型半潛式海洋平臺(tái)，其具有高穩(wěn)定性、可持續(xù)性、水陸通用等特點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明半潛式海洋平臺(tái)可采用如下技術(shù)方案：

一種適用于北極的新型半潛式海洋平臺(tái)，包括平臺(tái)主體、位于平臺(tái)主體下部的下浮體、連接平臺(tái)主體及下浮體的立柱、位于下浮體兩側(cè)的履帶移動(dòng)裝置；

所述履帶移動(dòng)裝置包括鋼履帶、履動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)裝置，所述履動(dòng)輪位于浮體的兩側(cè)，且浮體每一側(cè)的履動(dòng)輪上覆蓋鋼履帶，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)履動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)鋼履帶圍繞履動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明是一種新型半潛式海洋平臺(tái)，在原有半潛式平臺(tái)平行下浮體之上裝設(shè)履帶移動(dòng)裝置，使其更適合用于北極開(kāi)采。較之傳統(tǒng)平臺(tái)，本平臺(tái)能夠更加充分地利用北極環(huán)境。在夏季融冰期前，本平臺(tái)通過(guò)自航系統(tǒng)或者拖航系統(tǒng)布置在北極陸地附近，在融冰期時(shí)登上北極的陸地選擇合適井位進(jìn)行鉆采作業(yè)。當(dāng)本平臺(tái)在一處工作區(qū)域完成鉆采作業(yè)之后，通過(guò)履帶移動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)到達(dá)下一個(gè)井位工作的目的地。甚至在前期勘探準(zhǔn)備充足的情況下，在分析冰面承受能力之后，本平臺(tái)可以直接在冰面上移動(dòng)。即使發(fā)生冰層塌陷，也可利用平臺(tái)本身浮性和自航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在覆冰海域的移動(dòng)。通過(guò)合理設(shè)計(jì)的水下輸油管路，同時(shí)充分發(fā)揮本平臺(tái)的水陸自航能力，北極永凍冰區(qū)域的石油鉆采工作也將成為可能。

進(jìn)一步的，所述位于浮體每一側(cè)的履動(dòng)輪包括自前向后排列的主動(dòng)輪和若干誘導(dǎo)輪，所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述剛履帶的內(nèi)側(cè)設(shè)有若干誘導(dǎo)齒，所述誘導(dǎo)齒與所述誘導(dǎo)輪配合用以規(guī)正鋼履帶。

進(jìn)一步的，所述下浮體具有兩個(gè)，且分別設(shè)置于平臺(tái)主體左舷和右舷正下方，每個(gè)下浮體的兩側(cè)均具有履帶移動(dòng)裝置，即履帶移動(dòng)裝置共為四組。

進(jìn)一步的，所述每個(gè)下浮體由兩根立柱與平臺(tái)主體連接；所述下浮體包括上部平面板架、四周圍壁、底部結(jié)構(gòu)、錨泊定位裝置和壓載水箱；所述錨泊定位裝置設(shè)置在下浮體頂部的四角處；所述壓載水箱位于下浮體內(nèi)部。

進(jìn)一步的，所述上部平面板架由板和正交布置的水平型材組成；所述四周圍壁采用環(huán)形水平型材與垂直型材一起布置；所述下浮體底部結(jié)構(gòu)為雙底結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述平臺(tái)主體包括甲板、圍壁以及若干縱向和橫向艙壁；所甲板、圍壁以及若干縱向和橫向艙壁組成空間箱型結(jié)構(gòu)；所述甲板分為主甲板、中間甲板和下甲板；所述主甲板為工作甲板。

進(jìn)一步的，所述立柱為圓柱形桁架式立柱，包括外殼板、橫隔板、垂向和水平扶強(qiáng)材、水密平臺(tái)、非水密平臺(tái)、水密通道圍壁。

進(jìn)一步的，還包括支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐系統(tǒng)包括下浮體與下浮體、立柱與立柱、立柱與平臺(tái)之間的桁撐和撐桿。

而本發(fā)明還提供了上述半潛式海洋平臺(tái)的使用方法的技術(shù)方案，具體為：

包括陸地移動(dòng)模式及水上作業(yè)模式；

陸地移動(dòng)模式時(shí)，依靠履帶移動(dòng)裝置登上陸地選擇井位進(jìn)行鉆采作業(yè)；當(dāng)完成鉆采作業(yè)之后，通過(guò)履帶移動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)在冰面或底面的直接移動(dòng)；如需要開(kāi)展北極永凍冰區(qū)域的石油鉆采工作，通過(guò)履帶移動(dòng)裝置使本平臺(tái)可兩開(kāi)采點(diǎn)之間移動(dòng)；

水上作業(yè)模式時(shí)，通過(guò)自航系統(tǒng)或拖航系統(tǒng)移動(dòng)至工作地點(diǎn)定點(diǎn)；再通過(guò)注入海水至下浮體內(nèi)設(shè)置的壓載水箱使平臺(tái)部分下潛，直至平臺(tái)部分結(jié)構(gòu)在海面以下。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明半潛式海洋平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明半潛式海洋平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)的整體側(cè)視，并展示了該海洋平臺(tái)上浮時(shí)的狀態(tài)；

圖3是本發(fā)明中立柱的俯視圖。

圖4是本發(fā)明中立柱的正視圖。

圖5是本發(fā)明中下浮體的正視圖。

圖6是本發(fā)明中履帶移動(dòng)裝置的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

如圖1至圖6所示，本實(shí)施例所述的一種適用于北極開(kāi)采的新型半潛式海洋平臺(tái)，所述的海洋平臺(tái)包括平臺(tái)主體1、立柱2、下浮體3、履帶移動(dòng)裝置4和支撐系統(tǒng)5。其中平臺(tái)主體1與立柱2頂部焊接在一起。下浮體3共兩組，分別位于平臺(tái)主體左舷和右舷正下方，與立柱2底部焊接在一起，連接處設(shè)有局部加強(qiáng)構(gòu)件。履帶移動(dòng)裝置4設(shè)在平行下浮體3的兩側(cè)。支撐系統(tǒng)5設(shè)于各主要結(jié)構(gòu)連接位置。

請(qǐng)結(jié)合圖2所示，所述平臺(tái)主體包括甲板11、圍壁12以及若干縱向和橫向艙壁13，且甲板11、圍壁12以及若干縱向和橫向艙壁13組成空間箱型結(jié)構(gòu)。所述甲板11分為主甲板111、中間甲板112和下甲板113。所述主甲板111為工作甲板，其上設(shè)有鉆井機(jī)械設(shè)備、器材和生活艙室等上層建筑14，中間甲板112加強(qiáng)平臺(tái)整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并承載平臺(tái)部分設(shè)備，下甲板113保證平臺(tái)主體水密性。所述圍壁12包括上層建筑14的前端壁、側(cè)壁和后端壁。所述艙壁13是由多列鋼板排列組合焊接而成的結(jié)構(gòu)件，劃分平臺(tái)內(nèi)部空間，并支撐各艙室穩(wěn)固性。

請(qǐng)結(jié)合圖3及圖4所示，所述立柱2為圓柱形桁架式立柱，包括外殼板21、橫隔板22、垂向和水平扶強(qiáng)材23、水密平臺(tái)24、非水密平臺(tái)25、水密通道圍壁26等。所述圓柱形立柱2共四根，分別設(shè)置在下甲板113平面的四個(gè)角落處，將平臺(tái)主體1與下浮體3連接為一個(gè)整體，并起支撐上層工作甲板1的作用?？紤]在陸地移動(dòng)時(shí)的穩(wěn)性，所述立柱較之一般半潛式平臺(tái)立柱更短，且直徑更大。

請(qǐng)結(jié)合圖5所示，所述下浮體3為一組橫剖面為圓角矩形的平行浮體，縱骨架式殼體結(jié)構(gòu)。所述平行浮體分別設(shè)置于平臺(tái)左舷和右舷正下方，且處于同一平面，每個(gè)下浮體由兩根立柱與平臺(tái)主體連接。所述下浮體包括上部平面板架31、圍壁32、底部結(jié)構(gòu)33、錨泊定位裝置34和壓載水箱35。所述上部平面板架31由板和正交布置的水平型材組成；所述四周圍壁32采用環(huán)形水平型材與垂直型材一起布置；所述下浮體底部結(jié)構(gòu)33為雙底結(jié)構(gòu)，底部型材與下浮體上部型材布置位置一致；所述錨泊定位裝置34設(shè)置在下浮體頂部的四角處；所述壓載水箱35焊接在下浮體內(nèi)部。下浮體3與立柱2間的連接部位設(shè)有額外加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，以承受平臺(tái)在陸地移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的載荷。所述下浮體較原有半潛式平臺(tái)下體更為寬，之間以桁撐和撐桿51相互連接，以滿足平臺(tái)在陸地移動(dòng)過(guò)程中所需滿足的穩(wěn)定性。

請(qǐng)結(jié)合圖5及圖6所示，所述履帶移動(dòng)裝置4包括鋼履帶41、履動(dòng)輪42和減速機(jī)43等。所述履帶共四組，平行布置在下浮體3兩側(cè)。所述履帶41由履帶板411和履帶銷412等組成。所述履帶板41為鋼制履帶板；所述履帶銷412置于履帶板之間，連接各履帶板，構(gòu)成履帶鏈環(huán)。所述履動(dòng)輪42包括主動(dòng)輪421和誘導(dǎo)齒422，用以規(guī)正履帶41防止平臺(tái)在陸上轉(zhuǎn)向移動(dòng)時(shí)履帶41脫落。所述減速機(jī)43位于下浮體3前后兩端。所述履帶的總體形狀在下浮體兩側(cè)為斜面44，履帶的單片鉸鏈為微型狀，可減小平臺(tái)上岸摩擦，增加履帶移動(dòng)裝置的穩(wěn)定性。

在實(shí)例中，所述支撐系統(tǒng)5包括下浮體3、立柱2、立柱2與平臺(tái)主體1之間的桁撐和撐桿51。所述撐桿51為設(shè)置有環(huán)筋的管形撐桿，且水密，以提供足夠通道保證平臺(tái)在漂浮狀態(tài)下實(shí)施內(nèi)部搶修。所述支撐系統(tǒng)確保了平臺(tái)主體1、立柱2和下浮體3三者之間的可靠連接，提高了平臺(tái)整體的強(qiáng)度和剛度。

下面是對(duì)使用本發(fā)明所述新型半潛式海洋平臺(tái)的具體使用方法的說(shuō)明：

1、陸地移動(dòng)模式：本實(shí)施例所述的新型半潛式海洋平臺(tái)能夠更加充分地利用北極環(huán)境。在夏季融冰期前，本平臺(tái)通過(guò)自航系統(tǒng)或者拖航系統(tǒng)布置在北極陸地附近，在融冰期時(shí)可根據(jù)開(kāi)采區(qū)具體情況選擇水上作業(yè)和陸地作業(yè)。本平臺(tái)需要登陸時(shí)可依靠履帶移動(dòng)系統(tǒng)4的兩側(cè)斜面44登上北極的陸地選擇合適井位進(jìn)行鉆采作業(yè)。當(dāng)本平臺(tái)在一處工作區(qū)域完成鉆采作業(yè)之后，通過(guò)履帶移動(dòng)裝置4實(shí)現(xiàn)在冰面上直接移動(dòng)。即使發(fā)生冰層塌陷，也可利用平臺(tái)本身浮性和自航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在覆冰海域的移動(dòng)。如需要開(kāi)展北極永凍冰區(qū)域的石油鉆采工作，也可利用本平臺(tái)履帶移動(dòng)裝置4使本平臺(tái)可在兩開(kāi)采點(diǎn)移動(dòng)。這樣不僅提高了平臺(tái)使用效率，永凍冰區(qū)域的石油開(kāi)采也將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

2、水上作業(yè)模式：本實(shí)施例所述的新型半潛式海洋平臺(tái)通過(guò)自航系統(tǒng)或拖航系統(tǒng)移動(dòng)至工作地點(diǎn)定點(diǎn)；再通過(guò)注入海水至壓載水箱35使平臺(tái)部分下潛，直至平臺(tái)大部分結(jié)構(gòu)在海面以下；系泊系統(tǒng)為錨泊定位裝置34，錨泊定位裝置34由輻射狀布置的八個(gè)錨組成，用鏈條或鋼繩與下浮體3連接。本平臺(tái)通過(guò)上述步驟展開(kāi)鉆采作業(yè)，其具有高穩(wěn)定性和耐波性，適用于北極水深300米以下的海域。

以上所述之實(shí)施例只為本發(fā)明的較佳實(shí)施例。并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、結(jié)構(gòu)及原理所做的變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。