專(zhuān)利名稱(chēng)：淺吃水浮動(dòng)海洋石油鉆探/生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及海洋石油鉆探及生產(chǎn)裝置，具體涉及用于這種作業(yè)的浮動(dòng)裝置。
在海洋石油工業(yè)中，浮動(dòng)裝置系用于因深水引起固定于海底套管的成本對(duì)于足夠的經(jīng)濟(jì)收益來(lái)說(shuō)甚至在石油儲(chǔ)存量很大的情況下也過(guò)于昂貴的區(qū)域。已有的這種浮動(dòng)裝置包括半浸沒(méi)自升式鉆井裝置、多錨系泊定位船舶、使駁船定位的多頂推器多動(dòng)力定位船舶以及張力腿平臺(tái)(TLP)。
每種裝置均有其優(yōu)缺點(diǎn)。例如，盡管多動(dòng)力定位船舶不再需要錨和系纜，但它們具有很大的與波浪和水流相對(duì)的表面積，這就使船舶定位需要很大的能量。表面積大還會(huì)使船舶容易因波浪作用而引起升沉、縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)。半浸沒(méi)自升式鉆井裝置與波浪相對(duì)的表面積較小，故對(duì)縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)較不敏感，但仍因升沉運(yùn)動(dòng)而不能設(shè)計(jì)成儲(chǔ)存大量石油。
不僅從安全和舒適角度，而且從作業(yè)角度，都最好是使環(huán)境所誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)最小化，因?yàn)殂@探和生產(chǎn)的連接裝置必須設(shè)計(jì)成適應(yīng)于裝置的運(yùn)動(dòng)。連接裝置的設(shè)計(jì)和建造成本與裝置的升沉、縱搖和橫搖量直接有關(guān)。
TLP在升沉、縱搖和橫搖的最小化方面是比較成功的。然而TLP是一種深吃水裝置，它主要被設(shè)計(jì)用于海洋風(fēng)浪較大的深水區(qū)域。
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于世界上海洋風(fēng)浪相對(duì)較小、最大波浪極少超過(guò)30或40英尺的深水區(qū)域不能充分地適用。
本發(fā)明適用于這些區(qū)域。它所提供的是一種綜合了目前所用不同類(lèi)型浮動(dòng)裝置之好處的淺吃水浮動(dòng)裝置。該裝置由一浮動(dòng)船體形成，船體上可放置一個(gè)或多個(gè)組件或甲板以支承加工設(shè)備、一鉆架、設(shè)施和人員居住艙室。石油鉆探和/或生產(chǎn)是通過(guò)船體中的中央井實(shí)現(xiàn)的。船體包括固定壓載、一儲(chǔ)油區(qū)和用以改變以補(bǔ)償較輕重量?jī)?chǔ)油的內(nèi)腔和壓載。船體設(shè)計(jì)成具有較小的水線(xiàn)面積。船體并設(shè)計(jì)成具有與將安置該船體區(qū)域中的波浪非共振的縱搖和橫搖周期。
本發(fā)明的目的在于提供一種允許將船體和甲板相互獨(dú)立建造并在一不一定是最終位置處裝配、從而減少施工步驟和成本的浮動(dòng)近海鉆探裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有極好的升沉、縱搖和橫搖特性，從而允許使用鋼制鉆探提升器和構(gòu)件使其鉆探作業(yè)較少受到天氣條件變化影響的浮動(dòng)近海鉆探裝置。
為進(jìn)一步理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和目的，以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，圖中同樣部件采用相同標(biāo)號(hào)。其中

圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的立體圖。
圖2為安裝有甲板的本發(fā)明一較佳實(shí)施例的外側(cè)輪廓圖。
圖3為安裝有甲板的本發(fā)明一較佳實(shí)施例的內(nèi)側(cè)輪廓圖。
圖4為沿圖3中4-4線(xiàn)的剖視圖。
圖5為沿圖3中5-5線(xiàn)的剖視圖。
圖6為沿圖3中6-6線(xiàn)的剖視圖。
圖7為沿圖4中7-7線(xiàn)的剖視圖。
圖8為沿圖4中8-8線(xiàn)的剖視圖。
參見(jiàn)各附圖，如圖1所示，本發(fā)明一般用標(biāo)號(hào)10表示。淺吃水浮動(dòng)裝置10包括一浮動(dòng)船體12，該浮動(dòng)船體包括一用于固定壓載的部分14、一用于儲(chǔ)油的部分16、一用于內(nèi)腔和可變壓載的部分18以及一用于接受和支承加工設(shè)備、一鉆架、設(shè)施和人員居住艙室的組件或甲板的部分20。船體12并設(shè)有一油井22，該油井穿過(guò)該船體垂直延伸，以容納在由海底油井鉆探和生產(chǎn)時(shí)所用的提升器。
在該較佳實(shí)施例中，固定壓載部分14位于船體12下端。將固定壓載放在裝置的下端，使重心低于浮心。固定壓載可采用任何材料如混凝土，以降低有關(guān)成本。固定壓載的厚度和重量在根本上取決于裝置的尺度、重量和排水量。
儲(chǔ)油部分16通過(guò)允許海水從底部進(jìn)入該儲(chǔ)油部分而使壓力均衡化。如圖3所示，其中標(biāo)號(hào)17表示海水，用于在部分16中相對(duì)海水均衡化。如果必須滿(mǎn)足油罐的某些專(zhuān)門(mén)要求，則儲(chǔ)油部分16可采用雙層壁結(jié)構(gòu)。
部分18的內(nèi)腔19為浮動(dòng)裝置10提供浮力，如圖3、4、5、7和8所示。部分18的可變壓載部21用于補(bǔ)償較輕重量的儲(chǔ)油，如圖3、6和8所示。為了保持一恒定的吃水，需要約1立方英尺的海水對(duì)1桶油的浮力進(jìn)行補(bǔ)償。由于提升器與海底連接且各分支管路的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有限制，故最好保持一恒定的吃水。
如圖1-3所示，船體12被線(xiàn)型設(shè)計(jì)成在水線(xiàn)24所示的其工作吃水處的船體水線(xiàn)面面積比浸沒(méi)的船體主要部分的底面積小得多。這是通過(guò)在船體中央和每個(gè)端部具有內(nèi)腔19’，如圖3、4、5和8所示，并從每個(gè)端部和船體中央向上延伸以在每個(gè)端部和船體中央限定一大致U形部或切斷部。當(dāng)在工作吃水處時(shí)，U形部的頂部在水平面之上，而U形部的底部則在水下。這樣，如果船體的工作吃水在儲(chǔ)油部16處，就象船的情況那樣，則水線(xiàn)面面積就會(huì)小得多。水線(xiàn)面面積較小為船體提供了一個(gè)超出波浪周期的很長(zhǎng)的固有升沉周期。
由于船體的橫搖和縱搖與波浪非共振，故裝置具有良好的橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng)。裝置的這些運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)在可變壓載部分21上方的船體每個(gè)端部的切斷部或U形部中提供緩沖板26進(jìn)一步改善。如圖4所示，緩沖板26由在端部?jī)?nèi)腔19’與船體中央部分之間延伸的垂直壁形成。當(dāng)在工作吃水處時(shí)，緩沖板26起減輕液面晃動(dòng)和在支承甲板的船體各壁之間運(yùn)動(dòng)的海水的自由表面作用。中央U(xiǎn)形部被設(shè)計(jì)為在工作吃水水線(xiàn)上方，以保護(hù)提升器在中央井22中不受波浪影響。
在操作時(shí)，可采用裝置10的可變壓載部分21改變裝置10在不同操作階段時(shí)的吃水。例如，對(duì)于很輕的船，可將吃水調(diào)節(jié)到45英尺。為將裝置拖到一處，可將吃水調(diào)節(jié)到50-70英尺的穩(wěn)定吃水。而為鉆探和/或生產(chǎn)操作，則可將吃水調(diào)節(jié)到160英尺，如圖1和圖2所示。應(yīng)當(dāng)理解，圖1和圖2所示的30英尺的干舷區(qū)域只是一個(gè)例子，在某些海洋條件下，45英尺或許更合適。
裝置10設(shè)計(jì)成能在與用于加工設(shè)備、鉆架、設(shè)施及人員居住艙室的支承組件或甲板不同的地方加以建造。這為建造和安裝順序提供了優(yōu)越性，從而能大大加快進(jìn)度并降低成本。甲板的安裝可以通過(guò)增加壓載而將裝置10降低到可將其上支承有甲板的駁船浮動(dòng)到船體的切斷部并位于支承部分20的吃水來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。然后通過(guò)增加壓載而將駁船降低、減少壓載而使船體上升或兩者的組合而將甲板轉(zhuǎn)移到船體上。一旦甲板安裝就緒，即可將裝置10拖至工作位置，通過(guò)壓載調(diào)節(jié)到所需的工作吃水并系泊定位。
裝置10中采用的鉆探和生產(chǎn)提升器可從海洋石油鉆探業(yè)已知的一些類(lèi)型中選擇。
可附加的另一特點(diǎn)是如圖3所示的一限流板28。板28的作用是防止井22中的水位如果具有與波浪相似的周期而產(chǎn)生垂直諧振。板的大小允許水流總開(kāi)口為井22的橫截面積的約20-30％。
如圖所示大小的裝置適用于以下情況。裝置10可容納一自重10,000噸、甲板負(fù)載31,900噸、即上部總重量為41900噸的甲板結(jié)構(gòu)。儲(chǔ)油部16可儲(chǔ)存1,500,000桶油。船體12的鋼板重約60,000噸，加上514,000噸的排水量和72,100噸的固定壓載。井22具有40條生產(chǎn)和鉆探用的溝槽。應(yīng)當(dāng)理解，圖中所示尺寸是本發(fā)明可采用的一個(gè)實(shí)例，而不是一種限定。
由于在以上所述本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)可以作出許多不同的實(shí)施例，并由于可對(duì)這些按照法律所述要求譯述的實(shí)施例作許多修改，應(yīng)當(dāng)理解，本說(shuō)明書(shū)中的具體描述應(yīng)被解釋為示意性的，而并無(wú)限定意義。
權(quán)利要求
1.一種淺吃水浮動(dòng)海洋鉆探/生產(chǎn)裝置，包括a.一具有多個(gè)端部的浮動(dòng)船體，所述端部在所述船體中至少限定一個(gè)U形部，從而當(dāng)所述船體位于工作吃水處時(shí)使U形部的頂部在水平面上方，而U形部的底部浸沒(méi)在水下，所述船體足以在U形部的頂部處接受一甲板；b.一在所述船體下端的固定壓載部分；c.一在所述船體內(nèi)的儲(chǔ)油部分；d.一在所述船體內(nèi)的可變壓載部分；e.一穿過(guò)所述船體的垂直井。
2.如權(quán)利要求1所述的海洋鉆探裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)油部分與海洋壓力均衡。
3.如權(quán)利要求1所述的海洋鉆探裝置，其特征在于，在被限定在所述船體中的U形部的下部還包括一緩沖板。
4.一種淺吃水浮動(dòng)海洋鉆探/生產(chǎn)裝置，包括a.一具有多個(gè)端部的浮動(dòng)船體，所述端部在所述船體中至少限定一個(gè)U形部，從而當(dāng)所述船體位于工作吃水處時(shí)使U形部的頂部在水平面上方，而U形部的底部浸沒(méi)在水下，所述船體足以在U形部的頂部處接受一甲板；b.一在所述船體下端的固定壓載部分；c.一在所述船體內(nèi)的儲(chǔ)油部分，所述儲(chǔ)油部分與海洋壓力均衡；d.一在所述船體內(nèi)的可變壓載部分；e.一穿過(guò)所述船體的垂直井；以及，f.一被限定在所述船體中的U形部的下部的緩沖板。
全文摘要
一種淺吃水浮動(dòng)海洋鉆探/生產(chǎn)裝置。該裝置包括一浮動(dòng)船體,船體上可放置一個(gè)或多個(gè)組件或甲板以支承加工設(shè)備、一鉆架、設(shè)施和人員居住艙室。鉆探和/或生產(chǎn)系在船體中通過(guò)一中央井實(shí)現(xiàn)。船體包括固定壓載、一儲(chǔ)油區(qū)、以及用于補(bǔ)償較輕儲(chǔ)油重量的內(nèi)腔和可變壓載。船體設(shè)計(jì)成具有較小的水線(xiàn)面積,并設(shè)計(jì)成具有與將安置船體區(qū)域內(nèi)波浪非共振的橫搖和縱搖周期。
文檔編號(hào)B63B1/02GK1178178SQ9711926
公開(kāi)日1998年4月8日 申請(qǐng)日期1997年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月27日
發(fā)明者愛(ài)德華E·霍頓三世 申請(qǐng)人:深井采油技術(shù)股份有限公司