一種浮式自升式鉆井平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海上油氣鉆井裝備，特別是涉及一種浮式自升式鉆井平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)今世界能源需求越來越強(qiáng)勁而陸上油氣資源日趨枯竭形勢下，開闊更廣的能源供應(yīng)途徑就成為現(xiàn)今世界各國發(fā)展的重點(diǎn)，其中海上油氣開采技術(shù)的發(fā)展尤為迅速。海洋油氣總產(chǎn)量占全球油氣總產(chǎn)量的比例已從1997年的20%上升到目前的40%以上，其中深海油氣產(chǎn)量約占海洋油氣產(chǎn)量的30%以上。因此，對于自升式鉆井平臺、半潛式鉆井平臺和鉆井船這三大海上鉆井裝備而言，深水化是一個主要的發(fā)展趨勢。
[0003]自升式鉆井平臺占海上鉆井裝備總數(shù)量的60%以上，是一百多年來海洋油氣開發(fā)的絕對主力，但其目前的工作水深不超過150米，主要在各大洲的沿海大陸架。自升式鉆井平臺由上層平臺和數(shù)根能夠升降的粧腿組成，工作前先自航或由拖輪拖至井位，定位后通過粧腿升降裝置將粧腿下的粧靴插入固定于海底，再將上層平臺上升到海面以上一定高度后便可將懸臂塔架伸出甲板進(jìn)行鉆井作業(yè)。自升式鉆井平臺具有穩(wěn)定性好、機(jī)動靈活、造價低于半潛式鉆井平臺和鉆井船的特點(diǎn)，但其平臺定位或離位時操作復(fù)雜，對波浪敏感。而且，隨著水深的增加，造價迅速攀升。
[0004]對于200米以上水深海域，現(xiàn)有的各類浮式平臺均各有局限性。事實(shí)上，200-500米水域內(nèi)還有大量的油氣資源尚待開發(fā)。若為200-500米水深的油區(qū)新建半潛式平臺和鉆井船，可滿足開采的技術(shù)與施工等要求，但耗資巨大，可謂“牛刀殺雞”，經(jīng)濟(jì)性不佳。另一方面，目前自升式鉆井平臺的數(shù)量甚多，但這些在役的平臺中有相當(dāng)一部分由于粧腿與粧靴的壽命問題而不能再服役，在未來十年內(nèi)有大量的自升式鉆井平臺將退役。所以，如何利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)改裝這些平臺的下部結(jié)構(gòu)，延長其服役壽命，并使之在超過150米水深的海域作業(yè)，將是一大技術(shù)突破，并且在造船業(yè)形成一個巨大的海洋工程裝備改裝市場，經(jīng)濟(jì)前景可觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種浮式自升式鉆井平臺。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決:
[0007]一種浮式自升式鉆井平臺，包括主甲板及其上部結(jié)構(gòu)、浮墊、粧腿、系泊系統(tǒng)和升降機(jī)構(gòu)，所述上部結(jié)構(gòu)包括鉆井模塊和/或生產(chǎn)模塊；所述浮墊位于所述主甲板下方，所述浮墊的面積和厚度均大于所述主甲板，所述浮墊的中央設(shè)有月池，能供所述鉆井模塊中的鉆具和/或所述生產(chǎn)模塊中的生產(chǎn)設(shè)備通過，所述浮墊的內(nèi)部分隔為多個艙；所述鉆井模塊位于或靠近所述主甲板的幾何中心上方，作業(yè)時從所述主甲板中部上方的鉆井塔架起下所述鉆具和/或所述生產(chǎn)設(shè)備；所述粧腿共有三條，每條所述粧腿的主體結(jié)構(gòu)均為三角形桁架結(jié)構(gòu)，每條所述粧腿的底部與所述浮墊剛性固定連接，所述主甲板通過所述升降機(jī)構(gòu)沿所述粧腿垂直升降并固定在預(yù)定高度處，每條所述粧腿均含有上段中空密封體、下段中空密封體和中段，所述上段中空密封體和下段中空密封體均為鋼板沿所述三角形桁架結(jié)構(gòu)焊接而成，所述中段位于所述上段中空密封體和下段中空密封體之間，所述中段依然為三角形桁架結(jié)構(gòu)，能被水透過；作業(yè)時，所述浮式自升式鉆井平臺的重心低于浮心，水線位于所述上段中空密封體的高度范圍內(nèi)，通過所述系泊系統(tǒng)定位。
[0008]在以上技術(shù)方案中:
[0009]在作業(yè)時，由浮墊和粧腿提供浮力，浮心高于重心。其中，浮墊代替了自升式鉆井平臺常用的粧靴，浮墊的面積和厚度大于主甲板，提供了平臺在水中濕式拖航和正常作業(yè)時的主要浮力；此外，浮墊中央留有月池，可通過鉆具和/或生產(chǎn)設(shè)備，使得傳統(tǒng)的自升式鉆井平臺上的生產(chǎn)設(shè)備和鉆井設(shè)備得以繼續(xù)有效使用；再者，浮墊與粧腿底部固定連接，由于粧腿總長度足夠大，使得平臺吃水較深，吃水深度超過90米，因而浮墊所受的橫向波浪力得以顯著減?。欢腋|具有巨大的面積，成為一個垂蕩板，垂蕩阻尼也因之而增大，使得整個平臺的豎向垂蕩運(yùn)動大幅度減小，更有利于平臺的海上作業(yè)；更進(jìn)一步地，在拖航時，主甲板降下，與浮墊上方重合，和傳統(tǒng)自升式鉆井平臺相比，平臺的重心更低，拖航穩(wěn)性更佳。
[0010]粧腿共有三條，不僅支撐著主甲板及其上設(shè)備的總重，而且也提供本發(fā)明平臺的部分浮力；升降機(jī)構(gòu)使主甲板可以沿粧腿垂直升降，在風(fēng)暴下可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)主甲板和海面間的氣隙高度，而不必調(diào)節(jié)平臺的吃水深度；每條粧腿均為三角形空間桁架結(jié)構(gòu)，粧腿中的上段中空密封體和下段中空密封體，均為鋼板沿桁架焊接而成，粧腿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度因上、下段中空密封體而得到提高，作業(yè)時，水線始終處在粧腿上段中空密封體的高度范圍內(nèi)，三條粧腿之間的相互距離大，使得平臺的回復(fù)力矩和穩(wěn)性增加，所述平臺由于使用三條三角形粧腿，不會產(chǎn)生渦擊運(yùn)動。
[0011]優(yōu)選地，所述浮墊的左舷、右舷和船尾分別對應(yīng)的與所述主甲板的左舷、右舷和船尾平行；所述浮墊的前端是自所述浮墊的頂面向所述浮墊的底面向內(nèi)傾斜的斜面。
[0012]采用以上技術(shù)方案可降低整個平臺在自航與拖航時的水中阻力。
[0013]優(yōu)選地，所述浮墊內(nèi)的艙包括儲油艙、壓載水艙、泵艙和密封艙，所述密封艙內(nèi)填充有實(shí)心大密度金屬。
[0014]所述浮墊的體積巨大，內(nèi)部分隔為多個艙，可用來儲油和作為壓載水艙，所述浮墊的部分結(jié)構(gòu)采用實(shí)心大密度金屬填充，可更使整個所述平臺的重心降低于浮心之下，實(shí)現(xiàn)了所述平臺的無條件穩(wěn)性。
[0015]優(yōu)選地，所述下段中空密封體與所述浮墊的內(nèi)部連通，所述下段中空密封體內(nèi)也分艙，所述下段中空密封體內(nèi)的艙包括壓載水艙或儲油艙。
[0016]所述下段中空密封體作為壓載水艙或儲油艙，可進(jìn)一步降低所述平臺的重心，增加作業(yè)時的穩(wěn)性。
[0017]優(yōu)選地，所述浮式自升式鉆井平臺還包括推進(jìn)器，所述推進(jìn)器設(shè)在所述主甲板的船尾外側(cè)。
[0018]主甲板船尾外側(cè)設(shè)有的推進(jìn)器，可以使平臺短距離移動，調(diào)節(jié)平臺運(yùn)動的方向，從而提高了平臺小范圍內(nèi)移動的靈活性，減少了拖航難度，當(dāng)平臺鉆多口井時只需收起錨鏈，所述平臺可以自航移動到新的井位上方。
[0019]優(yōu)選地，所述斜面的傾斜角為30-60°。
[0020]優(yōu)選地，所述系泊系統(tǒng)為多錨鏈分布式系泊系統(tǒng)，在每條所述粧腿的上段中空密封體上連接至少二條所述錨鏈，所述浮墊上連接至少六條所述錨鏈。
[0021]優(yōu)選地，所述粧腿的布置呈三角型且左右舷對稱。
[0022]優(yōu)選地，當(dāng)所述浮式自升式鉆井平臺包含所述生產(chǎn)模塊時，所述生產(chǎn)模塊包含干采油樹生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0023]優(yōu)選地，當(dāng)所述浮式自升式鉆井平臺在作業(yè)過程中遭遇風(fēng)暴時，所述浮式自升式鉆井平臺保持吃水深度，所述升降機(jī)構(gòu)升起所述主甲板，調(diào)節(jié)所述主甲板和海面間的氣隙高度。
[0024]本發(fā)明還具有如下優(yōu)點(diǎn):與傳統(tǒng)的自升式鉆井平臺相比，本發(fā)明是浮式的，在作業(yè)時，平臺船體與海床沒有接觸，適用于在500米以內(nèi)水深的海域鉆采油氣，尤其適用于200-500米水深的海域。本發(fā)明的鉆井平臺尤其適合于對現(xiàn)役自升式鉆井平臺的改裝，可以大部分保留現(xiàn)役自升式鉆井平臺的主甲板以及主甲板上配置的各個模塊，使用了一個帶月池的浮墊代替現(xiàn)有自升式鉆井平臺的粧靴，并改進(jìn)粧腿，改裝后即可以成為一種浮式的鉆井和/或生產(chǎn)裝備，其工作海域的深度和廣度得以大大增加，突破了目前水深不超過150米的限制。在作業(yè)時，由浮墊和粧腿提供浮力，浮心高于重心，穩(wěn)定性好，而且平臺因吃水深，浮墊受波浪力小，所以運(yùn)動性能良好，浮墊同時具有很大的儲油能力。在拖航時，浮墊能提高拖航的穩(wěn)性。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的浮式自升式鉆井平臺的立體示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的浮式自升式鉆井平臺的正視圖；
[0027]圖3為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的浮式自升式鉆井平臺的側(cè)視圖；
[0028]圖4為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的浮式自升式鉆井平臺的俯視圖；
[0029]圖5為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的浮式自升式鉆井平臺的濕式拖航側(cè)視圖；
[0030]圖6為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的浮式自升式鉆井平臺的干式拖航側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合各附圖，對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述。
[0032]本發(fā)明的浮式自升式鉆井平臺(下方簡稱為平臺)可以僅用于鉆井，也可以僅用于生產(chǎn)，還可以同時用于鉆井與生產(chǎn)，下方以同時用于鉆井和生產(chǎn)為例進(jìn)行說明。
[0033]如圖1-4所示，在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，該平臺包括:主甲板I及其上部結(jié)構(gòu)、浮墊7、粧腿6、系泊系統(tǒng)、升降機(jī)構(gòu)5、推進(jìn)器4，主甲板I上的上部結(jié)構(gòu)可以包括鉆井、生產(chǎn)、生活、動力、救生與直升機(jī)甲板等模塊。下方圖示中，將鉆井模塊中的鉆具以及生產(chǎn)模塊中的立管等生產(chǎn)設(shè)備共同用鉆井與生產(chǎn)設(shè)備8表示。
[0034]主甲板I的主平面近似為圓角的三角型，且左右舷對稱，其中鉆井模塊位于或靠近主甲板I的幾何中心，鉆井作業(yè)時，從主甲板I中部上方的鉆井塔架2起下鉆頭、鉆桿、鉆柱等鉆具與立管等鉆井與生產(chǎn)設(shè)備8，并穿過浮墊7中央的月池9進(jìn)行鉆井和生產(chǎn)作業(yè)，而不再以