一种张力腿式定位系泊浮体的方法技术

本发明专利技术涉及一种张力腿式定位系泊浮体的方法，其包括以下步骤：（１）将一组锚固装置分别固定安装在海底预定设置浮体的位置，在各所述锚固装置上连接系泊缆；（２）用拖船将浮体拖至上述海域，向浮体的进水舱内输入海水，用海水压载浮体，然后将各所述系泊缆连接在所述浮体的对应系泊点上；（３）将所述浮体中的海水排出，浮体依靠自身浮力上浮，使各所述系泊缆产生预张力，使所述浮体保持其满载排水量５％～１０％的储备浮力。本发明专利技术将浮体与锚固装置之间的系泊缆设置成一个个具有预张力的张力腿，当环境外力撤除后，张力腿会使浮体回到原来的位置。本发明专利技术占用海域面积小、工程投资小、特别适合于近海边际油田浅水区域使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种海上系泊浮体的方法，特别是关于一种在浅水海域使用的张力腿式定位系泊浮体的方法。
技术介绍
目前，我国海洋石油业除继续开发大中型海洋油气田之外，也在积极进行近海边际油田的开发。然而，对于这些小油藏资源的近海边际油田，如果继续按照大中型油气田的开发方式，继续采用大中型油气田的开发设备，无疑会投入相当大的成本，甚至有些油田根本无法收回成本，因此必须使用相应的小型设备。当前，我国海洋石油业正在积极开发应用的小型浮式生产储油装置(FPSO)和浮式储油装置(FSO)，就是一种非常适合浅水区域边际油田使用的小型设备。FPSO的外形有八角型和圆型两种，为满足常规海上石油生产，需要对这种FPSO装置进行海上定位系泊，其定位系泊时，既要避免常规锚链系泊存在占用海域面积较大，影响船舶航行的缺点，又要能够降低系泊工程投资，同时还要适合近海边际油田浅水区域的使用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种占用海域面积小、工程投资省、适合近海边际油田浅水区域使用的张力腿式定位系泊浮体的方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案，其包括以下步骤(1)将一组锚固装置分别固定安装在海底预定设置浮体的位置，在各所述锚固装置上连接系泊缆；(2)用拖船将浮体拖至上述海域，向浮体的进水舱内输入海水，用海水压载浮体，然后将各所述系泊缆连接在所述浮体的对应系泊点上；(3)将所述浮体中的海水排出，浮体依靠自身浮力上浮，使各所述系泊缆产生预张力，使所述浮体保持其满载排水量5％～10％的储备浮力。所述浮体上设置有3～4处系泊位置。所述每一所述系泊位置设置有2～4个系泊点，所述锚固装置与所述系泊点的位置对应设置，且数量相同。所述浮体为浮式生产储油装置或浮式储油装置中的一种。所述浮体为一单点浮筒，在所述单点浮筒的顶部通过一系泊缆单点系泊一船形浮式生产储油装置或浮式储油装置中的一种。浮式生产储油装置或浮式储油装置系泊安装完成后的所述系泊缆与海底水平线之间的夹角为30°～90°，随水深增加角度增大。浮筒系泊安装完成后的所述系泊缆与海底水平线之间的夹角为30°～60°，随水深增加角度增大。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术方法在系泊浮体时，先向浮体进水舱内输水，待将系泊缆系泊完成后，再将水舱中的水排出，使靠自身浮力升起的浮体与锚固装置之间的系泊缆形成一个个具有预张力的张力腿，其不但可以使浮体定位系泊在预定海域，而且可以使浮体储备一定的浮力，一旦浮体受到环境外力，张力腿具有一定的张拉能力，当环境外力撤除后，张力腿又会使浮体回到原来的位置。2、本专利技术提供的张力腿式定位系泊方法，将常规系泊缆的悬链线特性改变为张力特性，使FPSO或FSO的系泊性能大为改善，不但稳定性好，而且抵抗恶劣还况能力强。3、本专利技术可以根据海上环境情况设置数量不同的系泊缆，同时可以根据不同的海水深度，确定系泊缆与海底水平线的夹角，配合不同的浮力储备，因此可以以最短的系泊缆，实现最恰当的系泊能量，实现本专利技术占用海域面积小、工程投资省的目的。4、本专利技术不但可以系泊一八角形或圆形FPSO或FSO，而且可以系泊一浮筒，使浮筒与张力腿式系泊缆构成一单点浮筒系泊的主体，然后再在浮筒顶部通过系泊缆连接一船形FPSO或FSO，在环境力作用下，船形FPSO或FSO可围绕浮筒作360°的旋转。本专利技术可以广泛用于我国近海水域较浅的边际油田的开发。附图说明图1是采用本专利技术定位系泊的八角形FPSO示意2是图1的俯视3是图1的另一种定位系泊状态图4是采用本专利技术定位系泊的圆形FPSO示意5是图4的俯视6是图4的另一种定位系泊状态图7是采用本专利技术定位系泊的单点浮筒及与船形FPSO连接的示意8是图7的俯视9是图7在深水定位系泊状态示意10是图9的俯视图具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述。本专利技术张力腿式定位系泊方法，主要用于定位系泊FPSO或FSO，以使FPSO或FSO与井口平台保持一定距离，以安全进行海上原油开采、处理和储存作业。本专利技术张力腿式定位系泊浮体的方法包括以下步骤(1)如图1、图2所示，将多个锚固装置1分别固定安装在海底预定设置浮体3的位置，在各个锚固装置1上连接系泊缆2，锚固装置1可以采用桩锚或吸力锚，当海洋环境较恶劣时，应使用桩锚。(2)用拖船将浮体3拖至上述海域，向浮体3中的进水舱内输入海水，用海水压载浮体3，然后将各条系泊缆2连接在浮体3的各个系泊点4上；(3)将浮体3中进水舱内的海水排出，浮体3依靠自身浮力上浮，使各条系泊缆2产生张力，既使在浮体3满载时，也保持5％～10％的储备浮力。由上述步骤可知，产生张力的条件是各系泊缆2的长度在连接浮体3后，均短于浮体3满载时锚固装置1到浮体3系泊点的长度，向上的浮力作用会产生了一定的预张力，形成一个个张力腿，其不但可以使浮体3定位系泊在预定海域，而且一旦浮体3受到环境外力，张力腿具有一定的张拉能力，当环境外力撤除后，张力腿又会使浮体3回到原来的位置。本专利技术中，系泊缆2与海底水平线的夹角θ，当水深大于浮体3最大吃水深度4倍时，夹角θ等于90°，即系泊缆2与锚固装置1呈垂向连接，当水深小于浮体3最大吃水深度4倍时，夹角θ在30°～90°之间，角度越大，系泊缆2的长度就越短，其弹性就越低；角度越小，系泊缆2的长度就越长，其弹性就越好。本专利技术方法的实际使用中，海域水深应小于200米。本专利技术的储备浮力，约占浮体3满载排水量的5％至10％，储备浮力作用是让各系泊缆2产生一定张力，当水深大于浮体3最大吃水深度4倍时，系泊缆2垂直布置，为避免锚固装置1的过大上拔力，应使用较小的储备浮力；当水深较浅时，因系泊缆2与海底成一定角度，使锚固装置1的上拔分力较小，因此可使用较大的储备浮力。锚固装置1应具有足够大的上拔力，一般大于安全系数的3倍，使本专利技术具有较强的抗御海洋环境力的能力。本专利技术中，系泊缆2数量根据浮体3满载排水量与具体海洋环境条件选定，浮体3的系泊位置可在浮体3上的3个位置或4个位置设置，每一个位置设置2个或3个或4个系泊点4，比如呈4×2或4×3或4×4的分布，各系泊点4与对应的锚固装置1之间用系泊缆2相连接。系泊缆2选用质地优良、弹性较好的尼龙缆或钢缆，应具有良好的抗腐蚀性。系泊缆2产生的预张力，增强了抵抗海洋环境力的能力，可使系泊缆2的破断强度达到其最大负荷的3倍。下面是采用本专利技术方法和装置对浮体进行定位系泊的具体实施例。实施例一如图1～3所示，本实施例定位系泊的浮体3是一个小型八角形FPSO，其排水量为1万吨至3万吨，采用本专利技术张力腿式定位系泊方法系泊。本实施例在海底的预定位置固定安装了一组八个锚固装置1，在每个锚固装置1上连接一条系泊缆2，在八角形浮体3的四角边设置系泊位置，每个角边布置两个系泊点4，每个系泊点4连接一条系泊缆2。每条系泊缆2与海底水平线成θ角度，比如45°(如图1所示)或90°(如图3所示)。实施例二如图4～6所示，本实施例定位系泊的浮体3是一个圆形FPSO，首先在海底分三处设置六个锚固装置1，沿浮体3的圆形按120°间隔分散设置3个系泊位置，每个位置设置2个系泊点4，各系泊点4与对应的锚固装置1之间用系泊缆2连接，每条系泊缆2与海底水平线成θ角度比如50°(如图4所示)或90°本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种张力腿式定位系泊浮体的方法，其包括以下步骤：（１）将一组锚固装置分别固定安装在海底预定设置浮体的位置，在各所述锚固装置上连接系泊缆；（２）用拖船将浮体拖至上述海域，向浮体的进水舱内输入海水，用海水压载浮体，然后将各所述系 泊缆连接在所述浮体的对应系泊点上；（３）将所述浮体中的海水排出，浮体依靠自身浮力上浮，使各所述系泊缆产生预张力，使所述浮体保持其满载排水量５％～１０％的储备浮力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾恒一，范模，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]