带延伸筒体的直筒式浮式平台制造技术

本发明专利技术提供了一种带延伸筒体的直筒式浮式平台，其包括漂浮于水面上的直立式浮筒、延伸筒体、浮式平台定位系统和位于直立式浮筒的顶部的上部设施；直立式浮筒顶部高出水面，中心设置或不设置上下贯通的月池；延伸筒体从直立式浮筒底部向下延伸，延伸筒体为固定筒体或可伸缩滑移筒体，固定筒体形成带固定式延伸简体的浮式平台，可伸缩滑移筒体形成带可伸缩滑移式延伸筒体的浮式平台；浮式平台定位系统为系泊定位系统和动力定位系统之中的一种或两种。本发明专利技术浮式平台具有多种用途、兼具SPAR平台和现行圆筒形FPSO优点、性能优良、安全可靠，可在船厂一次性完成建造、安装和调试，整体干拖或湿拖运输至海上目的地，可大大节约工程投资和工期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋工程
，特别涉及一种可用于海上石油天然气勘探和开发及生产、海上发电、物资储存和补给、深水渔业养殖、旅游观光等多种用途的直筒式浮式平台。
技术介绍
现有技术的直筒式浮式平台可分为两类，一类为深吃水的SPAR平台，另一类为以圆筒形FPSO为代表的吃水不深、外径较大的圆筒形浮式平台。SPAR平台的特点是：吃水很深，通常接近200米；水线面面积小，筒体水线面直径通常为30～40米；平台的浮心高于重心，据此保证平台所需的稳性，通常不能储液。其优点是：由于垂荡刚度小、通常垂荡固有周期超过20秒，加之粘性阻尼的作用，垂荡运动响应小，通常百年一遇环境条件下最大可能的升沉幅值可控制在±3米之内，因此可以在平台上安装干式井口。其缺点是：由于垂荡刚度小、平台操作重量较小的变动将引发吃水较大的变化，难以适应储液的要求；平台筒体和上部设施必须分开建造、运输，然后在海上完成安装、连接和调试，需要专门的运输船和大型海上浮吊，且安装程序复杂、难度和风险比较高，工程造价高、建造和施工周期长；此外，在生产操作状态，尤其是恶劣海况条件下，SPAR平台横摇和侧倾比较大。圆筒形平台的特点是：吃水不深，通常20～30米左右；水线面面积较大，筒体水线面直径通常超过50米，大直径平台可超过100米，排水量比较大；平台的浮心低于重心，依靠水线面的惯性矩保证平台所需的稳性；主要依靠环绕安装在圆筒外壁底跟部减动结构(阻尼结构)来改善水动力性能、尤其是垂荡运动性能。其优点是：和船形FPSO相似，整个浮式平台包括筒体和上部设施可以在船厂一次性完成建造、安装和调试，整体干拖或湿拖运输至海上目的地，大大节约工程投资和工期，适于储液；圆筒形FPSO的垂荡运动性能和船形FPSO相当，横摇等运动性能则优于船形FPSO，平台的总体如经特别优化设计，其垂荡运动性能有可能相当于、甚至优于SPAR平台。其缺点是：现行圆筒形浮式平台由于垂荡刚度大，通常垂荡固有周期16秒左右，恶劣海况条件下多数圆筒形浮式平台的垂荡运动性能不佳；为了加大垂荡固有周期，优化运动性能，通常需要加大减动结构的尺度、尤其是外径，增加平台吃水、通常需使减动结构的顶部位于30米水深以下。但是，如需建造储液量小(如小型圆筒形FPSO)、或无须储液，以及操作重量小(如2～3万吨)的圆筒形浮式平台，如井口平台、油气生产平台、发电平台、水产养殖平台等，其排水量不大，吃水不深，在恶劣海况条件下水动力性能将很差，采用上述改善运动性能的措施的难度十分大、完全不能达到所希望的效果。鉴于以上不足，本申请的专利技术人经过长期的研究和实践，提出了一种作业吃水深度介于SPAR平台和现行圆筒形浮式平台之间新型直筒式浮式平台，使之同时具有上述两种直筒式浮式平台的主要优点，避免其缺点。
技术实现思路
为了设计一种兼具SPAR平台和现行圆筒形FPSO优点的新型浮式平台，本专利技术提出一种带延伸筒体的直筒式浮式平台(AFLAOTINGCOLUMNPLATFORMWITHEXTENDEDCYLINDER)，它具有优良的水动力性能，整个浮式平台可以在船厂一次性完成建造、安装和调试，整体干拖或湿拖运输至海上目的地，大大节约工程投资和工期，可用于海上油气田的勘探、开发和生产，海上天然气或核能发电，海上物资储存和补给，深水渔业养殖，海上旅游观光等多种用途。本专利技术的一种带延伸筒体的直筒式浮式平台，其包括如下四部分：直立式浮筒，其包括至少一层具有同一垂直中心轴线的直立式圆筒及与之水密连接的至少两层水平板，所述水平板包括顶板和底板；其外筒壁为圆筒，或下部为伸出水面的圆筒()、上部为上开口面积大于下开口面积的圆锥筒；直立式浮筒漂浮于水面上，其顶部高出水面，直立式浮筒1的中心设置或不设置上下贯通的月池；延伸筒体，其包括至少一层水密连接于直立式浮筒的底板并向下延伸、且底部开口的延伸圆筒，所述延伸圆筒具有同一垂直中心轴线，其最外层所述延伸圆筒的外径等于直立式浮筒最外层所述直立式圆筒的外径；延伸筒体为固定筒体或可伸缩滑移筒体，固定筒体形成带固定式延伸筒体的浮式平台，可伸缩滑移筒体形成带可伸缩滑移式延伸筒体的浮式平台；浮式平台定位系统，其为系泊定位系统和动力定位系统之中的一种或两种的组合；上部设施，其位于直立式浮筒的顶部和/或内部。进一步地，本专利技术所述的带固定式延伸筒体的浮式平台为带整体气浮调节舱的固定式延伸筒体浮式平台或带底部气浮调节舱的固定式延伸筒体浮式平台；整体气浮调节舱的)的顶部和底部气浮调节舱的顶部均设置插入直立式浮筒内部或穿出顶部的充气/排气管，其上部设置阀门；整体气浮调节舱的底部和底部气浮调节舱的底部均设置或不设置底部水平阻尼板，其上开设多个阻尼孔；整体气浮调节舱的底部和底部气浮调节舱的底部均设置或不设置底部固定压载舱，底部固定压载舱不得封闭整体气浮调节舱和底部气浮调节舱的开口；整体气浮调节舱外壁的底部和底部气浮调节舱外壁的底部均环绕设置固定筒体减动结构；在带整体气浮调节舱的固定式延伸筒体浮式平台的固定筒体的内部，对称设置或不设置多个径向整体垂直水密分隔结构，其水密连接直立式浮筒的底板和一层或多层固定筒体的圆筒，由此形成至少一个顶部密闭、底部开口的整体气浮调节舱；如果直立式浮筒的中心设置月池，固定圆筒的最内层圆筒成为月池的一个组成部分；在带底部气浮调节的固定式延伸筒体浮式平台的固定筒体的内下部，设置一个与一层或多层固定筒体的圆筒水密连接的水平隔离板或开口向下的圆锥隔离板，将固定筒体上下一分为二；上部为孔洞筒体，使得内外海水连通；下部为底部气浮调节舱，其结构由至少一层圆筒的底部气浮调节舱筒体和与之水密连接的水平隔离板或开口向下的圆锥隔离板组成；如果直立式浮筒的中心设置月池，底部气浮调节舱的最内层圆筒为上下贯通的底部月池；底部气浮调节舱的内部对称设置或不设置多个径向垂直底部分隔结构，水密连接所述圆筒且水密连接水平隔离板或开口向下的圆锥隔离板，由此形成至少一个顶部密闭、底部开口的子气浮调节舱，各所述子气浮调节舱共同组成底部气浮调节舱。进一步地，带底部气浮调节舱的固定式延伸筒体浮式平台为用于水产养殖的带固定式延伸筒体的浮式平台或用于非水产养殖的带固定式延伸筒体的浮式平台。进一步地，当带固定式延伸筒体的浮式平台在坞内建造、下水或湿式拖航期间，充气/排气管上部的阀门关闭，整体气浮调节舱或底部气浮调节舱内全部或部分空间充满空气，在水中形成浮舱，为带固定式延伸筒体的浮式平台提供浮力；当带固定式延伸筒体的浮式平台拖航至海上目的地、开始海上安装时，充气/排气管上部的阀门打开排气，带固定式延伸筒体的浮式平台逐步下沉、整体气浮调节舱或底部气浮调节舱内充满海水，直至直立式浮筒为带固定式延伸筒体的浮式平台提供浮力、完成海上安装；带固定式延伸筒体的浮式平台在海上生产作业期间或海上自存期间，整体气浮调节舱或底部气浮调节舱内充满海水，依靠直立式浮筒为浮式平台提供浮力；当带固定式延伸筒体的浮式平台搬迁移位、再次需要整体气浮调节舱或底部气浮调节舱提供浮力时，可通过充气/排气管充气、排出所述气浮调节舱内的海水来实现。进一步地，带固定式延伸筒体的浮式平台的系泊定位系统的导缆器安装固定于直立式浮筒位于底部或底部附近的外筒壁上，或安装固定于固定筒体底跟部的外筒壁上。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带延伸筒体的直筒式浮式平台，其特征在于，所述带延伸筒体的直筒式浮式平台包括如下四部分：直立式浮筒(1)，其包括至少一层具有同一垂直中心轴线的直立式圆筒及与之水密连接的至少两层水平板，所述水平板包括顶板和底板；其外层筒壁为圆筒，或下部为伸出水面(5)的圆筒、上部为上开口面积大于下开口面积的圆锥筒；直立式浮筒(1)漂浮于水面(5)上，其顶部高出水面(5)，直立式浮筒(1)的中心设置或不设置上下贯通的月池(11)；延伸筒体(2)，其包括至少一层水密连接于直立式浮筒(1)的底板并向下延伸、且底部开口的延伸圆筒，所述延伸圆筒具有同一垂直中心轴线，其最外层所述延伸圆筒的外径等于直立式浮筒(1)最外层所述直立式圆筒的外径；延伸筒体(2)为固定筒体(21)或可伸缩滑移筒体(22)，固定筒体(21)形成带固定式延伸筒体的浮式平台(610)，可伸缩滑移筒体(22)形成带可伸缩滑移式延伸筒体的浮式平台(620)；浮式平台定位系统(3)，其为系泊定位系统(31)和动力定位系统之中的一种或两种的组合；上部设施(4)，其位于直立式浮筒(1)的顶部和/或内部。

【技术特征摘要】
1.一种带延伸筒体的直筒式浮式平台，其特征在于，所述带延伸筒体的直筒式浮式平台包括如下四部分：直立式浮筒(1)，其包括至少一层具有同一垂直中心轴线的直立式圆筒及与之水密连接的至少两层水平板，所述水平板包括顶板和底板；其外层筒壁为圆筒，或下部为伸出水面(5)的圆筒、上部为上开口面积大于下开口面积的圆锥筒；直立式浮筒(1)漂浮于水面(5)上，其顶部高出水面(5)，直立式浮筒(1)的中心设置或不设置上下贯通的月池(11)；延伸筒体(2)，其包括至少一层水密连接于直立式浮筒(1)的底板并向下延伸、且底部开口的延伸圆筒，所述延伸圆筒具有同一垂直中心轴线，其最外层所述延伸圆筒的外径等于直立式浮筒(1)最外层所述直立式圆筒的外径；延伸筒体(2)为固定筒体(21)或可伸缩滑移筒体(22)，固定筒体(21)形成带固定式延伸筒体的浮式平台(610)，可伸缩滑移筒体(22)形成带可伸缩滑移式延伸筒体的浮式平台(620)；浮式平台定位系统(3)，其为系泊定位系统(31)和动力定位系统之中的一种或两种的组合；上部设施(4)，其位于直立式浮筒(1)的顶部和/或内部。2.如权利要求1所述带延伸筒体的直筒式浮式平台，其特征在于，带固定式延伸筒体的浮式平台(610)为带整体气浮调节舱(215)的固定式延伸筒体浮式平台(611)或带底部气浮调节舱(216)的固定式延伸筒体浮式平台(612)；整体气浮调节舱(215)的顶部和底部气浮调节舱(216)的顶部均设置插入直立式浮筒(1)内部或穿出顶部的充气/排气管(211)，其上部设置阀门；整体气浮调节舱(215)的底部和底部气浮调节舱(216)的底部均设置或不设置底部水平阻尼板(212)，其上开设多个阻尼孔；整体气浮调节舱(215)的底部和底部气浮调节舱(216)的底部均设置或不设置底部固定压载舱(213)，底部固定压载舱不得封闭整体气浮调节舱(215)和底部气浮调节舱(216)的底部开口；整体气浮调节舱(215)外壁的底部和底部气浮调节舱(216)外壁的底部均环绕设置固定筒体减动结构(214)；在带整体气浮调节舱的固定式延伸筒体浮式平台(611)的固定筒体(21)的内部，对称设置或不设置多个径向整体垂直水密分隔结构(2151)，其水密连接直立式浮筒(1)的底板和一层或多层固定筒体(21)的圆筒，由此形成至少一个顶部密闭、底部开口的整体气浮调节舱(215)；如果直立式浮筒(1)的中心设置月池(11)，固定圆筒(21)的最内层圆筒成为月池(11)的一个组成部分；在带底部气浮调节舱的固定式延伸筒体浮式平台(612)的固定筒体(21)的内下部，设置一个与一层或多层固定筒体(21)的圆筒水密连接的水平隔离板(2161)或开口向下的圆锥隔离板(2162)，将固定筒体(21)上下一分为二；上部为孔洞筒体(2163)，其圆筒壁均设有分布的阻尼孔和/或下部矩形孔洞(2164)，使得内外海水连通；下部为底部气浮调节舱(216)，其结构由至少一层圆筒的底部气浮调节舱筒体(2165)和与之水密连接的水平隔离板(2161)或开口向下的圆锥隔离板(2162)组成；如果直立式浮筒(1)的中心设置月池(11)，底部气浮调节舱(216)的最内层圆筒为上下贯通的底部月池(2166)；底部气浮调节舱(216)的内部对称设置或不设置多个径向垂直底部分隔结构，水密连接所述圆筒且水密连接水平隔离板(2161)或开口向下的圆锥隔离板(2162)，由此形成至少一个顶部密闭、底部开口的子气浮调节舱，各所述子气浮调节舱共同组成底部气浮调节舱(216)。3.如权利要求2所述带延伸筒体的直筒式浮式平台，其特征在于，当带固定式延伸筒体的浮式平台(610)在坞内建造、下水或湿式拖航期间，充气/排气管(211)上部的阀门关闭，整体气浮调节舱(215)或底部气浮调节舱(216)内全部或部分空间充满空气，在水中形成浮舱，为带固定式延伸筒体的浮式平台(610)提供浮力；当带固定式延伸筒体的浮式平台(610)拖航至海上目的地、开始海上安装时，充气/排气管(211)上部的阀门打开排气，带固定式延伸筒体的浮式平台(610)逐步下沉、整体气浮调节舱(215)或底部气浮调节舱(216)内充满海水，直至直立式浮筒(1)为带固定式延伸筒体的浮式平台(610)提供浮力、完成海上安装；带固定式延伸筒体的浮式平台(610)在海上生产作业期间或海上自存期间，整体气浮调节舱(215)或底部气浮调节舱(216)内充满海水，依靠直立式浮筒(1)为带固定式延伸筒体的浮式平台(610)提供浮力；当带固定式延伸筒体的浮式平台(610)搬迁移位、再次需要整体气浮调节舱(215)或底部气浮调节舱(216)提供浮力时，可通过充气/排气管(211)充气、排出整体气浮调节舱(215)或底部气浮调节舱(216)内的海水来实现。4.如权利要求2所述带延伸筒体的直筒式浮式平台，其特征在于，带固定式延伸筒体的浮式平台(610)的系泊定位系统(31)的导缆器(311)安装固定于直立式浮筒(1)位于底部或底部附近的外筒壁上，或安装固定于固定筒体(21)外筒壁上。5.如权利要求2所述带延伸筒体的直筒式浮式平台，其特征在于，带底部气浮调节舱的固定式延伸筒体浮式平台(612)为用于水产养殖的带固定式延伸筒体的浮式平台(6121)或用于非水产养殖的带固定式延伸筒体的浮式平台(6122)。6.如权利要求5所述带延伸筒体的直筒式浮式平台，其特征在于，用于水产养殖的带固定式延伸筒体的浮式平台(6121)的直立式浮筒(1)仅包含两层具有同一中心垂直轴线的外层筒体和内层筒体、即形成月池(11)的月池筒体；所述外层筒体和所述内层筒体之间为海水压载舱/浮力空舱，上部设施(4)位于所述浮力空舱内和/或直立式浮筒(1)的顶部；月池(11)的顶部开口处安装一个可开合的格栅盖板(111)；在直立式浮筒(1)的水下部分设置或不设置多个均布的水平联通管，使得月池(11)沿水平方向与外部海水连通；孔洞筒体(2163)仅为一层圆筒，其底部设置多个对称均布的下部矩形孔洞(2164)，且矩形孔洞(2164)的底边连接于开口向下的圆锥隔离板(2162)，孔洞筒体(2163)位于下部矩形孔洞(2164)以上部分的筒壁上开设有多个均布的阻尼孔；底部气浮调节舱(216)由包括最外层筒体和底部月池筒体在内的至少两层筒体所构成的底部气浮调节舱筒体(2165)和位于其顶部的圆锥隔离板(2162)共同...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴植融，
申请(专利权)人：吴植融，
类型：发明
国别省市：北京;11