带有浮力的钻机辅助支承件的海上平台制造技术

公开了一种海上平台结构（１０），用于暂时使用一台自升式钻机（３４）供深水用途的油井作业，有一个设有底部的导管架底座（１２），后者支承一座伸出海面（３０）的水面塔（２８），还有一个适合于支承自升式钻机（３４）供油井作业的水下钻机支承界面（１１０）。在钻机支承界面上连接至少一个选择性浮起的钻机支承浮力罐（１１２），由此在支承自升式钻机供钻井作业的过程中可以减轻导管架底座上的一部分暂时载荷。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于进行海上碳氢化合物开采作业的平台和系统。更具体地说，本专利技术涉及一种用于能够在深水中使用自升式钻机的平台结构。自升式钻机提供一个在井上钻孔、完工或作业用的井架及有关装备。这些装备安装在联合的船身/甲板上，后者能够将这些设施漂浮到作业地点。设有多个可以收缩的立柱，它们使自升式钻机可以方便地移动。一旦漂浮到常规作业的位置，立柱就加压降下，直到它们钉住海底。进一步加压将载荷从浮力船身传递到立柱，然后使船身/甲板升出水面到飞溅区上方，以形成一个稳定的设有底部的海上平台，用以进行油井作业。该设计的考虑最好地利用了自升式钻机上提供的设施的移动性能的优点，在钻孔完成后将钻机移走，在生产阶段期间开发时不再部署，除非是暂时钻孔和重新开始作业。钻孔、完工和重新开工的装备中相当大的投资是通过当这些操作完工时尽可能快地将自升式钻机重新部署到另一位置而得到最优化使用的。因此，生产的水面完工并不包括自升式钻机本身。可以与自升式钻机一起使用一种称为“油井导管架”的小型结构来提供具有自升式钻机方便性的水面完工的优点。但是，油井导管架和自升式钻井的联用限于浅水部署。其次，收缩式立柱长度的实限限制更直接地限制了可以常规地部署自升式钻机的深度。深水作业的要求最经常受到持续使用常规的设有底部的平台结构的回应。顶面设施对生产作业提供方便的油井通路。但是，此种结构必须将其结构强度的很大部分专用于支承钻井设施，而这些钻井设施在开采油气层的油气时仅在平台的全部作业寿命中要求相当短的时期。其次，当这些钻孔设施就位时，该结构必须能够承受最大的设计环境条件、设计的飓风标准。当然，开采作业导致碳氢化合物油气层的消耗，平台迟早会在一个地点丧失其有用性。然而，形成支承平台甲板的塔的油井导管架在结构上可能是牢固的，并可能有很长的有用寿命。但是，打捞作业很困难，而常规油井导管架的另一限制是它们的设计专用于一个给定的水深。这造成基本上限制重新部署的机会的倾向。已经提出某些设计用于一台自升式钻机在水下结构上的“多次”部署，但是这些设计使每种结构的许多限制产生一种结果，就是虽然它增大了用于自升式钻机的水深，但在其它方面保留了其组成部件的限制的总和。最近已经提出了一种新的平台概念，这种平台概念结合了自升式钻机和常规的设有底部的平台结构的优点，而没有引入其缺点。比如，已经提出一种“Hyjack”平台，该平台结合一个足以支持生产作业的小型水面塔和一个相当大的导管架底座，后者支承该水面塔并暂时地支承一个用于钻井作业的自升式钻机。在钻孔之后，该自升式钻机被移开，而该小型水面塔支持生产作业。这在由Dale M.Gallaher等人于1993年9月30日提交申请的美国专利申请书08/129,820“海上平台结构和系统”中得到更详细的描述。在由George E.Sgonros等人于1993年9月30日提交申请的美国专利申请书08/129,829“可以重新使用的海上平台导管架”中更充分地描述了有利地打捞和重新部署的其它特点，特别是与上述平台概念的结合。这些专利申请书的每一种的充分的公开内容均参考合并于此并作为本文的一部分。上述打捞和重新部署的措施允许第二次使用桩套管而不需要干船坞或昂贵而复杂的海上作业。但是，该海上平台结构在其可以重新部署的深度方面仍然比较受限制。这是因为周围范围受水下钻机支承界面的深度和为悬臂式甲板安置井架而要求的余隙所限定的水面塔高度两者的限制。这两种限制中的第一种涉及主要的结构部件。但第二种限制仅限于下述方面，即现有海上作业的复杂性，以及将海上平台结构拖入干船坞或将浮动干船坞运到海上平台处的昂贵和不方便。当平台被用于逐渐更深的水域时，其动力学响应可能成为更大的设计考虑因素，因为常规的设有底部的平台对于风、波浪和水流变得相当的不牢固。但是，动力学响应成为随动式塔的中心考虑因素，那种场合下灵活性是一个关键性的设计要求。随动式塔被设计成以受控方式“给出”对动力学环境载荷的响应而不是近乎刚性地抵抗这些力。控制这种响应的基本要求是产生一种具有谐波频率或自然周期的结构，该结构能避免那些自然界中遇到的频率。导管架底座顶部处的总重量是确定结构的自然周期的控制变量之一。Hyjack平台概念对随动塔的适应代表一种独特的挑战，这是因为一种平台必须在考虑的时间适应这种以存在或不存在自升式钻机为基础的广泛不同的设计状态。然而，在某些情况下仍然需要在经济上适应甚至加强水面完工和深水中自升式钻机操作的方便性与经济性的优点。根据本专利技术，提供一种海上平台结构，用于暂时使用一台自升式钻机供深水用途的油井作业，它包括一个设有底部的导管架底座，一座由该导管架底座支承并伸出海面上的水面塔，一个由水面塔支承的平台甲板，一个在导管架底座的顶部处提供的并适于支承自升式钻机以供油井作业的水下钻机支承界面，以及至少一个连接在钻机支承界面上的钻机支承浮力罐。本专利技术的一个优点是，它还尽可能减小在平台生产寿命期间专用于支持钻井作业的有限需要的永久性结构。本专利技术的一些实施例的另一个优点是，如果最初设计假定的钻机证明不能利用，那么就可以提供一个机会来配接一台安装好的Hyjack平台来接受范围更广泛的自升式钻机着地点。结合附图参照下面优选实施例的详细叙述，将更加充分地理解上述简要叙述以及本专利技术的其它目的和优点，附图中附图说明图1是例示一种部署的海上平台结构的侧视图；图2是沿图1中线2-2截取的钻机沉垫的顶视图；图3是沿图1中线3-3截取的图1海上平台结构的截面图；图4是如图1中部署的一种钻机沉垫的顶部透视图；图5是图4的钻机沉垫的底部透视图；图6是安装钻机沉垫的侧视图；图7是在一个带钻机沉垫的海上平台结构上部署的自升式钻机的侧视图8是例示一个沿图9中线8-8截取的沉垫锁定连接件的实施例的部分截面图；图9是在海上平台结构上部署的自升式钻机的侧视图；图10是本专利技术的部署自升式钻机的随动式塔的实施例的侧视图；图11A-11D是打捞海上平台结构并将其重新部署到不同水深中的侧视图；图12A是一种钻机支承浮力罐的替代实施例的顶视图；图12B是图12A的钻机支承浮力罐的侧视图。图1中，钻机沉垫110A形式的钻机支承浮力罐110用于平衡在设有底部的导管架底座12上部署的自升式钻机34的重量。在该示图中，自升式钻机34以其初始方式示出。海上平台结构10有一个位于设有底部的导管架底座12顶部的水下钻机支承界面26，导管架底座12具有立柱14和支柱18的框架16。导管架底座用桩22钉在海底24上，桩22用多个桩套管20紧固在导管架底座上。水面塔28由导管架底座12支承而提供一个在海面30上方的平台甲板32。水面塔28的位置不阻挡接触水下钻机支承界面26。对一台三立柱自升式钻机34提供这种接触的一种方便的方式是将该水面塔安置在自升式钻机的一角上而使四侧面导管架底座的立柱14基本上与定位桩斗38之类分立的接触点对准，定位桩斗38通常对应于自升式钻机的着地点。图2、4、5、8更详细地例示钻机沉垫110A。图2和4例示钻机沉垫的顶部，该沉垫在罐部件112顶上提供第二级水下支承界面138。第二级水下支承界面138的定位桩斗位于承受自升式钻机34的脚36处。罐部件112的底部提供套管架底座界面114(见图5)，后者对应于在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上平台结构，用于暂时使用一台自升式钻机供深水用途的油井作业，它包括一个设有底部的导管架底座、一座由该导管架底座支承并伸出海面上的水面塔、一个由水面塔支承的平台甲板、一个在导管架底座的顶部处提供并适于支承自升式钻机以供油井作业的水下钻机支承界面，以及至少一个连接在钻机支承界面上的钻机支承浮力罐。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马克安德鲁史密斯，戴尔马里恩加拉格尔，乔治伊曼纽尔斯古洛斯，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]