一种全潜式张力腿平台以及基于该类装置的水下采油方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种全潜式张力腿平台以及基于该类装置的水下采油方法。本发明专利技术的张力腿平台包括平台主体、张力腿筋腱以及锚固基础；张力腿筋腱的顶部连接平台主体的边缘，张力腿筋腱的底部连接锚固基础；所述的平台主体包括用于提供浮力的浮箱和平台甲板；所述的浮箱所产生的浮力大于平台主体的总重力。平台主体位于深度范围30m

【技术实现步骤摘要】
一种全潜式张力腿平台以及基于该类装置的水下采油方法


[0001]本专利技术涉及一种张力腿平台，特别是涉及一种全潜式张力腿平台以及基于该类装置的水下采油方法。

技术介绍

[0002]深海油气开采模式主要分为水上采油模式和水下采油模式。其中，水上采油模式是在海面上进行的，而水下采油模式是在深海海底进行的。水上采油模式需要使用张力腿平台或者SPAR平台，而这两种海洋平台具有较高的制造难度以及成本支出。所以我国目前主要倾向于使用水下采油模式进行深海油气开采。目前，深水采油树在国内最大作业水深为1480m，但国外深水采油树最大作业水深已达2934m。我国的深水水下采油设备还远远没有满足我国海洋石油勘探开发的目标，还要向水更深的海域进军。
[0003]用于深海油气田的水下采油设备包括深水管汇中心、深水变压器、深水分离器以及深水采油树等。其中最具有代表性的设备是深水采油树。本说明书以深水采油树为例进行
技术介绍
讨论，其它深水采油设备具有类似的特点。现有技术的深水采油树存在以下几点不足之处：1. 成本高。深水采油树的价格是浅水采油树的价格的两倍。更为重要的是，深水采油树的日常维护成本和维修成本都要远远高于浅水采油树。浅水采油树仅需要潜水员进行维修操作就可以了，而深水采油树只能通过电液控制模式并结合ROV操作面板进行维护操作。这大大增加了深水采油树正常运行所需的日常开支；2. 制造难度高。水下采油树拥有异常严格的制造工艺与技术要求，堪称与航空航天工程一样的工业制造技艺顶峰。而深水采油树安装在深海海底，一旦安装便不能人工维修，并且需要稳定运行数十年。这使其制造难度高于浅水采油树，更加需要考虑耐高温高压、耐腐蚀性能；3. 可靠性要求高。由于深水采油树位于深海或超深海的海底，因此只能通过脐带缆和水下机器人进行远程操作。如果深水采油树发生故障，甚至漏油事故的发生，其维修操作很困难。这对于成功解决事故，快速复产等都存在不小的工程障碍。目前中国海油对生产安全抓的非常严，因此对用于深海油气田的水下采油设备来说，能够具有安全可靠的技术性能是受众人青睐和喜欢的。
[0004]综上所述，水上采油模式中的海洋平台和水下采油模式中的深水采油设备均具有成本高，可靠性差的缺点。因此有必要开发一种安全可靠、成本低的全潜式张力腿平台。外企在用于深海海面和深海海底的采油装备上具有雄厚的技术积累。因此有必要设计一种水下采油方法，能够绕开外企在现有采油模式上的高超技艺。

技术实现思路

[0005]请求保护的专利技术要解决和改进的部分：本专利技术的目的在于提供一种全潜式张力腿平台以及基于该类装置的水下采油方法，使本专利技术的张力腿平台所承载的浅水采油设备能够在深海油气田中进行采油作业。
[0006]为了实现上述目的，在本专利技术一些实施例中，提供如下技术方案：本专利技术提供一种全潜式张力腿平台，其包括用于承载水下采油设备的平台主体、
张力腿筋腱以及锚固基础；张力腿筋腱的顶部连接平台主体的边缘，张力腿筋腱的底部连接锚固基础；所述的平台主体包括用于提供浮力的浮箱；所述的浮箱所产生的浮力大于平台主体的总重力。
[0007]在一些实施例中，本专利技术的张力腿平台的浮箱呈扁平状；所述的浮箱用于承载水下采油设备；张力腿筋腱连接于浮箱的边缘。
[0008]在一些实施例中，本专利技术的张力腿平台的平台主体还包括平台甲板；浮箱位于平台甲板的下方；所述的平台甲板用于承载水下采油设备。
[0009]在一些实施例中，本专利技术的张力腿平台的张力腿筋腱连接于平台甲板的边缘。
[0010]在一些实施例中，本专利技术的张力腿平台的张力腿筋腱连接于浮箱的边缘。
[0011]在一些实施例中，本专利技术的张力腿平台的张力腿筋腱以竖直的形态连接于平台主体和锚固基础之间。
[0012]在一些实施例中，本专利技术的张力腿平台的张力腿筋腱以倾斜的形态连接于平台主体和锚固基础之间；各个张力腿筋腱之间的距离随着水深的增大而增加。
[0013]在一些实施例中，本专利技术的张力腿平台的浮箱还包括具有加强浮箱抗屈曲能力的功能的加强筋；所述的加强筋位于浮箱的内部。
[0014]在一些实施例中，本专利技术的张力腿平台的浮箱还包括分仓壁；所述的分仓壁位于浮箱内部，用于将浮箱划分成独立密封舱室。
[0015]本专利技术还提供一种基于全潜式张力腿平台的水下采油方法，其步骤如下：步骤一：参考图1，将具有全潜浮功能的张力腿平台安装在水面以下，使平台主体位于浅水水层中。所述的浅水水层的深度范围是30m
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100m；步骤二：顶部张紧式立管的底端密封连接位于海底的井口；平台主体上的张紧器安装在顶部张紧式立管的顶部；步骤三：浅水采油树底端密封连接于顶部张紧式立管的顶端；步骤四：浅水采油树与水下管汇中心通过跨接管进行密封连接；浅水采油树通过所述的跨接管将井液输送给水下管汇中心；步骤五：所述的水下管汇中心完成井液计量和增压，然后通过油气管道将井液输送给生产系统进行油气处理和储运。
[0016]在一些实施例中，所述的生产系统是浮式生产储油船（FPSO）。
[0017]在一些实施例中，所述的生产系统是半潜式海洋平台。
[0018]在一些实施例中，所述的生产系统是位于陆地上的油气处理工厂。
[0019]在一些实施例中，本专利技术的全潜式张力腿平台的平台主体上安装有其它类型的水下采油设备，例如水下管汇中心、水下油水分离器以及水下变压器等。
[0020]较现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果在于：（1）较低的成本支出。参考图1，本专利技术的张力腿平台的浮箱所产生的浮力大于张力腿平台及其上面安装的水下采油设备的总重力。所述的浮箱的剩余浮力与张力腿筋腱的预张力大小相等、方向相反。基于上述受力分析可知，本专利技术的张力腿平台能够实现力系平衡，从而能够稳定地潜浮于海水中。本专利技术的张力腿平台的平台主体以全潜浮的方式位于深海海域的浅水层中。因此张力腿平台上的水下采油设备仅需适应浅水环境即可，不需要考虑如何适应深海海底所特有的极端环境。例如在本专利技术的张力腿平台上可以安装浅水采
油树、浅水脐带缆以及浅水水下管汇中心进行深海油气勘探。浅水采油树的制造成本是深水采油树的一半，所需使用的脐带缆的长度也很短，这都降低了生产成本。而且用于浅水环境的水下采油设备仅需要通过潜水员进行日常维护即可，这就避免了深水采油树及其它用于深水环境的水下采油设备的制造成本以及日常维护费用过高的问题；（2）较高的可靠性。参考图1，本专利技术的张力腿平台安装在风暴浪基面的下方。风暴浪基面的水深大约为30m
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50m。因此基于本专利技术的全潜式张力腿平台的水下采油方法既不属于现有技术的海面采油模式也不属于海底采油模式，而是一种用于深海油气田的水下浅水采油模式。专利技术人将其命名为“风暴采油模式”。本专利技术的张力腿平台几乎永远不受风暴浪的影响，因此不需要考虑海面浮体所要考虑的六个自由度以及张力腿筋腱断裂所产生的倾覆风险。同时本专利技术的张力腿平台通过浅水水下采油设备来开采深海油气田，这就避免了深水水下采油设备维护困难的问题，从而加强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全潜式张力腿平台，其特征在于，包括用于承载水下采油设备的平台主体、张力腿筋腱（2）以及锚固基础；张力腿筋腱（2）的顶部连接平台主体的边缘，张力腿筋腱（2）的底部连接锚固基础；所述的平台主体包括用于提供浮力的浮箱（1）；所述的浮箱1所产生的浮力大于平台主体的总重力。2.根据权利要求1所述的全潜式张力腿平台，其中，浮箱（1）呈扁平状；所述的浮箱（1）用于承载水下采油设备；张力腿筋腱（2）连接于浮箱（1）的边缘。3.根据权利要求1所述的全潜式张力腿平台，其中，平台主体还包括平台甲板（3）；浮箱（1）位于平台甲板（3）的下方；所述的平台甲板（3）用于承载水下采油设备。4.根据权利要求3所述的全潜式张力腿平台，其中，张力腿筋腱（2）连接于平台甲板（3）的边缘。5.根据权利要求3所述的全潜式张力腿平台，其中，张力腿筋腱（2）连接于浮箱（1）的边缘。6.根据权利要求1至权利要求5任意一项所述的全潜式张力腿平台，其中，张力腿筋腱（2）以竖直的形态连接于平台主体和锚固基础之间。7.根据权利要求1至权利要求5任意一项所述的全潜式张力腿平台，其中，张力腿筋腱（2）以倾斜的形态连接于平台主体和锚固基础之间；各个张力腿筋腱（2）之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷振东，
申请(专利权)人：雷振东，
类型：发明
国别省市：