半潜式海上结构物制造技术

一种用于海上操作的半潜式海上结构物。在一个实施例中，该结构物包括浮力式船体。该船体包括第一伸长的水平浮体，该第一伸长的水平浮体具有纵向轴线、第一末端和第二末端。所述浮体包括：第一节，该第一节设置在浮体的第一末端；第二节，该第二节设置在浮体的第二末端；以及中间段，该中间段从所述第一节轴向延伸至第二节。此外，该第一节具有在仰视图中垂直于所述纵向轴线测量的宽度Ｗ１，该第二节具有在仰视图中垂直于所述纵向轴线测量的宽度Ｗ２，且该中间段具有在仰视图中垂直于所述纵向轴线测量的宽度Ｗ３。沿轴向从所述第一节至第二节，该宽度Ｗ３是变化的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及浮动式海上结构物。更具体地，本公开涉及用于海上钻井和开采的浮力半潜式海上平台。再具体地，本公开涉及半潜式海上平台的船体和浮体的几何形状。
技术介绍
最常规的半潜式海上平台包括船体，该船体具有足够的浮力来支撑水面上方的作业平台；以及刚性和/或柔性的管道或立管，该管道或立管从所述作业平台延伸至设有一个或多个钻场或井场的海底。该船体通常包括多个水平浮体，所述多个浮体支撑多个直立的立柱，这些立柱又支撑水面上方的作业平台。通常，所述浮体的尺寸和立柱的数量取决于该作业平台的重量和尺寸以及要支撑的相关有效载荷。海上结构物的“吃水”通常是指水线与该结构物底部之间的竖直距离。常规的浅吃水半潜式海上平台主要用于水深超过约300英尺(91米)的海上位置。典型的浅吃水半潜式平台具有在60英尺和100英尺(18. : 和30. 5m)之间的吃水，并且包括用于将其位置保持在井场上方的常规悬链式伸展系泊设备。这类半潜式平台的运动通常相对较大，因此，它们需要使用从海底延伸至作业平台的(柔性或刚性的)“悬链”立管，而较重的井口设备通常安装在海底，而不是安装在作业平台上。这些立管具有悬链形状，以吸收该结构物的较大垂荡(竖直运动)和水平运动。由于其运动较大，常规半潜式平台通常不支撑高压的顶部张紧式立管。通过增加半潜式海上平台的吃水，能够提高其稳定性并减小其移动范围。这么做需要延长立柱并将浮体设置在水面以下的、通常海浪扰动力较小的更深位置。因此，深吃水半潜式海上平台(即具有至少约150英尺(约45m)的吃水)通常比常规浅吃水半潜式平台具有明显更小的竖直运动和旋转运动，从而使该深吃水平台能够在恶劣风暴期间、在无需断开立管的情况下支撑顶部张紧式钻井和开采立管。此外，可以增大这些浮体的上表面和下表面的表面积，使得浮船具有更大的附加质量，从而增大水中运动的阻力并延长垂荡固有周期。当垂荡固有周期延长时，能够避开波峰能量。在常规型和深吃水型半潜式海上平台中，船体被分成若干个封闭的隔室，每个隔室均具有能够针对浮态和纵倾而受到调节的浮力。典型地，泵送系统将压载水泵入这些隔室和从隔室中抽出，以调节它们的浮力。这些隔室通常由浮体及立柱内的水平和/或竖直舱壁形成。通常，当该平台处于其操作构型时，浮体的隔室以及立柱的下隔室填充有压载水，并且立柱的上隔室为该平台提供浮力。半潜式海上平台的最终组件的定位可以涉及在船坞(码头区)、其海上操作现场或近岸(整合现场)，将船体(即浮体和立柱)与作业平台(上部结构)整合在一起。对5于在船坞处的整合，利用重型起吊设备(例如重型起重机)将该作业平台起吊并安装到船体，然后，使用重型起重船或拖船将完全组装好的半潜式平台运输到操作现场。对于具有相对长的立柱的深吃水半潜式平台来说，该方法可能不可行。对于在操作现场的整合，通过以浅吃水拖运该船体或通过使该船体浮在重型起重船上来将船体离岸运输到其操作现场。当船体到达其操作现场时，通过将海水泵入到浮体和立柱中来压载该船体使其下沉，然后，利用重型起重驳船上携载的重型起重机或通过使用甲板驳船将作业平台浮运到局部下潜的船体的顶部上，来将该作业平台起吊到立柱的顶部。在任一种情况下，该过程通常都是在远海(例如距岸100英里或161公里)实现并在公海进行的，并且该过程强烈依赖于气候条件以及是否有可用的重型起重驳船，从而使其既成本高昂，又有风险。对于在近岸处的整合，利用在靠近海岸的水中的、重型起重机或重型起重驳船来将作业平台起吊并安装到船体，然后将该组装好的平台运输到操作现场。与在操作现场的组装相比，近岸组装通常成本更低且风险更低。然而，因为海岸附近的水通常较浅，所以对于一些深吃水半潜式结构物来说，由于立柱长度以及水深，可能无法进行进岸整合，并且也许不能将船体压载下沉到远远足以允许用重型起重机或重型起重驳船将作业平台安装到船体上。在钻井或开采操作期间，通常希望使海上平台的运动最小化，以使该平台的位置维持在井场上方并降低对立管造成损坏的可能性。海上平台运动的一个分量是垂荡，它是指海上平台在海浪运动的作用下而产生的竖直直线移位。为了与顶部张紧式立管或干式采油树解决方案相结合使用，该浮动式结构物优选具有如下的垂荡特性即，使得立管的行程 (船体与浮力罐或立管之间的相对运动)和张力在可接受的极限内。此外，为了与钢悬链立管或湿式采油树解决方案相结合使用，该浮动式结构物优选具有如下的垂荡特性即，使得立管的疲劳要求和强度要求处于可接受的极限内。对于大多数半潜浮动式结构物来说，其垂荡取决于该结构物的吃水以及船体的几何形状。如上所述，通常，该结构物的吃水越深，垂荡就越小。然而，增加船体的吃水可能会限制采用码头区上部结构整合的能力。此外，增加船体的吃水通常会导致船体的重量增加以及材料成本和制造成本的增加。因此，本领域仍然需要如下一种半潜式海上平台，该半潜式海上平台在浅吃水应用中具有可接受的垂荡特性，并且能以更成本有效的方式进行制造。
技术实现思路
一个实施例中，通过一种半潜式海上结构物满足了本领域中的这些及其他需求。 在一实施例中，该结构物包括设置在水面上方的设备甲板。此外，该结构物还包括浮力式船体，该浮力式船体联接到设备甲板并延伸至水面以下。该船体包括第一竖直立柱和第二竖直立柱，每个立柱均具有位于甲板附近的上端和设置在水下的下端。此外，该船体还包括第一伸长的水平浮体，该第一伸长的水平浮体具有纵向轴线、第一末端、和与第一末端相反的第二末端。该浮体包括第一节，该第一节设置在浮体的第一末端并位于第一立柱的下端之下；第二节，该第二节设置在浮体的第二末端并位于第二立柱的下端之下；以及中间段，该中间段从第一节轴向延伸至第二节。此外，该第一节具有在仰视图中垂直于所述纵向轴线测量的宽度W1，该第二节具有在仰视图中垂直于所述纵向轴线测量的宽度W2，且该中间段具有在仰视图中垂直于所述纵向轴线测量的宽度w3。此外，沿轴向从所述第一节至第二节，该宽度W3是变化的。在另一个实施例中，通过一种半潜式海上结构物满足了本领域的这些及其他需求。在一实施例中，该结构物包括设置在水面以上的作业平台。此外，该结构物包括第一竖直立柱和第二竖直立柱，每个立柱均从所述作业平台处的上端延伸至设置在水下的下端。 此外，该结构物还包括伸长的水平浮体，该伸长的水平浮体联接到第一立柱的下端及第二立柱的下端。该浮体具有纵向轴线、第一末端、和与第一末端相反的第二末端。该浮体包括 第一节，该第一节位于第一立柱的下端之下；第二节，该第二节位于第二立柱的下端之下； 以及中间段，该中间段从第一节轴向延伸至第二节。更进一步，该第一节具有下表面积A1, 该第二节具有下表面积A2，且该中间段具有下表面积A3。此外，面积A3比上该面积A1及面积A2之和的比率在0. 45至0. 60之间。因此，本文所描述的实施例包括旨在解决与某些现有结构物、系统和方法相关的各种缺点的、特征和优点的组合。对于本领域的技术人员来说，通过阅读以下详细描述并参考附图，上述各种特性以及其他特征将显而易见。附图说明为了详细描述本专利技术的优选实施例，现在将参考附图，在附图中图1是常规的半潜多立柱浮动式海上平台的透视图；图2是部署在海上的、图1的海上平台的侧视图；图3是图1的海上平台的仰视平面图；图4是图1的海上本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半潜式海上结构物，包括：设备甲板，所述设备甲板设置在水面上方；浮力式船体，所述浮力式船体联接到所述设备甲板并延伸至水面以下；其中，所述船体包括：第一竖直立柱和第二竖直立柱，每个立柱均具有位于所述甲板附近的上端和设置在水下的下端；第一伸长的水平浮体，所述第一伸长的水平浮体具有纵向轴线、第一末端、和与第一末端相反的第二末端；其中，所述浮体包括：第一节，所述第一节设置在所述浮体的所述第一末端并位于所述第一立柱的下端之下；第二节，所述第二节设置在所述浮体的所述第二末端并位于所述第二立柱的下端之下；以及中间段，所述中间段从所述第一节轴向延伸至所述第二节，其中，所述第一节具有在仰视图中垂直于所述纵向轴线测量的宽度Ｗ１，所述第二节具有在仰视图中垂直于所述纵向轴线测量的宽度Ｗ２，并且所述中间段具有在仰视图中垂直于所述纵向轴线测量的宽度Ｗ３；其中，沿轴向从所述第一节至所述第二节，所述宽度Ｗ３是变化的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿坎德拉·塔哈尔，
申请(专利权)人：霍顿维森深水公司，
类型：发明
国别省市：US