[發明專利]一種DDMS深吃水立柱平臺

無效

• 申請號: 200910010272.9
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN101475049A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 歐進萍;李彬彬
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于海洋工程及船舶工程技術領域，涉及一種DDMS(Deep?Draft Multi-Spars)深吃水立柱平臺，適用于深海海域的油氣鉆探與生產。

背景技術

目前，世界上的深水平臺的主要類型有半潛式SEMI、張力腿TLP和Spar。 半潛式平臺經過幾十年的發展在設計與建造技術上已經比較成熟，目前已有超 過90座平臺用于深水鉆井。但半潛式平臺的運動性能不及張力腿與Spar平臺， 不支持干式采油樹系統。半潛式平臺吃水較淺，重心在浮心之上，極端海況下 的穩定性問題不能忽略。

張力腿平臺借助張力鍵與海底基礎相連，垂蕩響應極小，但平臺造價對設 計水深敏感，目前張力腿平臺水深記錄為1425m。此外垂向高頻的振蕩對張力鍵 產生的疲勞問題比較突出。

Spar平臺近年來在墨西哥灣依靠其良好的運動性能，得到了眾多石油公司 和海洋工程技術公司的青睞。1997年第一座Spar平臺Neptune下水，作為第一 代Spar平臺，僅建造了3座就被第二代Truss?Spar取代。Truss?Spar用空間 桁架結構代替了Classic?Spar的剛制外殼作為主體中段并使用垂蕩板增加附加 水質量并提供粘滯阻尼，改良了平臺水動力特性，雖然吃水相對較淺，但同樣 具有良好的運動性能。相比第一代Classic?Spar，Truss?Spar雖然喪失了儲油 功能，但降低了鋼材用量，因而降低了建造費用。2004年第三代多柱式平臺Cell Spar誕生，較低的建造難度和造價是其最大的優點，但有效荷載受到限制。雖 然Spar平臺具有良好的穩定性和運動性能等優點，但建造難度較大，平臺上體 空間狹窄，有效使用面積較小，主體渦激振動明顯等方面的不足也引起了人們 的重視。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種新型的深吃水立柱平臺，該平臺能夠 顯著降低平臺的建造成本和建造難度，其水動力性能得到了提高且具有良好的 運動性能。

本發明的技術方案如下：

DDMS型深吃水立柱平臺由4個深吃水的立柱spars(硬艙)、一個中央井立 柱spar、垂蕩板、橫向浮橋、軟艙、系泊系統、立管系統(軟艙)以及平臺上 體等主要部分構成。

4個深吃水的立柱布置在平臺橫截面的4個角點上，主要為平臺提供浮力。

中央井立柱位于橫截面中心，直徑比4個深吃水的立柱稍大，作為中央井 并在底部向海水開放，使立管從中穿過，有效地保護立管，減小波浪與海流對 立管沖擊。

DDMS平臺采用頂部張緊式立管系統，并利用連接在立管頂部的浮桶提供所 需的張力。

DDMS軟艙位于硬艙立柱的底部與硬艙相隔一定距離，其中充滿高密度液體 或金屬，使平臺重心位置(CG)位于浮心位置(CB)之下；在極端環境下，平 臺也因此具有良好的穩定性。

硬艙與軟艙通過4根小直徑的立柱連接。在硬艙吃水部位配置三塊水平垂 蕩板，連接4個深吃水的立柱和一個中央井，向平臺提供總體側向剛度，并有 效改良平臺的水動力性能。每一層垂蕩板由4塊三角形子板組成，由四根水平 45度安置的橫撐隔開，橫撐連接角點和中央井立柱。在硬艙的底部安裝水平浮 橋，一方面連接平臺4個深吃水的立柱，還可以作為可變壓載艙用以調整平臺 的重心位置，避免偏心。在硬艙頂部設置了K型梁連接各個立柱，進一步增加 平臺主體的整體側向剛度。

DDMS平臺使用系泊系統約束水平方向位移，系泊索一端安裝在平臺甲板上 另一端在海底固定。平臺上體采用雙層的桁架結構，由鉆井塔及設備、人員宿 舍、直升機平臺、生產車間和動力車間等部分組成。

DDMS深吃水立柱平臺的設計是一個交互式的過程，包括平臺功能與設計要 求、主體尺寸估計、平臺重量與甲板布置、平臺壓載艙和硬艙設計、空艙排水 量、錨泊系統、立管設計、荷載施加、設計計算、平臺穩定性驗算和平臺響應 驗算等方面。

本發明深吃水立柱平臺DDMS具有以下優點：

1、硬艙由直徑相對較小的立柱組成，平臺的建造難度與成本較低；平臺硬 艙各部分可在就近船塢生產并安裝，節省了一定的平臺運輸費用。

2、封閉的中央井結構使穿過其中的立管得到保護，免受波浪或海流的沖擊；

3、多柱的硬艙配置方案使DDMS平臺具有更大的上體使用空間，獲得了更 大的整體設計彈性；