[實用新型]一種DDMS深吃水立柱平臺

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920010371.2
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN201347192Y
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐進萍;李彬彬
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于海洋工程及船舶工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種DDMS(Deep?DraftMulti-Spars)深吃水立柱平臺，適用于深海海域的油氣鉆探與生產(chǎn)。

背景技術(shù)

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(jīng)過幾十年的發(fā)展在設(shè)計與建造技術(shù)上已經(jīng)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(tǒng)。半潛式平臺吃水較淺，重心在浮心之上，極端海況下的穩(wěn)定性問題不能忽略。

張力腿平臺借助張力鍵與海底基礎(chǔ)相連，垂蕩響應(yīng)極小，但平臺造價對設(shè)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(chǎn)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(shù)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(jié)構(gòu)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(zhì)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CellSpar誕生，較低的建造難度和造價是其最大的優(yōu)點，但有效荷載受到限制。雖然Spar平臺具有良好的穩(wěn)定性和運動性能等優(yōu)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(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)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。

本實用新型的技術(shù)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(tǒng)、立管系統(tǒng)(軟艙)以及平臺上體等主要部分構(gòu)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(tǒng)，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(huán)境下，平臺也因此具有良好的穩(wěn)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(cè)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(diào)整平臺的重心位置，避免偏心。在硬艙頂部設(shè)置了K型梁連接各個立柱，進一步增加平臺主體的整體側(cè)向剛度。

DDMS平臺使用系泊系統(tǒng)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(jié)構(gòu)，由鉆井塔及設(shè)備、人員宿舍、直升機平臺、生產(chǎn)車間和動力車間等部分組成。

DDMS深吃水立柱平臺的設(shè)計是一個交互式的過程，包括平臺功能與設(shè)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(shè)計、空艙排水量、錨泊系統(tǒng)、立管設(shè)計、荷載施加、設(shè)計計算、平臺穩(wěn)定性驗算和平臺響應(yīng)驗算等方面。

本實用新型深吃水立柱平臺DDMS具有以下優(yōu)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(chǎn)并安裝，節(jié)省了一定的平臺運輸費用。

2、封閉的中央井結(jié)構(gòu)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(shè)計彈性；

4、垂蕩板結(jié)構(gòu)提供了大量的附加水質(zhì)量，并能夠激起一定的粘滯阻尼，水動力性能得到提高，具有良好的運動性能特別是垂蕩響應(yīng)。

5、支持干式采油樹的使用，進一步降低油氣開采成本；

6、適用于多種不同的海域及海況條件。