[發(fā)明專利]通過延伸浮筒增加在張力腿上的漂浮性和穩(wěn)定性的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080060765.4
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102712348A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐琦;M·Y.H.·羅;S·巴拉斯;J·奧蘇利文
• 申請（專利權(quán)）人: 泰克尼普法國公司
• 主分類號: B63B21/50
• 分類號: B63B21/50;B63B35/44;B63B43/14
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 蔣旭榮

相關(guān)申請的交叉引用

本申請是要求美國專利申請No.12/683077的優(yōu)先權(quán)的國際專利申請，該美國專利申請No.12/683077的標(biāo)題為“System?For?Increased?Floatation?And?Stability?On?Tension?Leg?Platform?By?Extended?Buoyant?Pontoons”，申請日為2010年1月6日。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及一種用于海上浮動結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法，該海上浮動結(jié)構(gòu)用于油田和相關(guān)行業(yè)，用于勘探和從地表水下面抽取礦物和資源。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于張力腿平臺的系統(tǒng)和方法，該張力腿平臺用于海上勘探和生產(chǎn)。

背景技術(shù)

隨著對石油和天然氣供給的需求顯著增加，海上勘探和由儲層來生產(chǎn)對于這種供給變得非常重要。這些油層通常需要大型鉆機(jī)和以可變有效負(fù)載來鉆井，這需要尺寸和重量都非常大的水上部分。桿柱平臺和張力腿平臺（TLP）是僅有的兩種已經(jīng)在1524m（5000英尺）下面的水深度中證明的干式采油樹船體形式。各設(shè)計都有優(yōu)點。

桿柱平臺是一種通常在非常深的水中使用的漂浮石油平臺類型，是在使用中的最大型海上平臺。桿柱平臺包括大型柱體或船體，該大型柱體或船體支承普通鉆機(jī)的水上部分。不過，柱體并不一直延伸至海底，而是通過多個錨泊線來錨泊。通常桿柱的大約90%在水下。大型柱體用于使平臺在水中穩(wěn)定，并允許運(yùn)動，以便吸收可能的巨浪、暴風(fēng)雨或颶風(fēng)的力。較低的運(yùn)動和受保護(hù)的中心井也提供了用于深水操作的良好結(jié)構(gòu)。除了船體，桿柱的三個其它主要部件包括錨泊裝置、水上部分和立管。桿柱通常依賴于普通的錨泊系統(tǒng)來保持它們的位置。桿柱能夠用于任意合適深度的水中，特別適用于深水和超深水。

張力腿平臺（TLP）或延伸張力腿平臺ETLP）是通常用于海上石油或天然氣生產(chǎn)的豎直錨泊浮動結(jié)構(gòu)，且目前適用于小于1500米（大約4900英尺）的水深。船體是浮力結(jié)構(gòu)，該浮力結(jié)構(gòu)有在它的頂部的水上甲板，該水上甲板支持抽取礦物（包括石油和天然氣）的勘探和/或生產(chǎn)操作，并能夠包括生活區(qū)。浮筒和柱提供足夠浮力，以便在所有預(yù)計的海洋狀態(tài)下都使得甲板保持高于波浪。平臺通過在各結(jié)構(gòu)拐角處連接的鋼筋束（也稱為系繩或張力腿）而永久性地錨泊。這些鋼筋束拉緊，并將漂浮的TLP向下拉至一定深度，這樣，TLP的浮力保持在鋼筋束上的張力，以便實際上消除平臺的所有豎直運(yùn)動，從而產(chǎn)生“剛性”結(jié)構(gòu)。這種剛性使得平臺能夠有在甲板上的生產(chǎn)井口（wellhead）通過剛性立管而直接與海底井連接），而不是在海底。相對固定的垂直位置使得完井(well?completion)更簡單，并能夠更好地控制從石油或天然氣儲層中進(jìn)行的生產(chǎn)以及更容易進(jìn)行井下干預(yù)操作。

普通的TLP使得柱的空間與在該柱下面的支承浮筒結(jié)構(gòu)連接。柱在拐角處連接在多個浮筒的相交點處，從而形成浮筒結(jié)構(gòu)。相交產(chǎn)生了基本剛性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，以便與柱連接。多個鋼筋束從該相交點向下伸出。為了對于波浪和風(fēng)運(yùn)動提供所需的穩(wěn)定性，柱間隔開，以便滿足某些設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。不過，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性所需的空間通常并不需要用于支承在柱上的水上甲板。因此，可能增加結(jié)構(gòu)的成本和額外重量。

在2005年，兩個大型颶風(fēng)Katrina和Rita（在墨西哥灣,美國中相互在一個月內(nèi)產(chǎn)生）引起了重大的生命損失、平臺損失和生產(chǎn)損失。在美國的記錄歷史上，颶風(fēng)Katrina是代價最高的颶風(fēng)，也是5個最致命的颶風(fēng)之一。颶風(fēng)Rita在一個月后到達(dá)，是到達(dá)美國的第四強(qiáng)的大西洋颶風(fēng)。那時用于海外平臺的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)并沒有預(yù)計到在很多現(xiàn)有平臺上的這種應(yīng)力。颶風(fēng)摧毀了超過100個海外平臺，并另外損壞了很多平臺。在至少一個浮動TLP實例中，鋼筋束從錨固件上扯松，或者在一個或多個拐角處容易斷裂，從而留下仍然拉緊的剩余鋼筋束，并使得平臺翻轉(zhuǎn)或傾覆。因此，American?Petroleum?Institute和行業(yè)由于在墨西哥灣的海洋氣象標(biāo)準(zhǔn)而總體修改了對于該區(qū)域中的設(shè)計分析的標(biāo)準(zhǔn)，并需要附加的穩(wěn)定性和在各種天氣條件下的抵抗不利運(yùn)動。