[發明專利]一種具有一中心柱的海上建筑物的下部支撐結構

無效

• 申請號: 93106711.1
• 申請日: 1993-06-02
• 公開（公告）號: CN1035782C
• 公開（公告）日: 1997-09-03
• 發明（設計）人: 默里·查爾斯·弗格森
• 申請（專利權）人: 克維爾納·歐爾及萊脫;伏克·斯苔文海上建筑公司
• 主分類號: E02B17/00
• 分類號: E02B17/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 黃依文

本發明涉及海上建筑物，尤其涉及一種具有一中心柱的海上建筑物的下部支撐結構。

海上油氣田的開發促進了用于支撐鉆井、采油和承載設備的建筑物的設計。能源價格的波動導致了對盡可能完善的海上建筑物的需求。

對大型的甲板載荷而言，重力平臺或有多個支撐柱的鋼導管架已被用作經濟的底層結構。然而，對相當輕的甲板載荷而言，現已證明用穿入海面的單根柱所構成的底層結構是很吸引人的。這種單柱底層結構已被計劃用于開發南北海和澳大利亞近海的油氣田。

就單柱底層結構而言，大部分的重量和成本都在于柱本身，因為這種柱不得不承受所有施加于甲板上的力。為了減小柱中的彎曲應力，需要將柱的無用長度縮到最小。

在初次安裝(及尚未固定到海底)時，為了使建筑物具有海底穩定性，可適當地在海底設置一三角形基座，并且在此基座上放一三腳支撐架。

在此之前，已提出了三腳支撐塔建筑物，其中，柱是由固定在海底地層上的隔離的三條支腿來支撐的。這種建筑物已在英國專利說明書2,116,237中揭示。然而，這種結構存在缺點，即要求柱從海底延伸到甲板的整個高度，并需要將支撐構件固定在海底地層上。

通常海底油氣田的開采是采用固定的鉆井/采油平臺將油和氣通過海底進油管而輸送到岸上碼頭，該平臺可支撐用于局部地處理油或氣設備，因此，油或氣可通過海底油管而泵運。

為了開采遠距離的較小的海底貯油層，由于提供從貯層位置一直到岸上碼頭的輸油管道是不經濟的。在這些情形下，可采用浮船(例：往返油槽船)將油輸送到碼頭。

在將原油從海底油井(和/或海底貯油層)泵吸到用以將油輸送到岸上碼頭的浮船中時，原油流過海浪影響的區域時會發生一個問題。該問題的產生是由于將油從海底油井通過海浪影響區域轉運到浮船中所使用的任何設備都將受到由于風、海浪、潮流和潮汐影響而形成的力的作用。

該設備必須設計成能抵御這些環境壓力造成的“非常事件”。這些事件可能包括一百年一遇的大浪和反常的12級以上的颶風。設計一個抵御這些非常事件的轉運系統是一項復雜的任務，因為將油運到岸上的浮船基本上是“風向標”或頂風頭。因此，在一海底固定點上，石油必須通過可經受非常事件的足夠牢固的設備而轉運，并且也具有將浮船作為“風向標”的能力。

包括這種設備的裝置必須外加地保護“立管”或多根立管不因船的碰撞而損壞。(“立管”這個詞在近海工業中有特別的含義并表示一油管將油從海底經過海浪影響區域而送達海面之上。)

自此為至，已知浮船用于裝載來自大型裝載浮筒或具有柔性立管或連接的輸送管線的鉸接柱的海上石油。(用于裝載來自浮筒的石油的裝置揭示在專利說明書U.K，2,250,253中)。以往浮筒和柱兩者由于離開它們的預定位置而損壞，結果造成設備的損失和相應的產品損失。

目前已提出制造一帶有轉體的固定塔狀建筑物，其中，負載臂安裝在轉體頂部。該固定的塔狀建筑物必須是一比負載浮筒或鉸接柱大的構件。為了構成一經濟的裝備，已證明簡化固定塔狀建筑物的設計以使它僅包括數量最小的必要構件是可行的。

一已知的提議包括一塔狀建筑物，它具有一根中心柱，三條支腿以及一用樁錨固到海底的基底構件。支腿都在其上端固定到一套上，中心柱穿過套并固定地連接到此套上。中心柱從海底延伸到一在特定位置所預期到的非常事件的最強烈的海浪的高度之上的位置(這樣的一種塔狀建筑物已揭示在英國專利說明書2,136,860中)。

這種已知的建議具有缺點，即一立管不是必須固定到中心柱的外側，就是必須在中心柱的根部繞過一小半徑轉角，這樣它才能在穿過柱的范圍內的海浪影響區域向上移動。

在第一種情況下，如果立管被固定到柱的外側則將受到船的沖擊。在第二種情況下，將油管繞過柱根部的小半徑轉角使情況更復雜。因此，一向下延伸到海底的中心柱是不適宜接納立管(或J形管)的。

鑒于已有技術的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種具有一中心柱的海上建筑物的下部支撐結構，所述下部支撐結構能夠保持立管，能夠抗海浪及其它自然力。