海洋油田天然气压缩处理自升式平台制造技术

本发明专利技术提供了一种海洋油田天然气压缩处理自升式平台，包括主船体、桩腿、升降装置、天然气压缩处理装置、连接廊桥和起重设备；主船体为四方形箱型结构；桩腿竖直穿设于主船体上，且桩腿与主船体的固定位置可沿桩腿高度方向调整而使得主船体可升降；桩腿数量为四个，分别设置在主船体左右舷的艏艉部，呈矩形分布；升降装置设置于主船体上并与桩腿一一对应，以与桩腿配合实现主船体的升降；天然气压缩处理装置设置于主船体的主甲板的中部位置，用以对海洋油田中伴生天然气进行压缩处理；连接廊桥，布置于主船体上；起重设备数量为至少一台，安装于主船体上。本发明专利技术通过各部分有机组合满足了海洋油气生产处理装备的设计建造及实施需求。

【技术实现步骤摘要】
海洋油田天然气压缩处理自升式平台
本专利技术属于海洋工程建造
，涉及一种海洋工程油气生产处理设备，更加具体地，本专利技术涉及一种海洋油田天然气压缩处理自升式平台。
技术介绍
伴随着世界范围内的能源紧张和陆地石油资源的日趋贫乏，海洋油气资源的勘探开发利用近年来不断的得到快速发展，导致海洋工程需求旺盛，特别是随着油气开发从浅滩逐步地走向深海，各种各样的油气生产处理设备如自升式平台系统、多功能半潜式海洋平台、油轮式浮式生产系统等海工产品得到世界各大船厂的追捧，竞争激烈。海洋工程的设计建造及工艺流程是一项庞大而又非常复杂的系统工程，同样自升式平台系统的设计建造及工艺流程也存在工序复杂、船台工期较长的特点，例如自升式平台由几十个大系统组成，典型的如升降系统、压载系统、消防系统、舱底水系统、海水冷却系统、淡水冷却系统、燃油系统、火炬放空系统、栈桥管道系统、重型起重设备及其吊臂支撑结构等，并且每个大系统往往由数十甚至数百个子系统组成。如此繁多的系统在有限的平台空间进行布置，在设计建造时，客观上存在相当大的难度，并且在整个设计建造过程中需要多专业、多工序、多系统的有效配合协作才能顺利完成。与此同时，露天甲板区域往往还是货物运载和船员进行多项施工作业的场所，因此，如何形成并实现海洋工程露天甲板区域的大面积存储支持及大空间设备布置功能，是海洋工程建造企业及研发设计部门必须要面对的一个实际问题。另外，在海洋油气开采生产过程中，往往还要伴生大量的天然气，这些气体具有易燃易爆的特性，因此，如何处理解决海洋油气开采生产过程中所产生的可燃气体，同样也是海洋工程建造企业及研发设计部门必须要面对的又一个实际问题。在以往情况下，对于自升式平台系统的设备布置、船体结构设计、升降方式选择及危险气体的处理等，常规的做法是：采用具有三桩腿升降装置的平台系统，该平台系统主要由桁架结构桩腿、主船体和固桩结构等部件组成，其主船体为作业者提供生产操作及生活空间，并在拖航状态时提供浮力和保证航行稳性，其整体结构平面呈近似三角形的形状，三角形主甲板通常需要布置钻井架、重型起重设备及其吊臂支撑结构、救生设备、通风设备和上层建筑等；桩腿桁架为刚性构架形式，是用钢管焊接构成的若干三角形组合，其优点是自身重量较轻且可以承受较大的支承荷载，同时整个桩腿支撑结构和船体甲板结构在插桩、降桩及升桩等工况作业时，也不会产生明显的变形；桩腿采用齿轮齿条传动升降的方式，即在三个桩腿上分别设置数根齿条，对应于每根齿条分别设置数个小齿轮，动力是通过驱动齿轮箱传递并带动小齿轮，齿轮齿条之间产生相对运动，而使平台或桩腿完成升降作业；固桩结构是将桩腿与主船体连接成为一个整体，将船体载荷传递给桩腿，载荷传递结构包括固桩块、固桩架等部件，固桩架常在固桩弯矩大时设计采用；对于油井伴生气体，通常在三角形主甲板艉部的左右舷分别设置火炬燃烧臂，以使在油气开采过程中产生的可燃气体在此得以排空燃烧消耗。例如专利号201010102916.X的中国专利技术专利公开的一种具有三角形主甲板的海洋油田多功能自升式支持平台，该平台主船体结构平面呈近似三角形的形状，其三个桩腿分别设置在艏部和艉部左右舷，固定生活楼（上层建筑）设置在三角形主甲板的艏部，钻机（钻井架）设置在三角形主甲板的艉部，两吊机（重型起重设备及其吊臂支撑结构）分别设置在三角形主甲板的左右舷。又如专利号200920101091.2的中国技术专利公开的一种具有齿轮齿条式升降系统的风电机组安装平台，该平台是在桩腿的两侧焊接齿条，在平台或船体上固定安装与桩腿对应的齿轮箱组（即齿轮齿条升降系统），齿轮与齿条啮合，通过电机或液压马达驱动齿轮正反向旋转，使桩腿相对主船体或平台上下运动。再如公告号为CN203669858U的中国技术专利，其公开了一种设置在海上石油钻井平台上的燃烧臂储存释放装置，实现燃烧臂的可靠储存、释放。然而无论是采用三桩腿桁架结构形式、齿轮齿条升降系统、还是采用在三角形主甲板上设置火炬臂烧掉伴生气的方法，其不足之处都是显而易见的：缺点一是三角形主甲板本身的空间面积较小，同时上层建筑及各种设备过多地占据了宝贵的露天甲板存储面积和作业空间，使得本来就显狭窄的主甲板空间变得更加拥挤不堪，同时操作位置较高的设备布置和结构设计也不便于作业者的施工安装及交船后船员的维修使用保养；缺点二是可变载荷较小，可变载荷主要包括平台工作时所用的燃油、淡水、压载水和吊重等，它是最大工作重量和空船重量之间的数值差，由于只有三个桩腿来承受平台工作重量，因而对于相同的空船重量，其差值（可变载荷）就小，进而减少平台的自持力；缺点三是齿轮齿条的材料成本和加工建造成本较高，如果是采用齿轮齿条传动升降的方式，不仅仅需要在主船体上配置庞大而复杂的变速及升降设备，其体积大且重量大，同时还要采用高屈服强度合金钢板来加工半弦管及齿轮齿条，还需要经过切割、加热压制、淬火、高温回火、整形等工序，工艺流程复杂；缺点四是不利于平台重量重心的控制，对于三桩腿自升式平台来讲，在升桩及工作状态，其三个桩腿及升降装置分别承受了平台的全部重量，如果主船体重心在平台纵向方向上偏离几何中心，则三个桩腿就会受到不平衡力的作用，有悖于改善提高平台的工作性能，同时当三桩腿自升式平台受到正面环境载荷时，其抗倾覆站立稳性将大打折扣；缺点五是采用火炬燃烧臂来排空燃烧消耗天然气的处置办法，增加爆炸的危险程度，直接向大气排放残余物，还存在着浪费能源并污染海洋大气环境的问题，不利于人类生存环境的保护；缺点六是如果采用常规油井产出的水来回注，则需要对水进行处理及添加化学药剂才能够达到规定的技术要求，处理起来工艺复杂，并产生污染和腐蚀。因此，如何开发研究出一种具有大空间主船体的船型，并能用其来布置设计天然气压缩模块、直升机平台、预压载舱室等结构或设备，以克服上述海洋工程在设计和作业过程中存在的不足，在规定的采油周期和建造成本的前提要求下，利用海洋油气生产企业和海洋工程建造企业现有的工艺技术条件，提高生产效率和产品质量，同时减少材料人工投入并降低钻井采油成本，来完成海洋工程设计及海洋油田开发的工作，是个需要重点考虑并解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海洋油田天然气压缩处理自升式平台，以克服上述现有技术的海洋工程在设计建造和油气生产过程中存在的不足。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种海洋油田天然气压缩处理自升式平台，包括主船体、桩腿、升降装置、天然气压缩处理装置、连接廊桥和起重设备；主船体为四方形箱型结构；桩腿竖直穿设于所述主船体上，且桩腿与主船体的固定位置可沿桩腿高度方向调整而使得主船体可升降；所述桩腿数量为四个，分别设置在主船体左右舷的艏艉部，呈矩形分布；升降装置设置于所述主船体上并与所述桩腿一一对应，以与桩腿配合实现主船体的升降；天然气压缩处理装置设置于所述主船体的主甲板的中部位置，用以对海洋油田中伴生天然气进行压缩处理；连接廊桥，布置于所述主船体上；起重设备数量为至少一台，安装于所述主船体上。优选地，所述桩腿为中空圆柱形结构，其上沿高度方向间隔分布有多组插销孔；所述升降装置为液压插销式升降装置，与所述桩腿的插销孔插接配合，从而实现桩腿不同高度位置与所述主船体的相对固定。优选地，所述桩腿内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋油田天然气压缩处理自升式平台，其特征在于，包括：主船体，其为四方形箱型结构；桩腿，竖直穿设于所述主船体上，且桩腿与主船体的固定位置可沿桩腿高度方向调整而使得主船体可升降；所述桩腿数量为四个，分别设置在主船体左右舷的艏艉部，呈矩形分布；升降装置，设置于所述主船体上并与所述桩腿一一对应，以与桩腿配合实现主船体的升降；天然气压缩处理装置，设置于所述主船体的主甲板的中部位置，用以对海洋油田中伴生天然气进行压缩处理；连接廊桥，布置于所述主船体上；起重设备，其数量为至少一台，安装于所述主船体上。

【技术特征摘要】
1.一种海洋油田天然气压缩处理自升式平台，其特征在于，包括：主船体，其为四方形箱型结构；桩腿，竖直穿设于所述主船体上，且桩腿与主船体的固定位置可沿桩腿高度方向调整而使得主船体可升降；所述桩腿数量为四个，分别设置在主船体左右舷的艏艉部，呈矩形分布；升降装置，设置于所述主船体上并与所述桩腿一一对应，以与桩腿配合实现主船体的升降；天然气压缩处理装置，设置于所述主船体的主甲板的中部位置，用以对海洋油田中伴生天然气进行压缩处理；连接廊桥，布置于所述主船体上；起重设备，其数量为至少一台，安装于所述主船体上；所述桩腿为中空圆柱形结构，其上沿高度方向间隔分布有多组插销孔；所述升降装置为液压插销式升降装置，与所述桩腿的插销孔插接配合，从而实现桩腿不同高度位置与所述主船体的相对固定；所述桩腿内固定安装有一隔离件，所述隔离件将桩腿内部空间分隔为相互独立的一上空腔和一下空腔；在桩腿的下空腔内对应每组所述插销孔处分别设置有连通件，连通件设有多个相连通的开口，开口数量与每组插销孔中插销孔的数量相同，各开口与桩腿内壁连接固定，并与成组的各插销孔一一对应连通，使插销孔与下空腔相隔离。2.根据权利要求1所述的海洋油田天然气压缩处理自升式平台，其特征在于：所述升降装置包括定环梁部件、动环梁部件和液压油缸；定环梁部件相对于所述主船体固定，定环梁部件上设有可水平移动的定环梁插销；动环梁部件通过液压油缸连接定环梁部件，而可根据液压油缸的行程长度相对于定环梁部件升降，动环梁部件上设有可水平移动的动环梁插销；定环梁插销和动环梁插销的数量均与所述桩腿上一组插销孔中插销孔的数量相适配。3.根据权利要求1所述的海洋油田天然气压缩处理自升式平台，其特征在于：所述主船体上在靠近每个所述桩腿的区域分别布置有液压工作站，各液压工作站对应于各所述升降装置连接，以向所述升降装置提供液压动力。4.根据权利要求1所述的海洋油田天然气压缩处理自升式平台，其特征在于：所述连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅强，李峰，张健效，王如壮，韩明良，李仁锋，徐芹亮，宋述占，尹秀凤，牟音如，刘静，冯延舟，李铁军，
申请(专利权)人：中集海洋工程研究院有限公司，烟台中集来福士海洋工程有限公司，中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37