一种冰区海域作业的浮式平台制造技术

本发明专利技术公开了一种冰区海域作业的浮式平台。该浮式平台，包括上层甲板，平台本体和上部设施，所述平台本体包括轴对称倒台形结构船体，使所述平台本体与水的接触的水线面面积小于所述平台本体上表面面积。所述轴对称倒台形结构船体为倒正圆台形结构船体、倒正椭圆台形结构船体或轴对称倒棱台形结构船体。该浮式平台具有易于将海冰破碎的外形，使其具有更加优良的浮体抗冰性能。平台的系泊系统被设计为系缆从船体底部向海底延伸，受到船体保护，不直接遭遇海冰作用，有效地提高了系泊锚链的使用可靠性与安全性。在严重海冰条件下，该形式浮体平台具有更加安全可靠的特点，解决长期以来浮体不能在严重海冰地区作业的技术难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冰区海域作业的浮式平台，特别涉及一种对海冰具有抵抗作用 的冰区海域作业的浮式平台。技术背景目前，我国的浅水海上油气开发主要集中在渤海。渤海地区由于所处纬度较高， 在冬季常常伴有海冰的出现，尤其在严寒的年份，结冰面积可达到渤海总面积的80%。导管架等固定式平台在渤海的油气开采中起着重要的作用，然而由于其不可 移动性以及不具备储油能力的特点，限制了它的适用性。尤其对于一些作业水深相 对较深的边际油田，导管架平台的应用将使整个项目的经济性大大降低。为此，采用浮式平台进行油田的开采和作业，将大大降低海上油田开发成本。 而目前国际市场上浮式钻井船短缺，并且租金昂贵。对于边际油田，从经济角度而 言，钻井设备的租赁将占用油田开发较大的费用。若在浮式平台上配置小型钻井设 备，实现其钻井、采油一体化，可以解决钻井船(设备)短缺的问题，提高油田开 采的速度和经济性。对于冰区海域的海洋结构，海冰对结构强度有较大影响。它对海洋结构的作用 力与海冰自身的特性、海洋结构的结构形式有关。其中，海洋结构的外形是个重要 影响因素。尤其对于浮式平台，需要设计适当的结构外形，使其受到的海冰作用力 较小，从而保证它的结构安全性。浮式结构依靠系泊系统进行定位。浮式结构的系泊形式分为多点系泊与单点系 泊。单点系泊由于其优良的风标效应广泛应用于FPSO等浮式结构中，但是单点系 泊重要机构的生产由国际上少数几个厂商垄断，价格上千万美元，十分昂贵。而多 点系泊虽然造价较低，但是其不具备风标效应的特性。在海冰等环境中，系泊结构 有可能承受较大外力，从而对多点系泊系统系缆的破断张力和强度提出较高要求。 对于渤海等具备冰情的海域，多点系泊方式的问题还在于若系泊缆在系泊结构上 的系泊点位于水面之上，当系泊结构在环境力等外力作用下运动时，随着系泊结构 的移动，系泊缆将与海冰反复撞击和摩蚀，从而加速系缆的损耗。为此，需要设计一种适合冰区海洋浮式平台的系泊系统，综合单点系泊方式和 多点系泊方式的优点，使其能满足一定强度要求又具有良好经济性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适于冰区海域油气开发，对冰具有抵御作用的浮式平台为实现上述目的，本专利技术采取技术方案 一种冰区海域作业的浮式平台，包括 上层甲板l，平台本体2和上部设施6，其特征在于所述平台本体2包括轴对称倒 台形结构船体3，使所述平台本体2与水的接触的水线面面积小于所述平台本体2上表面面积。上述冰区海域使用的浮式平台中，所述轴对称倒台形结构船体3为倒正圆台形 结构船体、倒正椭圆台形结构船体或轴对称倒棱台形结构船体；所述轴对称倒台形 结构船体(3)的底面的互相垂直的对称轴的长度比为1: 1-1.2;所述轴对称倒台形 结构船体(3)的底面的形状为四个边以上的多边形。所述轴对称倒台形结构船体3优选为倒正圆台形结构或轴对称倒正棱台形结构。上述冰区海域使用的浮式平台中，所述轴对称倒台形结构船体3的侧面与其底 面的夹角为20°~ 50°。上述冰区海域使用的浮式平台中，所述平台本体2还包括与所述轴对称倒台形 结构船体3具有共同对称轴的中心对称柱形体结构船体4，所述中心对称柱形体结构 船体4的一个底面与所述轴对称倒台形结构船体3的底部接合，使所述轴对称倒台 形结构船体3的底部与所述中心对称柱形体结构船体4组成一个上部结构为轴对称 倒台形结构，下部结构为中心对称柱形体结构的船体。上述冰区海域使用的浮式平台中，所述柱形体结构船体4的底面为圆形、椭圆 形或中心对称的棱形。上述冰区海域使用的浮式平台中，所述平台本体2优选为上部结构为倒台圆结 构，下部结构为圆柱体结构的船体。所述平台本体2的轴对称倒台形结构船体3与 中心对称柱形体结构船体4的高度比为1: 0.6_0.8，具体综合平台载重量要求及所 处海域海洋环境而定。上述冰区海域使用的浮式平台中，所述浮式平台还设有系泊系统，所述系泊系 统包括锚机8、导缆器5和系缆7，所述导缆器5设在所述平台本体底部，使所述系 缆7沿着所述浮式平台内部经导缆器5由所述平台本体2的底部伸出；所述浮式平 台设有位于所述平台本体2的不同位置的三组以上所述系泊系统，每组所述系泊系 统包括2根以上系缆7。所述系缆7为锚链、纤维缆或钢缆或它们的任意组合。上述冰区海域使用的浮式平台中，所述平台本体2内部设有储油舱9、月池ll和压载舱10;所述月池11设于所述平台本体2轴心，所述储油舱9设于平台本体2 底部，环绕于所述月池ll的外围，所述压载舱10环绕于所述储油舱9的外围。所述平台本体2底部设双层底。本专利技术由于采取以上设计，其具有以下优点1) 具有了更加优良的浮体抗冰性能，它利用了冰弯曲强度大大低于挤压强度的 特性，设计了易于将海冰破碎的浮体外形，尤其在严重海冰条件下，该形式浮体平 台具有更加安全可靠的特点，解决长期以来浮体不能在严重海冰地区作业的技术难题；2) 由于不同于为抗冰而使用大量钢材加强的传统方法，因此本方法可使浮体建 造成本大为下降，有效地提高了海上油气勘探与开采的经济效益；3) 使用了将锚链从船底伸出的独特多点系泊系统设计方法，避免了海冰对锚链 的磨蚀，提高了系泊系统的可靠性与安全性；4) 该浮体具备安装不同使用功能的设备，以达到海洋石油勘探开发过程中钻井、 采油、储油等不同需求的目的，它既适合常规海上油田开发，也适用于边际油田的 开发。附图说明图l为本专利技术的平台侧视图(主视图)。图2为本专利技术的平台甲板示意图(俯视图，图1中A-A剖视图)。 图3为本专利技术的平台舱室布置示意图(图1中B-B剖视图)。具体实施方式如图1 图3所示，为本专利技术所提供的冰区海域使用的浮式平台，它包括有 上层甲板l，平台本体2，系泊系统，上部设施6;其中，上层甲板l，位于平台本体2上，提供平台生产作业所需的甲板空间。 平台本体2的上部为轴对称倒台形结构船体3，承接上层甲板l向下延伸，轴 对称倒台形结构船体3可以是倒圆台形结构、倒棱台结构、或者底面为椭圆形的倒 椭圆台结构，如图1所示。这样的倒台形结构， 一方面可使平台本体2与水的接触 的水线面面积小于所述平台本体2上表面面积(甲板面积)，有利于平台上甲板使 用面积的增大，也可以降低平台所遭受的冰载荷的大小；另一方面，海冰作用在直 立桩柱结构上时产生较大的水平挤压力。海冰作用在具有倾斜面的结构物上时，海 冰将以较弱的受弯方式发生破坏。倒台型结构使舷侧具有倾斜面，因此，使冰在与6平台的作用过程中产生弯曲破坏，相比较于冰与直立船体所产生的挤压破坏，冰达 到弯曲破坏所需的力远远小于挤压破坏所需的力，也就是说当冰产生弯曲破坏时对船体的作用力，远远小于冰压縮破坏时对船体的作用力。轴对称倒台形结构船体3 的侧面与其底面的夹角为20。 50°,可根据平台尺度要求在此范围内进行取值，以 便同时满足海冰作用力最小化和油气开发、开采等作业的要求。上述轴对称倒台形结构船体3的底面的互相垂直的对称轴的长度比可设计为1: 1-1.2，使其本实施例的浮式平台的船长与船宽接近；轴对称倒台形结构船体3的底 面可为四个边以上的几何多边形或圆形或椭圆形，以保证其在不同方向的海洋环境 载荷都有着较好的适应性。本实施例中，如图2所示，轴对称倒台形结构船体3为倒圆台形结构，由于风、 浪、流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冰区海域作业的浮式平台，包括上层甲板（１），平台本体（２）和上部设施（６），其特征在于：所述平台本体（２）包括轴对称倒台形结构船体（３），使所述平台本体（２）与水的接触的水线面面积小于所述平台本体（２）上表面面积。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢彬，范模，张威，易丛，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]