【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋石油开发，特别是涉及一种深吃水干树半潜平台及其设计方法。
技术介绍
1、湿式采油树与干式采油树被广泛应用于深水油气开发领域，与湿式采油树相比，干式采油树具有钻井成本更低、运维费用更低、油气采收率更高等优势，目前仅有spar与tlp两种浮式基础平台可采用干式采油树，传统半潜式平台垂荡运动周期接近波浪周期，垂荡运动性能相对较差，难以满足顶部张紧式立管（ttr）的冲程要求，目前尚无半潜式平台采用干式采油树的实际应用案例。
2、spar组块的安装需要采用大型浮吊，整体安装成本较高，tlp型式应用水深受限，平台筋腱成本较高，安装复杂。以上两种平台型式经济性相对较差，难以实现孤立油田经济性开发。
3、因此，急需一种深吃水干树半潜平台。
技术实现思路
1、本专利技术一方面提供一种深吃水干树半潜平台，具备钻井、采油、油气处理、油气外输等功能。本专利技术另一方面提供一种深吃水干树半潜平台的设计方法。
2、本专利技术的第一方面提供一种深吃水干树半潜平台，包括船体、压载水舱、上部组块和系泊系统，所述压载水舱、所述上部组块和所述系泊系统分别安装在所述船体上，所述船体包括多个旁通通道、多个节点通道、多个立柱和垂荡体，多个所述旁通通道与多个所述节点通道交错连接组成回字形框架，所述回字形框架的外侧设有所述垂荡体，并且，每一个所述节点通道上方设有一个所述立柱，所述立柱上方设有所述上部组块，所述压载水舱分别设置在所述旁通通道、所述节点通道上，所述立柱上还设有所述
3、所述的深吃水干树半潜平台，优选地，所述立柱横截面的边长与相邻所述旁通的边长呈45°夹角。
4、所述的深吃水干树半潜平台，优选地，所述旁通通道和所述节点通道内均设有横向通道，所述旁通通道内的所述横向通道与所述节点通道内的所述横向通道相连通以形成环形通道，所述压载水舱分别围绕所述旁通通道内的所述横向通道与所述节点通道内的所述横向通道设置。
5、所述的深吃水干树半潜平台，优选地，所述节点通道和所述立柱内分别设有纵向通道，所述节点通道内的纵向通道和所述立柱内的纵向通道相连通，所述压载水舱围绕述节点通道内的纵向通道和所述立柱内的纵向通道设置。
6、所述的深吃水干树半潜平台，优选地，所述系泊系统包括系泊缆、锚链舱、锚机和导缆器，所述立柱的外侧均设有所述系泊缆，所述立柱的顶部设有所述锚链舱和所述锚机，所述立柱的外侧底部设置所述导缆器，以实现改变所述系泊缆的方向，避免所述系泊缆对所述垂荡体的干涉。
7、所述的深吃水干树半潜平台，优选地，所述垂荡体和/或所述立柱内还设有所述压载水舱。
8、所述的深吃水干树半潜平台，优选地，所有立柱、所述节点通道和所述垂荡体均设有圆弧过度段。
9、所述的深吃水干树半潜平台，优选地，所述上部组块的中心设置干树采油系统和钢悬链线，所述船体上还设有顶部张紧式立管，所述干树采油系统通过所述顶部张紧式立管与海底井口连接，所述钢悬链线立管用于油气的外输，所述钢悬链线立管沿所述立柱的表面下放至海底。
10、本专利技术的第二方面提供一种深吃水干树半潜平台的设计方法，包括如下步骤：
11、确定油田开发规模及开发方案，对平台的主尺寸进行设计；
12、基于所述确定的所述平台的主尺寸设计所述压载水舱的体积以及判断所述垂荡体和所述立柱上是否设置所述压载水舱；
13、根据油田水深及环境条件设计系泊系统。
14、所述的深吃水干树半潜平台，优选地，所述步骤“判断所述垂荡体和所述立柱上是否设置所述压载水舱”包括如下具体步骤：
15、基于所述平台的主尺寸确定所需压载水体积，根据所述所需压载水体积估算所需压载水舱容；
16、所述压载水舱设置在旁通通道和节点通道上，根据所述垂荡体的尺寸确定是否设置所述压载水舱，若设置所述垂荡体设置所述压载水舱后的所有所述压载水舱的舱容满足所述所需压载水舱容，则所述立柱不设置所述压载水舱；若设置所述垂荡体设置所述压载水舱后的所有所述压载水舱的舱容不满足所需压载水舱容，则所述立柱内根据所需压载水舱体积确定所需压载水舱高度。
17、有益效果是：
18、本申请深吃水干树半潜平台同时具备干树采油树钻井成本低、运维费用低、油气采收率高等优势以及半潜平台应用水深范围广、甲板面积大便于布置生产设施、可变载荷大、整体安装简单的优势。
19、本申请的深吃水干树半潜平台运动性能优良，极端条件下垂荡运动幅值仅为±2m，满足顶部张紧式立管的技术要求。
20、本申请的立柱横截面边长与相邻旁通边长呈45°夹角，上部组块由多个立柱共同支撑，每个立柱上设置两个支撑节点，降低上部组块结构设计难度。
21、本申请旁通通道与节点通道交错组成完整的回字形框架结构，有利于改善平台整体结构强度，
22、本申请采用垂荡体型式，增加平台附加质量和阻尼，与传统垂荡板相比，垂荡体型式更有利于垂荡体与旁通之间的连接结构设计，且垂荡体可提供较大排水体积，有利于实现平台在码头集成安装后的整体拖航，降低对码头水深的要求。
23、本申请立柱位于与旁通通道相连的节点通道上方，将由旁通通道和节点通道组成的底部回字形框架长度与立柱跨距两参数相互独立，设计过程中可以在不改变立柱跨距的同时调整底部回字形框架长度，优化平台运动性能，反之亦然。
24、本申请深吃水干树半潜平台的设计方法，将平台设计分为相对独立的三个步骤，在主尺度方案确定后可同时独立开展舱室设计与系泊系统设计，后续三部分设计可相对独立优化，确定各参数对平台性能的影响，各部分优化完成后合并开展最终验证并形成最终方案。
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1.一种深吃水干树半潜平台，包括船体、压载水舱、上部组块和系泊系统，所述压载水舱、所述上部组块和所述系泊系统分别安装在所述船体上，其特征在于，所述船体包括多个旁通通道、多个节点通道、多个立柱和垂荡体，多个所述旁通通道与多个所述节点通道交错连接组成回字形框架，所述回字形框架的外侧设有所述垂荡体，并且，每一个所述节点通道上方设有一个所述立柱，所述立柱上方设有所述上部组块，所述压载水舱分别设置在所述旁通通道、所述节点通道上，所述立柱上还设有所述系泊系统。
2.根据权利要求1所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述立柱横截面的边长与相邻所述旁通的边长呈45°夹角。
3.根据权利要求2所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述旁通通道和所述节点通道内均设有横向通道，所述旁通通道内的所述横向通道与所述节点通道内的所述横向通道相连通以形成环形通道，所述压载水舱分别围绕所述旁通通道内的所述横向通道与所述节点通道内的所述横向通道设置。
4.根据权利要求3所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述节点通道和所述立柱内分别设有纵向通道，所述节点通道内的纵向通道和所
5.根据权利要求4所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述系泊系统包括系泊缆、锚链舱、锚机和导缆器，所述立柱的外侧均设有所述系泊缆，所述立柱的顶部设有所述锚链舱和所述锚机，所述立柱的外侧底部设置所述导缆器，以实现改变所述系泊缆的方向，避免所述系泊缆对所述垂荡体的干涉。
6.根据权利要求5所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述垂荡体和/或所述立柱内还设有所述压载水舱。
7.根据权利要求5所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所有立柱、所述节点通道和所述垂荡体均设有圆弧过度段。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述上部组块的中心设置干树采油系统和钢悬链线，所述船体上还设有顶部张紧式立管，所述干树采油系统通过所述顶部张紧式立管与海底井口连接，所述钢悬链线立管用于油气的外输，所述钢悬链线立管沿所述立柱的表面下放至海底。
9.一种如权利要求1至8任一项所述深吃水干树半潜平台的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述步骤“判断所述垂荡体和所述立柱上是否设置所述压载水舱”包括如下具体步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种深吃水干树半潜平台，包括船体、压载水舱、上部组块和系泊系统，所述压载水舱、所述上部组块和所述系泊系统分别安装在所述船体上，其特征在于，所述船体包括多个旁通通道、多个节点通道、多个立柱和垂荡体，多个所述旁通通道与多个所述节点通道交错连接组成回字形框架，所述回字形框架的外侧设有所述垂荡体，并且，每一个所述节点通道上方设有一个所述立柱，所述立柱上方设有所述上部组块，所述压载水舱分别设置在所述旁通通道、所述节点通道上，所述立柱上还设有所述系泊系统。
2.根据权利要求1所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述立柱横截面的边长与相邻所述旁通的边长呈45°夹角。
3.根据权利要求2所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述旁通通道和所述节点通道内均设有横向通道，所述旁通通道内的所述横向通道与所述节点通道内的所述横向通道相连通以形成环形通道，所述压载水舱分别围绕所述旁通通道内的所述横向通道与所述节点通道内的所述横向通道设置。
4.根据权利要求3所述的深吃水干树半潜平台，其特征在于，所述节点通道和所述立柱内分别设有纵向通道，所述节点通道内的纵向通道和所述立柱内的纵向通道相连通，所述压载水舱围绕述节点通道内的纵向通道和所述立柱内的纵向...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢文会，李达，白雪平，李元芳，高一迪，高巍，张婧文，易丛，邓小康，付升雷，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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