分体坐底自升式平台及其使用方法.pdf

本发明涉及一种新型平台——分体坐底自升式平台及其使用方法。平台由自升主平台、坐底支撑结构、对接引导装置、压载系统构成，分为均具有漂浮性能的两大分体，作业时在海上可自行上下对接成一座平台。自升主平台，结构与常规自升式平台基本相同，在其各升降桩腿安装导向轮、导向套；坐底支撑结构，设有箱体和与升降桩腿相对应的固定桩腿，并组焊为一个刚性整体；对接引导装置通过引导索引导升降桩腿和固定桩腿精确对位，压载系统控制坐底支撑结构的沉浮，配合作业可实现平台的海上对接、拆分。本发明可用于新建平台，也可用于已有自升式平台深水化改造。

1、  分体坐底自升式平台及其使用方法，分体坐底自升式平台包括自升主平台、坐底支撑结构、对接引导装置、压载系统；自升主平台包括平台上箱体1、升降桩腿2、固桩与升降机械、钻修作业设施，坐底支撑结构包括平台下箱体3、固定桩腿4及其它杆件，对接引导装置包括绞车5和配属引导索6、导向轮7、导向套8，压载系统包括空压机组9和配属压载控制气路10、通海口11；其特征是平台分为自升主平台、坐底支撑结构两大分体；自升主平台安装不少于三根升降桩腿2，各升降桩腿2顶部安装导向轮7，底部截面中心设有导向套8；坐底支撑结构下部为平台下箱体3，平台下箱体3隔成数个压载舱室，各压载舱室均设有通海口11，平台下箱体3上方装有与升降桩腿2位置对应、数量相同的固定桩腿4，各固定桩腿4也分别设压载舱，平台下箱体3、固定桩腿4及多个杆件组焊为一个刚性整体；对接引导装置的绞车5安装在自升主平台上，配属的引导索6穿过安装在升降桩腿2上的导向轮7、导向套8后固定在固定桩腿4的顶部截面中心；压载系统的空压机组9安装在自升主平台上，配属的压载控制气路10与坐底支撑结构上所设各压载舱分别相连。

2、  根据权利要求书1所述的分体坐底自升式平台及其使用方法，其特征是：平台拖航时，自升主平台、坐底支撑结构分开浮在水面上，用拖轮拖航；平台海上就位对接时，压载系统控制各压载舱进水，使坐底支撑结构沉至升降桩腿2下端以下，同时对接引导装置卷收引导索6，使升降桩腿2与固定桩腿4对中相接，然后降放升降桩腿2，直至坐底支撑结构坐落于海底，此后按普通自升式平台升船程序执行，调整至作业状态；平台起浮拆分时，先将平台上箱体1降至水面，提升升降桩腿2同时放松引导索6，将自升主平台移出坐底支撑结构的上方区域，利用压载系统排出压载舱内的水，使坐底支撑结构浮起，恢复到拖航状态。

3、  根据权利要求书1所述的分体坐底自升式平台及其使用方法，其特征是坐底支撑结构，含有至少一个最多与固定桩腿4数量相同的平台下箱体3。

分体坐底自升式平台及其使用方法
技术领域：
本发明开发一种适用于较深海域作业的自升式平台。
技术背景：
自升式平台是海洋钻井中广泛使用且非常昂贵的装置，普通自升式平台由浮体、桩腿、升降机械等构成，整个平台设计为一个整体。受平台拖航稳性限制，平台重心不能过高，也就是升降桩腿不能太长。这样为了适应较深海域作业，使用较长桩腿，只有加大平台浮体主尺度以保证拖航稳性，相应地需要加大升降能力。而且由于各桩腿分别独立，不能进行刚性连接，各桩腿刚度和强度要求都很高，桩腿重量及占用的甲板作业面积很大。平台造价随作业水深加大而急剧上升，目前世界上这种平台作业水深最大的是150m。
发明内容：
本发明的目的是开发一种适用于较深海域作业的自升式平台及其使用方法，解决现有自升式平台造价随水深加大而急剧上升的问题。
分体坐底自升式平台，包括自升主平台、坐底支撑结构、对接引导装置、压载系统。自升主平台包括平台上箱体、升降桩腿、固桩与升降机械、钻修作业设施，坐底支撑结构包括平台下箱体、固定桩腿及其它杆件，对接引导装置包括绞车和配属引导索、导向轮、导向套，压载系统包括空压机组和配属压载控制气路、通海口。
本发明的特征是所述的分体坐底自升式平台分为自升主平台、坐底支撑结构两大分体；自升主平台安装不少于三根升降桩腿，各升降桩腿顶部安装导向轮，底部截面中心设有导向套；坐底支撑结构下部为平台下箱体，平台下箱体隔成数个压载舱室，各压载舱室均设有通海口，平台下箱体上方设有与升降桩腿位置对应、数量相同的固定桩腿，各固定桩腿也分别设压载舱，平台下箱体、固定桩腿及多个杆件组焊为一个刚性整体；对接引导绞车安装在自升主平台上，配属的引导索穿过安装在升降桩腿上的导向轮、导向套后固定在固定桩腿的顶部截面中心；压载系统的空压机组安装在自升主平台上，配属的压载控制气路与坐底支撑结构上所设各压载舱分别相连。
本发明所述分体坐底自升式平台的典型使用方法是：平台拖航时，自升主平台、坐底支撑结构分开浮在水面上，用拖轮拖航；平台海上就位对接时，压载系统控制各压载舱进水，使坐底支撑结构沉至升降桩腿下端以下，同时对接引导装置卷收引导索，使升降桩腿与固定桩腿对中相接，然后降放升降桩腿，直至坐底支撑结构坐落于海底，此后按普通自升式平台升船程序执行，调整至作业状态；平台起浮拆分时，先将平台上箱体降至水面，提升升降桩腿同时放松引导索，将自升主平台移出坐底支撑结构的上方区域，利用压载系统排出压载舱内的水，使坐底支撑结构浮起，恢复到拖航状态。
本发明具有如下优点：
(1)采用分体结构，平台升降桩腿长度成倍减小，降低了重心，大大提高了平台漂浮稳性，从而可以显著减小平台上浮体的尺度、重量，相应降低了平台对其桩腿的刚度、强度的要求和对整套升降机械升降能力的要求，平台所受环境载荷也随之减少。
(2)坐底支撑结构，不必受平台升降功能限制，焊接为一个整体，比相互独立的桩腿结构性好，不易发生变形及振动，充分发挥材料效能。且坐底支撑结构可以对升降主平台的桩腿进行精确限位，有利于降低普通自升式平台固桩载荷，提高了平台安全性。
(3)两大分体均具备自浮能力，就位时无需浮吊等辅助作业，且平台不会出现拔桩困难。
(4)可以比较容易地突破目前自升式平台作业水深150m的上限。
(5)不仅可用于新建平台，对现有自升式平台的深水化改造同样适用。
(6)与以上优点相对应，可大幅降低自升式平台造价。
附图说明：
图1为分体坐底自升式平台就位前示意图
图2为分体坐底自升式平台就位过程示意图
图3为分体坐底自升式平台就位后示意图
1、平台上箱体  2、升降桩腿  3、平台下箱体  4、固定桩腿
5、绞车        6、引导索    7、导向轮      8、导向套
9、空压机组    10、压载控制气路            11、通海口
具体实施方式：
现结合说明书附图1、2、3，对本发明作进一步描述：
分体坐底自升式平台，主要由自升主平台、坐底支撑结构、对接引导装置、压载系统构成。自升主平台包括平台上箱体1、升降桩腿2、固桩与升降机械、钻修作业设施，坐底支撑结构包括平台下箱体3、固定桩腿4及其它连接固定杆件，对接引导装置包括绞车5和配属引导索6、导向轮7、导向套8，压载系统包括空压机组9和配属压载控制气路10、通海口11。综合考虑平台拖航、对接、就位、拆分等各项性能，将平台分为均具有漂浮性能的两大分体，作业时在海上自行上下对接成一座平台。自升主平台，与常规自升式平台基本相同，装有不少于三根升降桩腿2，各升降桩腿2顶部安装导向轮7，底部截面中心设有导向套8；坐底支撑结构，下部为平台下箱体3，平台下箱体3隔成数个压载舱室，各压载舱室均设有通海口11，平台下箱体3上方设有与升降桩腿2位置对应、数量相同的固定桩腿4，各固定桩腿4也分别设压载舱，平台下箱体3、固定桩腿4及多个杆件组焊为一个刚性整体；对接引导绞车5安装在自升主平台上，配属地引导索6沿导向轮7、导向套8，穿过升降桩腿2后固定在固定桩腿4的顶部截面中心，通过收紧引导索6，升降桩腿2底端可以与固定桩腿4顶端基本对准，此时对接处的锥度结构可使两者精确对位；压载系统的空压机组9安装在自升主平台上，配属的压载控制气路10与坐底支撑结构上所设各压载舱分别相连，利用气压控制海水经通海口11进出压载舱，各压载舱可分别控制，调整坐底支撑结构在尚未坐底时的平衡。
坐底支撑结构，由于结构重心低，加上固定桩腿4的浮力作用，采用成熟设计技术可以使其不仅具有漂浮稳性，还具有沉浮稳性，确保海上对位、拆分过程的平稳、安全。
自升主平台通过升降桩腿2支坐在坐底支撑结构的固定桩腿4上，完全依靠自升主平台重量来保持其竖向稳定，而横向则由对接处的锥度结构限位。
分体坐底自升式平台的典型使用方法是：
平台拖航时，自升主平台、坐底支撑结构分开浮在水面上(见图1)，用拖轮拖航。
平台海上就位对接时，压载系统控制各压载舱进水，使坐底支撑结构沉至升降桩腿2下端以下，同时对接引导装置卷收引导索6，使升降桩腿2与固定桩腿4对中相接(见图2)，然后降放升降桩腿2，直至坐底支撑结构坐落于海底，此后按普通自升式平台升船程序执行，调整至作业状态；在海底存在轻度倾斜时，靠升降桩腿2调节以保持自升主平台的状态。
平台钻修作业与其它平台没有区别(见图3)。
平台起浮拆分时，先将平台上箱体1降至水面，提升升降桩腿2同时放松引导索6，用拖轮将自升主平台移出坐底支撑结构的上方区域，利用压载系统排出压载舱内的水，使坐底支撑结构浮起。