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1、10申请公布号CN102202963A43申请公布日20110928CN102202963ACN102202963A21申请号200980140116222申请日200910060820395220081107GB61/104,00120081009USB63B35/44200601B63B22/02200601E21B17/0120060171申请人海思力法国有限公司地址法国叙雷讷72发明人吉恩鲁克勒格拉74专利代理机构北京安信方达知识产权代理有限公司11262代理人李冬梅郑霞54发明名称用于海洋结构物的浮力设备57摘要公开了一种用于张紧位于海面下方的位置且在其底部被锚固的长形垂直的或近似垂。
2、直的海底结构物的浮力设备。该设备包括作为其主要的浮力元件的多个中空的长形物体，并且还包括至少一个辅助的浮力元件，该辅助的浮力元件包括固体浮力材料。理想地，万一主要的浮力元件被浸没，固体浮力材料提供足够的浮升力以维持该设备漂浮。还描述了包括这种浮力设备的立管装置。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011040886PCT申请的申请数据PCT/IB2009/0552042009100687PCT申请的公布数据WO2010/041229EN2010041551INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图5页CN102202969A1/1页21一种浮。
3、力设备，用于张紧长形垂直的或近似垂直的海底结构物，所述长形垂直的或近似垂直的海底结构物位于海面下方的位置且在其底部被锚固，其中所述设备包括作为其主要的浮力元件的多个中空的长形物体，并且还包括至少一个辅助的浮力元件，所述至少一个辅助的浮力元件实质上包括固体浮力材料。2如权利要求1所述的浮力设备，其中所述中空的长形物体是圆柱形的。3如权利要求1或2所述的浮力设备，其中所述中空的长形物体包括在两端都被加盖的管的节段。4如任一前述权利要求所述的浮力设备，其中所述中空的长形物体是围绕一中心心部均匀地且垂直地布置的，使得所述中空的长形物体平行于所述浮力设备的垂直轴。5如权利要求4所述的浮力设备，包括支撑结。
4、构物，以支撑围绕所述心部的所述中空的长形物体。6如任一前述权利要求所述的浮力设备，其中所述多个中空的长形物体中的所述每个是可淹没的。7如任一前述权利要求所述的浮力设备，其中所述至少一个辅助的浮力元件包括复合泡沫。8如任一前述权利要求所述的浮力设备，其中当所有的所述中空的长形物体被淹没时，所述辅助的浮力元件提供足够的浮升力以保持所述浮力设备漂浮。9如任一前述权利要求所述的浮力设备，其中所述多个中空的长形物体被围绕所述辅助的浮力元件的外周布置。10一种长形海底结构物，具有在其底部的锚固装置和连接在其顶部处或其顶部附近的用于张紧所述长形海底结构物的浮力设备，其中所述浮力设备包括作为其主要的浮力元件的。
5、多个中空的长形物体，并且还包括至少一个辅助的浮力元件，所述至少一个辅助的浮力元件实质上包括固体浮力材料。11一种长形海底结构物，其中所述浮力设备如权利要求1至9中任一项所述。12如权利要求10或11所述的长形海底结构物，包括一个或多个刚性导管。13如权利要求12所述的长形海底结构物，包括结构心部。14如权利要求13所述的长形海底结构物，其中所述一个或多个刚性导管是围绕所述结构心部布置的。15如权利要求13所述的长形海底结构物，其中所述一个或多个刚性导管中的一部分或所有位于所述管状的心部的内部。16如权利要求13或14所述的长形海底结构物，其中所述管状的心部用作导管。17如权利要求10至16中任。
6、一项所述的长形海底结构物，还包括与刚性导管相同数目的柔性导管，使得柔性导管将每个刚性导管连接到表面结构物。18一种长形海底结构物，如本文先前参考附图24所描述的。19一种浮力设备，如本文先前参考附图24所描述的。权利要求书CN102202963ACN102202969A1/4页3用于海洋结构物的浮力设备0001本发明涉及用于从海上井输送碳氢化合物流体气和/或油的类型的海洋立管塔MARINERISERTOWER。立管塔通常包括用于输送流体的多个导管。特别地，本发明涉及用于海上深海结构物STRUCTURE的浮力张紧的装置。发现特别适用于张紧细长的、垂直的或近似垂直的、底部固定的海底结构物，例如立管。
7、或一捆立管其可包括或不可包括结构构件或脐带式管缆。0002张紧是确保海洋结构物不经受从其标称直立位置将超出容许限度的偏移即使在极端环境条件下的行为，可能参考发生的海流剖面和海面状况来限定所述限度。应该总存在充足的张紧来确保稳定性，而不论结构物的重量和结构物悬挂的管道/立管的重量。0003结构物可以形成所谓的混合立管的部分，具有由柔性导管制成并适合于深水区和超深水区开发的上段“跨接件JUMPER”。USA6082391STOLT/DORIS提出了一种由空的中心心部CENTRALCORE组成的特别的混合立管塔HRT，其支撑一捆通常为刚性的立管管，一些用于石油生产，一些用于水、气体和/或其他流体的注。
8、射，另一些用于石油和天然气输出。该类型的塔已被开发并部署在例如ANGOLA的GIRASSOL区。另外的背景已经发表在JFSAINTMARCOUX和MROCHEREAU的文章“HYBRIDRISERTOWERFROMFUNCTIONALSPECIFICATIONTOCOSTPERUNITLENGTH混合立管塔从功能规格说明到每单位长度的成本”，DOTXIIIRIODEJANEIRO，2001年10月18日中。这样的立管的更新形式已经在WO02/053869A1中提出。所有这些文档的内容通过引用被并入本文，作为本公开内容的背景。0004浮力张紧通常需要含多个隔室的大的中空的浮力罐，当该浮力罐充有空。
9、气或特定的气体如氮气并被潜入水中时，其向立管塔的顶部提供所期望的张紧力。然而，制造这样的大的罐是昂贵的。此外，万一当多个隔室被淹没在水中这是在当将罐连接到塔的顶部或罐被连接之后时将罐潜入水中的安装过程期间有意做的时罐渗漏，则存在丢失罐或整个立管塔的风险。本发明的目的是解决这些问题中的一个或多个。0005本发明的第一方面，提供了一种用于张紧位于海面下方的位置的在其底部被锚固的长形垂直的或近似垂直的海底结构物，其中所述设备包括作为其主要的浮力元件的多个中空的长形物体，并且还包括至少一个辅助的浮力元件，所述至少一个辅助的浮力元件实质上包括固体浮力材料。0006垂直的或近似垂直的指的是结构物是垂直的塔。
10、类型的立管结构物与链状的或其他弯曲形式的结构物形成对比，特别地考虑到其长度。其不应被理解成必须照字面地为垂直的，而事实上，由于海流和其他力的作用，其将很少是垂直的。0007所述中空的长形物体可以是圆柱形的。所述中空的长形物体可以包括在两端都被加盖CAP的管的节段。0008所述中空的长形物体可以被均匀地且垂直地布置在中心心部的周围，使得它们平行于浮力设备的垂直轴。0009所述浮力设备可以包括用于支撑所述心部周围的所述中空的伸长物体的支撑结说明书CN102202963ACN102202969A2/4页4构物。0010所述多个中空的长形物体优选应该是可淹没的。所述至少一个固体浮力元件可以包括泡沫元件。
11、。当所有的所述中空的长形物体被淹没时，所述固体浮力元件应该优选地提供足够的浮升力UPLIFT以保持浮力设备漂浮。所述多个中空的长形物体可被围绕所述固体浮力元件的外周布置。0011所述长形海底结构物可以包括一个或多个刚性导管。所述导管可以被布置在结构心部STRUCTURALCORE的周围。可选择地，一些导管可以位于管状的心部的内部。可选择地，管状的心部可以用作导管，其可以是单个的导管，或者结构物可以包括布置在其周围的另外的导管。优选地，还提供与刚性导管相同数目的柔性导管，使得柔性导管将每个刚性导管连接到表面结构物。0012本发明的另外的方面，提供了一种长形海底结构物，其具有在其底部的锚固装置和连。
12、接在其顶部处或其顶部附近的用于张紧所述长形海底结构物的浮力设备，其中所述浮力设备包括作为其主要的浮力元件的多个中空的长形物体，并且还包括至少一个辅助的浮力元件，所述至少一个辅助的浮力元件实质上包括固体浮力材料。0013所述浮力设备可以包括参考以上的本发明的第一方面所描述的任何变化形式。0014所述长形海底结构物可以包括布置在结构心部的周围的一个或多个刚性导管。可选择地，一些导管可以位于管状的心部的内部。可选择地，管状的心部可以用作导管，其可以是单个的导管，或者结构物可以包括布置在其周围的另外的导管。优选地，还提供与刚性导管相同数目的柔性导管，使得柔性导管将每个刚性导管连接到表面结构物。0015。
13、附图简述0016现在将参考附图仅以示例的方法描述本发明的实施方式，在附图中0017图1示出了海上石油生产系统中的已知类型的立管结构物；0018图2A至图2I示出了根据本发明的实施方式的在不同装配阶段的浮力罐；0019图3A至图3C更详细地示出了连接有一个、六个和十二个浮力管的图2浮力罐的顶部和底部；以及0020图4示出了图2的浮力罐的横截面。0021实施方式的详细描述0022参考图1，本领域技术人员将认出海底设施的剖开图，海底设施包括许多井口WELLHEAD、歧管和其他的管道装备100至108。这些位于海底110的油田中。0023垂直的立管塔被置在112和114处，用于将产出流体输送到表面，以。
14、及用于将提升气体、注射水、气体和诸如甲醇的处理化学品从表面输送到海底。通过水平管道116等将每个立管112、114的根部连接到多个井口/注射部位100至108。0024另外的管道118、120可以连接到海底的遥远部分处的其他的井场。在海面122处，每个立管塔的顶部被浮体124、126支撑。这些塔在海岸设施处预装配，被拖到它们的操作位置并且然后被通过在底部的锚固器和在顶部的助浮物BUOYANCY安装到海底。0025浮动生产单元FPU128通过未显示的装置被停泊，或以其他方式保持在表面的适当位置处。FPU128为往返井100至108的流体提供生产设施、储藏和接纳。通过以链配置方式布置的柔性流动管F。
15、LOWLINE132等将FPU128连接到立管，用于输送FPU和海底之间经由立管塔112和114的流体。说明书CN102202963ACN102202969A3/4页50026可能需要单独的管道，不仅用于从海底井生产的碳氢化合物，而且用于各种辅助的流体，该辅助的流体帮助生产和/或海底设施的维护。为方便起见，载有相同类型的流体或多种不同类型的流体的多个管被聚集成“捆”BUNDLE，并且在该实施方式中的立管塔112和114每个包括用于生产流体、提升气体、水和气注射、石油和天然气输出和诸如甲醇的处理化学品的一捆导管。每个捆的所有组成导管通过连接到中心心部的导向架被布置在中心心部的周围，并且通常相对于。
16、彼此保持在适当位置在横向的二维中，不阻止纵向运动。0027现参考剩下的图将描述本发明的实施方式。图2A至图2I示出了根据本发明的实施方式的在不同装配阶段的浮力设备。图3A至图3C还更详细地示出了根据本发明的实施方式的连接有一个、六个和全部浮力管的浮力设备的顶部和底部。图4示出了浮力设备的横截面为了清楚仅示出一个浮力管。0028浮力设备包括中心心部200，中心心部200带有支撑主管支架220的顶部凸缘和底部凸缘210。然后将延长部220A附加到主管支架220，以便提供用于在其中放置浮力管240的多个插部230。浮力泡沫复合泡沫SYNTACTICFOAM250被围绕心部200放置。围绕浮力泡沫25。
17、0放置浮力管240使得浮力管240通过主支架220被保持在适当位置，从而浮力管240的顶部和底部置于插部230中。图2F中示出具有所述浮力管240中的一个，其中封闭端被以特写示出。图2G2I示出连接有1个、6个和所有12个浮力管240的浮力罐。0029每个浮力管240是封闭的且中空的并且因此当被潜入水中时产生浮升力。来自所有浮力管和浮力泡沫，若存在的组合浮升力足以张紧立管塔结构物。但是，生产多个浮力管比生产常规的浮力罐更便宜。当公认浮力管240可以由通过轧管机而不是通过结构物制造厂制造的管带有密封的末端制成时，尤其如此。该管可以是与被立管塔结构物支撑的管为相同类型的管，用于制造立管导管等。理想。
18、地，每个浮力管240应该被制成可淹没的，用于压载目的。0030在一个实施方式中，浮力泡沫250产生足够的浮升力以维持整个浮力设备漂浮，即使当所有浮力管240被淹没/压载时。因此，不可能偶然地使该浮力设备丢失到海的底部。0031由于每个管是单独的浮力罐，所以总浮力还比常规浮力罐的总浮力更可控，因为可以选择性地使浮力管240中的仅一个或一部分淹没/压载。因此，平衡从空的浮力管240、浮力泡沫250和包括被压载管的设备的重量而合成的力可以是可能的假定比在前面段落中描述的实施方式中的泡沫少，以便使设备成中性浮力或接近中性浮力，使得其更容易操纵。0032浮力设备适合于任何类型的实质上垂直的立管塔结构物，。
19、包括含单个的立管导管或一捆立管导管的那些立管塔结构物，以及具有中心心部或没有中心心部的那些立管塔结构物。任何中心心部，存在的情况下，可以另外地用作立管导管，并且，在这样的情况下，可以构成整个立管结构物，而没有其他导管。浮力设备可以刚性地连接到立管结构物的顶部，或通过机械接合例如双枢轴接头或具有两个自由度的万向接头或柔性接头或系链连接。0033上文的实施方式仅用于例证，且其他的实施方式和变化形式是可能的并被设想，说明书CN102202963ACN102202969A4/4页6而不偏离本发明的精神和范围。例如，所描述的浮力管布置只是用于例证，且可以被改变，包括少于或多于所示的十二个浮力管的供应。而且，浮力泡沫或其他材料可以采取与所示的形式不同的形式。说明书CN102202963ACN102202969A1/5页7图1说明书附图CN102202963ACN102202969A2/5页8图2A图2B图2C图2D图2E图2F说明书附图CN102202963ACN102202969A3/5页9图2G图2H图2I说明书附图CN102202963ACN102202969A4/5页10图4图3A图3B说明书附图CN102202963ACN102202969A5/5页11图3C说明书附图CN102202963A。