[发明专利]一种浅水沉底式单柱型平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于近海且具有储藏能力的沉底式单柱型海洋平台。

背景技术

近年来海上石油开发正向两个不同的方向发展：一是向更深水域进军；二是对近海中小型边际油田进行开采。不同于勘探与开发均成本较高的深水大油气田项目，近海边际油田更为经济、灵活，性价比更高，一直被行业所重视。

针对近海边际油田的开采，目前国内外海洋工程领域采用的新型固定式平台包括：轻型固定式简易平台、桩基沉箱抗冰平台、新型混凝土重力式平台；移动式平台包括：自升式采油平台、移动坐底式采油平台、浮力塔。

轻型固定式简易平台是水下支撑采用简易桁架结构的固定式平台。它的优点是结构简单、施工方便、成本较低，立管在结构立柱中可得到充分的保护；然而缺点也比较明显，它结构承载量小，不可移动且无生产和储存能力，平台的位移较大，维护和保养较困难。新型混凝土重力式平台包含多个桶状体，平台本体的下部包含多个下端敞开的圆桶形裙桩，提供水平承载力和稳定性从而起到吸力基础的作用。它的优点是无需采用深桩基础也能适用于软土海床；然而，该平台是垂向为顺应式，故受环境载荷的影响较大，结构较复杂建造成本高且无移动、储藏能力。桩基沉箱抗冰平台优点在于集钻井、采油、输油、生活于一体，能在恶劣条件的边际油田中使用，但它也存在一定的局限性，造价贵且存在长期附加沉降的问题，并无自升、移动、储藏功能。

自升式平台可以根据需要可以在甲板上设储油罐，其基础可采用桩靴式或沉垫式，以钻井平台居多。自升式采油平台往往具备可移动与自升能力，但其缺点是插桩和拔桩作业比较复杂。移动坐底式采油平台是由矩形的沉垫和上层甲板以及连接两者的立柱组成的钢质非自航坐底式平台。此类平台的优点在于可移动、可储油，但其缺陷也十分突出，即海床地基要求平坦、海底坡度较缓且无法实现沉垫储油，作业水深较浅，抗倾效果差。浮力塔是一类适应浅水作业的顺应式平台,它依靠平台自身的巨大浮力力矩使塔柱顺应海浪轻微摆动进而降低环境载荷为其带来的不利影响。这种平台的优点是可以大幅度节约钢材,显著降低建造费用且制造周期短但并无储藏能力且抗倾较差。

目前近海边际油田往往依托条件差、储量小、丰度低、产量不大，单个油田生产年限较短，且环境条件各异。随着油气资源战略意义的提升，针对上述无依托小油田的开发设施的研究是迫切并有重大意义的。常规开发所使用的生产平台形式由于制造工期长且大多无储藏能力，大幅增加开发成本使得边际油田整体效益较低。同时，大量浅水平台都无法重复使用，即使是可移动平台也往往存在拖航安全性与安装成本过高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较强储藏能力，造价低廉且工期短，操作便捷并可重复使用的可移动式平台。这种平台适用于近海各中小边际油田的开发，对于油田开发的配套设施如工程船等的依赖度较低。本发明的技术方案如下：

一种浅水沉底式单柱型平台,包括上层建筑1、主体柱型结构及底部基础，其特征在于，主体柱状结构自上至下共分为四个主舱室，包括：可调节压载舱2、空舱3、储油舱4与固定压载水舱5，每个主舱室可依横截面划分多个分舱；输油立管7沿主体柱体结构的内部布置；利用空舱3的浮力来获得较大的上部承载能力；可调节压载舱2的作用为：在该平台安装的时候，储油舱4为空舱状态；当平台开始生产后原油不断流入储油舱，与此同时随时通过对可变压载舱2抽水来保证平台主体的重力与浮力相平衡，使地基的承载力保持稳定。

底部基础可为吸力式基础，采用顶端封闭下端开口的单桶或多桶式结构；也可为裙边支护式基础，在最下方的固定压载水舱5的外围安装一圈可分离的重力式裙边支护。

本发明的技术效果如下：

(1)该平台主体为单柱体结构，与多柱体结构相比免去柱体间连接的要求，更加安全稳定；柱体横截面形状不限可以是圆形、矩形、正方形或多边形。平台主体的各主舱室又可沿横截面分为6到8个分舱室，以增强平台的抗沉性，做到1到2舱破损不沉。此外，根据油田需要还可以增加额外的功能舱室。平台主体所有主舱室分段均采用统一结构，可以由标准化制造完成再逐层焊接，缩短了工期。对于各关键设备或部件将采用冗余涉及，保证平台的安全生产与可靠性。平台主体结构简单大幅减少了钢材用量。如作业海域存在极端恶劣海况如大风浪，多浮冰等，则可以在柱体外围添加防护装置。