[发明专利]浮动式钻机

说明书

一种浮动式钻机，其具有：船体；主甲板；上部筒形侧部段，该上部筒形侧部段从主甲板向下延伸；上部截头锥形侧部段；筒形颈部部段；下部椭圆形部段，该下部椭圆形部段从筒形颈部部段延伸；以及鳍形附属件，该鳍形附属件紧固至底表面的外部的靠下且靠外的部分。上部截头锥形侧部段位于上部筒形侧部段下方，并且上部截头锥形侧部段被保持成位于针对浮动式钻机的运输深度的吃水线上方并且部分地位于针对浮动式钻机的操作深度的吃水线下方。

技术领域

本实施方式总体上涉及浮动式钻机，并且更具体地涉及用于浮动式钻探、生产、储存及卸载(FDPSO)船舶的船体设计和卸载系统。

背景技术

授权给Haun并通过参引并入的美国专利No.6,761,508(“’508专利”)与本发明相关，并且提供了关于开发海上能源系统比如深水油和/或天然气生产的以下背景信息。在海底井与主平台之间经常需要长流线、电力线缆和控制脐带缆。延长的长度造成能量损失、压力下降和生产困难。用于深水应用的结构的成本很高，并且由于其在外地制造，所以成本经常增加。与深水海上操作相关联的其他困难来自于对人员和效率有影响的浮动船舶的运动，特别在与贮槽中的液体动力学有关时更是如此。与海上石化操作相关联的主要的运动相关问题发生在大型水平船舶中，在所述大型水平船舶中，液面振荡并向液位仪表提供错误信号从而导致加工停机和操作的整体效率低下。

可以被修改以用于改善被系泊的浮动船舶的运动特性的主要因素是吃水深度、水线面面积和该浮动船舶的吃水变化率、重心(CG)位置、关于发生小幅度横摇运动和纵摇运动的定倾中心高度、风、水流和波浪所作用的正面面积和形状、用作系泊元件的接触海床的管道和线缆的系统响应、以及附加质量和阻尼的流体动力学参数。

附加质量和阻尼的流体动力学参数的值通过势流方程结合浮动船舶的详细特征和船体附属体的复杂求解方式来确定，并且然后同时求解出势源强度。

在本文中仅需要重点注意的是，增加允许针对一定条件来“调整”附加质量和/或阻尼的特征需要若干特征可以以组合的方式、或更优选地以独立的方式进行修改，以提供期望的性能。如果船舶具有竖向轴向对称性，则优化会大大简化，这将六个运动自由度减少至四个运动自由度(即，横摇(roll)＝纵摇(pitch)＝摆动运动，横荡(sway)＝纵荡(surge)＝横向运动，艏摇(yaw)＝旋转运动，以及起伏(heave)＝竖向运动)。

如果可以脱离流体动力学设计特征以使过程线性化并使理想解决方案的研究容易，则这是进一步简化。

’508专利提供了一种如下的海上浮动设施，其具有改善的流体动力学特性和在延长的深度中系泊的能力，从而在深水中提供卫星平台，使得从海底采油树到平台设施的流线、线缆和脐带缆较短。该设计结合了可伸缩的中央组件，该中央组件包含用以增强流体动力学的特征，并且允许整体使用下述竖向分离器，该竖向分离器的数量和尺寸为单独的全时井流量监测和延长的保留时间提供了机会。

’508专利中所描述的船舶的主要特征是船体内的可伸缩的中央组件，该可伸缩的中央组件可以在现场升高或降低以允许在浅水区域中运输。可伸缩的中央组件提供了纵摇运动阻尼装置，用于结合可选的压载结构、储存器、竖向加压或储存容器的大容积空间，或者用于部署潜水或远程操作装置(ROV)的视频操作的中央定位的月池，而不需要增加支援船舶。

’508专利中所描述的船舶的流体动力运动改善由以下方面提供：基本船体构型；在船体基部处延伸的裙部和径向鳍部；借助于在基部和中部安装的流体动力学裙部和鳍部以及船体甲板下方的分离器的使重心降低的质量来使可伸缩的中央部段延伸的(在现场降低的)中央组件；以及钢悬链式立管、线缆、脐带缆和系泊线在船体基部处的重心附近的附接。所提及的特征改善了船舶稳定性并提供了增大的附加质量和阻尼，这改善了系统在环境载荷下的整体响应。

’508专利中所描述的船舶的船体的平面图示出了六边形形状。将Srinivasan列为发明人的美国专利申请公开No.2009/0126616以平面图示出了具有八边形船体的浮动式钻机。