[发明专利]浅吃水浮动海洋石油钻探/生产装置

说明书

本发明一般涉及海洋石油钻探及生产装置，具体涉及用于这种作业的浮动装置。

在海洋石油工业中，浮动装置系用于因深水引起固定于海底套管的成本对于足够的经济收益来说甚至在石油储存量很大的情况下也过于昂贵的区域。已有的这种浮动装置包括：半浸没自升式钻井装置、多锚系泊定位船舶、使驳船定位的多顶推器多动力定位船舶以及张力腿平台(TLP)。

每种装置均有其优缺点。例如，尽管多动力定位船舶不再需要锚和系缆，但它们具有很大的与波浪和水流相对的表面积，这就使船舶定位需要很大的能量。表面积大还会使船舶容易因波浪作用而引起升沉、纵摇和横摇运动。半浸没自升式钻井装置与波浪相对的表面积较小，故对纵摇和横摇运动较不敏感，但仍因升沉运动而不能设计成储存大量石油。

不仅从安全和舒适角度，而且从作业角度，都最好是使环境所诱导的运动最小化，因为钻探和生产的连接装置必须设计成适应于装置的运动。连接装置的设计和建造成本与装置的升沉、纵摇和横摇量直接有关。

TLP在升沉、纵摇和横摇的最小化方面是比较成功的。然而TLP是一种深吃水装置，它主要被设计用于海洋风浪较大的深水区域。

现有技术对于世界上海洋风浪相对较小、最大波浪极少超过30或40英尺的深水区域不能充分地适用。

本发明适用于这些区域。它所提供的是一种综合了目前所用不同类型浮动装置之好处的浅吃水浮动装置。该装置由一浮动船体形成，船体上可放置一个或多个组件或甲板以支承加工设备、一钻架、设施和人员居住舱室。石油钻探和/或生产是通过船体中的中央井实现的。船体包括固定压载、一储油区和用以改变以补偿较轻重量储油的内腔和压载。船体设计成具有较小的水线面积。船体并设计成具有与将安置该船体区域中的波浪非共振的纵摇和横摇周期。

本发明的目的在于提供一种允许将船体和甲板相互独立建造并在一不一定是最终位置处装配、从而减少施工步骤和成本的浮动近海钻探装置。

本发明的另一目的在于提供一种具有极好的升沉、纵摇和横摇特性，从而允许使用钢制钻探提升器和构件使其钻探作业较少受到天气条件变化影响的浮动近海钻探装置。

本发明的浮动海洋钻探/生产装置，包括一浮动船体，其特点是：该浮动船体具有一浅吃水处和多个端部，该端部在该船体中至少限定一个U形部，从而当该船体位于工作吃水处时使U形部的顶部在水平面上方，而U形部的底部浸没在水下，该船体足以在U形部的顶部处接受一甲板；还包括：

一在该船体下端的固定压载部分；

一在该船体内的储油部分；

一在该船体内的可变压载部分；

一穿过该船体的垂直井。

为进一步理解本发明的实质和目的，以下结合附图进一步说明本发明的较佳实施例，图中同样部件采用相同标号。其中：

图1为本发明一较佳实施例的立体图。

图2为安装有甲板的本发明一较佳实施例的外侧轮廓图。

图3为安装有甲板的本发明一较佳实施例的内侧轮廓图。

图4为沿图3中4-4线的剖视图。

图5为沿图3中5-5线的剖视图。

图6为沿图3中6-6线的剖视图。

图7为沿图4中7-7线的剖视图。

图8为沿图4中8-8线的剖视图。

参见各附图，如图1所示，本发明一般用标号10表示。浮动装置10包括一浮动船体12，该浮动船体包括一用于固定压载的部分14、一用于储油的部分16、一用于内腔和可变压载的部分18以及一用于接受和支承加工设备、一钻架、设施和人员居住舱室的组件或甲板的部分20。船体12并设有一油井22，该油井穿过该船体垂直延伸，以容纳在由海底油井钻探和生产时所用的提升器。

在该较佳实施例中，固定压载部分14位于船体12下端。将固定压载放在装置的下端，使重心低于浮心。固定压载可采用任何材料如混凝土，以降低有关成本。固定压载的厚度和重量在根本上取决于装置的尺度、重量和排水量。

储油部分16通过允许海水从底部进入该储油部分而使压力均衡化。如图3所示，其中标号17表示海水，用于在部分16中相对海水均衡化。如果必须满足油罐的某些专门要求，则储油部分16可采用双层壁结构。

部分18的内腔19为浮动装置10提供浮力，如图3、4、5、7和8所示。部分18的可变压载部21用于补偿较轻重量的储油，如图3、6和8所示。为了保持一恒定的吃水，需要约1立方英尺的海水对1桶油的浮力进行补偿。由于提升器与海底连接且各分支管路的相对运动有限制，故最好保持一恒定的吃水。