SeaStar系列张力腿平台的建造与安装初探

, , ,
。
,
已逐 步扩展 到全 球
根 据 张力腿 平台结 构形 式进化的阶段 大致可 将它们 分为两 个大类 即第一 代 张 力腿平 台和 第 J l 二 代 张 力 腿平 台 [ 第 一 代 张 力腿平 台又 称为传 统类 型 的张力腿 平 台 它 出现 的时 间最 早 目前 共
,
。
,
,
,
有 10 座
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19 4 年 8
,
Co o n c
。
u 公 司在北海 15 7 m 深 的H
,
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油 田 安装 了世界上 第一 座 张 力腿平 台
,
结构简 洁
, ,
,
适 合进 行完 全 的模 块 化建造 以 降低成 本
。
、
缩短建造
,
a a 并 且 由于各 模块结构 的相似 程度高 进一 步降低 了建 造的难 度 Se s t r 所的要求 不 高 几乎 能在任何一 家造船 厂制 造 目前 主要有平 地 建造和 船坞建造 两种方式
甲板和 设施在 与主 体完成 安装 之前都 已在码 头进行 了调试 运行
.
都采用 了构架模块 结构 上 体 平 台上 体的主 支撑 部件 是4 根立 柱
, ,
。
它们 除 了起到承受上 体结构 内力的作用 外
上 体 和主 体固定在 一 起
1 4
.
,
在下端 还 与位于平 台主体顶端 的上体 基座 销接
,
,
。
,
,
.
,
a a 分别是 由 A a t a 公 司设 计 的Se st 系列 张 力腿 平 r uni M O D E C 公 司 设计 的 M O S E 系 列 张 力 腿 平 台 以及 A B B 公 司 设 计 的延 伸式 张力 腿 平 台 ( 简 称 台 S P ) 目前共有 1 座 各类 形式 的张力腿 平 台如 图 1所 示[ l 2 翻几 4
。
0 第 二 代 张力 腿平 台出现于 2 世 纪 9 年代初期 它是在第 一 代 张力腿 平 台的基础 上发 展起来 的 0 第 二 代 张力 腿平 台在 继承 传统 类 型张力腿 平 台优 良运动性能和 良好经济效益 的 同时 对 结构形式 进
,
。
,
行 了优 化 改进 使 张力腿 平 台更 适合 于深海 环境 并且 降低 了建造成 本 世界海 洋工 程 界 发展第 二 代 张力 腿平 台的积 极性 很高 各大公 司纷纷提 出了 种类 繁多 的平台设计 方案 总 的来说 目前投 入
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e h n w I e l e n y P id iU y o n o i 助 g P 山叮m n 飞P) h 加 d e p d 6 t a d 衍业 I a Pl e 袱 山加 l t m r t a t t y s a o n h u n 。 u o n e s e a ve 。限 wr s a n S t P i i I a Pl a t c l i d t i U r tr t s f e a r l x n d h i g d a ly e p a d e t m a 价h o 训e c 丘d 山 i 此 o ld T b t C u s e o T L P h l y l o a s 加e n e v o 】e i h i a n n s f o s d n o e t 忍加Pt t e d e Pw a扭, n “月 o o f h咐 0 e x Plo t o a d t 以刀 o 而 c o c n 仕以范o n f s 1 i e h d r r o s a es j u n N 5 叮 s x a e nn t u f a e evl o w a o a d y t f m ily o T L P h v d e 脚刃 化公 t押. 助d i w o d t k t 5 0 1 。 钾伴 T L P a e n Pl i t 刃 d g e h a l e h s h t e s如 c tu 比 a d n a a n n 佃 c o 助川yz g t c s t ”c t o n f o w o t s d a d ha a d 此 i s t l o c o 切r e 加 加g t i t n f o ie n l D l t i n e n i h o l i l P e h 优 n 沈5 l i g i f t 比 U ee rf r o o e u i f h m b d n u n
。
.
,
与平 台主体
,
是分开 建造 的 其 主要 作用有 两 点 一 是连接 支撑平 台甲 板 二 是 由于 上体 基座 为开 放式结构
:
;
大
部分表 面波能都 能直 接 穿过导管架结构
.
,
从 而减小 了平 台本体上部 所受 的波浪载荷
.
3
平台上 体
S e st T L P 的平 台上 体与传统类 型 的张 力腿 平 台上 体基本相 同 a a r
,
材料 或优化 张 力筋胜 的 结构
.
,
使张 力筋健的 自浮力等 于或 大于其 自重
.
,
从而解 决 张力腿 平台在 极深
, 。
a a 水 中出现的张力筋键 自重 过大 的问题 Se st T L P 的张力筋健 采用 了分级变径的设计 其结构如 图2 r b 所 示 当 s a t n 刃应用在 1 ( m 以上 的极深 水域时 这 种 设计显 得尤为 必 要 它将 张力筋 2 X s a ) 中的 e r
、
。
上 体 基座
、
平 台 上 体 和张力腿 系泊系统4 部
。
单柱式 平 台主体
S e st a a r
T LP 的平台 主 体是 由一 个垂 直悬 浮 的 圆
.
柱体结 构和3 根 矩形 截面 的水平浮 筒组成
, , 。
其中 圆
,
,
柱体结 构位 于整个 平 台主 体 中心 是平台主体 的主 要 部件 称 为 中央柱 在 接近 中央柱下 端的部位 整合 连接 了3 根矩 形 横截 面 的浮 筒 各浮 筒 向外延 伸 成悬 有梁结构 且末端截面逐渐 缩 小 彼此 在水平 面上 的 呈 辐射状 分布 在 中央柱中心 可 以 夹角为 1 2 0
5 18
术 第四 届 全 国船舶与 海洋工程 学 会议论 文 集
海洋工 程
S e a st a
r
系列张力腿 平 台的建造 与安装初 探
邢宏 岩
,
宋友 良
,
(上海船加 工 艺研 究所
上海 2 0
032 )
摘
要
:
在短短 2 多年时 间里 张 力腿 平台得到迅速 发 展和广 泛 应用 0
, ,
,
已逐 步扩展 到全球各 大海 上石 油 产区
,
,
,
。
预张力作用在张力腿 平台的垂 直张力腿 系统上 使张 力腿 时刻 处于 受张拉的绷 紧状态 较大 的张 力腿预张
,
。
力使 平 台平 面外 的运 动 (横摇 纵摇 和 垂荡 ) 较小 近似 于 刚性 张 力腿 将平 台和海 底 固接在 一 起 为生
、
,
。
,
产提供 一 个 相对 平稳 安全 的工 作环 境 e t r s a s a 系 列 张力腿 平 台的结构 主要 由单 柱式 平 台 主体 分 组成
生 产 实践 的第 二 代 张力 腿 平台共分为 3 大系列
、
,
,
。
.
: 作者 简介 邢 宏岩 ( 1 9 2 一 ) 8
,
男 硕士
,
,
助理工 程 师
,
研 究方 向为船 舶与海 洋工 程
。
海洋工程
第四 届 全 国船 舶与 海洋工程 学术会议 论 文 集
5 19
图1
各式的张 力腿平 台
、
a a 本 文 以Se st 系列 张 力腿 平 台为例 r
,
下 端外 侧 的J形 通道 侧 向进 入 中空 竖井
。
,
然 后再 通过
中 空竖井 连接 到上 体 的生 产 设施 上 在 中央井道 的下
部 安装 引 导立管 的框 架结构 能够对 通 过其 中的垂直
,
平台本 体 的浮 力 由3 根 浮筒 和 中 央柱共同提 供 中央柱 内的环 状 空 间和悬 臂浮筒 内的 空间采用 水密板 分隔成 一 个个独 立 的舱 室 以提 高平
。 .
,
这标 志着 张
力腿 平台技 术的完全成 熟与工 程技 术化 并正 式应用 于 实 际生产 领域 此后 张力腿 平 台的家族在短 0 短的2 多年 内飞速 发展 将人 类 开 发海洋 的脚 步不 断 向前推 进 目前世 界上 己建和 在建 的张力腿 平
,
4 台共有 2 座 平 台的生 产 区域 从 北海和 墨西 哥湾到 西非沿 海 再到东 南亚 海 域 1 各大海 上石 油产 区 形成 了人类深海采 油领 域不容小视 的力量 【〕
,
其结
,
构形 式也在不断改进
以适应 海洋油气 开发 的深水化和 建造 的经 济性
,
。
张力腿 平台家族现 已拥有 四种类 型平 台 本
,
、
文 以其 中的 S a t a 系列张力腿 平台为例 e s r 平 台的安装过 程 关挂词
:
,
阐述 张力腿平 台的结构和功 能 分 析平台 上体
.
主 体的 建造 流程
,
对 张力腿 平 台的结构
建造 与安 装做初 步 的探 讨
。
Se a
t r s a 系列 张 力腿 平 台的功 能与结 构
。 ,
张 力腿 平 台设计最 主要 的 思想是 使平 台半顺应 半刚性 它通 过 自身 的结构 形式 产 生远 大于 结 重 构 自 的 浮力 浮力除 了抵消 自重之 外 剩余部分就 称为剩 余浮 力 这部分剩余浮 力与预张 力平 衡
( 甲板块的 制造 ) a
向 钻探 甲板 的制造
图3
甲板结构的制造
海洋工 租
第四 届 全 国船 如 与海洋工 程 学术会议论 文 集
52 1
c ( ) 钻探 甲板 的吊装
d ( ) 建造 完的上 体
图4
2 2
.
上 体 的建造
平 台主体 的建造
Se st T LP 的主 体呈 对 称形 状 a a r
, , ,
。
,
。
,
根据 平 台类 型 的不 同建造通 海井 (干 树平 台 ) 或 中空 竖井 (湿 树 平 台 ) 这两 者 的区 别是 干树 平 台需要 安
。
装顶 端张 紧式生产 立 管 因此 通海井 贯 穿 了整个 平 台 主体 ; 而湿树 平 台安装 的是柔性 生产 立 管 因此 中空
,
,
竖井 并不 贯穿整个 中央柱 柔 性立管 通过 建造在 主 体
立 管提供侧 向支 撑
. 。 ,
图2
s
s a e
r a t 张力腿平 台
,
台的抗沉 性 其 内部 结构如 图2 中的c 所示
,
。
平 台主体内的每 一 个舱 室 都允许 人 出入
以便 于 检 修
。
52 0
2
第四 届 全 国船 劫与海洋工 程 学术会议 论 文 集
上 体荟座
海洋工 在
中央柱上端靠 近水面 处装有独立 的上 体基座 这 一 上体 基座为开放 式导管架结构
从而 将
。
张 力腿 系泊系统
, ,
esa s a t T L P 的张 力筋胜采 用高 强度钢 管分段 组装 而成 这 些钢管 的设计疲劳寿命很 长 各 段钢 r esa 管两 端 通过 机械方式 连接固定 s a t T L P 的张力腿 是 中浮性的 所 谓 中浮性 是指通 过采用新型 r
. 。
,
以及
为张力腿 平 台的国产化提供参考
:
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张力腿 : 建造 ; 安装 R
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,
健分为数个分段 每一 段筋健按照 实际受力情 况 的不 同采 用了不 同的直径 这样能够提 供给张力腿 系统更 大 的 自浮力 从而 尽可 能地 降低平台本体 的负载 海 底基础 为3 组桩基或 吸力 式基础 筋胜 接
, ,
, 。
,
口 与基 础顶 部 合为 一 体
.
2
Se a
t s
o r
系列 张力腿 平 台的建造
,
张力腿平 台通 常是 将平 台主体 和上 体分开建 造
2 1
.
4 然后在海 上进行合拢1
.
上 体 的建造
平 台上 体 是平台生 产和 生活的中心
造 的方式
,
,
,
一 般 为多层 的矩 形 甲板 结构
, ,
.
上体 的建造 通常采用分层 建
, 。
即先分别进 行各层 甲板结构的制造 并对 各层 甲板 进行一 定 的舫 装工 作 如 图3 所 示 ; 各 l 3 层 甲板 建造 完成后 将对各层 甲板进行组装 完成平台上体 的建造 平 台上体 的组装如 图4 所 示[