專利名稱：浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn)合攏對接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及深海工程裝備和大型船舶建造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全球海洋油氣總儲量的44Q/^蘊藏在大于2000米的深水區(qū)，隨著海
洋油氣開發(fā)向深水海域的不斷發(fā)展，對深海工程裝備的建造提出了更高 的要求，傳統(tǒng)固定式平臺已無法勝任深海作業(yè)，適應(yīng)多海洋環(huán)境的超深
海鉆井儲油平臺(FDSO)已成為深海油氣開發(fā)的主要裝備，如SEVAN 650 圓筒形海洋鉆井平臺，如圖1所示，筒體最大直徑84米，型寬75米， 入DNV船級社的圓筒形石油鉆井平臺；帶動態(tài)定位系統(tǒng)，平臺主要有動 力系統(tǒng)，泥漿系統(tǒng)，鉆井系統(tǒng)，動態(tài)定位系統(tǒng)，其它油船系統(tǒng)等，是全 球范圍內(nèi)第一艘圓筒形海洋鉆井平臺，技術(shù)難度和生產(chǎn)難度都很大。
目前，F(xiàn)DSO普遍采用船塢和船臺兩種方式建造，即按照海工類產(chǎn) 品的功能需求對FDS0本體進行分段劃分，分別制造分段，然后在船塢 或船臺上按照一定的順序?qū)?、合攏和焊接各分段形成總段。采用船塢 和船臺建造FDSO方法需要建造特定尺寸的船塢和船臺，適應(yīng)性差，投
入大，建造周期長，利用率不高。經(jīng)檢索國內(nèi)外己有為數(shù)不多的關(guān)于海 上工程裝備安裝和建造的專利技術(shù)報道，美國Edward E. Horton申請 的Method/Apparatus for assembling a floating offshore structure (浮式海上結(jié)構(gòu)的安裝方法和裝置)，批準號為US6135673,其方法是利 用海上平臺底部構(gòu)件中空艙室的浮力使得底部和所需安裝的甲板對接 裝配形成一個整體。美國專利US4848967所述的Load-transfer system for mating an integrated deck with an offshore platformsubstructure (整體甲板和海上平臺底部對接合攏時的消振系統(tǒng))，其
原理是利用外伸于甲板的探針和由雙彈簧組成的吸振系統(tǒng)，減少對接安 裝整體甲板和平臺底部結(jié)構(gòu)時的振動載荷；US3528254 "Offshore platform structure and construction method"(海上平臺結(jié)構(gòu)禾口建 造方法)描述了頂部平臺和底部結(jié)構(gòu)上的艙室先對接相連，而后在壓艙 物的作用下和底部結(jié)構(gòu)接觸并合攏的方法。中國專利CN1305731C、 CN2590718Y和CN1824571A報導(dǎo)了各種總段合攏方法和裝置，主要是利 用船臺滑道上的滑移、行走軌道或者船臺來實現(xiàn)總段的合攏和本體建 造，但是主要應(yīng)用于大型船舶的建造，而且大多仍需借助于船臺和船塢； 專利CN1733550A涉及的平地底駁造船法雖然無需船瑪船臺，但是局限 于自底向上型(底駁、上層船體、最后動力裝置)的大型船舶建造。目 前報導(dǎo)的關(guān)于海洋工程裝備合攏和建造的研究主要是針對利用艙室的 浮力或者壓艙物實現(xiàn)合攏的方法以及合攏過程中的動態(tài)載荷的消減技 術(shù)，絕大部分仍需借助于船臺和船塢，針對無需船臺船塢的圓筒型FDSO 合攏建造模式并未涉及。另外，圓筒型FDSO是按照殼、舾、涂一體化 的區(qū)域造船思路建造的，其制造要求高于一般船舶，要滿足無余量精度 造船的要求，合攏對接和焊接過程均需嚴格控制，總段由各區(qū)域的諸多 分段組成、管系和電纜等組成，不借助于船臺和船塢，總段合攏難以進 行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無需船臺和船塢，可操作性和適應(yīng)性強的 浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn)合攏對接方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn)合攏對接方法，其特征在
于以半潛駁甲板作為合攏平臺，合攏建造包括以下步驟
51) 預(yù)分段合攏，按照對稱的原則由內(nèi)向外將雙層底總段的各分段 拼接起來，依靠在半潛駁甲板上搭建的合攏胎架，實現(xiàn)雙層底總段的初 合攏；
2) 限位和定位部件的設(shè)置，在分段內(nèi)圈艙壁旁90° 180°和 270° 360°位置均勻設(shè)置圓管，同時在半潛駁中心線和總段內(nèi)底板中 心線位置分別設(shè)置T型鋼和工字鋼；在總段內(nèi)底板上增設(shè)6個臨時帶纜 樁；
3) 第三階段為雙層底總段下水，借助于壓艙物使半潛駁下沉和總 段的浮力使總段和半潛駁脫離；
4) 第四階段為總段旋轉(zhuǎn)，利用半潛駁四角塔樓上的絞車及纜繩實 現(xiàn)總段的90旋轉(zhuǎn)° ;浮起以后將半潛駁靠泊于碼頭，繼續(xù)合攏其它分 段；
5) 第五階段為雙層底總段定位及后續(xù)合攏建造，進行總段四角水 平調(diào)整，直至滿足精度要求，然后進行后續(xù)分段合攏建造。
合攏胎架由圓鋼管、斜支撐、支撐面板和頂板組成，通過在半潛駁 甲板上安裝有多根直徑580mm、高度1.2米的圓鋼管，用斜支撐和支撐
面板加以固定，圓鋼上面焊接有頂板，底面固定有底板，多根圓鋼管成 合攏胎架。
雙層底總段外形是圓柱體，總段下水后浮起平穩(wěn)無傾斜。 分段內(nèi)圈艙壁處所安裝的圓管規(guī)格為直徑450mm，高度5. 5米，兩 邊各8根，共16根，防止總段受水流影響而漂浮和旋轉(zhuǎn)后中心偏差過 大；在總段內(nèi)底板中心線位置安裝的工型鋼有2根，焊接斜撐加以固定， 工型鋼規(guī)格為300X15+200X20，高5. 5米，在半潛駁中心線位置安裝的T型鋼有2根，焊接斜撐加以固定，T型鋼規(guī)格為T300X 15+200X20， 高5.5米，用于限制旋轉(zhuǎn)超差和中心線對位。
總段下水旋轉(zhuǎn)應(yīng)盡量滿足下列條件風速《6級(浦氏風標)，流 速《2.0m/s,有義波高《0.5m，作業(yè)區(qū)域水深》10米，半潛駁下潛區(qū)域 無突出異物。
半潛駁外移距離要大于15米；當半潛駁胎架頂部與總段底部的有 效間隙不小于半潛駁最大四角吃水差+總段最大四角吃水差+300MM時， 半潛駁下沉停止；當分段上2根工字鋼與半潛駁上的2根T型鋼完全接 觸時，停止總段旋轉(zhuǎn)。本
本發(fā)明所涉及的一種旋轉(zhuǎn)式FDSO總段下水及合攏對接方法，借助 于半潛駁平臺和總段下水旋轉(zhuǎn)，解決了無大型合攏用的船塢或船臺時的 圓筒型FDSO大型船舶和深海平臺的合攏建造問題，安全可靠，工藝簡 單，裝配精度高，可操作性和適應(yīng)性強。
本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)勢
1. 由于采用半潛駁作為合攏平臺，作業(yè)場地小、無需船塢或船臺 的建造，節(jié)約了建造成本。
2. 在旋轉(zhuǎn)總段前是按照"殼、舾、涂" 一體化的區(qū)域造船理念進 行設(shè)計和分段劃分的，旋轉(zhuǎn)式FDSO總段下水及合攏對接方法不違反區(qū) 域造船方法，可實現(xiàn)無余量精度建造的要求。
3. 可建造的海洋裝備種類多，適應(yīng)性強，具有較大的建造柔性， 各種功能和布置復(fù)雜的FDSO、海上工程裝備和大型船舶等都可以實現(xiàn)建 造。4. 旋轉(zhuǎn)式FDSO總段下水及合攏對接方法簡單實用，工藝簡單，應(yīng) 用范圍廣，可操作性和可重復(fù)性強，只要半潛駁上能夠裝配對應(yīng)的底層 結(jié)構(gòu)，就能夠?qū)崿F(xiàn)底層總段的合攏建造，為其他海洋工程裝備建造提供 了指導(dǎo)。
5. 因為總段類似于中空開口箱體，外形為圓柱體，形狀和內(nèi)部結(jié) 構(gòu)比較規(guī)則，所以總段浮起平穩(wěn)，合攏和后續(xù)分段的裝配精度高，也減 少了平面度調(diào)整的工作量。


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下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。 圖1是半潛駁和雙層底總段下水前的主視圖。 圖2是FDS0總段旋轉(zhuǎn)前的平面示意圖。 圖3是FDS0總段旋轉(zhuǎn)后的平面示意圖。 圖4是限位裝置的布置圖。
圖5是在半潛駁甲板上拼接各分段時的合攏胎架布置圖。 圖6是合攏胎架所用圓管安裝示意圖。
(1)半潛駁(2)半潛駁駕駛控制臺(3)壓艙物(4)半潛駁帶 纜樁(5)合攏胎架(6)總段內(nèi)底板(7) T型鋼(8)半潛駁甲板(9) 四角塔樓上的絞車(10)臨時帶纜樁(11)碼頭(12)分段(13)總段 內(nèi)底板寬度方向的中心線(14)半潛駁長度方向中心線(15)工字鋼(16) 分段內(nèi)圈艙壁圓管安置位置(17)圓管(18)頂板(19)斜支撐(20) 支撐面板(21)搭建合攏胎架的圓鋼(22)雙層底總段(23)雙層底分 段頂板平面(24)合攏胎架頂部(25)底板具體實施方式
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本實施例以SEVAN650圓筒型海洋鉆井平臺來說明，整個合攏對接 工藝包括預(yù)分段合攏，設(shè)置限位和定位部件，總段下水，總段旋轉(zhuǎn)，總 段重新定位及后續(xù)合攏建造。
其主要步驟的詳細描述如下
1.預(yù)分段合攏
SEVAN650海洋鉆井平臺是按照區(qū)域造船法建造的，應(yīng)用成組技術(shù)和 優(yōu)化方法劃分各分段，組成總段，以總段為區(qū)域載體，按區(qū)域?qū)崿F(xiàn)殼、 舾、涂作業(yè)一體化，以涂裝為重點安排分段建造工作。在劃分各分段時， SEVAN650平臺13.4米高度以下的筒體分成兩半，13.4米以上的部分再 進行分段。如圖1所示，按照對稱的原則由內(nèi)向外將雙層底總段的各分 段(12)拼接起來，在SEVAN650各分段(12)完成區(qū)域舾裝后，不借助 船塢或船臺進行總段合攏，而是選擇在120mX59.8m的半潛駁甲板(8) 上搭建的合攏胎架(5)進行預(yù)合攏。首先在半潛駁甲板(8)上按照各分 段均勻布置多根支撐用圓鋼管(21)，圓鋼管(21)直徑580mm、高度為1.2 米，為了使得承載均勻，在圓鋼管(21)上焊接有頂板(18)，底部固定 有底板(25),頂板(18)和底板(25)的直徑為600mm，厚度為10mm， 為了增強支撐剛度，在圓鋼管(21)對稱位置焊接有斜支撐(19)和支撐面 板(20)，支撐面板(20)焊接在距離底板(25)底面800mm的位置， 支撐面板(20)規(guī)格為15 mm X200ram，斜支撐(19)為三角形角鋼，規(guī) 格為10 mm X200 mmX300mm，多根焊接固定好的圓鋼管形成合攏胎架 (5),圓鋼管的布置圖如圖5所示，焊接固定方法如圖6所示。在預(yù)分 段合攏過程中，對半潛駁的平面度要求很高，為此，在半潛駁甲板(8)上安置完畢合攏胎架(5)后，需要利用激光經(jīng)緯儀控制合攏胎架的平 面精度在士10mm以內(nèi)。
2. 設(shè)置限位和定位部件
先采用激光測量法測出半潛駁中心線(14)和總段內(nèi)底板寬度方向 的中心線(13)，打洋沖，并用油漆標出，找出中心線后設(shè)立測量標桿。 如圖4所示，在分段內(nèi)圈艙壁(16)的90° 180°和270° 360°位 置分別均勻設(shè)置8根直徑0.45米，壁厚為12mm，高5.5米的圓管(17)， 共16根，如果逆時針方向從半潛駁中心線(14)計算，分段內(nèi)圈艙壁(16) 90° 180°處布置的8根圓鋼的間隔角度依次為1° ，8° ，11° ，12° ， 12° ， 12° ， 12° ， 12° ，仍然逆時針方向從半潛駁中心線(14)計算， 分段內(nèi)圈艙壁(16) 270° 360°處布置的8根圓鋼的間隔角度依次為 3° ， 11° ， 11° ， 11° ， 11° ， 11° ， 11° ， 11° ，所有圓管(17) 的中心距離總段中心12065mm;在總段內(nèi)底板中心線(13)位置安裝2 根工字鋼(15)，規(guī)格為1300腿X15mm+200腿X20 mm，高5. 5米， 工字鋼長度為6.5米，用斜撐加以固定在總段的分段上；在半潛駁中心 線位置安裝2根固定有斜撐的T型鋼(7)，規(guī)格為T300mm X 15mm +200mm X20腿，高5.5米，T型鋼(7)距離總段中心12090mm，用斜撐加以固 定。16根圓管(17)是為防止總段受水流影響而漂浮和旋轉(zhuǎn)后中心偏差 過大，T型鋼(7)和工字鋼(15)用于限制旋轉(zhuǎn)超差和中心線對位。
3. 總段下水
選擇合適的條件實施總段下水，條件如下風速《6級(浦氏風標)， 流速《2.0m/s，有義波高《0.5m，作業(yè)區(qū)域水深^10米，半潛駁下潛區(qū) 域無突出異物，避免半潛駁下潛時損壞船底結(jié)構(gòu)。總段下水前的平面圖如圖2所示，在總段下水前，除了利用半潛駁 帶纜樁固定外，需要在總段內(nèi)底板(7)上安置6個臨時帶纜樁(10。 在船體外板45。 、 135° 、 225° 、 315°位置標注臨時水尺標記，并涂 上醒目顏色的油漆；按船隊要求在遠通塢塢尾甲板焊裝導(dǎo)纜樁用于半潛 駁(1)定位；檢查所有的分段合攏接縫是否完全焊接；如圖3所示， 總段內(nèi)地版(7) 1. 5以下部分所有孔用橡膠封閉完畢。半潛駁下潛前對 所有擱墩固定進行檢査，確保擱墩在有可能受到外力作用時不傾倒；拆 除分段與半潛駁所有的連接件，并認真檢查，確保外底板上無任何突出 物和連接體；半潛駁甲板上無關(guān)的物件吊離，并將甲板面打掃干凈；按 船隊要求將纜繩設(shè)置好；準備4只潛水泵應(yīng)急用，并架設(shè)好電纜。
利用壓艙物(3)使半潛駁慢速下沉，雙層底總段(22)下水，當 總段開始浸水時，派人檢查總段內(nèi)是否滲漏，安排人員檢査半潛駁的四 角吃水和SEVAN650的吃水。當半潛駁吃水大約為9. l米、總段的分段(12) 吃水大約為0.82米的時候，觀察雙層底總段的分段(12)狀況；當總段 與半潛駁完全脫離，繼續(xù)慢慢下沉半潛駁；當半潛駁胎架頂部(24)與 總段底部的有效間隙不小于(半潛駁最大四角吃水差+總段最大四角吃 水差+300醒)時，半潛駁下沉停止。在整個下潛過程中雙層底部總段是 以自身浮力和半潛駁脫離，處于座墩狀態(tài)，結(jié)構(gòu)沒有集中受力，安全可 靠。
4.總段旋轉(zhuǎn)
半潛駁(1)水平外移15米，利用半潛駁四角塔樓上的系泊絞車(9) 及與總段相連的纜繩，90°緩慢旋轉(zhuǎn)總段(22)，當分段上2根工字鋼與 半潛駁上的2根T型鋼完全接觸時，停止總段旋轉(zhuǎn)。調(diào)整好總段的位置，拉緊四根纜繩，然后慢慢浮起半潛駁(1)。當總段座墩時，停止半潛 駁排水，再次檢查總段的定位狀態(tài)，在確認無誤后，繼續(xù)排水，直至總 段完全座墩為止?？偠涡D(zhuǎn)后的平面圖如圖3所示。 5.重新定位及后續(xù)合攏建造。
總段浮起時要及時調(diào)整半潛駁的水平度，防止內(nèi)圈的圓管(17)受 到總段的擠壓。總段浮起以后，利用激光經(jīng)緯儀調(diào)整總段四角水平，平 面精度在土10mm以內(nèi)。將半潛駁(1)靠泊于碼頭(11)，繼續(xù)合攏其 它分段。
本發(fā)明所涉及的一種旋轉(zhuǎn)式FDS0總段下水及合攏對接方法，借助 于半潛駁平臺和總段下水旋轉(zhuǎn)，解決了無大型合攏用的船塢或船臺時的 圓筒型FDS0大型船舶和深海平臺的合攏建造問題，安全可靠，工藝簡 單，裝配精度高，可操作性和適應(yīng)性強。
權(quán)利要求
1、一種浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn)合攏對接方法，其特征在于以半潛駁甲板(8)作為合攏平臺，合攏建造包括以下步驟1)預(yù)分段合攏，按照對稱的原則由內(nèi)向外將雙層底總段的各分段(12)拼接起來，依靠在半潛駁甲板(8)上搭建的合攏胎架(5)，實現(xiàn)雙層底總段(22)的初合攏；2)限位和定位部件的設(shè)置，在分段內(nèi)圈艙壁(16)旁90°～180°和270°～360°位置均勻設(shè)置圓管(17)，同時在半潛駁中心線(14)和總段內(nèi)底板(13)中心線位置分別設(shè)置T型鋼(7)和工字鋼(15)；在總段內(nèi)底板上增設(shè)6個臨時帶纜樁(10)；3)第三階段為雙層底總段下水，借助于壓艙物(3)使半潛駁(1)下沉和總段的浮力使總段(22)和半潛駁(1)脫離；4)第四階段為總段旋轉(zhuǎn)，利用半潛駁四角塔樓上的絞車(9)及纜繩實現(xiàn)總段(22)的90旋轉(zhuǎn)°；浮起以后將半潛駁(1)靠泊于碼頭(11)，繼續(xù)合攏其它分段；5)第五階段為雙層底總段定位及后續(xù)合攏建造，進行總段(22)四角水平調(diào)整，直至滿足精度要求，然后進行后續(xù)分段合攏建造。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn)合攏對接方法，其特征在于合攏胎架(5)由圓鋼管(21)、斜支撐(19)、支撐面板(20)和頂板(18)組成，通過在半潛駁甲板(8)上安裝有多根直徑580mm、高度1. 2米的圓鋼管(21)，用斜支撐(19)和支撐面板(20 )加以固定，圓鋼管(21)上面焊接有頂板(18)，底面固定有底板(25)，多根圓鋼管成合攏胎架(5)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn) 合攏對接方法，其特征在于雙層底總段(22)外形是圓柱體，總段下 水后浮起平穩(wěn)無傾斜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn) 合攏對接方法，其特征在于分段內(nèi)圈艙壁處(16)所安裝的圓管(17) 規(guī)格為直徑450mm，高度5. 5米，兩邊各8根，共16根，防止總段受水 流影響而漂浮和旋轉(zhuǎn)后中心偏差過大；在總段內(nèi)底板(13)中心線位置 安裝的工型鋼(15)有2根，焊接斜撐加以固定，工型鋼規(guī)格為 300X15+200X20，高5. 5米，在半潛駁中心線(14)位置安裝的T型 鋼(7)有2根，焊接斜撐加以固定，T型鋼規(guī)格為T300X 15+200X20， 高5.5米，用于限制旋轉(zhuǎn)超差和中心線對位。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn) 合攏對接方法，其特征在于總段下水旋轉(zhuǎn)應(yīng)盡量滿足下列條件風速 《6級(浦氏風標)，流速《2.0m/s，有義波高《0.5m,作業(yè)區(qū)域水深 》10米，半潛駁下潛區(qū)域無突出異物。
6 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn)合攏 對接方法，其特征在于半潛駁外移距離要大于15米；當半潛駁胎架 頂部(24)與總段底部的有效間隙不小于半潛駁最大四角吃水差+總段最 大四角吃水差+300固時，半潛駁下沉停止；當分段上2根工字鋼(15) 與半潛駁上的2根T型鋼(7)完全接觸時，停止總段旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種浮式鉆井儲油平臺總段下水及旋轉(zhuǎn)合攏對接方法，以半潛駁甲板作為合攏平臺，合攏建造包括預(yù)分段合攏、限位和定位部件的設(shè)置、雙層底總段下水、總段旋轉(zhuǎn)、雙層底總段定位及后續(xù)合攏建造等步驟。本發(fā)明所涉及的一種旋轉(zhuǎn)式FDSO總段下水及合攏對接方法，借助于半潛駁平臺和總段下水旋轉(zhuǎn)，解決了無大型合攏用的船塢或船臺時的圓筒型FDSO大型船舶和深海平臺的合攏建造問題，安全可靠，工藝簡單，裝配精度高，可操作性和適應(yīng)性強。
文檔編號B63B9/00GK101481001SQ200910028988
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月8日
發(fā)明者唐盛弢, 艷 屠, 莊建軍, 張永康, 勻 王, 錢保義, 項立新, 馬本勤 申請人:南通中遠船務(wù)工程有限公司