專利名稱：一種海上平臺上部設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種海上平臺上部設(shè)施。
背景技術(shù)：
海上平臺建造分為陸地建造與海上安裝兩大部分，整個平臺由兩大部分組成，即
導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)部分和油氣處理設(shè)施部分(下稱上部設(shè)施)，這兩部分都是分別在陸地建造妥
后，再進(jìn)行海上吊裝連接。當(dāng)油氣田開發(fā)規(guī)模大，且水深變深之后，相關(guān)技術(shù)問題就顯現(xiàn)出
來，為充分發(fā)揮起重船能力，減少海上連接作業(yè)時間，盡早使油氣投入生產(chǎn)。 近年來，我們開發(fā)海洋石油正逐步由淺水向深水發(fā)展，石油開采平臺也逐漸趨于
大型化，平臺上部設(shè)施重量也不斷地增加，由于起重船的吊重能力限制而無法將上部設(shè)施
重量做的太大。如果將上部設(shè)施切小塊吊裝，可以使每一塊重量下降，滿足起重船的起重能
力要求，但海上各模塊之間管線與電纜等連接工作量非常大，帶來了施工周期長問題，會使
油氣田開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益差；再者過于零碎模塊也不易于結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，會導(dǎo)致上部設(shè)施難抵抗惡
劣的風(fēng)浪作用，使油氣田操作安全性下降。將上部設(shè)施切塊，把整個上部設(shè)施按使用功能分
塊，使之成為模塊化建造與連接方式。由于海洋具有與陸地所不同的狂風(fēng)巨浪，自然環(huán)境條
件惡劣，且油氣生產(chǎn)平臺需要在海上工作二十多年，小模塊固然對吊裝有利，但也降低了整
個上部設(shè)施支撐結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度，降低了抵抗外力的能力。隨著大型油氣田不斷被發(fā)現(xiàn)
與開發(fā)，這個問題已日趨突出。因此，我們需要一種技術(shù)與設(shè)計方法，以滿足現(xiàn)有施工船舶
資源情況下，又快又好地實現(xiàn)海上平臺組塊安裝工作。
實用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型提供了一種牢固、方便安裝的海上平臺上部設(shè)施。 本實用新型所提供的海上平臺上部設(shè)施，它包括上部功能模塊1和設(shè)于所述功能 模塊底部的模塊支撐框架2。 所述功能模塊按功能分成多個獨立模塊。所述模塊支撐框架起到下連接導(dǎo)管架結(jié) 構(gòu)，上連接各模塊的作用。模塊支撐框架應(yīng)具有與導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)等同數(shù)量的腿結(jié)構(gòu)和插尖。 所述功能模塊按功能分成相互獨立的電站模塊3、油氣處理模塊4、生活模塊5、泥 漿與管場模塊6和井架模塊7。可根據(jù)起重船能力再細(xì)分模塊，或合并這些模塊，但模塊支 撐框架除外。 所述模塊支撐框架的面積應(yīng)能布置下各模塊；為利用空間，可在模塊支撐框架內(nèi) 布置設(shè)備、房間與管線電纜等；其中房間包括中控室、應(yīng)急開關(guān)間、儲藏間、電池間、電潛泵 控制間與電潛泵變壓器間等；設(shè)備包括應(yīng)急發(fā)電機(jī)組、柴油消防泵、柴油罐、化學(xué)藥劑注入撬等。 為避免上部設(shè)施產(chǎn)生偏心，而使模塊支撐框架和導(dǎo)管架受力不均衡，也容易造成 吊裝困難，應(yīng)將井口區(qū)布置于中央，將井架模塊設(shè)置于井口區(qū)上方，即井架模塊置于所述模 塊支撐框架中部。 模塊支撐框架高度應(yīng)不小于6米，如設(shè)計矮了 ，結(jié)構(gòu)框架剛度差將無法支撐各模 塊重量，且內(nèi)部難以布置設(shè)備。模塊支撐框架應(yīng)設(shè)計與導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)等同數(shù)量的腿結(jié)構(gòu)和插尖。 上述各模塊之間可為焊接連接。 上述模塊支撐框架為一整體空間框架結(jié)構(gòu)，其剛度與強(qiáng)度應(yīng)足夠強(qiáng)，使之能夠承
受各模塊對它的負(fù)荷，類似于剛度與強(qiáng)度足夠強(qiáng)的基礎(chǔ)。模塊支撐框架應(yīng)為優(yōu)質(zhì)鋼材制造，
主要材料為型鋼。模塊支撐框架重量為起重船的起重能力的70% 80%。 上述海上平臺上部設(shè)施的安裝方法可將上述海上平臺上部設(shè)施的模塊支撐框架
安裝到與其配套的下部導(dǎo)管架上，然后將所述海上平臺上部設(shè)施的功能模塊安裝到所述海
上平臺上部設(shè)施的模塊支撐框架上。所述各模塊之間可焊接連接。 所述模塊支撐框架應(yīng)安裝于水面12米之上，避免海浪拍擊。 吊裝時應(yīng)首先考慮吊裝模塊支撐框架，而后再進(jìn)行其他模塊吊裝；模塊支撐框架 與設(shè)備重量應(yīng)小于起重船的起重能力；雖然各模塊上也有吊裝框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)該講模塊支撐 框架剛度與強(qiáng)度更高。 本實用新型由于采用上述的設(shè)計，可優(yōu)質(zhì)高效的安裝連接大型海上石油生產(chǎn)平臺 的上部設(shè)施。
本實用新型由于采用以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點 本實用新型將上部設(shè)施按功能分塊，通過模塊支撐裝置把底部模塊剛度與強(qiáng)度做 足，使之能承受其他模塊的重量，能大量地節(jié)省吊裝用鋼材，降低投資成本，提高了經(jīng)濟(jì)效
.、 可根據(jù)起重船的吊裝能力與上部設(shè)施重量大小，機(jī)動靈活地實施海上安裝作業(yè)， 有效的提高了海上安裝連接的工作效率。 本裝置采用常規(guī)結(jié)構(gòu)形式，工作原理簡單，加工方便。 綜上所述，本實用新型的海上平臺上部設(shè)施提供了大型海上石油生產(chǎn)平臺安裝和 連接的有效技術(shù)手段，可廣泛應(yīng)用于海洋石油開發(fā)之中。

圖l是本實用新型的海上平臺上部設(shè)施的側(cè)視示意圖(圖中，A為水面，B為海底， C為上部設(shè)施與導(dǎo)管架的對接點) 圖2是海上平臺上部設(shè)施模塊具體設(shè)計功能示意圖(圖中，A為水面，B為海底，C 為上部設(shè)施與導(dǎo)管架的對接點) 圖3是模塊支撐框架內(nèi)布置的工作間與設(shè)備的示意圖(圖中，E為井口區(qū))具體實施方式如圖1、圖2、圖3所示，為海上平臺，其上部設(shè)施即本實用新型的海上平臺上部設(shè) 施，該海上平臺上部設(shè)施包括上部功能模塊1和設(shè)于功能模塊底部的模塊支撐框架2。 上部功能模塊1按功能分成多個獨立模塊。模塊支撐框架起到下連接導(dǎo)管架結(jié) 構(gòu)，上連接各模塊的作用。模塊支撐框架具有與海上平臺下部導(dǎo)管架8結(jié)構(gòu)等同數(shù)量的配 套腿結(jié)構(gòu)和插尖。功能模塊按功能分成相互獨立的電站模塊3、油氣處理模塊4、生活模塊 5、泥漿與管場模塊6和井架模塊7。模塊支撐框架的面積能布置下各模塊。 為利用空間，可在模塊支撐框架內(nèi)布置設(shè)備、房間與管線電纜等；如圖3所示，其中房間包括中控室9、應(yīng)急開關(guān)間10、儲藏間11、電池間12、電潛泵控制間13、電潛泵變壓器 間14、應(yīng)急發(fā)電間19、柴油消防房20、實驗室21、 C02間22、空調(diào)間38等；設(shè)備包括應(yīng)急發(fā) 電機(jī)組15 (設(shè)于應(yīng)急發(fā)電間19內(nèi))、柴油消防泵16 (設(shè)于柴油消防房20內(nèi))、柴油罐17、化 學(xué)藥劑注入撬18、污油輸送泵23、生產(chǎn)污水增壓泵24、生產(chǎn)輸送泵25、造氮機(jī)26、防海生物 裝置27、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組柴油日用罐28(設(shè)于應(yīng)急發(fā)電間19內(nèi))、空壓機(jī)撬29、生活污水處 理裝置30、氮氣發(fā)生器31、清管球發(fā)球筒32 ;閉式排放罐33 ;開式排放沉箱34 ;儀表風(fēng)儲罐 35 ;電動消防泵36 ;海水提升泵37。 為避免上部設(shè)施產(chǎn)生偏心，而使模塊支撐框架和導(dǎo)管架受力不均衡，也容易造成 吊裝困難，將井口區(qū)布置于中央，將井架模塊設(shè)置于井口區(qū)上方，即井架模塊置于所述模塊 支撐框架中部。 模塊支撐框架高度應(yīng)不小于6米，如設(shè)計矮了 ，結(jié)構(gòu)框架剛度差將無法支撐各模 塊重量，且內(nèi)部難以布置設(shè)備。模塊支撐框架應(yīng)設(shè)計與導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)等同數(shù)量的腿結(jié)構(gòu)和插 尖。 模塊支撐框架為一整體空間框架結(jié)構(gòu)，其剛度與強(qiáng)度應(yīng)足夠強(qiáng)，使之能夠承受各 模塊對它的負(fù)荷，類似于剛度與強(qiáng)度足夠強(qiáng)的基礎(chǔ)。模塊支撐框架應(yīng)為優(yōu)質(zhì)鋼材制造，主要 材料為型鋼。模塊支撐框架重量為起重船的起重能力的70% 80%。 上述海上平臺上部設(shè)施安裝時，將上述海上平臺上部設(shè)施的模塊支撐框架安裝到 與其配套的下部導(dǎo)管架上，然后將所述海上平臺上部設(shè)施的功能模塊安裝到所述海上平臺 上部設(shè)施的模塊支撐框架上，然后將各模塊之間焊接連接。 模塊支撐框架安裝于水面12米(模塊支撐框架的最低端高于水面12米)之上， 避免海浪拍擊。吊裝時應(yīng)首先考慮吊裝模塊支撐框架，而后再進(jìn)行其他模塊吊裝；模塊支撐 框架與設(shè)備重量應(yīng)小于起重船的起重能力；雖然各模塊上也有吊裝框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)該講模塊 支撐框架剛度與強(qiáng)度更高。 首先了解起重船起重能力，如常規(guī)海洋工程上使用起重船能力為3000噸，應(yīng)將模 塊支撐結(jié)構(gòu)與其內(nèi)的房間和設(shè)備總重量控制在3000噸，常規(guī)取起吊重量的80% ;如果起重 船為老船，應(yīng)取起吊重量的70%。將電站模塊3、油氣處理模塊4、泥漿與管場模塊6、生活 樓模塊5等也應(yīng)都控制在3000噸重量之內(nèi)，盡可能將功能相同的工作間與設(shè)備劃分在一個 模塊上。再將各種模塊組合在一起，進(jìn)行底層的模塊支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度滿 足IOO年一遇海洋環(huán)境荷載的要求。底層模塊支撐結(jié)構(gòu)的甲板面積應(yīng)設(shè)計能布置下其他模 塊。模塊支撐框架應(yīng)設(shè)計與導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)等同數(shù)量的腿結(jié)構(gòu)和插尖，應(yīng)允許一定的對接公差。 底層模塊支撐結(jié)構(gòu)和其他模塊均在陸地建造，并使用駁船將他們拖至海上就位現(xiàn)場，實施 吊裝連接工作，海上施工環(huán)境條件應(yīng)低于一年一遇環(huán)境條件。海上連接時應(yīng)首先將模塊支 撐結(jié)構(gòu)安裝好，再實施其他模塊連接，各模塊之間使用焊接連接。 某油氣處理平臺的上部設(shè)施各模塊的具體參數(shù) 導(dǎo)管架形式 八腿導(dǎo)管架； 模塊支撐結(jié)構(gòu)底至水面距離15m ; 模塊支撐結(jié)構(gòu) 2700噸； 油氣處理模塊 2600噸； 電站模塊 2700噸；[0042] 生活樓模塊 1200噸； 泥漿與管場模塊 1400噸； 井架模塊 550噸。 本實用新型將海上油氣生產(chǎn)平臺的上部設(shè)施分割成多個模塊，底部模塊支撐框架 有能力支撐其他模塊重量；設(shè)置一個整體空間框架結(jié)構(gòu)的模塊支撐框架，它具有穩(wěn)固上部 設(shè)施切割模塊的作用，還起到了連接導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)與上部各模塊的作用；設(shè)計上采用了將井 口區(qū)布置于模塊支撐框架中央，且模塊支撐框架內(nèi)還布置了中控室、開關(guān)間、消防泵、閉排 系統(tǒng)和開排系統(tǒng)等共用系統(tǒng)與各種電氣間。由于這些結(jié)構(gòu)的采用，可以有效地控制模塊的 吊裝重量，并最大程度地發(fā)揮起重船的吊裝能力，可根據(jù)起重船的吊裝能力與上部設(shè)施重 量大小，機(jī)動靈活的實施海上安裝作業(yè)，這一做法能大量地節(jié)省吊裝用鋼材，降低投資成 本，它的工作原理簡單且加工方便。因此，本技術(shù)方法與裝置是大型生產(chǎn)平臺海上安裝的有 效技術(shù)手段。
權(quán)利要求一種海上平臺上部設(shè)施，其特征在于它包括上部功能模塊(1)和設(shè)于所述功能模塊底部的模塊支撐框架(2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上平臺上部設(shè)施，其特征在于所述功能模塊按功能分成 多個獨立模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上平臺上部設(shè)施，其特征在于所述功能模塊按功能分成 相互獨立的電站模塊、油氣處理模塊、生活模塊、泥漿與管場模塊和井架模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的海上平臺上部設(shè)施，其特征在于所述模塊支 撐框架內(nèi)布置有設(shè)備、房間和管線電纜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上平臺上部設(shè)施，其特征在于所述井架模塊置于所述模 塊支撐框架中部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的海上平臺上部設(shè)施，其特征在于所述井架模塊置于所述模 塊支撐框架中部。
專利摘要本實用新型公開了一種海上平臺上部設(shè)施。它包括上部功能模塊(1)和設(shè)于所述功能模塊底部的模塊支撐框架(2)。所述功能模塊按功能分成多個獨立模塊。所述功能模塊按功能分成相互獨立的電站模塊、油氣處理模塊、生活模塊、泥漿與管場模塊和井架模塊。本實用新型將上部設(shè)施按功能分塊，通過模塊支撐裝置把底部模塊剛度與強(qiáng)度做足，使之能承受其他模塊的重量，能大量地節(jié)省吊裝用鋼材，降低投資成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。可根據(jù)起重船的吊裝能力與上部設(shè)施重量大小，機(jī)動靈活地實施海上安裝作業(yè)，有效的提高了海上安裝連接的工作效率。
文檔編號B63B35/44GK201538423SQ200920108988
公開日2010年8月4日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者侯金林, 劉偉, 唐廣銀, 夏志, 張保軍, 李新仲, 白雪平, 范模, 蔡乾永, 賈旭 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油研究中心