囱式导管架的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种囱式导管架，包括导管架倾斜段，该导管架倾斜段是由四根具有斜度的腿柱以及设置在相邻两个腿柱之间的数根横向拉筋和纵向斜拉筋构成的桁架形结构体，该导管架倾斜段下端通过四组裙桩固定在海底，导管架顶端支撑安装上部平台；其改进之处是，导管架倾斜段上端的工作点处设有一段由数根呈竖直状的腿柱以及设置在该相邻的两个呈竖直状腿柱之间的横向拉筋和纵向斜拉筋构成的导管架垂直段，该导管架垂直段的上端为支撑上部平台的连接点；可以适用在较大水深范围内，在水深增加的情况下，用较小的导管架仍可支撑较大的生产平台，节省工期，降低成本。
【专利说明】囱式导管架
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及海洋油气开发装备，尤其涉及一种囱式导管架生产平台。
【背景技术】
[0002]导管架是用于支撑开发海上油气资源而建设的海上生产平台。海上生产平台的基础结构，为了保证耸立在各种水深海域中固定式生产平台的安全和稳定性，结构上必须设置双向倾斜的腿柱(四根)支撑在海底，在每个插入海底的腿桩处再打入一组裙桩(每组有两根或三根桩的不等)，裙桩要打入海底泥面以下80米左右的深度，这样就可以把导管架牢牢地固定在海底，使导管架支撑的上部平台能够抵御各种恶劣海况条件。
[0003]在海域深度为几十米的海域设计建造有斜率的导管架比较容易。在海域水深增加到100至300米的深海中，导管架设计建造就变得比较麻烦。因为在深海中，导管架腿柱的长度也要随之加长，为了能支撑上部平台设施，导管架腿柱之间的轴向间距必须加大，使导管架下部横截面积拉大，才能保证导管架顶部能支撑要安装各种生产设施的大型平台，所以建造成本会急剧增加；如果不增加腿柱之间的轴向间距，倾斜的腿柱到一定的高度就会交叉在一起，无法支撑起安装有各种生产设施的大型平台。如果不限制具有斜率腿柱的长度，随着水深的增加，会使导管架越做越大，重量也随之显著上升，这样对于深水开发工程，若再按照传统的方法设计，导管架的体积就会越来越大，重量就会越来越重，成本就会越来越闻。
[0004]现有导管架的结构，如图2所示:其导管架本体是由4根具有斜度的腿柱I’以及设置在两个相邻腿柱之间的横向拉筋12’和纵向斜拉筋13’焊接而成的桁架形结构体；该导管架本体下端通过裙装3’固定在海底，上端为支撑上部平台的着力点，也称工作点2’ ；该工作点位于水面以上；该腿柱I’的斜率为1:10 ;平台组块安装在工作点2’之上。
[0005]现有导管架存在的缺陷是:随着海水深度的增加，导管架的腿柱I’具有斜度，限制了上下端开口的尺度，上端开口小了无法支撑平台组块，在腿柱加长情况下为保证腿柱上部不交叉，则必须随着水深的加大和腿柱I’的增长而不断加大下部腿柱与腿柱之间的轴向距离，这样就会增加建造成本。因此有待进行改进。
实用新型内容
[0006]本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种囱式导管架，可以适用在较大水深范围内，在水深增加的情况下，用较小的导管架仍可支撑较大的生产平台，节省工期，降低成本。
[0007]本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。
[0008]本实用新型囱式导管架，包括导管架倾斜段，该导管架倾斜段是由四根具有斜度的腿柱以及设置在相邻两个腿柱之间的数根横向拉筋和纵向斜拉筋构成的桁架形结构体，该导管架倾斜段下端通过四组裙桩固定在海底，导管架顶端支撑安装具有生产设施的上部平台；其特征在于，所述导管架倾斜段上端的工作点处设有一段由数根呈竖直状的腿柱以及设置在该相邻的两个呈竖直状腿柱之间的横向拉筋和纵向斜拉筋构成的导管架垂直段，该导管架垂直段的上端为支撑上部平台的连接点。
[0009]前述的囱式导管架,其中,所述导管架倾斜段腿柱的斜度为单斜1: 10或者双斜1:7 ;所述导管架垂直段腿柱的数量与导管架倾斜段腿柱数量相等，每根腿柱的底端分别焊接在导管架倾斜段腿柱上端，且垂直段导管架横截面面积等于倾斜段导管架上端横截面面积；该导管架垂直段的长度大于或者等于17米。
[0010]前述的囱式导管架，其中，所述导管架垂直段腿柱底端与导管架倾斜段腿柱上端的连接点为工作点。
[0011]前述的囱式导管架，其中，所述导管架垂直段的长度包括水面以上的高度和从水面到导管架倾斜段顶部高度。
[0012]本实用新型囱式导管架的有益效果，将导管架工作点下移到水面以下，在导管架工作点上面设置一段呈竖直状的垂直段，这样随水深的增加，只需增加垂直段的高度就能有效保证导管架上端具有一定的截面积，确保上部能支撑很大的生产平台。另外，将导管架工作点位移到水面以下，工作点以上的竖直段、相邻腿柱之间的轴线间跨距可以根据需要加宽，同时可减小安装大型设备平台的悬臂尺度，降低控制重心位置的难度。
【专利附图】
【附图说明】:
[0013]图1为本实用新型囱式导管架整体结构示意图。
[0014]图2为现有导管架结构示意图。
[0015]图中主要标号说明:
[0016]本实用新型部分:1导管架腿柱、12横向拉筋、13纵向斜拉筋、2工作点(在水面以下)、3竖直腿柱、31横向拉筋、32纵向斜拉筋、4固定导管架的裙桩、5上部平台、6组块与导管架的连接点；
[0017]现有技术部分:1’导管架腿柱、12’横向拉筋、13’纵向斜拉筋、2’工作点(在水面以上)、3’固定导管架的裙装、4’临时钻井小平台、5’上部平台。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型囱式导管架，包括导管架倾斜段，该导管架倾斜段是由四根具有斜度的腿柱I以及设置在相邻两个腿柱之间的数根横向拉筋12和纵向斜拉筋13构成的桁架形结构体，该导管架倾斜段下端通过四组裙桩4固定在海底，导管架顶端支撑安装具有生产设施的上部平台5 ;其改进之处在于，所述导管架倾斜段上端的工作点2处设有一段由数根呈竖直状的腿柱3以及设置在该相邻的两个呈竖直状腿柱3之间的横向拉筋31和纵向斜拉筋32构成的导管架垂直段，该导管架垂直段的上端为支撑上部平台5的连接点6。
[0019]如图1所示，本实用新型囱式导管架，其中，所述导管架倾斜段腿柱I的斜度为单斜1:10或者双斜1:7 ;所述导管架垂直段腿柱3的数量与导管架倾斜段腿柱I数量相等，每根腿柱的底端分别焊接在导管架倾斜段腿柱上端，且垂直段导管架横截面面积等于倾斜段导管架上端横截面面积；该导管架垂直段的长度大于或者等于17米。所述导管架垂直段腿柱底端与导管架倾斜段腿柱上端的连接点为工作点。所述导管架垂直段的长度包括水面以上的高度和从水面到导管架倾斜段顶部高度。
[0020]实施例:
[0021]本实用新型囱式导管架设计技术是结合东海丽水36-1CEP平台设计与施工过程中遇到的难题而研发的。经工程模拟计算与费用评估效果显著，准备下一步在东海油气田开发工程中推广应用。
[0022]本实用新型囱式导管架的使用与传统导管架的施工方法相同，首先将工作点设置在水面以下9米处，位于导管架倾斜段腿柱的上端，对建造时布置支墩没有影响；其次吊装下水或滑移下水和传统的导管架施工方法基本相同。当水深增加到150米时，导管架倾斜段的大小不用改变，只要增加导管架垂直段腿柱的长度即可。适合吊装下水原因在于没有多余的附加结构。解决了现有导管架使用水深限制的瓶颈，有效地控制了导管架结构的体积与重量。
[0023]本实用新型囱式导管架的优点:
[0024]1、由于导管架倾斜段支点位置往上设置的是竖直段，从而使导管架上端开口轴线间跨距可增大(例如，20米?22米或者更大)，能够有效地承载安装有大型生产设施的生产平台，同时降低上部平台悬臂的跨度，有利于设备布置及控制重心位置。使导管架顶部和底部轴线间距的选值摆脱了导管架腿柱设计斜率的控制，或调整工作点的位置，或调整腿柱斜率就可以实现导管架上下端口轴线跨度的调整，实现深水导管架的设计和施工。
[0025]2、由于设置了导管架竖直段，导管架顶部水平层替代了钻井小平台。结构布置简捷，施工方案更加安全可靠，大幅压缩施工工期，节省工程投资。
[0026]3、只要增加导管架倾斜段支点以上竖直段腿柱的长度就可满足水深增加的要求。
[0027]4、结构重量得到控制，有利于深水导管架的基础设计，降低成本。
[0028]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种?式导管架，包括导管架倾斜段，该导管架倾斜段是由四根具有斜度的腿柱以及设置在相邻两个腿柱之间的数根横向拉筋和纵向斜拉筋构成的桁架形结构体，该导管架倾斜段下端通过四组裙桩固定在海底，导管架顶端支撑安装具有生产设施的上部平台；其特征在于，所述导管架倾斜段上端的工作点处设有一段由数根呈竖直状的腿柱以及设置在该相邻的两个呈竖直状腿柱之间的横向拉筋和纵向斜拉筋构成的导管架垂直段，该导管架垂直段的上端为支撑上部平台的连接点。
2.根据权利要求1所述的?式导管架，其特征在于，所述导管架倾斜段腿柱的斜度为单斜1:10或者双斜1:7 ;所述导管架垂直段腿柱的数量与导管架倾斜段腿柱数量相等，每根腿柱的底端分别焊接在导管架倾斜段腿柱上端，且垂直段导管架横截面面积等于倾斜段导管架上端横截面面积；该导管架垂直段的长度大于或者等于17米。
3.根据权利要求2所述的?式导管架，其特征在于，所述导管架垂直段腿柱底端与导管架倾斜段腿柱上端的连接点为工作点。
4.根据权利要求2所述的?式导管架，其特征在于，所述导管架垂直段的长度包括水面以上的高度和从水面到导管架倾斜段顶部高度。
【文档编号】E02B17/00GK203716126SQ201320867728
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】张树德, 刘孔忠, 焦洪峰, 孙振平, 王治龙, 张翼, 陈晓丹, 顾燕, 高玉宁, 孙红军, 薛海林, 余学清, 徐兴恩, 刘平, 吕旭鹏, 康思伟, 谷斐, 李莹, 何银 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司上海分公司