漂浮单元和稳定该漂浮单元的方法与流程

本发明涉及一种漂浮单元和一种稳定该单元的方法。例如，本发明涉及用于烃的生产和储存的漂浮单元。

背景技术：

海上边际油气田对经营者提出了各种挑战。其可能储量低、储量不确定或产量低。这些使得固定平台或常规的浮式生产储存卸货装置(floatingproductionstorageofftake)(fpso)的开发在商业上不具吸引力。其也可能在较深的水域中或海底条件使得自升式或固定式桩承平台不可取的地方。

目前，fpso单元被用于较大且经济上更具吸引力的田开发。几乎所有的fpso单元都是基于油轮的改建或新建，油轮是一种“船形”船只，其被设计为提供最经济的输送石油的方式。然而，这种油轮不被设计为多年停泊在位的固定单元。因此，必须进行大量的工作以使油轮停泊，并且可能非常昂贵，特别是如果这涉及昂贵的系统的话，例如，塔和旋转系统，其允许油轮不时旋转以保持迎向风/浪，即朝向风向标。

此外，fpso单元包括用于将烃流体或气体输入到fpso单元中，和从fpso单元输出的立管。立管通常不允许旋转。因此，为了适应立管，必须安装系泊塔内的昂贵的旋转系统。

技术实现要素：

本发明基于这样一种认识，即在装载和卸载烃期间漂浮船体的吃水深度的变化提供在不使用泵的情况下受控的水流入和流出单元中的隔舱的条件，并且进入隔舱的水的受控的入流和出流提供优化漂浮单元的稳定性的条件。

本发明提供一种用于生产和储存烃的漂浮单元，其具有隔舱和允许水流入和流出所述隔舱的开口。所述单元被布置成选择性地控制进出所述隔舱的水流量，并因此控制所述隔舱中的水位。有利地，通过允许进出所述隔舱的水流量并控制该流量，可以控制所述漂浮单元的重量，并且因此所述漂浮单元的吃水深度(即所述漂浮单元被浸没在水中的程度)可被控制。也就是说，漂浮单元位于周围水中的深度可通过所述隔舱中的水量来控制。由于所述漂浮单元的吃水深度影响所述漂浮单元在水中的稳定性(即起伏、纵摇和侧倾)，所以控制漂浮单元的吃水深度能够使所述漂浮单元的稳定性得到优化。

本发明提供一种用于生产和储存烃的漂浮单元，所述单元包括：

使用中漂浮在水中的船体；

用于储存烃的至少一个箱；

隔舱，具有用于水流入和流出所述隔舱的开口；和

流量控制器，其可操作以打开和关闭所述开口以控制所述隔舱中的水位，从而控制所述单元在水中的稳定性。

通常，所述单元不包括用于促使水流入和流出多个隔舱的泵或其它设备。

所述隔舱可通向大气，以使所述隔舱中的压力为大气压力。

当所述隔舱中的水位高于所述船体所漂浮的水位时，所述流量控制器可被朝向关闭所述开口偏压。

所述单元可包括多个隔舱。

所述单元可包括至少三个隔舱。

所述隔舱中的一个在所述船体内可被居中定位，并且其它隔舱可朝向所述船体的周边定位。

所述其它隔舱可围绕所述船体的周边彼此等距地设置。

所述隔舱中的一个或多个可具有延伸通过所述隔舱的立管，用于从所述单元装载和/或卸载烃。

本发明提供一种控制用于生产和储存烃的漂浮单元的稳定性的方法，所述漂浮单元具有漂浮在水中的船体，所述方法包括：

将烃装载到所述船体中的至少一个箱中和将烃从所述船体中的至少一个箱卸载出来；

允许水通过所述船体中的与所述船体所漂浮的水流体连通的开口流入和流出所述船体中的隔舱；和

通过根据所述至少一个箱中的烃的量选择性地打开或关闭所述开口来控制所述隔舱中的水量，从而控制所述单元在水中的稳定性。

所述方法可包括打开所述开口并由此允许水流入所述隔舱中，以及将烃装载到所述至少一个箱中，从而所述隔舱中的水位随着所述装载继续而增长，并且与所述船体所漂浮的水位齐平，其中所述隔舱中的水有助于所述单元的稳定性。

所述方法可进一步包括当烃装载步骤已完成时关闭所述开口，并由此防止水从所述隔舱流出。

所述方法可包括卸载储存在所述至少一个箱中的烃，从而所述隔舱中的水位变得高于所述船体所漂浮的水位，其中在所述隔舱中保持的水有助于所述单元的稳定性。

所述方法可进一步包括以更多烃至少部分地再填充所述至少一个箱，并且在该再填充步骤期间打开所述开口，并由此使所述隔舱中的水位能与所述船体所漂浮的水位齐平。

本发明提供一种适于烃的生产和储存的漂浮单元，所述漂浮单元包括布置在所述船体的顶部部分上的平台和设置在所述船体内的多个隔舱，每个隔舱从所述船体的底部部分沿垂直方向充分延伸到所述平台，并且每个隔舱具有至少一个流量控制器，例如限流器、阀或阀系统，以控制流入或流出所述隔舱的水流量，以便控制储存在所述隔舱中的水的水位，并且其中所述平台包括与所述多个隔舱相关联的多个开口。

所述多个隔舱中的至少一个可适于接收从其穿过的至少一个立管，其中至少一个立管从所述船体外侧延伸通过所述底部部分，并通过所述平台中的所述开口中的一个延伸出所述多个隔舱中的所述至少一个。

每个隔舱可包括从所述船体的所述底部部分内延伸到所述平台的周向壁，使得随着所述周向壁从所述平台延伸到所述船体的所述底部部分，所述周向壁远离所述隔舱的中心向外成锥形。

所述周向壁可包括适于容纳压载物的至少一个压载箱。

所述平台可朝向所述平台中的所述开口向下倾斜。

所述船体可包括周边船体壁和平坦底部。

所述周边船体壁可包括适于容纳压载物的至少一个压载箱。

所述船体可包括根据用户需求具有圆形、椭圆形、三角形、四边形或任何其它形状的水平横截面区域。

根据用户需求，所述船体可以是圆柱形或者任何其它适合的形状。

所述漂浮单元可进一步包括从所述船体的所述底部部分突出的船底龙骨，使得当所述漂浮单元漂浮在水上时，所述船底龙骨被浸没在水中。

所述船底龙骨可围绕所述船体的所述底部部分。

所述船底龙骨可被填充有重压载物，即混凝土或其它较重的、通常实质上比水重的材料。

所述漂浮单元可进一步包括从所述船底龙骨延伸的船底板。

所述船底板可包括沿第一方向从所述船底龙骨向外延伸的第一部分和沿第二方向从所述第一部分向外延伸的第二部分。

所述船体的所述底部部分可包括适于容纳压载物的至少一个压载箱。

所述平台可以是所述漂浮单元的甲板。

所述至少一个对应的流量控制器可包括阀、限流器或可允许控制进出所述隔舱的水流量的任何其它适合的控制装置。

通常，所述单元不包括用于促使水流入和流出多个隔舱的泵或其它设备。

所述至少一个对应的流量控制器中的每个可被同时控制，以便均衡地控制储存在多个隔舱中的每个中的水的水位。

作为替代，流量控制器中的每个也可被单独控制。

本发明提供一种稳定适于生产和储存烃流体的漂浮单元的方法，所述方法包括用烃装载所述漂浮单元；控制流入所述隔舱的水流量，以使所述隔舱中的水位与所述漂浮单元周围的水位相同或低于所述漂浮单元周围的水位；以及从所述漂浮单元卸载烃流体。

所述方法可进一步包括控制流出所述隔舱的水流量，以使所述隔舱中的水位与所述漂浮单元周围的水位相同或高于所述漂浮单元周围的水位。

本发明的漂浮单元是一种安全且稳定的单元，其支撑油气生产设备，并且在不利天气条件期间不会出现干扰或关闭生产过程的动作。同时，该漂浮单元可安全地存储一定量的处理后的烃流体，直到它们可被卸载至收集油轮的时刻为止。

附图说明

在附图中，相同的附图标记在全部不同的视图中通常指代相同的部件。附图不一定按比例绘制，相反，通常重点放在例示本发明的原理上。在下面的说明中，参考以下附图描述各种实施例，其中：

图1是根据各种实施例的漂浮单元的剖视图；

图2是根据各种实施例的图1的漂浮单元的俯视图；

图3是根据各种实施例的具有多个压载箱的漂浮单元的剖视图；

图4是根据各种实施例的图3的漂浮单元的俯视图；

图5a是根据各种实施例的具有有着锥形轮廓的周向壁的漂浮单元的剖视图；

图5b是根据各种实施例的具有有着阶梯式轮廓的周向壁的漂浮单元的剖视图；

图6是根据各种实施例的漂浮单元的船底龙骨(bilgekeel)的特写剖视图；

图7是根据各种实施例的稳定漂浮单元的方法的流程图；

图8是根据各种实施例的具有多个隔舱的漂浮单元的剖视图；

图9是根据各种实施例的图8的漂浮单元的俯视图；

图10a和图10b分别是根据各种实施例的处于打开的非密封位置和关闭的密封位置的漂浮单元的流量控制器的剖视图。

具体实施方式

下面描述的本发明的实施例仅作为示例。此外，将理解，下面描述的实施例可被组合在一起。例如，一个实施例的一部分可以与另一实施例的一部分组合。此外，将理解，下面描述的实施例不是本发明的唯一实施例。

图1示出适于在水上生产和储存烃的漂浮单元100。漂浮单元100旨在用于生产的烃体积相对较低的边际油气田。因此，漂浮单元100具有100,000-300,000bbls的相对较小的烃储存容量。

漂浮单元100包括具有浸没在水10中的底部部分112和当漂浮单元100漂浮在水10上时位于水10上方的顶部部分116的船体110。将理解，船体的浸没在水中的底部部分112的尺寸(即，单元的“吃水深度(draft)”)将取决于漂浮单元100的质量，并且将例如随着烃被装载至漂浮单元100和从漂浮单元100卸载而改变。船体110还包括布置在船体110的顶部部分116上的平台114以及居中地设置在船体100内的隔舱130。此外，船体110具有可从顶部部分116向底部部分112延伸的周边船体壁118，以及当漂浮单元100被浸没在水10中时与水10接触的平坦底部122。

隔舱130在垂直方向上从船体100的底部部分112内的位置向船体100的顶部部分116延伸。隔舱130在船体的顶部部分116中具有上开口136，使得隔舱中的水上方的大气压力为环境空气压力。隔舱130经由漂浮单元110的船体110中的底开口178通向周围水10，从而使得水能够进入(和离开)隔舱130。因此，隔舱130用作用于漂浮单元100的可选择填充的压载箱。隔舱130具有设置在底开口178中的流量控制器132，以控制进入或流出隔舱的水流，并因此控制储存在隔舱130中的水10的水位。

有利地，通过允许水流入(和流出)隔舱130并控制该流动，可以控制漂浮单元100的重量，并因此可以控制漂浮单元100的吃水深度。也就是说，漂浮单元100位于周围水10中的深度可以用隔舱130中的水量来控制。该控制通过流量控制器132的选择性操作并且通过利用在将烃装载到单元100中和从单元100卸载期间单元的变化的重量来实现。由于漂浮单元100的吃水深度影响漂浮单元在水中的稳定性(即，起伏、纵摇和侧倾)，所以控制漂浮单元100的吃水深度能够使漂浮单元的稳定性得以优化。

漂浮单元100包括用于储存已经生产的烃的货箱119。货箱119在周边船体壁118和隔舱130之间围绕隔舱130布置。货箱119的尺寸和隔舱130的尺寸可变化并且可根据用户设计和操作要求而被配置。

随着货箱119被烃填充，由烃引起的漂浮单元100的重量和吃水深度增加。也就是说，漂浮单元100上的储存的烃的增加将对漂浮单元100提供向水中的向下的偏压。如上所述，由烃的重量提供的该偏压可被用于使水通过底开口178流入隔舱中。由于底开口178打开，并且隔舱130由于隔舱的上开口136而处在大气压力下，所以随着烃填充货箱119，漂浮单元100将下沉，导致水流入隔舱中，使得隔舱中的水位大致等于周围水10的水位。在漂浮单元100的操作期间，流量控制器132可以被打开和关闭，以根据货箱119中的烃量以及隔舱130中的水相对于周围水的水位来控制水流入或流出隔舱130。以此方式，可以控制漂浮单元100的吃水深度，从而优化漂浮单元的稳定性，而不需要使用任何泵及其相关联的系统来将水泵入和泵出隔舱。有利地，这简化并降低了漂浮单元100的构造和操作成本，因此增加了使用漂浮单元从边际油气田回收烃的经济可行性。

在图1中，隔舱130的底部区段134，或者更具体地说基部124被示出为与船体110的底部122间隔开。隔舱130的基部124与船体110的底部122之间的距离可以受用户设计和操作要求影响。隔舱130的基部124平行于船体110的底部122。隔舱130的横截面尺寸和形状可以根据用户设计和要求而变化。

另外，在图1中船体110的底部122被示出为相对平坦。然而，根据用户设计和操作要求，船体100还可包括不同形状的底部122，例如凸底、凹底或斜坡等。

流量控制器132可包括限流器或阀或者任何其它合适的流量控制装置。限流器可是圆锥形的，使得当储存在隔舱130内的水10的水位高于周围水10的水位时，则水压的差异有助于限流器或阀的密封。

作为替代，隔舱130的基部124还可以被构造成延伸横过船体110的底部122和底部开口178的整体，并且因此流量控制器132可被定位于底部122上的任何合适的位置或者船体110的周边船体壁118处(类似于后面示出的图3)。根据用户设计和操作要求，底部开口和相关联的流量控制器132的任何其它定位也是可能的。

漂浮单元100可包括在船体110的顶部部分116处的甲板120。在这样的实施例中，隔舱130的开口136延伸通过甲板120。此外，甲板120可适于在其上支撑处理模块(未示出)以处理烃。通常，甲板120被定位在平台114上方最少约2米处，以为处理模块提供进行操作的安全距离，并且不受来自储存隔舱119的任何烃气体排放的影响。通常甲板120由构建在平台114的顶部上的竖柱或凳子(stool)135支撑。

图2示出了图1的漂浮单元100的俯视图。如图2所示，隔舱130可被居中地设置在船体110内。将隔舱130定位在船体110的中心处可有益于在水被填充在隔舱130中时对船体110提供均匀的平衡和垂直稳定性。如图9所示，将隔舱130定位在偏心位置或任何其它位置可用于在垂直平面和旋转平面中均对船体110给予附加的稳定性。包含在这种偏心隔舱中的水量可被改变以对船体110提供平衡(纵倾)作用。底部开口178和相关联的流量控制器132被示出为位于隔舱130的基部124的中心处。然而，底部开口178也可被定位在隔舱130的基部124处的任何合适的位置处，或者任何其它合适的位置(例如图3中所示的位置)处。

图3示出漂浮单元300的另一实施例。类似于图1，漂浮单元300包括具有顶部部分316和位于顶部部分316下方的底部部分312的船体310。船体310具有周边船体壁318。周边船体壁318从顶部部分316延伸到底部部分312。船体300也具有平坦底部或基部322。然而，船体310也可被配置成具有例如凹底或凸部。船体310具有圆柱形形状。不论朝向漂浮单元300的波浪或风的方向如何，圆柱形形状为漂浮单元300提供以均匀的稳定性。船体310具有如图4中所示的圆形截面形状。然而，在其它实施例中，船体可具有有着例如椭圆形、三角形或四边形形状的水平横截面区域，以适合于波浪或风的方向性。水平横截面被认为是穿过船体310的横截面，其大致平行于甲板320或水10的表面。

漂浮单元300具有多个对中心隔舱330附加的隔舱302，用于保持水，包括围绕漂浮单元的船体310的周边设置的周边压载箱328和围绕中心隔舱330设置的周向压载箱344。

船体310的顶部部分316包括甲板320。甲板320适于在其上支撑处理模块(未示出)。

甲板320被支撑在漂浮单元300的平台314上方的凳子335上。平台314被定位在水10的表层上方。虽然在其它实施例中，平台314可低于甲板320，但是平台314仍将在水10上方，例如4-5米以上，以防止波浪冲到平台314或甲板320上。因此，平台314可在船体310的顶部部分316内。平台314可朝向中心隔舱330的上开口336向下倾斜。参见图3，平台314可具有更靠近周边船体壁318并且高于更靠近开口336的平台314的内边缘326的外周边边缘324。这使得平台314上的液体能够流向开口336并进入隔舱330。外周边边缘324可与周边船体壁318重合，并且内边缘326可与开口336的边缘重合。通过将平台314朝向开口336倾斜，流体(例如在平台314或甲板320上的烃流体溢出)可以流向开口336并进入隔舱330。以此方式，可以防止流体被排放到周围的海域中，这将导致环境问题。

船体310的底部部分312是船体310的被浸没在水10中的部分。因此，底部部分312的尺寸可根据船体310在水10中的浸没水平面而相对于船体310变化。船体310的浸没水平将取决于储存在漂浮单元300中的流体的量、位于甲板320上的处理模块的重量以及漂浮单元300本身的重量。

船体310的底部或基部322可以是其间具有空隙的双壁基部。周边压载箱328沿船体310的周边船体壁318周向延伸。周边压载箱328可以是一个单个箱，或者可包括围绕周边船体壁318等距分布的多个箱。在一个实施例中，多个箱可以以偶数提供并且以相反的对布置。因此，可以同时填充彼此相反的周边箱，以便在填充过程期间平衡漂浮单元300。周边压载箱328中的压载物可以是液体，诸如水或海水。

周边船体壁318可包括容纳在周边压载箱328内的附加的液体压载箱(图3中未示出)。如果在船体310上发生碰撞，则在该位置的液体压载箱将为容纳在船体310内的货箱319提供碰撞保护。周边船体壁318本身具有其间具有空隙的双壁，以对货箱319提供碰撞保护。

货箱319被配置用于在处理之后储存烃流体。货箱319被设置在周边船体壁318和漂浮单元300的隔舱330之间以及甲板320和船体310的底部部分312之间。

参见图3，隔舱330从船体310的底部部分312内的某处朝向平台314延伸。如果平台314是漂浮单元300的甲板320，则隔舱330从底部部分312内向漂浮单元300的甲板320延伸。隔舱330可具有在底部区段334上方的顶部区段338。顶部区段338可邻近平台314，使得隔舱330的上开口336被提供在隔舱330的顶部区段338中。隔舱330可包括从船体310的底部部分312内向平台314延伸的周向壁340。周向壁340具有圆柱形形状。隔舱330包括平坦基部342。隔舱330的底部区段334处的基部342平行于船体310的底部322。

如图3中所示，周向壁340限定周向压载箱344的内壁。周向压载箱344从船体310的底部部分312中的某处向船体310的顶部部分316延伸。周向压载箱344可以为单个箱或者围绕周向壁340等距分布的多个箱的形式。周向压载箱344中的压载物可以是液体，诸如水或海水。

周边压载箱328和相应的周边船体壁318及周向壁340内的周向压载箱344对货箱319提供进一步的对抗撞击的保护。如果含有烃的货箱319损坏，则这种箱布置也可减轻烃向周围海域中的泄漏。周边压载箱328和周向压载箱344中的每个均可被划分成多个子箱，其可被形成为一系列径向隔开的箱。

漂浮单元300还包括一个或多个立管350，用于向漂浮单元300或从漂浮单元300引导烃，以分别处理或输出。隔舱330适于接收从其穿过的立管350，使得立管350从船体310的外侧通过隔舱330的基部342或船体310的平坦底部322延伸进入隔舱330，并通过平台314中的上开口336延伸出隔舱330。因此，隔舱330形成了本领域中所谓的“船井(moonpool)”。立管350是包含进入的原井流体或输出的生产的烃流体的管道。在图3中，仅示出一个立管350，但是在漂浮单元300的隔舱330内可以有多个立管350。如所提到的，立管350穿过隔舱330的基部342。基部342具有密封机构(图3中未示出)，以防止水通过立管350与基部342之间的界面渗入或渗出隔舱330。隔舱330对立管350提供保护，其中立管350被安全地包含在隔舱330内并被保护免受任何意外的碰撞损坏。立管350可以是将流体从海底上的井输送到漂浮单元300的输入立管和/或将成品油从漂浮单元300输送到油轮或出口管道的输出立管。

漂浮单元300也包括开口和设置在开口中的相关联的流量控制器332，例如限流器或阀或者其它合适的装置，用于控制进入和离开隔舱330的水流量。每个流量控制器332可适于允许水10经由开口从海中流入隔舱330中以及从隔舱330流出。每个流量控制器332均可沿船体310的周边船体壁318设置。流量控制器332的示例如图3中所示，但是也可以使用任何其它合适的流量控制器332，只要该流量控制器332允许经由相关联的开口控制进出隔舱330的水10的流量即可。

当漂浮单元300在被牵引到烃场并操作地连接到该场之后首次在货箱319中装载烃时，漂浮单元300将因烃的重量而进一步沉入水10中。流量控制器332中的一个或多个在该填充步骤期间或之后打开，以允许水10进入隔舱330中。隔舱330可根据操作要求被填充到海水10的水位。随着水10填充隔舱330，漂浮单元300将进一步沉入水10中。当漂浮单元300被水10和烃填充时，漂浮单元300将进一步浸入水10中，并且漂浮单元300因此被稳定。因此，从船体310的底部322到水10的水位之间的距离(即吃水深度)将增加。因此，漂浮单元300的底部部分312将逐渐变大。底部部分312可变得与漂浮单元300的顶部部分316一样大或者大于漂浮单元300的顶部部分316。随着漂浮单元300被填充水10和烃，漂浮单元300进一步被稳定，并且漂浮单元300的纵摇、侧倾和起伏将减少。当烃装载完成时，流量控制器332被关闭以将水10保持在隔舱330内。流量控制器332的每个均被设计成在烃的整个装载和卸载期间的不同时间打开和关闭以控制进出隔舱330的水10的流量。

当烃从漂浮单元300被卸载时，通过将流量控制器332保持在关闭位置，隔舱330内的水体10被保持在隔舱330中，并且该重量的水对漂浮单元300提供附加的压载作用，与如果水未被保持在隔舱330中的另外的情况相比，这对漂浮单元300提供更大的稳定性。

可理解，在卸载步骤期间，尽管在隔舱330中保持有水，漂浮单元300的总重量也减小，并且这导致单元300的吃水深度减小，即单元在水中漂浮得更高。也可理解，随着流量控制器334关闭，该上升运动导致隔舱330中的水位高于单元300外的水位。水位的差异意味着当流量控制器334被打开时，水将从隔舱330流出，从而水位将齐平。

当更多烃被装载到货箱319中时，由于烃的重量，漂浮单元300将再次进一步沉入水10中。随着该装载步骤进行，流量控制器334可被打开，以允许水从隔舱330流出，直到水位与单元300外的水位齐平。该步骤使操作者能够在装载过程期间选择性地控制单元300的吃水深度。当装载过程完成时，流量控制器334被关闭，并且随着漂浮单元300的卸载和装载继续而重复以上描述的顺序。该顺序关于图7进一步描述。

参见图3，漂浮单元300包括从船体310的底部部分312的侧部突出的船底龙骨360，使得当漂浮单元300漂浮在水10上时，船底龙骨360被浸没在水10中。

船底龙骨360包围船体310的底部部分312的一部分。船底龙骨360被设置在船体310的底部部分312处，以便产生来自漂浮单元300的重心的最大扭矩，以对抗漂浮单元300的侧倾和纵摇。船底龙骨360围绕周边船体壁318设置。船底龙骨360为连续环形结构，例如围绕船体310的环形环，以便提供抵抗漂浮单元300的侧倾和纵摇的更大的稳定性。然而，在其它实施例中，船底龙骨360包括从船体310的底部部分312延伸的多个突起。部署在漂浮单元300上的多个突起可以是偶数的，使得一对突起沿周边船体壁318横过船体310彼此相反设置，以便为漂浮单元300提供平衡。

船底龙骨360被填充有重压载物，例如混凝土、其它重压载材料或具有比水10高的密度的物质，使得用压载物361填充船底龙骨360(如图6所示)为漂浮单元300提供更好的稳定性。

图4示出漂浮单元300的俯视图。如图所示，货箱319被设置在周边船体壁318和周向壁340之间。

图5a示出具有有着锥形轮廓的周向壁340的漂浮单元300的剖视图，并且图5b示出具有有着阶梯式轮廓的周向壁340的漂浮单元300的剖视图。

参见图5a，当与船体310的顶部部分316中的隔舱330的部分相比时，所例示的实施例中的隔舱330在底部部分312中具有更大的横截面面积。随着周向壁340从平台314朝向船体310的底部部分312延伸，周向壁340远离隔舱330的中心向外成锥形。周向壁340具有截头圆锥形状。

参见图5b，随着周向壁340从平台314朝向底部部分312向外延伸，所例示的实施例中的周向壁340为阶梯式轮廓。周向壁340从船体310的底部322向甲板320延伸。当隔舱330被填充时，在被填充有水时具有阶梯式轮廓壁的隔舱330为图5a的锥形隔舱中的等体积的水提供较低的重心，并由此提供更稳定的漂浮单元300。

在图5a和图5b中，根据需要设计倾斜的周向壁340或阶梯式周向壁340，以降低所含海水的重心(g的c)，从而使压载作用最大化。

图6提供图3的漂浮单元300的船底龙骨360的特写剖视图。如图6中的船底龙骨360的剖视图中所示，船底龙骨360具有顶表面362、与顶表面362相反的底表面364和从顶表面362向底表面364延伸并与周边船体壁318间隔开的外侧366。外侧366分别在顶表面362和底表面364中的每个的一端处终止。顶表面362远离周边船体壁318倾斜，并且底表面364与船体310的平坦底部322平齐。船底龙骨360也可沿其它方向延伸，例如从周边船体壁318向外且向下或向上延伸。在其它实施例中，船底龙骨360是附接到船体310的重物。

也如图6中所示，漂浮单元300还包括从船底龙骨360向外延伸的船底板370(在图3中未例示船底板)。船底板370沿船底龙骨360的外侧366延伸。船底板370包括沿第一方向从船底龙骨360向外延伸的第一部分372和沿第二方向从第一部分372向外延伸的第二部分374。在船底龙骨360是多个突起的情况下，船底板370包括多个板，多个板中的每个均从船底龙骨360的每个向外延伸。船底板的第一部分372所延伸的第一方向沿着或超出船底龙骨360的顶表面362的平面。船底板的第二部分374所延伸的第二方向与所述第一方向成角度。因此，如图6中所示，船底龙骨360的顶表面362和船底板370的第一部分372形成围绕漂浮单元300的周边船体壁318的v形通道。此外，第一部分372和第二部分374围绕周边船体壁318形成倒置的v形脊。船底板370可对波浪提供阻力，以便在漂浮单元300的纵摇、侧倾和起伏运动期间产生阻尼功能。

漂浮单元300还包括从船底龙骨360向外延伸的垫板376。垫板376从船底龙骨360的底表面364附近的外侧366径向延伸。垫板376沿与舱底板370或至少与舱底板的第一部分372偏离的方向延伸。

作为总结，周边压载箱328、周向压载箱344、船底龙骨360、船底板370和隔舱330的功能是共同地或单独地稳定漂浮单元300并使漂浮单元300的起伏、纵摇及侧倾运动最小化，特别是在不利的天气条件下。

图7是例示一实施例的流程图1000，虽然不是稳定适于烃的生产和储存的漂浮单元100、300的方法的唯一实施例。最初，所有隔舱将被关闭用于装载和运输，以使“漂离”吃水深度最小(1001)。在到达海上位置时，通向隔舱的开口将被打开，并且压载箱328、344将被淹没(1002)。漂浮单元将在该安装吃水位置处被锚定在位。在完成立管连接和其它调试活动之后，烃生产操作开始。在烃生产达到漂浮单元的货箱119、319的最大储存容量之后，漂浮单元将处于其最大吃水深度(1003)。此时，流量控制器132、332将就在卸载操作之前被关闭(1004)。随后，烃被输出，并且具有在隔舱中保持的水的漂浮单元将上升到最小操作吃水深度(1005)。

随后生产更多的烃(1006)。当货箱被部分再填充(例如达60％-80％的容量)更多烃时，流量控制器则被打开(1007)。当隔舱中的水位与周围的水位齐平时，漂浮单元将在水中略微上升。然后，货箱的剩余容量以更多的烃填充，使漂浮单元返回到其最大吃水深度(1008)。此时，流量控制器就在卸载直前被再次关闭(1004)。该操作循环在整个场生产期间(即步骤1004-1008)持续。在该操作循环期间，隔舱中的水位优选地保持在货箱119、319中的烃的水平面以上，以使漂浮单元的稳定性和吃水深度可被最大化。

图8示出根据另一实施例的漂浮单元500的剖视图。图8中的漂浮单元500类似于图3中的漂浮单元300，不同之处在于图8中的漂浮单元500包括设置在船体510内的船井形式的多个隔舱530。图8的漂浮单元500以与关于漂浮单元100、300描述并在图7中例示的方式相同的方式操作。

所述多个隔舱包括中心隔舱和围绕中心隔舱等距间隔开并且朝向漂浮单元的船体510的周边定位的周边隔舱。隔舱530中的每个均流体连接到通向周围水10的开口578，以使水能够流入和流出每个隔舱。在每个开口578中提供相关联的流量控制器532，以能够控制进出每个隔舱的水流量。每个隔舱530也具有穿过船体516的顶部部分的上开口536，以使每个隔舱中的水上方的大气压力为环境空气压力。

每个流量控制器532为可同时操作的，以便均衡地控制存储在多个隔舱530中的每个中的水10的水位。然而，每个流量控制器532可独立地操作以分别控制储存在多个隔舱530中的每个中的水10的水位。在图8中，隔舱530被示出为彼此分离，但是在替代实施例中，隔舱530也可彼此流体连通，使得隔舱530中的水位可以齐平，并且在一些实施例中可由单个流量控制器532控制。

除了所述多个隔舱之外，漂浮单元500也包括周边船体壁518，其包含适于容纳压载物的至少一个压载箱528。压载箱528均沿围绕船体的周边设置的相邻的隔舱530之间的船体510的周边船体壁518周向延伸。每个压载箱528可包括单个箱或沿周边船体壁518分布的多个箱。多个压载箱528可相等地间隔，或采用任何其它合适的布置。

周向压载箱544也围绕中心隔舱530提供。中心隔舱530的周向壁540限定周向压载箱的内壁。压载箱528和周向压载箱344中的压载物可以是液体，诸如水或海水。

位于周边船体壁518处的多个隔舱530中的每一个可以通过一个或多个中间隔舱576与位于船体510的中心的隔舱530分离，该一个或多个中间隔舱576保持为空的空间或者被配置为填充有液体而作为压载箱。

在图8中，在位于漂浮单元500的中心处的隔舱530中仅示出一个立管550。然而，根据需要，位于船体510的中心处的隔舱530中可存在多于一个的立管550，或者可存在位于其它隔舱530中的一个或多个中的一个或多个立管550。

图9示出图8中的漂浮单元500的俯视图。如图9中所示，有四个隔舱530。然而，隔舱530的数量可改变并且可取决于用户需求。隔舱530的布置也可根据设计和用户需求而变化。此外，每个隔舱530被示出为大致圆柱形并且在横截面上具有相同的尺寸。然而，隔舱530的横截面形状和尺寸可根据用户需求而改变。

图9中的线x-x示出图8中的漂浮单元500的横截面视图所截取的方向。

图10a和图10b分别示出处于打开位置和关闭位置的漂浮单元700的流量控制器732的相应剖视图。

流量控制器732被成形为与形成在周边船体壁718(或者也可以是船体的底部)内的通道776的形状对应。流量控制器732下降到通道776中的方向如由“f”方向示出指向通道776中。在图10a和图10b中，流量控制器732被示出为梯形或截头圆锥形，但是也可以使用任何其它合适的形状，只要当流量控制器732处于如图10b所示的关闭位置时，流量控制器732的一部分适于关闭开口778以阻止任何水流即可。此外，通过开口778的水流量可以通过流量控制器732下降到通道776中的程度和速度来控制。此外，流量控制器732越靠近开口778定位，通过开口778的水的体积流量越低。因此，当流量控制器732较靠近开口778定位时，存在较高的水流阻力，从而为水流提供阻尼作用。

通道776可被定尺寸为使得当流量控制器732被启动(或朝向开口778降低)以关闭开口778时，流量控制器732紧密地配合在通道776内。替代地，通道776可被定尺寸使得当流量控制器732被启动以关闭开口778时，在流量控制器732的任一侧或两侧仍然存在一些余量。通道776的尺寸和形状可以根据设计和用户需求变化。

此外，每个流量控制器732可以通过位于漂浮单元700上或位于远离漂浮单元700的位置处的控制装置单独地或同时地被启动或控制。同时控制所有流量控制器732将确保均衡控制储存在每个隔舱中的水10的量和水位。

流量控制器732被提供有圆锥形状，使得流量控制器732的较宽侧上的水压高于较窄侧上的水压，从而在需要水被保持或容纳在隔舱内时能够使流量控制器732朝向其关闭布置偏压。也可以提供弹簧以将流量控制器732朝向其关闭布置偏压。

根据各种实施例，单个隔舱130、330、530通常位于漂浮单元100、300、500的中心，但是在使用多个隔舱130、330、530的情况下，这些隔舱130、330、530中的至少一些位于漂浮单元100、300、500的前方、船尾、左舷或右舷位置。

根据各种实施例，当货箱119、319被充满时，各个隔舱130、330、530中的流量控制器132、332、532被关闭，使得在货物被卸载时可以实现更稳定的吃水深度。在持续生产和填充货箱119、319期间，流量控制器或阀132、332、532可被逐步打开以使稳定性和吃水深度最优化。

根据各种实施例，每个隔舱130、330和530内可存在多于一个开口和相关联的流量控制器132、332、532。开口和相关联的流量控制器132、332、532的数量取决于用户设计和需求。

根据各种实施例，漂浮单元的尺寸受用户设计和操作要求的影响，但是一般来说是成比例的，使得最小平面尺寸不大于漂浮单元的深度的两倍，并且最大平面尺寸不大于漂浮单元深度的4倍。预期的直径范围为约40至60m，深度为约20至30m。

漂浮单元是支撑油气生产设备的安全且稳定的单元，并且在不利天气条件下不会出现干扰或关闭生产过程的动作。同时，漂浮单元可安全地储存一定量的处理后的烃流体，直到诸如它们可被卸载至收集油轮的时刻为止。

漂浮单元尤其(尽管并非唯一地)适合于较小而更具挑战性的边际油气田。因此，漂浮单元具有比常规fpso单元更小的储存容量。漂浮单元被特别设计成具有较低的重心(由于沉重的压载物所填充的船底龙骨)，并且因为漂浮单元不具有细长的船形，所以与fpso单元的油轮类型相比，展现更规则/均匀的运动特性。例如，如果风暴波高在所有方向上大致相同，则圆形形状的漂浮单元具有比常规油轮更均衡的稳定性轮廓。

由于漂浮单元不需要朝向风向标，所以不需要安装昂贵的系泊/旋转系统。因此，漂浮单元比常规的fpso单元便宜得多，并且对于较小的边际海上油气田而言在经济上更为可行。

虽然已经参考具体实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解，在不脱离如随附的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上对其做出各种改变。

本发明的范围由随附权利要求书指示，并且因此所有落入权利要求的等同体的含义和范围内的改变均旨在被涵盖在内。