专利名称：一种海洋平台安装方法及专用安装设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及海洋平台的建造施工技术，特别是涉及一种利用海洋潮汐进行海洋平 台安装的方法及专用安装设备。
技术背景随着我国石油资源消费大幅度增加，国家能源战略受到很大挑战，经济有效地快 速开发我国近海石油资源已备受关注。目前我国海洋石油开发的海洋石油生产平台由 于功能更加完善、工艺处理设备更加复杂，海洋石油生产平台上部组块重量有越来越 大的趋势。上部组块的安装方法通常是采用大型浮吊进行海上安装，若都采用吊装方 法进行平台上部组块的海上安装，当海上油田建设数量多时，这就需要大量的浮吊资 源，必然会造成浮吊资源的调配困难，并增加安装成本，甚至因浮吊资源不能按期到 位，而使油田建设延期。因此，研究新的上部组块安装方法已迫在眉睫，尤其是针对 大型组块与平台导管架的对接技术。 发明内容本发明的目的是提供一种海洋平台安装方法及其专用安装设备。 本发明提供的用于海洋平台安装的专用安装设备，如图l-图3所示，包括一驳船2，该驳船的甲板上设有支撑框架4，该支撑框架与海洋平台相匹配，且驳船的两侧设有护舷装置6。驳船2具有运载海洋平台上部组块1的稳性和压载水调节能力；驳船2甲板上的 支撑框架4是连接驳船2与海洋平台上部组块1的钢质空间式桁架结构；该支撑框架 在海洋平台上部组块I安装之前与海洋平台上部组块1焊接为整体，在对接安装时与 上部组块l分离。另外，在实际操作中，为便于该支撑框架拖拉装船，可在支撑框架 底部设置滑靴，在驳船甲板上设置与滑靴相匹配的滑道。驳船两侧的护舷装置6，可避免驳船2在进入导管架腿间的槽口之后驳船2与导 管架3之间发生碰撞，护舷材料一般为橡胶，护舷安装长度为船舷侧与导管架腿可能 的接触长度。本发明提供的利用上述专用安装设备进行海洋平台安装的方法，是先将海洋平台 上部组块1固定在驳船2甲板上的支撑框架4上，之后将驳船2托运到导管架3的一 侧；当海洋平台上部组块腿位于相应导管架腿的正上方时，驳船2停止水平移动并保持平浮状态，等待海水高潮位的到来；当高潮位到来时，向驳船2内加压载水；当低潮位到来时，由于压载水增加以及潮位降低的双重作用，海洋平台上部组块1随驳船2 —起落下，落下的同时切割掉海洋平台上部组块1与驳船2之间的支撑框架；当海洋平台的上部组块腿与对接缓冲装置发生碰撞时，将海洋平台上部组块腿与导管架腿之间进行对接；对接完成后，焊接海洋平台上部组块腿与导管架腿，完成海洋平台上部组块的安装。其中，钢质导管架3为提前就位于海床上的海洋平台下部结构单元。对接缓冲装置5分为上下两部分上部焊接于海洋平台的上部组块腿上，下部焊接于导管架腿上。该装置的个数取决于导管架3与海洋平台上部组块1对接的腿的个 数，每条导管架3的腿上都有一套对接缓冲装置5，分别焊接于海洋平台上部组块1 与导管架3的腿上，对接完成后为一整体。该装置的作用是吸收对接过程所发生的碰 撞能量，避免损坏结构物。且上部组块腿下端设锥形插尖结构，而导管架各腿上端设 有凹形结构，以方便在对接过程中捕捉到导管架腿的顶部钢圆筒区域，实现准确对接。上述安装方法中，当载运有海洋平台上部组块1的驳船2进入导管架3的槽口， 海洋平台上部组块腿经过导管架腿时，上部组块腿与导管架腿之间的净间隙不小于0.5 米。当海洋平台上部组块腿位于相应导管架腿的正上方时，切割驳船2与海洋平台上 部组块1之间连接的部分支撑框架腿。驳船2在切割完海洋平台上部组块1与驳船2之间的支撑框架4之后，在驳船2 上的支撑框架4与上部组块腿之间的净间隙不小于0.5米，同时，驳船2船底与导管 架3的水平撑之间的净间隙不小于0.5米时，将驳船2退出导管架腿之间的槽口。在海洋平台上部组块腿与对接缓冲装置5发生碰撞时，除护舷6与导管架腿发生 碰撞外，船体2摇晃运动不会碰撞导管架3其他任何部位；驳船2底部与导管架3水 平撑的净间隙应不小于0.5米。另外，海洋平台上部组块1、驳船2和导管架3能够 承受整个安装过程中所产生的碰揸力。本发明利用上述专用安装设备所采用的安装方法，具有以下优点1、 充分利用了海洋潮汐落差的自然力量，并结合加压载水的双重作用，达到结 构物安装目的，节省大型浮吊资源，节省了安装费用。2、 便于大型海洋平台上部组块整体建造，减少海上调试的时间，加速油田投产。3、 适用于浮吊无法进入的浅水区域，并可扩展到港口建设和桥梁建设等其他工 程上。
图1为本发明提供的海洋平台专用安装设备与海洋平台上部组块的俯视图。 图2为本发明提供的海洋平台专用安装设备的俯视图。 图3为本发明提供的海洋平台专用安装设备的剖视图。图4为本发明提供的海洋平台专用安装设备与海洋平台上部组块对接前的剖视图。图5为本发明提供的海洋平台专用安装设备与海洋平台上部组块对接后的剖视图。
具体实施方式
结合图l一图5所示，具体说明本发明提供的利用海洋潮汐进行海洋平台安装的方法钢质导管架平台3预先安装在油田的预定海域，导管架3中间留有可供驳船2进 出的槽口，驳船2两侧安装有护舷装置，护舷材料一般为橡胶。导管架3与组块连接 的所有腿的顶部各安装一套对接缓冲装置5。驳船2载运上部组块1到导管架3的槽 口一侧，驳船船首或船尾对准槽口方向，做进船前的准备工作，主要的准备工作是先 切割掉部分支撑框架4与上部组块1之间的连接构件，等待合适的气候条件进入导管 架3的槽口。本发明受一定海洋环境条件的限制，主要考核指标是波浪相对驳船2的方向、波 浪高度、波浪周期以及潮位， 一般进船作业条件为有效波高小于1米、涨潮条件下进 行，以确保进船时平台组块腿与导管架腿之间有一定的安全间隙，详细的作业条件需 通过计算分析或模型试验获得。在合适的作业条件下驳船2开始进入到导管架腿之间 的槽口，当上部组块腿被拖到相应导管架腿的正上方时，驳船2停止水平移动，对驳 船2进行定位限制其水平运动，并等待高潮位和对接作业限制环境条件的到来。对接 作业条件一般是在有效波高小于1米，落潮条件下进行的。高潮位到来的时候，在满 足对接作业环境条件的要求下，驳船2开始增加压载水以加速下降速度，由于驳船2 排水量的增加以及潮位的降低，上部组块1随着驳船2—起落下，下落的同时切割掉 平台组块与支撑框架4之间的剩余支撑，下落到一定阶段时，上部组块腿将与导管架 腿上的对接缓冲装置5发生碰撞，上部组块1的重量由驳船2上逐步转移到导管架3 上，如图5所示。重量转移完成后，驳船继续压载，直至驳船2上的支撑框架4与上 部组块具有一定的安全间隙后，驳船2从导管架3的槽口间退出，并完成上部组块腿 与导管架腿上的对接缓冲装置5的焊接工作。退船时，保证驳船2底部与导管架3的 水平撑之间具有一定的安全间隙。本发明方法所提供利用海洋潮汐进行平台安装实施例的主要技术参数如下: 作业水深28米 导管架腿数量4x2 导管架腿直径2.134米船长L=142米，船宽B:36米，型深D4.75米 组块尺寸57.5米x64米 组块重量10528吨组块支撑腿间距40米。
权利要求
1、一种用于海洋平台安装的安装设备，它包括一驳船，其特征在于所述驳船的甲板上设有支撑框架。
2、 根据权利要求1所述的安装设备，其特征在于所述支撑框架与所述海洋平 台相匹配。
3、 根据权利要求1或2所述的安装设备，其特征在于所述驳船两侧设有护舷 装置。
4、 一种利用权利要求1-3任一所述的安装设备进行海洋平台安装的方法，是先将 海洋平台上部组块固定在驳船甲板上的支撑框架上，之后将驳船托运到导管架一侧； 所述导管架固定在海床上；当所述海洋平台上部组块腿位于相应导管架腿的正上方时，驳船停止水平移动并 保持平浮状态，等待海水高潮位的到来；当高潮位到来时，向驳船内加压载水；当低潮位到来时，所述海洋平台上部组块随驳船一起落下，落下的同时切割掉所 述海洋平台上部组块与驳船之间的支撑框架；当所述海洋平台的上部组块腿与对接缓冲装置发生碰撞时，将所述海洋平台上部组块腿与导管架腿之间进行对接；其中，所述对接缓冲装置分为上下两部分；所述对接缓冲装置的上部焊接于所述海洋平台的上部组块腿上，所述对接缓冲装置的下部焊接于所述导管架腿上；所述对接完成后，焊接所述海洋平台上部组块腿与导管架腿，完成所述海洋平台上部组块的安装。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述载运有海洋平台上部组块的 驳船进入导管架的槽口，所述海洋平台上部组块腿经过导管架腿时，上部组块腿与导 管架腿之间的净间隙不小于0.5米。
6、 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述驳船在所述切割完所述 海洋平台上部组块与驳船之间的支撑框架之后，在所述驳船上的支撑框架与上部组块 腿之间的净间隙不小于0.5米，同时，驳船船底与导管架的水平撑之间的净间隙不小 于0.5米时，将驳船退出导管架腿之间的槽口。
7、 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述海洋平台上部组块腿与 对接缓冲装置发生碰撞时，除护舷与导管架腿发生碰撞外，船体摇晃运动不会碰撞导 管架其他任何部位；驳船底部与导管架水平撑的净间隙应不小于0.5米。
8、 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述当海洋平台上部组块腿位于相应导管架腿的正上方时，切割所述驳船与所述海洋平台上部组块之间连接的支 撑框架。
9、根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述导管架、海洋平台上部 组块和驳船能够承受整个安装过程中所产生的碰撞力。
全文摘要
本发明公开了一种海洋平台安装方法及其专用安装设备。该专用安装设备包括一驳船，其甲板上设有支撑框架；且驳船的两侧设有护舷装置。当上部组块腿被运载到导管架腿正上方时，驳船停止水平移动。利用海洋潮汐落差及向驳船加压载水，完成上部组块与导管架的对接，驳船继续压载，至支撑框架与上部组块具有一定的安全间隙后，再从导管架的槽口间退出。本发明充分利用海洋潮汐落差的自然力量，结合加压载水的双重作用，达到结构物安装目的，节省大型浮吊资源及安装费用；便于大型海洋平台上部组块整体建造，减少海上调试的时间，加速油田投产；适用于浮吊无法进入的浅水区域，并可扩展到港口建设和桥梁建设等其他工程上。
文档编号B63B35/00GK101402392SQ200810226760
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者于春洁, 侯金林, 崔玉军, 张保军, 丛 易, 达 李, 李新仲, 模 范, 旭 贾, 马巍巍 申请人:中国海洋石油总公司;中海石油研究中心