专利名称：单立柱张力腿平台船体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种海洋浮式平台。
背景技术：
海洋浮式平台主要用于在海洋油气开发及海洋工程施工和其他类型海上作业过 程中，为各类海上活动提供合适的操作空间和场所，为相关作业设备和结构物构件在海洋 中提供适当的支持。目前常见的海洋浮式平台类型有船型浮式平台，半潜式浮式平台，单立柱 (SPAR)浮式平台，张力腿浮式平台等。其中，张力腿平台(TLP)主要应用于深水油气开发。近年来TLP技术已经集中在 减轻张力腿钢管束上，例如采用复合材料和分级的张力腿，以增强其在深水开发领域的应 用。与国外情况不同，中国目前的勘探和开采活动主要在300至600米水深。相对来说水 深并不是问题，而TLP系统的成本问题则显得颇为突出，尤其对于小型的边际油田来说。传 统的TLP张力腿束是采用钢管，重量和预张力在深水应用中是非常重要的。对于中浅水深 的应用，张力腿束的重量不再成为优先解决的问题，而张力腿束和壳体的简化设计就显得 非常重要。我国在80年代曾开展过多立柱张力腿平台概念的研究，但在我国始终还没有设 计和制造过TLP。目前张力腿平台主要分为三类传统的TLP，延伸式TLP，Se必tar。传统型张力腿平台一股都呈矩形或三角形，平台上体位于水面以上，通过4根或 是3根立柱连接下体，立柱为圆柱型结构，主要作用是提供给平台本体必要的结构刚度。平 台的浮力由位于水面之下的沉体浮箱提供，浮箱首尾与各立柱相接，形成环状结构。张力腿 与立柱呈1 :1对应，每条张力腿由1 4根张力筋腱组成，上端固定在平台本体上，下端与 海底基座模板相连，或是直接连接在桩基顶端。有时候为了增加平台系统的侧向刚度，还会 安装斜线系泊索系统，作为垂直张力腿系统的辅助。海底基础将平台固定入位，主要有桩基 或是吸力式基础两种形式。中央井位于平台上体，可以支持干树系统，生产立管通过中央 井，上面与生产设备相接，下面与海底油井相接，四柱型TLP上体单腿断裂时，横倾很小且 四柱型上体形状比较规则，建造容易。但是，随着水深的加大，张力腿自重过大，而且海底基 础的设计、施工复杂。ETLP(延伸式TLP平台)主要是在平台主体结构上做了改进，其主体由立柱和浮 箱两大部分组成，按照立柱数目的不同可以分为三柱式ETLP和四柱式ETLP，立柱有方柱和 圆柱两种形式，上端穿出水面支撑着平台上体，下端与浮箱结构相连，浮箱截面的形状为矩 形，首尾相接形成环状基座结构，在环状基座的每一个边角上，都有一部分浮箱向外延伸形 成悬臂梁，悬臂梁的顶端与张力腿相连接。这种延伸悬臂梁结构是ETLP区别于传统类型 TLP最显著的特点。Seastar TLP的主体设计打破了传统类型张力腿平台的三柱或四柱式结构，而采 用了一种独特的单柱式设计。平台主体由一个垂直悬浮的圆柱体结构和三根矩形截面的水平浮筒组成。其中圆柱体结构位于整个平台主体中心，是平台主体的主要部件，称为中央 柱。在接近中央柱下端的部位，整合连接了三根矩形横截面的浮筒，各浮筒向外延伸成悬臂 梁结构，且末端截面逐渐缩小，彼此在水平面上的夹角为120度，呈辐射状分布。但是，此类 平台结构稳性较差。由于张力腿平台在波浪上的运动响应较小，六个自由度的运动都非常小，运动性 能非常具有竞争力。在海洋工程中，张力腿平台大多采用干式采油树，操作简便，无需海底 采油树的连接，而且适合范围广，目前可以达到工作水深1400米。因此，开发出一种适应能 力强，运动性能好的张力腿平台具有重大意义。中国实用新型专利ZL 200720174480. 9公开了一种改进的单立柱张力腿海洋油 气生产平台，它包括立柱、浮体、张力筋腱，立柱设为单体立柱，浮体设为多棱柱体，浮体设 有多棱锥形的中心井，张力筋腱为柔性钢缆。由于浮体为多棱柱体，可由平板拼焊而成，制 造成本更低，而采用柔性钢缆作为张力筋腱，也可以降低制造、运输和安装的成本。但在某 些特定应用条件下，该单立柱张力腿海洋油气生产平台的结构仍可进一步地优化和改善。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构更简化、稳定性更好的单立柱张力 腿平台船体。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种单立柱张力腿平台 船体，包括一个横截面为四边形的单立柱船体，船体上设有中心井，在靠近船体的底部设有 向外延伸的四段延伸梁，所述四段延伸梁分别位于船体的四个角部并沿船体底面四边形的 四条边分别向四个方向延伸。优选地，所述船体的横截面为正方形，所述四段延伸梁关于正方形的中心90度旋 转对称。进一步地，所述中心井的横截面为矩形。进一步地，所述船体关于中心轴90度旋转对称。优选地，所述船体为等截面的单立柱船体。优选地，所述船体的四个角部为圆角。优选地，所述四段延伸梁的横截面为矩形或近似矩形。进一步地，所述四段延伸梁的上表面为斜面，从而四段延伸梁的厚度由内向外是 逐步变小的。优选地，还包括多根张力筋腱，所述张力筋腱的上端分别连接在四段延伸梁的外端。本实用新型的有益效果是1、结构简化，成本低，易建造，可搬迁，可重复利用。2、 经分析计算和实验证明，它既保留了传统张力腿平台优良的运动性能，同时具有良好的稳 定性，可以适应恶劣的环境条件。张力筋腱的上端连接在四段延伸梁的外端，这样张力筋腱 的对角间距加大，相对而言，可以用较小的力来约束平台的偏转，从而使平台具有更好的稳 定性。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型单立柱张力腿平台船体的立体结构示意图。图2是本实用新型单立柱张力腿平台船体的俯视图。图中1、船体2、中心井3、延伸梁
具体实施方式
如
图1、图2所示，本实用一种单立柱张力腿平台船体包括一个横截面为四边形的 单立柱船体1，单立柱船体1可以是等截面的四棱柱形，也可以是变截面的四棱锥形，但在 本实施例中优选地采用等截面的四棱柱形。船体1的横截面为四边形，优选为平行四边形、矩形，更优为正方形。在船体1的中央沿纵轴方向设有中心井2，中心井2的横截面形状可以与船体的横 截面形状不同，但最好是相同的。在本实施例中，中心井的横截面为矩形或正方形。当船体 1和中心井2的横截面均为正方形时，如图2所示，该船体是关于中心轴(纵轴)90度旋转 对称的。船体1的四个角部可以是圆角。在靠近船体1的底部设有向外延伸的四段延伸梁3，延伸梁3为悬臂梁，这四段延 伸梁3分别位于船体1的四个角部，如图2所示，并沿船体1的底面四边形的四条边分别向 四个方向延伸。对于正方形截面的船体1而言，这四段延伸梁3也是关于正方形的中心90 度旋转对称，因此，整个单立柱张力腿平台船体(包括船体1、中心井2和延伸梁幻都是关 于中心轴90度旋转对称的。这四段延伸梁3的横截面优选为矩形或近似矩形，在本实施例中，四段延伸梁3的 上表面均为斜面，从内(与船体1相连的一端)到外由上而下倾斜，从而使这四段延伸梁的 厚度由内向外是逐步变小的。这四段延伸梁3可以用来连接张力筋腱，作为张力腿的多根 张力筋腱(图中未示出)的上端可以分别连接在这四段延伸梁3的外端。这样张力筋腱的 对角间距加大，相对而言，可以用较小的力来约束平台的偏转，从而使平台具有更好的稳定 性。张力筋腱的下端固定在海底基础上，使平台船体可以稳定在一个相对固定的位置上。根 据受力的大小，可以适当的调整延伸梁3的长度。
权利要求1.一种单立柱张力腿平台船体，包括一个横截面为四边形的单立柱船体，船体上设有 中心井，其特征是，在靠近船体的底部设有向外延伸的四段延伸梁，所述四段延伸梁分别位 于船体的四个角部并沿船体底面四边形的四条边分别向四个方向延伸。
2.根据权利要求1所述的单立柱张力腿平台船体，其特征是，所述船体的横截面为正 方形，所述四段延伸梁关于正方形的中心90度旋转对称。
3.根据权利要求1所述的单立柱张力腿平台船体，其特征是，所述中心井的横截面为 矩形。
4.根据权利要求3所述的单立柱张力腿平台船体，其特征是，所述船体关于中心轴90 度旋转对称。
5.根据权利要求1或2所述的单立柱张力腿平台船体，其特征是，所述船体为等截面的 单立柱船体。
6.根据权利要求1所述的单立柱张力腿平台船体，其特征是，所述船体的四个角部为 圆角。
7.根据权利要求1所述的单立柱张力腿平台船体，其特征是，所述四段延伸梁的横截 面为矩形或近似矩形。
8.根据权利要求1或7所述的单立柱张力腿平台船体，其特征是，所述四段延伸梁的上 表面为斜面，从而四段延伸梁的厚度由内向外是逐步变小的。
9.根据权利要求1所述的单立柱张力腿平台船体，其特征是，还包括多根张力筋腱，所 述张力筋腱的上端分别连接在四段延伸梁的外端。
专利摘要本实用新型公开了一种单立柱张力腿平台船体，包括一个横截面为四边形的单立柱船体，船体上设有中心井，在靠近船体的底部设有向外延伸的四段延伸梁，所述四段延伸梁分别位于船体的四个角部并沿船体底面四边形的四条边分别向四个方向延伸。所述船体的横截面优选为正方形，所述四段延伸梁关于正方形的中心90度旋转对称。本实用新型结构简化，成本低，易建造，可搬迁，可重复利用。既保留了传统张力腿平台优良的运动性能，同时具有良好的稳定性，可以适应恶劣的环境条件。
文档编号B63B35/44GK201816727SQ20102054434
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者戚涛 申请人:上海利策科技有限公司