半潜式海上结构件的制作方法

本发明涉及半潜式海上结构件。

背景技术：

作为半潜式海上结构件，张力腿平台(tlp)近来被广泛地使用，以便在海上油田或气田进行钻井或生产。

传统的tlp由船体构成，该船体由浮筒和立柱以及用于在海床中支撑船体的钢筋束构成。

由于钻井或生产作业是通过从船体延伸到海床的立管(riser)进行的，所以使船体的移动最少化是绝对必要的，以便提供稳定的作业条件。

同时，外部干扰(诸如潮汐流或波浪)影响了漂浮在海上的半潜式海上结构件的船体，使得船体在横向方向上移动。如果船体在横向方向上过度移动，则由于例如立管被损坏而变得难以进行作业。

近来一直在努力开发用于最小化或容易地控制由外部干扰引起的移动的技术。

发明的具体描述

技术目标

本发明的实施方案提供了一种受到外部干扰影响较小的半潜式海上结构件。

技术方案

本发明的一方面提供了一种半潜式海上结构件，该半潜式海上结构件包括：船体，该船体包括浮筒、设置在该浮筒上方的甲板和从浮筒支撑甲板的多个立柱；以及从海床支撑船体的多个钢筋束，其中，多个钢筋束沿浮筒的外周表面以规律的间隔布置。

在横向方向上延伸并且彼此对称布置的多个延伸部件可以形成在船体上，并且多个钢筋束可以分别由多个延伸部件以使得多个钢筋束彼此对称的方式支撑。

半潜式海上结构件还可以包括：传感器部，该传感器部配置为测量每个钢筋束的失效；失效部，该失效部配置为使每个钢筋束失效；以及控制部，该控制部配置为基于由传感器部测量的结果控制失效部的操作。

当控制部基于由传感器部测量的结果确定钢筋束中的任意一个已经失效时，控制部可以指示与该失效的钢筋束相对定位的另一钢筋束失效。

传感器部可以包括多个张力传感器，该多个张力传感器配置为分别测量钢筋束的张力，并且当由多个张力传感器之一测量的值为阈值以下时，控制部可以确定与该张力传感器相对应的钢筋束已经失效。

传感器部还可以包括倾斜传感器，该倾斜传感器配置为测量船体的纵倾角或横倾角，并且当由倾斜传感器测量的值为阈值以上并且由多个张力传感器之一测量的值为阈值以下时，控制部可以确定与该张力传感器相对应的钢筋束已经失效。

失效部可以包括多个夹持装置，所述多个夹持装置配置为将钢筋束分别夹持至船体，并且控制部可以配置为基于由传感器部测量的结果来控制夹持装置的夹持。

当控制部基于由传感器部测量的结果确定钢筋束之一已经失效时，控制部可以配置为解除对应于与该失效的钢筋束相对定位的另一钢筋束的夹持装置的夹持。

每个夹持装置可以包括多个夹持单元，并且控制部可以配置为按顺序地解除多个夹持单元的夹持。

每个钢筋束上可以形成有止动件，并且该止动件可以配置为，当由与钢筋束相对应的夹持装置解除夹持时，防止每个钢筋束与形成在船体上的走廊分离。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方案的半潜式海上结构件的侧视图。

图2是根据本发明的第一实施方案的半潜式海上结构件的一部分的立体图。

图3是根据本发明的第一实施方案的半潜式海上结构件的一部分的俯视图。

图4示出了根据本发明的第一实施方案的半潜式海上结构件的操作系统的示例。

图5示出了布置图4所示的构造的示例。

图6示出了根据本发明的第二实施方案的半潜式海上结构件。

图7是根据本发明的第二实施方案的半潜式海上结构件的一部分的俯视图。

图8示出了根据本发明的第三实施方案的半潜式海上结构件。

图9示出了根据本发明的第四实施方案的半潜式海上结构件。

具体实施方式

由于可以存在本发明的各种排列和实施方案，因此将参考附图来说明和描述某些实施方案。然而，这并不意味着将本发明限制于某些实施方案，而应被解释为包括由本发明的构思和范围所涵盖的所有排列、等同物和替代物。贯穿本发明的描述，当描述某些相关的传统技术被判定为偏离本发明的要点时，将省略相关的详细描述。

在下文中，将参考附图详细描述一些实施方案。无论哪幅附图，相同或相应的元件将被赋予相同的附图标记，并且不会重复对相同或相应元件的任何冗余描述。

图1是根据本发明的第一实施方案的半潜式海上结构件的侧视图。图2是根据本发明的第一实施方案的半潜式海上结构件的一部分的立体图。图3是根据本发明的第一实施方案的半潜式海上结构件的一部分的俯视图。参考图1至图3，半潜式海上结构件100包括船体110和钢筋束130。半潜式海上结构件100配置为在海中钻井或生产原油和/或气体。

作为半潜式结构件，船体110包括浮筒111、甲板112和立柱113。

作为浮体，浮筒111可以放置在水面的下方。浮筒111中可以形成有压载箱(未示出)以调整其浮力。

在本实施方案中，浮筒111具有圆环的形状。因此，浮筒111可以有效地分散由外部干扰在任何方向上施加至浮筒111的载荷，从而有效地使船体110的横向移动最小化。此外，由于浮筒111在响应于任何方向上的外部干扰方面具有一致且可预测的行为，因此可以容易地控制船体110的位置。

甲板112放置在水的上方。甲板112具有安装在其上的各种仪器115，诸如钻井设备或生产设备。

立柱113介于浮筒111与甲板112之间。立柱113将甲板112与浮筒111互连，并且从浮筒111支撑甲板112。立柱113可以设置成多个。

钢筋束130从海床(未示出)支撑船体110。船体110具有形成在其上的走廊140。构造为用于支撑钢筋束130的走廊140形成在船体110的表面上。例如，走廊140可以形成在浮筒111的侧表面上，但不限于此。

钢筋束130设置成多个。

在本实施方案中，多个钢筋束130以使得多个钢筋束130围绕浮筒111的中心c对称的方式来支撑至船体110。在这种情况下，如果多个钢筋束130中的任意一个失效，则与失效的钢筋束相对定位的钢筋束也可以被控制成失效，以使船体100的位置平衡。

在此，“钢筋束130失效”是指钢筋束130的张力为零的情况，但是也指钢筋束130的张力小于用于从海床支撑船体110所需的最小张力的情况。

在本实施方案中，钢筋束130可以设置成偶数个。在此，可以存在(但不限于)8个钢筋束130，如图2所示。偶数个钢筋束130沿具有圆环形状的浮筒111的外周表面以等间距来布置。

由于上述布置，多个钢筋束130可以以使得多个钢筋束130围绕圆环形的浮筒111的中心c对称布置的方式支撑至船体110。在这种情况下，如果多个钢筋束130中的任意一个失效，则与失效的钢筋束相对定位的钢筋束也可以被控制成失效，以使船体100的位置平衡。

图4示出了根据本发明的第一实施方案的半潜式海上结构件的操作系统的示例，图5示出了布置图4所示的构造的示例。参考图4和图5，半潜式海上结构件还可以包括传感器部150、失效部160和控制部170。

传感器部150可以测量每个钢筋束130是否已经失效。

传感器部150可以包括张力传感器151，每个张力传感器均配置为测量每个钢筋束130的张力。由张力传感器151测量的值可以传送至控制部170。

失效部160允许钢筋束130失效。失效部160可以包括失效装置，每个失效装置配置为使每个钢筋束130失效。

失效装置均可以是用于切割钢筋束130的切割装置。切割装置配置为通过完全切割钢筋束130来使钢筋束130失效。例如，切割装置可以是使用激光、水注流等切割物体的已知装置。

可替代地，失效装置可以是多个夹持装置161，多个夹持装置配置为紧固钢筋束130的一部分以允许钢筋束130保持其张力。一旦夹持装置161解除该紧固，则钢筋束130失效。

多个夹持装置161可以将每个钢筋束130夹持到船体110。一旦每个夹持装置161均被接合，与所接合的夹持装置161相对应的钢筋束130就可以牢固地支撑至船体110，并且当夹持装置161松开时，相应的钢筋束130可能进入失效状态。

夹持装置161可以使用(但不限于)液压或气动方法来接合。

夹持装置161可以被设置成在相应的走廊140内部夹持相应的钢筋束130，如图5所示。为此，钢筋束130可以包括钢筋束本体131和从钢筋束本体131向上延伸的延伸部133。在这种情况下，夹持装置161可以夹持钢筋束130的穿入(penetrating)走廊140的延伸部133。

上述失效装置通过控制部170的命令操作，以使钢筋束130失效。

控制部170基于传感器部150的测量结果来控制失效部160的操作。

如果控制部170基于传感器部150的测量结果确定任何一个钢筋束已经失效，则控制部170指示与失效的钢筋束相对定位的另一钢筋束失效。控制部170的失效指示传送至与待失效的钢筋束相对应的失效装置。失效指示传送至其的失效装置使待失效的钢筋束失效。

在失效装置是夹持装置161的情况下，控制部170可以基于传感器部150的测量结果来控制夹持装置161的夹持。

如果控制部170基于传感器部150的测量结果确定任何一个钢筋束已经失效，则控制部170解除对应于与失效钢筋束相对定位的另一钢筋束的夹持装置的夹持。

控制部170的用于解除夹持的指示传送至与受制于该指示的钢筋束130相对应的夹持装置161。指示传送至其的夹持装置161解除待失效的钢筋束130的夹持。

即使多个钢筋束130中的一些钢筋束失效，上述传感器部150、失效部160和控制部170也能自动平衡船体110的位置。

传感器部150还可以包括倾斜传感器155，该倾斜传感器配置为测量船体110的纵倾角或横倾角。在此，如果由倾斜传感器155测量的值为阈值以上，并且由多个张力传感器151之一测量的值为阈值以下，则控制部170可以确定与该张力传感器相对应的钢筋束已经失效。

因此，如果张力传感器151和倾斜传感器155一起使用，则可以更准确且更有效地确定钢筋束130是否已经失效。

夹持装置161可以包括配置成用于夹持相应的钢筋束130的多个夹持单元161a、161b、161c、161d。多个夹持单元161a、161b、161c、161d可以布置成沿同一钢筋束130在纵向方向上彼此分离。

控制部170可以按顺序地解除构成夹持装置161的多个夹持单元161a、161b、161c、161d的夹持。

当最初突然地对钢筋束130进行夹持时，在该初始瞬间船体可能瞬间地振动。因此，通过使多个夹持单元161a、161b、161c、161d的夹持由控制部170按顺序地解除，可以有效地防止船体110的瞬间振动。

钢筋束130可以具有形成在其上的止动件135。止动件135配置为当夹持装置161被释放时，防止钢筋束130与形成在船体110上的走廊140分离。例如，止动件135可以形成在钢筋束130的穿过并暴露在走廊140上方的上部处。止动件135可以配置为被走廊140的上部拦住。因此，当夹持装置161解除夹持时，止动件135可以防止钢筋束130由于钢筋束130的重量而向下与走廊140分离。

图6示出了根据本发明的第二实施方案的半潜式海上结构件，并且图7是根据本发明的第二实施方案的半潜式海上结构件的一部分的俯视图。参考图6和图7，根据本实施方案的半潜式海上结构件200包括船体110、延伸部件120和钢筋束130。

根据本实施方案的半潜式海上结构件200与根据上述实施方案的半潜式海上结构件100(图1所示)的不同之处在于，在根据本实施方案的半潜式海上结构件200中，钢筋束130通过延伸部件120支撑至船体110。

延伸部件120从船体110在横向方向上延伸。例如，延伸部件120可以从浮筒111在横向方向上延伸，如图6和图7所示。

延伸部件120可以具有箱的形状，在这种情况下，延伸部件120为船体110提供额外的浮力。

延伸部件120具有形成在其上的走廊140。构造成支撑钢筋束130的走廊140可以形成在延伸部件120的侧表面上。

延伸部件120设置成多个。

在本实施方案中，多个钢筋束130以使得多个钢筋束130围绕浮筒111的中心c对称的方式分别支撑至多个延伸部件120。在这种情况下，如果多个钢筋束130中的任意一个失效，则与失效的钢筋束相对定位的钢筋束也可以被控制成失效，以使船体100的位置平衡。

在本实施方案中，延伸部件120可以设置成偶数个。例如，可以存在(但不限于)8个延伸部件120，如图7所示。偶数个延伸部件120沿具有圆环形状的浮筒111的外周表面以等间距来布置。

由于这种布置，钢筋束130可以以使得钢筋束130围绕浮筒111的中心c对称的方式分别支撑至延伸部件120。在这种情况下，如果多个钢筋束130中的任意一个失效，则与失效的钢筋束相对定位的钢筋束也可以被控制成失效，以使船体100的位置平衡。

图8示出了根据本发明的第三实施方案的半潜式海上结构件。参考图8，根据本实施方案的半潜式海上结构件300的浮筒111的形状不同于根据上述实施方案的半潜式海上结构件100(图3所示)的浮筒的形状。

在本实施方案中，浮筒111具有正八边环的形状。因此，浮筒111可以有效地分散由外部干扰施加至浮筒111的载荷，从而有效地使船体110的横向移动最小化。此外，由于浮筒111受到外部干扰的方向的影响较小并且具有一致且可预测的行为，因此可以容易地控制船体110的位置。

在本实施方案中，多个钢筋束(未示出)可以分别布置在浮筒111的拐角处。为此，支撑钢筋束的走廊140分别布置在浮筒111的拐角处，如图8所示。在这种情况下，多个钢筋束可以围绕具有正八边环形状的浮筒111的中心c对称地布置并且以等间距布置。

图9示出了根据本发明的第四实施方案的半潜式海上结构件。参考图9，根据本实施方案的半潜式海上结构件400的浮筒111的形状不同于根据上述实施方案的半潜式海上结构件200(图7所示)的浮筒的形状。

在本实施方案中，浮筒111具有正八边环的形状。因此，浮筒111可以有效地分散由外部干扰施加至浮筒111的载荷，从而有效地使船体110的横向移动最小化。此外，由于浮筒111受到外部干扰的方向的影响较小并且具有一致且可预测的行为，因此可以容易地控制船体110的位置。

在本实施方案中，多个延伸部件120分别布置在浮筒111的拐角处。在这种情况下，走廊140可以围绕具有正八边环形状的浮筒111的中心c对称地布置并且以规律的间隔布置，每个走廊安装在每个延伸部件120的一个侧表面上。在这种情况下，支撑至走廊140的钢筋束(未示出)可以围绕具有正八边环形状的浮筒111的中心c对称地布置并且以规律的间隔布置。

尽管已经描述了浮筒111具有正八边环的形状，但这是仅一个示例，并且应当理解，本发明的浮筒111可以具有许多各种各样的具有10个或更多偶数个边的环的形状中的任意一个。

至此，已经描述了本发明的某些实施方案，但是本发明所属领域的普通技术人员应当理解，在不脱离由下面所附的权利要求限定的本发明的技术思想的情况下，通过添加、删除和/或修改本发明的元件，本发明的许多其他各种修改和排列都是可能的。

元件说明

100、200、300、400：半潜式海上结构件

110：船体111：浮筒

112：甲板113：立柱

115：各种仪器120：延伸部件

130：钢筋束131：钢筋束本体

133：延伸部135：止动件

140：走廊150：传感器部

151：张力传感器155：倾斜传感器

160：失效部161：夹持装置

161a、161b、161c、161d：夹持单元

170：控制部

工业实用性

根据本发明的实施方案，具有圆形环或者8个或更多个边的偶数多边环的形状的浮筒可以有效地分散由外部干扰在任何方向上施加至浮筒的载荷，因此有效地使船体的横向移动最小化。

进一步地，具有圆形环或者8个或更多个边的偶数多边环的形状的浮筒受到外部干扰的方向的影响较小并且具有一致且可预测的行为，因此可以容易地控制船体的位置。