一种半潜式平台的制作方法

本发明涉及海洋浮式平台技术领域，尤其涉及一种半潜式平台。

背景技术：

海洋浮式平台是海洋油气开发的重要装备之一，常见的海洋浮式平台类型有四种：船型平台、半潜式平台、张力腿式平台和单柱式平台。其中，半潜式平台又称立柱稳定式平台，是海上油气勘探开发中常用的一种移动式平台。半潜式平台由平台本体、位于平台本体下方的下浮体、连接平台本体和下浮体的立柱以及一些连接横撑斜撑组成。

半潜式平台具有小水线面积的特点，垂向静水回复刚度较小，因此垂荡运动性能较差，其较大的垂荡运动会影响立管的正常作业。因此在风暴季节，半潜式平台不得不频繁地中断作业，甚至解脱立管，待风暴过后又回接立管再重新开始作业。这一缺点大大降低了半潜式平台的有效作业时间，大幅增加了作业成本。

如果能够降低半潜式平台的垂荡响应，则会增加其有效作业时间。若能将垂荡响应降低到足够小的范围，还可以采用干式采油树，这将会大幅降低安装维修成本，提高平台作业的经济效益。

半潜式平台由于经常会遭遇到恶劣环境条件，为防止波浪损坏甲板上的构件，通常甲板面到水面的距离都比较大，从而导致钻机井架，生活楼，机械设备，甲板上带有的钻具、钻材、防喷器组等可变载荷的重心都比较高，所以半潜式平台的稳性通常较差。

如果能够降低半潜式平台的重心高度，则会增加其稳性，从而提高平台的作业能力。

因此，有必要根据油气开采的实际需求，开展低垂荡响应的半潜式平台技术开发。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种具有较小垂荡响应、较好平台稳性的半潜式平台，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种半潜式平台，包括下浮体，还包括具有压载物容纳舱室的压载舱和连接压载舱与下浮体的连接杆，压载舱与下浮体相对设置并位于下浮体的下方。

优选地，压载舱内设有隔板，隔板将压载物容纳舱室分隔成多个小舱室。

优选地，在压载舱上设有用于限制立管水平运动的立管限位器，立管限位器设有多个用于穿插单根立管的穿插通孔，压载舱上设有与多个穿插通孔一一对应并相连通的多个贯通孔。

优选地，连接杆间隔地设有多个，多个连接杆之间通过至少一层水平支撑结构连接，水平支撑结构包括水平连接多个连接杆的多个水平支撑杆。

优选地，下浮体上设有一支撑座，支撑座上设有升降机构，升降机构与连接杆的上端连接并能够驱动连接杆上下运动。

优选地，连接杆上端的外周面上设有沿上下方向延伸的齿条；升降机构包括设于支撑座上的至少一个驱动组件，每个驱动组件均包括依次连接的电机、减速器和齿轮，齿轮与齿条相啮合。

优选地，支撑座上设有能够夹紧或脱离连接杆的锁紧机构。

优选地，锁紧机构包括设于支撑座上的至少两个锁紧组件，所有锁紧组件沿连接杆的周向等间隔地分布在连接杆的周围；每个锁紧组件均包括与连接杆相对设置的锁紧块和与锁紧块连接并驱动锁紧块水平运动的第一伸缩杆。

优选地，连接杆上端的外周面上设有沿上下方向延伸的齿条，锁紧块朝向连接杆的一面上设有可与齿条相啮合的轮齿；每个锁紧组件均还包括与锁紧块连接并驱动锁紧块上下运动的第二伸缩杆。

优选地，每个锁紧组件均还包括与锁紧块相对设置的伸缩件，伸缩件具有可伸出与锁紧块相抵持的伸缩端。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

本发明的半潜式平台在下浮体的下方连接压载舱，通过压载舱能够有效增加平台的垂荡阻尼，降低其垂荡响应，使平台具有更好的垂荡运动性能，从而增加平台的有效作业时间，使平台能够满足采用干式采油树的要求，提高平台作业的经济效益。同时，通过压载舱能够有效降低平台的重心，使平台具有更好的稳性，从而提高平台的作业能力。

附图说明

图1是本发明实施例的半潜式平台的立体结构示意图。

图2是本发明实施例的半潜式平台的主视示意图。

图3是本发明实施例的半潜式平台的俯视示意图。

图4是本发明实施例的半潜式平台的压载舱的俯视示意图。

图5是本发明实施例的半潜式平台的升降机构的结构示意图。

图6是本发明实施例的半潜式平台的锁紧机构脱离连接杆时的示意图。

图7是本发明实施例的半潜式平台的锁紧机构夹紧连接杆时的示意图。

图中：

1、压载舱 100、小舱室 101、凹槽

102、贯通孔 2、连接杆 3、水平支撑杆

4、下浮体 5、立柱 6、支撑座

7、隔板 8、加强筋 9、齿条

10、电机 11、减速器 12、齿轮

13、锁紧块 14、第一伸缩杆 15、轮齿

16、第二伸缩杆 17、伸缩件

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图7所示，本发明的半潜式平台的一种实施例。如图1至图3所示，本实施例的半潜式平台包括下浮体4、压载舱1和连接杆2。其中，下浮体4通过立柱5与平台本体(图中未示出)连接，且下浮体4位于平台本体的下方。压载舱1具有压载物容纳舱室，该压载物容纳舱室用于盛放压载物，压载物可以是海水，也可以是其它物质。压载舱1与下浮体4相对设置并位于下浮体4的下方，连接杆2连接压载舱1与下浮体4，即连接杆2的上端与下浮体4连接，连接杆2的下端与压载舱1连接。

本实施例的半潜式平台在下浮体4的下方连接压载舱1，通过压载舱1能够有效降低平台的重心，使平台具有更好的稳性，从而提高平台的作业能力。同时，通过压载舱1能够有效增加平台的垂荡阻尼，降低其垂荡响应，使平台具有更好的垂荡运动性能，从而增加平台的有效作业时间，使平台能够满足采用干式采油树的要求，提高平台作业的经济效益。

进一步，在本实施例中，连接杆2间隔地设有多个，多个连接杆2之间通过至少一层水平支撑结构连接，水平支撑结构包括水平连接多个连接杆2的多个水平支撑杆3。如图1所示，本实施例中，下浮体4成呈中空的矩形环状，压载舱1呈矩形，连接杆2设有四个，四个连接杆2的上端分别在下浮体4内侧的四个拐角处与下浮体4连接，四个连接杆2的下端分别在压载舱1的四个角上与压载舱1连接。水平支撑杆3设有四个，四个水平支撑杆3分别水平连接相邻的两个连接杆2，且四个水平支撑杆3位于同一水平面上，构成一层水平支撑结构。由此能够增加下浮体4与压载舱1之间连接的稳定性，从而增加平台的稳性、降低平台的垂荡响应。为使平台稳性更好、垂荡响应更低，可以在连接杆2之间设置多层水平支撑结构。当然，下浮体4和压载舱1的形状、连接杆2和水平支撑杆3的数量、水平支撑结构的层数都不局限于本实施例，可以根据实际应用的平台进行设置。

为了进一步提高平台的稳性，如图4所示，在本实施例中，压载舱1内设有隔板7，隔板7将压载舱1的压载物容纳舱室分隔成多个小舱室100。多个小舱室100内分别盛放压载物，能够使压载物在压载舱1的压载物容纳舱室内分布更均匀，从而更有效地降低平台的重心、增加平台的稳性。进一步，本实施例在每个小舱室100的舱壁上均设有加强筋8，以增加强度。优选地，隔板7将压载舱1的压载物容纳舱室等分成多个小舱室100，即每个小舱室100的大小相等。小舱室100的数量并不局限，可以根据压载舱1的实际尺寸进行设置，例如，在本实施例中，隔板7将压载舱1的压载物容纳舱室等分成九个小舱室100。

进一步，半潜式平台上设有插入作业区域的立管，立管设有多根，为防止多根立管在作业过程中发生碰撞，本实施例在压载舱1上设有用于限制立管水平运动的立管限位器(图中未示出)，立管限位器设有多个用于穿插单根立管的穿插通孔，压载舱1上设有多个贯通孔102，所有的贯通孔102与所有的穿插通孔一一对应并相连通，使得立管可以穿过立管限位器和压载舱1而深入作业区域。每根立管分别插设于一个穿插通孔和与之对应的贯通孔102中，由此使得多个立管相互分离，同时也限制了立管的水平运动，避免了立管因水平运动而相互碰撞。优选地，立管限位器设置在压载舱1的中心位置。本实施例中，在压载舱1的上表面中心位置处，即在位于中心位置的小舱室100上开设有凹槽101，在凹槽101的底壁上开设有贯通孔102，立管限位器则放置在凹槽101中。由此可对立管限位器起到定位作用，防止立管限位器发生位移。本实施例中立管限位器上穿插通孔的数量和压载舱1上贯通孔102的数量均不局限，可以根据实际应用中立管的数量进行设置。优选地，所有的穿插通孔在立管限位器上阵列分布，所有的贯通孔102在压载舱1上阵列分布。

本发明中压载舱1的数量并不局限，可以如本实施例所示的设置一个，也可以在本实施例的压载舱1下方再增设一个或者多个压载舱，以进一步起到降低平台重心、增加平台垂荡阻尼的作用。

进一步，为增加平台的作业水深范围，在本实施例中，下浮体4上设有一支撑座6，支撑座6上设有升降机构，升降机构与连接杆2的上端连接并能够驱动连接杆2上下运动。通过连接杆2的上下运动带动压载舱1上下运动，从而可以调节压载舱1的上下位置，因此在水深较大的区域作业时，可以通过降低压载舱1的位置来降低平台的重心，从而使平台在水深较大的区域也能保持良好的稳性，由此增加了平台的作业水深范围，扩展了平台的作业能力。

本实施例中的升降机构通过齿轮齿条传动的方式驱动连接杆2上下运动。具体地，如图5所示，连接杆2上端的外周面上设有沿上下方向延伸的齿条9，升降机构包括设于支撑座6上的至少一个驱动组件，每个驱动组件均包括依次连接的电机10、减速器11和齿轮12，齿轮12与齿条9相啮合。通过电机10驱动齿轮12旋转，由齿轮12与齿条9之间的传动配合实现连接杆2上下运动。通过减速器11可以调节齿轮12的转速，从而控制连接杆2上下运动的速度，进而调节控制压载舱1在水下的深度。本实施例中的支撑座6设有四个，四个支撑座6分别设置在下浮体4内侧的四个拐角处，分别用于驱动四根连接杆2上下运动。每个支撑座6上均设有四个驱动组件，四个驱动组件同时驱动一根连接杆2运动。当然，支撑座6的数量和驱动组件的数量并不局限于本实施例，可以根据连接杆2的数量和尺寸进行设置。

进一步，为实现连接杆2上下运动到位后的锁紧固定，本实施例在支撑座6上设有能够夹紧或脱离连接杆2的锁紧机构。锁紧机构与连接杆2脱离时，连接杆2可以在升降机构的驱动下上下运动，当连接杆2上下运动到位后，通过锁紧机构夹紧连接杆2，可以实现连接杆2的定位，防止在作业过程中连接杆2发生位移。

如图6和图7所示，本实施例的锁紧机构包括设于支撑座6上的至少两个锁紧组件，所有锁紧组件沿连接杆2的周向等间隔地分布在连接杆2的周围，每个锁紧组件均包括与连接杆2相对设置的锁紧块13和与锁紧块13连接并驱动锁紧块13水平运动的第一伸缩杆14。如图6所示，第一伸缩杆14缩回时，锁紧块13离开连接杆2，使得连接杆2可以在升降机构的驱动下上下运动。如图7所示，第一伸缩杆14伸出时，带动锁紧块13朝连接杆2运动，使锁紧块13抵压在连接杆2上，通过多个锁紧组件的锁紧块13对连接杆2的共同抵压，能够实现对连接杆2的夹持作用，限制连接杆2的上下位移，起到固定连接杆2的作用。当需要调节压载舱1在水下的深度时，使第一伸缩杆14缩回，带动锁紧块13运动并脱离连接杆2，即可通过升降机构驱动连接杆2上下运动实现压载舱1上下位置的调节。本实施例中锁紧组件的数量并不局限，可以设置两个或者两个以上。本实施例中的第一伸缩杆14可以为气缸或者液压缸或者电动推杆。

进一步，为加强锁紧块13对连接杆2的夹紧效果，优选地，本实施例的锁紧块13朝向连接杆2的一面上设有可与连接杆2上端的齿条9相啮合的轮齿15，每个锁紧组件均还包括与锁紧块13连接并驱动锁紧块13上下运动的第二伸缩杆16。当第一伸缩杆14伸出带动锁紧块13朝连接杆2运动时，第二伸缩杆16伸出带动锁紧块13向上或向下运动，调节锁紧块13的上下位置，使得锁紧块13与连接杆2接触时，锁紧块13上的轮齿15能够与连接杆2上的齿条9相啮合，从而使得锁紧块13和连接杆2在上下方向上相对固定。由此能够有效增强锁紧块13对连接杆2的夹紧作用。本实施例中的第二伸缩杆16可以为气缸或者液压缸或者电动推杆。

进一步，为进一步保证连接杆2在作业过程中保持固定，优选地，本实施例的每个锁紧组件均还包括与锁紧块13相对设置的伸缩件17，伸缩件17具有可伸出与锁紧块13相抵持的伸缩端。在第一伸缩杆14和第二伸缩杆16伸出到位，使锁紧块13配合夹紧连接杆2后，伸缩件17的伸缩端伸出并抵压在锁紧块13上，起到固定锁紧块13的作用。本实施例在锁紧块13的上方、下方以及远离连接杆2的一侧均设有伸缩件17，所有的伸缩件17伸出时可以共同夹持固定锁紧块13，从而保证锁紧块13及连接杆2的固定。本实施例中的伸缩件17为千斤顶。当然，伸缩件17的数量的形式并不局限于本实施例。

综上所述，本实施例的半潜式平台，通过在下浮体4下方连接压载舱1，该压载舱1兼有垂荡板的功能，有效降低了平台的垂荡响应，使平台具有了更好的垂荡性能，可满足采用干式采油树的要求。同时，该压载舱1有效降低了平台重心，使平台具有了更好的稳性和作业能力。此外，通过连接杆2的上下运动可带动压载舱1升降，使平台具有了更广的作业水深范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。