小型半潜式生产储油平台的制作方法

本发明涉及小型浮式生产储油平台，特别涉及一种针对深水边际油田的小型半潜式生产储油平台。

背景技术：

随着勘探开发程度的不断提高，发现大型、整装、优质的油藏越来越少。近年的油气勘探发现了越来越多的边际油田，因边际油田产量低，采用传统大型装备和开采方式难以取得经济性。如何有效开发这些边际油田，是未来几年海上油田开发的一项重点工作。

目前，渤海湾等浅水海域已利用自升式平台实现了边际油田试采和油气生产的开发。但在南海较深水域的边际油田，还没有适合的开发装备。南海深水的试采目前以半潜式钻井平台作业为主，试采装备费用高、测试时间短、油田指标预测不准。油气生产仍然是传统老三样，即水下井口回接至fpso、浮式钻采平台+fpso、依托周边设施。

对于孤立、周边油气生产设施距离远的深水边际油田，采用传统老三样开发、常规工程方案不具备经济可行性。因此，研究开发新型装备势在必行。

技术实现要素：

鉴于上述背景，本发明提供一种具有较高经济性、适用于边际油田的小型半潜式生产储油平台。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种适用于边际油田的小型半潜式生产储油平台，包括环状浮体、分别支撑于所述环状浮体上的多个立柱、支撑于各所述立柱上的主甲板，以及支撑于所述主甲板底部并与各所述立柱连接固定的支撑桁架；所述支撑桁架为底部开口的开式结构；所述环状浮体和其中至少一个立柱内均设有储油舱；所述主甲板上布置有生活模块、定位系泊系统、油气处理系统和原油外输系统；所述油气处理系统通过立管连接油田，所述油气处理系统和所述原油外输系统分别连通所述储油舱。

优选地，所述支撑桁架包括位于底部的网格结构、竖直支撑于所述网格结构上的竖向支撑和倾斜支撑于所述网格结构上的斜向支撑；所述竖向支撑和所述斜向支撑的上端均与所述主甲板下表面固定连接；所述网格结构包括多根相互平行的横向支撑和多根相互平行的纵向支撑；位于最外侧的横向支撑的两端分别与两所述立柱连接固定，位于最外侧的纵向支撑的两端分别与两所述立柱连接固定。

优选地，所述横向支撑和所述纵向支撑分别固定连接于所述立柱的中心线上。

优选地，所述底部网格还包括加强支撑，所述加强支撑连接于相邻两所述纵向支撑或相邻两所述横向支撑之间。

优选地，所述主甲板向外突出设有立管上部导向平台，所述立管上部导向平台靠近所述油气处理系统；所述环状浮体上向外突出设有立管下部导向平台；所述立管上部导向平台和所述立管下部导向平台上分别设有供所述立管穿过的导向孔，且两者的导向孔相对。

优选地，所述主甲板上设有防爆墙，将所述主甲板区域分为相互隔离的作业区和非作业区；所述油气处理系统和所述原油外输系统设置于所述作业区，所述生活模块设置于所述非作业区，所述生活模块的舱壁与所述防爆墙连为一体。

优选地，所述原油外输系统具有两套，分列于所述主甲板相对的两侧。

优选地，所述定位系泊系统为12点定位系泊系统，包括十二台锚机，各锚机平均分为多组，分布于所述主甲板各个角处。

优选地，靠近所述生活模块的一所述立柱内设置燃油舱、淡水舱、压载舱、生活污水舱和污油水舱，且所述污油水舱布置于所述立柱的最下层；远离所述生活模块的其他各所述立柱内布置所述储油舱，且所述储油舱位于各所述立柱的内侧，所述储油舱的外侧设置有压载舱。

优选地，所述环状浮体的内侧布置所述储油舱，且所述储油舱与所述环状浮体内的其他舱室相隔离。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明的小型半潜式生产储油平台中，环状浮体和立柱内均设置储油舱，主甲板上配备油气处理系统和原油外输系统，平台兼具原油生产、储存和外输功能，满足边际油田的开发需求。平台为半潜式结构形式，可工作在较深的水域，特别地，平台采用主甲板加支撑桁架的形式，结构简单，减重效果明显，支撑桁架为底部开口的开式结构，可有效抵抗抨击载荷，改善平台气隙，优化平台尺度，有效提升经济性，节省成本。

附图说明

图1是本发明小型半潜式生产储油平台优选实施例的结构示意图。

图2是本发明小型半潜式生产储油平台优选实施例中支撑桁架的底部结构示意图。

图3是本发明小型半潜式生产储油平台优选实施例中主甲板的布置示意图。

图4是本发明图1中a-a截面处布置示意图。

图5是本发明图1中b-b截面处布置示意图。

图6是本发明小型半潜式生产储油平台优选实施例中环状浮体的内部布置结构示意图。

附图标记说明如下：1、环状浮体；11、储油舱；12、压载舱；13、货油泵舱；14、动力设备间；15、通用泵舱；16、管隧；17、立管下部导向平台；171、导向孔；18、导缆孔；2、立柱；21、通道；22、管隧；23、锚链舱；24、储油舱；25、压载舱；26、燃油舱；27、淡水舱；3、主甲板；31、防爆墙；32、生活模块；33、公用设备模块；34、油气处理系统；35、原油外输系统；36、系泊索绞盘；37、立管上部导向平台；371、导向孔；38、锚机；4、支撑桁架；41、网格结构；411、横向支撑；412、纵向支撑；413、加强支撑；42、竖向支撑；43、斜向支撑。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明提供一种可适用于深水边际油田的小型半潜式生产储油平台，如图1所示，作为本发明的一优选实施例，该平台的主结构大致地包括环状浮体1、立柱2、主甲板3和支撑桁架4。本实施例中，环状浮体1呈方形环状，立柱2分别支撑于环状浮体1的四个角处，主甲板3的四个角部分别由四个立柱2支撑，支撑桁架4支撑于主甲板3的下表面并与各立柱2相连接。

一并参阅图1和图2，支撑桁架4为开式结构，其底部开口，无甲板，可抵抗波浪冲击，使得平台的气隙从海平面计算到支撑桁架4的顶层即主甲板3处，相比常规桁架结构甲板降低了气隙要求，平台尺度得到优化；相比常规箱型甲板盒结构重量有效降低，节省成本。

本实施例中，支撑桁架4包括位于底部的网格结构41、竖直支撑于网格结构41上的竖向支撑42和倾斜支撑于网格结构41上的斜向支撑43。

网格结构41包括多根相互平行的横向支撑411和多根相互平行的纵向支撑412，横向支撑411与纵向支撑412相互垂直，横向支撑411与纵向支撑412相围合的空隙即形成支撑桁架4的底部开口。本实施例中，各横向支撑411在平台宽度方向上为整体结构，位于最外侧的两纵向支撑412在平台长度方向上为整体结构，其他纵向支撑412连接于相邻两横向支撑411之间。进一步地，在间隔相邻的两纵向支撑412之间还设置有加强支撑413，加强支撑413与纵向支撑412之间倾斜连接，大致形成z字形。其他实施例中，加强支撑413也可以连接于两横向支撑411之间。位于最外侧的两横向支撑411的两端分别与各自相邻的两立柱2连接固定，位于最外侧的两纵向支撑412的两端分别与各自相邻的两立柱2连接固定。较优地，横向支撑411和纵向支撑412分别固定连接于立柱2的中心线上。

竖向支撑42和斜向支撑43的上端均与主甲板3下表面固定连接，以对主甲板3形成支撑。

横向支撑411、纵向支撑412、加强支撑413、竖向支撑42和斜向支撑43均可为管状支撑。

一并参阅图1和图3，主甲板3为板状结构，其内部无舱室。主甲板3上布置生活模块32、公用设备模块33、救生设备(图中未标号)、油气处理系统34、原油外输系统35、系泊索绞盘36、燃烧臂(图中未标号)、甲板吊机(图中未标号)、定位系泊系统等。

较优地，主甲板3上设置有防爆墙31，以图3的视图方向来看，防爆墙31贯通主甲板3的整个宽度方向，将主甲板3区域分为相互隔离的两部分，其中一部分位于主甲板3艏部为非作业区，另一部分则为作业区。

生活模块32、公用设备模块33、救生设备布置于非作业区，生活模块32和公用设备模块33之间留有安全距离，生活模块32和公用设备模块33面向作业区的舱壁与防爆墙31连为一体，提高经济性；生活模块32靠近防爆墙31的舱室可设置为不常有人处所或储藏室，以保障人员安全。

通过防爆墙31的隔离，使人员起居和公用设备所在的区域形成安全区域，有效保证人员生活和公用设备的安全。防爆墙31两端分别设置高等级防火门，便于人员通行。

油气处理系统34、原油外输系统35、系泊索绞盘36、燃烧臂、甲板吊机布置于作业区，并与非作业区之间留有安全距离。

其中，油气处理系统34用于进行原油生产，其通过立管(图中未示出)连接至油田。油气处理系统34布置于靠近主甲板3的艉部区域，与此相应地，主甲板3艉部向外突出设有立管上部导向平台37，立管上部导向平台37上设有供立管穿过的导向孔371。

原油外输系统35设置有两套，分列于主甲板3的左舷和右舷。原油外输系统35主要由外输滚筒、软管、液压泵组等组成，用于将原油向外输出至穿梭游轮或其他储油装置。系泊索绞盘36配合原油外输系统35，亦设置于主甲板3的左舷和右舷，在原油外输时将平台与穿梭游轮进行对接。对接成功后，通过原油外输系统35的外输滚筒将软管连接到穿梭油轮或其他储油装置，实现原油的外输。由于原油外输时需考虑风向、流向的影响，只能选择逆流向进行穿梭油轮的对接，而本实施例的平台在左右舷布置两点原油外输系统35，可灵活应对不同风向、流向的情况，根据不同浪向、不同海况条件灵活选择停靠方向，保证原油外输操作的安全。

定位系泊系统为12点定位系泊系统，包括十二台锚机38，十二台锚机38平均分为四组，分列于主甲板3的四个角部位置。

参阅图1、图4和图5，各立柱2内设有贯通高度方向的通道21，以连通环状浮体1和主甲板3。立柱2内在高度方向上分为多层，每一层均围绕通道21布置有舱室，通道21与舱室之间通过管隧22相隔离。其中，各立柱2的最上层布置锚链舱23，锚链舱23与主甲板3上的锚机38相对应。

远离主甲板3上生活模块32的三个立柱2内除最上层外的其他层均布置储油舱24和压载舱25，其中储油舱24位于立柱2的内侧，位于外侧的压载舱25可对储油舱24起到保护作用，防止储油舱24遭到外部碰撞。

靠近生活模块32的立柱2内不设置储油舱，充分保障生活区人员的安全。在该立柱2内，设置有燃油舱26、淡水舱27、压载舱(图中未示出)、生活污水舱(图中未示出)和污油水舱(图中未示出)。其中，燃油舱26、淡水舱27和压载舱位于该立柱2的中间几层，生活污水舱和污油水舱布置于该立柱2的最下层，进一步保证生活区的安全。

再参阅图6，环状浮体1内设有储油舱11、压载舱12、通用泵舱15、货油泵舱13、动力设备间14等。

储油舱11布置于环状浮体1的内侧，减少遭到外部碰撞的风险。

压载舱12分布于环状浮体1的外围，可对位于其内侧的储油舱11起到保护作用，压载舱12与储油舱11之间通过管隧16相隔离。

通用泵舱15内用于设置舱底泵、消防泵等船用系统泵及管系，通用泵舱15同样通过管隧16与储油舱11隔离，保证通用泵舱15内的设备安全。

货油泵舱13为危险区域，其内设置货油泵，压载泵及管系；货油泵用于各储油舱11的原油调拨及外输作业，压载泵用于各压载舱12的调载，以控制平台的吃水和浮态在要求范围内；货油泵舱13布置于环状浮体1的内侧角部位置，与储油舱11相邻。

动力设备间14为安全区域，其内设置各种泵的动力设备，其布置于环状浮体1的外侧角部位置，通过货油泵舱13与储油舱11形成隔离，保证各动力设备的安全。

通过以上隔离布置，在环状浮体1内将危险区与非危险区分开，保证平台安全。

环状浮体1的艉部向外突出设置有立管下部导向平台17，其上设置供立管穿过的导向孔171。该立管下部导向平台17与主甲板3艉部的立管上部导向平台37相对，立管下部导向平台17的导向孔171亦与立管上部导向平台37的导向孔371相对。立管可直接穿过立管下部导向平台17和立管上部导向平台37，将油田的原油连接至油气处理系统34，缩短立管长度以及原油在平台的路径，降低成本和风险。

环状浮体1的四个角落处还各设置有一组导缆孔18，导缆孔18与主甲板3上的锚机38相对应，有效将锚和系泊缆固定。

本发明的小型半潜式生产储油平台可进行原油的生产、储存和外输。在原油生产时，油田的原油经立管连接至油气处理系统34进行初步分离处理，经油气处理系统34处理合格的原油分别输送至立柱2内的储油舱24及环状浮体1内的储油舱11储存；当需要进行原油外输时，再通过原油外输系统35将立柱2内储油舱24及环状浮体1内储油舱11中的原油向外输送。本发明的平台采用半潜式结构形式，并采用12点系泊定位系统，其作业吃水可在一定范围内波动，锚和锚链满足可变吃水范围的要求。当平台进行原油生产或外输时，若吃水在预定范围内变化，不需要调节压载泵调整吃水，当吃水变化到即将超出吃水范围时，再调节压载水到吃水范围内即可，简化操作，节能降耗。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。