利用浮力结构进行海上浮动式石油生产、储存及卸载的方法与流程

本实施方式总体上涉及用于操作浮动式生产、储存及卸载(fpso)船舶的方法。

背景技术：

本发明涉及用于操作浮动式生产、储存及卸载(fpso)船舶的方法，并且更具体地涉及用于浮动式钻探、生产、储存及卸载(fdpso)船舶的船体设计和卸载系统。

本实施方式满足这些需求。

技术实现要素：

各种实施方式提供了一种用于海上浮动式石油生产、储存及卸载的方法，该方法包括以下步骤：(a)通过浮动船体从以下各者中的至少一者接收碳氢化合物：fpso、生产立管或海床上的井口；(b)对所接收的碳氢化合物进行处理，从而在浮动船体中形成碳氢化合物产物；(c)将碳氢化合物产物储存在浮动船体中，浮动船体包括圆形的船体平面图，并且其中，浮动船体包括：(i)底表面；(ii)顶部甲板表面；(iii)至少三个连接部段，所述至少三个连接部段串联地结合并且绕竖向轴线对称地构造成使得连接部段从顶部甲板表面朝向底表面向下延伸；所述至少三个连接部段包括上部筒形部分、下部锥形部段、筒形颈部部段；以及(iv)一组鳍部，所述一组鳍部紧固至船体，所述一组鳍部构造成通过线性阻尼和二次阻尼来提供流体动力性能；以及(d)将所储存的碳氢化合物产物卸载至油轮或管线中的至少一者。

附图说明

结合以下附图将更好地理解详细描述：

图1是根据本发明的fpso船舶和系泊至fpso船舶的油轮的俯视平面图。

图2是图1的fpso船舶的侧视图。

图3是图2中示出的fpso船舶的侧视图的放大的且更详细的视图。

图4是图1中示出的fpso船舶的俯视平面图的放大的且更详细的视图。

图5是根据本发明的用于fpso船舶的船体的替代性实施方式的侧视图。

图6是根据本发明的用于fpso船舶的船体的替代性实施方式的侧视图。

图7是根据本发明的fpso船舶的替代性实施方式的侧视图，其示出了被接纳在穿过fpso船舶的船体的孔中的中央柱。

图8是图7的中央柱的如沿着线8-8观察到的横截面。

图9是图7的fpso船舶的侧视图，其示出了根据本发明的中央柱的替代性实施方式。

图10是图9的中央柱的如沿着线11-11观察到的横截面。

图11是根据本发明的中央柱和质量阱的如将沿着图9中的线11-11观察到的替代性实施方式。

图12是根据本发明的可移动缆索连接件的俯视平面图。

图13是图12的可移动缆索连接件的以如沿着线13-13观察到的局部横截面示出的侧视图。

图14是图13的可移动缆索连接件的以如沿着线14-14观察到的局部横截面示出的侧视图。

图15是根据本发明的船舶的侧视图。

图16是图15的船舶的如沿着线16-16观察到的以横截面示出的横截面。

图17是图15的船舶的如沿着线17-17观察到的以横截面示出的横截面。

图18是图15的船舶的如沿着线18-18观察到的以横截面示出的横截面。

下面参照列出的附图对本实施方式进行详细描述。

具体实施方式

在详细说明本装置之前，应当理解的是，该装置不限于特定实施方式，并且该装置可以以各种方式来实践或实施。

本发明提供了一种具有若干替代性的船体设计、若干替代性的中央柱设计和用于卸载的可移动缆索系统的浮动式生产、储存及卸载(fpso)船舶，该可移动缆索系统允许油轮相对于fpso船舶在广阔的弧度上随摆。

本发明更具体地涉及用于海上浮动式石油生产、储存及卸载的方法。

该方法的第一步骤涉及通过浮动船体从以下各者中的至少一者接收碳氢化合物：fpso、生产立管或海床上的井口。

下一步骤涉及对所接收的碳氢化合物进行处理，从而在浮动船体中形成碳氢化合物产物。

然后，该方法通过将碳氢化合物产物储存在浮动船体中以及卸载所储存的碳氢化合物产物而继续，其中，浮动船体独特地具有圆形的船体平面图，并且其中，浮动船体包括：底表面；顶部甲板表面；至少三个连接部段，所述至少三个连接部段串联地结合并且绕竖向轴线对称地构造成使得连接部段从顶部甲板表面朝向底表面向下延伸，所述至少三个连接部段包括上部筒形部分、下部锥形部段、筒形颈部部段；以及一组鳍部，所述一组鳍部紧固至船体，所述一组鳍部构造成通过线性阻尼和二次阻尼来提供流体动力性能。

现在转向附图，可以观察到独特的船体。

根据本发明，fpso船舶10在图1中以平面图示出并且在图2中以侧视图示出。

fpso船舶10具有船体12，并且船体12可以附接有中央柱14并且中央柱14向下延伸。

fpso船舶10漂浮在水w中并且可以用于生产、储存和/或卸载从地球提取的资源，比如包括原油和天然气的碳氢化合物、以及比如可以通过溶解开采提取的矿物质。

fpso船舶10可以使用类似于造船的已知方法在岸上组装，并被拖至海上位置、通常被拖到海上位置下方的地面中的油田和/或气田上方。

将被紧固至海床中的未示出的锚的锚固线16a、16b、16c和16d将fpso船舶10系泊在期望的位置。锚固线总体上被称为锚固线16，并且本文中描述的彼此类似相关的元件将共享共同的附图标记并且通过后缀字母彼此区分。

在对于fpso船舶10的典型应用中，原油从船舶10下方的海床下面的地面生产，被转移到船体12中并暂时储存在船体12中，并且被卸载至油轮t以运输至岸上设施。油轮t在卸载操作期间通过缆索18临时系泊至fpso船舶10。软管20在船体12与油轮t之间延伸以用于将原油和/或另一种流体从fpso船舶10转移至油轮t。

图3是fpso船舶10的侧视图，图4是fpso船舶10的俯视平面图，并且每个视图分别比对应的图2和图1大并且示出了更多的细节。fpso船舶10的船体12具有圆形顶部甲板表面12a、从甲板表面12a向下延伸的上部筒形部分12b、从上部筒形部分12b向下延伸并向内渐缩的上部锥形部段12c、从上部锥形部段12c向下延伸的筒形颈部部段12d、从颈部部段12d向下延伸并向外渐扩的下部锥形部段12e、以及从下部锥形部段12e向下延伸的下部筒形部段12f。下部锥形部段12e在本文中被描述为具有倒锥体形状或具有与上部锥形部段12c相反的倒锥形形状，上部锥形部段12c在本文中被描述为具有规则的锥形形状。fpso船舶10优选地漂浮成使得水的表面与规则的上部锥形部段12c相交，这在本文中被称为吃水线处于规则的锥体形状上。

fpso船舶10优选地被装载和/或压载以将吃水线保持在规则的上部锥形部段12c的底部部分上。当fpso船舶10被正确安装和漂浮时，船体12的穿过任何水平面的横截面优选地具有圆形形状。

船体12可以设计并定尺寸成满足特定应用的要求，并且可以向荷兰的海事研究所(marin)请求服务以提供优化的设计参数来满足特定应用的设计要求。

在该实施方式中，上部筒形部段12b具有与颈部部段12d大致相同的高度，而下部筒形部段12f的高度是上部筒形部段12b的高度的约3倍或4倍大。下部筒形部段12f具有比上部筒形部段12b大的直径。上部锥形部段12c具有比下部锥形部段12e大的高度。

图5和图6是示出了对于船体的替代性设计的侧视图。

图5示出了船体12h，该船体12h在上部锥形部段12j的顶部部分上具有圆形顶部甲板表面12i，该圆形顶部甲板表面12i与顶部甲板表面12a基本相同，该上部锥形部段12j随着其向下延伸而向内渐缩。

筒形颈部部段12k附接至上部锥形部段12j的下端部，并且从上部锥形部段12j向下延伸。下部锥形部段12m附接至颈部部段12k的下端部，并且从颈部部段12k向下延伸同时向外渐扩。下部筒形部段12n附接至下部锥形部段12m的下端部并且从下部锥形部段12m向下延伸。船体12h与船体12之间的显着区别在于船体12h不具有与船体12中的上部筒形部分12b相对应的上部筒形部分。在其他方面，上部锥形部段12j对应于上部锥形部段12c；颈部部段12k对应于颈部部段12d；下部锥形部段12m对应于下部锥形部段12e；并且下部筒形部段12n对应于下部筒形部段12f。

下部筒形部段12n和下部筒形部段12f中的每一者都具有未示出的圆形底部甲板，但是除了中央部段14从圆形底部甲板向下延伸之外，该圆形底部甲板类似于圆形顶部甲板表面12a。

图6是船体12p的侧视图，该船体12p具有看起来像顶部甲板表面12a的顶部甲板12q。上部筒形部段12r从顶部甲板12q向下延伸并与上部筒形部段12b相对应。

上部锥形部段12s附接至上部筒形部段12r的下端部并且向下延伸同时向内渐缩。上部锥形部段12s对应于图1中的上部锥形部段12c。图6中的船体12p不具有与图3中的筒形颈部部段12d相对应的筒形颈部部段。

代替地，下部锥形部段12t的上端部连接至上部锥形部段12s的下端部，并且下部锥形部段12t向下延伸同时向外渐扩。图6中的下部锥形部段12t对应于图3中的下部锥形部段12e。

下部筒形部段12u在上端部处比如通过焊接附接至下部锥形部段12t的下端部并向下延伸，下部筒形部段12u在尺寸和构型上与图3中的下部筒形部段12f基本对应。底板12v(未示出)封闭下部筒形部段12u的下端部，并且图3中的船体12的下端部和图5中的船体12h的下端部由底板类似地封闭，并且底板中的每个底板可以适于容纳与图3中的中央柱14相对应的相应的中央柱。

现在转向图7至图11，图示了对于中央柱的替代性实施方式。图7是根据本发明的fpso船舶10被部分剖开以示出中央柱22的侧视图。fpso船舶10具有顶部甲板表面20a，该顶部甲板表面20a具有可以供中央柱22穿过的开口20b。在该实施方式中，中央柱22可以缩回，并且中央柱22的上端部22a可以升高到顶部甲板表面20a上方。如果中央柱22完全缩回，则与中央柱22完全伸出的情况相比，fpso船舶10可以移动通过更浅的水。授权给haun的美国专利no.6,761,508提供了与本发明的这一方面和其他方面相关的进一步的细节，并且通过参引将该美国专利的全部内容并入本文。

图7示出了部分缩回的中央柱22，并且中央柱22可以延伸至上端部22a位于fpso船舶10的最下筒形部分20c内的深度。图8是中央柱22的如沿着图7中的线8-8观察到的横截面，并且图8示出了位于中央柱22的底部端部22b上的质量阱24的平面图。在该实施方式中，以其平面图示出为具有六边形形状的质量阱24在fpso10漂浮在水中并且受到风、波浪、水流和其他力时利用水加重以用于稳定fpso10。中央柱22在图8中示出为具有六边形横截面，但这是设计选择。

图9是根据本发明的图7的fpso船舶10被部分剖开以示出中央柱26的侧视图。中央柱26比图7中的中央柱22短。中央柱26的上端部26a可以在fpso船舶10中的开口20b内向上或向下移动，并且利用中央柱26，fpso船舶10可以在中央柱26在fpso船舶10的底部下方突出仅数米或几米的情况下操作。

可以充满水以稳定fpso船舶10的质量阱28紧固至中央柱26的下端部26b。

图10是中央柱26的如沿着图9中的线10-10观察到的横截面。

在中央柱的该实施方式中，中央柱26在图10的平面图中具有正方形横截面，并且质量阱28具有八边形形状。

在图9中的中央柱的如沿着线10-10观察到的替代性实施方式中，中央柱cc和质量阱mt在图11中以俯视平面图示出。在该实施方式中，中央柱cc在横向横截面中具有三角形形状，并且质量阱mt在俯视平面图中具有圆形形状。

返回至图3，fpso船舶船体12具有以虚线示出的腔或凹部12x，该腔或凹部12x是进入fpso船舶船体12的下部筒形部段12f的底部部分中的中央开口。中央柱14的上端部14a基本上突出到凹部12x的整个深度中。

在图3中图示的实施方式中，中央柱14从下部筒形部段12f的底部有效地悬出，很像锚固在孔中的柱，但是其中，中央柱14向下延伸到fpso船舶船体12漂浮的水中。用于容纳水重量以稳定船体12的质量阱17附接至中央柱14的下端部14b。

已经描述了中央柱的各种实施方式；然而，中央柱是可选的，并且可以完全取消，或者用从fpso船舶的底部突出并有助于稳定船舶的不同的结构代替。

对于图3中图示的fpso船舶10的一种应用是生产和储存碳氢化合物，比如原油和天然气以及相关联的流体和矿物质以及可以从地球和/或水中提取或收获的其他资源。如图3中示出的，生产立管p1、p2和p3是管道或管，例如，原油可以通过管道或管从地球深处流动至fpso船舶10，fpso船舶10在船体12内的贮槽内具有相当大的储存容量。

在图3中，生产立管p1、p2和p3被图示为位于船体12的外侧表面上，并且产物将通过顶部甲板表面12a中的开口流动到船体12中。替代性布置能够用于图7和图9中所示出的fpso船舶10中，在该替代性布置中，可以将生产立管定位在开口20b内，该开口20b提供了从fpso船舶10的底部至fpso船舶10的顶部的开放通路。生产立管未在图7和图9中示出，但是可以位于船体的外侧表面上或开口20b内。生产立管的上端部可以相对于船体终止于期望位置处，使得产物直接流动到船体内的期望储存贮槽中。

图7和图9的fpso船舶10还可以用于钻探到地球中以发现或提取资源，特别是碳氢化合物，比如原油和天然气，从而使该船舶成为浮动式钻探、生产、储存及卸载(fdpso)船舶。

对于这种应用，质量贮槽mt、24或28将具有从顶部表面至底表面的可以供钻柱穿过的中央开口，这是一种也可以用于将生产立管容纳在fdpso船舶10中的开口20b内的结构设计。将在fpso船舶10的顶部甲板表面20d上设置井架(未示出)以用于处理、降低、旋转和提升钻探管道和已组装的钻柱，钻探管道和已组装的钻柱将从井架向下延伸穿过fpso船舶10中的开口20b，穿过中央柱22或26的内部部分，穿过质量贮槽24或28中的中央开口(未示出)，穿过水并延伸到下面的海床中。

钻探成功完成之后，可以安装生产立管，并且诸如原油和/或天然气之类的资源可以被接收并储存在位于fpso船舶内的贮箱中。将srinivasan列为唯一发明人的美国专利申请公开no.2009/0126616描述了一种位于fpso船舶的船体中的用于油和水压载物储存的贮箱的布置，并且该美国专利申请通过参引并入本文。在本发明的一个实施方式中，可以优选地在外压载物贮槽中使用重压载物、比如赤铁矿和水的浆料。浆料是优选的，优选地为一份赤铁矿和三份水，但是可以使用永久压载物、比如混凝土。可以使用具有诸如赤铁矿、重晶石、褐铁矿、磁铁矿、钢穿孔和喷丸之类的重骨料的混凝土，但是优选地使用呈浆料形式的高密度材料。因此，已经描述了本发明的浮动式钻探、生产、储存及卸载船舶的钻探、生产和储存方面，这未描述fdpso船舶的卸载功能。

转向本发明的fdpso船舶的卸载功能，图1和图2图示了通过缆索18系泊至fpso船舶10的运输油轮t，该缆索18是绳索或线缆，并且软管20已经从fpso船舶10延伸至油轮t。fpso船舶10通过锚固线16a、16b、16c和16d锚固至海床，而油轮t的位置和取向受到风向和风力、波浪作用和水流的力和方向的影响。

因此，油轮t相对于fpso船舶10随动，这是因为油轮t的船首系泊至fpso船舶10，同时油轮t的船头移动到由力的平衡确定的对准位置中。在由于风、波浪和水流引起的力变化时，油轮t可以移动至由虚线a指示的位置或移动至由虚线b指示的位置。均未示出的拖船或临时锚固系统可以用于在净力变化导致油轮t朝向fpso船舶10移动而不是移动远离fpso船舶10的情况下保持油轮t与fpso船舶10的最小安全距离，使得缆索18保持拉紧。

如果风、波浪、水流(和任何其他)的力保持平静且恒定，则油轮t将随动到作用在油轮上的所有力均处于平衡的位置，并且油轮t将保持在该位置。然而，在自然环境中通常不是这种情况。特别地，风向和速度或力不时地变化，并且作用在油轮t上的力的任何变化都会导致油轮t移动至不同的位置，在该不同的位置各种力再次平衡。因此，随着作用在油轮t上的各种力比如由于风浪和水流的作用产生的力的变化，油轮t相对于fpso船舶10移动。

图12至图14结合图1和图2图示了根据本发明的fpso船舶上的可移动缆索连接件40，该可移动缆索连接件40有助于适应运输油轮相对于fpso船舶的移动。

图12是以局部横截面示出的可移动缆索连接件40的平面图。在一个实施方式中，可移动缆索连接件40包括：几乎完全封闭的管状通道42，该管状通道42具有矩形横截面并且在侧壁42b上具有纵向槽42a；一组支座44，所述一组支座44包括支座44a和44b，所述支座44a和44b将管状通道42水平地连接至图1至图4中的船体12的外侧上壁12w；滑车46，该滑车46被捕获在管状通道42内并且能够在管状通道42内移动；滑车钩环48，该滑车钩环48附接至滑车46并且提供连接点；以及板50，该板50通过板钩环52以可枢转的方式附接至滑车钩环48。

板50具有大致三角形形状，其中，三角形的顶点通过穿过板钩环50中的孔的销54附接至板钩环52。板50具有邻近三角形的另一点的孔50a和邻近三角形的最后一点的孔50b。缆索18终止于双连接点18a和18b，所述双连接点18a和18b分别通过穿过孔50a和50b连接至板50。替代性地，双端部18a和18b、板50和/或钩环52可以被消除，并且缆索18可以直接连接至钩环48，并且缆索18如何连接至滑车46的其他变型是能够利用的。

图13是可移动缆索连接件40的以如沿着图12中的线13-13观察到的局部横截面示出的侧视图。以横截面示出了管状通道42的侧视图。具有槽42a的壁42b是相对较高的竖向外壁，并且相对的内壁42c的外侧表面在高度上相等。

支座44比如通过焊接附接至内壁42c的外侧表面。一对相对的、相对较短的水平壁42d和42e在竖向壁42b与42c之间延伸以完成管状通道42的封闭，除了竖向壁42b具有几乎延伸了管状通道42的全部长度的水平纵向槽42a。

图14是为了示出滑车46的侧视图的以局部横截面示出的管状通道42的侧视图。滑车46包括基板46a，该基板46a具有用于分别接纳四个轮46f、46g、46h和46i的四个矩形开口46b、46c、46d和46e，所述四个轮46f、46g、46h和46i分别安装在四个轴46j、46k、46m和46n上，所述四个轴46j、46k、46m和46n通过支座附接至基板46a。

在图1至图4中，油轮t通过缆索18系泊至fpso船舶10，该缆索18通过板50以及钩环48和52附接至可移动的滑车46。当风、波浪、水流和/或其他力作用在油轮t上时，油轮t可以绕fpso船舶10以由缆索18的长度确定的半径沿弧形移动，因为滑车46在管状通道42内的水平面中自由地来回滚动。如图4中最佳观察到的，管状通道42绕fpso船舶10的船体12以约90度的弧度延伸。管状通道42具有相对的端部42f和42g，所述端部42f和42g中的每个端部均被封闭以为滑车46提供止挡部。管状通道42具有与船体12的外侧壁12w的曲率半径相匹配的曲率半径，因为支座44a、44b、44c和44d在长度上相等。滑车46在封闭的管状通道42内、在管状通道42的端部42f与42g之间自由地来回滚动。支座44a、44b、44c和44d将管状通道与船体12的外侧壁12w隔开，并且软管20和锚固线16c穿过在外壁12w与管状通道42的内侧壁42c之间限定的空间。

通常，风、波浪和水流的力将油轮t相对于fpso船舶10定位在本文中被称为fpso船舶10的下风侧的位置。缆索18在风、波浪和水流作用在油轮t上施加试图使油轮t移动远离静止的fpso船舶10并移动成处于静止的fpso船舶10的下风侧的力时被拉紧并处于张紧状态。滑车46由于力的平衡而静置在管状通道42内，该力的平衡抵消了用于使滑车46移动的趋势。

在风向改变时，油轮t可以相对于fpso船舶10移动，并且在油轮t移动时，滑车46将在管状通道42内滚动，其中，轮46f、46g、46h和46i压靠于管状通道42的壁42b的内侧表面。在风沿其新的固定方向持续时，滑车46将在使滑车46滚动的力被抵消的情况下停留在管状通道42内。

一个或更多个拖船可以用于限制油轮t的运动，以防止油轮t移动得太靠近fpso船舶10或防止油轮t比如由于风向上的显著变化而围绕fpso船舶10缠绕。

为了适应风向的灵活性，fpso船舶10优选地具有第二可移动缆索连接件60，该第二可移动缆索连接件60定位成与可移动缆索连接件40相对。油轮t可以系泊至可移动缆索连接件40或系泊至可移动缆索连接件60，这取决于哪个可移动缆索连接件更好地适应fpso船舶10的下风侧的油轮t。

可移动缆索连接件60在设计和结构上与可移动缆索40基本相同，其中，可移动缆索连接件60具有其自己的带槽的管状通道和被捕获的自由滚动的滑车，滑车具有穿过管状通道中的槽突出的钩环。每个可移动缆索连接件40和60均被认为能够在约270度弧内适应油轮t的运动，因此在单个卸载操作(通过滑车在可移动缆索连接件中的一个可移动缆索连接件内的运动)和从一个卸载操作至另一卸载操作(通过能够在相对的可移动缆索连接件之间进行选择)期间都提供了很大的灵活性。

风、波浪和水流的作用可以在油轮t上施加很大的力，特别是在风暴或狂风期间，这进而在滑车46上施加很大的力，滑车46进而在管状通道42的带槽的壁42b(图13)上施加很大的力。槽42a会削弱壁42b，并且如果施加足够的力，壁42b可能会弯曲，从而可能使槽42a打开得足够宽而使滑车46从管状通道42中扯出。管状通道42将需要被设计且建造成承受预期的力。管状通道42内的内侧拐角可以被构建以用于加强，并且可以使用具有球形形状的轮。管状通道是用于提供可移动缆索连接件的仅一种方式。代替管状通道，具有附接至中央腹板的相对凸缘的工字梁可以用作导轨，其中，滑车或者其他滚动或滑动装置捕获至外侧凸缘并且能够在外侧凸缘上移动。可移动缆索连接件类似于门式起重机，除了门式起重机适于适应竖向力，而可移动缆索连接件需要适于适应通过缆索18施加的水平力。任何类型的导轨、通道或轨道都可以用在可移动缆索连接件中，只要滑车或任何类型的滚动、可移动或滑动装置可以在导轨、通道或轨道上纵向移动，但是以其他方式被捕获在导轨、通道或轨道上。以下专利通过参引并入了这些专利所教示的全部内容，特别是这些专利所教示的关于如何设计和构建可移动连接件的内容。标题为“amusementrideandself-propelledvehicletherefor(游乐骑乘装置以及用于游乐骑乘装置的自推进车辆)”且授权给elliott等人的美国专利no.5,595,121；标题为“variablycurvedtrack-mountedamusementride(可变弯曲轨道安装的游乐骑乘装置)”且授权给checketts等人的美国专利no.6,857,373；标题为“monorailsystem(单轨系统)”且授权给morsbach的美国专利no.3,941,060；标题为“self-propelledtrolleyandsupportingtrackstructure(自推进滑车以及支承轨道结构)”且授权给dehne等人的美国专利no.4,984,523；以及标题为“materialhandlingsystemenclosedtrackarrangement(材料处理系统封闭轨道装置)”且授权给traubenkraut等人的美国专利no.7,004,076出于所有目的将其全部内容通过参引并入本文。如本文中以及通过参引并入的专利中所描述的，可以使用各种装置来抵抗比如通过缆索18从油轮t施加在fpso船舶10上的水平力，同时比如通过滑车46在被捕获于管状通道42内的同时水平地来回滚动来提供侧向运动。

风、波浪和水流在本发明的fdpso或fpso船舶上施加许多力，这还导致除了其他运动之外的竖向上下运动或起伏。生产立管是从海床上的井口延伸至在本文中通常被称为fpso的fdpso或fpso的管道或管。生产立管可以固定在海床处并固定至fpso。fpso船舶上的起伏可以在生产立管上施加交替的张力和压缩力，这可能导致生产立管中的疲劳和失效。本发明的一个方面是使fpso船舶的起伏最小化。

图15是根据本发明的fdpso或fpso船舶80的侧视图。船舶80具有船体82和圆形顶部甲板表面82a，并且在船体82漂浮并静置时船体82的穿过任何水平面的横截面优选地具有圆形形状。上部筒形部段82b从圆形顶部甲板表面82a向下延伸，并且上部锥形部段82c从上部筒形部段82b向下延伸并向内渐缩。船舶80可以具有从上部锥形部段82c向下延伸的筒形颈部部段82d，这将使船舶80更类似于图3中的船舶10，但是船舶80不是图3中的船舶10。替代地，下部锥形部段82e从上部锥形部段82c向下延伸并向外渐扩。下部筒形部段82f从下部锥形部段82e向下延伸。船体82具有底表面82g。下部锥形部段82e在本文中被描述为具有倒锥体的形状或者具有与上部锥形部段82c相反的倒锥形形状，该上部锥形部段82c在本文中被描述为具有规则的锥形形状。

fpso船舶80被示出为浮动的，使得当装载和/或压载时，水的表面与上部筒形部分82b相交。在该实施方式中，上部锥形部段82c具有比下部锥形部段82e大得多的竖向高度，并且上部筒形部段82b具有比下部筒形部段82f稍大的竖向高度。

为了减少起伏并以其他方式稳定船舶80，下部筒形部段82f的靠下且靠外的部分附接有一组鳍部84，如图15中所示。图16是船舶80的如将沿着图15中的线16-16观察到的横截面。如可以在图16中观察到的，鳍部84包括四个鳍部部段84a、84b、84c和84d，所述四个鳍部部段84a、84b、84c和84d由间隙86a、86b、86c和86d(统称为间隙86)彼此间隔开。间隙86是鳍部部段84a、84b、84c和84d之间的空间，所述空间提供了在不与鳍部84接触的情况下将生产立管和锚固线容纳在船体82的外部上的位置。图15和图16中的锚固线88a、88b、88c和88d分别被接纳在间隙86c、86a、86b和86d中，并且将fdpso和/或fpso船舶80紧固至海床。生产立管90a、90b、90c、90d、90e、90f、90g、90e、90g、90h、90i、90j、90k和90m被接纳在间隙86中，并且将诸如原油、天然气和/或浸出的矿物质之类的资源从海床以下的地面输送至船舶80内的贮箱。中央部段92从船体82的底部82g延伸。

图17是以竖向横截面示出的图15的正视图，其以横截面示出了船体82内的贮箱的简化图。流过生产立管90的生产资源储存在内环形贮槽82h中。中央竖向贮槽82i可以用作比如用于分离油、水和/或气体以及/或者用于储存的分离容器。具有与上部锥形部段82c和下部锥形部段82e的形状一致的外侧壁的外环形贮槽82j可以用于保持压载水和/或储存所生产的资源。在该实施方式中，外环形贮槽82k是具有不规则梯形的横截面的空隙，该不规则梯形在其顶部上由下部锥形部段82e以及具有竖向内侧壁和水平下部底壁的下部筒形部段82f限定，但是贮槽82k可以用于压载和/或储存。定形状成类似于具有正方形或矩形横截面的垫圈或环状圈的环形贮槽82m位于船体82的最下且最外的部分中。贮槽82m可以用于储存生产的资源和/或压载水。在一个实施方式中，贮槽82m保持赤铁矿和水的浆料，并且在另一实施方式中，贮槽82m容纳约一份赤铁矿和约三份水。

用于减少起伏的鳍部84在图17中以横截面示出。鳍部84的每个部段在竖向横截面中具有直角三角形的形状，其中，90°角度定位成邻近船体82的下部筒形部段82f的最下外侧壁，使得三角形形状的底部边缘84e与船体82的底表面82g共面，并且三角形形状的斜边84f从三角形形状的底部边缘84e的远端端部84g向上且向内延伸，以在仅稍高于下部筒形部段82f的外侧壁的最下边缘的点处附接至下部筒形部段82f的外侧壁，如可以在图17中观察到的。可能需要一些实验来将鳍部84定尺寸成实现最佳效果。起点是，底部边缘84e径向向外延伸约为下部筒形部段82f的竖向高度的一半的距离，并且斜边84f在下部筒形部段82f的相对于船体82的底部82g的竖向高度的约四分之一处附接至下部筒形部段82f。另一起点是，如果下部筒形部段82f的半径为r，那么鳍部84的底部边缘84e径向向外延伸额外的0.05r至0.20r、优选地为约0.10r至0.15r、并且更优选地为约0.125r。

图18是fdpso和/或fpso船舶80的船体82的如沿着图17中的线18-18观察到的横截面。径向支承构件94a、94b、94c和94d为内环形贮槽82h提供结构支承，该内环形贮槽82h被示出为具有由径向支承构件94间隔开的四个隔间。径向支承构件96a、96b、96c、96d、96e、96f、96g、96h、96i、96j、96k和96m为外环形贮槽82j以及贮槽82k和82m提供结构支承。外环形贮槽82j以及贮槽82k和82m由径向支承构件96分隔开。

根据本发明的fpso船舶、比如fpso船舶10、20和80可以在岸上制造，优选在造船厂使用常规的造船材料和技术制造。fpso船舶在平面图中优选地具有圆形形状，但是建造成本可能倾向于多边形形状，使得可以使用平坦的平面金属板而不是将板弯曲成期望的曲率。本发明包括一种具有在平面图中带有小平面的多边形形状的fpso船舶船体，比如在授权给haun并且通过参引并入本文的美国专利no.6,761,508中描述的。如果选择多边形形状，并且如果可移动缆索连接件是期望的，那么管状通道或导轨可以设计成具有适当的曲率半径并且安装有适当的支座以提供可移动缆索连接件。如果fpso船舶是根据图1至图4中的fpso船舶10的描述建造的，那么可能优选的是，将fpso船舶在不带中央柱的情况下移动至其最终目的地，将fpso船舶锚固在其期望的位置处，并且在fpso船舶已经移动并锚固就位之后将中央柱在海上安装。对于图7和图9中图示的实施方式，将可能优选的是，在fpso船舶在岸上的同时安装中央柱，将中央柱缩回至最上部的位置，并且在中央柱通过完全缩回而安装的情况下将fpso船舶拖至其最终目的地。在fpso船舶定位在其期望的位置处之后，中央柱可以伸出至期望的深度，并且中央柱的底部上的质量阱可以被填充以帮助稳定船体抵抗风、波浪和水流的作用。

在fpso船舶被锚固并且以其他方式完成fpso船舶的安装之后，假如安装了井架，则fpso船舶可以用于钻探探井或生产井，并且fpso船舶可以用于生产和储存资源或产物。为了卸载已经储存在fpso船舶上的流体货物，运输油轮靠近fpso船舶。

参照图1至图4，吊线可以储存在卷轴70a和/或70b上。吊线的端部可以用烟火枪从fpso船舶10射向油轮t，并且被油轮t上的人员抓住。吊线的另一端部可以附接至缆索18的油轮端部18c(图2)，并且油轮上的人员可以将缆索18的缆索端部18c拉动至油轮t，在油轮t处缆索端部18c可以附接至油轮t上的适当结构。然后油轮t上的人员可以将吊线的一个端部射向fpso船舶上的人员，该人员将吊线的那个端部钩挂至软管20的油轮端部20a(图2)。然后油轮上的人员可以将软管20的油轮端部20a拉动至油轮，并且将油轮端部20a紧固至油轮上的适当连接件以用于fpso船舶与油轮之间的流体连通。通常，货物将从fpso船舶上的储存器卸载至油轮，但是也可以相反地完成，即将来自油轮的货物卸载至fpso船舶以用于储存。

尽管软管可能很大、比如直径为20英寸，软管钩挂和卸载操作可能会花费较长时间，通常会花费许多小时，但不到一天。在此期间，油轮t通常将向fpso船舶的下风侧随动，并且随着风向变化而进行一些移动，油轮t通过可移动缆索连接件容纳在fpso船舶上，从而允许在不中断卸载操作的情况下油轮相对于fpso的可能通过270度的弧度的相当大的运动。在大风暴或狂风的情况下，卸载操作可以停止，并且如果需要，油轮可以通过释放缆索18与fpso船舶断开连接。在完成通常且平稳的卸载操作之后，软管端部20a可以与油轮断开连接，并且软管卷轴20b可以用于将软管20卷回成装载到fpso船舶上的软管卷轴20b上。第二软管和软管卷轴72设置在fpso船舶上以用于与fpso船舶10的相反侧部上的第二可移动缆索连接件60结合使用。然后缆索18的油轮端部18c可以断开连接，从而允许油轮t移动远离并且将油轮t接收的货物运输至岸上的港口设施。吊线可以用于将缆索18的油轮端部18c拉回至fpso船舶，并且缆索可以邻近fpso船舶漂浮在水上，或者缆索18的油轮端部18c可以附接至fpso船舶10的甲板12a上的卷轴(未示出)，并且缆索18可以卷绕到卷轴上以用于装载在fpso上，同时缆索18的双端部18a和18b(图12)保持连接至可移动缆索连接件40。

本发明涉及一种用于海上浮动式石油生产、储存及卸载的方法，该方法首先涉及通过独特形状的浮动船体从以下各者中的至少一者接收碳氢化合物：fpso、生产立管或海床上的井口。

下一步骤涉及对所接收的碳氢化合物进行处理，从而在浮动船体中形成碳氢化合物产物。

该方法通过将碳氢化合物产物储存在独特形状的浮动船体中而继续，其中，浮动船体具有圆形的船体平面图，并且其中，该浮动船体具有：底表面；顶部甲板表面；至少三个连接部段，所述至少三个连接部段串联地结合并绕竖向轴线对称地构造成使得连接部段从顶部甲板表面朝向底表面向下延伸，所述至少三个连接部段包括上部筒形部分、下部锥形部段、筒形颈部部段；以及一组鳍部，所述一组鳍部紧固至船体，所述一组鳍部构造成通过线性阻尼和二次阻尼来提供流体动力性能。

线性阻尼和二次阻尼都是用于量化不可压缩的均质牛顿流体中的浮动本体的流体动力行为的经验方法。在各种实施方式的上下文中，浮动钻机的鳍部和船体各自以通过线性阻尼和二次阻尼来提供流体动力性能的方式设计和构造，这涉及通过应用数值方法(线性方法或非线性方法)进行数值评估和实验，以用于确定粘性阻尼的准确估算。

与不包括鳍部特征的常规圆形漂浮物相比，如本文中所描述的包括一组鳍部的船体可以有助于fpso的流体动力性能(与阻尼有关)更好。鳍部的形状和/或尺寸也可以产生积极影响，从而有助于流体动力性能(与阻尼有关)更好。然而，在水流可能对流量和压力具有影响的水实施方式中，鳍部的不同的形状和/或尺寸可能做出不同的响应，这根据鳍部的形状和/或尺寸可能截然不同。

该方法通过将储存的碳氢化合物产物卸载至油轮或管线中的至少一者来继续。

在实施方式中，该方法设想了将浮动船体系泊至海底。

在该方法的实施方式中，浮动船体具有与筒形颈部部段接合的上部截头锥形侧部段和从主甲板向下延伸的上部筒形侧部段，并且上部截头锥形侧部段位于上部筒形侧部段下方，并且上部截头锥形侧部段被保持成位于针对石油钻探、生产、储存及卸载船舶的运输深度的吃水线上方并且部分地位于针对石油钻探、生产、储存及卸载船舶的操作深度的吃水线下方；并且其中，上部截头锥形侧部段具有从上部筒形侧部段的直径逐渐减小的直径。

在实施方式中，该方法包括在船体底表面处安装侧向延伸部的步骤。

在实施方式中，该方法包括使用多个鳍部部段，所述多个鳍部部段通过间隙彼此间隔开，所述间隙提供了在不与鳍部接触的情况下将生产立管和锚固线容纳在船体的外部上的位置。

在实施方式中，该方法包括使用所述一组鳍部中的鳍部以用于减少起伏，所述一组鳍部中的鳍部在竖向横截面中具有直角三角形形状。

在实施方式中，该方法包括使用具有底部边缘的鳍部，在该底部边缘中，三角形形状与船体的底表面共面。

在实施方式中，该方法包括鳍部，其中，鳍部的三角形形状的斜边从三角形形状的底部边缘的远端端部向上且向内延伸，以在仅比船体的外侧壁的最下边缘略高的点处附接至下部筒形部段的外侧壁。

在实施方式中，该方法包括使用独特形状的船体，该船体包括中央柱、具有正方形横截面的中央柱、以及具有八边形形状的质量阱。

在实施方式中，该方法包括使用至少三个连接部段，所述至少三个连接部段可以串联地结合并且绕竖向轴线对称地构造成使得连接部段从顶部甲板表面朝向底表面向下延伸。

本文中所公开的具体的结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为权利要求的基础以及作为用于教示本领域普通技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。

尽管已经着重于实施方式描述了这些实施方式，但是应当理解的是，在所附权利要求的范围内，实施方式可以以除了本文中具体描述的方式之外的方式来实践。