一种分段自锁定的筒基式自安装平台及其安装方法与流程

本发明涉及海洋石油工程，具体而言，尤其是关于一种适用于浅水油气作业的分段自锁定的筒基式自安装平台及其安装方法。

背景技术：

1、随着海洋石油探明储量不断增加，石油开发需求也在逐年增长。自安装平台因其作业效率较高，被广泛应用于海洋石油钻井工程，通常由上部浮体、桩腿及升降机械等三大部分组成。由于自安装平台结构特性，需要借助工程船拖航至指定海域进行安装，受平台稳性限制，其升降桩腿不宜过长，且因海底地质条件的多变性，可能存在桩靴底部地基承载力较弱、地基穿刺以及拔靴困难等问题，致使运输成本和建造成本较高。

2、因此，需要设计安全高效的自安装平台形式，达到可迁徙可重复使用的目的，降低作业成本，提高作业效率。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种分段自锁定的筒基式自安装平台及其安装方法，旨在克服现有自安装平台的不足，开发适用于浅水油气作业的可拆卸、可重复使用的自安装平台。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种分段自锁定的筒基式自安装平台，包括上部主平台和下部支撑；

4、其中，所述上部主平台包括上部浮体、升降装置和升降桩腿，所述上部浮体上安装有多根所述升降桩腿，并由所述升降装置控制所述升降桩腿的升降；

5、所述下部支撑包括固定桩腿和吸力筒，所述固定桩腿与所述升降桩腿数量一致，所述固定桩腿和所述升降桩腿通过连接段形成一体；每一所述固定桩腿的底部均紧固连接一所述吸力筒，所述吸力筒可插入海床中并形成负压式固定，用于固定所述下部支撑。

6、作为优选：所述升降桩腿的下端形成喇叭口，并且在靠近所述喇叭口上方的所述升降桩腿上设置有插销，相对应地，在靠近所述固定桩腿上端的位置处设置有插孔，所述喇叭口用于在连接时对所述升降桩腿和固定桩腿进行精准限位；所述升降桩腿和固定桩腿通过所述插销和插孔紧固连接形成一体，以防止所述升降桩腿和固定桩腿的相对位移。

7、作为优选：在所述固定桩腿的上端包裹有缓冲垫，所述缓冲垫材质为实心或空心橡胶，用于保护端口。

8、作为优选：在相邻的两所述固定桩腿之间设置有桁架结构的支撑杆，用于承受水平荷载。

9、作为优选：在所述吸力筒上设置有排水孔，所述排水孔用于排出所述吸力筒内的海水以形成负压。

10、第二方面，本发明提供了一种如本发明第一方面所述的分段自锁定的筒基式自安装平台的安装方法，包括以下步骤：

11、步骤一：先将固定桩腿、支撑杆和吸力筒预制成一个整体，并拖运至指定海域，吸力筒插入海床中，并将吸力筒内海水排出，利用负压继续贯入至指定深度，整个下部支撑固定于海床上；

12、步骤二：上部浮体、升降装置和升降桩腿组成上部主平台，按照常规自安装平台拖运方法，将升降桩腿收起，拖运至先前预埋的下部支撑上方海域，对齐大致方位角度；

13、步骤三：升降桩腿通过升降装置进行下放，在靠近连接处喇叭口处时，喇叭口会对升降桩腿端口进行限位，确保其与固定桩腿连接；升降桩腿继续下放至插孔处，将插销插入，完成连接；

14、步骤四：当作业完成或需要紧急撤离时，拔出插销，升降桩腿在升降装置的辅助下提升，之后升降桩腿和固定桩腿完成解脱，上部主平台撤出，下部支撑保持原位。

15、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

16、1、本发明的筒基式自安装平台采用分段式安装方法可以减少上部平台升降桩腿长度，降低了重心，提高了平台漂浮稳性，因此可在保证拖航安全的同时缩减运输成本。

17、2、本发明的筒基式自安装平台底部支撑采用负压式吸力筒进行固定，具有较高的适应性，可提供远大于常规桩靴方案的承载能力，且使用寿命较长。

18、3、本发明的筒基式自安装平台底部支撑和固定桩腿焊接为一个整体，不易发生变形及振动，且喇叭口可以将固定桩腿和升降桩腿进行精确限位，确保二者连接为一个整体。

19、4、本发明提供的筒基式自安装平台，由于固定桩腿可以提供足够的支撑力，升降桩腿的刚度、强度的要求不高，可减少压桩对升降系统的能力要求，且平台所受环境载荷也随之减小，建造成本显著降低。

20、5、本发明提供的筒基式自安装平台，当目前区域作业完成后，升降桩腿可轻易与固定桩腿解脱，前往指定区域进行下一次作业，实现可迁徙可重复使用功能，不会出现拔桩困难等问题，大大提升作业效率。

21、6、本发明提供的筒基式自安装平台，当遭遇极端海况如热带气旋或超强台风时，上部生产组块可快速分离，及时撤回安全海域，最大程度地保障人员和财产安全。

技术特征：

1.一种分段自锁定的筒基式自安装平台，其特征在于，包括上部主平台和下部支撑；

2.根据权利要求1所述的筒基式自安装平台，其特征在于，所述升降桩腿的下端形成喇叭口，并且在靠近所述喇叭口上方的所述升降桩腿上设置有插销，相对应地，在靠近所述固定桩腿上端的位置处设置有插孔，所述喇叭口用于在连接时对所述升降桩腿和固定桩腿进行精准限位；所述升降桩腿和固定桩腿通过所述插销和插孔紧固连接形成一体，以防止所述升降桩腿和固定桩腿的相对位移。

3.根据权利要求2所述的筒基式自安装平台，其特征在于，在所述固定桩腿的上端包裹有缓冲垫，所述缓冲垫材质为实心或空心橡胶，用于保护端口。

4.根据权利要求2所述的筒基式自安装平台，其特征在于，在相邻的两所述固定桩腿之间设置有桁架结构的支撑杆，用于承受水平荷载。

5.根据权利要求2所述的筒基式自安装平台，其特征在于，在所述吸力筒上设置有排水孔，所述排水孔用于排出所述吸力筒内的海水以形成负压。

6.一种如权利要求2至5任意一项所述的分段自锁定的筒基式自安装平台的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种分段自锁定的筒基式自安装平台，包括上部主平台和下部支撑；其中，上部主平台包括上部浮体、升降装置和升降桩腿，上部浮体上安装有多根升降桩腿，并由升降装置控制升降桩腿的升降；下部支撑包括固定桩腿和吸力筒，固定桩腿与升降桩腿数量一致，固定桩腿和升降桩腿通过连接段形成一体；每一固定桩腿的底部均紧固连接一吸力筒，吸力筒可插入海床中并形成负压式固定，用于固定下部支撑。本发明可实现自安装平台可迁徙、可重复使用的功能，提高作业效率的同时减小建造和运输成本。技术研发人员：李达,沈晓鹏,苏云龙,白雪平,孙思宇,谢文会,易丛,宋春辉,高一迪,马荣太,贾尚儒受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17