用于無轉塔的可分離隨氣候擺動fpso的可分離生產塢的制作方法
【專利摘要】用于系泊用于碳氫化合物生產的大型船只（10）的系統(tǒng)，這種船只（10）例如為FPSO船只，所述系泊系統(tǒng)包括至少兩個懸掛類型的漂浮主體（17），該漂浮主體借助于差異順應散射錨泊系統(tǒng)（12）系泊到海床，允許大型船只（10）部分地隨氣候擺動；立管系統(tǒng)（13，14），其從海床向各個漂浮主體（17）延伸，以及用于從兩個漂浮主體（17）向大型船只（10）傳送流體的器件，漂浮主體（17）和大型船只（10）設有鎖定器件（16），在船只（10）的船首和船尾處以機械剛性方式將漂浮主體（17）鎖定到大型船只（10），從而提供包括大型船只（10）和漂浮主體（17）的一體式的剛性地固定的單元。
【專利說明】用于無轉塔的可分離隨氣候擺動FPSO的可分離生產塢
[0001]本申請是國際申請日為2009年11月2日( 優(yōu)先權日:為2008年11月3日)的已進入中國國家階段的PCT專利申請(中國國家申請?zhí)枮?00980153909.8，國際申請?zhí)枮镻CT/N02009/000380，發(fā)明名稱為“用于無轉塔的可分離的隨氣候擺動的FPSO的可分離生產塢(DB))”)的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及用于系泊用于碳氫化合物生產的大型船只的系統(tǒng)，這種船只例如為FPSO(浮式采油、儲油和卸油系統(tǒng))船只，且包括系泊系統(tǒng)。
【背景技術】
[0003]使用系泊到海床的大型船只來例如用作用于離岸碳氫化合物生產、存儲和卸載的漂浮FPSO船只是眾所周知的。這種船只可借助于轉塔系統(tǒng)來系泊，以允許該FPSO取決于波浪、風或流的方向而隨氣候擺動(weathervane)。備選地，這種船只可使用由布置在懸鏈線輻展(spread)中的大量系泊繩索組成的系泊系統(tǒng)。
[0004]WO 2005/118389描述了一種用于動態(tài)定位船只的方法，其中定位系統(tǒng)控制至少一個定位機械，且其中兩個或更多的浮筒(各自包括至少一個定位機械)聯(lián)接到該船只。
[0005]US 2008070456描述了一種用于動態(tài)定位船只的方法，其中定位系統(tǒng)控制至少一個定位機械，且其中兩個或更多的浮筒(各自包括至少一個定位機械)聯(lián)接到該船只。
[0006]WO 2004/074085描述了一種用于裝載和卸載船只的設備，其中裝載管或裝載軟管經由漂浮的自系泊聯(lián)接單元連接到船只，該聯(lián)接單元被設計為系泊到該船只，優(yōu)選在該船只的歧管附近(系泊到該船只上)。該聯(lián)接單元具有足夠的推進能力以在裝載操作期間保持船只的位置。
[0007]WO 00/27692描述了一種用于在諸如鉆探、生產或地質操作的操作期間定位諸如船、駁船、半潛式船等的船只的設備。該設備包括單一漂浮結構，該漂浮結構在海中的豎直位置可調節(jié)，且其經由許多錨泊繩索錨泊到海床上。
[0008]與現(xiàn)有技術解決方案相關聯(lián)的問題為轉塔/回旋系統(tǒng)的有限的容量(參照隨氣候擺動)；由于使用了大量的通到擁擠的區(qū)域中的繩索(系泊設備、臍帶、電力電纜、立管)所致的繩索干涉；以及高基建投資成本。
[0009]此外，應該明白，與永久性轉塔系泊系統(tǒng)相比，現(xiàn)有的可分離的系統(tǒng)具有更小的容量。
【發(fā)明內容】
[0010]本發(fā)明的一個目標為提供一種系統(tǒng)，其允許在諸如例如在墨西哥灣中突然出現(xiàn)的颶風的極端氣象條件的情況中使系泊的船只快速分離。
[0011]本發(fā)明的另一個目標為允許船只在環(huán)境力改變方向的情況中不依賴轉塔而部分地隨氣候擺動。
[0012]本發(fā)明的一個進一步的目標為提供一種系統(tǒng)，其中船只不依賴系泊系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明的另一個目標為將來自具有大的懸掛區(qū)域的散射系泊系統(tǒng)的優(yōu)點與部分地隨氣候擺動和能夠在極端氣象條件的情況中快速分離的能力結合。
[0014]本發(fā)明的一個更進一步的目標為提供一種漂浮結構，其在分離模式中建立剛硬主體運動。
[0015]本發(fā)明的一個進一步的目標為提供一種可容易接近的且易于維護的鎖定機構，其僅在加強的預設計段處在大型船只的船體上施加力。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的目標借助于由獨立權利要求所進一步限定的用于系泊的系統(tǒng)和方法實現(xiàn)。本發(fā)明的實施例由從屬權利要求限定。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)部分地基于現(xiàn)有的原理/技術元素的使用，但有大大不同的應用，例如關于用于隨氣候擺動的漂浮單元的載荷傳送、生產容量等。
[0018]其結合了來自具有大的懸掛區(qū)域的散射系泊系統(tǒng)的優(yōu)點與部分地隨氣候擺動和在極端氣象條件的情況中分離的能力。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，提供了用于系泊用于碳氫化合物生產的大型船只(這樣的船只例如為FPSO船只)的系統(tǒng)。該系泊系統(tǒng)包括至少兩個借助于差異順應(differentiatedcompliance)散射錨泊系統(tǒng)系泊到海床的漂浮主體，以允許該大型船只部分地隨氣候擺動。此外，該系統(tǒng)包括從海床延伸到各個漂浮主體的立管系統(tǒng)，以及用于從該至少兩個漂浮主體向該大型船只傳送流體的器件，該漂浮主體和該大型船只設有鎖定器件，以借助于機械剛性連接器件在船只的船首和船尾處將漂浮主體鎖定到大型船只，從而在運行階段期間提供了大型船只的一體式的剛性地固定的部分。
[0020]大型船只和漂浮主體可借助于可釋放的凹槽和凸榫連接而剛性地互相連接，形成了臨時的剛性的防止主體運動(rigid body mot1n preventing)的互連。
[0021]凹槽可優(yōu)選地布置在大型船只上而對應的凸榫可布置在漂浮主體上，凹槽向下開口而凸榫為向上延伸的翅片或法蘭的形式，其被設計為以便與凹槽成鎖定接合。
[0022]漂浮主體可設有流體傳送系統(tǒng)，其與大型船只上的對應的流體傳送系統(tǒng)連通，該流體傳送系統(tǒng)為設有法蘭/鉸鏈的快速釋放硬管系統(tǒng)。
[0023]可使用四個漂浮主體，所述漂浮主體通過縱向的、橫向的支柱連同使沿直徑定位的漂浮主體對互相連接的桁架結構而剛性地互相連接。
[0024]為了將大型漂浮船只系泊到至少兩個漂浮主體(其中各個漂浮主體借助于多個系泊繩索系泊到海床)，該大型漂浮船只被帶到鄰近該至少兩個漂浮主體或在它們之間的位置上，在該位置上，例如借助于粗纜向內拉漂浮主體，并通過對漂浮主體卸壓艙物而固定到該大型船只，使得凸榫與大型船只上的凹槽接合，建立船只和漂浮主體的固定的互相連接，從而建立用于大型船只的散射系泊。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，提供了用于連接諸如立管、臍帶、高壓(HV)電力等的繩索的顯著更大的區(qū)域。
[0026]因此，與現(xiàn)有技術FPSO船只相比，其允許用于海床生產系統(tǒng)的高得多的產量和電力供應，允許使用增加了數(shù)量的生產立管、臍帶和電力供應電纜。因此，這種單元可在有更高產量的更大現(xiàn)場處使用。另外，由于可應用更大數(shù)量的泵和/或更大的泵，產量可增加。為了使用現(xiàn)有技術FPSO解決方案實現(xiàn)同樣的結果，必須使用兩個或更多的FPSO船只。
[0027]此外，該系統(tǒng)允許不使用轉塔/回旋系統(tǒng)即部分地隨氣候擺動。
[0028]由于延展了該系統(tǒng)可運行于其中的氣象窗的范圍以及更加靈活的系泊程序，還可實現(xiàn)潛在的成本節(jié)約。根據(jù)本發(fā)明，可減少基建費用(capex)和運行費用(opex)。
[0029]此外，根據(jù)本發(fā)明的解決方案特別適合在有颶風和臺風傾向的區(qū)域中使用。因此，該解決方案特別但非排他地適于在墨西哥灣或在亞洲以及中國的離岸海面上使用。
[0030]本解決方案還允許使用一些備選的立管系統(tǒng)，例如自由懸掛立管、柔性立管、鋼懸鏈線立管(SCR)、管套管立管(PIP)、立管塔解決方案等。
[0031]一個進一步的主要優(yōu)點為根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)就安裝而言是靈活的。例如，立管等的安裝可不依賴生產船只的存在即完成，這種自由度在現(xiàn)場處的安裝階段中是十分重要的。
[0032]此外，為了檢查維護、維修等而接近立管等也被極大地改進和簡化了，減少了運行成本并最大程度減少了生產系統(tǒng)的停機時間，而通過傳統(tǒng)的回旋/轉塔進行的操作和處理施加了較大的限制以及對關停不止一個立管中的生產的要求，也即損失了產量。
[0033]相比于典型的“單船體” FPS0,分離程序和操作被極大地改進了，對成本和安全兩者具有積極的影響。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，可為可行的是使用多種類型的立管構型，或者以組合的方式，或針對單個FPSO有一個類別。相比于現(xiàn)有技術解決方案，操作的自由度改進了，在現(xiàn)有技術的解決方案中，由于在安裝期間立管管道的剛度，在轉塔/回旋解決方案中懸掛鋼懸鏈線立管可能是困難的。
[0035]此外，根據(jù)本發(fā)明，可實現(xiàn)船只和漂浮器(可為多個)之間的剛性連接，借此該船只和該漂浮器(可為多個)可作為單個一體式漂浮主體而運作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]在下文中，將進一步詳細地描述本發(fā)明的一個實施例，參照附圖，其中:
圖1示出了用于通過立管系統(tǒng)來生產諸如油和氣體的碳氫化合物的船只的頂視圖，該船只借助于系泊系統(tǒng)系泊到海床；
圖2示出了圖1中示出的船只的透視圖，示出了兩種類型的立管系統(tǒng)13，14;
圖3示出了設有根據(jù)本發(fā)明的漂浮塢立管和系泊系統(tǒng)的船只的透視圖；
圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的漂浮塢的頂視圖；以及圖5示出了圖4中示出的漂浮塢的側視圖。
【具體實施方式】
[0037]圖1示意性地示出了用于諸如油和/或氣體的碳氫化合物的生產的船只10的頂視圖。船只10借助于散射系泊設備而系泊到海床11，該系泊設備包括前面的兩組從船只10的首部向下和向外延伸的系泊繩索12和對應的后面的兩組從船只10的尾部向下和向外延伸的系泊粗纜。
[0038]此外，如圖1和圖2兩者所示，船只10設有在海床11和船只10之間延伸的四組立管13，14。這幾組立管中的兩組13設有水下浮筒15以補償船只10的可能的豎直和/或水平運動。立管13，14借助于立管附連布置17附連到船只10。
[0039]圖3示意性透視地示出了船體10，其設有船體/塢連接16和漂浮塢17，這種漂浮塢17借助于若干塢系泊設備12系泊到海床。漂浮塢17為可浮主體的形式。此外，一些立管13，14終止于漂浮塢17的平臺處。此外，該系統(tǒng)包括用于從在漂浮塢的平臺上的立管終止處向船只10傳送碳氫化合物的傳送系統(tǒng)。
[0040]船只10設有剛性地固定到船只10的船體側上的附連器件16。這種附連器件16可例如為凹槽類型的連接件的形式，而漂浮塢設有剛性地固定到漂浮塢17的對應的凸榫器件，該兩個連接器件因此提供了剛性類型的凹槽和凸榫連接，當漂浮塢17與船只10鎖定接合時提供了包括船只10和漂浮主體17的剛性結構。應該明白在相對于船只10定位漂浮主體17期間，可使用臨時的粗纜，以便將漂浮主體17橫向拉進相對于船只10的位置上。一旦漂浮主體17沿著船只10的船體側處在合適的位置上，就可對該漂浮主體17卸壓艙物和/或對該船只10加壓艙物，使得凸榫與凹槽接合，建立剛性連接。
[0041]船體/漂浮塢連接16以這樣的方式配置:即，使漂浮塢17可從船只10快速分離。為了這個目的，連接16可為凹槽和凸榫類型。然而應該明白，船只和漂浮塢之間的連接可為任何其它合適的機械類型。
[0042]優(yōu)選地，該連接可為基于借助于來自漂浮塢17的浮力提供的向上推力的類型，船只10上僅有的推力產生點通過在海平面之上在船只10和漂浮塢17之間的觸點16(而實現(xiàn))。
[0043]圖4和圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的漂浮塢17的一個實施例。漂浮塢17包括四個可浮主體20，該四個主體20借助于橫向的和縱向的加強件或支柱21且還借助于對角地布置的桁架19互相連接。如圖5所示，該桁架和/或支柱布置在可浮主體20的較低端處。
[0044]根據(jù)本發(fā)明，思想為使用標準的FPSO船體，在連接區(qū)域周圍局部采用(系泊設備)以處理系泊力。系泊設備將為允許部分地隨氣候擺動的順應性系統(tǒng)。卸載系統(tǒng)將允許關于其轉臺有甚至更大的卸載部。懸掛/系泊單元可基于“Seadock?”系統(tǒng)的原理，在那種情況下，推薦具有兩個單元(也即一個在船首中而一個在船尾中)。備選地，可存在四個較小的單元(也即兩個在船首處而兩個在船尾處)。在兩種情況中，需要連接這些單元以形成剛性主體運動。
[0045]該新元件為多種系統(tǒng)的組合以建造新的漂浮生產單元，其允許在極端氣象(例如墨西哥灣中的颶風)的情況中快速分離。盡管形成了根據(jù)本發(fā)明的裝配單元的多種元件本質上可為已知的，對船體設計、操作和立管/系泊懸掛單元的組合的集成和系統(tǒng)采用以及卸載系統(tǒng)是獨特的。
[0046]漂浮主體/多個漂浮主體可設有任何合適類型的緩沖系統(tǒng)。由于這種緩沖系統(tǒng)被本領域技術人員所熟知，因此將不再進一步詳細地公開或描述該緩沖系統(tǒng)。
[0047]如圖所示，漂浮主體優(yōu)選為傾向于在船體的底下延伸而非傾向于與船只的船體底部處于支承接觸的類型。
【權利要求】
1.一種用于系泊用于碳氫化合物生產的大型船只(10)的系統(tǒng)，所述系泊系統(tǒng)包括: 至少兩個懸掛類型的漂浮主體(17)，該漂浮主體借助于差異順應散射錨泊系統(tǒng)(12)系泊到海床，允許所述大型船只(10)部分地隨氣候擺動； 至少一個立管系統(tǒng)(13，14)，其從所述海床延伸到各個所述漂浮主體(17)，以及 用于從所述兩個漂浮主體(17)向所述大型船只(10)傳送流體的器件， 其中，所述漂浮主體(17)和所述大型船只(10)設有鎖定器件(16)，用于在所述船只(10)的船首和船尾處以機械剛性方式將所述漂浮主體(17)鎖定到所述大型船只(10)，從而提供包括所述大型船只(10)和所述漂浮主體(17)的一體式的剛性地固定的單元；并且 其中，所述鎖定器件包括可釋放的凹槽和凸榫連接，形成了防止所述船只(10)與所述漂浮主體(17)的相對運動的剛性互連。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述凹槽布置在所述大型船只(10)上而對應的所述凸榫布置在所述漂浮主體(17)上，所述凹槽向下開口而所述凸榫為向上延伸的翅片或法蘭的形式。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于傳送流體的器件是流體傳送系統(tǒng)，所述流體傳送系統(tǒng)與所述大型船只(10)上的對應的流體傳送系統(tǒng)連通，該流體傳送系統(tǒng)為設有法蘭/鉸鏈的快速釋放硬管系統(tǒng)。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，使用了四個漂浮主體(17)，所述漂浮主體(17)通過縱向的、橫向的支柱連同使沿直徑定位的漂浮主體(17)對互相連接的桁架結構剛性地互相連接。
5.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)用于系泊FPSO船只(10)。
6.一種用于將大型漂浮船只(10)系泊到至少兩個漂浮主體(17)的方法， 其中，各個所述漂浮主體(17)借助于多個系泊繩索(12)系泊到海床， 其中，所述大型漂浮船只(10 )定位在鄰近或高于所述至少兩個漂浮主體(17)且在它們之間的位置上，在該位置上，朝著所述大型船只向內拉所述漂浮主體(17)，建立用于所述大型船只的散射系泊；其中，所述漂浮主體(17)和所述大型船只(10)設有鎖定器件(16)，用于在所述船只(10)的船首和船尾處以機械剛性方式將所述漂浮主體(17)鎖定到所述大型船只(10)，從而提供包括所述大型船只(10)和所述漂浮主體(17)的一體式的剛性地固定的單元；并且 其中，所述鎖定器件包括可釋放的凹槽和凸榫連接，形成了防止所述船只(10)與所述漂浮主體(17)的相對運動的剛性互連。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，包括當所述漂浮主體(17)在鄰近所述船只的位置上時，對所述漂浮主體(17)卸壓艙物，由此使所述漂浮主體(17)向上移動以接合所述凹槽和凸榫連接，從而與所述船只(10)建立剛性機械連接。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述凹槽布置在所述大型船只(10)上而對應的所述凸榫布置在所述漂浮主體(17)上，所述凹槽向下開口而所述凸榫為向上延伸的翅片或法蘭的形式。
9.根據(jù)權利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，所述漂浮主體設有流體傳送器件，所述流體傳送器件為與所述大型船只(10)上的對應的流體傳送系統(tǒng)連通的流體傳送系統(tǒng)，該流體傳送系統(tǒng)為設有法蘭/鉸鏈的快速釋放硬管系統(tǒng)。
10.根據(jù)權利要求6— 9中的任一項所述的方法，其特征在于，使用了四個漂浮主體(17)，所述漂浮主體(17)通過縱向的、橫向的支柱連同使沿直徑定位的漂浮主體(17)對互相連接的桁架結構剛性地互相連接。
11.根據(jù)權利要求6— 10中的任一項所述的方法，其特征在于，包括將FPSO船只(10)系泊到所述漂浮主體(17)。
【文檔編號】B63B22/02GK104229074SQ201410368401
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2009年11月2日 優(yōu)先權日:2008年11月3日
【發(fā)明者】S. 梅林 T., 奧盧夫森 A. 申請人:斯塔特伊石油公司