半潜式钻井辅助平台锚系泊结构的制作方法

1.本发明涉及海洋工程技术领域，特别涉及一种半潜式钻井辅助平台锚系泊结构。


背景技术：

2.半潜式钻井辅助平台、辅助钻井驳、钻井平台等海洋工程，主要进行海上石油开采作业，海况复杂多变，平台一般配备各种海上作业系泊设备，系泊要求高。
3.而且需要配备动力定位系统设备，设备采购、安装、运营成本高。在恶劣海上环境操作，对本身及海洋工程平台结构强度、稳性要求较高。
4.中国发明zl 200910181058.x中公开一种深水半潜式钻井平台包括浮箱、立柱、横撑杆和主甲板，主甲板中部的月池上方设置有一钻台，钻台上设置有一井架，井架的一侧增加有用来预接钻具的半个井架空间，隔水管、钻柱、防喷器和采油树分别布置于月池前后左右侧的主甲板上；采用锚泊定位和动力定位组合定位系统，锚泊定位系统由布置在主甲板左、右舷的前、后4组锚机组成，每组锚机配有3根锚链，动力定位系统由设置在两浮箱的底部前、后四个角落的8台360
°
全回转的动力推进器组成。
5.上述的锚泊定位系统的每组锚机采用三组锚链组成，其结构复杂，锚链制造成本高，长时间使用受海水侵蚀导致维护难度大，整个系统造价高昂，运营维护成本高，不利于半潜式钻井长期稳定运营。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决现有技术中存在的“上述的锚泊定位系统的每组锚机采用三组锚链组成，其结构复杂，锚链制造成本高，长时间使用受海水侵蚀导致维护难度大，整个系统造价高昂，运营维护成本高，不利于半潜式钻井长期稳定运营”的技术问题。为此，本发明提出一种半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，平台稳定效果更加，优化结构，方便施工建造，降低后续运营维护成本，提升平台使用寿命和经济效益。
7.根据本发明的一些实施例的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，应用于半潜式钻井平台上，包括甲板包，所述甲板包上设置有管架甲板和锚机，所述管架甲板分布于所述甲板包的四个角落，各所述管架甲板上分别设置有所述锚机；
8.每组所述锚机设置有钢丝绳和两组锚，所述锚机上设置有导向轮，所述导向轮用于牵引所述钢丝绳拖动两所述锚，所述甲板包四个角落的所述锚机通过所述锚把钻井平台定位在海上运营位置；
9.所述甲板包下方设置有四组立柱，所述立柱下方设置有浮箱，所述立柱对应所述管架甲板的位置分布，所述浮箱表面设置有浮箱甲板，所述浮箱甲板和所述甲板包之间通过所述立柱连接，所述浮箱对应所述锚机的位置设置有锚架，当钻井平台处于拖航状态时，所述锚机的锚固定于所述锚架内。
10.根据本发明的一些实施例，所述立柱上设置有导轮支座，所述导向轮转动连接于所述导轮支座上，所述导向轮与所述锚机的绳索投放点处于同一垂线上，用于使所述钢丝
绳牵引过程中与垂线的夹角处于0
°
～5
°
，减少分力导致的磨损。
11.根据本发明的一些实施例，所述管架甲板上向所述甲板包外侧延伸一锚机平台，所述锚机设置于所述锚机平台上，所述锚通过所述钢丝绳向所述浮箱的外侧海域垂直下落，用于避免所述锚与所述立柱碰撞。
12.根据本发明的一些实施例，所述锚机平台的下方设置有维护平台，所述维护平台与所述管架甲板连接，所述维护平台用于方便维护所述钢丝绳和所述锚。
13.根据本发明的一些实施例，所述浮箱内设置有贮缆绞车间，所述贮缆绞车间内设置有贮缆绞车，所述贮缆绞车与所述锚机处的所述钢丝绳连接，所述贮缆绞车用于收放所述钢丝绳并控制所述锚的投放高度。
14.根据本发明的一些实施例，每组所述锚机设置有两组所述钢丝绳，各所述钢丝绳分别与所述锚连接，所述贮缆绞车分别与两所述钢丝绳连接，对两所述钢丝绳进行收放。
15.根据本发明的一些实施例，所述贮缆绞车和所述锚机之间的所述钢丝绳与垂线方向重合。
16.根据本发明的一些实施例，所述锚架于所述浮箱的设置高度与钻井平台拖航吃水深度一致，所述锚固定于所述锚架上时，所述锚的主体高于海平面，便于维护。
17.根据本发明的一些实施例，所述锚固定于所述锚架上时，所述锚与垂线的夹角不大于30
°
；所述锚从所述导轮支座处的投放角度不小于60
°
。
18.根据本发明的一些实施例，当所述锚机的两所述锚固定于同一所述锚架时，两所述锚之间的夹角不大于15
°
，两所述锚之间的间距大于200mm，所述锚距离所述浮箱侧壁的距离不大于6米，用于防止所述锚晃动碰撞钻井平台。
19.根据本发明的一些实施例的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，至少具有如下有益效果：四组所述锚机共八根所述锚组成8点系泊系统，所述钢丝绳和所述锚连接投放，能够为钻井平台提供良好的稳定性，简化了所述锚机的所述锚数量，优化结构，方便施工建造，降低平台后续运营维护成本，提升钻井平台使用寿命和经济效益。
20.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为本发明实施例的锚系泊甲板平面布置示意图；
23.图2为本发明实施例的锚系泊侧视布置示意图；
24.图3为本发明实施例的锚系泊平台布置示意图；
25.图4为本发明实施例的锚系泊横剖视图；
26.图5为本发明实施例的锚系泊纵剖视图；
27.图6为本发明实施例的锚系泊俯视图。
28.附图标记：
29.甲板包100、管架甲板110、
30.锚机200、左前锚机210、右前锚机220、左后锚机230、右后锚机240、钢丝绳250、导
向轮260、锚270、贮缆绞车280、
31.浮箱300、浮箱甲板310、贮缆绞车间320、
32.立柱400、
33.维护平台510、锚机平台520、锚架530、导轮支座540。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右、顶、底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。
36.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
37.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
38.下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构。
39.如图1-图6所示，半潜式钻井辅助平台锚系泊结构应用于半潜式钻井平台上，包括甲板包100，甲板包100上设置有管架甲板110和锚机200，管架甲板110分布于甲板包100的四个角落，各管架甲板110上分别设置有锚机200。即甲板包100的四个角落分别设置有一组管架甲板110，每一组管架甲板110均设置有一组锚机200，在本发明中，甲板包100的四个角落结构相同。四个角落分别设置有左前锚机210、右前锚机220、左后锚机230和右后锚机240，当仅描述其中一个角落的结构时，其余三个角落的结构等同公布。
40.具体地，每组锚机200设置有钢丝绳250和两组锚270，锚机200上设置有导向轮260，导向轮260用于牵引钢丝绳250从而拖动两组锚270进行投放或收卷。甲板包100四个角落的锚机200通过把组锚270把钻井平台定位在海上运营位置，使钻井平台平稳工作在指定海域内。
41.而甲板包100下方设置有四组立柱400，立柱400下方设置有浮箱300，立柱400对应管架甲板110的位置分布，浮箱300表面设置有浮箱甲板310，浮箱甲板310和甲板包100之间通过立柱400连接，浮箱300对应锚机200的位置设置有锚架530，当钻井平台处于拖航状态时，锚机200的锚270固定于锚架530内。具体地，导向轮260焊接在立柱400上，导向轮260的位置为锚270收卷固定的位置。当锚270收卷固定在锚架530内时，导向轮260起到限位锚270的一端的作用。
42.与现有的锚270泊定位系统相比，本发明的锚270系泊结构通过简化锚机200的锚270数量和把锚270链替换成钢丝绳250，改用两组锚270的结构后能够简化锚机200结构，减
少系统建造成本，也减少了后期运营维护的成本。现有的锚270泊定位系统具有12组锚270，本发明的锚270系泊结构具有8组锚270，每次对平台运营维护能够节省接近30％的维护费用，不管是前期平台搭建成本还是后期运营维护成本均得到较大幅度的优化，降低运营总成本，促进市场经济发展，本发明简单的均衡的结构设计方案，减少建造成本，且通过简化锚机200结构能够降低系统的故障率，有效提升钻井平台的安全运营寿命。
43.本发明采用8点系泊结构设计形式，结构形式简单，不采用现有的动力定位系统进行定位，能够有效减少对海洋环境的污染影响，有利于环境保护。平台在海上作业时其每个方位位置均能浮态均衡，平稳锚270定，从而确保海上半潜式钻井辅助平台各类安全施工和作业。
44.在本发明的一些实施例中，如图2、图4、图5和图6所示，立柱400上设置有导轮支座540，导向轮260转动连接于导轮支座540上，导向轮260与锚机200的绳索投放点处于同一垂线上，用于使钢丝绳250牵引过程中与垂线的夹角处于0
°
～5
°
，减少分力导致的磨损。具体地，立柱400上的导轮支座540与导向轮260连接，导轮支座540能够控制导向轮260的实际角度，从而起到牵引钢丝绳250和锚270的方向。导轮支座540和导向轮260的技术方案为本领域技术人员所熟知的技术方案，在本实施例中不再详细描述。
45.当锚机200的锚270处于投放状态时，锚270的钢丝绳250处于0
°
～5
°
之间，能够尽量减少钢丝绳250的分力，避免高丝绳长期受分力影响导致磨损加速。钢丝绳250与现有的锚270链相比，钢丝绳250的牵引调节范围更大，且钢丝绳250有多股细绳缠绕而成，绳身比较平顺，在收放过程中比锚270链更流畅，对电机的损耗更小。耐腐蚀程度和拉力更优秀，被广泛应用在海上建筑上，包括但不限于吊索桥、海面钢索等使用环境。采用钢丝绳250待提锚270链，能够对锚270起到更好的牵引效果。
46.在本发明的一些实施例中，如图1-图6所示，管架甲板110上向甲板包100外侧延伸一锚机平台240，锚机200设置于锚机平台240上，锚270通过钢丝绳250向浮箱300的外侧海域垂直下落，用于避免锚270与立柱400碰撞。
47.根据钢丝绳250实际走向需要，为避开钢丝绳250碰撞立柱400的侧面，管架甲板110向外延伸设计有布置锚机平台240，锚机200坐落在管架甲板110及锚机平台240的上面。钢丝绳250沿着立柱400侧面延伸至浮箱甲板310上方位置并与锚270连接，通过导向轮260实现向外、向前、向后等多个方向的转向，每组锚机200各2个锚270可以向各方位的海水投放。前后左右各4个主体立柱400结构，每个立柱400各设计布置2个锚270、两个导向轮260和两根钢丝绳250250。管架甲板110的高度依据实际设计确定，导向轮260距离锚机200的高度根据钢丝绳250下方的牵引状态角度设置，角度不大于5
°
。
48.在本发明的一些实施例中，如图2-图4所示，锚机平台240的下方设置有维护平台510，维护平台510与管架甲板110连接，维护平台510用于方便维护钢丝绳250和锚270。
49.具体地，锚机平台240的下方设计布置有维护平台510，方便锚机200维护。锚270布置在浮箱甲板310上方位置，位于立柱400的侧面，在不使用期间，锚270放置于固定在浮箱300外侧焊接固定的锚架530上。
50.在本发明的一些实施例中，如图2、图4、图5和图6所示，浮箱300内设置有贮缆绞车间320，贮缆绞车间320内设置有贮缆绞车280，贮缆绞车280与锚机200处的钢丝绳250连接，贮缆绞车280用于收放钢丝绳250并控制锚270的投放高度。
51.具体地，每台锚机200的钢丝绳250随着立柱400向下进入浮箱300内设置的贮缆绞车间320内，贮缆绞车280布置在贮缆绞车间320内，每一组锚机200各2条钢丝绳250与贮缆绞车280连接，分别左右绞缆，实现钢丝绳250的收放和储存，收卷的钢丝储存在贮缆绞车间320内部。
52.在进一步实施例中，如图2、图4、图5和图6所示，每组锚机200设置有两组钢丝绳250，各钢丝绳250分别与锚270连接，贮缆绞车280分别与两钢丝绳250连接，对两钢丝绳250进行收放。每一组锚机200的两钢丝绳250均有同一组贮缆绞车280控制收卷，简化结构，降低故障率。
53.在本发明的一些实施例中，如图4和图5所示，贮缆绞车280和锚机200之间的钢丝绳250与垂线方向重合。确保钢丝绳250外部走向垂直状态接出到锚270，同时内部走向也保持垂直状态，垂直直通通过立柱400进入到浮箱300内的贮缆绞车间320，并准确接入贮缆绞车280上，确保钢丝绳250导向方向保持垂直，不产生分力，有利于减少钢丝绳250的磨损。
54.在本发明的一些实施例中，如图2和图4所示，锚架530于浮箱300的设置高度与钻井平台拖航吃水深度一致，锚270固定于锚架530上时，锚270的主体高于海平面，便于维护。
55.具体地，锚架530设置在浮箱300外侧并焊接固定，其高度设计位置与设计拖航吃水深度保持一致，保证锚270的主体大部分能够露出拖航吃水位置以上，方便锚270固定在锚架530上时进行维护。
56.在本发明的一些实施例中，如图4所示，锚270固定于锚架530上时，锚270与垂线的夹角不大于30
°
，锚270从导轮支座540处的投放角度不小于60
°
。能够避免锚270与立柱400和锚架530之间的触碰。
57.在进一步实施例中，如图2、图5和图6所示，当锚机200的两锚270固定于同一锚架530时，两锚270之间的夹角不大于15
°
，两锚270之间的间距大于200mm，锚270距离浮箱300侧壁的距离不大于6米，用于防止锚270晃动碰撞钻井平台。具体地，为了防止钻井平台在海上产生横摇、纵摇时碰撞钻井平台。各组锚270的水平角度设计值不大于15
°
，两锚270之间的净空距离大于200mm，确保每组2个锚270之间不产生碰撞。锚270距离浮箱300外侧的距离不大于6m，确保方便停靠码头。贮缆绞车间320设置在浮箱300外侧的位置，靠近锚270的位置设置，确保钢丝绳250的导向方向保持垂直，不产生分力，有利于减少钢丝绳250磨损。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
59.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，应用于半潜式钻井平台上，包括甲板包(100)，所述甲板包(100)上设置有管架甲板(110)和锚机(200)，所述管架甲板(110)分布于所述甲板包(100)的四个角落，各所述管架甲板(110)上分别设置有所述锚机(200)；其特征在于，每组所述锚机(200)设置有钢丝绳(250)和两组锚(270)，所述锚机(200)上设置有导向轮(260)，所述导向轮(260)用于牵引所述钢丝绳(250)拖动两所述锚(270)，所述甲板包(100)四个角落的所述锚机(200)通过所述锚(270)把钻井平台定位在海上运营位置；所述甲板包(100)下方设置有四组立柱(400)，所述立柱(400)下方设置有浮箱(300)，所述立柱(400)对应所述管架甲板(110)的位置分布，所述浮箱(300)表面设置有浮箱甲板(310)，所述浮箱甲板(310)和所述甲板包(100)之间通过所述立柱(400)连接，所述浮箱(300)对应所述锚机(200)的位置设置有锚架(530)，当钻井平台处于拖航状态时，所述锚机(200)的锚(270)固定于所述锚架(530)内。2.根据权利要求1所述的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，其特征在于，所述立柱(400)上设置有导轮支座(540)，所述导向轮(260)转动连接于所述导轮支座(540)上，所述导向轮(260)与所述锚机(200)的绳索投放点处于同一垂线上，用于使所述钢丝绳(250)牵引过程中与垂线的夹角处于0
°
～5
°
，减少分力导致的磨损。3.根据权利要求2所述的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，其特征在于，所述管架甲板(110)上向所述甲板包(100)外侧延伸一锚机平台(240)，所述锚机(200)设置于所述锚机平台(240)上，所述锚(270)通过所述钢丝绳(250)向所述浮箱(300)的外侧海域垂直下落，用于避免所述锚(270)与所述立柱(400)碰撞。4.根据权利要求3所述的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，其特征在于，所述锚机平台(240)的下方设置有维护平台(510)，所述维护平台(510)与所述管架甲板(110)连接，所述维护平台(510)用于方便维护所述钢丝绳(250)和所述锚(270)。5.根据权利要求2所述的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，其特征在于，所述浮箱(300)内设置有贮缆绞车间(320)，所述贮缆绞车间(320)内设置有贮缆绞车(280)，所述贮缆绞车(280)与所述锚机(200)处的所述钢丝绳(250)连接，所述贮缆绞车(280)用于收放所述钢丝绳(250)并控制所述锚(270)的投放高度。6.根据权利要求5所述的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，其特征在于，每组所述锚机(200)设置有两组所述钢丝绳(250)，各所述钢丝绳(250)分别与所述锚(270)连接，所述贮缆绞车(280)分别与两所述钢丝绳(250)连接，对两所述钢丝绳(250)进行收放。7.根据权利要求5所述的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，其特征在于，所述贮缆绞车(280)和所述锚机(200)之间的所述钢丝绳(250)与垂线方向重合。8.根据权利要求2所述的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，其特征在于，所述锚架(530)于所述浮箱(300)的设置高度与钻井平台拖航吃水深度一致，所述锚(270)固定于所述锚架(530)上时，所述锚(270)的主体高于海平面，便于维护。9.根据权利要求2至8任意一项所述的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，其特征在于，所述锚(270)固定于所述锚架(530)上时，所述锚(270)与垂线的夹角不大于30
°
；所述锚(270)从所述导轮支座(540)处的投放角度不小于60
°
。10.根据权利要求9所述的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，其特征在于，当所述锚机
(200)的两所述锚(270)固定于同一所述锚架(530)时，两所述锚(270)之间的夹角不大于15
°
，两所述锚(270)之间的间距大于200mm，所述锚(270)距离所述浮箱(300)侧壁的距离不大于6米，用于防止所述锚(270)晃动碰撞钻井平台。

技术总结
本发明公开了半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，涉及海洋工程技术领域，每组锚机设置有钢丝绳和两组锚，锚机上设置有导向轮，甲板包四个角落的锚机通过锚把钻井平台定位在海上运营位置；甲板包下方设置有四组立柱，立柱下方设置有浮箱，立柱对应管架甲板的位置分布，浮箱表面设置有浮箱甲板，浮箱甲板和甲板包之间通过立柱连接，浮箱对应锚机的位置设置有锚架。根据本发明的半潜式钻井辅助平台锚系泊结构，四组锚机共八根锚组成8点系泊系统，钢丝绳和锚连接投放，能够为钻井平台提供良好的稳定性，简化了锚机的锚数量，优化结构，方便施工建造，降低平台后续运营维护成本，提升钻井平台使用寿命和经济效益。使用寿命和经济效益。使用寿命和经济效益。


技术研发人员：庄瑞民 陈锌
受保护的技术使用者：广东中远海运重工有限公司
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/5/9