[发明专利]一种深水张力腿平台装置及其立管实时监测方法

说明书

本发明提供了一种深水张力腿平台装置，属于海洋工程技术领域。本深水张力腿平台装置，包括工作平台、浮体、若干根张力腿和若干根顶张式立管，工作平台的下侧面上固连有六根立柱，六根立柱的下端均固连在浮体的上侧面，浮体的中部具有工作孔，浮体的侧壁上均匀设有若干个浮箱，张力腿竖直设置且和浮箱一一对应，张力腿的上端连接在浮箱上并且下端固定在海床中，顶张式立管的上端通过张紧器和工作平台的下侧面连接并且下端固定在海床中，顶张式立管的外壁上沿着轴向设有若干个环形气囊，每个环形气囊均通过气管和气泵连通，气泵设在工作平台中。本发明可以给顶张式立管提供额外张紧力、环境载荷对顶张式立管的影响小并且整个平台装置稳定性好。

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，涉及一种深水张力腿平台装置及其立管实时监测方法。

背景技术

海洋平台为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物。按照平台的结构类型主要分为导管架平台、重力式平台和顺应式平台。经长期的工程经验表明，传统式海洋平台已不能适应深水的恶劣环境，新型顺应式平台登上了历史舞台，张力腿平台即属此类。

如专利公开号CN205188923U公开了一种海洋平台组块提升系统，它包括多个顶升液压缸，在所述的多个顶升液压缸的缸筒的相同位置均装有激光测距仪，在所述的多个顶升液压缸的推杆上固定有海洋平台上部组块顶升平台,在所述的海洋平台上部组块顶升平台上固定有海洋平台上部组块。该专利的有益效果：由于海洋平台上部组件的提升位移往往能达到几十米,因此使用拉线式位移测距方式难以实现稳定的测量,受环境因素影响大,而使用激光测距可以实现非接触式测量，同时还能保证较高的测量精度(可以达到1mm左右)。因此更加适用于大位移提升部件的位移测量。

又如专利公开号CN105421323A公开了一种海洋平台升降系统及海洋平台，属于海洋工程技术领域。所述海洋平台包括海洋平台本体、桩腿、以及升降系统，所述升降系统包括沿所述桩腿的轴线设置在所述桩腿上的齿条、以及设置在所述海洋平台本体上的多个爬升小齿轮，所述多个爬升小齿轮分别与所述齿条啮合，各个时刻所述多个爬升小齿轮的相位角各不相同。该专利通过将各个时刻多个爬升小齿轮的相位角设置为各不相同，使得各个爬升小齿轮和齿条的瞬时重合度各不相同，不会存在各个爬升小齿轮同一时刻的相位角相同的情况，提升了升降系统的承载能力。

随着深水油气的开发，在深水或超深水作业中现有的张力腿平台面临着巨大的挑战。一是随着工作水深的增加，张紧器不能提供足够的拉力满足顶张式立管的顶端张力的需求；二是在深水中顶张式立管会呈现出柔性状态，受到内外载荷因素的影响会产生不同的运动形态从而导致立管间发生碰撞，立管表面产生凹陷变形甚至破裂。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种深水张力腿平台装置，本深水张力腿平台装置要解决的技术问题是：如何给顶张式立管提供额外张紧力，减小环境载荷对顶张式立管的影响，防止顶张式立管之间发生碰撞并且提高整个深水张力腿平台装置的稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种深水张力腿平台装置，包括工作平台和浮体，其特征在于，还包括若干根张力腿和若干根顶张式立管，所述工作平台的下侧面上固连有六根立柱，六根所述立柱在同一水平面内的横截面中心的连线呈正六边形，六根立柱的下端均固连在浮体的上侧面，浮体的中部具有贯穿浮体上侧面和下侧面的工作孔，所述浮体的侧壁上均匀设置有若干个浮箱，所述张力腿竖直设置并且和浮箱一一对应，所述张力腿的上端连接在浮箱上并且下端固定在海床中，所述顶张式立管竖直设置，所述顶张式立管的上端通过张紧器和工作平台的下侧面连接并且下端固定在海床中，所述顶张式立管的外壁上沿着轴向设置有若干个环形气囊，每个所述环形气囊均通过气管和气泵连通，所述气泵设置在工作平台中。