专利名称：供应船辅助钻井装置与浮动生产设备的捆绑的制作方法
技术领域：
本发明涉M于石油和天然气海上矿藏的钻井和生产的浮动海上结构，特 别是涉及一种用于把两个浮动结构固定在""^的系统，其中一个浮动结构是由 其自身的系泊/位置旨系统##^1当位置的浮动生产设备，另一个浮动结
构另J^应船辅助钻井装置(TADU )，其通it^少四a尾系泊缆绳部分地系泊 在海底，其前部通过一组捆绳与生产装置连接。从而形成两个浮动结构的连接 好的位置##系统。
背景技术：
在许多深海钻井和生产设施中，浮动的供应船辅助钻井装置(TADU)被 捆绑到相邻的海上生产设备或平台上，以便辅助钻井和生产作业。TADU可以 是4沐类型的半潜式的或驳船的M形式。TADU和平台通常都系泊在海底， 并ibf目互捆绑用以P艮制两个结构之间的相对移动，从而便于从一个结构到另一 个结构传送钻井消耗品和人员并iLi^接两个结构之间的控制^^和流体管道。 ^L^技术情况下，除了生产设备的系泊/位置##系^卜，半潜式TADU通 处少八条系缆系泊，所处产设备可以是杆式平台或张力腿平台(TLP)。目 前的捆绑系统基于用 一对捆^i^接两个浮动结构从而控制二者的间if&^控制低 而且均匀频率的运动。在一个典型的连接系统中，许多系缆将相互交错，使海 底布局复^f匕。并且，如下i^斤解释的，在实践中要满足关键的性能指标已经 被证实是困难的。
在一个实际的TADU-生产设备的连接或捆绑系统中，捆绑机构必须能够保 持在预先确定的界限内的相对移动，以允许在一个正常年("一年环嫂")期间 可以预期的所有环>^^(牛下都正常作业，并錄通常十年期限("十年环嫂，，) 期间可以预期的所有最坏情形的状况下允许有限作业，所述有限作业包括钻井
循环和控制的维护。在一百年的极限气候条件下，系统必须能够把两个结构的 间i 赠加到暴风雨^^距离，同时想，J如一百年暴风雨^i^接系泊系卿样 的作用。
捆绑系统必须也能够4J1常作业期间保持两个结构之间的最^^巨离，同时 承受两者之间的相对运动。当需要时，捆绑系统必须允许两个结构之间的距离 可控制，加，同时j橫两者之间的连接。因此，重要的是捆绑系统具有相对
低的刚度，使得TADU和平台之间有相对小的运动连接。最#^，捆绑系统可 以用作两个结构之间的预拉伸弹簧，其中，弹簧常lbl这样的最大张力负载 和相对运动的限制相结合能够保证一年环境的钻井作业以及至少十年环境的有 限作业。并且，捆绑系统应该减小侧滑。
迄今，还无法&'J能够满;Ui面提出的标准4Ua两个浮动结构捆绑在一^ 的系统的要求。
发明内容
-*4说，本发明涉及一种把第一浮动结构(例如TADU)捆绑到第4 动结构(例如生产平台)的系统，其包^—组捆绳，^^捆m在第一结构上 的绞it^伸出，穿过在第二结构上部上的槽轮，然后沿第二结构的船体竖直向 下到位于第二结构的旨下部上的连接设备(例如船用五M连接)。在一个 应用环嫂中，第一结构是TADU，第二结构是平台，捆^i且M包括一组四条 捆绳，^""条捆乡fA^TADU前部上的绞Jt^伸出，穿过在平台的船体上部上 的惰轮，然后沿平台船体的侧面竖直向下到在船体下部上的连接设备。如果平 台是圆姚架类型平台，船体上部是一个浮力"硬"抢，其顶部支撑一层或多层 曱板。船体下部;l桁架结构，包括竖直桁架部件和斜向交叉支柱。 一个可变浮 力的"软";^￡接到衔架结构的底部。在圆械架iO^用中，每个隋轮均被固定 到石^r上，当捆绳沿桁架结构竖直往下延伸到连接设备时，所iii^接设备的每 一个^M立于^r上面的竖直軒架部件上。
在一个优选实施例中，^"捆绳包括其第一端或上端连接到绞盘缆绳的自
由端的柔性系船索绞盘，所i^M缆^t^在第一结构或TADU的绞盘上。柔
性系船索M为尼;^Ut当的等同聚"^，而绞盘缆绳M为金属^i苋。系船
索有一个固定到相关的船用五M连接件的下眼^^一个连接到绞盘缆绳自由
端的钩环上的上目ML。绞盘缆绳可以包括用合适的连接装置连接的第一和第二 部分，第1^f结于系船索所连接的自由端，第二部^^TADU的绞盘 上并辦狄出。
从下面的详细描述中##^>全面舰解，由于系船索的举f沐通过第一 结构(例如TADU)上的绞盘分别调^^系船索组件的狄的能力，本发明 的捆绑系统允^H械两个浮动结构之间的最优作ikJ 巨离。通过为系船索提供沿 第二结构的船体竖直向下延伸的紋^MI:高可调塾性，从而为进行絲的 调整提供足够的狄。并且，通iii^择系船索的刚度和弹l"生，系船索可以提供 一个合适的举l"生常数，使得最大张力负载和在所述两个结构之间的相对运动的 限制相结合可以保证一年环嫂的正常钻井作业，并具有最小的侧滑，以及至少 十年环境的有P艮作业。jrt^卜，在一百年的极P艮气候条降下，两个结构之间的间 距可以增加到暴风雨"^4^巨离，而同时系统可以如一百年暴风雨安全的连接好 的系泊系鍵郡幹泎业。^^风雨a下通过^I^^接到^f控制的TADU的 前绞盘上，而且当天^l^m不恶劣或正常天气条件时，回到正常的作业间距 而获得这个结果。
图1是供应船辅助钻井装置(TADU)和圆,架类型的浮动平台通过根 据本发明的捆绑系鍵^i^"^在""^的J^现图2是图1所示的TADU和平台通it^发明的捆绑系统连接在"-^的平面
图3是图1所示的TADU和平台沿图2的3 -3线剖切的详细JE^见图； 图4是本发明捆绑系统中使用的一个系船索组件上部的详细正枧图，示出
了系船索组件的三个主^#一个槽轮，系船索组件的槽,分穿it^斤述槽
!^:动；以及
图5是图1虛^^廓5所圏^M^的系船索组，分的详细j^见图，示出了
M实施方式
5M^参照附图，图1-3所示的第一浮动结构10用才Mt本发明的M实施例 中的捆绑系统连接到第二浮动结构12上。在这，&实施例中，第一浮动结构 IO是供应船辅助钻井装置(TADU)，在下面的描述中^j)t^及。第二浮动结 构12是桁架杆式类型的海上钻井和生产平台，并在下面的描述中称之为"平台"。 然而，应该鄉的是，本发明并不限于4狄^H^斤描述的专门类型的浮动结构。 例如，第4动结构12可以是一种传统的杆式平台， 一种多掛式平台，或其 它^^j"一种具有用于支撑甲M构的相^果的吃水M的平台或结构。
第一浮动结构10可以是需要,iC^接或捆绑到另一个浮动结构(例如平台)的任 4可类型的浮动结构。
如图所示，供应船辅助钻井装置(TADU) 10包括具有淹没部分14的船体， >^^斤述船体延伸出用来支撑曱板18的多个支柱16，树用于钻井和生产作业的 设备和结构位于曱紅。当本发明據构IO、 12捆绑在一^时，具有适于固定 到平台上的远端的舷梯20也固定在曱板18上，下面将^ii行描述。
为了描ii^见，M平台12是一种軒^式平台，平台12具有船体，所 述船体包括浮力硬抢22、从硬枪22底部延伸的桁架结构24和固定在桁架结构 24底部的可变浮力絲26。曱板28固定^5她22的顶部，并^LiL撑在水面上， 而且该甲板逸于当##本发明把结构10、 12捆绑在j时接j]^固定^t梯20 的远端。桁架结构24包括多个竖直奸架部件30和交叉支柱32。有利的是，桁 架结构24包括多个固定到竖直部件30上的7jC平4i^L34，如,技术已众所 周知的。
如图1和图2的最j纽示，平台12通过多^^台系缆36固定在海底(未 示出)。勤以地，TADU 10或者是通过自身的动力(如果是自推进)或者通过 (未示出)已经^皮移动到与平台12十分接近的位置后，通过固定在其 的多条TADU系缆38固定在该位置处的海底。
在靠近TADU10的前端处，^i^TADU船体的两个最前面的支柱16上 提供多个绞盘40。在to实施例中，两个最前面的支柱16中的^个带有两个 *M40，则共有四个绞盘40。经盘槽轮41安^fe每个绞盘40的下面的最前面 的支柱16上绞盘。多个同样的惰轮或滑轮42安絲平台旨的上部(例如在
石g22上)，在将被捆绑到TADU 10的那一侧上。因此，如图2所示，在此所 />^的 实施例中，有四个隋轮42，其两个^^姚22上大约4点钟的位置， 两个4^^T上大约八点钟的位置(从TADU10 M )。在2点钟和10点钟的位 置提供隋轮也可以是有利的，以侵允许TADU 10捆绑到平台12的任一侧。对 于每个绞盘40和隋轮42，有一个安絲平台棘下部JL^她26上面的船用 五M连接件44。在此所公开的怖4实施例中，^"HN給用五M连掩降44 固定在其与皿26的掩^点^Ji^ 巨离处的竖直桁架部件30上。
利用多条捆绳46通it^交盘40、惰轮42和船用五*连耕44把TADU10 捆绑到平台12上。如图4和图5的最佳显示，每条捆绳46包M柔性系船索 48和乡缝缆绳50。系船索48舰由^MSl具有一定举l"嫂的等同聚#制成。 在一^H^选实施例中，系船索48具有约12.7cm的直径，它具有终结于第一眼 孑UUi目^L52的第一端或上端，所述目ML 52通过例如第-^环54连接到绞盘 缆绳50自由端的第一环孔56上。系船索48沿平台-"^竖直向下延伸#结于 第二目ML^下目IUL58，所述目^ L58通过例如海底系泊连接器60固定到其中一 传用五辨连耕44上。
绞盘缆绳50微为直径约7.6cm的金属纟fi苋，有利的是，其包括端对端连 接在"-^的第一缆绳部分50a和第^4览绳部分50b。第一缆绳部分50a包* 结于第一环孔56的与系船索48连接的自由端。第一缆绳部分50a穿过隋轮42 ^f结于第1，所^二端通过例如第二环孔62、第三钩环64、梨形链环66 和第三环孔68连接到第^^览绳部分50b的第一端，该第三貌L 68终结于第^^苋 绳部分50b的第一端。第二缆绳部分50b延伸到TADU 10上的其中一个绞盘 40，缆^(fe该^J[Ji^&可以^^需要巻A^放出，以便将两个结构10、 12带 到其缺的间距，从而##作业期间的间距并且增加^HLi^:^f牛下的间距。
在作业中，TADU 10被带到系泊的平台12附近，如上所述。至少一^H交 盘缆绳50用如上面所描述的连接才;i^把第一缆绳部分50a连接到第二缆绳部分 50b (^4皮安^^一个^Jt 40上)而《錄。这可以由锚固作业4M&或"AHT，，(未 示出)来完成。TADU 10被带到距离平台12预想的间足狄:^it过TADU系缆 38泊定。每个净MS^的绞盘缆绳50穿过平台12上的相关惰轮42，然后用例如
上面所描述的第一环4L 56和第一钩环54这样的连接装置将其自由端连接到系 船索48的上目ML52。剩余的绞盘缆绳50可以穿过其各自的槽轮42，并且# 该点连接到M自的系船索48上而^L^。 ；ft^，每个系船索48通过例^^口上 所述的下目ML58和海底系泊连接器60固定到其相关的船用五*连接阵44的 下端。
利用捆绳46进行TADU 10和平台12之间的纽L^固定，绞盘40可以用 来调整和控制两个浮动结构之间的间距，以保持最优的间距，通常该最优的间 距A^I于^玄梯20的远端固定到平台12 Jii复当的连接固定设备或位置上的最 ^if巨离。用例如尼;^1样的材辦'J成的具有一定弹I"生的系船索48提[定禾級 的拉伸度，该拉伸度在^#两个结构在最优的预想作^巨离的同时用#受浮 动结构IO、 12之间由环^^斤引起的相对运动，^EJL常环^J^^t下通常最小约10 米。由于TADU 10和平台12之间的有限空间，系船索48沿着平台12的大部
用所需的"柔性"。
本发明的捆绑系统满足了很多重要的设计标准。例如，可以实施一年环嫂 的所有钻井和生产作业，而且可以实施十年环嫂的有限作业。jtl^卜，可以维持 十年环嫂的舷梯20的连接。在更极限的环嫂*下，例如一百年暴风雨，舷梯 20可以从平台12分离，然后放出捆绳46以充，加间距。
尽管在jH^述了本发明的优选实施例，可以理解的是^4页域^支^/v员可以 想到许多变型^#改。例如，用来把系船索48连接到船用五*44和绞盘缆 绳50的特 iM^接机构以及把第一纟娃缆绳部分50a连接到第二缆绳部分50b的 特歹iM^接^I只是示例性的，^M页技^M^员可以想到合适的等同替换。同样， 根据系船索48和绞盘缆绳50的材#直径，绞盘针对不同的应用(例如要捆 绑在"^的浮动结构的类型和在其作业期间所要承受的环境条降)可以对捆绳 46的数量及絲歹絲构做出适当 。在如下面权利要求中所限定的本发明的
樹申和范围内m^易想到这些以及务他的变型和修改
权利要求
1、一种把第一和第二浮动结构彼此捆绑的系统，所述第二结构具有一个从上部竖直延伸到下部的浮力船体，所述系统包括第一结构上的多个绞盘；第二结构的船体上部上的多个槽轮；第二结构的船体下部上的多个连接设备；以及一组捆绳，每条所述捆绳从一个绞盘延伸出，穿过相应的一个槽轮，然后沿第二结构的船体竖直向下到与所述捆绳连接的相应的一个连接设备。
2、 如权利要求l所述的系统，其中所ii^一结构具有与所述第二结构有间 距的前端，其中所述捆^i且包^—组四条捆绳，#-~条所述捆皿第一结构的 前端上的四个绞盘中的一个延伸出，穿幼目应的一个槽轮，然后沿第二结构的 船体竖直向下到相应的一个连接设备，由j^斤iiiM可^Mt雌制所述间距。
3、 权利要求i所述的系统，其中所述第一结构是供应船辅助钻井装置。
4、 权利要求1所述的系统，其中所錄二结构的姚上部包括浮力石她, 其中第二结构的船体下部包,架结构，其中每个槽4^皮固定^ ^^r上，而且 其中所iii^4^设^i于軒架结构上。
5、 权利要求1所述的系统，其中^#"所述捆绳包括柔性系船索，所述系 船索的第一端连接到^^一个纟嫂上的绞盘缆绳的自由端。
6、 权利要求5所述的系统，其中所述柔性系船索由聚*制成，而JJ斤 舰盘缆缺金属繊。
7、 权利要求5所述的系统，其中所i^i支盘缆绳包括端对端连接的第 第二部分，所述第一^拼结于与系船索连接的自由端，所述第二部^t^L 一个绞^Ji并麟Jil出。
8、 权利要求l所述的系统，其中所ii^接设备为海底系泊连接器。
9、 一种^^应船辅助钻井装置捆绑到浮动生产平台的系统，所述浮动生产 平台具有上船体部分和下船体部分，所述供应船辅助钻井装置具有以一间距与 平台^f的前端，所述系统包括 供应船辅助钻井装置前端上的多个绞盘； 平台船体上部上的多个槽轮； 平台船体下部上的多个连接设备；以及一组捆绳，"^^所述捆^一个^Jt^伸出，穿it^目应的一个槽轮，然后 竖直向下到与所述捆纟f^接的相应的一个连接设备；由此所iii绩可^f^k^4^和放出捆g而控制所述间距。
10、 H5U'j要求9所述的系统，其中^"所述捆绳包括柔性系船索，所述系船索具有下端和上端，所述下端与连接设备中的一个 连接；參M缆绳，所i^爻盘缆雌絲一个乡M上并具有与系船索上端连接的自 由端。
11、 N3U'J^求10所述的系统，其中所述柔性系船索由聚M制成，而且 所必她苋缺金属纖。
12、 ^5U']要求10所述的系统，其中所ii^J:缆绳包括端对端连接的第一 部分和第二部分，所述第-^*结于与系船索连接的自由端，而且所述第二 部^it^一个绞^Ji并^^jLbit出。
13、 女淑利要求9所述的系统，其中所iti^接设备为海底系泊连接器。
14、 一种M有甲板的^yi船辅助钻井装置捆绑到浮动生产平台的系统,所鄉动生产平台具有上船体部#下船体部分，所述供应船辅助钻井装置有 以一间距与平台*的前端，所述系统包括供应船辅助钻井装置前端上的多个^Jt;平台^^上部的多个槽l^;平台旨下部的多个连接设备；以及一组捆绳，^"所述捆g—个绞it^伸出，穿ii^目应的一个槽轮，然后 竖直向下到与所述捆纟i^接的相应的一个连接设备； 其中，^"所述系船索包括绞盘缆绳，a^—个绞盘上并穿i^目应的一个槽轮，并且具有自由端； 以及 柔性系船索，由具有一定举11度的聚*制成，而且具有与连接设备中的一个连接的下端和与绞盘缆绳自由端连接的上端；由此，所iii支盘可^tiik4^^和放出捆g而控制所述间距。
15、 :N5i利要求i4所述的系统，其中所述柔性系船索由;y^制成，而JL^斤 ^it缆缺金属亂
16、 N5^'j要求14所述的系统，其中所it^it缆绳包括端对端连接的第一 部#第二部分，所述第-"^拼结于与系船索连接的自由端，所述第二部分 ^^一个姿MJi并^l5狄出。
17、 ^M'J要求14所述的系统，其中所iti^接设备为海底系泊连接器。
18、 一种把第一浮动结构连接到第4动结构的方法，所述第一浮动结构 具有尾端和前端，所^二浮动结构具有;Ut竖直的船体，所述船M"有上部 和下部，其中所述第二结构固定在海底，所述方法包4^口下步骤(a) 提，于所述第二结构的船体上部的多个槽#位于所述第二结构的 旨下部的相应多个海底系泊连接器；(b) 把第一结构带到第一结构前端和第二结构之间的期望的间^Bt;(c) 把第一结构的尾端系泊在海底；(d) 4—结构的前端伸出多条捆绳，使得所述多条捆绳的^条穿过槽 轮中的一个并^te^斤述多条捆绳的^^H^接到海底系泊连接器中的一个上；以 及(e) 改变捆绳的长度从而控制所述间距。
19、 H5^'j要求18所述的方法，其中延伸出所述多条捆旨改变所述捆绳狄的步舰过多个安絲第一结构上的多个^it来完成，所i^i組的^个具有固定到纟^JUi的所述多条捆绳中的一条。
20、 ^H5^'J要求19所述的方法，其中*捆绳包括一^^接到绞盘缆绳的 系船索，其中延伸出所述多条捆绳的步骤包括以下步骤(d ) (1)从每个绞it^伸出一^^交盘缆绳并使^H交盘缆绳穿i^目应的一 个槽轮，留出绞盘缆绳的自由端；(d)(2)把系船索的第一端连接到^H爻盘缆绳的自由端；以及(d) (3) ^e4^系船索的第1连接到相应的一个海底系泊连接器上。
全文摘要
一种把供应船辅助钻井装置(TADU)捆绑到浮动生产平台的系统，其包括供应船辅助钻井装置(TADU)前端上的多个绞盘，平台船体上部的多个槽轮，平台船体下部的多个连接设备和一组捆绳，每条捆绳从一个绞盘伸出，穿过相应的一个槽轮，然后竖直向下到与其连接的相应的一个连接设备。所述绞盘可操作地卷起和放出捆绳来控制间距以便保持在正常环境条件期间的最优作业间距，同时允许在恶劣条件下增大该间距。
文档编号B63B35/44GK101351379SQ200680044895
公开日2009年1月21日 申请日期2006年11月27日 优先权日2005年11月30日
发明者T·W·艾勒特森 申请人:泰克尼普法国公司