Плавучая морская платформа с присоединенными к понтонам расширительными пластинами для уменьшения ее вертикальной качки
Изобретение относится к области судостроению, предпочтительно к плавучим платформам для разведки месторождений и добычи нефти и газа. Плавучая морская платформа содержит плавучий корпус, который состоит из, по меньшей мере, трех проходящих вертикально колонн и по меньшей мере одного понтона. Один понтон выполнен с возможностью размещения, по меньшей мере, частично под поверхностью воды, в которой расположена морская платформа. Верхняя часть платформы соединена с по меньшей мере одной из колонн и расположена вертикально на расстоянии от по меньшей мере одного понтона. Каждая расширительная пластина расположена на высоте, которая находится под поверхностью воды, в которой расположена морская платформа во время функционирования, образуя подводную зону отделения воды между расширительными пластинами, при этом каждая расширительная пластина имеет первую сторону, неподвижно присоединенную к понтону, и по меньшей мере одну свободную периферическую сторону. Расширительные пластины предназначены для уменьшения вертикальной качки платформы посредством, по меньшей мере, обеспечения горизонтального разделения воды, вертикального разделения воды или их комбинации вокруг соединенных с понтоном расширительных пластин в процессе перемещения платформы в воде. Достигается улучшенная производительность и уменьшение горизонтального и/или вертикального перемещения плавучей морской платформы. 13 з.п. ф-лы, 25 ил.
Область техники
[0006] Раскрытие относится к способу и системе для уменьшения вертикальных движений плавучих платформ для целей бурения и добычи. Более конкретно, настоящее раскрытие относится к плавучим платформам, используемым для разведки месторождений и добычи нефти и газа из морских месторождений, и, более конкретно, к полупогружной плавучей платформе, имеющей расширительные пластины, неподвижно присоединенные к понтонам, которые, в совокупности, функционируют для уменьшения движения вертикальной качки платформы.
Уровень техники
[0008] По мере значительного увеличения спроса на поставки нефти и газа, для таких поставок стали жизненно важна морская разведка месторождений и добыча из них. Для этих месторождений обычно требуются крупногабаритные буровые установки и переменная грузоподъемность, что дает в результате очень большие верхние части платформы, как по размеру, так и по весу. Требуются крупногабаритные и дорогие несущие морские платформы. Однако затраты на такие платформы могут быть сокращены посредством постройки такого плавучего сооружения рядом с берегом или на берегу, и буксирования сооружения к заданной площадке для бурения морской скважины.
[0009] В числе основных типов морских платформ, разработанных для больших глубин, включающих в себя популярную Spar, известен такой тип платформы, как полупогружная платформа. Сооружение строится в прибрежной зоне или на берегу, доплывает до площадки для бурения морской скважины, и частично погружается с использованием балластных цистерн для обеспечения стабильности сооружения. Полупогружные буровые платформы, как правило, сконфигурированы таким образом, чтобы иметь крупногабаритные держащиеся на поверхности понтонные сооружения под поверхностью воды и гибкие колонны, проходящие через поверхность воды, поддерживающие палубу верхней части платформы на значительной высоте над поверхностью воды. Полупогружные платформы формируют крупногабаритные и экономически эффективные платформы для бурения и добычи нефти и газа из морских месторождений. Однако в связи с тем, что сооружение имеет относительно большую поверхность плавучего тела, одна задача заключается в ограничении перемещения, вызванного посредством воздействия волны и ветра для обеспечения требуемой стабильности функционирования.
[0010] Для стабилизации перемещения полупогружных платформ были использованы успокоительные пластины. Успокоительная пластина может быть сплошной пластиной или сконструированным модулем из множества пластин, которые формируют короб для формирования относительно большой ширины по сравнению с ее толщиной, который, в целом, понимается под термином «пластина». Успокоительная пластина монтируется на полупогружной платформе под поверхностью воды и, по меньшей мере, под частью водного пространства, находящегося под влиянием волн. Успокоительная пластина повышает гидродинамическую массу морской платформы, где гидродинамическая масса является мерой величины жидкости, двигающейся с телом, которое ускоряется в жидкости и зависит от формы тела и направления его движения. Успокоительная пластина на больших глубинах обеспечивает дополнительное сопротивление движению по вертикали и наклонному движению, которые, в ином случае, произошли бы рядом с или на поверхности воды. Как правило, конструкторы заинтересованы в монтаже успокоительной пластины в еще больших глубоких слоях. Однако глубина изначально ограничена в связи с тем, что платформа строится рядом или на берегу на малых глубинах. Таким образом, в некоторых системах имеется способность погружения успокоительной пластины. Успокоительная пластина может быть погружена до более желательной глубины после размещения платформы в положении на заданной площадке для бурения морской скважины. Примеры таких систем иллюстрированы, например, в патенте США № 6,652,192, патенте США № 7,219,615 (в качестве повторной заявки на патент США № 7,156,040), и патенте США № 6,718,901, и включены в состав настоящего документа посредством ссылки. Каждая из этих систем раскрывает погружение успокоительной пластины на глубину ниже платформы после ее размещения на заданной площадке для бурения морской скважины.
[0011] В патенте США № 6,652,192 раскрывается буровая и добывающая плавучая морская платформа с гашением качки, имеющая вертикальные колонны, продольные фермы, соединяющие смежные колонны, глубоко погруженную в воду горизонтальную пластину, поддерживаемую в нижней части колонн посредством вертикальных стоек ферм, и палубу верхней части платформы, поддерживаемую посредством колонн. Продольные фермы соединяют смежные колонны рядом с их нижним концом для повышения структурной целостности платформы. Во время спуска платформы на воду и ее буксировки по относительно мелкой воде, стержни фермы размещаются в стволах внутри каждой колонны, и пластина поддерживается непосредственно под нижними концами колонн. После того как платформа доплыла до глубоководной площадки для бурения и добычи, стойки фермы опускаются из стволов колонн для опускания пластины до большой осадки для уменьшения эффекта сил воздействия волн и обеспечения сопротивления движению вертикальной качки и вертикальному движению платформы. Затем, вода, находящаяся в стволах колонн, удаляется для поднятия платформы посредством выталкивающей силы таким образом, чтобы палуба находилась на требуемой отметке над поверхностью воды.
[0012] В патенте США № 7,219,615 раскрывается полупогружное судно, имеющее пару вертикально разделенных понтонов с различной плавучестью. Нижний понтон удерживается рядом в вертикальном направлении с верхним понтоном при нахождении судна в процессе перемещения. Нижний понтон балластируется на площадке для развертывания, опуская понтон на глубину, приблизительно, на 32 метра ниже базовой линии первого понтона. В результате характеристики стабильности и движения судна значительно улучшаются.
[0013] Несмотря на то, что каждая из этих систем предлагает решения для стабилизированной платформы, имеющей опущенную успокоительную пластину, на практике, несущая конструкция для успокоительной пластины для платформы может страдать от проблем с жесткостью. Например, в патенте США № 7,219,615 раскрываются выдвижные стойки. Вследствие выдвижного типа стоек, между стойками не представлено никаких диагональных оттяжек, которые были бы способны противодействовать скручиванию и изгибу выдвижной несущей конструкции для успокоительной пластины в связи с тем, что диагональные связи между стойками, очевидно, будут сталкиваться с выдвиганием и втягиванием стоек через направляющие. В патенте США № 6,652,192 иллюстрируются выдвижные стойки внутри колонн, имеющие диагональные гибкие тросовые оттяжки, установленные между фермами после выдвижения стоек. Вследствие задевания между диагональными деталями фермы и колонной, сложно разработать приемную часть, которая сможет вмещать стойки фермы и жесткие диагональные стяжки для выполнения эффективной поддержки и распределения нагрузки. В патенте не раскрываются жесткие оттяжки между фермами по той же самой причина, а именно, жесткие оттяжки между фермами, по-видимому, будут задевать за выдвигающиеся и втягивающиеся фермы. Другой пример включает в себя патент США № 6,718,901, в котором раскрываются такие выдвижные стойки, что развертывание морской платформы по добыче нефти и газа содержит размещение плавучей палубы с оборудованием на плавучем понтоне таким образом, чтобы вытянутые стойки на понтоне, каждый из которых обеспечивает плавучесть посредством выталкивающей силы, подвижно тянулись через соответствующие отверстия в палубе. Цепи, проходящие от лебедок на палубе, пропускаются через направляющие блоки на понтоне и обратно соединяются с палубой. Цепи натягиваются для прикрепления палубы к понтону, для совместного перемещения на место для бурения морской скважины. Цепи ослабляются, и понтон и стоки балластируются таким образом, чтобы понтон и стойка были затоплены под плавучей палубой. Дополнительный пример концепции с увеличенной осадкой обнаружен в публикации документа США № 20020041795.
[0014] Кроме того, полупогружная буровая платформа с большой осадкой обычно должна иметь осадку более 60 м, чтобы иметь подходящее движение для поддержки соединения с морским дном в суровых морских условиях. При наличии этой полупогружной буровой платформы с большой осадкой, компоновка верхних частей платформы на причале и при переходе от производственной верфи до площадки для монтажа становится проблематичной, в связи с тем, что колонна является слишком высокой для стабилизации платформы во время режима перехода. В большом количестве конструкций эта проблема решается посредством увеличения осадки, что подразумевает существенный риск операции морской установки.
[0015] Остается потребность в наличии другой системы и способа работы плавучей морской платформы, имеющей улучшенную стабилизацию морской платформы.
Сущность изобретения
[0016] Настоящее изобретение обеспечивает улучшенную производительность и уменьшает горизонтальное и/или вертикальное перемещение плавучей морской платформы посредством того, что она включает в себя одну или более расширительных пластин, присоединенных к одному или более понтонам на морской платформе, и проходящих от понтонов, которые позволяют воде с обеих сторон расширительных пластин уменьшать движение вертикальной качки платформы. Расширительные пластины, в целом, будут иметь площадь составной поверхности, проходящей от понтонов, равную, по меньшей мере, 10% площади поверхности, образованной посредством площади внутреннего периметра понтонов без расширительных пластин. По мере перемещения плавучей платформы присоединенные к понтону расширительные пластины разделяют воду и вызывают сопротивление платформы в направлении перемещения. Сопротивление перемещению приводит к меньшей величине перемещения платформы без необходимости выдвигания стоек платформы для получения эквивалентного уменьшения перемещения. Вода, перемещающаяся расширительными пластинами, также увеличивает динамическую массу. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, при помощи двух расширительных пластин, проходящих от одной и той же поверхности понтона в различных местах таким образом, чтобы одна расширительная пластина была расположена смежно с другой расширительной пластиной, вода задерживается между расширительными пластинами и дополнительно создает динамическую массу платформы для уменьшения вертикальной качки. Дополнительная динамическая масса увеличивает период собственных колебаний движения относительно периода волнового возбуждения, для минимизации движения, возбуждаемого волнами. В результате движение платформы может быть уменьшено, по сравнению с платформой без расширительных пластин. Расширительные пластины могут быть присоединены к понтонам во время производства непосредственно на верфи или при помощи деталей каркаса. Расширительные пластины, в целом, находятся выше или на том же самом уровне выдвижения, и, следовательно, значительно не уменьшают зазор между морским дном и корпусом на причале.
[0017] Раскрытие обеспечивает плавучую морскую платформу, содержащую: плавучий корпус, содержащий: по меньшей мере, одну проходящую вертикально колонну; и, по меньшей мере, один понтон, присоединенный к проходящей вертикально колонне, который сконфигурирован таким образом, чтобы располагаться, по меньшей мере, частично под поверхностью воды, в которой расположена морская платформа; и, по меньшей мере, одну расширительную пластину, которая тянется от и неподвижно присоединена к понтону на отметке, которая находится, по меньшей мере, частично под поверхностью воды, в которой расположена морская платформа во время функционирования, и сконфигурированную для уменьшения вертикальной качки платформы посредством, по меньшей мере, выполнения горизонтального разделения воды, вертикального разделения воды или их комбинации вокруг присоединенной к понтону расширительной пластины, в процессе перемещения платформы по воде.
Краткое описание чертежей
[0018] Фиг.1 иллюстрирует схематическое перспективное представление иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей расширительную пластину.
[0019] Фиг.2 иллюстрирует схематическое боковое представление иллюстративной плавучей морской платформы с расширительной пластиной.
[0020] Фиг.3 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к нижней части одного или более понтонов.
[0021] Фиг.4 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к верхней части одного или более понтонов.
[0022] Фиг.5 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к нижней части и верхней части одного или более понтонов.
[0023] Фиг.6A иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к нижней части и верхней части одного или более понтонов, причем расширительные пластины имеют более узкую ширину, по сравнению с шириной расширительных пластин на Фиг.5.
[0024] Фиг.6B иллюстрирует схематическое перспективное представление в поперечном разрезе варианта осуществления из Фиг.6A.
[0025] Фиг.6C иллюстрирует схематическое боковое представление в поперечном разрезе варианта осуществления из Фиг.6B.
[0026] Фиг.6D иллюстрирует подробное схематическое представление в поперечном разрезе расширительных пластин, присоединенных к понтону с разделением воды и задержкой воды из Фиг.6C.
[0027] Фиг.6E иллюстрирует подробное схематическое представление в поперечном разрезе расширительных пластин с выступами, присоединенными к понтону с разделением воды и задержкой воды, аналогично варианту осуществления из Фиг.6D.
[0028] Фиг.6F иллюстрирует схематический вид сверху варианта осуществления из Фиг.6A.
[0029] Фиг.7 иллюстрирует диаграмму расчетных эффектов оператора RAO вертикальной качки в отношении вариантов осуществления морской платформы, иллюстрированных на Фиг.3-6A на основе типичного расчетного периода вертикальной качки.
[0030] Фиг.8 иллюстрирует диаграмму расчетных эффектов оператора RAO килевой качки в отношении вариантов осуществления морской платформы, иллюстрированных на Фиг.3-6A на основе типичного расчетного периода качки.
[0031] Фиг.9 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к нижней части и верхней части, по меньшей мере, двух понтонов.
[0032] Фиг.10 иллюстрирует схематический вид сверху другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к одному или более понтонам.
[0033] Фиг.11A иллюстрирует схематический вид сверху других иллюстративных вариантов осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к одному или более понтонам.
[0034] Фиг.11B иллюстрирует перспективное представление варианта осуществления из Фиг.11A.
[0035] Фиг.12 иллюстрирует схематический вид сверху другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к одному или более понтонам. Фиг.13 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, присоединенных снаружи к одному или более понтонам.
[0036] Фиг.14A иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона.
[0037] Фиг.14B иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе понтона в варианте осуществления, изображенном на Фиг.14A.
[0038] Фиг.15 иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления понтона на плавучей морской платформе, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона.
[0039] Фиг.16 иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления понтона на плавучей морской платформе, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона.
[0040] Фиг.17 иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления понтона на плавучей морской платформе, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона.
[0041] Фиг.18 иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления понтона на плавучей морской платформе, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона.
Подробное описание
[0042] Чертежи, описанные выше, и письменное описание конкретных конструкций и функций, представленных ниже, представлены не для ограничения объема изобретения Заявителя или объема приложенной формулы изобретения. Скорее, чертежи и письменное описание предоставлены для сообщения любому специалисту в данной области техники инструкции по созданию и использованию изобретений, для которых требуется охрана патентных прав. Специалисты в данной области техники поймут, что не все отличительные признаки варианта осуществления изобретения промышленного значения описаны или изображены для ясности и понимания. Специалисты в данной области техники также поймут, что развитие фактического варианта осуществления промышленного значения, включающего в себя аспекты настоящих изобретений, потребует многочисленных характерных для варианта реализации решений для достижения окончательной цели конструктора для варианта осуществления. Такие характерные для варианта реализации решения могут включать в себя, и, вероятно, не ограничены, согласованностью со связанными с системой, связанными с бизнесом, связанными с правительством и другими ограничениями, которые могут изменяться посредством конкретных вариантов реализации, местоположения и просто время от времени. Несмотря на то, что усилия конструктора могут быть сложными и трудоемкими в широком понимании, такие усилия будут, однако, нормальным режимом работы, выполняемой специалистами в данной области техники, получающими преимущества от данного раскрытия. Следует понимать, что изобретения, раскрытые и изложенные в настоящем документе склонны к получению многочисленных и различных модификаций и альтернативных форм. Использование формы единственного числа, такой как признак единственного числа, не подразумевает ограничения количества предметов. Кроме того, использование относительных терминов, таких, как, в числе прочего, «сверху», «снизу», «левый», «правый», «верхний», «нижний», «низ», «верх», «боковой», и т.п. используется в письменном описании для ясности в конкретной ссылке на чертежи, и не предназначено для ограничения объема изобретения или приложенной формулы изобретения. При необходимости, некоторые элементы были обозначены буквенными символами после цифры, для выполнения ссылки на конкретную деталь пронумерованного элемента, для помощи в описании конструкций относительно чертежей, но не ограничивая формулу изобретения, если это специально не оговорено. Как правило, при выполнении ссылок на такие детали, используются цифры без букв. Кроме того, такие обозначения не ограничивают количество деталей, которые могут быть использованы для этой функции.
[0043] Раскрывается плавучая морская платформа с одной или более расширительными пластинами, неподвижно присоединенными к одному или более понтонам на морской платформе, и проходящим от понтонов. Во время вертикального перемещения плавучей платформы, присоединенные к понтону расширительные пластины разделяют воду и вызывают сопротивление платформы. Вода, перемещающаяся расширительными пластинами в вертикальном направлении, также увеличивает динамическую массу. Сопротивление и динамическая масса увеличивают период собственных колебаний вертикального движения относительно периода волнового возбуждения, для минимизации движения, возбуждаемого волнами, по сравнению с платформой без расширительных пластин. Расширительные пластины могут быть присоединены к понтонам во время их изготовления непосредственно на верфи или при помощи деталей каркаса. Расширительные пластины, в целом, расположены между верхней и нижней отметками понтонов включительно, и, следовательно, не уменьшают зазор между морским дном и протяженностью корпуса на причале.
[0044] Фиг.1 иллюстрирует схематическое перспективное представление иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей расширительную пластину. Фиг.2 иллюстрирует схематическое боковое представление иллюстративной плавучей морской платформы с расширительной пластиной. Фиг.3 иллюстрирует схематическое перспективное представление в поперечном разрезе плавучей морской платформы с расширительной пластиной, расположенной в открытой области между понтонами, колоннами, или их комбинацией. Фиг.4 иллюстрирует схематический вид сверху в поперечном разрезе плавучей платформы с расширительной пластиной. Фиг.5 иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе плавучей платформы с расширительной пластиной. Чертежи будут описаны совместно друг с другом.
[0045] Иллюстративная плавучая морская платформа 2, в целом, включает в себя верхние части 4 платформы (также упоминаемой как палуба), которая поддерживает оборудование, материально-технические средства, и производственные площадки для морской платформы. Верхние части 4 платформы присоединены к множеству колонн 6, в целом, по меньшей мере, к трем и, зачастую, к четырем колоннам. Колонны 6 имеют высоту колонны HC с частями, которые находятся ниже уровня 16 воды, для установки высоты HD осадки. Колонны могут быть, по меньшей мере, частично плавучими и их плавучесть может регулироваться. Колонны 6 могут быть присоединены к понтонам 8, как правило, к двум понтонам, расположенным под углами друг к другу, и присоединены к одной и той же колонне (и опосредованно присоединены друг к другу). Альтернативно, понтоны могут быть присоединены непосредственно друг к другу для формирования понтонного основания, и колонны присоединяются к понтонному основанию. В целом, понтоны 8 разработаны таким образом, чтобы быть расположенными в процессе эксплуатации, по существу, в горизонтальной плоскости 68. В некоторых вариантах осуществления, колонна 6 может включать в себя основание 12 колонны, которое тянется в виде расширения от одной или более других частей колонны 6. Понтоны имеют высоту HP. Основание 12 колонны может иметь высоту, отличную от высоты понтонов.
[0046] Колонны 6 (с основаниями 12 колонн, при их наличии), и понтоны 8 могут быть в настоящем документе упоминаться как корпус 20. Направленное внутрь отверстие 22 в корпусе сформировано между понтонами понтонного основания и любыми выступающими внутрь частями колонн, присоединенными к понтонам, имеющими площадь поверхности, образованную посредством площади внутреннего периметра понтонов без расширительных пластин. Отверстие 22 в корпусе, в целом, используется для расположения трубопроводов, связывающих морскую платформу с подводным месторождением, на морском дне (не показано) и других подводных приспособлений.
[0047] Раскрытие обеспечивает одну или более расширительных пластин 10, которые присоединены к понтонам. Расширительные пластины могут быть соединены любым подходящим способом в виде соединения, определенного в настоящем документе, включающего в себя, например, в числе прочего, сварку, болтовое соединение и другой вид крепления, и может включать в себя использование каркаса или других компонентов для присоединения расширительных частей к понтонам. Расширительная пластина 10, в целом, является пластиной в качестве термина, обычно используемого в области техники, то есть, имеет большую площадь поверхности по сравнению с небольшой толщиной, и является, в целом, неплавучей конструкцией. Расширительная пластина 10 из этого варианта осуществления, в целом, ориентирована горизонтально и расположена между верхней и нижней отметками понтонов включительно внутри отверстия 22 в корпусе из корпуса 20. Расширительная пластина может иметь другие геометрические формы, которые могут подходить для морской платформы, включающие в себя, в числе прочего, прямоугольную, треугольную, квадратную и т.д.
[0048] По меньшей мере, в одном варианте осуществления, расширительная пластина 10 присоединена к или выше нижней части 24 корпуса 20 морской платформы 2, то есть, расширительная пластина, в целом, может быть расположена на отметке, которая находится между верхней и нижней частями понтона включительно. Расширительная пластина 10 может быть установлена во время процесса изготовления морской платформы на производственной верфи. Таким образом, расширительная пластина и каркас не обязательно уменьшают донный зазор во время мокрой буксировки или сборки на причале верхней части 4 платформы.
[0049] Расширительная пластина 10 в иллюстрированном варианте осуществления помогает добавить сопротивление объема воды, перемещающегося вдоль расширительной пластины во время вертикального перемещения платформы. Разделение воды рассеивает энергию для генерирования сопротивления во время перемещения платформы. Сопротивление помогает уменьшить индуцированное движение вертикальной качки платформы при помощи демпфирования, такого, как при ураганах в Мексиканском заливе и других суровых морских условиях. Добавление расширительной пластины обеспечивает улучшенное движение вертикальной качки посредством большего увеличения периода собственных колебаний движения вертикальной качки, чем обычные полупогружные буровые платформы с глубокой осадкой. Кроме того, размеры расширительной пластины или пластин помогает регулировать фазу нагрузок волновых нагрузок на корпус 20, для уменьшения общих волновых нагрузок в период критической вертикальной качки, когда энергия волны является максимальной. Конкретные размеры и конфигурации могут быть смоделированы и/или экспериментально определены посредством специалистов в данной области техники с учетом представленных в настоящем документе идей и инструкций. Например, слишком маленькая расширительная пластина уменьшает площадь поверхности, доступную для разделения воды и дополнительную массу, и может привести к пониженной эффективности расширительной пластины.
[0050] Листы чертежей с Фиг.3-6A иллюстрируют другие различные иллюстративные варианты осуществления одной или более расширительных пластин, присоединенных к одному или более понтонам.
[0051] Фиг.3 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к нижней части одного или более понтонов. Морская платформа 2A, изображенная на Фиг.3, включает в себя колонны 6 и понтоны 8, как было описано выше. Одна или более расширительных пластин 10 присоединены к нижней части понтонов вокруг внутренней периферии понтонов и соседних колонн. Вариант осуществления включает в себя один уровень расширительных пластин, присоединенных к нижней части понтонов на внутренних поверхностях понтонов. Другие варианты осуществления, описанные ниже, присоединяют расширительную пластину к верхней части понтона и/или к наружным поверхностям понтона.
[0052] Фиг.4 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к верхней части одного или более понтонов. Морская платформа 2B из этого варианта осуществления аналогична варианту осуществления, изображенному на Фиг.3, но с одной или более расширительными пластинами 10, присоединенными к верхней части одного или более понтонов 8. Термины «нижняя часть» и «верхняя часть» предполагают их широкое толкование так, чтобы нижняя часть находилась ниже половины высоты HP, изображенной на Фиг.2, понтона, а верхняя часть находилась выше половины высоты понтона. Нижние части и верхние части также могут включать в себя нижнюю и верхнюю поверхности понтонов.
[0053] Фиг.5 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к нижней части и верхней части одного или более понтонов. Морская платформа 2C из этого варианта осуществления иллюстрирует одну или более расширительных пластин как на верхней части 8A, так и на нижней части 8B. Использование множества расширительных пластин на различных уровнях более подробно описано ниже.
[0054] Фиг.6A иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к нижней части и верхней части одного или более понтонов. Морская платформа 2D из этого варианта осуществления является аналогичной варианту осуществления, изображенному на Фиг.5 с одной или более расширительных пластин 10A, 10B, имеющих более узкую ширину, чем расширительные пластины, иллюстрированные на Фиг.5. Например, площадь составной поверхности расширительных пластин платформы 2D из вида сверху может быть равна приблизительно 10% площади отверстия 22 в корпусе между понтонами без расширительных пластин. Для сравнения, площадь составной поверхности расширительных пластин платформы 2C из вида сверху может быть равна приблизительно 35% площади отверстия 22 в корпусе между понтонами без расширительных пластин. Исходя из настройки производительности морской платформы для конкретной среды, в которой разработана платформа, могут быть использованы другие процентные соотношения, и процентные соотношения являются иллюстративными. В целом, предполагается, что большая часть повышений производительности от расширительных пластин может быть достигнуто в промышленных масштабах с площадью расширительных пластин, при их рассмотрении сверху, между 10% и 40% включительно от площади отверстия 22 в корпусе, вычисленной без расширительных пластин, и любого процентного соотношения между ними, такого, как 15%, 20%, 25%, 30%, и 35%, и 11%, 12%, 13%, 14%, и т.д.
[0055] Фиг.6B иллюстрирует схематическое перспективное представление варианта осуществления в поперечном разрезе из Фиг.6A. Фиг.6C иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе варианта осуществления из Фиг.6B. Фиг.6D иллюстрирует подробное схематическое представление в поперечном разрезе расширительных пластин, присоединенных к понтону, с разделением воды и задержкой воды из Фиг.6C. Фиг.6E иллюстрирует подробное схематическое представление в поперечном разрезе расширительных пластин с выступами, присоединенными к понтону с разделением воды и задержкой воды, аналогичное варианту осуществления из Фиг.6D. Фиг.6F иллюстрирует схематический вид сверху варианта осуществления из Фиг.6A. Чертежи будут описаны совместно друг с другом, и объединенная совокупность чертежей из варианта осуществления из Фиг.6A-6F может, в целом, упоминаться как Фиг.6. Несмотря на то, что любая из вышеупомянутых Фиг.3-5 может быть описана подробно, для целей иллюстрации более подробно будет описан вариант осуществления, изображенный на Фиг.6A-6F. Специалисту в данной области техники будет понятно, что принципы, описанные в варианте осуществления из Фиг.6A-6F, также могут быть применены к вариантам осуществления, изображенным на Фиг.3-5.
[0056] Морская платформа 2D из Фиг.6A-6F с множеством колонн 6 и множеством понтонов 8, присоединенных к колоннам, формирует внутренний периметр корпуса, имеющего отверстие 22 в корпусе. Для конкретного описанного варианта осуществления, одна или более расширительных пластин 10A неподвижно присоединены к верхней части 8A одного или более понтонов 8. Подобным образом, одна или более расширительных пластин 10B неподвижно присоединены к нижней части 8B или более понтонов 8. В иллюстрированном варианте осуществления, все понтоны 8 имеют каждую из верхней и нижней расширительных пластин 10A, 10B. Однако изобретение этим не ограничено, и различные понтоны могут иметь различные расширительные пластины и даже, в некоторых случаях, не иметь никаких расширительных пластин, в зависимости от конкретных конструктивных требований для условий эксплуатации морской платформы.
[0057] Важным аспектом настоящего изобретения является способность расширительных пластин производить разделение 38A, 38B воды, изображенное на Фиг.6D, во время колебаний расширительных пластин относительно морской платформы в ответ на движение волн. Разделение 38A, 38B воды окружает каждую из расширительных пластин, которые, например, размещены горизонтально относительно вертикальной поверхности 8C понтона из понтона 8. При использовании множества расширительных пластин на различных уровнях, каждая расширительная пластина может производить разделение воды. Например, расширительная пластина 10A может производить разделение 38A воды, а расширительная пластина 10B на нижнем уровне относительно расширительной пластины 10A может производить разделение 38B воды. Это разделение воды создает сопротивление морской платформы 2D и эффективно действует в качестве силы сопротивления качке для ограничения перемещения, которое, в ином случае, произошло бы от воздействия волны на морскую платформу без расширительных пластин.
[0058] Кроме того, использование расширительных пластин на различных уровнях, таких, как выше или ниже другой расширительной пластины, создает зону 40 задержки воды, иллюстрированную на Фиг.6D. Часть воды в зоне 40 задержки воды не обязательно может быть отделена, как изображено в разделении 38A, 38B воды. Однако вода в зоне 40 задержки воды, по существу, ограничена расширительными пластинами 10A, 10B, и эффективно увеличивает массу к конструкции морской 2D платформы. Вода, неподвижно не присоединена или неподвижно ограниченна и, таким образом, рассматривается в качестве динамической массы. Таким образом, как иллюстрировано на Фиг.6D, двумя принципами эффективности расширительных пластин являются: во-первых, разделение воды вокруг края расширительной пластины, и во-вторых, когда расширительные пластины установлены на различных уровнях, динамическая задержка воды, увеличивает массу всей конструкции. Первый режим создает сопротивление, а второй режим создает массу.
[0059] Как изображено на Фиг.6E, расширительные пластины могут включать в себя выступы, которые расположены под углом к расширительным пластинам. Например, расширительные пластины 10B могут иметь выступ 64 сформированный с расширительной пластиной в форме буквы «L». Альтернативно, и с ограничением, расширительные пластины 10A могут иметь выступ 66, сформированный с расширительной пластиной в форме буквы «T». Предполагаются различные комбинации выступа или выступов, такие, как, в числе прочего, один выступ на каждой из расширительных пластин и другая расширительная пластина, при ее наличии, не имеющая выступа; каждая расширительная пластина, имеющая «T»-образный выступ; каждая расширительная пластина, имеющая «L»-образный выступ; расширительная пластина 10A, имеющая «L»-образный выступ, и расширительная пластина 10B, имеющая «T»-образный выступ, и другие изменения и комбинации. Выступы помогают в задержке воды на расширительных пластинах в ходе перемещения расширительных пластин в воде. Выступы 64, 66 помогают добавлять сопротивление и водную массу для расширительных пластин 10A, 10B. Выступы могут иметь различные длины, как на Фиг.6E, и различные длины вдоль расширительных пластин, такие, как изображенные на Фиг.6F, 11A, 11B.
[0060] Размеры одной или более расширительных пластин могут определять эффективность разделения воды и динамической массы. Для целей иллюстрации, может быть использовано отношение площади одной или более расширительных пластин при рассмотрении сверху, по сравнению с площадью отверстия 22 в корпусе без расширительных пластин. При использовании нескольких уровней расширительных пластин, может быть использован только один уровень расширительных пластин, например из вида сверху, для вычисления отношения площади поверхности расширительных пластин к отверстию в корпусе. В варианте осуществления, изображенном на Фиг.6F, площадь каждой из расширительных пластин будет равна произведению их соответствующей длины LP на ширину WP для расширительных пластин вокруг периметра понтонов исходя из вида сверху. В иллюстративном варианте осуществления морской платформы 2D, количество расширительных пластин равно четырем (4) для вычисления площади поверхности, и будет исключать любые расширительные пластины ниже иллюстрированных расширительных пластин в виде сверху. Площадь внутри корпуса отверстия 22 в корпусе равна LH × WH, измеренные между понтонами без расширительных пластин. Отношение площади расширительной пластины к площади отверстия в корпусе может варьироваться между 10% и 40%, как было описано выше, и любым процентным соотношением между ними. Кроме того, если морская платформа имеет меньшее или большее количество колонн, чем иллюстрированные четыре колонны на Фиг.6A-6F, то форма отверстия 22 в корпусе может варьироваться, и площадь внутри корпуса между понтонами будет вычисляться, в зависимости от конкретной конструкции.
[0061] Фиг.7 иллюстрирует диаграмму расчетных эффектов оператора RAO вертикальной качки в отношении вариантов осуществления морской платформы, иллюстрированных на Фиг.3-6A, которая стабилизируется посредством расширительной пластины на основе типичного расчетного периода качки. Ось X является длительностью в секундах периода качки и периода собственных колебаний морской платформы 2 без расширительной пластины 10 и с расширительной пластиной. Ось Y представляет оператор амплитудной характеристики (RAO), известный термин из области техники конструирования судов, отвечающий на перемещение судна пропорционально высоте волны. Для целей иллюстрации, производительность расчетной модели, изображенной на Фиг.7 и 8, площадь расширительных пластин для иллюстративных платформ, при рассмотрении сверху, составляла 37% отверстия 22 в корпусе, за исключением платформы, изображенной на Фиг.6A, на которой площадь поверхности расширительной пластины составляла 10% отверстия 22 в корпусе. Фактически, расширительная пластина удлиняет период качки морской платформы и резонанс такого периода так, чтобы морская платформа была более стабилизированной, и ее перемещение гасилось в расчетном периоде. Таким образом, перемещение морской платформы не перемещается в прямой корреляции к волне, проходящей посредством морской платформы.
[0062] Кривая 46 с ромбами иллюстрирует относительно малый оператор RAO вертикальной качки для морской платформы 2D, иллюстрированной на Фиг.6A, по сравнению с типичными значениями для подобной платформы без расширительных пластин. Морская платформа 2D включает в себя два уровня расширительных пластин, то есть, расширительные пластины 10A, прикрепленные к верхней части понтонов, и расширительные пластины 10B, прикрепленные к нижней части понтонов. Площадь поверхности расширительных пластин в иллюстративной модели, которая сгенерировала кривую, составляет 10% площади поверхности отверстия 22 в корпусе без расширительных пластин при рассмотрении сверху.
[0063] Кривая 48 с кругами иллюстрирует оператор RAO вертикальной качки для морской платформы 2C, иллюстрированной на Фиг.5. Вариант осуществления морской платформы 2C является аналогичным морской платформе 2D, иллюстрированной на Фиг.6A с двумя уровнями расширительных пластин на верхней и нижней частях понтонов, но с более широкими расширительными пластинами, проходящими внутрь от понтонов. Кривая 48 была сгенерирована на основе расширительной пластины, имеющей площадь, равную 37% площади отверстия в корпусе. Кривая 48 иллюстрирует, что увеличенная площадь расширительных пластин перемещает оператор RAO вертикальной качки на больший период качки и уменьшает модальную характеристику вертикальной качки для волн. Однако окружающая среда увеличивает характеристику волны для частотного диапазона от 10 до 22 секунд. Период качки изменяется от 21 до 24.
[0064] Кривая 50 со звездами иллюстрирует оператор RAO вертикальной качки для морской платформы 2B, иллюстрированной на Фиг.4. Морская платформа 2B имеет один уровень расширительных пластин, расположенный в направлении верхней части понтонов. Площадь поверхности расширительных пластин для этой иллюстративной модели составляет 37% площади отверстия 22 в корпусе. Кривая 50 иллюстрирует, что оператор RAO вертикальной качки смещен вправо, по сравнению с вариантом осуществления, иллюстрированным на Фиг.6A, к большему периоду качки, и уменьшает модальную характеристику вертикальной качки волн. Однако окружающая среда увеличивает характеристику волны для частотного диапазона от 10 до 22 секунд. Период качки изменяется от 21 до 22.
[0065] Кривая 52 с квадратами иллюстрирует оператор RAO вертикальной качки для морской платформы 2A, иллюстрированной на Фиг.3. Морская платформа 2A имеет один уровень расширительных пластин, присоединенных к нижней части понтонов. В иллюстративной модели, площадь расширительных пластин составляла 37% по сравнению с площадью отверстия 22 в корпусе. Кривая 52 иллюстрирует, что оператор RAO вертикальной качки смещен вправо от кривой 50 до большего периода качки и уменьшает модальную характеристику вертикальной качки волн. Однако окружающая среда увеличивает характеристику волны для частотного диапазона от 10 до 22 секунд. Период качки изменяется от 21 до 22.
[0066] Фиг.8 иллюстрирует диаграмму расчетных эффектов оператора RAO килевой качки в отношении вариантов осуществления морской платформы, иллюстрированных на Фиг.3-6A на основе типичного расчетного периода качки. Килевая качка отличается от вертикальной качки в том смысле, что килевая качка является угловым перемещением от вертикальной линии морской платформы в ответ на воздействие волны, по сравнению с вертикальной качкой, которая являются количественным показателем вертикального движения вдоль вертикальной оси морской платформы в ответ на воздействие волны. Кривая 56 с ромбами иллюстрирует относительно малый оператор RAO килевой качки для морской платформы 2D, иллюстрированной на Фиг.6A, по сравнению с типичной морской платформой без расширительных пластин. Кривая 58 с кругами иллюстрирует оператор RAO килевой качки для морской платформы 2C, иллюстрированной на Фиг.5. Кривая 60 со звездами иллюстрирует оператор RAO килевой качки для морской платформы 2B, иллюстрированной на Фиг.4. Кривая 62 с квадратами иллюстрирует оператор RAO килевой качки для морской платформы 2A, иллюстрированной на Фиг.3.
[0067] Оператор RAO килевой качки последовательно достигает максимума для всех кривых в период равный, приблизительно, 15 секундам. Однако самый малый оператор RAO килевой качки находился на кривой 56 для варианта осуществления морской платформы 2D на Фиг.6A. Самый большой оператор RAO килевой качки находился на кривой 62 для варианта осуществления морской платформы 2A на Фиг.3. Остальные варианты осуществления имели кривые для значений оператора RAO килевой качки, которые возникли между кривыми 64 и 62.
[0068] Фиг.9 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к нижней части и верхней части, по меньшей мере, двух понтонов. Морская платформа 2E имеет альтернативную структуру расширительных пластин 10A, 10B. Расширительные пластины 10A, 10B могут быть присоединены к множеству понтонов, как, например, в углах, так, чтобы два понтона могли быть присоединены одной и той же расширительной пластине. Иллюстрированы два уровня расширительных пластин 10A и 10B. Расширительная пластина 10B ниже, чем расширительная пластина 10A, и присоединена к нижней части понтонов 8. Расширительная пластина 10A присоединена к верхней части понтонов 8. Другие варианты осуществления будут включать в себя один уровень расширительных пластин и различные комбинации расширительных пластин с расширительными пластинами, изображенными или описанными в других описанных в настоящем документе вариантах осуществления. Кроме того, площадь расширительных пластин может быть вычислена на основе геометрической формы расширительных пластин из вида сверху.
[0069] Фиг.10 иллюстрирует схематический вид сверху другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к одному или более понтонам. Морская платформа 2 имеет альтернативную конструкцию расширительных пластин 10A, 10B. Расширительные пластины 10A, 10B могут быть присоединены к множеству понтонов и колонн 6, таких, как основания 12 колонн для колонн. Кроме того, расширительные пластины 10A, 10B могут быть присоединены между понтоном и колонной с обеих сторон колонны, как изображено на чертеже. Альтернативно, расширительные пластины могут быть присоединены только на одной стороне колонны. Иллюстрированы два уровня расширительных пластин 10A и 10B. Расширительная пластина 10B ниже, чем расширительная пластина 10A, и присоединена к нижней части понтонов 8. Расширительная пластина 10A присоединена к верхней части понтонов 8. Другие варианты осуществления могут включать в себя один уровень расширительных пластин и различные комбинации расширительных пластин с расширительными пластинами, изображенными или описанными в других вариантах осуществления, описанных в настоящем документе. Кроме того, площадь расширительных пластин может быть вычислена на основе геометрической формы расширительных пластин из вида сверху, который был описан или изображен на других чертежах в настоящем документе.
[0070] Фиг.11A иллюстрирует схематический вид сверху других иллюстративных вариантов осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к одному или более понтонам. Фиг.11B иллюстрирует перспективное представление варианта осуществления из Фиг.11A. Чертежи будут описаны совместно друг с другом. Морская платформа 2 имеет различные альтернативные варианты осуществления расширительных пластин, иллюстрированных для различных колонн 6, которые могут быть использованы на нескольких колоннах или всех колоннах морской платформы, или в комбинации друг с другом вокруг различных колонн, или в комбинации с другими вариантами осуществления, описанными или изображенными на других чертежах в настоящем документе.
[0071] В одном варианте осуществления, изображенном вокруг колонны 6A, понтон 8a включает в себя расширение 14A понтона. Расширение 14A понтона может быть прямым расширением от понтона 8A с колонной 6A, присоединенной к понтону и/или с расширению понтона, или расширение 14A понтона может быть присоединено в виде опосредованного расширения от понтона 8A с колонной 6A, разделяющей понтон 8A и расширение 14A понтона. Подобная конструкция может быть сформирована посредством расширения 14B понтона относительно понтона 8B. Понтоны 8A и 8B расположены под углом, отличным от нуля, друг к другу. Расширительная пластина 10S может быть присоединена к понтону 8B и расширению 14A понтона, расположенным под углом к понтону 8B. Расширительная пластина 10T может быть присоединена между расширениями 14A и 14B понтона (и опосредованно присоединена к понтонам). Расширительная пластина 10U может быть присоединена к понтону 8A и расширению 14B понтона. Как описано в других вариантах осуществления, несколько уровней пластин на различных отметках могут быть присоединены подобным образом.
[0072] В качестве другого варианта осуществления, изображенного вокруг колонны 6B, расширительная пластина 10V может быть присоединена вокруг колонны 6B и присоединена к понтонам 8A и 8C. Размеры расширительной пластины (и других расширительных пластин в различных вариантах осуществления в настоящем документе) могут успешно извлекать пользу из опоры 76 для пластин, для укрепления расширительной пластины. В других вариантах осуществления могут не использоваться опоры для пластин. Если две расширительные пластины используются на различных отметках, то опора 76 для пластины может быть присоединена между расширительными пластинами.
[0073] Фиг.12 иллюстрирует схематический вид сверху другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных к одному или более понтонам. Фиг.12 является в некотором отношении аналогичной варианту осуществления, изображенному на Фиг.10, без основания 12 колонны. Расширительная пластина 10Y может быть присоединена к колонне 6 и понтону 8B. Расширительная пластина 10Z может быть присоединена к колонне 6 и понтону 8D. Как описано в других вариантах осуществления, несколько уровней пластин на различных отметках могут быть присоединены подобным образом. Другие варианты осуществления могут включать в себя один уровень расширительных пластин и различные комбинации расширительных пластин, изображенных или описанных, или изображенных на других чертежах в настоящем документе. Кроме того, площадь расширительных пластин может быть вычислена на основе геометрической формы расширительных пластин из вида сверху.
[0074] Фиг.13 иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, присоединенных снаружи к одному или более понтонам. Морская платформа 2F изображает одну или более расширительных пластин 10S, 10J, присоединенных к одному или более понтонам 8 снаружи от понтонов. Расширительные пластины могут иметь аналогичные площади поверхностей, как было описано выше относительно площади отверстия 22 в корпусе. Расширительные пластины могут быть присоединены к верхней части, нижней части или к обеим. Кроме того, некоторые расширительные пластины могут быть расположены внутри на некоторых из понтонов, в то время как другие расширительные пластины могут быть расположены снаружи на некоторых из понтонов. Термин «внутри» означает к центру корпуса относительно понтона соответствующей расширительной пластины, а «снаружи» означает от центра корпуса относительно понтона соответствующей расширительной пластины. Могут быть смоделированы различные комбинации для определения подходящего размещения для заданных условий, в которых может быть использована морская платформа.
[0075] Фиг.14A иллюстрирует схематическое перспективное представление другого иллюстративного варианта осуществления плавучей морской платформы, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона. Фиг.14B иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе понтона в варианте осуществления, изображенном на Фиг.14A. Чертежи будут описаны совместно друг с другом. Морская платформа 2E включает в себя различные расширительные места, расположенные вокруг одного или более понтонов в виде не непрерывных сегментов вдоль понтонов. Некоторые расширительные пластины могут быть присоединены к нижней части понтонов, такие, как расширительная пластина 10G. Другие расширительные пластины, такие, как расширительные пластины 10F, 10D, могут быть присоединены к верхней части понтонов. Некоторые расширительные пластины могут быть присоединены снаружи понтонов, такие, как расширительные пластины 10E, 10F, а другие расширительные пластины могут быть присоединены внутри понтонов, такие, как расширительная пластина 10D. Некоторые расширительные пластины могут иметь соответствующий двойной уровень расширительных пластин, таких, как расширительные пластины 10F, 10G, в другие расширительные пластины могут иметь один уровень, такие, как расширительная пластина 10D без соответствующей расширительной пластины ниже или выше такой расширительной пластины.
[0076] Кроме того, некоторые понтоны могут быть асимметричны по отношению к другим понтонам корпуса, как иллюстрировано на Фиг.14B. Понтон может иметь двойной уровень расширительных пластин на одной стороне и один уровень расширительных пластин с другой стороны, но другой понтон может иметь двойные уровни расширительных пластин с обеих сторон или один уровень расширительных пластин с обеих сторон. Общая площадь поверхности расширительных пластин, иллюстрированных на Фиг.14A при рассмотрении сверху, может находиться в пределах диапазона, описанного выше в качестве отношения площади отверстия 22 в корпусе.
[0077] Фиг.15 иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления понтона на плавучей морской платформе, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона. Понтон 8 включает в себя одну или более расширительных пластин 10, расположенных под прямым углом к горизонтальной плоскости 68 или вертикальной плоскости 70. В изображенном иллюстративном варианте осуществления, горизонтальные расширительной пластины 10A, 10B, 10F, 10G тянутся параллельно горизонтальной плоскости 68 и перпендикулярно к вертикальной плоскости 70. Вертикальные расширительные пластины 10N, 10P, 10Q, 10R тянутся перпендикулярно к горизонтальной плоскости 68 и параллельно вертикальной плоскости 70. Расширительные пластины могут быть использованы в комбинации с другими вариантами осуществления, такие, как исключительно горизонтальные пластины, исключительно вертикальные пластины, наклонные пластины, с выступами, и другие вариации, описанные в настоящем документе, или их комбинация. Расширительные пластины формируют ширину, перпендикулярную к горизонтальной плоскости 68 или вертикальной плоскости 70, в зависимости от ориентации конкретных расширительных пластин. Горизонтальные расширительные пластины 10A и 10B формируют горизонтальные ширины 74A и 74B, соответственно, которые параллельны горизонтальной плоскости 68. Подобным образом, горизонтальные расширительные пластины 10F и 10G формируют горизонтальные ширины 74F и 74G, соответственно, которые параллельны горизонтальной плоскости 68. Вертикальные расширительные пластины 10P и 10Q формируют вертикальные ширины 72P и 72Q, соответственно, которые параллельны вертикальной плоскости 70. Подобным образом, вертикальные расширительные пластины 10R и 10N формируют вертикальные ширины 72R и 72N, соответственно, которые параллельны вертикальной плоскости 70. Ширины, умноженные на длину соответствующей пластины, дают в результате площадь для соответствующей пластины, при рассмотрении со стороны ортогональных плоскостей, таких, как горизонтальная плоскость 68 и вертикальная плоскость 70. Подобно измерениям, описанным выше, горизонтальные расширительные пластины могут иметь площадь поверхности, которая составляет от 10% до 40%, включительно, и любое процентное соотношение между ними, от площади отверстия в корпусе, описанного выше. Для множества уровней горизонтальных расширительных пластин, площадь расширительных пластин при рассмотрении сверху может рассматриваться таким образом, чтобы для площади вычислялся один уровень расширительных пластин. Вертикальные расширительные пластины также могут иметь площадь поверхности, равную от 10% до 40%, включительно, и любое процентное соотношение между ними, как было описано выше, от площади открытой части корпуса. Для множества уровней вертикальных расширительных пластин, площадь вертикальных расширительных пластин, при рассмотрении от внешнего положения в направлении понтона 8, может рассматриваться так, чтобы для площади вычислялся один уровень расширительных пластин. Например, при вычислении площади вдоль верхней поверхности понтона 8 на Фиг.15, площадь расширительной пластины 10N может рассматриваться для диапазона от 10% до 40%, исключительно из площади расширительной пластины 10P, при рассмотрении от внешнего положения в направлении понтона.
[0078] Как было описано выше в обсуждении относительно Фиг.6D, расширительные пластины создают разделение воды посредством пластин в процессе перемещения конструкции и, следовательно, сопротивляются в процессе перемещения. Кроме того, когда пластины находятся на одной и той же стороне понтона, зона между пластинами создает зону задержки воды и эффективно увеличивает динамическую массу к конструкции морской платформы 2. В этом варианте осуществления, анализ горизонтальных расширительных пластин 10A и 10B показывает, что комбинация горизонтальных ширин 74A и 74B, соответственно, создает сопротивление в вертикальной плоскости 70, и, следовательно, сопротивляется вертикальному перемещению морской платформы 2. Кроме того, комбинация горизонтальных ширин 74A и 74B расширительных пластин 10A и 10B, соответственно, создает вертикальную зону 40V задержки воды, которая создает вертикальную динамическую массу на конструкции и, следовательно, сопротивляется вертикальному перемещению, и дополнительная масса также увеличивает модальный период вертикальной качки и, таким образом, уменьшает характеристику волнового возбуждения. Расширительные пластины 10F и 10G могут вызвать подобные результаты.
[0079] Анализ вертикальных расширительных пластин 10N и 10P показывает, что комбинация вертикальных ширин 72N и 72P, соответственно, создает сопротивление в горизонтальной плоскости 68, и, следовательно, сопротивляется горизонтальному перемещению морской платформы 2. Кроме того, комбинация горизонтальных ширин 72N и 72P расширительных пластин 10N и 10P, соответственно, создает горизонтальную зону 40H задержки воды, которая создает горизонтальную динамическую массу для конструкции и, следовательно, сопротивляется горизонтальному перемещению морской платформы. Расширительные пластины 10Q и 10R могут вызвать подобные результаты. Вертикальные расширительные пластины могут иметь меньшую ширину, чем горизонтальные расширительные пластины.
[0080] Фиг.16 иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления понтона на плавучей морской платформе, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона. Фиг.16 может быть описана таким же образом, как и на Фиг.15, с основным различием, по меньшей мере, в том, что с одной из сторон имеется одна расширительная пластина. Например, расширительная пластина 10A может быть расположена на боковой поверхности понтона 8, расширительная пластина 10N может быть расположена на верхней поверхности понтона 8, с расширительными пластинами 10F и 10R так же расположенными на их соответствующей поверхности понтона. Таким образом, на поверхностях, имеющих одну расширительную пластину, расширительная пластина будет вызывать сопротивление в ортогональном направлении к ширине расширительной пластины, но не обязательно будет вызывать зону задержки воды без смежной расширительной пластины на поверхности. Однако одна пластина будет способствовать получению дополнительной динамической массы.
[0081] Фиг.17 иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления понтона на плавучей морской платформе, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона. Фиг.17 может быть описана способом, аналогичным Фиг.15 с основным различием, по меньшей мере, в том, что одна из сторон имеет одну расширительную пластину, как на Фиг.16. Например, расширительная пластина 10B может быть расположена на боковой поверхности понтона 8, расширительная пластина 10P может быть расположена на верхней поверхности понтона 8, с расширительными пластинами 10F и 10R также расположенными на их соответствующей поверхности понтона. Таким образом, на поверхностях, имеющих одну расширительную пластину, расширительная пластина будет вызывать сопротивление в ортогональном направлении к ширине расширительной пластины, но не обязательно вызывают образование зоны задержки воды без смежной расширительной пластины на поверхности. Однако одна пластина будет способствовать образованию дополнительной динамической массы.
[0082] Фиг.18 иллюстрирует схематический вид сбоку в поперечном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления понтона на плавучей морской платформе, имеющей одну или более расширительных пластин, неподвижно присоединенных вдоль одной или более частей понтона. Понтон 8 включает в себя одну или более расширительных пластин 10, расположенных под углом к горизонтальной плоскости 68, или вертикальной плоскости 70, или к обеим плоскостям. В иллюстративном изображенном варианте осуществления, расширительные пластины 10K, 10L, 10M, 10N тянутся под углом к обеим плоскостям вокруг понтона. Наклонные расширительные пластины могут быть использованы в комбинации с описанными в настоящем документе другими вариантами осуществления, такими, как в комбинации с вариантами осуществления, имеющими горизонтальные расширительные пластины, вертикальные расширительные пластины, или их комбинацию. Кроме того, наклонные расширительные пластины могут быть расположены в любой ориентации и направлении, и могут быть симметричны или асимметричны относительно других расширительных пластин. Угловые расширительные пластины формируют эффективную ширину, перпендикулярную к горизонтальной плоскости 68 и вертикальной плоскости 70. Например, расширительная пластина 10K формирует вертикальный эффективную ширину 72K, перпендикулярную к горизонтальной плоскости 68, и горизонтальную эффективную ширину 74K, перпендикулярную к вертикальной плоскости 70. Аналогично, расширительная пластина 10L формирует горизонтальную эффективную ширину 74L, перпендикулярную к вертикальной плоскости 70, и вертикальную эффективную ширину 72L, перпендикулярную к горизонтальной плоскости 68. Расширительная пластина 10M формирует горизонтальную эффективную ширину 74M, перпендикулярную к вертикальной плоскости 70, и вертикальную эффективную ширину 72M, перпендикулярную к горизонтальной плоскости 68. Расширительная пластина 10N формирует вертикальную эффективную ширину 72N, перпендикулярную к горизонтальной плоскости 68, и горизонтальную эффективную ширину 74K, перпендикулярную к вертикальной плоскости 70. Эффективные ширины, умноженные на длину соответствующей пластины, дают в результате эффективную площадь для соответствующей пластины при рассмотрении со стороны ортогональных плоскостей, таких, как горизонтальная плоскость 68 и вертикальная плоскость 70. Эффективные ширины могут быть использованы для вычисления площади поверхности пластин в диапазоне от 10% до 40%, и любого процентного соотношения между ними, при рассмотрении параллельно вдоль горизонтальной плоскости снаружи понтона 8, и при рассмотрении параллельно вдоль вертикальной плоскости из вида сверху, аналогично вычислениям, описанным со ссылкой на Фиг.15.
[0083] Как было описано выше в обсуждении относительно Фиг.6D, расширительные пластины создают разделение воды посредством пластин в процессе перемещения конструкции и, следовательно, сопротивляются перемещению. Кроме того, когда пластины находятся с одной и той же стороны понтона, зона между пластинами создает зону задержки воды и эффективно добавляет динамическую массу к конструкции морской платформы 2. В этом варианте осуществления, анализ расширительных пластин 10K и 10N показывает, что комбинация вертикальных эффективных ширин 72K и 72N расширительных пластин 10K и 10N, соответственно, создают сопротивление в горизонтальной плоскости 68, и, следовательно, сопротивляются горизонтальному перемещению морской платформы 2. Комбинация горизонтальных эффективных ширин 74K и 74N расширительных пластин 10K и 10N, создают, соответственно, сопротивление в вертикальной плоскости 70, и, следовательно, сопротивляется вертикальному перемещению морской платформы 2. Кроме того, комбинация горизонтальных эффективных ширин 74K и 74N расширительных пластин 10K и 10N, соответственно, создает вертикальную зону 40V задержки воды, которая создает вертикальную динамическую массу для конструкции и, следовательно, сопротивляется вертикальному перемещению морской платформы. Расширительные пластины 10L и 10M могут вызывать подобные результаты.
[0084] Подобным образом, анализ расширительных пластин 10K и 10L показывает, что комбинация горизонтальных эффективных ширин 74K и 74L расширительных пластин 10K и 10L, соответственно, создает сопротивление в вертикальной плоскости 70, и, следовательно, сопротивляется вертикальному перемещению морской платформы 2. Комбинация вертикальных эффективных ширин 72K и 72L расширительных пластин 10K и 10L, соответственно, создает сопротивление в горизонтальной плоскости 68, и, следовательно, сопротивляется вертикальному перемещению морской платформы 2. Кроме того, комбинация вертикальных эффективных ширин 72K и 72L расширительных пластин 10K и 10L, соответственно, создают горизонтальную зону 40V задержки воды, которая создает горизонтальную динамическую массу для конструкции и, следовательно, сопротивляется горизонтальному перемещению морской платформы. Расширительные пластины 10N и 10M могут вызывать подобные результаты.
[0085] Другие и дополнительные варианты осуществления, в которых используется один или более вышеописанных аспектов изобретений, могут быть разработаны без отступления от сущности изобретения Заявителя. Например, возможно наличие различных опорных конструкций и каркасов для расширения, причем расширение может быть разделено на части, которые могут быть, а могут и не быть, смежными, причем расширение может быть расположено на различных отметках ниже поверхности воды, в процессе использования, зазор может иметь различные пропорции и расстояния, конструкция плавучей морской платформы может варьироваться, количество колонн и понтонов, и их формы и размеры могут варьироваться, и другие вариации в соответствии с объемом использования одной или более расширительных пластин, для выполнения стабилизации плавучей морской платформы.
[0086] Кроме того, различные способы и варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут быть включены в состав в комбинации друг с другом, для создания вариаций раскрытых способов и вариантов осуществления. Обсуждение особых элементов может включать в себя множественные элементы и наоборот. Ссылки, по меньшей мере, на один предмет, за которыми следует ссылка на предмет, могут включать в себя один или более предметов. Кроме того, различные аспекты вариантов осуществления могут быть использованы совместно друг с другом для достижения изученных целей раскрытия. Если контекст не требует иного, то слово «содержит» или его вариации, такие как «содержащий», должно пониматься как подразумевающее включение в себя, по меньшей мере, сформулированного элемента или этапа или группы элементов или этапов или их эквивалентов, а не как исключение большей численной величины или любого другого элемента или этапа или группы элементов или этапов или их эквивалентов. Устройство или система могут быть использованы во множестве направлений и ориентаций. Термин «присоединен», «присоединение», «соединитель», и подобные термины, широко используются в настоящем документе, и могут включать в себя любой способ или устройство для фиксации, закрепления, крепления, сцепления, присоединения, объединения, вставки, формирования на или внутри, связи или иного соединения, например, механического, магнитного, электрического, химического, функционального, непосредственного или опосредованного посредством промежуточных элементов, одного или более частей элементов вместе, и может дополнительно включать в себя, в числе прочего, формирование в виде единого одного функционального элемента с другим унитарным способом. Присоединение может происходить в любом направлении, включая вращательное.
[0087] Порядок этапов может происходить во множестве последовательностей, если иначе конкретно не ограничено. Различные этапы, описанные в настоящем документе, могут быть скомбинированы с другими этапами, вставленными между сформулированными этапами, и/или разделены на множество этапов. Подобным образом, элементы были функционально описаны и могут быть реализованы в виде отдельных компонентов или могут быть скомбинированы в компоненты, имеющие множество функций.
[0088] Изобретение было описано применительно к различным иллюстративным вариантам осуществления. Очевидные модификации и изменения описанных вариантов осуществления доступны для специалистов в данной области техники, с учетом раскрытия, содержащегося в настоящем документе. Объем в изобретения, изложенного в настоящем документе, или его эквиваленты ограничены исключительно посредством объема формулы изобретения в соответствии с патентными правами.
1. Плавучая морская платформа, содержащая:
плавучий корпус, содержащий:
по меньшей мере, три проходящие вертикально колонны; и
по меньшей мере один понтон, соединенный с по меньшей мере одной из проходящих вертикально колонн, при этом по меньшей мере один понтон выполнен с возможностью размещения, по меньшей мере, частично под поверхностью воды, в которой расположена морская платформа;
верхнюю часть платформы, соединенную с по меньшей мере одной из колонн и расположенную вертикально на расстоянии от по меньшей мере одного понтона; и
по меньшей мере, две жесткие расширительные пластины, каждая проходящая по существу горизонтально от по меньшей мере одного понтона, при этом одна из расширительных пластин расположена над другой из расширительных пластин; причем каждая расширительная пластина расположена на высоте, которая находится под поверхностью воды, в которой расположена морская платформа во время функционирования, образуя подводную зону отделения воды между расширительными пластинами, при этом каждая расширительная пластина имеет первую сторону, неподвижно присоединенную к понтону, и по меньшей мере одну свободную периферическую сторону, при этом свободные периферические стороны смежных расширительных пластин образуют поперечное отверстие для прохождения воды из наружной подводной зоны отделения воды, при этом расширительные пластины предназначены для уменьшения вертикальной качки платформы посредством, по меньшей мере, обеспечения горизонтального разделения воды, вертикального разделения воды или их комбинации вокруг соединенных с понтоном расширительных пластин в процессе перемещения платформы в воде, и при этом по меньшей мере две расширительные пластины являются неподвижными относительно понтона.
2. Морская платформа по п.1, в которой расширительные пластины предназначены для увеличения характеристики периода вертикальной качки морской платформы относительно морской волны, имеющей характеристику периода качки, сравнимой с характеристикой периода качки морской платформы без расширительной пластины.
3. Морская платформа по п.1, в которой расширительные пластины присоединены между нижней частью понтона и верхней частью понтона включительно.
4. Морская платформа по п.1, в которой расширительные пластины содержат по меньшей мере одну расширительную пластину, присоединенную к нижней части понтона.
5. Морская платформа по п.4, в которой расширительные пластины присоединены снаружи понтона, внутри понтона или в комбинации этих двух соединений.
6. Морская платформа по п.1, в которой расширительные пластины содержат по меньшей мере одну расширительную пластину, присоединенную к верхней части понтона.
7. Морская платформа по п.6, в которой расширительные пластины присоединены снаружи понтона, внутри понтона или в комбинации этих двух соединений.
8. Морская платформа по п.1, в которой, по меньшей мере, две расширительные пластины присоединены к нижней части и верхней части понтона.
9. Морская платформа по п.8, в которой расширительные пластины присоединены снаружи понтона, внутри понтона, или в комбинации этих двух соединений.
10. Морская платформа по п.1, в которой расширительные пластины содержат по меньшей мере одну расширительную пластину, присоединенную, по меньшей мере, между двумя из понтонов.
11. Морская платформа по п.1, в которой, по меньшей мере, две расширительные пластины содержат по меньшей мере одну расширительную пластину, имеющую площадь поверхности, проходящую от понтонов, по меньшей мере, на 10% площади поверхности, образованной внутренним периметром понтонов без расширительной пластины.
12. Морская платформа по п.1, в которой по меньшей мере один понтон содержит первый понтон, присоединенный к колонне, и второй понтон, присоединенный к колонне, и, по меньшей мере, две расширительные пластины, присоединенные снаружи первого понтона, вокруг колонны и ко второму понтону.
13. Морская платформа по п.1, в которой колонна больше, чем понтон, и, по меньшей мере, две расширительные пластины присоединены снаружи между понтоном и колонной.
14. Морская платформа по п.1, в которой по меньшей мере один понтон содержит первый понтон и второй понтон, при этом первый понтон содержит расширительную часть понтона и второй понтон выполнен с возможностью присоединения к первому понтону под углом, отличным от нуля, при этом, по меньшей мере, две расширительные пластины присоединены между расширительной частью понтона первым понтоном и вторым понтоном.
