CN102330541A - 海洋钻井隔水管张紧*** - Google Patents

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任钢峰
邓平
牛敏
孙传轩
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Abstract

本发明公开了一种海洋钻井隔水管张紧***，包括在浮式钻井平台四周分别设置有多个张紧器总成，所述的每个张紧器总成结构是，包括张紧液缸和储能器，在张紧液缸上下两端分别设置有上、下滑轮组，上、下滑轮组之间的距离随活塞的伸缩而变化；储能器下腔充满高压液体，储能器上腔充满高压气体，储能器下腔与张紧液缸活塞腔连通，储能器上腔与高压空气***连通；钢丝绳依次绕过上滑轮组与下滑轮组，并通过导向滑轮的导向后与连接装置连接，连接装置与悬挂在隔水管***上的张紧环连接。本发明的装置，结构简单、控制方便、工作可靠、制作成本低，承载能力大。

Description

海洋钻井隔水管张紧***
技术领域
本发明属于海洋石油钻井设备技术领域，涉及一种海洋钻井隔水管张紧***。
背景技术
在海洋深水油气勘探开发过程中，大都采用海洋浮式钻井平台(船)进行钻井作业，而海洋钻井隔水管***是平台与海底水下井口装置连接的通道，钻井隔水管张紧***是海洋钻井***中重要装备之一，为了增加隔水管的刚度，从而增强隔水管***抵御风、浪、流的能力，需要在隔水管顶部建立一个恒定的顶部张力；另外，海洋钻井平台(船)在波浪的作用下产生升沉运动，如不对这些运动进行补偿，将直接导致隔水管***的失效。现有类似设备的设计和制造技术主要掌握在Control Flow、Aker Kvaerner、NOV等少数几家公司，由于其技术的复杂性，结构复杂，制作成本高，限制了大范围的推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种海洋钻井隔水管张紧***，解决了现有技术中存在结构复杂、可靠性低、制作成本高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种海洋钻井隔水管张紧***，包括在浮式钻井平台四周分别设置有多个张紧器总成，所述的每个张紧器总成结构是，包括张紧液缸和储能器，张紧液缸上下两端分别设置有上滑轮组和下滑轮组，下滑轮组固定在张紧液缸的固定端，上滑轮组与张紧液缸的活塞端头固定，上滑轮组和下滑轮组之间的距离随活塞的伸缩而变化；储能器下腔充满高压液体，储能器上腔充满高压气体，储能器下腔与张紧液缸活塞腔连通，储能器上腔与高压空气***连通；
钢丝绳依次绕过上滑轮组与下滑轮组，并通过导向滑轮的导向后与连接装置连接，连接装置与悬挂在隔水管***上的张紧环连接。
本发明的海洋钻井隔水管张紧***，其特点还在于：
所述的高压管线上设置有控制操作台。
所述的高压空气***与备用高压空气***连通。
本发明的有益效果是，结构简单、控制方便、工作可靠、制作成本低，承载能力大，为海洋钻井隔水管***提供恒定的顶部张力，且有效补偿海洋钻井平台(船)的升沉运动。
附图说明
图1是本发明海洋钻井隔水管张紧***示意图；
图2是本发明海洋钻井隔水管张紧***中的张紧器前视示意图；
图3是本发明海洋钻井隔水管张紧***中的张紧器侧视示意图。
图中，1.张紧器总成，2.钢丝绳，3.导向滑轮，4.高压管线，5.高压空气***，6.控制操作台，7.连接装置，8.备用高压空气***，9.隔水管伸缩装置，10.张紧环，11.隔水管***，12.水下井口装置，13.浮式钻井平台，14.上滑轮组，15.下滑轮组，16.储能器，17.张紧液缸。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明的海洋钻井隔水管张紧***结构是，包括在浮式钻井平台13四周分别设置有多个张紧器总成1，每个张紧器总成1的储能器16均通过高压管线4与高压空气***5连通，高压管线4上设置有控制操作台6，高压空气***5并与备用高压空气***8连通；
参照图2、图3，张紧器总成1结构包括张紧液缸17，张紧液缸17上下两端分别设置有上滑轮组14和下滑轮组15，下滑轮组15固定在张紧液缸17的固定端，上滑轮组14与张紧液缸17的活塞端头固定，上滑轮组14和下滑轮组15之间的距离随活塞的伸缩而变化；储能器16下腔充满高压液体，储能器16上腔充满高压气体，储能器16下腔与张紧液缸17活塞腔连通，储能器16上腔与高压空气***5连通；
钢丝绳2依次绕过上滑轮组14与下滑轮组15，并通过设置在浮式钻井平台水下安装的导向滑轮3的导向后与连接装置7连接，连接装置7与悬挂在隔水管***11上的张紧环10连接。隔水管***11的张紧环10上端与隔水管伸缩装置9连接，隔水管***11的下端与水下井口装置12连接。
张紧器总成1既可以安装在浮式钻井平台(船)13四周，也可以安装在浮式钻井平台(船)两侧的其他适当位置。张紧器总成1的数量根据情况选用6组、八组、10组、12组或其它数量。张紧器总成1采用双液缸形式，即两个隔水管张紧器装置集成在一起，也可采用单液缸形式。张紧器总成1中的张紧液缸17与储能器16集成在一起，也可把储能器16分开安装在张紧液缸17较近的位置。
本发明海洋钻井隔水管***实施例，包括八组张紧器总成1，在每个张紧器总成1附近分别安装八组高压空气***5，并分别通过高压管线与张紧器总成1上的储能器相连；分别布置在浮式钻井平台(船)13两侧，钢丝绳2一端固定张紧器总成1上，并通过上下滑轮组(14、15)导出，再经导向滑轮3导向后，均匀分布悬挂在隔水管***11的张紧环10上；另外，为了提高可靠性，配有备用高压空气***8，分别与八组高压空气***5相连；控制操作台6安装在钻台平面上，实现对张紧***的操控，本***正常工作时张紧器总成1实现自动控制，控制操作台6仅为特殊情况下的辅助操控。
本发明装置的工作原理是，
不工作时，使张紧液缸17的活塞杆处于中间位置，保证液缸的上下行程基本相等，同时保证储能器16上下两腔容积相等。
处于工作状态时，由于张紧液缸17内部压力作用，使活塞杆始终保持一个恒定的推力，推力通过钢丝绳2传递给张紧环10，为隔水管***11提供一个恒定的顶部张力；当浮式钻井平台13受到波浪的作用而上升时，由于张紧环10的位置不变，而张紧器总成1随浮式钻井平台13上升，从而导致钢丝绳的受力有变大的趋势，钢丝绳2压迫张紧液缸17活塞杆，于是活塞杆向下运动，张紧液缸17的液体进入储能器16内，高压气体压缩，张紧器总成1上的上滑轮组14和下滑轮组15间距缩短，释放钢丝绳2满足平台上升的需要，同时基本保证钢丝绳受到恒定的拉力；同理，当浮式钻井平台13受到波浪的作用而下沉时，钢丝绳2张力变小，储能器16内的气体膨胀，推动高压液体进入张紧液缸17内，张紧器总成1上的上滑轮组14和下滑轮组15间距增长，回收钢丝绳2满足平台下沉的需要，同时基本保证钢丝绳2受到恒定的拉力。
本发明控制***中设有实时监测***，有效防止钢丝绳突然断开、隔水管***紧急分离、隔水管***突然断开等突发事件，确保隔水管张紧***安全、可靠的运行，***结构简单、易操作、易维护，能有效为浮式钻井平台中海洋钻井隔水管***提供基本恒定的顶部张力，并补偿浮式钻井平台上下的升沉运动，为海洋浮式钻井平台进行钻井作业提供最大的安全保障。

Claims (3)

1.一种海洋钻井隔水管张紧***，其特点在于：包括在浮式钻井平台四周分别设置有多个张紧器总成(1)，
所述的每个张紧器总成(1)结构是，包括张紧液缸(17)和储能器(16)，张紧液缸(17)上下两端分别设置有上滑轮组(14)和下滑轮组(15)，下滑轮组(15)固定在张紧液缸(17)的固定端，上滑轮组(14)与张紧液缸(17)的活塞端头固定，上滑轮组(14)和下滑轮组(15)之间的距离随活塞的伸缩而变化；储能器(16)下腔充满高压液体，储能器(16)上腔充满高压气体，储能器(16)下腔与张紧液缸(17)活塞腔连通，储能器(16)上腔与高压空气***(5)连通；
钢丝绳(2)依次绕过上滑轮组(14)与下滑轮组(15)，并通过导向滑轮(3)的导向后与连接装置(7)连接，连接装置(7)与悬挂在隔水管***(11)上的张紧环(10)连接。
2.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管张紧***，其特点在于：所述的高压管线(4)上设置有控制操作台(6)。
3.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管张紧***，其特点在于：所述的高压空气***(5)与备用高压空气***(8)连通。
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