CN107218016A - 深海立管下部连接装置 - Google Patents
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Abstract
一种深海立管下部连接装置，包括由上至下依次连接的立管、倒角锻造链接单元、两个主支撑管、连接座、柔性链接器铸接口单元、主管和下部柔性链接器，两个主支撑管平行地设置，倒角锻造链接单元的第一侧安装有遥控机械人安装接口单元、倒角锻造链接单元的第二侧安装有箱型结构件，倒角锻造链接单元的下端与U形的内管的第一端连接，内管的第二端与箱型结构件的远离倒角锻造链接单元的一端连接，内管的第二端安装有水下连接器接口单元。本发明中的深海立管下部连接装置完全采用一体化布局，可全面满足各种工况条件下的强度，疲劳等设计要求，不仅可以大大减轻整体结构的重量，而且大大减低加工运输安装成本。
Description
技术领域
本发明涉及海洋钻探技术领域，特别涉及一种深海立管下部连接装置。
背景技术
深海石油项目中，立管以及立管与FPSO油轮的连接至关重要。其中，海洋立管下部连接组件是关键部件。
海洋立管下部连接组件的设计牵涉到悬浮筒的动载荷、立管的动载荷、油轮的动载荷、以及各种连接管路传递的动载荷，因此极为复杂。海洋立管下部连接组件一般高数米，设计重量几十吨。2012年英国石油的大型海上项目Block31(31板块)设计中的深海立管下部连接装置，采用框架式结构形式，虽然满足所有工况要求，但结构复杂，重量很大，制造和运输安装成本都非常高。尤其深海钻探船作业，代价极其昂贵，安装的时间长短对成本影响极大。
发明内容
本发明的目的是提供一种深海立管下部连接装置，以解决现有技术中结构复杂，制造和安装成本高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种深海立管下部连接装置，包括由上至下依次连接的立管、倒角锻造链接单元、两个主支撑管、连接座、柔性链接器铸接口单元、主管和下部柔性链接器，所述两个主支撑管平行地设置，所述倒角锻造链接单元的第一侧安装有遥控机械人安装接口单元、所述倒角锻造链接单元的第二侧安装有箱型结构件，所述倒角锻造链接单元的下端与U形的内管的第一端连接，所述内管的第二端与所述箱型结构件的远离所述倒角锻造链接单元的一端连接，所述内管的第二端安装有水下连接器接口单元。
优选地，所述深海立管下部连接装置还包括立管基轴安装接口单元，安装在所述箱型结构件的上表面处。
优选地，所述深海立管下部连接装置还包括水下连接器支撑结构，所述水下连接器接口单元通过所述水下连接器支撑结构与所述内管的第二端连接。
优选地，所述深海立管下部连接装置还包括腐蚀保护装置，每个所述主支撑管上均连接有至少一个所述腐蚀保护装置。
优选地，所述深海立管下部连接装置还包括主管延长管，所述主管通过所述主管延长管与所述下部柔性链接器连接。
优选地，所述主管及所述主管延长管的外壁上均设置有涂层。
优选地，所述倒角锻造链接单元的两侧还分别安装有接口支撑管。
本发明中的深海立管下部连接装置完全采用一体化布局，可全面满足各种工况条件下的强度，疲劳等设计要求，不仅可以大大减轻整体结构的重量，而且大大减低加工运输安装成本。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明去除部分零件后的另一结构示意图。
图1中附图标记：1、立管；2、倒角锻造链接单元；3、主支撑管；4、连接座；5、柔性链接器铸接口单元；6、主管；7、下部柔性链接器；8、遥控机械人安装接口单元；9、箱型结构件；10、内管；11、水下连接器接口单元；12、立管基轴安装接口单元；13、水下连接器支撑结构；14、腐蚀保护装置；15、主管延长管；16、涂层；17、接口支撑管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种深海立管下部连接装置，包括由上至下依次连接的立管1、倒角锻造链接单元2、两个主支撑管3、连接座4、柔性链接器铸接口单元5、主管6和下部柔性链接器7，所述两个主支撑管3平行地设置，所述倒角锻造链接单元2的第一侧安装有遥控机械人安装接口单元8、所述倒角锻造链接单元2的第二侧安装有箱型结构件9，所述倒角锻造链接单元2的下端与U形的内管10的第一端连接，所述内管10的第二端与所述箱型结构件9的远离所述倒角锻造链接单元2的一端连接，所述内管10的第二端安装有水下连接器接口单元11。
本发明中的深海立管下部连接装置完全采用一体化布局，抛弃了现有技术中传统的长方形框架结构布局，并以有限元分析的仿真结果为依托，全面满足各种工况条件下的强度，疲劳等设计要求，不仅可以大大减轻整体结构的重量，而且大大减低加工运输安装成本。
由于采用了上述技术方案，本发明的一体化布局结构远比现有技术中的结构简单，因此总体重量可以大幅度减轻。如果考虑临近海域的工况设计，一体化的深海立管下部连接装置重量在三十吨到七十吨之间。此外，本发明的设计充分考虑了所有设计工况，设计严格按照海洋石油工程的系列国际标准设计。根据国际标准DNV-OS-F201，高温下钢材的屈服强度有一定退化，为此，本发明已考虑了这一因素。
尽管一体化的本发明结构简单，但却具有足够的刚度，在设计载荷下的变形可以保持在安全范围之内，经有限元计算所获得的最大变形完全在安全范围之内，相对于现有技术中的箱型结构来说，具有重量轻、制造成本低、强度疲劳寿命高等显著优点。本发明的结构是完全有别与现有技术中的箱型结构，由于海洋工程的特殊性，针对不同的海域，必须对结构参数做部分调整，因此并不确定具体的所有结构参数。
优选地，所述深海立管下部连接装置还包括立管基轴安装接口单元12，安装在所述箱型结构件9的上表面处。
优选地，所述深海立管下部连接装置还包括水下连接器支撑结构13，所述水下连接器接口单元11通过所述水下连接器支撑结构13与所述内管10的第二端连接。
优选地，所述深海立管下部连接装置还包括腐蚀保护装置14，每个所述主支撑管3上均连接有至少一个所述腐蚀保护装置14。
优选地，所述深海立管下部连接装置还包括主管延长管15，所述主管6通过所述主管延长管15与所述下部柔性链接器7连接。
优选地，所述主管6及所述主管延长管15的外壁上均设置有涂层16。
优选地，所述倒角锻造链接单元2的两侧还分别安装有接口支撑管17。
现有技术将太多的结构都组装到深海立管下部连接装置当中，因此导致整个深海立管下部连接装置的结构几乎和深海立管上部连接装置结构一样复杂。与之相比，本发明仅仅保留立管与深海立管下部连接装置相连，还原深海立管下部连接装置的主要功能，而把其他功能分化到周围结构上。这样，可使深海立管下部连接装置的结构得到大幅度简化。虽然周围结构相应的会较现有技术中的结构稍复杂，但综合的优势是，各个分***各司其职，便于设计和安装，尤其使最关键的深海立管下部连接装置中的部分功能突出，充分保证了整个***的可靠性。
通过上述技术方案，本发明中的一体化的深海立管下部连接装置相对于现有技术来说，结构大大简化，但总体强度的要求能够完全满足面内载荷和面外载荷的负担。同时，充分考虑了生产工况下引起的热载荷与生产工况面内载荷叠加产生的影响。此外，设计中考虑的118度立管内原油温度是按某一实验区域(例如，英国石油安哥拉Block 31)的相邻海域下原油的工作温度确定的，且设计经过了详细的有限元各种载荷的计算，计算结果显示，完全满足设计要求。
深海石油开采技术是中国的弱项，而中国作为一个能源需求大国，未来的海上石油开采有巨大的需求和前景。与现有技术相比，本发明的优点是结构大幅度简化，而且更加合理，强度疲劳寿命显著提高，在制造和安装中会大幅降低成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种深海立管下部连接装置，其特征在于，包括由上至下依次连接的立管(1)、倒角锻造链接单元(2)、两个主支撑管(3)、连接座(4)、柔性链接器铸接口单元(5)、主管(6)和下部柔性链接器(7)，所述两个主支撑管(3)平行地设置，所述倒角锻造链接单元(2)的第一侧安装有遥控机械人安装接口单元(8)、所述倒角锻造链接单元(2)的第二侧安装有箱型结构件(9)，所述倒角锻造链接单元(2)的下端与U形的内管(10)的第一端连接，所述内管(10)的第二端与所述箱型结构件(9)的远离所述倒角锻造链接单元(2)的一端连接，所述内管(10)的第二端安装有水下连接器接口单元(11)。
2.根据权利要求1所述的深海立管下部连接装置，其特征在于，所述深海立管下部连接装置还包括立管基轴安装接口单元(12)，安装在所述箱型结构件(9)的上表面处。
3.根据权利要求1所述的深海立管下部连接装置，其特征在于，所述深海立管下部连接装置还包括水下连接器支撑结构(13)，所述水下连接器接口单元(11)通过所述水下连接器支撑结构(13)与所述内管(10)的第二端连接。
4.根据权利要求1所述的深海立管下部连接装置，其特征在于，所述深海立管下部连接装置还包括腐蚀保护装置(14)，每个所述主支撑管(3)上均连接有至少一个所述腐蚀保护装置(14)。
5.根据权利要求1所述的深海立管下部连接装置，其特征在于，所述深海立管下部连接装置还包括主管延长管(15)，所述主管(6)通过所述主管延长管(15)与所述下部柔性链接器(7)连接。
6.根据权利要求5所述的深海立管下部连接装置，其特征在于，所述主管(6)及所述主管延长管(15)的外壁上均设置有涂层(16)。
7.根据权利要求1所述的深海立管下部连接装置，其特征在于，所述倒角锻造链接单元(2)的两侧还分别安装有接口支撑管(17)。
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