CN111663923B - 一种浅水水下采油树防拖网框架结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅水水下采油树防拖网框架结构，包括下棱台框架、上棱台框架和固定结构；下棱台框架包括分布于四角的四个斜向下支撑腿，连接在四个斜向下支撑腿的底端的环形防沉板基础，固定连接在四个斜向下支撑腿顶端的中间环形平台，以及构成下棱台框架的四侧面的四个网状护栏；上棱台框架包括分布于中间环形平台的四角的四个斜向上支撑腿，顺次连接在四个斜向上支撑腿之间的四个镂空侧板，以及固定连接在四个上支撑腿的顶端以及四个镂空侧板的上缘的上平台，固定结构设置在下棱台框架的底部；本发明的框架结构克服现有技术的弊端，保护水下采油树不受渔网拖挂的影响，持续工作，保证整个生产***的平稳运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种浅水水下采油树防拖网框架结构，属于水下生产设施领域。
背景技术
水下生产***不论是在开发深水油气田，还是在开发浅水油气田方面都具有明显的优势，现已被广泛应用于水下油气开发领域。水下采油树作为水下生产***重要的组成部分，是水下生产设施中的一种控制和调节油井生产的关键结构设备。随着海洋渔业捕捞方式及捕捞设备发展迅猛，处于渔业捕捞作业区的水下采油树，浅水区尤为明显，时刻受到渔网拖挂的威胁，渔网对水下采油树的拖挂，会对渔业捕捞和水下生产***造成重大影响。一旦采油树出现故障，整个生产***将无法顺利运转。因此，水下采油树防拖网框架设计至关重要。
现有的水下采油树防拖网框架是一个类似梯形棱台的结构，该结构通过借助棱台结构侧面的坡度实现拖网的可滑过功能，使得采油树不受渔网拖挂的影响。但是，现有水下采油树防拖网保护框架也存在多种弊端，例如：(1)其顶部为封闭的平面结构，虽能够避免掉落物的撞击，但无法避免掉落物的堆积；(2)四个支架腿并无尖端与限位结构，无法起到与海床的固定作用；(3)框架腿部无可折叠或伸缩结构，进行月池下放时所占空间较大；(4)框架的上部端部无开口结构，修井困难；(5)侧面没有ROV 机器人进入和操作空间；(6)结构整体几乎无镂空结构，水压影响较大，无法起到减重作用；(7)框架与海底存在过大间隙，海底到框架的过渡不连续，框架和海底之间的附着力低，框架置于海底的稳定性较差；(8)设计框架的侧面与水平面之间的夹角不满足DNV标准规定的58度。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种浅水水下采油树防拖网框架结构，该拖网框架结构能够克服现有技术存在的弊端，保证水下采油树、乃至整个水下生产***的平稳运行。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种浅水水下采油树防拖网框架结构，包括下棱台框架、上棱台框架和固定结构；下棱台框架包括分布于四角的四个斜向下支撑腿，连接在四个所述斜向下支撑腿底端的环形防沉板基础，固定连接在四个所述斜向下支撑腿顶端的中间环形平台，以及构成所述下棱台框架的四侧面并固定连接在对应侧的所述斜向下支撑腿、环形防沉板基础以及中间环形平台上的四个网状护栏；上棱台框架包括分布于所述中间环形平台四角的四个斜向上支撑腿，顺次连接在四个所述斜向上支撑腿之间的四个镂空侧板，以及固定连接在四个所述斜向上支撑腿顶端以及四个所述镂空侧板上缘的上平台；四个所述斜向上支撑腿的底端以及四个镂空侧板的下缘均固定连接在所述中间环形平台上，所述上平台上留有修井口；固定结构设置在所述下棱台框架的底部，能够插置于海床泥面内。
优选地，所述固定结构为伸缩设置在四个所述斜向下支撑腿内的四个支腿和/或均匀布设在所述环形防沉板基础底部的若干打入桩。
优选地，所述支腿通过伸缩结构配合安装在所述斜向下支撑腿内，所述伸缩结构使得所述支腿能够收缩和伸出所述斜向下支撑腿。
优选地，所述伸缩结构包括形成于所述斜向下支撑腿内且贯通斜向下支撑腿底端的伸缩腔，设置在所述伸缩腔的内底部的第一弹簧，对称地开设在所述伸缩腔的内壁上的两盲槽，开设在所述盲槽的底壁上的上卡孔和下卡孔，以及对称伸缩设置在所述支腿侧壁上的两伸缩销；所述支腿插置在所述伸缩腔内，两所述伸缩销滑动设置在两所述盲槽内，并能够自两所述上卡孔或两下卡孔伸出。
优选地，所述伸缩结构包括形成于所述斜向下支撑腿内且贯通斜向下支撑腿底端的伸缩腔，对称地开设在所述伸缩腔内壁上的两盲槽，对称伸缩设置在所述支腿的侧壁上的两伸缩销，以及直线驱动机构；所述支腿插置在所述伸缩腔内，两所述伸缩销滑动设置在两所述盲槽内，所述直线驱动机构固定设置斜向下支撑腿上，所述直线驱动机构的驱动端与所述支腿连接。
优选地，所述直线驱动机构包括旋转驱动部、丝杆和螺母，所述旋转驱动部固定在所述斜向下支撑腿上，所述旋转驱动部的输出端与所述丝杆连接，所述螺母螺纹配合在所述丝杆上，所述螺母与所述支腿连接。
优选地，所述直线驱动机构包括液压缸，所述液压缸固定在所述斜向下支撑腿上，所述液压缸的活塞杆的自由端与所述支腿连接，在所述盲槽的下端侧壁上开设有供伸缩销伸出的通孔。
优选地，在所述伸缩腔的内壁上开设环槽，在所述伸缩腔的侧壁上对称地开设两导向槽，所述导向槽和盲槽的上端均与所述环槽连通，所述导向槽的下端与所述斜向下支撑腿的底端贯通；在所述支腿的侧壁上开设插槽，在所述插槽内固定设置第二弹簧，所述伸缩销的一端伸入所述插槽内并与所述第二弹簧连接。
优选地，在所述下棱台框架上设置定位结构，所述定位结构包括对角设置在所述下棱台框架内的第一定位立柱和第二定位立柱，所述第二定位立柱短于第一定位立柱，所述第一定位立柱和第二定位立柱在防拖网框架结构下放过程中依次与水下采油树上自带的喇叭口结构进行对中，所述第一定位立柱和第二定位立柱的下端均呈尖端。
优选地，所述环形防沉板基础为顺次连接在四个所述斜向下支撑腿底端之间的弧形的防沉板；在所述中间环形平台的四角设置吊耳结构；在所述下棱台框架的网状护栏上设置ROV把手；所述支腿的下端呈尖端；所述打入桩为空心管状结构。
本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：本发明包括下棱台框架、上棱台框架和固定结构，下棱台框架主要包括斜向下支撑腿、环形防沉板基础、中间环形平台和网状护栏，上棱台框架主要包括镂空侧板以及留有修井口的上平台；固定结构设置在下棱台框架的底部，能够实现整个防拖网框架所占空间大小的调节，方便整个防拖网框架结构的下放和固定，固定结构能够插置于海床泥面内，以使环形防沉板基础紧贴海床泥面，保证整个防拖网框架结构与海床泥面的连续性，使拖网顺利划过，避免钩挂，环形防沉板基础能够增大框架结构与海底的接触面积，增强框架在海底上的附着力，提高整个框架结构置于海底的稳定性；上棱台框架的侧面为镂空侧板，可防止落物的撞击和堆积，上棱台框架顶部的上平台上留有修井口，可实现不挪动框架便可进行修井；整个框架结构近乎镂空结构，下放过程中受到水压的影响小，本发明的框架结构克服现有技术的弊端，保护水下采油树不受渔网拖挂的影响，持续工作，保证整个生产***的平稳运行。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的正视结构示意图；
图3是本发明的俯视结构示意图；
图4是本发明固定结构采用支腿和打入桩的结构示意图；
图5是本发明固定结构采用打入桩的结构示意图；
图6是本发明打入桩的剖面结构示意图；
图7是本发明人工辅助作业的伸缩结构的示意图；
图8是本发明伸缩销安装于支腿上的剖面结构示意图；
图9是本发明直线驱动机构采用液压马达和丝杆的伸缩结构的示意图；
图10是本发明直线驱动机构采用液压缸的伸缩结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1～4所示，本发明提供的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，包括下棱台框架1、上棱台框架2以及固定结构3；
下棱台框架1包括分布于四角的四个斜向下支撑腿11，连接在四个斜向下支撑腿11的底端的环形防沉板基础12，固定连接在四个斜向下支撑腿11的顶端的中间环形平台13，以及构成下棱台框架1的四侧面并固定连接在对应侧的斜向下支撑腿11、环形防沉板基础12以及中间环形平台13上的四个网状护栏14；
上棱台框架2包括分布于中间环形平台13的四角的四个斜向上支撑腿21，顺次连接在四个斜向上支撑腿21之间的四个镂空侧板22，以及固定连接在四个斜向上支撑腿21的顶端以及四个镂空侧板22的上缘的上平台23；四个斜向上支撑腿21的底端以及四个镂空侧板22的下缘均固定连接在中间环形平台13上，上平台23上留有修井口24；
固定结构3设置在下棱台框架1的底部，能够插置于海床泥面内，以使环形防沉板基础12紧贴海床泥面，保证整个防拖网框架结构与海床泥面的连续性，使拖网顺利划过，避免钩挂。
在上述实施例中，优选地，如图3～5所示，固定结构3为对应伸缩设置在四个斜向下支撑腿11内的四个支腿31和/或均匀布设在环形防沉板基础12的底部的若干打入桩32。
在上述实施例中，优选地，支腿31通过伸缩结构配合安装在斜向下支撑腿11内，伸缩结构使得支腿31能够收缩于斜向下支撑腿11内和伸出斜向下支撑腿11的外部。
在上述实施例中，优选地，如图7、图8所示，伸缩结构包括形成于斜向下支撑腿11内且贯通斜向下支撑腿11的底端的伸缩腔101，设置在伸缩腔101的内底部的第一弹簧102，对称地开设在伸缩腔101内壁上的两盲槽105，开设在盲槽105的底壁上的上卡孔106和下卡孔107，以及对称伸缩设置在支腿31侧壁上的两伸缩销108；支腿31插置在伸缩腔101内，两伸缩销108滑动设置在两盲槽105内，并能够自两上卡孔106或两下卡孔107伸出。整个防拖网框架结构在开始下放时，支腿31收缩于斜向下支撑腿11内，支腿31上的两伸缩销108自两上卡孔106伸出，支腿31的上端与第一弹簧102相抵；防拖网框架结构在穿过月池后，可在潜水员的辅助作业下，手动按压两伸缩销108，伸缩销108进入对应的盲槽105内，支腿31在第一弹簧102提供的初始加速度以及自身重力作用下，沿着盲槽105下滑，直至滑到盲槽105的下端，两伸缩销108自两下卡孔107伸出，此时完成框架的腿部伸长过程。
在上述实施例中，优选地，如图8、图9所示，伸缩结构包括形成于斜向下支撑腿11内且贯通斜向下支撑腿11的底端的伸缩腔101，对称地开设在伸缩腔101的内壁上的两盲槽105，对称伸缩设置在支腿31的侧壁上的两伸缩销108，以及直线驱动机构4，支腿31插置在伸缩腔101内，两伸缩销108滑动设置在两盲槽105内，直线驱动机构4固定设置斜向下支撑腿11上，直线驱动机构4的驱动端与支腿31连接，使用时，直线驱动机构4的驱动端带动支腿31在伸缩腔101内运动，支腿31上的两伸缩销108在两盲槽105上下运动，实现支腿31的收缩和伸出斜向下支撑腿11。
在上述实施例中，优选地，如图9所示，直线驱动机构4包括旋转驱动部41、丝杆42和螺母43，旋转驱动部41固定在斜向下支撑腿11上，旋转驱动部41的输出端与丝杆42连接，螺母43螺纹配合在丝杆42上，螺母43与支腿31连接，工作时丝杆 42和螺母43配合，将旋转驱动部41的输出端的旋转运动转化为直线运动，螺母43 带着支腿31伸出斜向下支撑腿11的外部。
在上述实施例中，优选地，旋转驱动部41可采用液压马达。
在上述实施例中，优选地，如图10所示，直线驱动机构4包括液压缸，液压缸固定在斜向下支撑腿11上，液压缸的活塞杆的自由端与支腿31连接，在盲槽105的下端侧壁上开设有供伸缩销108伸出的通孔。
在上述实施例中，优选地，在伸缩腔101的内壁上开设环槽103，在伸缩腔101的侧壁上对称地开设两导向槽104，导向槽104和盲槽105的上端均与环槽103连通，导向槽 104的下端与斜向下支撑腿11的底端贯通；以方便支腿31配合安装在斜向下支撑腿11 内。
在上述实施例中，优选地，在支腿31的侧壁上开设插槽109，在插槽109内固定设置第二弹簧110，伸缩销108的一端伸入插槽109内并与第二弹簧110连接。
在上述实施例中，优选地，如图6所示，打入桩32采用空心管状结构。
在上述实施例中，优选地，环形防沉板基础12为顺次连接在四个斜向下支撑腿 11的底端之间的弧形的防沉板，使得防拖网框架结构到海底之间的过渡是连续的，增大框架结构与海底的接触面积，增强框架在海底上的附着力，避免拖网钩挂框架结构的底部，使得防拖网框架结构能够稳定罩置在水下采油树的外部。
在上述实施例中，优选地，如图2所示，在下棱台框架1上设置定位结构，定位结构包括对角设置在下棱台框架1内的第一定位立柱5和第二定位立柱6，第二定位立柱6短于第一定位立柱5，第一定位立柱5和第二定位立柱6在防拖网框架结构下放过程中依次与水下采油树上自带的喇叭口结构进行对中，以实现定位功能，确保保护防拖网框架结构能完全罩住采油树。
在上述实施例中，优选地，在中间环形平台13的四角设置吊耳结构7，吊耳结构7可为圆钢吊耳或钢板吊耳，也可采用其他结构形式；以方便整个防拖网框架结构与钢丝缆绳的连接为准。
在上述实施例中，优选地，在下棱台框架1的网状护栏14上设置ROV把手8。
在上述实施例中，优选地，支腿31的下端呈尖端，以方便下支腿31很快地***海床内，实现整个防拖网框架结构的快速固定。
在上述实施例中，优选地，第一定位立柱5和第二定位立柱6的下端均呈尖端，以方便与采油树上的喇叭口结构对中。
本发明的防拖网框架结构用于罩置在水下采油树的外部，保护水下采油树免受渔网拖挂的影响，进而保证整个生产***的平稳运行，下面对本发明的防拖网框架结构在浅水区域的下放过程进行说明，具体内容如下：
利用多功能船上的吊机在船舷侧用钢丝缆绳下放整个防拖网框架结构，钢丝缆绳与防拖网框架结构上的吊耳结构连接，防拖网框架结构依次穿过月池、飞溅区并最终罩置在采油树的上方；在穿过月池之前，支腿31始终收缩于斜向下支撑腿11内，使得防拖网框架结构所占空间大大减小，防拖网框架结构能够方便地穿过月池，在穿过月池后，可在潜水员的辅助作业下，使得支腿31伸出斜向下支撑腿11的外部，完成框架的腿部伸长过程，在逐渐罩置在采油树的外部的过程中，防拖网框架结构上的第一定位立柱5和第二定位立柱6依次与水下采油树上自带的喇叭口结构进行对中，能够确保防拖网框架结构能完全罩住采油树，完全罩置的采油树的外部时，防拖网框架结构的固定结构3插置于海床泥面内，以使环形防沉板基础12紧贴海床泥面，增大防拖网框架结构与海底的接触面积，保证整个防拖网框架结构与海床泥面的连续性，增强防拖网框架结构在海底上的附着力，防拖网框架结构能够稳定罩置在水下采油树的外部，同时，使拖网能够顺利划过，避免出现钩挂问题。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于，包括：
下棱台框架，包括分布于四角的四个斜向下支撑腿，连接在四个所述斜向下支撑腿底端的环形防沉板基础，固定连接在四个所述斜向下支撑腿顶端的中间环形平台，以及构成所述下棱台框架的四侧面并固定连接在对应侧的所述斜向下支撑腿、环形防沉板基础以及中间环形平台上的四个网状护栏；
上棱台框架，包括分布于所述中间环形平台四角的四个斜向上支撑腿，顺次连接在四个所述斜向上支撑腿之间的四个镂空侧板，以及固定连接在四个所述斜向上支撑腿顶端以及四个所述镂空侧板上缘的上平台；四个所述斜向上支撑腿的底端以及四个镂空侧板的下缘均固定连接在所述中间环形平台上，所述上平台上留有修井口；
固定结构，设置在所述下棱台框架的底部，能够插置于海床泥面内；
所述环形防沉板基础为顺次连接在四个所述斜向下支撑腿底端之间的弧形的防沉板。
2.如权利要求1所述的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于：
所述固定结构为伸缩设置在四个所述斜向下支撑腿内的四个支腿和/或均匀布设在所述环形防沉板基础底部的若干打入桩。
3.如权利要求2所述的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于：
所述支腿通过伸缩结构配合安装在所述斜向下支撑腿内，所述伸缩结构使得所述支腿能够收缩和伸出所述斜向下支撑腿。
4.如权利要求3所述的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于：
所述伸缩结构包括形成于所述斜向下支撑腿内且贯通斜向下支撑腿底端的伸缩腔，设置在所述伸缩腔的内底部的第一弹簧，对称地开设在所述伸缩腔的内壁上的两盲槽，开设在所述盲槽的底壁上的上卡孔和下卡孔，以及对称伸缩设置在所述支腿侧壁上的两伸缩销；所述支腿插置在所述伸缩腔内，两所述伸缩销滑动设置在两所述盲槽内，并能够自两所述上卡孔或两下卡孔伸出。
5.如权利要求3所述的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于：
所述伸缩结构包括形成于所述斜向下支撑腿内且贯通斜向下支撑腿底端的伸缩腔，对称地开设在所述伸缩腔内壁上的两盲槽，对称伸缩设置在所述支腿的侧壁上的两伸缩销，以及直线驱动机构；所述支腿插置在所述伸缩腔内，两所述伸缩销滑动设置在两所述盲槽内，所述直线驱动机构固定设置斜向下支撑腿上，所述直线驱动机构的驱动端与所述支腿连接。
6.如权利要求5所述的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于：
所述直线驱动机构包括旋转驱动部、丝杆和螺母，所述旋转驱动部固定在所述斜向下支撑腿上，所述旋转驱动部的输出端与所述丝杆连接，所述螺母螺纹配合在所述丝杆上，所述螺母与所述支腿连接。
7.如权利要求5所述的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于：
所述直线驱动机构包括液压缸，所述液压缸固定在所述斜向下支撑腿上，所述液压缸的活塞杆的自由端与所述支腿连接，在所述盲槽的下端侧壁上开设有供伸缩销伸出的通孔。
8.如权利要求4或5所述的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于：
在所述伸缩腔的内壁上开设环槽，在所述伸缩腔的侧壁上对称地开设两导向槽，所述导向槽和盲槽的上端均与所述环槽连通，所述导向槽的下端与所述斜向下支撑腿的底端贯通；在所述支腿的侧壁上开设插槽，在所述插槽内固定设置第二弹簧，所述伸缩销的一端伸入所述插槽内并与所述第二弹簧连接。
9.如权利要求1所述的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于：
在所述下棱台框架上设置定位结构，所述定位结构包括对角设置在所述下棱台框架内的第一定位立柱和第二定位立柱，所述第二定位立柱短于第一定位立柱，所述第一定位立柱和第二定位立柱在防拖网框架结构下放过程中依次与水下采油树上自带的喇叭口结构进行对中，所述第一定位立柱和第二定位立柱的下端均呈尖端。
10.如权利要求2所述的一种浅水水下采油树防拖网框架结构，其特征在于：
在所述中间环形平台的四角设置吊耳结构；在所述下棱台框架的网状护栏上设置ROV把手；所述支腿的下端呈尖端；所述打入桩为空心管状结构。
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