CN114658370B - 海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置及使用方法 - Google Patents
海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置及使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及海洋油气工程领域，特别涉及一种海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置及使用方法。其技术方案是：在深水生产设施与深水管缆之间连接自断保护接头，所述自断保护接头包括内接头和外接头，深水管缆的末端连接外接头，深水生产设施的上端连接内接头，内接头的末端设有薄弱保护块，与外接头的内端设有的梯形限位孔配合，外接头和内接头内设有内输送管；内输送管上设有内管自断接头。有益效果是：深水作业完成后，通过机械牵拉，自断保护接头和内管自断接头分别断开，可以实现深水管缆与深水生产设施的断开，使深水管缆可以回收，深水生产设施留在海底，人工参与少，安全可靠，且内管自断接头内接头可实现自密封，避免污染海水。
Description
技术领域
本发明涉及海洋油气工程领域，特别涉及一种海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置及使用方法。
背景技术
在海洋油气田开发工程中，管缆被称为海上油气田的“生命线”，对海上石油的开发、生产和产品运输过程起着关键性作用。海洋柔性管缆主要包括柔性软管、脐带缆等。随着海上油气资源的开发不断走向深水区域，水下生产***的开发模式决定了将大量采用深水管缆。但是，我国由于海洋油气开发工程发展起步晚，且工程装备与技术相对落后等因素的影响，深水管缆的铺设安装等技术起步较晚，无论是设计还是施工水平，均和国外存在巨大差距，所以急需研发深水管缆安装施工的相关设备。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置及使用方法，通过机械牵拉，自断保护接头和内管自断接头分别断开，可以实现深水管缆与深水生产设施的断开，使深水管缆可以回收，深水生产设施留在海底，人工参与少，安全可靠。
本发明提到的一种海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，包括绞车、深水管缆，通过绞车将深水管缆送入到海底，并连接海底的深水生产设施，其特征是：在深水生产设施与深水管缆之间连接自断保护接头，所述自断保护接头包括内接头和外接头，其中，深水管缆的末端连接外接头，深水生产设施的上端连接内接头，所述的内接头的末端设有凸起的薄弱保护块，与外接头的内端设有的梯形限位孔配合，且所述的内接头和外接头之间设有内层密封圈和外层密封圈；所述的外接头和内接头内均设有一根以上的内输送管；所述的内输送管上设有内管自断接头。
优选的，上述的内管自断接头上设有内管自断接头内接头和内管自断接头外接头，所述的内管自断接头内接头上设有内管自密封盖和内管薄弱保护块，所述的内管薄弱保护块与内管自断接头外接头端部设有的保护块限位孔配合，且所述的内管自密封盖位于内管自断接头内接头的末端。
优选的，上述的内管自断接头外接头的末端设有突出的内管触发头，用于与内管自密封盖配合。
优选的，上述的外接头包括外接头主体、加强凸起、内输送管孔、内通孔、中间孔、锥形过渡孔、外通孔，所述外接头主体的内腔依次设有内通孔、中间孔、锥形过渡孔和外通孔，且内通孔的一侧设有一个以上的内输送管孔，所述的外接头主体的外壁设有加强凸起。
优选的，上述的内通孔的左端设有梯形限位孔，用于安装薄弱保护块；所述锥形过渡孔安装外层密封圈，所述的内层密封圈安装在中间孔的左端。
优选的，上述的内接头包括第一接头壳体、第二接头壳体、第三接头壳体、第四接头壳体，且外径依次减小，所述的第四接头壳体的外端部设有薄弱保护块。
优选的，内管触发头安装在内管自断接头外接头的内腔，且内管自断接头外接头的外侧设有延伸接头，所述的延伸接头包括引导孔和保护块限位孔，所述保护块限位孔的内径大于引导孔的内径，保护块限位孔用于与内管薄弱保护块配合。
优选的，上述的内管自断接头内接头包括内接头主体和内延伸接头，所述的内接头主体的外端设有内延伸接头，内接头主体的外径大于内延伸接头的外径，所述的内延伸接头的外端设有内管薄弱保护块。
优选的，上述的外接头和内接头内均设有三根内输送管。
本发明提到的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置的使用方法，包括以下过程：
一、工程船行驶至目标海域，在深水管缆的端部通过自断保护接头与深水生产设施的上端连接，同时，自断保护接头内设有一根以上的内输送管，每一根内输送管通过内管自断接头连接；
二、通过工程船上的绞车带动深水管缆下放，实现深水生产设施被送入海底，然后，通过内输送管向海底的深水生产设施输送气或液，实现深水生产设施的生产作业；
三、作业完成后，通过绞车向深水管缆施加拉力，自断保护接头自断，同时内管自断接头也断开；
其中，自断保护接头包括内接头和外接头，深水管缆的末端连接外接头，深水生产设施的上端连接内接头，内接头的末端设有凸起的薄弱保护块，与外接头的内端设有的梯形限位孔配合，在深水管缆施加的拉力大于薄弱保护块和内管薄弱保护块的剪切力时，薄弱保护块和内管薄弱保护块被剪断，外接头与内接头分开，内管自断接头外接头与内管自断接头内接头也分开，并且，内管触发头随内管自断接头外接头脱出，内管自密封盖在扭簧的作用下复位，将内管自断接头内接头盖紧，实现自密封；
四、自断保护接头断开后，通过绞车将深水管缆回收至工程船上，外接头可重复利用，内接头弃置，随深水生产设施滞留海底，内输送管实现自密封，避免深水生产设施泄露对海水造成污染。
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
1、本发明采用自断保护接头将深水管缆与深水生产设施连接，工程船上的设备可以与深水生产设施连通，并完成深水作业；
2、深水作业完成后，通过机械牵拉，自断保护接头和内管自断接头分别断开，可以实现深水管缆与深水生产设施的断开，使深水管缆可以回收，深水生产设施留在海底，人工参与少，安全可靠；
3、采用自断保护接头和内管自断保护接头的连接方式，自断保护接头的外接头不受损坏，内管自断接头内接头可实现自密封，避免污染海水，自断保护接头的外接头可以重复连接使用，节约成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明的外接头的结构示意图；
图4是本发明的内接头的结构示意图；
图5是图1中A部的放大结构示意图；
图6是内管自断接头外接头的结构示意图；
图7是内管自断接头内接头的结构示意图；
图8是本发明管缆连接状态示意图；
图9是本发明管缆回收过程示意图；
图10是本发明管缆收起后示意图；
上图中：内输送管1、内接头2、外层密封圈3、外接头4、内层密封圈5、薄弱保护块6、工程船7、绞车8、深水管缆9、自断保护接头10、深水生产设施11、内管自断接头12、内管自密封盖13、内管自断接头内接头14、内管自断接头外接头15、内管触发头16、内管薄弱保护块17、扭簧18、第一接头壳体2.1、第二接头壳体2.2、第三接头壳体2.3、第四接头壳体2.4、外接头主体4.1、加强凸起4.2、内输送管孔4.3、内通孔4.4、中间孔4.5、锥形过渡孔4.6、外通孔4.7、梯形限位孔4.8、内接头主体14.1、内延伸接头14.2、引导孔15.1、保护块限位孔15.2、延伸接头15.3。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，参照图1-10，本发明提到的一种海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，包括绞车8、深水管缆9，通过绞车8将深水管缆9送入到海底，并连接海底的深水生产设施11，在深水生产设施11与深水管缆9之间连接自断保护接头10，所述自断保护接头10包括内接头2和外接头4，其中，深水管缆9的末端连接外接头4，深水生产设施11的上端连接内接头2，所述的内接头2的末端设有凸起的薄弱保护块6，与外接头4的内端设有的梯形限位孔4.8配合，内接头2和外接头4为过盈装配，采用温差装配法，即加热外接头4，使其受热膨胀，将内接头2的薄弱保护块6装配进入梯形限位孔4.8中，且所述的内接头2和外接头4之间设有内层密封圈5和外层密封圈3；所述的外接头4和内接头2内均设有一根以上的内输送管1；所述的内输送管1上设有内管自断接头12。
参照图5，本发明的内管自断接头12上设有内管自断接头内接头14和内管自断接头外接头15，所述的内管自断接头内接头14上设有内管自密封盖13和内管薄弱保护块17，所述的内管薄弱保护块17与内管自断接头外接头15端部设有的保护块限位孔15.2配合，内管自断接头内接头14和内管自断接头外接头15为过盈装配，采用温差装配法，即加热内管自断接头外接头15，使其受热膨胀，将内管自断接头内接头14的内管薄弱保护块17装配进入保护块限位孔15.2中，且所述的内管自密封盖13位于内管自断接头内接头14的末端。
优选的，上述的内管自断接头外接头15的末端设有突出的内管触发头16，用于与内管自密封盖13配合。
参照图3，本发明的外接头4包括外接头主体4.1、加强凸起4.2、内输送管孔4.3、内通孔4.4、中间孔4.5、锥形过渡孔4.6、外通孔4.7，所述外接头主体4.1的内腔依次设有内通孔4.4、中间孔4.5、锥形过渡孔4.6和外通孔4.7，且内通孔4.4的一侧设有一个以上的内输送管孔4.3，所述的外接头主体4.1的外壁设有加强凸起4.2。
其中，上述的内通孔4.4的左端设有梯形限位孔4.8，用于安装薄弱保护块6；所述锥形过渡孔4.6安装外层密封圈3，所述的内层密封圈5安装在中间孔4.5的左端。
参照图4，本发明的内接头2包括第一接头壳体2.1、第二接头壳体2.2、第三接头壳体2.3、第四接头壳体2.4，且外径依次减小，所述的第四接头壳体2.4的外端部设有薄弱保护块6。
参照图6，本发明的内管触发头16安装在内管自断接头外接头15的内腔，且内管自断接头外接头15的外侧设有延伸接头15.3，所述的延伸接头15.3包括引导孔15.1和保护块限位孔15.2，所述保护块限位孔15.2的内径大于引导孔15.1的内径，保护块限位孔15.2用于与内管薄弱保护块17配合。
参照图7，本发明的内管自断接头内接头14包括内接头主体14.1和内延伸接头14.2，所述的内接头主体14.1的外端设有内延伸接头14.2，内接头主体14.1的外径大于内延伸接头14.2的外径，所述的内延伸接头14.2的外端设有内管薄弱保护块17。
参照图2，上述的外接头4和内接头2内均设有三根内输送管1。
本发明提到的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置的使用方法，包括以下过程：
一、工程船7行驶至目标海域，在深水管缆9的端部通过自断保护接头10与深水生产设施11的上端连接，同时，自断保护接头10内设有一根以上的内输送管1，每一根内输送管1通过内管自断接头12连接；
二、通过工程船7上的绞车8带动深水管缆9下放，实现深水生产设施11被送入海底，然后，通过内输送管1向海底的深水生产设施11输送气或液，实现深水生产设施11的生产作业；
三、作业完成后，通过绞车8向深水管缆9施加拉力，自断保护接头10自断，同时内管自断接头12也断开；
其中，自断保护接头10包括内接头2和外接头4，深水管缆9的末端连接外接头4，深水生产设施11的上端连接内接头2，内接头2的末端设有凸起的薄弱保护块6，与外接头4的内端设有的梯形限位孔4.8配合，在深水管缆9施加的拉力大于薄弱保护块6和内管薄弱保护块17的剪切力时，薄弱保护块6和内管薄弱保护块17被剪断，外接头4与内接头2分开，内管自断接头外接头15与内管自断接头内接头14也分开，并且，内管触发头16随内管自断接头外接头15脱出，内管自密封盖13在扭簧18的作用下复位，将内管自断接头内接头14盖紧，实现自密封；
四、自断保护接头10断开后，通过绞车8将深水管缆9回收至工程船7上，外接头4可重复利用，内接头2弃置，随深水生产设施11滞留海底，内输送管1实现自密封，避免深水生产设施11泄露对海水造成污染。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，包括绞车（8）、深水管缆（9），通过绞车（8）将深水管缆（9）送入到海底，并连接海底的深水生产设施（11），其特征是：在深水生产设施（11）与深水管缆（9）之间连接自断保护接头（10），所述自断保护接头（10）包括内接头（2）和外接头（4），其中，深水管缆（9）的末端连接外接头（4），深水生产设施（11）的上端连接内接头（2），所述的内接头（2）的末端设有凸起的薄弱保护块（6），与外接头（4）的内端设有的梯形限位孔（4.8）配合，且所述的内接头（2）和外接头（4）之间设有内层密封圈（5）和外层密封圈（3）；所述的外接头（4）和内接头（2）内均设有一根以上的内输送管（1）；所述的内输送管（1）上设有内管自断接头（12）。
2.根据权利要求1所述的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，其特征是：所述的内管自断接头（12）上设有内管自断接头内接头（14）和内管自断接头外接头（15），所述的内管自断接头内接头（14）上设有内管自密封盖（13）和内管薄弱保护块（17），所述的内管薄弱保护块（17）与内管自断接头外接头（15）端部设有的保护块限位孔（15.2）配合，且所述的内管自密封盖（13）位于内管自断接头内接头（14）的末端。
3.根据权利要求2所述的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，其特征是：所述的内管自断接头外接头（15）的末端设有突出的内管触发头（16），用于与内管自密封盖（13）配合。
4.根据权利要求3所述的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，其特征是：所述的外接头（4）包括外接头主体（4.1）、加强凸起（4.2）、内输送管孔（4.3）、内通孔（4.4）、中间孔（4.5）、锥形过渡孔（4.6）、外通孔（4.7），所述外接头主体（4.1）的内腔依次设有内通孔（4.4）、中间孔（4.5）、锥形过渡孔（4.6）和外通孔（4.7），且内通孔（4.4）的一侧设有一个以上的内输送管孔（4.3），所述的外接头主体（4.1）的外壁设有加强凸起（4.2）。
5.根据权利要求4所述的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，其特征是：所述的内通孔（4.4）的左端设有梯形限位孔（4.8），用于安装薄弱保护块（6）；所述锥形过渡孔（4.6）安装外层密封圈（3），所述的内层密封圈（5）安装在中间孔（4.5）的左端。
6.根据权利要求5所述的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，其特征是：内管触发头（16）安装在内管自断接头外接头（15）的内腔，且内管自断接头外接头（15）的外侧设有延伸接头（15.3），所述的延伸接头（15.3）包括引导孔（15.1）和保护块限位孔（15.2），所述保护块限位孔（15.2）的内径大于引导孔（15.1）的内径，保护块限位孔（15.2）用于与内管薄弱保护块（17）配合。
7.根据权利要求6所述的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，其特征是：所述的内管自断接头内接头（14）包括内接头主体（14.1）和内延伸接头（14.2），所述的内接头主体（14.1）的外端设有内延伸接头（14.2），内接头主体（14.1）的外径大于内延伸接头（14.2）的外径，所述的内延伸接头（14.2）的外端设有内管薄弱保护块（17）。
8.根据权利要求7所述的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置，其特征是：所述的外接头（4）和内接头（2）内均设有三根内输送管（1）。
9.根据权利要求7所述的海洋石油钻采用深水管缆连接保护装置的使用方法，其特征是包括以下过程：
一、工程船（7）行驶至目标海域，在深水管缆（9）的端部通过自断保护接头（10）与深水生产设施（11）的上端连接，同时，自断保护接头（10）内设有一根以上的内输送管（1），每一根内输送管（1）通过内管自断接头（12）连接；
二、通过工程船（7）上的绞车（8）带动深水管缆（9）下放，实现深水生产设施（11）被送入海底，然后，通过内输送管（1）向海底的深水生产设施（11）输送气或液，实现深水生产设施（11）的生产作业；
三、作业完成后，通过绞车（8）向深水管缆（9）施加拉力，自断保护接头（10）自断，同时内管自断接头（12）也断开；
其中，自断保护接头（10）包括内接头（2）和外接头（4），深水管缆（9）的末端连接外接头（4），深水生产设施（11）的上端连接内接头（2），内接头（2）的末端设有凸起的薄弱保护块（6），与外接头（4）的内端设有的梯形限位孔（4.8）配合，在深水管缆（9）施加的拉力大于薄弱保护块（6）和内管薄弱保护块（17）的剪切力时，薄弱保护块（6）和内管薄弱保护块（17）被剪断，外接头（4）与内接头（2）分开，内管自断接头外接头（15）与内管自断接头内接头（14）也分开，并且，内管触发头（16）随内管自断接头外接头（15）脱出，内管自密封盖（13）在扭簧的作用下复位，将内管自断接头内接头（14）盖紧，实现自密封；
四、自断保护接头（10）断开后，通过绞车（8）将深水管缆（9）回收至工程船（7）上，外接头（4）可重复利用，内接头（2）弃置，随深水生产设施（11）滞留海底，内输送管（1）实现自密封，避免深水生产设施（11）泄露对海水造成污染。
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