深海立管下部連接裝置的製作方法

2023-11-05 02:31:38 1

本發明涉及海洋鑽探技術領域，特別涉及一種深海立管下部連接裝置。

背景技術：

深海石油項目中，立管以及立管與fpso油輪的連接至關重要。其中，海洋立管下部連接組件是關鍵部件。

海洋立管下部連接組件的設計牽涉到懸浮筒的動載荷、立管的動載荷、油輪的動載荷、以及各種連接管路傳遞的動載荷，因此極為複雜。海洋立管下部連接組件一般高數米，設計重量幾十噸。2012年英國石油的大型海上項目block31(31板塊)設計中的深海立管下部連接裝置，採用框架式結構形式，雖然滿足所有工況要求，但結構複雜，重量很大，製造和運輸安裝成本都非常高。尤其深海鑽探船作業，代價極其昂貴，安裝的時間長短對成本影響極大。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種深海立管下部連接裝置，以解決現有技術中結構複雜，製造和安裝成本高的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種深海立管下部連接裝置，包括由上至下依次連接的立管、倒角鍛造連結單元、兩個主支撐管、連接座、柔性連結器鑄接口單元、主管和下部柔性連結器，所述兩個主支撐管平行地設置，所述倒角鍛造連結單元的第一側安裝有遙控機械人安裝接口單元、所述倒角鍛造連結單元的第二側安裝有箱型結構件，所述倒角鍛造連結單元的下端與u形的內管的第一端連接，所述內管的第二端與所述箱型結構件的遠離所述倒角鍛造連結單元的一端連接，所述內管的第二端安裝有水下連接器接口單元。

優選地，所述深海立管下部連接裝置還包括立管基軸安裝接口單元，安裝在所述箱型結構件的上表面處。

優選地，所述深海立管下部連接裝置還包括水下連接器支撐結構，所述水下連接器接口單元通過所述水下連接器支撐結構與所述內管的第二端連接。

優選地，所述深海立管下部連接裝置還包括腐蝕保護裝置，每個所述主支撐管上均連接有至少一個所述腐蝕保護裝置。

優選地，所述深海立管下部連接裝置還包括主管延長管，所述主管通過所述主管延長管與所述下部柔性連結器連接。

優選地，所述主管及所述主管延長管的外壁上均設置有塗層。

優選地，所述倒角鍛造連結單元的兩側還分別安裝有接口支撐管。

本發明中的深海立管下部連接裝置完全採用一體化布局，可全面滿足各種工況條件下的強度，疲勞等設計要求，不僅可以大大減輕整體結構的重量，而且大大減低加工運輸安裝成本。

除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。下面將對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本發明的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明去除部分零件後的另一結構示意圖。

圖1中附圖標記：1、立管；2、倒角鍛造連結單元；3、主支撐管；4、連接座；5、柔性連結器鑄接口單元；6、主管；7、下部柔性連結器；8、遙控機械人安裝接口單元；9、箱型結構件；10、內管；11、水下連接器接口單元；12、立管基軸安裝接口單元；13、水下連接器支撐結構；14、腐蝕保護裝置；15、主管延長管；16、塗層；17、接口支撐管。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面結合實施例來詳細說明本發明。

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。

本發明提供了一種深海立管下部連接裝置，包括由上至下依次連接的立管1、倒角鍛造連結單元2、兩個主支撐管3、連接座4、柔性連結器鑄接口單元5、主管6和下部柔性連結器7，所述兩個主支撐管3平行地設置，所述倒角鍛造連結單元2的第一側安裝有遙控機械人安裝接口單元8、所述倒角鍛造連結單元2的第二側安裝有箱型結構件9，所述倒角鍛造連結單元2的下端與u形的內管10的第一端連接，所述內管10的第二端與所述箱型結構件9的遠離所述倒角鍛造連結單元2的一端連接，所述內管10的第二端安裝有水下連接器接口單元11。

本發明中的深海立管下部連接裝置完全採用一體化布局，拋棄了現有技術中傳統的長方形框架結構布局，並以有限元分析的仿真結果為依託，全面滿足各種工況條件下的強度，疲勞等設計要求，不僅可以大大減輕整體結構的重量，而且大大減低加工運輸安裝成本。

由於採用了上述技術方案，本發明的一體化布局結構遠比現有技術中的結構簡單，因此總體重量可以大幅度減輕。如果考慮臨近海域的工況設計，一體化的深海立管下部連接裝置重量在三十噸到七十噸之間。此外，本發明的設計充分考慮了所有設計工況，設計嚴格按照海洋石油工程的系列國際標準設計。根據國際標準dnv-os-f201，高溫下鋼材的屈服強度有一定退化，為此，本發明已考慮了這一因素。

儘管一體化的本發明結構簡單，但卻具有足夠的剛度，在設計載荷下的變形可以保持在安全範圍之內，經有限元計算所獲得的最大變形完全在安全範圍之內，相對於現有技術中的箱型結構來說，具有重量輕、製造成本低、強度疲勞壽命高等顯著優點。本發明的結構是完全有別與現有技術中的箱型結構，由於海洋工程的特殊性，針對不同的海域，必須對結構參數做部分調整，因此並不確定具體的所有結構參數。

優選地，所述深海立管下部連接裝置還包括立管基軸安裝接口單元12，安裝在所述箱型結構件9的上表面處。

優選地，所述深海立管下部連接裝置還包括水下連接器支撐結構13，所述水下連接器接口單元11通過所述水下連接器支撐結構13與所述內管10的第二端連接。

優選地，所述深海立管下部連接裝置還包括腐蝕保護裝置14，每個所述主支撐管3上均連接有至少一個所述腐蝕保護裝置14。

優選地，所述深海立管下部連接裝置還包括主管延長管15，所述主管6通過所述主管延長管15與所述下部柔性連結器7連接。

優選地，所述主管6及所述主管延長管15的外壁上均設置有塗層16。

優選地，所述倒角鍛造連結單元2的兩側還分別安裝有接口支撐管17。

現有技術將太多的結構都組裝到深海立管下部連接裝置當中，因此導致整個深海立管下部連接裝置的結構幾乎和深海立管上部連接裝置結構一樣複雜。與之相比，本發明僅僅保留立管與深海立管下部連接裝置相連，還原深海立管下部連接裝置的主要功能，而把其他功能分化到周圍結構上。這樣，可使深海立管下部連接裝置的結構得到大幅度簡化。雖然周圍結構相應的會較現有技術中的結構稍複雜，但綜合的優勢是，各個分系統各司其職，便於設計和安裝，尤其使最關鍵的深海立管下部連接裝置中的部分功能突出，充分保證了整個系統的可靠性。

通過上述技術方案，本發明中的一體化的深海立管下部連接裝置相對於現有技術來說，結構大大簡化，但總體強度的要求能夠完全滿足面內載荷和面外載荷的負擔。同時，充分考慮了生產工況下引起的熱載荷與生產工況面內載荷疊加產生的影響。此外，設計中考慮的118度立管內原油溫度是按某一實驗區域(例如，英國石油安哥拉block31)的相鄰海域下原油的工作溫度確定的，且設計經過了詳細的有限元各種載荷的計算，計算結果顯示，完全滿足設計要求。

深海石油開採技術是中國的弱項，而中國作為一個能源需求大國，未來的海上石油開採有巨大的需求和前景。與現有技術相比，本發明的優點是結構大幅度簡化，而且更加合理，強度疲勞壽命顯著提高，在製造和安裝中會大幅降低成本。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。