自由站立式立管頂部連接結構的製作方法
2023-06-05 14:26:06 3
自由站立式立管頂部連接結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種自由站立式立管頂部連接結構。所述頂部連接結構包括主框架和工藝管線；所述主框架包括兩根立柱，兩根所述立柱垂直布置，且上端和下端分別通過上橫梁和下橫梁相連接；立柱的頂部和底部還分別連接橫梁和斜撐，橫梁和斜撐的游離端相連接，該連接點之間還連接橫撐；下橫梁和橫撐上均設有箱型加強件，所述箱型加強件上設有依次連接的短柱和法蘭盤；工藝管線為S形管線，其設置於主框架內，且其兩端分別與設置於下橫梁和所述橫撐上的箱型加強件相連接；主框架的一側面連接配重體，配重體設於所述斜撐的相對面。本發明自由站立式立管頂部連接結構具有拖曳面積小、尺寸小、重量輕、消除了偏心問題等優點。
【專利說明】自由站立式立管頂部連接結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種自由站立式立管頂部連接結構，屬於海洋石油開發工程領域。
【背景技術】
[0002]隨著石油天然氣需求量的不斷增加，油氣開採重心正在向海上轉移，並逐漸走向深水。立管系統是深水油氣開發方案的關鍵組成部分。自由站立式立管是幾種主要的立管形式之一。
[0003]自由站立式立管系統的組成部件較多，主要包括:柔性跳接管、空氣罐、頂部連接結構、立管主體、底部連接結構、立管基礎和剛性跳接管等。頂部部連接結構主要用於柔性跳接管、立管主體和空氣罐之間的連接和支撐。但由於受波浪、海流、浮體牽連運動、柔性跳接管運動和立管主體運動的影響，其受力狀況十分複雜。因此，頂部連接結構對自由站立式立管系統的安全性和可靠性具有重要影響。
[0004]常見的頂部連接結構普遍存在結構複雜、尺寸大、重量大、拖曳面積大和偏心問題突出等問題，對立管系統的受力狀況造成了不利影響。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種自由站立式立管頂部連接結構，本發明頂部連接結構既能夠滿足柔性跳接管、立管主體和空氣罐之間的連接和支撐要求，同時又具備足夠的結構強度、剛度和疲勞壽命。
[0006]本發明所提供的自由站立式立管頂部連接結構，包括主框架和工藝管線；
[0007]所述主框架包括兩根立柱，兩根所述立柱垂直布置，且上端和下端分別通過上橫梁和下橫梁相連接；
[0008]所述立柱的頂部和底部還分別連接一橫梁和一斜撐，所述橫梁和所述斜撐的游離端相連接，該連接點之間還連接一橫撐；
[0009]所述下橫梁和所述橫撐上均設有一箱型加強件，所述箱型加強件上設有依次連接的短柱和法蘭盤；
[0010]所述工藝管線為一 S形管線，其設置於所述主框架內，且其兩端分別與設置於所述下橫梁和所述橫撐上的所述箱型加強件相連接；
[0011]所述主框架的一側面連接一配重體，所述配重體設於所述斜撐的相對面。
[0012]所述的自由站立式立管頂部連接結構中，兩根所述立柱之間設有加強鋼板。
[0013]所述的自由站立式立管頂部連接結構中，所述加強鋼板設於所述立柱的上部。
[0014]所述的自由站立式立管頂部連接結構中，所述上橫梁上設有法蘭盤。
[0015]所述的自由站立式立管頂部連接結構中，所述配重體包括配重管和填充於所述配重管內的填充物，，所述配重管通過一端板進行密封。
[0016]所述的自由站立式立管頂部連接結構中，所述立柱、所述上橫梁、所述下橫梁、所述橫撐和所述斜撐均為空心杆件，因此減輕了所述頂部連接結構的重量。。
[0017]本發明自由站立式立管頂部連接結構具有如下優點:
[0018]拖曳面積小:本發明頂部連接結構具備結構簡單、拖曳面積小的優點，可有效降低流的作用力。
[0019]尺寸小、重量輕:本發明頂部連接結構主要由空心杆件構成，水中重量輕，降低了對自由站立式立管空氣罐浮力的要求，進而減小了空氣罐尺寸。
[0020]消除了偏心問題:通過設置平衡裝置，本發明頂部連接結構基本消除了偏心問題，優化了自由站立式立管系統的受力狀態，方便了水下安裝工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明自由站立式立管頂部連接結構的整體立體示意圖。
[0022]圖2為本發明自由站立式立管頂部連接結構的主框架部分的立體示意圖。
[0023]圖3為本發明自由站立式立管頂部連接結構的工藝管線部分的立體示意圖。
[0024]圖中各標記如下:
[0025]I端板一、2加強鋼板、3下橫梁、4立柱一、5斜撐、6橫撐、7橫梁一、8上橫梁、9立柱二、10立柱三、11立柱四、12橫梁二、13配重管、14端板二、15箱型加強件一、16箱型加強件二、17法蘭盤一、18法蘭盤二、19吊耳、20法蘭盤三、21螺栓一、22螺母一、23螺栓二、24螺母二、25工藝管線、26配重填充物。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明做進一步說明，但本發明並不局限於以下實施例。
[0027]如圖1至圖3所示，為本發明提供的自由站立式立管頂部連接結構的結構示意圖，它包括主框架、工藝管線25和配重結構。主框架包括兩根垂直布置的立柱一 4，兩根立柱一 4的上端和下端分別與上橫梁8和下橫梁3相連接，在兩根立柱一 4和上橫梁8之間的上部位置設置有加強鋼板2，以增強立柱一 4之間的剛性連接。下橫梁3的底部連接一個斜撐5，上橫梁8的頂部連接一個橫梁一 7，且斜撐5和橫梁一 7的游離端相連接，該連接點通過一個橫撐6相連接,進而形成了一個楔形的主框架。在上橫梁8上連接一立柱9,其上連接有法蘭盤三20。在下橫梁3的中部連接有箱型加強件二 16，在箱型加強件二 16的下部連接有一根立柱四二 11和法蘭盤18。在橫撐6的中部連接有箱型加強件一 15，在箱型加強件一 15的上部連接有立柱三10和法蘭盤一 17。
[0028]工藝管線25設置在主框架的內部，起到保護作用，工藝管線25近似布置為字母「S」型，並分別連接到箱型加強件一 15和箱型加強件二 16上。配重結構布置在主體框架重心偏移方向的相反方向，即斜撐5的相反方向，以平衡其重量偏心影響，配重結構包括配重管13和填充於其內部的配重填充物26，且採用端板二 14封住端頭，並通過橫梁二 12連接到主框架的中部。
[0029]本發明自由站立式立管頂部連接結構中，所有連接杆件和支撐杆件(包括下橫梁3、立柱一 4、斜撐5、橫撐6、橫梁一 7、上橫梁8、立柱二 9、立柱10三、立柱四11、橫梁二 12)均採用空心杆件，兩端通過端板進行封端即可，如上橫梁8的兩端通過端板一 I進行封端。
[0030]安裝使用本發明自由站立式立管頂部連接結構時，先將柔性跳接管水下連接器的公頭用螺栓連接到法蘭盤一 17上，然後將法蘭盤二 18與自由站立式立管主體上方的錐形應力接頭使用螺栓連接，將立管系統轉移到船側，在合適位置將空氣罐張緊鏈與法蘭盤三20相連接，繼續下放立管系統，直至立管系統與立管基礎相連接，最後將柔性跳接管水下連接器連接到與其配對的公頭之上，至此即完成自由站立式立管主體頂部連接結構的安裝。
[0031]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種自由站立式立管頂部連接結構，其特徵在於:所述頂部連接結構包括主框架和工藝管線； 所述主框架包括兩根立柱，兩根所述立柱垂直布置，且上端和下端分別通過上橫梁和下橫梁相連接； 所述立柱的頂部和底部還分別連接一橫梁和一斜撐，所述橫梁和所述斜撐的游離端相連接，該連接點之間還連接一橫撐； 所述下橫梁和所述橫撐上均設有一箱型加強件，所述箱型加強件上設有依次連接的短柱和法蘭盤； 所述工藝管線為一 S形管線，其設置於所述主框架內，且其兩端分別與設置於所述下橫梁和所述橫撐上的所述箱型加強件相連接； 所述主框架的一側面連接一配重體，所述配重體設於所述斜撐的相對面。
2.根據權利要求1所述的頂部連接結構，其特徵在於:兩根所述立柱之間設有加強鋼板。
3.根據權利要求2所述的頂部連接結構，其特徵在於:所述加強鋼板設於所述立柱的上部。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的頂部連接結構，其特徵在於:所述上橫梁上設有法蘭盤。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的頂部連接結構，其特徵在於:所述配重體包括配重管和填充於所述配重管內的填充物。
6.根據權利要求5所述的部連接結構，其特徵在於:所述立柱、所述上橫梁、所述下橫梁、所述橫撐和所述斜撐均為空心杆件。
【文檔編號】E21B33/038GK104265228SQ201410528418
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】石雲, 王晉, 陳國龍, 王波, 王春升, 何寧, 曹靜, 譚越 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 海洋石油工程股份有限公司