自支撐式鋼懸鏈線立管的製作方法
2023-05-09 03:40:31
專利名稱：自支撐式鋼懸鏈線立管的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及可在主船(host vessel)到達之前預安裝的自支撐式鋼懸鏈線立管。
背景技術：
代理人卷號為TH2849、PCT公開號為W02008042943的文獻公開了一種設置在具有水底的水體中的浮式系統，所述系統包括漂浮在水面上的主機構件；在水面下漂浮的漂浮模塊；將所述主機構件連接到所述漂浮模塊的軟管；和細長水下管路結構，其包括連接到漂浮模塊的頂部部分；延伸到水底並且適於連接到位於水底上的流送管的底部部分；並且所述頂部部分和所述底部部分中的至少一個包括懸鏈線構造。PCT公開號為W02008042943 的文獻以引用的方式以其全文併入本文中。代理人卷號為TH2982、PCT公開號為W02008036728的文獻公開了一種設置在具有水底的水體中的浮式系統，所述系統包括漂浮在水中的主機構件；細長的水下管路結構， 其包括連接到所述主機的頂部；延伸到海床並且適於連接到位於海床上的流送管的底部； 所述管路結構的為上凹形的第一部分；所述管路結構的為上凹形的第二部分；和為下凹形的位於其間的過渡部，所述過渡部設置在所述第一部分和第二部分之間。PCT公開號為 W02008036728的文獻以引用的方式以其全文併入本文中。
發明內容
本發明的一個方面提供了一種離岸立管系統，包括從海底到海面的管狀物和浮力模塊，所述管狀物包括處於海底的第一水平部分、靠近海面的第二豎直部分和位於所述第一部分和第二部分之間的第三彎曲部分，所述浮力模塊連接到所述第二部分，適於保持所述彎曲部分的形狀，並且使船能夠連接到所述第二部分。本發明的另一方面提供一種安裝離岸立管系統的方法，包括將管狀物的第一水平部分鋪設在海底上；將所述管狀物的第二豎直部分連接到處於海面或靠近海面的漂浮模塊；在所述第一水平部分和第二豎直部分之間形成第三彎曲部分；將所述第二部分連接到浮式主船；和將所述漂浮模塊從所述第二部分斷開連接。
圖1顯示了根據本發明的一個或多個實施例的處於安裝過程中的鋼懸鏈線立管的示例。圖2顯示了根據本發明的一個或多個實施例的在安裝之後的鋼懸鏈線立管的示例。圖3顯示了根據本發明的一個或多個實施例的處於安裝過程中的鋼懸鏈線立管的示例。圖4顯示了根據本發明的一個或多個實施例的處於安裝過程中的鋼懸鏈線立管的示例。圖5顯示了根據本發明的一個或多個實施例的自支撐式鋼懸鏈線立管的自支撐模式。圖6顯示了根據本發明的一個或多個實施例的自支撐式鋼懸鏈線立管的連接模式。
具體實施例方式將參照附圖描述本發明的示例性實施例。附圖中相似的零件以相同的附圖標記顯
在本文公開的實施例中，描述了很多具體細節，以提供對本發明的更全面的理解。 但是對於本領域普通技術人員顯而易見的是，本發明可在不具有這些具體細節的情況下實施。在其他例子中，為了避免使本發明模糊不清，沒有詳細描述公知的特徵。離岸鑽井和生產可使用從海底上的離岸生產地點(在該離岸生產地點提取流體產物)延伸到產物存儲區域的管道。在離岸鑽井和生產的一個示例中，產物存儲區域布置在主船上，管道連接到所述主船，以允許流體產物流入產物存儲區域。這樣的管道的一個示例是鋼懸鏈線立管。本發明的一個或多個實施例涉及用於鋼懸鏈線的浮力裝置，其允許鋼懸鏈線立管在主船到達之前預安裝，同時保持懸鏈線外形，以使鋼懸鏈線立管可在所述主船到達時立即附接到所述主船，並且流體產物可從離岸鑽井地點提取，而無需在主船到達之後等待鋼懸鏈線立管的安裝。圖 1-2 管道17可使用任意各種不同的安裝方法成形為鋼懸鏈線立管20，所述方法的幾個示例在下面詳細描述。但是下面給出的安裝方法僅作為示例，本發明的實施例不限於此。圖1-2顯示了鋼懸鏈線立管安裝的一個示例。漂浮在水體100上並且可以是例如大型油船的主船10最初包含將形成鋼懸鏈線立管20的管道17。管道17的遠端23附接到副船15，例如拖船，其通常比主船10更小並且更易於移動。主船10基本上保持靜止，在第一時間段，逐漸下放管道17，同時副船15從主船10 移動離開。雖然這裡顯示了穿過管道17的近端21所附接的容器11下放管道，但是管道也可從主船10的其他部分下放。然後在第二時間段，主船10停止下放管道17，同時副船15 朝向主船10移回。然後在第三時間段，主船10再次逐漸下放管道17，同時副船15從主船 10移動離開。重複該過程，直到管道17接觸海床101。每一個時間段可為預定時間間隔， 或可根據下放的管道的長度確定。當管道17接觸海床101時，副船15移動靠近主船10，以確保管道17的所需懸鏈線外形，所述外形為介於管道17的在海床101上的水平部分和管道17的附接到容器11的基本上豎直的部分之間的平滑曲線。然後副船15移動到離岸生產地點上方的位置，並且釋放管道17的遠端23。該下放管道17的過程使管道17形成所需的懸鏈線外形，同時避免管道17上的不必要的彎曲應力。圖2中顯示了已安裝的鋼懸鏈線立管。管道17形成鋼懸鏈線立管20，其近端21 附接到主船10，其遠端23連接到離岸生產地點(未示出)。構成鋼懸鏈線立管20的管道17與海床101的垂線成小角度離開主船10。隨著管道17延伸到水體100的更深位置，角度變大，直到管道17基本上垂直於海床101。在靠近海床101處，當管道17接觸海床101 時，管道17形成變成基本上平行的曲線。鋼懸鏈線立管20的大部分擱置在海床101上，延伸到離岸生產地點(未示出)。鋼懸鏈線立管20有效地並且成本效益高地將流體產物輸送到主船10。圖 3-4 圖3-4顯示了鋼懸鏈線立管安裝的另一個示例。如圖3中所示，管道37的擱置在海床101上的部分可在主船到達之前鋪設，並且被丟棄在海底37上。即，管道3 7可部分安裝，並且被丟棄在海底上，以使管道17的餘下部分可在以後的日期安裝。如圖4中所示，在以後的日期，主船10到達，將部分安裝的管道37從該位置取回， 並且附接到另外的管道17。另外的管道17的近端21附接到更小的更易於移動的副船15， 副船15如上面參照圖1和2所述的繼續鋪設過程，並且另外的管道17成形為鋼懸鏈線立管20的立管部分。然後將鋼懸鏈線立管20的近端21附接到主船10的容器11，此時，鋼懸鏈線立管20將具有與如圖2中所示的相似的懸鏈線外形。替代地，鋼懸鏈線立管20的立管部分可在丟棄前包括在海床處，在該情況下，立管部分沿曲線布置在海床上，並且管道17的近端21將處於海床101上的位置遠離在主船 10將到達處正下方的位置。在該情況下，副船15或一些其他構造船從海底取回近端21，將近端21附接到主船10的容器11。圖 5-6 圖5顯示了根據本發明一個或多個實施例的自支撐式鋼懸鏈線立管系統的自支撐模式，圖6顯示了其主船連接模式。如圖5中所示，鋼懸鏈線立管20在主船到達之前預安裝。預安裝可通過任何安裝方法實現。管道17成形為與圖2中所示的鋼懸鏈線立管20 —樣的懸鏈線外形，不同之處在於，管道的在正常情況下附接到主船10的近端21為自由的，並且浮力裝置40靠近近端 21附接。浮力裝置40可包括浮力泡沫、空氣罐、浮子或本領域公知的其他浮力裝置中的一個或多個。浮力裝置40可以可拆卸地圍繞管道17附接。浮力裝置40可通過夾持機構、焊接、綁定和本領域中已知的其他附接方法中的一種或多種附接到管道17。浮力裝置40可在近端21附接到表面處的船之後附接到管道17。管道的遠端23連接到離岸生產地點(未示出)。浮力裝置40向管道17的近端21提供向上的浮力，以保持鋼懸鏈線立管20的懸鏈線外形。保持懸鏈線外形所需的底部載荷可由附接到鋼懸鏈線立管20的錨索30提供， 以使浮力裝置40不漂浮到水體100的頂面，並且鋼懸鏈線20的彎曲部分可基本上保持其預安裝形狀。錨索30的一端在錨定點31處附接到鋼懸鏈線立管20，而錨索30的另一端附接到布置在海床101上的樁33。在自支撐模式中，當錨索在管道17上提供向下的力時，錨索30繃緊，所述向下的力抵消浮力裝置40的向上的浮力。在錨定點31上方的管道17變得垂直於海床101，而在錨定點下方的管道18基本上，但不是完全地，保持正常的懸鏈線外形。如圖6中所示，在主船10到達後，鋼懸鏈線立管20的近端21附接到主船10的容器11，並且將浮力裝置40從其取下。懸鏈線立管附接到主船10，並且自支撐式鋼懸鏈線立管系統處於主船連接模式。主船10在鋼懸鏈線立管20的近端21上提供足夠的向上的力， 以支承管道17。因而，錨索30不再需要提供抵消力，並且變得鬆弛。替代地，錨索可一起斷開連接。此時，管道用作正常的鋼懸鏈線立管20，並且從離岸生產地點(未示出)將流體產物輸送到主船10。如果需要，形成懸鏈線立管20的管道17可從主船10斷開連接，並且浮力裝置40可再連接到管道17。有利的是，本發明的實施例提供了一種鋼懸鏈線立管，其可在主船到達之前安裝。 因此，安裝周期可縮短。而且，如果鋼懸鏈線立管安裝與管道鋪設過程結合，則可降低安裝成本。示例性實施例在一個實施例中，公開了一種離岸立管系統，包括從海底到海面的管狀物和浮力模塊，所述管狀物包括處於海底的第一水平部分、靠近海面的第二豎直部分和位於所述第一部分和第二部分之間的第三彎曲部分，所述浮力模塊連接到所述第二部分，適於保持所述彎曲部分的形狀，並且使船能夠連接到所述第二部分。在一些實施例中，所述系統還包括錨索，其連接到所述第三部分，並且連接到海底上的錨定機構。在一些實施例中，所述系統還包括連接到所述第二部分的主船。在一些實施例中，所述主船包括立柱式平臺(spar平臺)、半潛式平臺、FPSO或TLP。在一些實施例中，所述系統還包括連接到所述第一部分的海底歧管和海底井中的至少一個。在一些實施例中，所述第二部分的端部處於至少約20米， 例如至少約50米的深度處。在一個實施例中，公開了一種安裝離岸立管系統的方法，包括將管狀物的第一水平部分鋪設在海底上；將所述管狀物的第二豎直部分連接到處於海面或靠近海面的漂浮模塊；在所述第一水平部分和第二豎直部分之間形成第三彎曲部分；將所述第二部分連接到浮式主船；和將所述漂浮模塊從所述第二部分斷開連接。在一些實施例中，所述方法還包括將所述第三部分錨定到海底。在一些實施例中，所述方法還包括將所述第二部分和所述漂浮模塊保持在至少10米，例如至少約25米的深度處。在一些實施例中，所述漂浮模塊包括浮力罐和泡沫中的至少一個。雖然以上相對於有限數量的實施例描述了本發明，但是得益於本發明，本領域技術人員將意識到，可設計不偏離本文公開的本發明範圍的其他實施例。因此，本發明的範圍應僅由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種離岸立管系統，包括從海底到海面的管狀物，所述管狀物包括處於海底的第一水平部分、靠近海面的第二豎直部分和位於所述第一部分和第二部分之間的第三彎曲部分；和浮力模塊，所述浮力模塊連接到所述第二部分，適於保持所述彎曲部分的形狀，並且使船能夠連接到所述第二部分。
2.根據權利要求1所述的系統，還包括錨索，其連接到所述第三部分，並且連接到海底上的錨定機構。
3.根據權利要求1-2中的一項或多項所述的系統，還包括 主船，其連接到所述第二部分。
4.根據權利要求3所述的系統，其中，所述主船包括立柱式平臺、半潛式平臺、FPSO或TLP。
5.根據權利要求1-4中的一項或多項所述的系統，還包括 連接到所述第一部分的海底歧管和海底井中的至少一個。
6.根據權利要求1-5中的一項或多項所述的系統，其中所述第二部分的一端處於至少約20米，例如至少約50米的深度處。
7.一種安裝離岸立管系統的方法，包括 將管狀物的第一水平部分鋪設在海底上；將所述管狀物的第二豎直部分連接到處於海面或靠近海面的漂浮模塊； 在所述第一水平部分和第二豎直部分之間形成第三彎曲部分； 將所述第二部分連接到浮式主船；和將所述漂浮模塊從所述第二部分斷開連接。
8.根據權利要求7所述的方法，還包括將所述第三部分錨定到海底。
9.根據權利要求7-8中一項或多項所述的方法，還包括將所述第二部分和所述漂浮模塊保持在至少10米，例如至少約25米的深度處。
10.根據權利要求7-9中一項或多項所述的方法，其中，所述漂浮模塊包括浮力罐和泡沫中的至少一個。
全文摘要
本發明公開了一種離岸立管系統，包括從海底到海面的管狀物和浮力模塊，所述管狀物包括處於海底的第一水平部分、靠近海面的第二豎直部分和位於所述第一部分和第二部分之間的第三彎曲部分，所述浮力模塊連接到所述第二部分，適於保持所述彎曲部分的形狀，並且使船能夠連接到所述第二部分。
文檔編號F16L1/12GK102317149SQ201080007153
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月8日 優先權日2009年2月10日
發明者Y·S·李 申請人:國際殼牌研究有限公司