海洋鑽探立管上部連接裝置的製作方法
2023-12-09 19:16:22
本發明涉及海洋鑽探技術領域，特別涉及一種海洋鑽探立管上部連接裝置。
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，海洋立管上部連接組件是關鍵部件。
海洋立管上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。海洋立管上部連接組件的尺寸一般高達十多米，設計重量通常在一百多噸。此外，根據立管的用途不同，各個海洋立管上部連接組件的設計都有一定的差異。
現有技術中的海洋立管上部連接組件雖然滿足所有工況要求，但結構複雜，製造和安裝成本都非常高。尤其是深海鑽探船作業，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海洋鑽探立管上部連接裝置，以解決現有技術中製造和安裝成本高的問題。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種海洋鑽探立管上部連接裝置，包括傾斜設置的前支架和豎直設置的後支架，所述前支架的兩側分別各通過一個側支架與所述後支架固定連接；所述後支架的上端安裝有母容器接口單元；所述後支架上安裝有連續油管支撐結構；所述前支架的遠離所述後支架的一側由上至下地安裝有水下連接器接口單元和懸吊平臺。
優選地，所述後支架包括兩個平行設置的主支撐管，所述兩個主支撐管的上端安裝有懸掛樁，所述兩個主支撐管的下端通過倒角連結接口單元連接。
優選地，所述主支撐管的上端安裝有主吊裝墊板，所述主吊裝墊板上形成有主吊裝孔。
優選地，所述主支撐管的中部設置有吊裝耳軸。
優選地，所述前支架包括兩個平行設置的斜支管。
優選地，所述斜支管的中部設置有顛倒耳軸。
優選地，所述斜支管的下端設置有運輸吊耳。
優選地，所述前支架上還安裝有抗彎曲增強器。
優選地，所述抗彎曲增強器位於所述水下連接器接口單元與所述懸吊平臺之間的位置。
優選地，所述前支架、所述後支架、所述側支架及所述連續油管支撐結構均採用封閉的空心管件製成，所述母容器接口單元、所述懸吊平臺及所述懸掛樁均採用開放式管件製成。
在上述技術方案中，前支架和後支架連接並形成一個梯形結構布局，拋棄了現有技術中的長方形框架結構的布局，並經過有限元分析仿真驗證，可全面滿足各種工況條件下的強度、疲勞等設計要求，因此，不僅可以大大減輕整體結構的重量，而且由於結構的簡化，使生產運輸安裝和後期的維護等都得到極大的簡化，因此大幅度節約製造和安裝運輸成本。相對於傳統的箱型結構來說，本發明具有重量輕、製造成本低、強度疲勞壽命高等顯著優點。
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是本發明的立體圖；
圖2是本發明的另一立體圖；
圖3是本發明的又一立體圖。
圖中附圖標記：1、側支架；2、母容器接口單元；3、連續油管支撐結構；4、水下連接器接口單元；5、懸吊平臺；6、主支撐管；7、懸掛樁；8、倒角連結接口單元；9、主吊裝墊板；10、吊裝耳軸；11、斜支管；12、顛倒耳軸；13、運輸吊耳；14、抗彎曲增強器。
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。
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。
本發明提供了一種海洋鑽探立管上部連接裝置，包括傾斜設置的前支架和豎直設置的後支架，所述前支架的兩側分別各通過一個側支架1與所述後支架固定連接；所述後支架的上端安裝有母容器接口單元2；所述後支架上安裝有連續油管支撐結構3；所述前支架的遠離所述後支架的一側由上至下地安裝有水下連接器接口單元4和懸吊平臺5。
在上述技術方案中，前支架和後支架連接並形成一個梯形結構布局，拋棄了現有技術中的長方形框架結構的布局，並經過有限元分析仿真驗證，可全面滿足各種工況條件下的強度、疲勞等設計要求，因此，不僅可以大大減輕整體結構的重量，而且由於結構的簡化，使生產運輸安裝和後期的維護等都得到極大的簡化，因此大幅度節約製造和安裝運輸成本。相對於傳統的箱型結構來說，本發明具有重量輕、製造成本低、強度疲勞壽命高等顯著優點。
本發明通過上述梯形結構布局改變了現有技術中的對稱型的結構框架，充分考慮了立管連接中的載荷的嚴重不對稱性，可使結構和載荷的方向基本一致，充分發揮結構的潛力。
本發明可以應用於深海油田的各種立管連接中，並不僅僅局限於slhr(單線複合立管)立管，對生產立管，對服務立管、注水立管、輸氣立管等也適用。整個結構按功能分成了幾個子結構，生產和安裝以及安裝後的檢測相對簡潔。
優選地，所述後支架包括兩個平行設置的主支撐管6，所述兩個主支撐管6的上端安裝有懸掛樁7，所述兩個主支撐管6的下端通過倒角連結接口單元8連接。優選地，所述前支架包括兩個平行設置的斜支管11。
優選地，所述主支撐管6的上端安裝有主吊裝墊板9，所述主吊裝墊板9上形成有主吊裝孔。
優選地，所述主支撐管6的中部設置有吊裝耳軸10。優選地，所述斜支管11的中部設置有顛倒耳軸12。優選地，所述斜支管11的下端設置有運輸吊耳13。運輸吊裝是實際安裝過程中非常關鍵的環節，在梯形結構布局設計當中，通過上述實施例，設計了合理的吊裝結構以滿足實際安裝需要。
優選地，所述前支架上還安裝有抗彎曲增強器14。優選地，所述抗彎曲增強器14位於所述水下連接器接口單元4與所述懸吊平臺5之間的位置。
優選地，所述前支架、所述後支架、所述側支架及所述連續油管支撐結構3均採用封閉的空心管件製成，所述母容器接口單元2、所述懸吊平臺5及所述懸掛樁7均採用開放式管件製成。採用這種封閉的空心管件與開放式管件相結構的形式，使部分零件得以封閉從而提高了系統的浮力，可使整個系統在水中的重量只是在空中重量的約三分之二。
本發明中梯形結構布局的非對稱結構相對於現有技術中的對稱型結構來說，充分考慮了結構質心的穩定位置，在設計各個分部件時保證了結構質心的位置不變。此外，在設計梯形結構布局時，本發明可採用10種不同尺寸管件完成整個結構，因而可採用儘量少的不同尺寸的部件，減小了訂購材料和焊接加工的費用。最後，本發明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。
本發明各部件尺寸相對固定，可根據用途不同進行調整。因為海洋工程的特殊性，不同用途的立管所承受的環境載荷完全不同，因此ura結構也必須根據不同的用途調整。本發明梯形布局的特點是，大部分部件的尺寸相對固定，其他部分部件根據用途可進行適當調整。例如，對非生產ura和注水ura，基本結構不變，僅橫向間距需要做一定調整。
與最相近的英國石油安哥拉block31(31板塊)項目中的海洋鑽探立管上部連接裝置相比，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。