專利名稱：立管拉伸裝置的制作方法
木發(fā)明涉及一種用于形成和保持立管中的拉伸力的裝置，該立管為通常用于近海采油的類型，其中，該立管構(gòu)成在海床和海面上的設(shè)備之間的連接件。
當(dāng)通過鉆井船形成近海油井時(shí)，通常在鉆井階段之前將在海床和鉆井船之間延伸的立管布置就位。除了用于控制鉆具，該立管也用于在井和鉆井船之間運(yùn)送鉆井液。
立管通常形成為一定長(zhǎng)度的管，它可伸縮地與鉆井船相連，其中，該立管的底部與海床設(shè)備相連。立管的尺寸和重量相當(dāng)大，對(duì)于立管的功能，至關(guān)重要的是在立管中形成和保持拉伸力，以保證該立管只受到不大的壓應(yīng)力。當(dāng)立管受到它自身質(zhì)量的負(fù)載時(shí)(它自身的質(zhì)量通?？梢赃_(dá)到幾百噸)，它將自動(dòng)斷裂。
為了在立管中形成和保持足夠的拉伸力，補(bǔ)償裝置通常在鉆井船和立管的上部進(jìn)行連接。該補(bǔ)償裝置通常包括一個(gè)或多個(gè)液壓缸，其中，該缸的壓力側(cè)通過相關(guān)管道和閥系統(tǒng)而與液壓泵和液壓蓄能器連通。
鉆井船的起伏運(yùn)動(dòng)以及海平面的變化由在鉆井船和立管之間的伸縮連接件吸收。補(bǔ)償裝置必須構(gòu)成為在所述運(yùn)動(dòng)過程中也能夠在立管中保持或多或少的恒定拉伸力，因此，補(bǔ)償裝置的蓄能器設(shè)計(jì)成能接收和釋放最大部分的壓力流體，且在鉆井船的運(yùn)動(dòng)過程中，該壓力流體必須排出和供給補(bǔ)償缸(compensating cylinders) 。
顯然，這里所述類型的液壓泵送(hydraulic pumping)和蓄能器系統(tǒng)都非常龐大和復(fù)雜，同時(shí)購(gòu)買、安裝和操作的成本也較高。而且有這樣的危險(xiǎn)，即向泵送系統(tǒng)供電的任何中斷都可能導(dǎo)致不久發(fā)生壓力流體向液壓補(bǔ)償缸供給不充分的危險(xiǎn)，從而可能損壞該立管。
本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過在下面的說明書以及附上的權(quán)利要求書中所述的特征來實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的起伏補(bǔ)償裝置中，在作用于補(bǔ)償缸的兩活塞側(cè)的兩流體之間的所需壓力差通過在海面以下存在的靜液壓來實(shí)現(xiàn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，補(bǔ)償缸通過海面來定位，成容器形狀的鐘狀物(bell)布置在海中，并低于海面以下一預(yù)定深度。該鐘狀物在它的底部具有開口，水從該開口處流入和流出。該鐘狀物在它的上部通過互連的管/軟管/導(dǎo)管而以連通方式與補(bǔ)償缸的壓力側(cè)相連。所述互連的管也與壓縮機(jī)或其它壓力源相連，該壓縮機(jī)或其它壓力源設(shè)計(jì)成向該鐘狀物供給空氣或其它密度比水低得多的流體。
通過向管和壓力鐘狀物引入該相對(duì)較輕的流體，可以在互連的管中的表面處以及補(bǔ)償缸的壓力側(cè)形成流體壓力，該流體壓力等于在鐘狀物外部的水與在鐘狀物內(nèi)的流體之間的靜液壓差。
在另一實(shí)施例中，立管的伸縮部分和補(bǔ)償缸位于海面以下相當(dāng)深處，補(bǔ)償缸的壓力側(cè)通過在缸中的開口而供給海水，或者通過與該海面互連的管而供給另外的流體。缸的減壓側(cè)通過互連的管與海面相連，該互連的管處于真空下或充滿相對(duì)較輕的流體。
下面將參考附圖更詳細(xì)地介紹本發(fā)明的裝置。
本發(fā)明的改進(jìn)在于可以在缸的流體供給中提供單獨(dú)的罐/缸，設(shè)計(jì)成以與壓力流體不同的流體向缸供給。
下面介紹在附圖中表示的優(yōu)選實(shí)施例的非限定實(shí)例，附圖中

圖1示意性示出了漂浮設(shè)備，其中，海的靜液壓用于使類似液壓缸的促動(dòng)器(actuator)增壓，該類似液壓缸的促動(dòng)器通過使設(shè)備的孔形成缸殼體以及使立管形成缸的活塞桿而形成；圖2所示與圖1相同，但是這時(shí)漂浮設(shè)備裝備有普通類型的補(bǔ)償缸；及圖3示意性示出了這樣的設(shè)備，其中，立管的伸縮連接件布置在海面以下相當(dāng)深處，且?guī)讉€(gè)液壓缸在立管的上部和底部之間延伸并與該立管的上部和底部相連。
在附圖中，參考標(biāo)號(hào)1表示立管，該立管自身為已知類型，它錨固在海床2上。該立管1升高至位于海面6上通常的漂浮設(shè)備4上。在優(yōu)選實(shí)施例中，見圖1，漂浮設(shè)備4由裝備有通孔8的浮筒組成，且山形板(gable plate)10與孔8的底部密封連接。該山形板10裝備有襯墊(packing)11，該襯墊11可活動(dòng)地抵靠立管1的外部管形表面密封。該孔8可以在它的上端部分提供有類似的山形板12和襯墊13。該立管1在山形板10稍微向上的位置處裝備有活塞14，該活塞14借助于襯墊16而可活動(dòng)地抵靠該孔8密封。
孔8、山形板19、12、活塞14和立管1形成類似液壓缸的促動(dòng)器19，其中，在活塞14和山形板10之間的缸容積構(gòu)成缸19的壓力側(cè)18，而在活塞14和山形板12之間的缸容積構(gòu)成缸的減壓側(cè)17。
缸19的壓力側(cè)18通過管/軟管/導(dǎo)管22而與位于海面6以下相當(dāng)距離的鐘狀物20相連。管24與關(guān)閉閥26相連，并連接管22。缸19的減壓側(cè)17通過開口27而與大氣相連。
當(dāng)立管1的負(fù)載通過浮筒4吸收時(shí)，比水輕得多的流體通過閥26和管22和24泵送給缸內(nèi)腔18和鐘狀物20。當(dāng)足量的流體泵入時(shí)，在鐘狀物20中形成表面26，該鐘狀物的底部有開口28。然后關(guān)閉閥26。在管22中表面6處的流體壓力等于在鐘狀物20外部的水與在鐘狀物20和管22中的流體之間的靜液壓差?；钊?4的表面面積調(diào)節(jié)成能夠向立管1傳遞所需的拉伸力。
當(dāng)浮筒4升高時(shí)，在壓力側(cè)18上的容積減小，因此，流體流出缸19，并通過管22向下流向鐘狀物20。在鐘狀物20中的表面26只是稍微降低，因?yàn)樵撶姞钗?0的橫截而積相對(duì)于活塞14的橫截面積較大。當(dāng)浮筒4降低時(shí)，壓力流體流回缸19的壓力側(cè)18，從而使立管1內(nèi)保持基本恒定的力。
當(dāng)在漂浮設(shè)備4和立管1之間使用普通補(bǔ)償缸29時(shí)，本發(fā)明同樣適用，見圖2。
在另一實(shí)施例中，立管1的伸縮部分38位于海面6以下相當(dāng)深處，見圖3。一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)償缸40在伸縮部分38的上面和下面與立管1相連，并設(shè)計(jì)成在立管1內(nèi)形成和保持拉伸力，該補(bǔ)償缸40自身為已知類型，并適于海下使用。補(bǔ)償缸40的壓力側(cè)42位于缸40的活塞41的一側(cè)，它通過開口44與缸40外部的海水連通，而缸40的減壓側(cè)46通過管48和開口49而與大氣連通。
管48充滿比水輕得多的流體。也可選擇，該管處于真空。在漂浮設(shè)備的垂直運(yùn)動(dòng)過程中，補(bǔ)償缸40的操作與上述操作類似。
本發(fā)明的裝置能夠大大簡(jiǎn)化漂浮設(shè)備4的起伏(heave)補(bǔ)償裝置，利用海自身的靜液壓使得已知的泵送和蓄能器系統(tǒng)基本變得多余。因此，當(dāng)采用新技術(shù)時(shí)，可以減小操作成本，并提高工作可靠性。
權(quán)利要求
1.一種裝置，用于通過一個(gè)或多個(gè)類似液壓缸的促動(dòng)器(19、26、40)來傳送負(fù)載，以便在普通用于近海采油的一立管(1)中形成和保持拉伸力，其中該立管(1)構(gòu)成在海床(2)和在海面(6)上或附近的設(shè)備(4)之間的一連接件，其特征在于在促動(dòng)器(19、29、40)的壓力側(cè)(18、42)和減壓側(cè)(17、46)之間的所需壓力差由靜液壓差構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于促動(dòng)器(19、29)的壓力側(cè)(18)通過一管連接件(22)、位于海面(6)下面相當(dāng)深處的一開口(28)而直接或間接與海水連通，且該管連接件(22)基本充滿密度比水更低的流體。
3.根據(jù)前述任意一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于促動(dòng)器(19、29)的減壓側(cè)(17)通過一開口(27)與大氣連通。
4.根據(jù)前述任意一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于促動(dòng)器(19、29、40)的減壓側(cè)關(guān)閉并處于真空狀態(tài)。
5.根據(jù)前述任意一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該管連接件(22)通過一鐘狀物(20)與海水連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于促動(dòng)器(40)的壓力側(cè)(42)通過一開口(44)直接或間接與海水連通，其中該開口(44)位于海面(6)下面相當(dāng)深處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的裝置，其特征在于促動(dòng)器(40)的減壓側(cè)(46)通過一管連接件(48)和通過一開口(27)而與大氣連通，其中該管連接件(22)基本充滿密度比水更低的流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的裝置，其特征在于促動(dòng)器(40)的減壓側(cè)(46)關(guān)閉并處于真空狀態(tài)。
全文摘要
一種裝置，用于通過一個(gè)或多個(gè)類似液壓缸的促動(dòng)器(19、26、40)來傳送負(fù)載，以便在普通用于近海石油產(chǎn)品的一立管(1)中形成和保持拉伸力，其中，該立管(1)構(gòu)成在海床(2)和在海面(6)上或附近的設(shè)備之間的連接件，且在促動(dòng)器(19、29、40)的壓力側(cè)(18、42)和減壓側(cè)(17、46)之間的所需壓力差由靜液壓差構(gòu)成。
文檔編號(hào)E21B19/00GK1505727SQ02808997
公開日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2002年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月27日
發(fā)明者約恩·格魯?shù)隆ひ虏? 約恩 格魯?shù)?耶德博 申請(qǐng)人:挪威國(guó)立奧伊威爾有限公司