專利名稱：用于在石油和天然氣開采的浮動裝置上的升降器的兩部分伸縮式張緊裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種兩部分伸縮式張緊裝置，用于連接到在海底油田或天然氣田上的浮動裝置和鉆孔之間延伸的升降器上，使用該張緊裝置的目的是部分地通過采用浮動裝置的快速垂直運動，以及部分地通過補償在具有海底裝置的鉆孔頂部和浮動裝置之間的水平面差距的緩慢變化，而在升降器中保持張力。
波浪和風會導致用于近海勘探和碳氫化合物生產(chǎn)的海底裝置和浮動裝置之間水平面差距的快速變化。
潮汐的變化、裝置上的負載變化、用于根據(jù)天氣預報的變化調(diào)整干舷的裝置的調(diào)整(trimming)、以及在發(fā)生的水平漂移的情況下，都會導致水平面差距的緩慢變化。
伸縮式升降器單元的主要功能是確保該升降器的上部能夠伸縮，而通過管道輸送的液體和/或氣體沒有任何泄漏。該伸縮式單元可以與用于升降器張緊的獨立系統(tǒng)協(xié)同工作，或者該伸縮式單元可以包括一體化的液壓缸，該液壓缸通過與泵和貯料罐協(xié)同工作，來確保在該升降器中保持所需要的張力。
在具有巨大的潮汐變化和/或大的設計波浪高度的水中，目前所使用的伸縮式單元具有長度達到70英尺(21.34米)的行程。
使用限定尺寸的單獨的伸縮式單元來適應快速和緩慢的可預報變化具有多種缺點。其致使a)不必要的大動態(tài)質量的運動；b)磨損、破損以及在大型裝置上進行維修的需求；以及c)對于多種尺寸的需求。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點。
該目的通過下文的描述和所附權利要求書中所闡述的特征來實現(xiàn)。
連接兩個標準的伸縮式單元，其優(yōu)選具有不同的長度，例如40英尺和25英尺(12.19米和7.62米)。然后，通過使用原本是公知的技術，將這個兩部分的伸縮式單元連接到升降器的上端，并且連接到在升降器延伸部的下部上的撓性接頭，其中該升降器從海底上的鉆孔向浮動石油裝置垂直延伸，該升降器延伸部經(jīng)由歧管(manifold)在所述浮動裝置上的鉆臺上方延伸。
通過原本是公知的技術，該伸縮式單元在其中心處設置有兩個管；所述管在內(nèi)部互相套縮，并具有與該升降器的尺寸相對應的尺寸。根據(jù)公知技術，該伸縮式單元設置有適合的密封裝置(packings)，在這種情況下，所述密封裝置確保流過該升降器的液體或氣體的各種泄漏都保持在一個可以接受的水平。
每個伸縮式單元都配備有幾個均勻間隔的液壓缸，所述液壓缸以外圍環(huán)繞的方式并主要沿該伸縮式單元的縱向方向來排列，所有這些都根據(jù)的是原本公知的技術。
兩個伸縮式單元被獨立地連接到原本公知的液壓系統(tǒng)，并具有根據(jù)本發(fā)明而設計成在升降器中保持預定張力的相關(associated)控制系統(tǒng)；隨著海底上方浮動裝置高度的變化，及時地調(diào)整一個或兩個伸縮式單元的長度。
當需要調(diào)整升降器的張力以補償在浮動裝置中的快速移動時，優(yōu)選使用上伸縮式單元。由于只有架空的升降器延伸部隨著上伸縮式單元移動，所以其具有移動最小可能質量的優(yōu)點。
當由于浮動裝置相對于海底的水平面的緩慢變化(例如，由于潮汐變化，或由于在預測有大浪時通過使浮動裝置向海洋的更深處降低來增加平臺穩(wěn)定性)而需要調(diào)整張力的時候，調(diào)整下伸縮式單元。
在上伸縮式單元不起作用的情況下，通過重置控制系統(tǒng)以使下伸縮式單元補償浮動裝置水平面的快速變化，從而本發(fā)明的兩部分升降器張緊裝置能夠在一定的限度內(nèi)在升降器中保持恰當?shù)膹埩Α?br> 下面，將給出附圖中示出的優(yōu)選實施例的非限制性實例的描述，其中

圖1示出了鉆探平臺，其通過包括兩部分升降器張緊裝置的升降器連接到井；圖2a以更大比例示出了在收縮位置的兩部分升降器張緊裝置；以及圖2b以相同比例示出了在伸展位置的兩部分升降器張緊裝置。
在附圖中，附圖標記1代表具有鉆塔3的浮動鉆探平臺。升降器5從海底9上的鉆孔裝置7向浮在海面11上的鉆探平臺延伸。
升降器5包括具有張緊裝置15的上部13。升降器延伸部17包括接頭19和歧管21。
張緊裝置15包括上伸縮式單元23和下伸縮式單元25。每個伸縮式單元23、25均包括具有相關法蘭29、29’、30、30’的伸縮套管27、27’，所述相關法蘭29、29’、30、30’用于連接到靠近各伸縮式單元的升降器5、升降器接頭19和/或伸縮式單元23、25。
每個伸縮式單元23、25都設置有幾個均勻間隔的液壓缸31、31’，所述液壓缸31、31’以外圍環(huán)繞的方式并主要沿該伸縮式單元23、25的縱向方向排列。
伸縮式單元23、25獨立地連接到包括泵、控制裝置和儲油罐的液壓系統(tǒng)(未示出)。
由海浪或其它影響因素引起的浮動裝置1的快速垂直移動通常通過上張緊單元23的液壓調(diào)整來補償。下張緊單元25不進行調(diào)整。這樣僅通過張緊裝置15的一部分的移動來保持升降器5中的指定張力。由此，減少了作用在設備上的動力、能量消耗以及設備的磨損和破損。
通過調(diào)整下張緊單元25來補償緩慢的可預報的垂直移動(如潮汐變化、浮動裝置的深吃水調(diào)整等)。
在張緊單元23、25中的一個單元不能運轉(損壞或維修)的情況下，另一個張緊單元可用于補償浮動裝置1相對于海底9的垂直位置的快速變化和緩慢變化。
權利要求
1.一種用于升降器(5)的張緊裝置(15)，該升降器(5)連接海底鉆孔(7)與海面(11)上的浮動裝置(1)，其中，該張緊裝置(15)設置有伸縮套管(27、27’)和幾個均勻間隔的液壓缸(31、31’)；所述液壓缸(31、31’)以外圍環(huán)繞的方式并主要沿該升降器的縱向方向排列；并且通過所述液壓缸(31、31’)中的液壓來施加該升降器中的張力，其特征在于該張緊裝置(15)包括兩個連續(xù)的、互相連接的伸縮式張緊單元(23、25)，所述張緊單元(23、25)被設計成獨立地保持該升降器(5)中的指定張力。
2.一種保持如權利要求1所述的升降器(5)中的張力的方法，其特征在于通過保持該升降器(5)中的指定張力的上張緊單元(23)來補償浮動裝置(1)相對于海底(9)的垂直位置的快速變化；通過保持該升降器(5)中的指定張力的下張緊單元來補償浮動裝置(1)相對于海底(9)的垂直位置的緩慢變化；并且，在所述張緊單元中的一個單元不能運轉的情況下，該上張緊單元(23)或下張緊單元(25)單獨地保持該升降器(5)中的指定張力。
全文摘要
一種用于升降器(5)的張緊裝置(15)，該升降器(5)連接海底鉆孔(7)與在海面(11)上的浮動裝置(1)，其中該張緊裝置(15)設置有伸縮套管(27、27’)和幾個均勻間隔的液壓缸(31、31’)，所述液壓缸(31、31’)以外圍環(huán)繞的方式并主要沿該升降器的縱向方向排列，并且通過所述液壓缸(31、31’)中的液壓來施加該升降器中的張力，該張緊裝置(15)包括兩個連續(xù)的、互相連接的伸縮式張緊單元(23、25)，所述張緊單元(23、25)被設計成獨立地保持該升降器(5)中的指定張力。
文檔編號E21B19/00GK1711406SQ200380103089
公開日2005年12月21日 申請日期2003年11月10日 優(yōu)先權日2002年11月12日
發(fā)明者馬格納·馬蒂亞斯·穆厄 申請人:挪威國立奧伊威爾有限公司