一種深水油氣跨接管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深水油氣跨接管。
【背景技術(shù)】
[0002]水下生產(chǎn)系統(tǒng)作為海洋油氣田開發(fā)最為關(guān)鍵的技術(shù)之一，其由于在開發(fā)深水油氣田和邊際油田中具有明顯的綜合經(jīng)濟優(yōu)勢，因此倍受關(guān)注且發(fā)展迅速。在水下生產(chǎn)系統(tǒng)中，海底管線、采油樹和水下管匯以及立管基座等設(shè)施之間的連接對于保障整個深水油氣田安全完整運行具有決定性作用。
[0003]依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在淺水海洋油氣田中，海底管線與立管設(shè)施之間的連接通過平放于海床的膨脹彎結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，該類膨脹彎結(jié)構(gòu)一般包括兩到三節(jié)鋼管，各節(jié)鋼管由彎頭連接，通過空間變形能夠吸收海底管道的膨脹位移從而降低對所連設(shè)施的載荷作用。但是此類膨脹彎結(jié)構(gòu)一般具有較大的空間尺度，且對運輸和安裝船舶甲板空間以及吊裝設(shè)備的要求較高，且海上安裝周期長，安裝費用較高。在深水油氣田開發(fā)中，如果繼續(xù)采用常規(guī)的膨脹彎結(jié)構(gòu)作為水下設(shè)施的連接裝置，將會嚴(yán)重影響水下設(shè)施的總體布局，增大海上施工難度，必然造成投資成本的大幅增加。
[0004]另外，連接裝置除了承受高溫高壓等靜態(tài)載荷外，還承受由于立管基座動態(tài)運動或所連水下設(shè)施偏移所造成的端部位移，因此連接裝置需設(shè)計成具有較大柔度的幾何結(jié)構(gòu)形式。但是此種結(jié)構(gòu)形式使得其具有低固有振動頻率和低結(jié)構(gòu)阻尼的特征，即使在海底低洋流激勵下，仍極易受渦激振動疲勞損傷的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有良好的運動解耦性能的深水油氣跨接管。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種深水油氣跨接管，其特征在于:它包括一管本體和多個渦激振動抑制裝置；所述管本體包括多個垂直直管段、多個水平直管段和多個連接所述垂直直管段與所述水平直管段的彎管段，所述垂直直管段與水平直管段交替排列，且各所述垂直直管段、水平直管段和彎管段均處于同一平面內(nèi)；在所述管本體的兩端分別設(shè)置有一液壓或機械式連接器；所述渦激振動抑制裝置設(shè)置在每一所述垂直直管段和每一所述水平直管段的外部，每一所述渦激振動抑制裝置包括多個套設(shè)在所述垂直直管段或水平直管段的外部且彼此首尾緊密連接的卡盤和三個列板，每一所述列板螺旋設(shè)置在所述卡盤的外壁上，其底部伸入沿所述卡盤表面開設(shè)的螺旋狀凹槽內(nèi)，三個所述列板通過多個繃帶綁固在所述卡盤的表面，在每一所述列板上設(shè)置有多個用于對所述繃帶進行限位的缺口。
[0007]所述管本體由單層鋼管、涂設(shè)在所述單層鋼管外部的防腐層和套置在所述防腐層外部的保溫層構(gòu)成。
[0008]每一所述卡盤包括兩呈半圓形的卡盤片，兩所述卡盤片的一端通過銷釘連接，另一端套在所述管本體外部后通過螺釘鎖緊。
[0009]所述列板的截面為梯形，且所述梯形高度為所述管本體外徑的1/4，所述列板在同一所述卡盤上盤旋的角度為120°。
[0010]所述管本體的保溫層采用聚氨酯材料。
[0011]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明包括一管本體和多個渦激振動抑制裝置，且管本體中的垂直直管段與水平直管段交替排列，通過空間變形可有效吸收所連水下設(shè)施的膨脹或沉降位移，具有良好的運動解耦性能。2本發(fā)明的管本體包括多個垂直直管段、水平直管段和彎管段且均處于同一平面內(nèi)，僅利用海底垂向空間，本發(fā)明便于水下設(shè)施的總體布局。3、本發(fā)明的渦激振動抑制裝置，能夠阻礙漩渦瀉放的相關(guān)性，同時渦激振動抑制裝置中的列板制造的三維分離層可破壞規(guī)則的漩渦脫落，從而達到能夠減弱流體振蕩力的目的。4、本發(fā)明通過卡盤和繃帶將列板固定在管本體上，與現(xiàn)有抑制裝置相比，材料用量降低50%至70%，大幅節(jié)約了材料和運輸成本，降低了管本體水動力直徑，所受流體拖曳力明顯降低。5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)重心位于管本體主體平面內(nèi)，利于海上現(xiàn)場吊裝施工，安裝時僅需一個導(dǎo)向漏斗，無需其他引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，安裝效率較高，具有顯著的經(jīng)濟效益，能夠廣泛用于深水油氣田開發(fā)中水下設(shè)施間的連接。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖2是本發(fā)明管體的截面示意圖
[0014]圖3是本發(fā)明渦激振動抑制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖4是本發(fā)明卡盤的結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖5是本發(fā)明渦激振動抑制裝置的裝配示意圖
[0017]圖6是本發(fā)明海上吊裝方案示意圖
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的描述。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明包括一管本體I和多個渦激振動抑制裝置2。
[0020]管本體I包括多個垂直直管段3、多個水平直管段4和多個連接垂直直管段3與水平直管段4的彎管段5。其中，垂直直管段3與水平直管段4交替排列，且各垂直直管段3、水平直管段4和彎管段5均處于同一平面內(nèi)。在管本體I的兩端分別設(shè)置有一液壓或機械式連接器6，用于與布置在水下的設(shè)施(如管匯、采油樹或管道終端裝置上的對接系統(tǒng))進行連接。
[0021]如圖2所示，本發(fā)明管本體I由單層鋼管7、涂設(shè)在單層鋼管7外部的防腐層8和套置在防腐層8外部的保溫層9構(gòu)成。
[0022]如圖2?5所示，本發(fā)明的渦激振動抑制裝置2設(shè)置在每一垂直直管段3和每一水平直管段4的外部。每一渦激振動抑制裝置2包括多個套設(shè)在垂直直管段3或水平直管段4的保溫層9外部的卡盤10，位于同一垂直直管段3或水平直管段4上的各卡盤10首尾緊密連接。每一渦激振動抑制裝置2還包括三個列板11，每一列板11螺旋設(shè)置在卡盤10的外壁上，其底部伸入沿卡盤10表面開設(shè)的螺旋狀凹槽12內(nèi)。三個列板11通過多個繃帶13綁固在卡盤10的表面，在每一列板11上設(shè)置有多個用于對繃帶13進行限位的缺口 14。
[0023]上述實施例中，如圖4所示，每一^^盤10包括兩呈半圓形的卡盤片101，兩卡盤片101的一端通過銷釘連接，另一端套在管本體I的保溫層9外部后通過螺釘鎖緊。
[0024]上述實施例中，管本體I的保溫層9可以為聚氨酯(GSPU)材料，保溫效果更好、強度高、粘結(jié)性好。
[0025]上述實施例中，列板11的截面為梯形，且梯形高度為管本體I外徑的1/4。列板11在同一卡盤10上盤旋的角度為120°。
[0026]如圖6所示，本發(fā)明在陸上平臺場地建造，然后采用一根吊裝梁15和若干吊纜16將本發(fā)明垂直起吊進行海上安裝。安裝完成后，位于本發(fā)明下部的水平直管段4距離海床平面17約為2m(如圖1所示)。
[0027]上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
【主權(quán)項】
1.一種深水油氣跨接管，其特征在于:它包括一管本體和多個渦激振動抑制裝置； 所述管本體包括多個垂直直管段、多個水平直管段和多個連接所述垂直直管段與水平直管段的彎管段，所述垂直直管段與水平直管段交替排列，且各所述垂直直管段、水平直管段和彎管段均處于同一平面內(nèi)；在所述管本體的兩端分別設(shè)置有一液壓或機械式連接器； 所述渦激振動抑制裝置設(shè)置在每一所述垂直直管段和每一所述水平直管段的外部，每一所述渦激振動抑制裝置包括多個套設(shè)在所述垂直直管段或水平直管段的外部且彼此首尾緊密連接的卡盤和三個列板，每一所述列板螺旋設(shè)置在所述卡盤的外壁上，其底部伸入沿所述卡盤表面開設(shè)的螺旋狀凹槽內(nèi)，三個所述列板通過多個繃帶綁固在所述卡盤的表面，在每一所述列板上設(shè)置有多個用于對所述繃帶進行限位的缺口。
2.如權(quán)利要求1所述的一種深水油氣跨接管，其特征在于:所述管本體由單層鋼管、涂設(shè)在所述單層鋼管外部的防腐層和套置在所述防腐層外部的保溫層構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種深水油氣跨接管，其特征在于:每一所述卡盤包括兩呈半圓形的卡盤片，兩所述卡盤片的一端通過銷釘連接，另一端套在所述管本體外部后通過螺釘鎖緊。
4.如權(quán)利要求2所述的一種深水油氣跨接管，其特征在于:每一所述卡盤包括兩呈半圓形的卡盤片，兩所述卡盤片的一端通過銷釘連接，另一端套在所述管本體外部后通過螺釘鎖緊。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種深水油氣跨接管，其特征在于:所述列板的截面為梯形，且所述梯形高度為所述管本體外徑的1/4，所述列板在同一所述卡盤上盤旋的角度為120°。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種深水油氣跨接管，其特征在于:所述管本體的保溫層采用聚氨酯材料。
7.如權(quán)利要求5所述的一種深水油氣跨接管，其特征在于:所述管本體的保溫層采用聚氨酯材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種深水油氣跨接管，其特征在于：它包括一管本體和多個渦激振動抑制裝置；管本體包括多個垂直直管段、多個水平直管段和多個連接垂直直管段與水平直管段的彎管段，垂直直管段與水平直管段交替排列，且均處于同一平面內(nèi)；管本體由單層鋼管、涂設(shè)在單層鋼管外部的防腐層和套置在防腐層外部的保溫層構(gòu)成；渦激振動抑制裝置設(shè)置在每一垂直直管段和每一水平直管段的外部，每一渦激振動抑制裝置包括多個設(shè)置在管本體外部的卡盤，各卡盤首尾緊密連接，還包括三個列板，每一列板螺旋設(shè)置在卡盤的外壁上，其底部伸入沿卡盤表面開設(shè)的螺旋狀凹槽內(nèi)，并通過多個繃帶綁固在卡盤的表面，在每一列板上設(shè)置有多個用于對繃帶進行限位的缺口。本發(fā)明能夠廣泛用于深水油氣田開發(fā)中水下設(shè)施間的連接。
【IPC分類】F16L55-045, F16L51-04
【公開號】CN104791576
【申請?zhí)枴緾N201510187547
【發(fā)明人】賈旭, 黃 俊, 賈魯生, 倪侃侃, 黃冬云, 李新仲, 陳榮旗, 侯金林, 景海泳, 王德軍, 劉毅
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油研究總院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月20日