本發(fā)明涉及海洋鉆探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種深海立管下部連接裝置。

背景技術(shù)：

深海石油項目中，立管以及立管與fpso油輪的連接至關(guān)重要。其中，海洋立管下部連接組件是關(guān)鍵部件。

海洋立管下部連接組件的設(shè)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，因此極為復雜。海洋立管下部連接組件一般高數(shù)米，設(shè)計重量幾十噸。2012年英國石油的大型海上項目block31(31板塊)設(shè)計中的深海立管下部連接裝置，采用框架式結(jié)構(gòu)形式，雖然滿足所有工況要求，但結(jié)構(gòu)復雜，重量很大，制造和運輸安裝成本都非常高。尤其深海鉆探船作業(yè)，代價極其昂貴，安裝的時間長短對成本影響極大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種深海立管下部連接裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)復雜，制造和安裝成本高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種深海立管下部連接裝置，包括由上至下依次連接的立管、倒角鍛造鏈接單元、兩個主支撐管、連接座、柔性鏈接器鑄接口單元、主管和下部柔性鏈接器，所述兩個主支撐管平行地設(shè)置，所述倒角鍛造鏈接單元的第一側(cè)安裝有遙控機械人安裝接口單元、所述倒角鍛造鏈接單元的第二側(cè)安裝有箱型結(jié)構(gòu)件，所述倒角鍛造鏈接單元的下端與u形的內(nèi)管的第一端連接，所述內(nèi)管的第二端與所述箱型結(jié)構(gòu)件的遠離所述倒角鍛造鏈接單元的一端連接，所述內(nèi)管的第二端安裝有水下連接器接口單元。

優(yōu)選地，所述深海立管下部連接裝置還包括立管基軸安裝接口單元，安裝在所述箱型結(jié)構(gòu)件的上表面處。

優(yōu)選地，所述深海立管下部連接裝置還包括水下連接器支撐結(jié)構(gòu)，所述水下連接器接口單元通過所述水下連接器支撐結(jié)構(gòu)與所述內(nèi)管的第二端連接。

優(yōu)選地，所述深海立管下部連接裝置還包括腐蝕保護裝置，每個所述主支撐管上均連接有至少一個所述腐蝕保護裝置。

優(yōu)選地，所述深海立管下部連接裝置還包括主管延長管，所述主管通過所述主管延長管與所述下部柔性鏈接器連接。

優(yōu)選地，所述主管及所述主管延長管的外壁上均設(shè)置有涂層。

優(yōu)選地，所述倒角鍛造鏈接單元的兩側(cè)還分別安裝有接口支撐管。

本發(fā)明中的深海立管下部連接裝置完全采用一體化布局，可全面滿足各種工況條件下的強度，疲勞等設(shè)計要求，不僅可以大大減輕整體結(jié)構(gòu)的重量，而且大大減低加工運輸安裝成本。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明去除部分零件后的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中附圖標記：1、立管；2、倒角鍛造鏈接單元；3、主支撐管；4、連接座；5、柔性鏈接器鑄接口單元；6、主管；7、下部柔性鏈接器；8、遙控機械人安裝接口單元；9、箱型結(jié)構(gòu)件；10、內(nèi)管；11、水下連接器接口單元；12、立管基軸安裝接口單元；13、水下連接器支撐結(jié)構(gòu)；14、腐蝕保護裝置；15、主管延長管；16、涂層；17、接口支撐管。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)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(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供了一種深海立管下部連接裝置，包括由上至下依次連接的立管1、倒角鍛造鏈接單元2、兩個主支撐管3、連接座4、柔性鏈接器鑄接口單元5、主管6和下部柔性鏈接器7，所述兩個主支撐管3平行地設(shè)置，所述倒角鍛造鏈接單元2的第一側(cè)安裝有遙控機械人安裝接口單元8、所述倒角鍛造鏈接單元2的第二側(cè)安裝有箱型結(jié)構(gòu)件9，所述倒角鍛造鏈接單元2的下端與u形的內(nèi)管10的第一端連接，所述內(nèi)管10的第二端與所述箱型結(jié)構(gòu)件9的遠離所述倒角鍛造鏈接單元2的一端連接，所述內(nèi)管10的第二端安裝有水下連接器接口單元11。

本發(fā)明中的深海立管下部連接裝置完全采用一體化布局，拋棄了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的長方形框架結(jié)構(gòu)布局，并以有限元分析的仿真結(jié)果為依托，全面滿足各種工況條件下的強度，疲勞等設(shè)計要求，不僅可以大大減輕整體結(jié)構(gòu)的重量，而且大大減低加工運輸安裝成本。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的一體化布局結(jié)構(gòu)遠比現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)簡單，因此總體重量可以大幅度減輕。如果考慮臨近海域的工況設(shè)計，一體化的深海立管下部連接裝置重量在三十噸到七十噸之間。此外，本發(fā)明的設(shè)計充分考慮了所有設(shè)計工況，設(shè)計嚴格按照海洋石油工程的系列國際標準設(shè)計。根據(jù)國際標準dnv-os-f201，高溫下鋼材的屈服強度有一定退化，為此，本發(fā)明已考慮了這一因素。

盡管一體化的本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，但卻具有足夠的剛度，在設(shè)計載荷下的變形可以保持在安全范圍之內(nèi)，經(jīng)有限元計算所獲得的最大變形完全在安全范圍之內(nèi)，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的箱型結(jié)構(gòu)來說，具有重量輕、制造成本低、強度疲勞壽命高等顯著優(yōu)點。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是完全有別與現(xiàn)有技術(shù)中的箱型結(jié)構(gòu)，由于海洋工程的特殊性，針對不同的海域，必須對結(jié)構(gòu)參數(shù)做部分調(diào)整，因此并不確定具體的所有結(jié)構(gòu)參數(shù)。

優(yōu)選地，所述深海立管下部連接裝置還包括立管基軸安裝接口單元12，安裝在所述箱型結(jié)構(gòu)件9的上表面處。

優(yōu)選地，所述深海立管下部連接裝置還包括水下連接器支撐結(jié)構(gòu)13，所述水下連接器接口單元11通過所述水下連接器支撐結(jié)構(gòu)13與所述內(nèi)管10的第二端連接。

優(yōu)選地，所述深海立管下部連接裝置還包括腐蝕保護裝置14，每個所述主支撐管3上均連接有至少一個所述腐蝕保護裝置14。

優(yōu)選地，所述深海立管下部連接裝置還包括主管延長管15，所述主管6通過所述主管延長管15與所述下部柔性鏈接器7連接。

優(yōu)選地，所述主管6及所述主管延長管15的外壁上均設(shè)置有涂層16。

優(yōu)選地，所述倒角鍛造鏈接單元2的兩側(cè)還分別安裝有接口支撐管17。

現(xiàn)有技術(shù)將太多的結(jié)構(gòu)都組裝到深海立管下部連接裝置當中，因此導致整個深海立管下部連接裝置的結(jié)構(gòu)幾乎和深海立管上部連接裝置結(jié)構(gòu)一樣復雜。與之相比，本發(fā)明僅僅保留立管與深海立管下部連接裝置相連，還原深海立管下部連接裝置的主要功能，而把其他功能分化到周圍結(jié)構(gòu)上。這樣，可使深海立管下部連接裝置的結(jié)構(gòu)得到大幅度簡化。雖然周圍結(jié)構(gòu)相應(yīng)的會較現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)稍復雜，但綜合的優(yōu)勢是，各個分系統(tǒng)各司其職，便于設(shè)計和安裝，尤其使最關(guān)鍵的深海立管下部連接裝置中的部分功能突出，充分保證了整個系統(tǒng)的可靠性。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明中的一體化的深海立管下部連接裝置相對于現(xiàn)有技術(shù)來說，結(jié)構(gòu)大大簡化，但總體強度的要求能夠完全滿足面內(nèi)載荷和面外載荷的負擔。同時，充分考慮了生產(chǎn)工況下引起的熱載荷與生產(chǎn)工況面內(nèi)載荷疊加產(chǎn)生的影響。此外，設(shè)計中考慮的118度立管內(nèi)原油溫度是按某一實驗區(qū)域(例如，英國石油安哥拉block31)的相鄰海域下原油的工作溫度確定的，且設(shè)計經(jīng)過了詳細的有限元各種載荷的計算，計算結(jié)果顯示，完全滿足設(shè)計要求。

深海石油開采技術(shù)是中國的弱項，而中國作為一個能源需求大國，未來的海上石油開采有巨大的需求和前景。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)大幅度簡化，而且更加合理，強度疲勞壽命顯著提高，在制造和安裝中會大幅降低成本。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。