一种自由站立式立管底部连接结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自由站立式立管底部连接结构。包括主框架和工艺管线；主框架包括四根立柱，立柱竖直且平行排列，四根立柱的顶端和底端均通过水平支撑Ⅰ首尾相连；主框架的上表面上设有支撑钢板Ⅰ，下表面上设有支撑钢板Ⅱ；支撑钢板Ⅰ上设有法兰盘Ⅰ，支撑钢板Ⅱ与插销接头相连接，且插销接头向下延伸；相邻的两根立柱均连接斜撑和横梁Ⅰ，每个斜撑和每个横梁Ⅰ的游离端相连接，该连接点之间还连接水平支撑Ⅱ；横梁Ⅰ和水平支撑Ⅱ形成的表面设有支撑钢板Ⅲ；支撑钢板Ⅲ上设有法兰盘Ⅱ；主框架的一侧面连接一配重体，配重体设于斜撑的相对面。本实用新型底部连接结构具有如下优点：拖曳面积小：本实用新型底部连接结构具备结构简单、拖曳面积小、重量轻、消除了偏心问题。
【专利说明】一种自由站立式立管底部连接结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自由站立式立管底部连接结构，属于海洋石油开发工程领域。
【背景技术】
[0002]随着石油天然气需求量的不断增加，油气开采重心正在向海上转移，并逐渐走向深水。立管系统是深水油气开发方案的关键组成部分。自由站立式立管是几种主要的立管形式之一。
[0003]自由站立式立管系统的组成部件较多，主要包括:柔性跨接管、空气罐、顶部连接结构、立管主体、底部连接结构、立管基础和刚性跳接管等。底部连接结构主要用于刚性跳接管、立管主体和立管基础之间的连接和支撑。但由于受海流、立管主体运动和刚性跳接管运动的影响，其受力状况十分复杂。因此，底部连接结构对自由站立式立管系统的安全性和可靠性具有重要影响。
[0004]常见的底部连接结构普遍存在结构复杂、重量大、拖曳面积大和偏心问题突出等问题，对立管系统的受力状况造成了不利影响。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种自由站立式立管底部连接结构，本实用新型底部连接结构既能够满足刚性跳接管、立管主体和立管基础之间的连接和支撑要求，同时又具备足够的结构强度、刚度和疲劳寿命。
[0006]本实用新型所提供的自由站立式立管底部连接结构，包括主框架和工艺管线；
[0007]所述主框架包括四根立柱，所述立柱竖直且平行排列，四根所述立柱的顶端和底端均通过水平支撑I首尾相连；
[0008]所述主框架的上表面上设有支撑钢板I，下表面上设有支撑钢板II ;所述支撑钢板I上设有法兰盘I，所述支撑钢板II与一插销接头相连接，且所述插销接头向下延伸；
[0009]相邻的两根所述立柱均连接一斜撑和一横梁I，每个所述斜撑和每个所述横梁I的游离端相连接，该连接点之间还连接一水平支撑II ；
[0010]所述横梁I和所述水平支撑II形成的表面上设有支撑钢板III;所述支撑钢板III上设有法兰盘II ；
[0011 ] 所述工艺管线为一 U形管线，其设置于所述主框架内，且其两端通过所述法兰盘I和所述法兰盘II进行固定；
[0012]所述主框架的一侧面连接一配重体，所述配重体设于所述斜撑的相对面。
[0013]所述的自由站立式立管底部连接结构中，所述主框架的横截面呈正方形，为所述工艺管线、与基础相连的插销接头的布置提供充足的空间，并能形成良好的传力途径，优化结构受力。
[0014]所述的自由站立式立管底部连接结构中，所述立柱的中部通过水平支撑III相连接，以增加所述主框架的稳定性和牢固性；
[0015]所述水平支撑III与所述横梁I和所述水平支撑II设于同一水平面上。
[0016]所述的自由站立式立管底部连接结构中，所述配重体通过横梁II连接于所述主框架上，所述横梁II与所述横梁I设于同一水平面上，即设置在所述主框架重心偏移方向的相反方向，防止其重心的偏移。
[0017]所述的自由站立式立管底部连接结构中，所述配重体包括配重管和填充于所述配重管内的填充物，所述配重管通过一端板进行密封。
[0018]所述的自由站立式立管底部连接结构中，所述立柱、所述水平支撑1、所述水平支撑I1、所述水平支撑II1、所述斜撑、所述横梁I和所述横梁II均为空心杆件，因此减轻了所述底部连接结构的重量。
[0019]本实用新型自由站立式立管底部连接结构具有如下优点:
[0020]拖曳面积小:本实用新型底部连接结构具备结构简单、拖曳面积小的优点，可有效降低流的作用力。
[0021]重量轻:本实用新型底部连接结构主要由空心杆件构成，水中重量轻，降低了对自由站立式立管空气罐浮力的要求，进而减小了空气罐尺寸。
[0022]消除了偏心问题:通过设置平衡装置，本实用新型底部连接结构基本消除了偏心问题，优化了自由站立式立管系统的受力状态，方便了水下安装工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型自由站立式立管底部连接结构的整体立体示意图。
[0024]图2为本实用新型自由站立式立管底部连接结构的主框架部分的立体示意图。
[0025]图3为本实用新型自由站立式立管底部连接结构的工艺管线部分的立体示意图。
[0026]图中各标记如下:
[0027]I法兰盘1、2法兰盘I1、3插销接头、4水平支撑1、5立柱、6横梁1、7配重管、8端板1、9斜撑、10横梁I1、11工艺管线、12配重填充物、13支撑钢板1、14支撑钢板I1、15支撑钢板II1、16端板I1、17水平支撑II。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
[0029]如图1至图3所示，为本实用新型提供的自由站立式立管底部连接结构的结构示意图，它包括主框架、凸台、工艺管线11和配重结构。其中主框架包括四根平行且竖直布置的立柱5，四根立柱5布置在正方形的四个角上，立柱5之间通过三组(顶部、中部和底部)共十二根水平支撑I 4相连接，每组水平支撑I 4呈正方形布置。四根立柱5的侧下方设置凸台，该凸台由两根斜撑9、一根水平支撑II 17和两根横梁II 10构成。在主框架的上表面上设置有支撑钢板I 13和法兰盘I 1，其下表面设置有支撑钢板III 15，并连接有插销接头3，插销接头3用于连接自由站立式立管的基础；在凸台的上表面设置有支撑钢板II 14和法兰盘II 2。工艺管线11布置在主框架的内部，呈“U”字形，以起到保护的目的，工艺管线11的两端分别连接到法兰盘I I和法兰盘II 2上。配重结构设置在主框架重心偏移方向的相反方向，即主框架凸台的相反方向，以平衡其重量偏心影响，它包括配重管7和其内填充的配重填充物12，且采用端板I 8封住端头，并通过横梁I 6连接到主框架的中部。
[0030]本实用新型自由站立式立管底部连接结构中，立柱5、水平支撑I 4、横梁1、斜撑9、横梁II 10和水平支撑II 17均采用空心杆件，且立柱5的两端采用端板II 16进行封端。
[0031]安装使用本实用新型自由站立式立管底部连接结构时，先将法兰盘I I与自由站立式立管主体下方的锥形应力接头使用螺栓连接，然后开始下放立管系统，直至插销接头3插入立管基础上插槽之中，最后，将刚性跳接管连接到与其配对的法兰盘II 2上，至此即完成自由站立式立管主体与底部连接结构的安装。
[0032]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种自由站立式立管底部连接结构，其特征在于:它包括主框架和工艺管线； 所述主框架包括四根立柱，所述立柱竖直且平行排列，四根所述立柱的顶端和底端均通过水平支撑I首尾相连； 所述主框架的上表面上设有支撑钢板I，下表面上设有支撑钢板II ;所述支撑钢板I上设有法兰盘I，所述支撑钢板II与一插销接头相连接，且所述插销接头向下延伸； 相邻的两根所述立柱均连接一斜撑和一横梁I，每个所述斜撑和每个所述横梁I的游离端相连接，该连接点之间还连接一水平支撑II ； 所述横梁I和所述水平支撑II形成的表面上设有支撑钢板III;所述支撑钢板III上设有法兰盘II ； 所述工艺管线为一 U形管线，其设置于所述主框架内，且其两端通过所述法兰盘I和所述法兰盘II进行固定； 所述主框架的一侧面连接一配重体，所述配重体设于所述斜撑的相对面。
2.根据权利要求1所述的底部连接结构，其特征在于:所述主框架的横截面呈正方形。
3.根据权利要求1或2所述的底部连接结构，其特征在于:所述立柱的中部通过水平支撑III相连接； 所述水平支撑III与所述横梁I和所述水平支撑II设于同一水平面上。
4.根据权利要求3所述的底部连接结构，其特征在于:所述配重体通过横梁II连接于所述主框架上，所述横梁II与所述横梁I设于同一水平面上。
5.根据权利要求4所述的底部连接结构，其特征在于:所述配重体包括配重管和填充于所述配重管内的填充物。
6.根据权利要求5所述的底部连接结构，其特征在于:所述立柱、所述水平支撑1、所述水平支撑I1、所述水平支撑II1、所述斜撑、所述横梁I和所述横梁II均为空心杆件。
【文档编号】E21B33/038GK204225832SQ201420581358
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】曹静, 王晋, 石云, 王波, 王春升, 陈国龙, 何宁, 谭越 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院, 海洋石油工程股份有限公司