海洋钻探立管上部连接装置的制作方法

本发明涉及海洋钻探技术领域，特别涉及一种海洋钻探立管上部连接装置。

背景技术：

深海石油项目中，立管以及立管与fpso油轮的连接至关重要。其中，海洋立管上部连接组件是关键部件。

海洋立管上部连接组件的设计牵涉到悬浮筒的动载荷、立管的动载荷、油轮的动载荷、以及各种连接管路传递的动载荷，因此极为复杂。海洋立管上部连接组件的尺寸一般高达十多米，设计重量通常在一百多吨。此外，根据立管的用途不同，各个海洋立管上部连接组件的设计都有一定的差异。

现有技术中的海洋立管上部连接组件虽然满足所有工况要求，但结构复杂，制造和安装成本都非常高。尤其是深海钻探船作业，代价极其昂贵，安装的时间长短对成本影响极大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种海洋钻探立管上部连接装置，以解决现有技术中制造和安装成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种海洋钻探立管上部连接装置，包括倾斜设置的前支架和竖直设置的后支架，所述前支架的两侧分别各通过一个侧支架与所述后支架固定连接；所述后支架的上端安装有母容器接口单元；所述后支架上安装有连续油管支撑结构；所述前支架的远离所述后支架的一侧由上至下地安装有水下连接器接口单元和悬吊平台。

优选地，所述后支架包括两个平行设置的主支撑管，所述两个主支撑管的上端安装有悬挂桩，所述两个主支撑管的下端通过倒角链接接口单元连接。

优选地，所述主支撑管的上端安装有主吊装垫板，所述主吊装垫板上形成有主吊装孔。

优选地，所述主支撑管的中部设置有吊装耳轴。

优选地，所述前支架包括两个平行设置的斜支管。

优选地，所述斜支管的中部设置有颠倒耳轴。

优选地，所述斜支管的下端设置有运输吊耳。

优选地，所述前支架上还安装有抗弯曲增强器。

优选地，所述抗弯曲增强器位于所述水下连接器接口单元与所述悬吊平台之间的位置。

优选地，所述前支架、所述后支架、所述侧支架及所述连续油管支撑结构均采用封闭的空心管件制成，所述母容器接口单元、所述悬吊平台及所述悬挂桩均采用开放式管件制成。

在上述技术方案中，前支架和后支架连接并形成一个梯形结构布局，抛弃了现有技术中的长方形框架结构的布局，并经过有限元分析仿真验证，可全面满足各种工况条件下的强度、疲劳等设计要求，因此，不仅可以大大减轻整体结构的重量，而且由于结构的简化，使生产运输安装和后期的维护等都得到极大的简化，因此大幅度节约制造和安装运输成本。相对于传统的箱型结构来说，本发明具有重量轻、制造成本低、强度疲劳寿命高等显著优点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的另一立体图；

图3是本发明的又一立体图。

图中附图标记：1、侧支架；2、母容器接口单元；3、连续油管支撑结构；4、水下连接器接口单元；5、悬吊平台；6、主支撑管；7、悬挂桩；8、倒角链接接口单元；9、主吊装垫板；10、吊装耳轴；11、斜支管；12、颠倒耳轴；13、运输吊耳；14、抗弯曲增强器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

深海石油开采技术是中国的弱项，而中国作为一个能源需求大国，未来的海上石油开采有巨大的需求和前景。

本发明提供了一种海洋钻探立管上部连接装置，包括倾斜设置的前支架和竖直设置的后支架，所述前支架的两侧分别各通过一个侧支架1与所述后支架固定连接；所述后支架的上端安装有母容器接口单元2；所述后支架上安装有连续油管支撑结构3；所述前支架的远离所述后支架的一侧由上至下地安装有水下连接器接口单元4和悬吊平台5。

在上述技术方案中，前支架和后支架连接并形成一个梯形结构布局，抛弃了现有技术中的长方形框架结构的布局，并经过有限元分析仿真验证，可全面满足各种工况条件下的强度、疲劳等设计要求，因此，不仅可以大大减轻整体结构的重量，而且由于结构的简化，使生产运输安装和后期的维护等都得到极大的简化，因此大幅度节约制造和安装运输成本。相对于传统的箱型结构来说，本发明具有重量轻、制造成本低、强度疲劳寿命高等显著优点。

本发明通过上述梯形结构布局改变了现有技术中的对称型的结构框架，充分考虑了立管连接中的载荷的严重不对称性，可使结构和载荷的方向基本一致，充分发挥结构的潜力。

本发明可以应用于深海油田的各种立管连接中，并不仅仅局限于slhr(单线复合立管)立管，对生产立管，对服务立管、注水立管、输气立管等也适用。整个结构按功能分成了几个子结构，生产和安装以及安装后的检测相对简洁。

优选地，所述后支架包括两个平行设置的主支撑管6，所述两个主支撑管6的上端安装有悬挂桩7，所述两个主支撑管6的下端通过倒角链接接口单元8连接。优选地，所述前支架包括两个平行设置的斜支管11。

优选地，所述主支撑管6的上端安装有主吊装垫板9，所述主吊装垫板9上形成有主吊装孔。

优选地，所述主支撑管6的中部设置有吊装耳轴10。优选地，所述斜支管11的中部设置有颠倒耳轴12。优选地，所述斜支管11的下端设置有运输吊耳13。运输吊装是实际安装过程中非常关键的环节，在梯形结构布局设计当中，通过上述实施例，设计了合理的吊装结构以满足实际安装需要。

优选地，所述前支架上还安装有抗弯曲增强器14。优选地，所述抗弯曲增强器14位于所述水下连接器接口单元4与所述悬吊平台5之间的位置。

优选地，所述前支架、所述后支架、所述侧支架及所述连续油管支撑结构3均采用封闭的空心管件制成，所述母容器接口单元2、所述悬吊平台5及所述悬挂桩7均采用开放式管件制成。采用这种封闭的空心管件与开放式管件相结构的形式，使部分零件得以封闭从而提高了系统的浮力，可使整个系统在水中的重量只是在空中重量的约三分之二。

本发明中梯形结构布局的非对称结构相对于现有技术中的对称型结构来说，充分考虑了结构质心的稳定位置，在设计各个分部件时保证了结构质心的位置不变。此外，在设计梯形结构布局时，本发明可采用10种不同尺寸管件完成整个结构，因而可采用尽量少的不同尺寸的部件，减小了订购材料和焊接加工的费用。最后，本发明设计充分考虑了所有设计工况，设计严格按照海洋石油工程的系列国际标准设计。

本发明各部件尺寸相对固定，可根据用途不同进行调整。因为海洋工程的特殊性，不同用途的立管所承受的环境载荷完全不同，因此ura结构也必须根据不同的用途调整。本发明梯形布局的特点是，大部分部件的尺寸相对固定，其他部分部件根据用途可进行适当调整。例如，对非生产ura和注水ura，基本结构不变，仅横向间距需要做一定调整。

与最相近的英国石油安哥拉block31(31板块)项目中的海洋钻探立管上部连接装置相比，本发明的优点是结构大幅度简化，而且更加合理，强度疲劳寿命显著提高。在制造和安装中会大幅降低成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。