一种用于吸收采油树附加位移的弹性缓冲构件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋工程压力管道设计领域，尤其涉及固定海洋平台井口区压力管道柔性设计。
技术背景
[0002]海洋平台投产后，地下高温流体流经井筒油管管柱时，金属管柱受热膨胀，会产生向上的附加位移。同时，平台结构本身在外界条件的影响下也会发生一定位移。这两种位移相叠加导致采油树与平台甲板之间产生较大的相对位移，该位移最终通过采油树管口作用在井口高压管线上，并导致管线挠性变形和管支架脱空，进而导致管线二次应力和一次应力超标，引起管线应力破坏并带来严重后果。
[0003]为解决附加位移导致井口管线一次应力或二次应力超标问题，通常需要对该区域内的管线进行柔性设计或采用弹簧支吊架以改善管线的受力情况。由于井口区空间狭窄且流程复杂，布置有原油、伴生气、闭排、压井和化学药剂注入等系统管线，一般还布置有仪表电缆托架和仪表管托架，对该区域管线进行柔性设计难度较大。使用弹簧支吊架虽然技术上可行，但采办周期长、成本高，而且使用寿命有限，整体可行性较差。
【发明内容】
[0004]本实用新型为解决上述技术问题，充分利用平台结构空间，设计了一种弹性缓冲构件，可充分吸收和隔离采油树附加位移，对井口管线起到良好的保护作用。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种用于吸收采油树附加位移的弹性缓冲构件，该构件包括由弯头和直管组成的270度的弹性弯、弹性弯出入口连接法兰以及设置于弹性弯末端的固定支架；该构件作为井口管线的一部分连接在采油树进出口管线上并安装于井口槽内，该构件的长度和宽度分别比井口槽长度和宽度少200_ ;为确保该构件对采油树热胀位移的吸收效果，须保证弹性弯至少有两边由弯头和直管段组成，不能再连接阀门及其他管件，且直管段长度必须大于管线公称直径的5倍以上。
[0006]进一步，该构件能够完全利用所保护管线的同等级材质制造，并能代替弹簧支架使用，成本低，可靠性高；
[0007]进一步，该构件的长度和宽度比井口槽有效空间长宽各少200_，能够完全安装于井口槽的方形空间内，不占用平台有效设计空间，减少井口区的拥挤程度。
[0008]进一步，该构件能够利用弹性弯充分吸收采油树附加位移并利用固定支架对附加位移进行完全隔离，保护了弹性弯之后管线上的阀门和仪表件。
[0009]进一步，作为一种竖直方向防碰撞的安全措施，弹性弯上方一定高度(管线保温厚度+采油树热胀位移)内不得布置其他管线、托架等设备设施。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011]1、使用较低的成本，对采油树附加位移进行了有效吸收和隔离，保护了弹性弯之后的管线和管线上安装的阀门、仪表件等。
[0012]2、整个弹性件完全安装在井口槽方形空间内，不占用甲板上下的有效设计空间，最大限度的实现了井口区设计的空间优化。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的简化轴测图，其中:1为直管段，2为弯头，3为出入口法兰，4为固定支架；
[0014]图2为本实用新型在井口槽内安装后的效果图，其中，I为安装在井口槽空间中的弹性弯，2为井口槽型钢，3为采油树，4为固定支架，5为被保护的阀组；
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，一种用于吸收采油树附加位移的弹性缓冲件，其包括由弯头2和直管I组成270度的弹性弯、弹性弯出入口连接法兰3以及设置于弹性弯末端的固定支架4组成；该构件作为井口管线的一部分连接在采油树出口管线上并安装于井口槽内，长度和宽度分别比井口槽空间长度和宽度少200_ ;为确保该构件对采油树热胀位移的吸收效果，须保证弹性弯至少有两边完全由弯头和直管段组成，不能再连接阀门及其他管件，且直管段长度必须大于管线公称直径的5倍以上。
[0016]根据常规井口槽设计数据，按照附图1并依据平台设计方提供的管线材料规格书，使用与被保护管线相同等级的管件和管线完成整个弹性缓冲构件的预制。然后，根据平台设计方提供的支架设计要求，在靠近出口处焊接管鞋或预留其他用于制作固定支架的组件。最后通过法兰连接将该弹性缓冲构件安装在被保护管线上即可(安装位置在井口槽内，如图2所示)。
[0017]以我国南海某导管架采油平台为例，经分析该平台上采油树作用在管线上的附加位移为150_。设计完成后，井口管线一次应力和二次应力超标严重。后采用本实用新型进行了改造，经计算分析，该实用新型能够充分吸收并完全隔离采油树附加位移，对管线上的阀组起到了良好的保护作用。同时，采用本实用新型后，管线上的应力值均在允许范围之内，且应力较大的部分均分布在弹性缓冲构件上，该构件之后所连接的管线应力水平非常低，对管线起到了非常明显的保护作用。
【主权项】
1.一种用于吸收采油树附加位移的弹性缓冲构件，其特征在于，该构件由弯头和直管组成的270度弹性弯、弹性弯出入口连接法兰以及设置于弹性弯末端的固定支架组成；该构件作为井口管线的一部分连接在采油树进出口管线上并安装于井口槽内，该构件的长度和宽度分别比井口槽长度和宽度少200_ ;弹性弯至少有两边完全由弯头和直管段组成，不能再连接阀门及其他管件，且直管段长度必须大于管线公称直径的5倍以上。
2.根据权利要求1所述的一种用于吸收采油树附加位移的弹性缓冲构件，其特征在于:其长度和宽度比井口槽有效空间长宽各少200mm，能够完全安装于井口槽的方形空间内。
【专利摘要】一种用于吸收采油树附加位移的弹性缓冲构件，由特定材质和等级的管件、直管和固定支架组成，具有良好柔性，能够充分吸收并完全隔离采油树附加位移，避免管线在外载影响下的一次应力和二次应力破坏。本实用新型安装在井口槽空间中，不占用平台有效设计空间，且设计、制作简单，成本低，具有非常广泛的应用前景。
【IPC分类】E21B33-035, E21B17-10
【公开号】CN204591170
【申请号】CN201520298004
【发明人】韩延峰, 庞金鑫, 曾晖, 方从银, 单士明, 刘璇, 李敬
【申请人】中国石油集团海洋工程有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月11日