专利名称：转塔和可脱开的浮体的组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及转塔和可脱开的浮体的组件，其中转塔的下端和浮体的上端具有配合的连接机构。
背景技术：
在海上石油生产中，使用所谓的FPSO(浮式生产、储存与卸载)。FPSO为载油田中 永久或半永久地锚固在海上的船，用来接收从储油池里流出的井液，从水和气体中分离出 石油，在船上储存石油以便以后转移到另一船只上。通常，FPSO由内部或外部转塔类型的 单点系泊系统锚固。在世界的一些区域，气候条件如此恶劣，例如由于飓风，以至需要FPSO从它的锚 固系统分离，并且暂时航行到安全的水域。同样，在冰山蔓延的水域，有时需要脱开FPSO以 防止船只损坏。在这些情况下，使用可脱开的转塔系泊系统，其可以为内部或外部类型(一种情 况中转塔装在船体内部，另一种情况中转塔装在船的船头前面)，包括可脱开的浮体，其中 转塔的下端和浮体的上端具有配合的连接机构。在可脱开的转塔设计中，需要特别注意转塔下端和可脱开的浮体上端之间的分界面。理想的，这个分界面如此预加载从而避免在外部锚固和波浪载荷情况下，转塔和 浮体之间出现间隙。由于通常转塔和浮体为大直径的圆柱形或圆锥形结构，因此重要的是互锁这些结 构从而使得在连接起来的时候二者成为单个结构。另一个目标是在结构的分界面之间达到 很好的配合，不需要借助紧密的因此昂贵的加工公差。根据现有技术的组件，提供了具有凸出的圆锥形上端的浮体，该上端必须容纳到 转塔的相应形状的圆锥形下凹部。已知的组件显著的缺点在于，尽管圆锥形分界面简化两 个结构的配合，但是圆锥形凹部必须制造得非常重、坚固以抵抗来自于相连接的两部分的 径向载荷。需要非常大的预载荷来保证在来自锚固和波浪的外部载荷下浮体和转塔不会分 离。如果这种预载荷不能充分地实现，则连接可脱开的浮体到转塔上的锁定装置遭受来自 锚固和波浪负载的高的周期性负荷变化，因此可能过早的被破坏。
发明内容
本发明的目的通过转塔和可脱开的浮体的组件来实现，在该组件中在转塔下端和 浮体上端具有配合的连接机构，其特征在于该连接机构包括从转塔和浮体中的一个向转塔 和浮体中的另一个突出的环形凸起，和在转塔和浮体中的另一个上用来容纳环形凸起的相 应形状的环形凹部，其中环形凸起的底部比它的顶部宽，环形凹部的顶部比它的底部宽。根据本发明的组件的优选实施例为从属权利要求的主题。环形凸起和环形凹部被加工成具有这样的公差，从而使得如果它们在轴向压力作用下彼此接合，则这两个部件中的一个在径向上的变形超过另一个，从而通过形状配合 (form-fit)与另一部件相顺应。通过施加标称的预载荷到这个分界面，组件的两个部件作 为一个部件工作，接合的部件没有分离的趋势。加工公差如此选择，使得薄弱的部件(一般为转塔结构的下端)在压力下的直径 增长被限制为这样的切向伸长百分比，即它避免达到部件中所使用的材料(钢)的屈服应 力。一旦达到这个应力水平，进一步的压力增加仅仅增加部件径向截面中的局部应力并增 加两部件之间的接触应力。这是一个很刚性的载荷路径，其中连接可脱开的浮体到转塔上 的锁定装置形成刚性较小的载荷路径的部件。因此这些锁定装置不承受大的周期性载荷。因为在凸起和凹部的锥形表面上形成的内接触应力非常大，因此这两部件也起到 作为防海水的密封装置的作用，从而在连接操作后使转塔能够被抽干。另外的密封件(例 如软橡胶或低碳钢环)可以装在环形凸起和环形凹部之间。
本发明将根据附图进行说明，其中图1示意地示出具有内部转塔的典型FPSO示意图，该内部转塔使用可脱开的浮体 以本身已知的方式锚固到海床；图2示意地并放大地示出转塔和可脱开的浮体之间的分界面；及图3示意地示出具有附加的密封件的实施例。
具体实施例方式参照图1，示出FPSOl以本身已知的方式设置有内部转塔2，内部转塔2在其下端 与可脱开的浮体3连接。浮体3通过锚索5锚固到海底4，而生产管线6连接在井孔7和浮 体3之间(进一步穿过转塔朝向合适的船上装置，未显示)。参照图2，转塔2下端和可脱开的浮体3上端之间的分界面以纵向横截面示意性示 出，并处于组装之前的状态。如图所示，浮体3的上端具有从浮体突出的环形凸起4，而转塔 的下端具有相应形状的环形凹部5，用来容纳环形凸起4。环形凸起的底部6比它的顶部7 宽，而环形凹部的顶部(口)8比它的底部9宽。具体地，在图示的实施例中，环形凸起和环 形凹部的横截面为梯形的形状。因此组装这些部件(即使环形凸起4进入环形凹部5)非 常容易，并且在转塔2和浮体3之间形成优选的载荷路径。环形凸起也可以是转塔的一部分，浮体具有环形凹部。进一步可以想到的是提供 多个环形凸起与相应的环形凹部；在这种情况下，转塔和浮体的每一个包括至少一个环形 凸起和至少一个环形凹部。需要说明的是设置环形凸起和环形凹部并不排除根据现有技术转塔2的下端和 浮体的上端具有相应的锥形形状(如图2用虚线示意性示出的)。最后图3放大地示出放在环形凸起4和环形凹部5之间的密封件10的放大图。具 体地，密封件10设置在环形凸起4的上端7和环形凹部5的底部9之间。优选地，密封件 连接到环形凹部的底部9。密封件可包括软橡胶或低碳钢环。本发明不限于上述具体实施例，可以在所附权利要求限定的发明范围内广泛地变 化。
权利要求
一种转塔和可脱开的浮体的组件，其中转塔的下端和浮体的上端具有配合的连接机构，其特征在于，该连接机构包括从转塔和浮体中的一个向转塔和浮体中的另一个突出的环形凸起，和在转塔和浮体中的另一个上用来容纳该环形凸起的相应形状的环形凹部，其中环形凸起的底部比它的顶部宽，而环形凹部的顶部比它的底部宽。
2.如权利要求1所述的组件，其中环形凸起和环形凹部的横截面为梯形的形状。
3.如权利要求1或2所述的组件，其中环形凸起设置在浮体上，而环形凹部设置在转塔上。
4.如前述权利要求中任一个所述的组件，其中在环形突起和环形凹部之间设置密封件。
5.如权利要求4所述的组件，其中密封件设置在环形凸起的顶部和环形凹部的底部之间。
6.如权利要求5所述的组件，其中密封件连接到环形凹部的底部上。
7.如权利要求4-6之一所述的组件，其中密封件为软橡胶或低碳钢环。
全文摘要
转塔(2)和可脱开的浮体(3)的组件，其中转塔的下端和浮体的上端具有配合的连接机构。连接机构包括从转塔和浮体中的一个向转塔和浮体中的另一个突出的环形突起(4)和在转塔和浮体中的另一个上用来容纳环形突起的相应形状的环形凹部(5)。环形突起的底部(6)比它的顶部(7)宽，而环形凹部的顶部(8)比它的底部(9)宽。
文档编号B63B22/02GK101801782SQ200780100499
公开日2010年8月11日 申请日期2007年7月16日 优先权日2007年7月16日
发明者J·德巴恩 申请人:蓝水能源服务有限公司