2上张紧装置导辊
44下张紧装置导辊
46导体连接器
48立管扶正器
50立管张紧接头
52导体喇叭件
54钻井立管连接器
55立管连接器
56可调整的扶正棘爪 58附接块
60抗摩擦支承
62立管龙骨接头
64径向板
66抗摩擦支承
68弹性体支承
70扶正器底座 72 弹性体支承
74 间隔适配器
78 导体头部
80 上部张紧装置框架
82 导体环形部分密封板
84 环形部分
86 张力环
88 凸缘
90 外棱面
92 内棱面
94 径向翼
96 龙骨接头扶正器
98 张紧装置上框架和间隔适配器
100 张紧装置环的凹形球形部段
102 间隔适配器的凸形球形部段
104 球形部段弹性体支承
106 连接器盒
108 连接器销
110 锁定接合轮廓
112 工具接合轮廓
114 连接器内壁
116 导体内壁
118 导体的下端部
120 龙骨引导件的下端部
122 钻机基座
124 防喷器(“BOP”)
126 下部甲板
128 下部甲板竖直支撑件
130 下部甲板框架件。
[0032]现在参照图1，代表性半潜船10具有常见的配置，其包括穿透水面的柱体12和与相邻的柱体连接的表面下浮筒14。一个或多个甲板16被支撑在柱体12上在水面的上方。
[0033]半潜式10配备有用于悬链线系泊系统的系泊索导线器32。系泊索(未示出)从海底中的锚定物延伸通过导线器32并且向上穿过柱体12的外表面到达系泊索绕线轮处，系泊索绕线轮安装在上甲板水平16 (或者柱体12的上端)上。
[0034]多个干树22位于井湾17中，井湾17在竖直立管24的上端上。在图示的实施例中，在五个立管的组中的中央立管是钻井立管并且具有在其上端上的防喷器。该立管在钻机34的井架的正下方。在其他实施例中，设备34可包括生产设备，其是修井机或涉及海上钻井和/或生产的任何其他设备。在某些实施例中可提供树工作平台23 (见图4)。
[0035]竖直立管24附接至冲压式(或“上推”)张紧装置20，张紧装置20支撑在下甲板水平18上。仅仅为了图示的目的，在图1中的外张紧装置对示出为“降到最低点”，即，完全下降冲程；中央张紧装置示出为完全上升冲程；以及中间张紧装置对示出为处于其标称位置。本领域的技术人员将理解，在正常操作条件下，张紧装置20的柱塞将会响应于给定的平台升降(如图8所示)延伸大约相同的距离。
[0036]导体26接近各个立管24的上端地围绕各个立管24。导体26延伸通过龙骨引导件28，龙骨引导件28安装在龙骨引导件支撑结构30上。如可从图2的平面图中最佳地看到的，在图示的示例中的龙骨引导件支撑结构30在一个或多个相对的浮筒对14之间延伸。同样在图2中示出的是走廊36，走廊36在浮筒14的外侧表面上，用于支撑钢悬链线立管(SCR)的上端，SCR可用于将半潜式10上的设备连接至海底上的流线、管道或井口。
[0037]图3示出了根据本发明的、在导体26中的孤立竖直立管24的上端。立管24基本上从海底上的井口处竖直地延伸。立管24的上部由导体26围绕，导体26可包括多个由机械连接器46联合在一起的段。这允许导体26在没有重型起重机船的帮助下在海上得以组装和安装。在其他实施例中，导体26是单个管道件。在其他实施例中，导体26可包括在段之间的焊接的或螺纹连接的连接器。在某些优选实施例中，导体26具有平滑的连续的基本上圆筒形的外表面，至少在张紧装置乳辊42和44以及龙骨引导件28的附近。
[0038]在图3A中图示了一种特殊的优选机械连接器46。连接器46包括附接至导体26的上端的销部段108和附接至导体26的邻接部段的下端部的盒部段106。组装工具(未图示)(组装工具可以是液压致动工具)可在轮廓112处接合盒部段106并且在轮廓112’处接合销部段108。组装工具可促使部段106和108轴向地连接在一起直到部段106和108 —起锁定在锁定轮廓110处。连接器46可具有基本上与导体26的内径116相同的内径114，以便提供基本上平滑的内孔。这可有利于立管24(与与其相关联的锚固连接器盒扶正器一起)进入导体26和从导体26出来。
[0039]一个或多个立管扶正器48可附接至立管24，以便使立管24定位在导体26内的中央。龙骨接头扶正器96接近导体26的下端部，龙骨接头扶正器96可作为载荷支承或“载荷反应器”，以将立管24上的侧向载荷转移至导体26并且因而使侧向载荷通过龙骨引导件26转移至龙骨引导件支撑结构30，从而减少施加在张紧装置20上的侧向载荷。一种特殊的适合的龙骨接头扶正器设计在由奥登等人申请的美国专利号7，013，824中描述，其全部内容以引用的方法并入本文。每当由于风和/或涌流使半潜式10偏离其标称位置时，侧向载荷就会被施加在竖直立管24上。即使当半潜式10位于其标称位置在海底井口的正上方时，次表层流也可使立管24从直线竖直方向移位。
[0040]在立管24的上端处，间隔适配器98连接立管24与导体26并且为张紧装置20的杆38提供支承面。导体26通过上张紧装置乳辊42和下张紧装置乳辊44定位在张紧装置20中。在其他实施例中，可在42处采用单个乳辊组并且可省略下张紧装置乳辊44。
[0041]高压瓶40可具有气体在液体上的配置或者具有直接施加于缸的活塞或杆的加压气体，在高压瓶40中的流体压力的影响下，张紧装置缸杆38可被迫向上、从其相关联的缸延伸出去。
[0042]如在图4的细节图中示出，张紧装置杆38的上端可支撑在上部张紧装置框架80的下表面上，上部张紧装置框架80可经由弹性体支承72连接至张力环86。加强板或“径向翼”94可将张力环86连接至间隔适配器74。间隔适配器74可通过接合在立管张紧接头50的外表面的至少一部分上的螺纹或沟槽而连接至立管张紧接头50 (示出为图4中的虚线)。这样，就可调整张紧装置20相对于立管24的竖直位置。
[0043]导体头部78可设有给定轮廓的凸缘88，凸缘88可接合在外棱面90与内棱面92之间。由张紧装置杆38施加的向上力可通过上部张紧装置框架80传输至弹性体支承72并且因此通过径向翼94传输至外棱面90，从而导致经由凸缘88施加于导体26的张力。
[0044]同样在图4中不出是可选的导体密封板82，导体密封板82可在导体26的内表面与立管24的外表面之间提供气密密封。这允许使用空气(或其他气体)给环形部分84加压，从而使导体26有利地上浮(或者至少具有较低有效重量)。这种上浮性可作为由张紧装置20施加的张力的补充，当必须移除缸或柱塞38以进行维护或维修时，这尤其有利。用于给环形部分84加压的装置的示例包括:穿过密封板82的阀门；穿过导体26的侧壁的阀门；以及进入导体26的开口下端部的管道。
[0045]图4A示出了替换性实施例，其中，顶部张力环80配备有在其底侧上的多个附接块58。附接块58可具有内部螺纹径向通孔，内部螺纹径向通孔具有呈螺纹接合的可调整的扶正器棘爪56。可调整的扶正器棘爪56的外端部可设有扳手平坦面、六角形插座或其他用于调整其径向延伸的工具接合装置。
[0046]在一个特殊的优选实施例中，提供了三个可调整的扶正器棘爪，各个棘爪与相邻的扶正器间隔120°。扶正器棘爪58可径向地调整进入或出来，以帮助相对于导体26定位上张紧装置环80。这样做时，扶正器棘爪58的内端部将与导体26的外表面接触(如在图4A的右半部分上所示)。在安装了上张紧装置环80之后，可通过将棘爪56径向向外定位来使棘爪56缩回(如在图4A的左半部分中所示)。
[0047]另一个实施例在图4B中图示。在该实施例中，上部张紧装置框架80’具有凹形球形部段100并且张力环86’具有相对的凸形球形表面102。这种配置可减少当侧向载荷被施加于导体26和/或立管24时施加于支承104的剪切载荷。支承104可以是复合材料支承，由金属和弹性体的交替层组成。
[0048]图5是根据本发明的导体26的下部的细节图。导体26可具有在其下端部处的喇叭件52，以有利于立管24和与其相关联的扶正器(比如龙骨接头扶正器96)的安装。扶正器96在设计上可与扶正器48 (见图3)不同，因为扶正器48可遭受比龙骨接头扶正器96小的侧向载荷。立管24可包括立管龙骨接头62，立管龙骨接头62可具有用于承受添加的力量的较厚壁部段和/或用于固定龙骨接头扶正器96的给定轮廓的部段。
[0049]龙骨接头扶正器96可包括扶正器底座70，扶正器底座70可具有与立管24上的相应给定轮廓的表面相接合的给定轮廓的内表面。径向隔板64可围绕底座70排列并且支撑在环形弹性体环68上的抗摩擦支承66。在某些优选实施例中，抗摩擦支承66是由选自由如下物质组成的组的聚合物制造的:尼龙、聚甲醛树脂、聚四氟乙烯(PTFE)和聚醚醚酮树脂(PEEK)。也可使用适合于海底环境的其他抗摩擦材料(其可以是复合材料或金属)。
[0050]龙骨接头扶正器96将立管24上的侧向载荷反应至导体26，导体26由龙骨引导件28限制在半潜船10的龙骨处。
[0051]图6在左侧示出了钻井立管24A和在右侧示出了穿过龙骨引导件28的生产立管24B。龙骨引导件28可具有:用于在安装期间引导导体26的上漏斗部和用于容纳导体26向侧向方向的弯曲的下漏斗部。示出了相应于浮筒上表