水下隔离阀的海底管线终端的制作方法
【专利摘要】一种水下隔离阀的海底管线终端，包括：一防沉板、安装在防沉板上的支撑结构、水下隔离阀及其执行机构、工艺管线、膨胀弯接口、以及阀门防护结构，其中，支撑结构设在防沉板的中部，水下隔离阀及其执行机构设在支撑结构上，阀门防护结构为一罩体，将水下隔离阀及其执行机构罩在其中。本发明不仅能够对水下隔离阀提供必要的支撑和限制，以保证其在运行过程中，不发生垂向沉降和水平位移；而且，其与海底管线膨胀弯通过接口可以实现平滑过渡；同时，对水下隔离阀起到防护作用，以保证其不会因水中落物及水下机器人的撞击和渔网拖带而造成损坏。
【专利说明】水下隔离阀的海底管线终端
【技术领域】
[0001]本发明涉及水下隔离阀，尤其涉及一种用于水下隔离阀的海底管线终端。
【背景技术】
[0002]随着海洋油气资源开发如火如荼，海上作业安全与风险问题也广受世人关注，已成为目前海洋工程领域发展必须面临的重大挑战。海洋立管和海底管道作为水下产出物与外界联系的枢纽，一旦发生泄漏，就可能引起中心平台处的持续性火灾或灾难性爆炸。而水下隔离阀的设置能够实现对平台近端立管和海底管道的隔离，以降低因泄漏引发的火灾爆炸后果。
[0003]水下隔离阀需要固定在基础结构上，以保证其不会沉降到松软的海床表层土中，同时，水下隔离阀也可以随着海管膨胀在基础结构上进行小范围滑动。由于水下隔离阀非常娇贵，落物撞击、水下机器人碰撞、锚击以及渔网拖挂等极易对其产生威胁，一旦发生损坏，不仅维修、更换工期较长；而且，费用也较高，经济损失比较严重。所以，一个全方位的保护结构对水下隔离阀是非常有必要的。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种水下隔离阀的海底管线终端，其不仅能够对水下隔离阀提供必要的支撑和限制，以保证其在运行过程中，不发生垂向沉降和水平位移；而且，其与海底管线膨胀弯通过接口可以实现平滑过渡；同时，对水下隔离阀起到防护作用，以保证其不会因水中落物及水下机器人的撞击和渔网拖带而造成损坏。
[0005]本发明的目的是由以下技术方案实现的:
[0006]一种水下隔离阀的海底管线终端，其特征在于:包括:一防沉板、安装在防沉板上的支撑结构、水下隔离阀及其执行机构、工艺管线、膨胀弯接口、以及阀门防护结构，其中，支撑结构设在防沉板的中部，水下隔离阀及其执行机构设在支撑结构上，阀门防护结构为一罩体，将水下隔离阀及其执行机构罩在其中。
[0007]所述防沉板为:重力式半封闭立方体结构，包括:一平面钢板，钢板的下表面纵横交错焊有数条裙板，裙板间隔处还焊有加强钢板；平面钢板上均布有透水孔，防沉板的平面钢板上数根导向立柱，在防沉板的四角分别设有使阀门保护结构的四根主斜撑杆贯入其中的椭圆形孔。
[0008]所述支撑结构包括:工艺管线支撑框架和水下隔离阀体支承平台两个部分，其中，工艺管线支撑框架为:数层式框架结构:框架垂向构件均为圆管焊接而成，其中，中间四根较长的圆柱顶部各焊有一个主吊点；支承平台位于工艺管线支撑框架的中部，为一平台结构，平台下设有数根圆管，圆管下缘与防沉板的平面钢板上表面进行焊接；平台为一矩形平面钢板，平台上各焊接有一限位角钢。
[0009]所述工艺管线结构形式可为:单层不保温管或双层保温管。[0010]所述阀门防护结构的主体框架为一锥形罩体，由数根圆管焊接而成，主体框架之间以一定间隔焊接圆管，并形成格栅；格栅下方预留有开口 ；顶部由圆管焊接成骨架结构，圆管上表面焊接一平面钢板作为顶板；顶板上各开有一个矩形孔，并配有便于开关的格栅门，格栅门附近焊接有水下机器人把手。
[0011]所述阀门防护结构为可拆卸结构，阀门防护结构的主体框架外侧设有两个便于与防沉板在水下对接导向套筒；导向套筒内侧焊有数个限位套筒，该限位套筒将套在主体结构防沉板的导向立柱上，并与防沉板成为一个整体。
[0012]所述防沉板、支撑结构及阀门防护结构上均布有阳极；水下隔离阀的工艺管线与支撑结构的袖管之间焊有一根铜导线。
[0013]本发明的有益效果:本发明由于采用上述技术方案，其不仅能够对水下隔离阀提供必要的支撑和限制，以保证其在运行过程中，不发生垂向沉降和水平位移；而且，其与海底管线膨胀弯通过接口可以实现平滑过渡；同时，对水下隔离阀起到防护作用，以保证其不会因水中落物及水下机器人的撞击和渔网拖带而造成损坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明结构示意图。
[0015]图中主要标号说明:
[0016]1.防沉板、2.支撑结构、3.水下隔离阀及其执行机构、4.工艺管线、5.膨胀弯接口、6.阀门防护结构。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本发明包括:一防沉板1、安装在防沉板I上的支撑结构2、水下隔离阀及其执行机构3、工艺管线4、膨胀弯接口 5、以及阀门防护结构6，其中，支撑结构2设在防沉板I的中部，水下隔离阀及其执行机构3设在支撑结构2上，阀门防护结构6为一罩体，将水下隔离阀及其执行机构3罩在其中。
[0018]上述防沉板I为:重力式半封闭立方体钢板焊接结构；包括:一平面钢板，钢板的下表面纵横交错焊有数条裙板。由于防沉板I的尺寸较大，为了保证其强度要求，在其下表面裙板间隔处还焊有加强钢板，在防沉板I的平面钢板上以400mm为间隔，均布有直径IOOmm的透水孔，防沉板I的平面钢板上焊有数根导向立柱，以便与阀门保护结构6进行采用焊接式对接，另外，在防沉板I的四角分别开有一椭圆形大孔，使阀门保护结构6的四根主斜撑杆可以贯入其中。
[0019]上述支撑结构2包括:工艺管线支撑框架和水下隔离阀体支承平台两个部分，其中，工艺管线支撑框架为:三层式框架结构:框架垂向构件均为圆管焊接而成，其中，中间四根较长的圆柱顶部各焊有一个主吊点，圆管下缘与防沉板I的平面钢板上表面进行焊接；水平方向自下而上第一层为工字钢，其下方与防沉板I的平面钢板焊接，既可以对框架起到固定作用，又可以提高防沉板I的整体结构强度；自下而上第二层为圆管焊接而成，其中，与工艺管线垂直方向的圆管中间截断，并焊有一管线袖管，既可以对工艺管线提供必要的支撑，又可以限制其环向位移；自上而下第三层也为圆管焊接而成，其作用为固定焊有主吊点的圆管，在与工艺管线垂直的一根圆管上，还焊接有飞线卡子，以固定安装后的飞线；支承平台位于工艺管线支撑框架的中部，为一平台结构，平台下设有四根圆管，圆管下缘与防沉板I的平面钢板上表面进行焊接，圆管上缘与平台下表面进行焊接。平台为一矩形平面钢板，距离其上表面与工艺管线垂直的两条边的边缘50mm的位置各焊接有一 400mm长的规格为L100X 16的角钢。支承平台可以对水下隔离阀体及其执行机构3起到支承作用，水下隔离阀体安装后，将位于两个角钢中间，两个角钢则可以起到一定的限位作用，以保证水下隔离阀体不会因为管线膨胀荷载而发生轴向位移。
[0020]上述工艺管线4执行API5L标准，等级根据输送流体的性质、压力和温度确定，结构形式可为:单层不保温管或双层保温管；其中，与水下膨胀弯连接采用水下球形法兰；
[0021]上述阀门防护结构6的主体框架为一锥形罩体，将水下隔离阀及其执行机构3罩在其中，使其免受落物撞击和渔网拖挂。阀门防护结构6的主体框架由四根直径为325_的圆管焊接而成，其斜度严格执行IS013628-1标准计算得出。由于其只对与工艺管线4平行方向进行保护，故该方向在保护结构主体框架之间以一定间隔，焊接圆管，并形成“格栅”。“格栅”中圆管间的间隔根据当地渔业调查结果计算得出。且在格栅下方还需要预留一定高度的开口，以便工艺管线4与海底管线膨胀弯进行连接。开口高度、宽度及形式需要根据工艺管线4的尺寸、高度以及膨胀弯接口 5的位置计算得出。
[0022]上述阀门防护结构6的顶部由圆管焊接成“骨架”结构，圆管上表面焊接一平面钢板作为顶板，以吸收撞击能量。在水下隔离阀执行机构阀位指示器和水下机器人操作口正上方的顶板处，各开有一个矩形孔，并配有便于开关的“门”，以便水下机器人进行阀位观测和执行相应的操作。此“门”为格栅结构，在阀门防护结构6顶板入水时可以起到一定的透水作用。在两个“门”的附近一定距离处均焊接有水下机器人把手。该阀门防护结构6为可拆卸结构，阀门防护结构6的主体框架外侧具有两个导向套筒，便于与防沉板I在水下对接；其内侧焊有四个限位套筒，安装后，限位套筒将套在主体结构防沉板I上对应的导向立柱上，这样可以保证其安装后不再发生移动，与防沉板I成为一个整体。
[0023]上述防沉板1、支撑结构2及阀门防护结构6上均布有阳极。阳极数量及分布由防腐专业通过计算得出。水下隔离阀的工艺管线4与支撑结构2的袖管之间焊有一根铜导线，以保持水下隔离阀及其工艺管线4与阀门防护结构6的电连续性，保证其不会受到海水的腐蚀。
[0024]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种水下隔离阀的海底管线终端，其特征在于:包括:一防沉板、安装在防沉板上的支撑结构、水下隔离阀及其执行机构、工艺管线、膨胀弯接口、以及阀门防护结构，其中，支撑结构设在防沉板的中部，水下隔离阀及其执行机构设在支撑结构上，阀门防护结构为一罩体，将水下隔离阀及其执行机构罩在其中。
2.根据权利要求1所述的水下隔离阀的海底管线终端，其特征在于:所述防沉板为:重力式半封闭立方体结构，包括:一平面钢板，钢板的下表面纵横交错焊有数条裙板，裙板间隔处还焊有加强钢板；平面钢板上均布有透水孔，防沉板的平面钢板上数根导向立柱，在防沉板的四角分别设有使阀门保护结构的四根主斜撑杆贯入其中的椭圆形孔。
3.根据权利要求1所述的水下隔离阀的海底管线终端，其特征在于:所述支撑结构包括:工艺管线支撑框架和水下隔离阀体支承平台两个部分，其中，工艺管线支撑框架为:数层式框架结构:框架垂向构件均为圆管焊接而成，其中，中间四根较长的圆柱顶部各焊有一个主吊点；支承平台位于工艺管线支撑框架的中部，为一平台结构，平台下设有数根圆管，圆管下缘与防沉板的平面钢板上表面进行焊接；平台为一矩形平面钢板，平台上各焊接有一限位角钢。
4.根据权利要求1所述的水下隔离阀的海底管线终端，其特征在于:所述工艺管线结构形式可为:单层不保温管或双层保温管。
5.根据权利要求1所述的水下隔离阀的海底管线终端，其特征在于:所述阀门防护结构的主体框架为一锥形罩体，由数根圆管焊接而成，主体框架之间以一定间隔焊接圆管，并形成格栅；格栅下方预留有开口 ；顶部由圆管焊接成骨架结构，圆管上表面焊接一平面钢板作为顶板；顶板上各开有一个矩形孔，并配有便于开关的格栅门，格栅门附近焊接有水下机器人把手。
6.根据权利要求5所述的水下隔离阀的海底管线终端，其特征在于:所述阀门防护结构为可拆卸结构，阀门防护结构的主体框架外侧设有两个便于与防沉板在水下对接导向套筒；导向套筒内侧焊有数个限位套筒，该限位套筒将套在主体结构防沉板的导向立柱上，并与防沉板成为一个整体。
7.根据权利要求1所述的水下隔离阀的海底管线终端，其特征在于:所述防沉板、支撑结构及阀门防护结构上均布有阳极；水下隔离阀的工艺管线与支撑结构的袖管之间焊有一根铜导线。
【文档编号】E21B34/04GK103883284SQ201410105269
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】李志刚, 周美珍, 尹汉军, 姜瑛, 琚选择, 王长涛, 张飞, 顾永维, 魏会东, 王凤云, 戚晓宁, 方伟, 梁辉 申请人:中国海洋石油总公司, 海洋石油工程股份有限公司