装配式水下管汇结构的制作方法
【专利摘要】一种装配式水下管汇结构，包括：一底部支撑框架、安装在底部支撑框架上的管汇工艺管线、上部导向装配框架、用于约束和支撑管汇工艺管线的数个管线导向+支架；其中，上部导向装配框架是由数个立柱，数个主立柱和横撑交叉连接而成，主立柱的顶部位置安装有吊点；主立柱上向外沿伸连接有一导向套筒。本发明不仅能够通过吊机单独下放至海底基础结构上，并与基础结构装配成整体；而且，能够将工艺管线和接口结构的荷载有效地传递到基础结构上，大大地降低了对安装船舶的要求，扩大了船舶资源的可选范围和气候窗的选择；同时，降低了安装难度和施工风险。
【专利说明】装配式水下管汇结构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水下管汇，尤其涉及一种用于海洋油气开发的装配式水下管汇结构。 属于海洋石油工程领域。
【背景技术】
[0002] 水下生产系统是深水海洋油气开发中必备和基础性设备。随着我国油气资源的开 发逐步走向深水和边际油气田，水下生产系统已得到了广泛应用，水下生产系统将是今后 海洋油气开发生产的关键。
[0003] 水下管汇在水下油气开发中占有重要的地位，通过水下管汇与其他水下设备连 接，完成水下的集输分配，实现整个水下生产系统的优化布局。
[0004] 目前，现有的水下管汇主要是由基础结构、管汇结构和保护结构连接组成。由于其 体积和重量较大，往往大大超过常规的海上安装吊机的起吊能力。如果采用水下管汇整体 下放的安装方式，将对海上安装作业提出极高的挑战，需要船舶吊机有足够的起吊能力和 悬臂跨距，同时，还会限制安装的气候窗，从而，增加了安装难度和水下作业的风险。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种装配式水下管 汇结构，其不仅能够通过吊机单独下放至海底基础结构上，并与基础结构装配成整体；而 且，能够将工艺管线和接口结构的荷载有效地传递到基础结构上，大大地降低了对安装船 舶的要求，扩大了船舶资源的可选范围和气候窗的选择；同时，降低了安装难度和施工风 险。
[0006] 本发明的目的是由以下技术方案实现的：
[0007] -种装配式水下管汇结构，其特征在于：包括：一底部支撑框架、安装在底部支撑 框架上的管汇工艺管线、上部导向装配框架、用于约束和支撑管汇工艺管线的数个管线导 向+支架；其中，上部导向装配框架是由数个立柱，数个主立柱和横撑交叉连接而成，主立 柱的顶部位置安装有吊点；主立柱上向外沿伸连接有一导向套筒。
[0008] 所述底部支撑框架是由工字钢焊接而成的框架结构，底部支撑框架上设有限位套 筒。
[0009] 所述导向套筒为倒置喇叭口形。
[0010] 所述底部支撑框架的工字钢与上部导向装配框架的立柱、主立柱相交的节点底部 安装有加强筋板；其中，主立柱上还安装有过渡环板；底部支撑框架的工字钢上设置有球 阀限位支座，该球阀限位支座由十字交叉板焊接构成。
[0011] 所述管线导向支架由上、下半瓦卡子及螺栓螺母对连接构成，管线导向支架两侧 安装有加强斜撑。
[0012] 所述立柱上设置有一个牛眼鞍座。
[0013] 所述管汇工艺管线设有：数个主管线及与数个主管线相连的数个支管线，管汇工 艺管线是由冶金复合管、水下三通、水下法兰、水下控制阀连接构成；其中，主管线的一端与 刚性海底管道连接，主管线的另一端用于临时清管；支管线通过水下三通与主管线连接； 两根支管线通过一个水下闸阀节流与跨接管连接，另外，两根支管线通过双闸阀隔断预留。
[0014] 本发明的有益效果：
[0015] 1、降低了对安装船舶的要求，扩大了船舶资源的可选范围和气候窗的选择，同时， 减少安装难度和施工风险；
[0016] 2、将管汇核心结构模块化，便于后续的建造、测试、运输安装等工作，其设计理念 同样适用于其它水下设施；同时，采用装配连接的形式，可满足回收的要求，有利于后期的 维修检测等需要；
[0017] 3、带喇叭口的导向套筒装配结构，能够实现水下结构的对接，限位套筒下部基础 装配，可将工艺管线和接口结构的荷载有效传递到基础结构；
[0018] 4、牛眼的设置可满足水平度安装精度调整的需求，底部支撑框架中密闭空间可进 行灌注铁砂或者混凝土实现配重的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明整体结构示意图。
[0020] 图2为本发明结构框架示意图。
[0021] 图3为本发明工艺管线示意图。
[0022] 图中主要标号说明：
[0023] 1.底部支撑框架、2.管汇工艺管线、3.上部导向装配框架、4.工字钢、5.管线导 向支架、6.立柱、7.横撑、8.主立柱、9.吊点、10.导向套筒、11.限位套筒、12.加强筋板、 13.过渡环板、14.立管、15.加强斜撑、16.球阀限位支座、17.牛眼鞍座、18.冶金复合管、 19.水下三通、20.水下球法兰、21.水下盲法兰、22.水下球阀、23.水下闸阀。
【具体实施方式】
[0024] 如图1、图2、图3所示，本发明包括：底部支撑框架1、安装在底部支撑框架1上的 管汇工艺管线2、用于约束和支撑管汇工艺管线2的数个管线导向支架5和安装在底部支 撑框架1上的上部导向装配框架3 ;其中，底部支撑框架1是由工字钢4焊接而成的框架结 构，底部支撑框架1上设有限位套筒11 ;管线导向支架5内放置有垫圈，用以释放管线的轴 向自由度；上部导向装配框架3是由数个立柱6,数个主立柱8和横撑7交叉连接而成，该 立柱6与底部支撑框架1采用焊接方式固定，该主立柱8采用轴孔连接方式配合安装在底 部支撑框架1的限位套筒11内；主立柱8的顶部位置采用焊接方式安装有吊点9 ;该主立 柱8中部分主立柱8上向外沿伸连接有一导向套筒10,该导向套筒10为倒置喇叭口形。
[0025] 上述底部支撑框架1的工字钢4与上部导向装配框架3中立柱6、主立柱8相交的 节点底部采用焊接方式安装有加强筋板12 ;其中，主立柱8上采用焊接方式安装有过渡环 板13。
[0026] 本实施例：管线导向支架5设有7个，包括：3个14寸支架，3个6寸支架和1个4 寸支架；该管线导向支架5由上、下半瓦卡子及螺栓螺母对连接构成；通过上、下半瓦卡子 及螺栓螺母对连接约束管线，该卡子下部半瓦通过一根立管14与工字钢上翼缘焊接固定； 4寸和6寸管线导向支架5两侧采用焊接方式安装有加强斜撑15 ;底部支撑框架1的工字 钢上设置有球阀限位支座16,该托架由十字交叉板焊接构成，尺寸需要根据阀门的三维尺 寸及所受载荷确定。
[0027] 如图3所示，上述管汇工艺管线2设有：数个主管线及与数个主管线相连的数个支 管线，管汇工艺管线2是由14寸、6寸和4寸的冶金复合管18、水下三通19、水下球法兰20、 水下盲法兰21、水下控制阀连接构成；其中，14寸冶金复合管18作为主管线，主管线的一端 与刚性海底管道连接，主管线的另一端用于临时清管，清管端采用双球水下阀门22进行双 隔断；6寸和4寸作为支管线，其中支管线通过变径水下三通19与主管线连接；其中两根支 管线通过一个水下闸阀23节流与跨接管连接，另外，两根支管线通过双闸阀隔断预留。
[0028] 上述立柱6上设置有一个牛眼鞍座17,位置高度需要满足水下机器人（R0V)的观 察要求。
[0029] 使用时，通过安装船舶吊装设备，将本发明下放至海底的配对基础结构上，由导向 套筒10与海底基础结构的导向柱对接定位，再通过限位套筒11插入基础结构的导向实现 组装。管汇工艺管线12中的球法兰分别连接钢质海底管道和跨接管，管汇工艺管线12再 通过导向支架5与底部支撑框架1形成整体后，再与基础结构装配实现在海底的稳定。
[0030] 上述法兰、三通、球阀、水下闸阀为现有技术，未作说明的技术为现有技术。
[0031] 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. 一种装配式水下管汇结构，其特征在于：包括：一底部支撑框架、安装在底部支撑框 架上的管汇工艺管线、上部导向装配框架、用于约束和支撑管汇工艺管线的数个管线导向+ 支架；其中，上部导向装配框架是由数个立柱，数个主立柱和横撑交叉连接而成，主立柱的 顶部位置安装有吊点；主立柱上向外沿伸连接有一导向套筒。
2. 根据权利要求1所述的装配式水下管汇结构，其特征在于：所述底部支撑框架是由 工字钢焊接而成的框架结构，底部支撑框架上设有限位套筒。
3. 根据权利要求1所述的装配式水下管汇结构，其特征在于：所述导向套筒为倒置喇 叭口形。
4. 根据权利要求1或2所述的装配式水下管汇结构，其特征在于：所述底部支撑框架 的工字钢与上部导向装配框架的立柱、主立柱相交的节点底部安装有加强筋板；其中，主立 柱上还安装有过渡环板；底部支撑框架的工字钢上设置有球阀限位支座，该球阀限位支座 由十字交叉板焊接构成。
5. 根据权利要求1所述的装配式水下管汇结构，其特征在于：所述管线导向支架由上、 下半瓦卡子及螺栓螺母对连接构成，管线导向支架两侧安装有加强斜撑。
6. 根据权利要求1所述的装配式水下管汇结构，其特征在于：所述立柱上设置有一个 牛眼鞍座。
7. 根据权利要求1所述的装配式水下管汇结构，其特征在于：所述管汇工艺管线设有： 数个主管线及与数个主管线相连的数个支管线，管汇工艺管线是由冶金复合管、水下三通、 水下法兰、水下控制阀连接构成；其中，主管线的一端与刚性海底管道连接，主管线的另一 端用于临时清管；支管线通过水下三通与主管线连接；两根支管线通过一个水下闸阀节流 与跨接管连接，另外，两根支管线通过双闸阀隔断预留。
【文档编号】E21B43/01GK104060971SQ201410276369
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】姜瑛, 琚选择, 曹永 , 方伟, 魏行超, 张飞, 王长涛, 戚晓宁, 孙雪梅, 张大为, 邢广阔 申请人:中国海洋石油总公司, 海洋石油工程股份有限公司