一种海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置的制作方法

本实用新型属于隔水管浮力补偿装置领域，特别涉及一种海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置。

背景技术：

在海洋石油开采过程中，钻井隔水管位于海床和开采平台之间，作为钻杆的导管，主要用于保护内部的钻杆以及提供运输通道。它由一系列相同或者相似的碳钢材质的管道组成。在深海环境下，隔水管本身具有巨大的重量，它与海上钻井平台的张紧器相连，防止内部钻杆发生弯曲。然而，为了保证张紧器所受拉力在合理范围内，需要减轻隔水管在水中的净重从而减少张紧器的拉力。为此，在隔水管外部安装了浮力补偿装置，浮力补偿装置包含了沿隔水管轴向的一系列浮力块，这些块通常由轻质材料如复合泡沫所组成，具有成本低，耐高压等特点。它们本身重量较轻，密度通常在0.29-0.48g/cm³。浮力块产生的向上的提升力通过安装在管道上的止推环传递给隔水管。随着钻采水深的增加，对于标准化的隔水管浮力块的需求显著提升。

因此，基于这些问题，提供一种耐用，成本低，标准化的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种耐用，成本低，标准化的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置，所述海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置包括沿隔水管轴向延伸的浮力块，所述浮力块内表面开有与隔水管主管道相配合的弧面，所述浮力块内表面开有与辅助管道相配合的沿轴向延伸的槽口。

本实用新型还可以采用以下技术方案：

在上述的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置中，进一步的，所述浮力块的数量为两个，所述浮力块外表面开有平面槽口，两个所述浮力块通过双头螺栓紧固在一起，所述双头螺栓从所述平面槽口内穿过。

在上述的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置中，进一步的，在所述浮力块内表面和外表面之间平面上开有两个沿隔水管轴向延伸的半圆形槽口，两个所述浮力块的两个相对的半圆形槽口组合在一起构成供管道穿过的通孔。

在上述的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置中，进一步的，所述槽口的直径略大于辅助管道的直径，所述通孔的直径略大于所述管道的直径。

在上述的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置中，进一步的，所述浮力块内表面的弧面直径略大于隔水管主管道直径。

在上述的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置中，进一步的，两个所述浮力块之间留有空隙。

在上述的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置中，进一步的，所述浮力块端面与所述浮力块圆周面的交接处设有倒角。

在上述的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置中，进一步的，所述浮力块的端面上开有空腔，所述空腔轮廓弧面形状和内部管道弧面形状一致，弧面之间由平面连接，所述空腔轮廓尺寸大于浮力块内表面槽口及弧面的尺寸。

在上述的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置中，进一步的，在所述浮力块内圆柱面开设凹槽，并在所述凹槽内安装弹性垫片。

在上述的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置中，进一步的，所述浮力块材质采用树脂、空心微珠和复合空心球体系的三相复合泡沫，所述复合空心球分散在树脂和空心微珠构成的两相复合泡沫内，所述浮力块外部包裹高密度聚乙烯外壳。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型具有耐用、成本低的优点，是标准化的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置。

2、本实用新型槽口的直径略大于辅助管道的直径，通孔的直径略大于管道的直径，以适应管道弯曲变形的情况；进一步的浮力块内表面的弧面直径略大于隔水管主管道直径，从而保证浮力块固定在隔水管主管道的正确位置上。

3、本实用新型在浮力块端面与浮力块圆周面的交接处设有倒角，避免了因隔水管弯曲变形而造成端面的局部应力集中。

4、本实用新型浮力块的端面上开有空腔，空腔给隔水管主管道和辅助管道发生较大变形留出空间，避免浮力块因隔水管主管道和辅助管道过度弯曲被破坏。

5、本实用新型浮力块内圆柱面开设凹槽，并在所述凹槽内安装弹性垫片，用双头螺栓对浮力块进行紧固的过程中，垫片发生弹性变形，通过浮力块上的弹性垫片变形压紧隔水管，有效避免了浮力块和隔水管直接接触，防止因隔水管弯曲变形造成浮力块被破坏。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的安装示意图。

图中：

1、浮力块，2、隔水管主管道，3、弧面，4、辅助管道，5、槽口，6、平面槽口，7、双头螺栓，8、半圆形槽口，9、通孔，10、扼流管道，11压井管道，12、空隙，13、倒角，14、空腔，15、凹槽，16、弹性垫片。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

将理解，当据称将部件“连接”到另一个部件时，它可以直接连接到另一个部件或可以存在中间部件。相反，当据称将部件“直接连接”到另一个部件时，则表示不存在中间部件。

图1给出了本实用新型的结构示意图，并且通过图2给出了本实用新型的安装示意图，下面就结合图1至图2来具体说明本实用新型。

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

一种海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置，所述海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置包括沿隔水管轴向延伸的浮力块1，所述浮力块1内表面开有与隔水管主管道2相配合的弧面3，所述浮力块1内表面开有与辅助管道4相配合的沿轴向延伸的槽口5。

本实用新型具有耐用、成本低的优点，是标准化的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述浮力块1的数量为两个，所述浮力块1外表面开有平面槽口6，两个所述浮力块1通过双头螺栓7紧固在一起，所述双头螺栓7从所述平面槽口6内穿过。

需要指出的是，在所述浮力块1内表面和外表面之间平面上开有两个沿隔水管轴向延伸的半圆形槽口8，两个所述浮力块1的两个相对的半圆形槽口8组合在一起构成供管道穿过的通孔9。

需要指出的是，所述槽口5的直径略大于辅助管道4的直径，所述通孔9的直径略大于所述管道的直径。

需要指出的是，所述浮力块1内表面的弧面3直径略大于隔水管主管道2直径。

本实用新型槽口5的直径略大于辅助管道4的直径，通孔9的直径略大于管道的直径，以适应管道弯曲变形的情况；进一步的浮力块1内表面的弧面3直径略大于隔水管主管道2直径，从而保证浮力块1固定在隔水管主管道2的正确位置上。

需要指出的是，两个所述浮力块1之间留有空隙12。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述浮力块1端面与所述浮力块1圆周面的交接处设有倒角13。

本实用新型在浮力块1端面与浮力块1圆周面的交接处设有倒角13，避免了因隔水管弯曲变形而造成端面的局部应力集中。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述浮力块1的端面上开有空腔14，所述空腔14轮廓弧面3形状和内部管道弧面3形状一致，弧面3之间由平面连接，所述空腔14轮廓尺寸大于浮力块1内表面槽口5及弧面3的尺寸。

本实用新型浮力块1的端面上开有空腔14，空腔14给隔水管主管道2和辅助管道4发生较大变形留出空间，避免浮力块1因隔水管主管道2和辅助管道4过度弯曲被破坏。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，在所述浮力块1内圆柱面开设凹槽15，并在所述凹槽15内安装弹性垫片16。

本实用新型浮力块1内圆柱面开设凹槽15，并在所述凹槽15内安装弹性垫片16，用双头螺栓7对浮力块1进行紧固的过程中，垫片发生弹性变形，通过浮力块1上的弹性垫片16变形压紧隔水管，有效避免了浮力块1和隔水管直接接触，防止因隔水管弯曲变形造成浮力块1被破坏。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述浮力块1材质采用树脂、空心微珠和复合空心球体系的三相复合泡沫，所述复合空心球分散在树脂和空心微珠构成的两相复合泡沫内，所述浮力块1外部包裹高密度聚乙烯外壳。

作为举例，在本实施例中，如说明书附图1所示的半圆柱状的浮力块1，具有坚硬的高密度聚乙烯外壳，内部填充有浮力材料芯材，材质为三相复合泡沫，它由一系列低密度复合空心球分散在两相复合泡沫之中而组成。复合空心球具有不同尺寸(Φ2.5cm-Φ15cm)，以实现紧密堆积，密度范围是0.15-0.45g/cm³，材质为酚醛树脂，聚酯或环氧树脂中的一种，可采用或者不采用玻璃纤维增强，空心球内部可以是空心的或填充聚苯乙烯泡沫，聚苯乙烯泡沫密度为0.039g/cm³。两相复合泡沫由树脂和空心微珠组成，树脂为环氧树脂、聚酯、氨基甲酸乙酯、酚醛树脂中的一种，还需要加入大量空心微珠以减轻材料密度，粒径在5-500μm之间，可用陶瓷，玻璃或聚合物制造空心微珠。本专利采用硅硼玻璃微珠和热固性环氧树脂。塑料外壳均匀而完整的包裹在了芯材外表面。端面与外表面交接处做成锥面，防止应力集中。端面上开有空腔14，主要作用是避免浮力块1因管道过度弯曲被破坏。在槽口5安装弹性垫片16，用双头螺栓7对浮力块1进行紧固的过程中，垫片发生弹性变形，压紧隔水管。浮力块1内部弧面3和隔水管主管道2相配合，弧面3和辅助管道4相配合。

作为举例，在本实施例中，由两个浮力块1组成，由双头螺栓7紧固在一起。在浮力块1外表面和端面交接处设计倒角13，避免应力集中。端面处有空腔14，主要作用是避免浮力块1因管道过度弯曲被破坏。浮力块1内表面的弧面3，直径略大于隔水管直径，保证浮力块1固定在隔水管的正确位置上，两个浮力块1之间还留有空隙12。内表面有沿轴向延伸的槽口5，和辅助管道4相配合，两个相对的半圆形槽口8，组合在一起构成的通孔9和扼流管道10与压井管道11相配合。两个端面和上设有浇注孔。这种材料的成型工艺为：高密度聚乙烯外壳首先由滚塑成型工艺制成，将复合空心球(Φ2.5cm-Φ15cm)紧密堆积在给定形状的外壳之中，以环氧树脂和空心玻璃微珠为主要组分的复合泡沫浆体通过浇注孔泵送到壳体内，复合泡沫浆体固化后形成高强度的浮力材料，泵送完成后，浇注孔被封闭。轻质外壳在材料性能指标和制造效率方面都有提升，而且在运输和安装过程中壳体不易发生破坏。

综上所述，本实用新型可提供一种耐用，成本低，标准化的海洋石油钻井隔水管浮力补偿装置。

以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。