轻重量的导向柱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可拆卸的导向柱，用于在海床上同固定的海底结构一起使用，该导向柱在将一组件从水平面向海底结构下放的过程中有助于所述组件在预定位置的集中落位，所述导向柱包括向上(在使用位置)突出的端部，所述向上突出的端部被设计成用于与被下放组件接合，该导向柱具有腔体以在通过使用ROV将导向柱下放到海中的过程中提供浮力。
【背景技术】
[0002]从EP 0034482 BI中已知此种类型的导向柱。现有技术中的导向柱的其他示例如GB 2233367A 和 US 2009/252559A1 中所示。
[0003]在将水下设备朝向海床上的结构或构件(例如歧管或者井口)下放的过程中，导向索(通常是钢缆)经常被使用。每根导向索终止于导向柱，所述导向柱固定至海床上的结构并且从该结构上突出。导向柱用于在石油钻井或生产操作期间将组件布置在海床基座或者底座上，或者用于在彼此顶部安装模块。在水下油井的钻井过程中，例如，样板导向底座被安置成围绕所钻油井的导向套筒。导向底座具有导向柱，并且这些导向柱用于将防喷器BOP定位在井口顶部。导向柱也可被用于安装和定位其他模块，例如用于对防喷器上的下部采油管组件进行引导和定位，或者对油井维修安全阀上的紧急分离组件进行引导和定位。
[0004]导向柱通常提供设备和井口之间的粗略的对准以及系统中的垂向稳定性，以便使能够建立到井口的连接。最终的对准由连接器自身执行。在下放操作期间，通常将使用四根导向索和四个柱体。
[0005]通常，至少一个导向柱比其余的导向柱更长。通常，待被下放的组件上的漏斗形装置需要首先进入所述较长的导向柱。然后组件通过在水平平面中旋转直到第二漏斗形装置位于较短导向柱的正上方而被定向。然后组件被下放到较短导向柱上并且进一步地下降到第一柱体。
[0006]所建议的轻重量导向柱被设计成由水下机器人(R0V，Remotely OperatedVehicle)操控。通常，一个ROV能够举升大约50-70kg。
[0007]如所述的，水下油井设备中的导向柱通常附接到从海床到海平面的导向索上。这使得能够对待送达到海床的设备进行引导，所述待送达到海床的设备例如为水下采油树和与井口或海床处的其他装置对接的其他单元。这是水深为所谓“浅水”的油井上的正常操作方法，所述“浅水”即通常水深少于400米。
[0008]对于深水油井操作的通常方法是使用导向漏斗来引导装置。对于一些将被送达到海床并且需要引导和定向的较轻装置，将使用不同的方法来实现正确的定位和引导以使该装置与海床处的落位基座相接合。在不使用导向索的情况下于深水处安装导向柱的方法能够通过使用ROV进行操控而完成。ROV具有对设备的有限的操控能力以及在水中通常的重量限制是大约50kg。
【发明内容】
[0009]因此，根据本发明，提供了一种引言所述的可拆卸的导向柱，其区别在于所述腔体由轻重量的壳体构件所限定，此轻重量的壳体构件至少在导向柱的一部分中由非收缩性的浮力材料填充和支撑。
[0010]在一实施例中，非收缩性(non collapsible)的浮力材料可以是添加玻璃泡的复合泡沫塑料。
[0011 ] 在另一实施例中，非收缩性的浮力材料可以是Hisyn系列或CRP系列的Trellborg合成物。
[0012]非收缩性的浮力材料例如可以是K1-K25系列或S32和S35系列的3M合成物。
[0013]现在提出的可取回的轻质导向柱可通过已知方法连接到海床处的已有装置上。
[0014]优选地，导向柱由诸如钢或者铝之类的金属材料制成，以便提供所述轻重量构件。
[0015]在一不同的实施例中，导向柱可由玻璃纤维增强聚酯(GRP)材料制成，以便提供所述轻重量构件。
[0016]优选地，浮力材料在导向柱内部的位置是不规则分布的，以使浮力的升力从重心偏移并且以这种方式使导向柱被定向成沿竖直方向。
[0017]这些特性使得能够提供壳体结构并且将其与填充有的浮力材料的腔体相结合以组成轻重量导向柱。与未被填充的柱体相比，这种设计使得导向柱更长并且更加稳健并且仍可被ROV操控。
【附图说明】
[0018]通过下文中对本发明的优选实施例的描述，其它或进一步的目标、特征和优点将变得清晰，本发明的优选实施例出于说明的目的并与附图相结合地给出，其中:
[0019]图1示出了根据本发明的导向柱的透视正视图。
【具体实施方式】
[0020]所提出的可拆卸的导向柱I被设计成在海床上与固定水下结构一起使用，并且用于在任何可想到的组件的从水平面向所述水下结构下放的过程中提供帮助以取得所述组件在预定位置处的集中落位(focused landing)。导向柱I包括向上(在使用位置)突出的端部2，所述向上突出的端部2设计成用于与待从海面被下放的组件相接合。导向柱I有意被设计为轻重量结构，以便其在海里通过使用已知的ROV下放过程中增大浮力。
[0021]参考图1，该图示意性地示出了被设计为轻重量柱体的导向柱1，所述导向柱I由轻重量金属材料或玻璃纤维增强聚酯(GPR)材料组成。另外，导向柱I被设计成由限定腔体5的外部金属管组成的壳体结构。腔体5被设计成:至少所述腔体5的部分区域中将被非收缩性的浮力材料4填充。
[0022]这种非收缩性的浮力材料可以是来自3M公司的添加玻璃泡的复合泡沫塑料。3M玻璃泡高强度、轻重量的添加物，其用于在许多种复合泡沫塑料合成物中降低密度，保温和增加浮力。玻璃泡的可用压强等级从250到27000psi (相当于1.72到186.17MPa)并且密度范围从0.125g/cm3到0.6g/cm3，这种玻璃泡有助于提高可靠性并且降低多种高要求应用的成本，所述应用包括水下管道，立管，浮标，ROV，系泊设备以及其他用于深水石油勘探和生产的组件。当3M玻璃泡与树脂配制在一起时，合成的复合泡沫塑料具有很高的强度密度比，从而针对给定深度等级提供最大净浮力。
[0023]非收缩性的浮力材料的另一家供应商是Trellborg，即他们的被命名为HisynH2K, H3K 和 H4K ;CRPe_TG24 和 TG28 和 CRP-AS32 及 AB38 系列的产品。
[0024]在一实施例中，浮力材料4在导向柱I内部的位置可以是不规则分布的，以便使浮力的升力从重心偏移。这样，使得当导向柱I被浸没在水中时能够将该导向柱定向成沿大致竖直的方向。进而当导向柱I将被ROV下放到水下结构(未被示出)时，这也是优选的。
[0025]与未被填充的柱体相比，这种设计也使得导向柱I整体上更长并且更加稳健且仍可被ROV操控。
[0026]图1进一步示出了具有上部接纳端2和带有销的下端接头3的导向柱I。销接头3被设计成用于进入或刺入水下结构。销端接头3的外径略小于导向柱I本身的外直径。
[0027]如上所述，可拆卸的导向柱I的金属材料可以是:提供所述轻质量导向柱构件的钢铁、销或销合金。
[0028]在另一替代性实施例中，可拆卸的导向柱I的壳体材料可以是提供所述轻质量导向柱构件的玻璃纤维增强聚酯(GRP)材料。
【主权项】
1.一种可拆卸导向柱(I)，用于在海床上与一固定的水下结构一起使用，所述导向柱(I)在将组件从水平面向所述水下结构下放的过程中提供帮助以取得所述组件在预定位置处的集中落位，所述导向柱⑴包括向上(在使用位置)突出的端部(2)，所述向上突出的端部(2)被设计成用于与被下放组件相接合，所述导向柱(I)具有腔体(5)，以便在通过使用ROV将所述导向柱⑴下放到海中的过程中提供浮力， 其特征在于，所述腔体由所轻质量壳体构件所限定，所述轻质量壳体构件至少在所述导向柱(I)的一部分中由非收缩性的浮力材料(4)填充和支撑。
2.根据权利要求1所述的可拆卸导向柱，其特征在于，所述非收缩性的浮力材料(4)是添加玻璃泡的复合泡沫塑料。
3.根据权利要求1所述的可拆卸导向柱，其特征在于，所述非收缩性的浮力材料(4)是Hisyn系列或CRP系列的Trellborg合成物。
4.根据权利要求2所述的可拆卸导向柱，其特征在于，所述非收缩性的浮力材料(4)是K1-K25系列或S32和S35系列的3M合成物。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的可拆卸导向柱，其特征在于，所述导向柱(I)由诸如钢或铝的金属材料制成，以便提供所述轻质量构件。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的可拆卸导向柱，其特征在于，所述导向柱(I)由玻璃纤维增强聚酯(GRP)材料制成，以便提供所述轻质量构件。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的可拆卸导向柱，其特征在于，所述浮力材料(4)在所述导向柱(I)内部的位置是不规则分布的，以使浮力的升力从重心偏移并且以这种方式使所述导向柱(I)被定向成沿竖直方向。
【专利摘要】展示了一种可拆卸导向柱(1)，用于在海床上与固定的水下结构一起使用。导向柱(1)在组件从水平面向所述水下结构下放的过程中提供帮助以取得所述组件在预定位置处的集中落位。导向柱(1)包括向上(在使用位置)突出的端部(2)，所述向上突出的端部被设计成用于与被下放组件相接合。导向柱(1)为轻重量壳体构件，以在通过使用ROV将导向柱下放到海中的过程中增加浮力。轻质量壳体构件限定出腔体(5)，该腔体(5)至少在所述导向柱(1)的一部分中由非收缩性的浮力材料(4)填充。
【IPC分类】E21B41-08, E21B41-00, E21B41-10
【公开号】CN104583531
【申请号】CN201380030432
【发明人】亚尔莫·凯卡赖宁
【申请人】阿克海底公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年6月20日
【公告号】EP2867452A1, US20150139738, WO2014003572A1