專利名稱：一種適用于深海塔式立管的間隔塊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種間隔塊裝置，特別是關(guān)于一種適用于深海塔式立管的間隔塊
直O(jiān)
背景技術(shù)：
作為深水油氣開發(fā)的最為關(guān)鍵的技術(shù)之一，深水立管是連接海底油氣田和海上浮體之間的唯一結(jié)構(gòu)，也是深水油氣開發(fā)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。作為廣泛應(yīng)用于深海的一種立管形式，自由站立式立管是以剛性立管作為立管的垂直主體部分，通過其頂部浮力筒提供所需的張力，使其保持直立水中，并通過頂部的跳接軟管將其與水面上的浮式結(jié)構(gòu)連接起來，頂部通過U型出口及膨脹彎和海底管線相連接。從結(jié)構(gòu)形式上看，自由站立式立管包括塔式立管及單根混合式立管。兩者的不同在于塔式立管將數(shù)根立管集束在一起，其中包括生產(chǎn)、注水、氣舉、及電纜等，然后岸上組裝建造在一道，通過拖航方式將其拖到海上油田的位置，進(jìn)行安裝。塔式立管的剛性立管部分，以一根中心結(jié)構(gòu)管為基礎(chǔ)，與海底和頂部浮力筒相連，承受著軸向的拉力，其他生產(chǎn)、注水、氣舉、及電纜等附著立管通過間隔塊依附在中心結(jié)構(gòu)管四周，以保證其安裝及在位后的要求。在塔式立管的生產(chǎn)過程中，將加工好的中心管和各附著管安裝固定在一起是一個(gè)十分重要的過程，目前都通過間隔塊來實(shí)現(xiàn)該安裝過程。在目前已投入使用的塔式立管中， 都根據(jù)塔式立管的中心管及各附著管的尺寸及布置位置，將間隔塊設(shè)計(jì)成固定的形式，類似于鋼板上開了很多的孔，生產(chǎn)時(shí)一次加工成型，在使用時(shí)，中心管及各附著管從相應(yīng)的孔中穿過，從而達(dá)到固定各管線的目的。由于采用了穿越間隔塊的安裝方式，需要中心管及各附著管等依次穿過，因此在穿越時(shí)對(duì)場(chǎng)地、施工工藝等要求較高，不利于操作，且工期較長，而且制造公差要求很高。由于附著管內(nèi)傳輸?shù)氖遣煌囊后w，因此各附著管的膨脹、收縮變化范圍也各不一樣，而為了防止滑移，間隔塊和中心管、附著管等往往焊接在一起，這樣不僅不利于單根管線的滑移變化，從而使管線產(chǎn)生局部失穩(wěn)、應(yīng)力集中的現(xiàn)象，還會(huì)由于不同管線之間不同的膨脹、收縮變化，導(dǎo)致立管總體產(chǎn)生變形、失穩(wěn)現(xiàn)象，從而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種既能滿足深海塔式立管中心管和附著管束功能要求，又便于生產(chǎn)加工和安裝使用的間隔塊裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種適用于深海塔式立管的間隔塊裝置，其特征在于它由至少兩塊平行設(shè)置的支撐板和與附著管數(shù)目一致的引導(dǎo)管構(gòu)成，塔式立管的中心管從所述支撐板中穿過，附著管從所述引導(dǎo)管中穿過；所述支撐板的中部開設(shè)有直徑與中心管外徑相同的中心孔，并以所述中心孔的某直徑為軸，將所述支撐板分為兩個(gè)部分，且在每半塊所述支撐板上預(yù)留所述引導(dǎo)管的安裝位置；所述引導(dǎo)管內(nèi)徑與
3附著管外徑相同，并以直徑為軸分為對(duì)稱的兩個(gè)部分；每半個(gè)所述引導(dǎo)管的兩端設(shè)置有安裝板，每側(cè)的所述安裝板上各均勻布置有3 4個(gè)螺栓；將每一所述引導(dǎo)管中的半個(gè)引導(dǎo)管焊接在所述支撐板上引導(dǎo)管的安裝位置，且半個(gè)所述引導(dǎo)管切口處的直徑與所述引導(dǎo)管圓心和支撐板上中心孔圓心的連線相垂直。所述中心孔距所述支撐板邊緣的最短距離為50mm 100mm，所述支撐板的厚度為 25mm 30mm。在所述引導(dǎo)管內(nèi)加橡膠墊，此時(shí)所述引導(dǎo)管內(nèi)徑為附著管外徑與橡膠墊厚度之和，所述引導(dǎo)管的壁厚為15mm 20mm，所述引導(dǎo)管軸向長度為500mm 700mm。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的支撐板設(shè)計(jì)成左右兩部分，安裝時(shí)支撐板圍繞中心管對(duì)接安裝，并焊接在中心管上，無需中心管從間隔塊中穿過，從而降低了安裝施工的工藝要求。2、本實(shí)用新型在安裝附著管時(shí)，首先布置在間隔塊上相應(yīng)的引導(dǎo)管預(yù)留位置，使用外扣板，通過螺栓與間隔塊安裝在一起，從而降低了施工難度，縮短了工期，并對(duì)場(chǎng)地?zé)o特殊要求。3、本實(shí)用新型的支撐板和中心管焊接在一起，其他附著管線通過螺栓與間隔塊上的引導(dǎo)管安裝在一起，允許附著管由于膨脹、收縮等導(dǎo)致的軸向運(yùn)動(dòng)，從而避免了由于單根管線的局部失穩(wěn)導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。4、不同的附著管與間隔塊都是通過引導(dǎo)管，使用螺栓安裝在一起，因此所有的附著管都可以做軸向運(yùn)動(dòng)，且相互獨(dú)立，無干擾，從而避免了由于不同管線之間不同的位移變化導(dǎo)致的立管總體變形、失穩(wěn)等結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象。5、當(dāng)一根或多根附著管出現(xiàn)裂紋等結(jié)構(gòu)破壞，或需要更換成其他功能的附著管時(shí)，可以通過水下機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)操作，而無須卸下整根塔式立管，再拖至岸上施工， 方便了附著管的更換、安裝過程，縮短了工期。

圖1是本實(shí)用新型的軸向視圖圖2是本實(shí)用新型的側(cè)向視圖圖3是本實(shí)用新型支撐板的軸向視圖圖4是本實(shí)用新型引導(dǎo)管的軸向視圖圖5是本實(shí)用新型引導(dǎo)管的側(cè)向視圖圖6是本實(shí)用新型引導(dǎo)管和支撐板焊接后的軸向視圖圖7是本實(shí)用新型和塔式立管的中心管的安裝圖圖8是本實(shí)用新型與塔式立管的附著管的安裝過程圖圖9是本實(shí)用新型與塔式立管的中心管、附著管安裝完成圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)行詳細(xì)的描述。由于塔式立管的剛性立管部分一般由一根中心管和多根附著管構(gòu)成，附著管的數(shù)量由設(shè)計(jì)而定，因此本實(shí)用新型針對(duì)不同的塔式立管，呈現(xiàn)不同的形狀。下面以由一根中心管和四根附著管組成的塔式立管為例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型由至少兩塊平行設(shè)置的支撐板1和與附著管數(shù)目一致的引導(dǎo)管2構(gòu)成，塔式立管的中心管從支撐板1中穿過，附著管從引導(dǎo)管2中穿過。[0023]如圖3所示，支撐板1的中部開設(shè)有直徑與中心管外徑相同的中心孔3，并以中心孔3的某直徑為軸，將支撐板1分為兩個(gè)部分，且在每半塊支撐板1上預(yù)留引導(dǎo)管的安裝位置。如圖4、圖5所示，引導(dǎo)管2內(nèi)徑與附著管外徑相同，并以直徑為軸分為對(duì)稱的兩個(gè)部分。每半個(gè)引導(dǎo)管2的兩端設(shè)置有安裝板4，每側(cè)的安裝板4上各均勻布置有3 4個(gè)螺栓5，用于引導(dǎo)管2的合攏安裝。將每一引導(dǎo)管2中的半個(gè)引導(dǎo)管焊接在支撐板1上引導(dǎo)管2的安裝位置，且半個(gè)引導(dǎo)管2切口處的直徑與引導(dǎo)管2圓心和支撐板1上中心孔3圓心的連線相垂直(如圖6所示)。上述實(shí)施例中，中心孔3距支撐板1邊緣的最短距離為50mm 100mm，支撐板1的厚度為25mm 30mm。上述實(shí)施例中，可以在引導(dǎo)管2內(nèi)加橡膠墊6(如圖8所示)，此時(shí)引導(dǎo)管2內(nèi)徑為附著管外徑與橡膠墊6厚度之和，引導(dǎo)管2的壁厚為15mm 20mm，引導(dǎo)管2軸向長度為 500mm 700mmo本實(shí)用新型在生產(chǎn)加工時(shí)，首先根據(jù)塔式立管的設(shè)計(jì)方案，得到中心管和附著管的尺寸及其相對(duì)位置，確定支撐板1和引導(dǎo)管2的尺寸，在支撐板1上預(yù)留中心孔3和引導(dǎo)管2的位置。然后分別加工支撐板1和引導(dǎo)管2，并以中心孔3某直徑為軸將支撐板1加工成兩個(gè)部分，引導(dǎo)管2則直接加工成對(duì)稱的兩個(gè)部分。最后將每個(gè)引導(dǎo)管2的半個(gè)分別焊接在兩個(gè)支撐板1上相對(duì)應(yīng)的預(yù)留位置，并保證每半個(gè)引導(dǎo)管2切口處的直徑與引導(dǎo)管 2圓心和支撐板1上中心孔3圓心的連線相垂直。本實(shí)用新型在使用時(shí)，首先將支撐板1圍繞塔式立管的中心管合攏安裝，并焊接在中心管上(如圖7所示)。然后將附著管安放在間隔塊上與之相對(duì)應(yīng)的半個(gè)引導(dǎo)管2內(nèi)， 并墊上橡膠墊6 (如圖8所示)。然后再將另半個(gè)引導(dǎo)管2扣上，并用螺栓5擰緊。依此方法，分別將其他附著管通過間隔塊與中心管安裝在一起，完成塔式立管剛性立管部分的安裝(如圖9所示)。本實(shí)用新型僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.一種適用于深海塔式立管的間隔塊裝置，其特征在于它由至少兩塊平行設(shè)置的支撐板和與附著管數(shù)目一致的引導(dǎo)管構(gòu)成，塔式立管的中心管從所述支撐板中穿過，附著管從所述引導(dǎo)管中穿過；所述支撐板的中部開設(shè)有直徑與中心管外徑相同的中心孔，并以所述中心孔的某直徑為軸，將所述支撐板分為兩個(gè)部分，且在每半塊所述支撐板上預(yù)留所述引導(dǎo)管的安裝位置；所述引導(dǎo)管內(nèi)徑與附著管外徑相同，并以直徑為軸分為對(duì)稱的兩個(gè)部分；每半個(gè)所述引導(dǎo)管的兩端設(shè)置有安裝板，每側(cè)的所述安裝板上各均勻布置有3 4個(gè)螺栓；將每一所述引導(dǎo)管中的半個(gè)引導(dǎo)管焊接在所述支撐板上弓I導(dǎo)管的安裝位置，且半個(gè)所述引導(dǎo)管切口處的直徑與所述引導(dǎo)管圓心和支撐板上中心孔圓心的連線相垂直。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于深海塔式立管的間隔塊裝置，其特征在于所述中心孔距所述支撐板邊緣的最短距離為50mm 100mm，所述支撐板的厚度為25mm 30mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種適用于深海塔式立管的間隔塊裝置，其特征在于在所述引導(dǎo)管內(nèi)加橡膠墊，此時(shí)所述引導(dǎo)管內(nèi)徑為附著管外徑與橡膠墊厚度之和，所述引導(dǎo)管的壁厚為15mm 20mm，所述引導(dǎo)管軸向長度為500mm 700mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種適用于深海塔式立管的間隔塊裝置，其特征在于它由至少兩塊平行設(shè)置的支撐板和與附著管數(shù)目一致的引導(dǎo)管構(gòu)成，塔式立管的中心管從支撐板中穿過，附著管從引導(dǎo)管中穿過；支撐板的中部開設(shè)有直徑與中心管外徑相同的中心孔，并以中心孔的某直徑為軸，將支撐板分為兩個(gè)部分，且在每半塊支撐板上預(yù)留引導(dǎo)管的安裝位置；引導(dǎo)管內(nèi)徑與附著管外徑相同，并以直徑為軸分為對(duì)稱的兩個(gè)部分；每半個(gè)引導(dǎo)管的兩端設(shè)置有安裝板，每側(cè)的安裝板上各均勻布置有3～4個(gè)螺栓；將每一引導(dǎo)管中的半個(gè)引導(dǎo)管焊接在支撐板上引導(dǎo)管的安裝位置，且半個(gè)引導(dǎo)管切口處的直徑與引導(dǎo)管圓心和支撐板上中心孔圓心的連線相垂直。
文檔編號(hào)E21B17/01GK202031490SQ201020699510
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者宋儒鑫, 康莊, 張恩勇, 曹靜, 沙勇, 秦偉, 陳嚴(yán)飛 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心, 歐泰科(天津)深海工程技術(shù)有限公司