提升器組件及提供提升器組件的方法
【專利摘要】公開(kāi)了一種提升器組件以及生產(chǎn)用于輸送來(lái)自海底位置的流體的提升器組件的方法。該組件包括：提升器，該提升器包括至少一段柔性管，該提升器具有用于連接至浮動(dòng)設(shè)施的第一端部以及另一端部；至少一個(gè)浮力元件，至少一個(gè)浮力元件用于使提升器的一部分能夠形成拱起彎曲構(gòu)型并且使提升器的相鄰部分能夠形成凹陷彎曲構(gòu)型；以及配重元件，該配重元件設(shè)置在提升器的第一端部與至少一個(gè)浮力元件之間，使得在初始配置位置中，該配重元件至少部分地設(shè)置在提升器的凹陷彎曲部中。
【專利說(shuō)明】提升器組件及提供提升器組件的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種提升器組件以及提供提升器組件的方法。具體地但非排他性地，本發(fā)明涉及一種可適于在油氣工業(yè)中使用的提升器組件，以有助于防止浮力模塊在安裝之后的多余的運(yùn)動(dòng)。
[0002]傳統(tǒng)的柔性管用于將諸如油和/或氣和/或水之類的生產(chǎn)流體從一個(gè)位置輸送至另一個(gè)位置。柔性管在將海底位置(海底位置可以是水下較深的，比如1000米或更深)連接至海平面位置這方面特別有用。該管可以具有通常高達(dá)約0.6米的內(nèi)徑。柔性管總體上形成為柔性管體和一個(gè)或更多個(gè)端部配件的組件。管體通常形成為形成承壓導(dǎo)管的層狀材料的組合。管結(jié)構(gòu)可在不產(chǎn)生損害管在其壽命期間的功能的彎曲應(yīng)力的情況下允許較大的偏斜。管體總體上構(gòu)造為包括金屬層和聚合物層的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0003]在已知的柔性管設(shè)計(jì)中，管包括一個(gè)或更多個(gè)拉伸鎧裝層。在這種層上的主要載荷是張力。在高壓力應(yīng)用中，拉伸鎧裝層經(jīng)受來(lái)自內(nèi)部壓力端蓋載荷與重量的高張力載荷。由于在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)經(jīng)受這種條件，因此這能夠?qū)е氯嵝怨苤械氖А?br> [0004]在過(guò)去已經(jīng)嘗試以某種方式減輕上述問(wèn)題的一種技術(shù)是在沿提升器的長(zhǎng)度的預(yù)定位置處添加浮力輔助設(shè)備。該浮力輔助設(shè)備在沿提升器的長(zhǎng)度的各個(gè)點(diǎn)處提供向上的升力以抵抗該提升器的重量，并有效地承擔(dān)了提升器的一部分重量。與諸如水中拱(mid-water arch)結(jié)構(gòu)之類的一些其他構(gòu)型相比,浮力輔助設(shè)備的采用涉及相對(duì)較低的安裝成本，并且還允許相對(duì)較快的安裝時(shí)間。使用浮力輔助設(shè)備來(lái)支承提升器的中間部段的已知提升器構(gòu)型的示例在圖1a和圖1b中示出，它們分別示出了 “陡波”構(gòu)型和“緩波”構(gòu)型。在這些構(gòu)型中，提供了一種提升器組件200，該提升器組件200可適于將諸如油和/或氣和/或水之類的生產(chǎn)流體從海底位置輸送至諸如平臺(tái)或浮標(biāo)或船之類的浮動(dòng)設(shè)施202。提升器設(shè)置為柔性提升器，即，包括柔性管的柔性提升器，并且提升器包括附連至提升器的離散的浮力模塊204。浮力模塊和柔性管的定位可以布置成給出陡波構(gòu)型Zoe1或緩波構(gòu)型2062。
[0005]如圖1a和圖1b中所示的波形提升器構(gòu)型通常用于淺水應(yīng)用中以便允許船舶從提升器接觸海底的地點(diǎn)的偏移。
[0006]然而，在一些應(yīng)用中，浮力模塊可以對(duì)例如由海洋生物(附著至提升器的貝類和其他海洋生命和/或海洋碎片)所引起的提升器組件的重量上的變化作出反應(yīng)。替代性地或附加地，提升器組件和/或浮力模塊由于例如運(yùn)動(dòng)或日常磨損而會(huì)在含量密度方面經(jīng)歷逐漸的(或突然的)變化。這會(huì)使提升器的浮力支承或凈浮力的量(以及因此在海床上方的相對(duì)高度)改變。浮力支承的量上的任何變化都會(huì)對(duì)提供至柔性管的張力消除具有不利的影響，這將最終降低提升器的壽命。
[0007]此外，重量上的這種改變可能導(dǎo)致一種不利情況，S卩，提升器組件通過(guò)或冒出到水面或下沉到海床而與其指定的構(gòu)型完全偏離。由于浮力上的任何變化對(duì)淺深度處的高度變化具有更顯著的影響，因此這特別能夠適用于淺水應(yīng)用(小于1000英尺(304.8米))。與任何鄰近的提升器組件或船舶結(jié)構(gòu)的沖突可能會(huì)成為問(wèn)題。
[0008]在此通過(guò)參引的方式并入本文的W02009/063163公開(kāi)了一種柔性管,該柔性管包括緊固至管上的多個(gè)浮力模塊的配重鏈。該鏈從浮力模塊懸掛，向下延伸至海床并且具有置于海床上的端部。與鏈的每段長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)的重量抵抗由緊固有鏈的相應(yīng)浮力模塊所提供的浮力。即，當(dāng)提升器部段的密度降低并且該管開(kāi)始朝向水面上升時(shí)，懸在浮力模塊與海床之間的鏈的量增加(即，更重)，因此抵銷了管的上升趨勢(shì)。當(dāng)提升器部段的密度增加并且管開(kāi)始朝向海床下降時(shí)，懸在浮力模塊與海床之間的鏈的量減小(即，更輕)，從而再次抵消管的下降到海床的傾向。
[0009]有用的是，將提供一種W02009/063163中描述的組件的替代品。
[0010]另外，特別是在淺水應(yīng)用中，有用的是能夠確保在所謂的凹陷彎曲與海床之間和也在所謂的拱起彎曲與海面和/或海面處的船舶或結(jié)構(gòu)之間的一定的最小間隔距離。凹陷彎曲208是提升器中的U形彎曲并且拱起彎曲210是提升器中的倒U形彎曲(如圖1a中所示)。這將有助于確保提升器不會(huì)冒出至水面或下沉到海床，或與船舶或其他結(jié)構(gòu)碰撞。
[0011]本發(fā)明的實(shí)施方式的目的在于提供一種提升器組件以及用于制造可適于在淺水區(qū)中操作的提升器組件的方法。
[0012]本發(fā)明的實(shí)施方式的目的在于提供一種提升器組件，浮力模塊可以緊固至該提升器組件或者一體地包含在該提升器組件中，以提供漂浮的提升器的優(yōu)點(diǎn)，而不具有與提升器的重量上的變化相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。
[0013]本發(fā)明的實(shí)施方式的目的在于提供一種與已知的提升器組件相比具有相對(duì)較低的安裝成本和較短的安裝時(shí)間的提升器組件。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于輸送來(lái)自海底位置的流體的提升器組件，該提升器組件包括:
[0015]提升器，該提升器包括至少一段柔性管，該提升器具有用于連接至浮動(dòng)設(shè)施的第一端部以及另一端部；
[0016]至少一個(gè)浮力元件，至少一個(gè)浮力元件用于使提升器的一部分能夠形成拱起彎曲構(gòu)型并且使提升器的相鄰部分能夠形成凹陷彎曲構(gòu)型；以及
[0017]配重元件，該配重元件設(shè)置在提升器的第一端部與至少一個(gè)浮力元件之間，使得在初始配置位置中，該配重元件至少部分地設(shè)置在提升器的凹陷彎曲部中。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于輸送來(lái)自海底位置的流體的提升器組件，該提升器組件包括:
[0019]提升器，該提升器包括至少一段柔性管，該提升器具有用于連接至浮動(dòng)設(shè)施的第一端部以及另一端部；
[0020]用于在使用中保持提升器的拱起彎曲部距水面預(yù)定距離的器件；以及
[0021]系連元件，該系連元件用于在另一端部的區(qū)域中將提升器系連至固定結(jié)構(gòu)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了 一種提供用于輸送來(lái)自海底位置的流體的提升器組件的方法，該方法包括:
[0023]提供提升器，該提升器包括至少一段柔性管，該提升器具有用于連接至浮動(dòng)設(shè)施的第一端部以及另一端部；
[0024]提供至少一個(gè)浮力元件，至少一個(gè)浮力元件用于使提升器的一部分能夠形成拱起彎曲構(gòu)型并且使提升器的相鄰部分能夠形成凹陷彎曲構(gòu)型；以及
[0025]提供配重元件，該配重元件位于提升器的第一端部與至少一個(gè)浮力元件之間，使得在初始配置位置中，該配重元件至少部分地設(shè)置在提升器的凹陷彎曲部中。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了 一種提供用于輸送來(lái)自海底位置的流體的提升器組件的方法，該方法包括:
[0027]提供提升器，該提升器包括至少一段柔性管，該提升器具有用于連接至浮動(dòng)設(shè)施的第一端部以及另一端部；
[0028]提供用于在使用中保持提升器的拱起彎曲部距水面預(yù)定距離的器件；以及
[0029]提供系連元件，該系連元件用于在另一端部的區(qū)域中將提升器系連至固定結(jié)構(gòu)。
[0030]本發(fā)明的特定實(shí)施方式提供了如下優(yōu)點(diǎn):提供了對(duì)改變提升器的重量或改變提升器的浮力比一些已知的構(gòu)型更不敏感的提升器組件。例如，至少部分地設(shè)置在提升器的凹陷彎曲部中的配重元件可以用于抵消相鄰的拱起彎曲部處的提升器部段的相對(duì)較大的初始浮力。之后，隨著提升器的重量改變，例如，重量由于海洋生物或等同物的出現(xiàn)而增加，大部分提升器將朝向海床下沉。提升器的總體構(gòu)型上的變化將意味著配重元件將有效地運(yùn)動(dòng)至提升器的更豎直的部分(懸吊的部段)，而不位于凹陷彎曲部中。當(dāng)然，配重元件將不相對(duì)于提升器運(yùn)動(dòng)。然而，懸吊的柔性管的量將增大，并且先前是凹陷彎曲的一部分的管將變?yōu)閼业醪慷蔚囊徊糠帧Ｍ瑯拥?，配重元件的重量將由浮?dòng)設(shè)施承擔(dān)而不由浮力模塊承擔(dān)。
[0031]本發(fā)明的特定實(shí)施方式提供了如下優(yōu)點(diǎn):提供了能夠自動(dòng)抵消提升器重量或提升器浮力上的變化的提升器組件。
[0032]本發(fā)明的特定實(shí)施方式提供了如下優(yōu)點(diǎn):提供了與已知構(gòu)型相比能夠相對(duì)迅速地安裝并且以相對(duì)較低成本進(jìn)行安裝的提升器組件。
[0033]本發(fā)明的特定實(shí)施方式提供了如下優(yōu)點(diǎn):提供了設(shè)計(jì)成確保在凹陷彎曲與海床之間和也在拱起彎曲與海面或海面的船舶或結(jié)構(gòu)之間的一定的最小間隔距離的提升器組件。這有助于確保提升器不冒出到水面，或不與懸吊有提升器的浮動(dòng)設(shè)施碰撞，或不下沉以撞擊海床，上述中的任一項(xiàng)均會(huì)對(duì)提升器組件造成損壞。
[0034]在下文中通過(guò)參照附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施方式，在附圖中:
[0035]圖1a示出了已知的提升器組件；
[0036]圖1b示出了另一已知的提升器組件；
[0037]圖2示出了柔性管體；
[0038]圖3示出了另一提升器組件；
[0039]圖4示出了本發(fā)明的提升器組件；
[0040]圖5示出了本發(fā)明的另一提升器組件；
[0041]圖6示出了本發(fā)明的另一提升器組件；
[0042]圖7示出了本發(fā)明的另一提升器組件；
[0043]圖8為示出了本發(fā)明的方法的流程圖；以及
[0044]圖9為示出了本發(fā)明的另一方法的流程圖。
[0045]在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同的部件。
[0046]在本說(shuō)明書中，將介紹柔性管。要理解的是，柔性管為管體的一部分與一個(gè)或更多個(gè)端部配件一管體的相應(yīng)端部端接于每個(gè)端部配件中一的組件。圖2示出了管體100根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式由形成承壓導(dǎo)管的層狀材料的組合而形成的方式。盡管圖2中示出了多個(gè)特定的層，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明能夠廣泛地應(yīng)用于包括由多種可能的材料制造的兩個(gè)或更多個(gè)層的同軸管體結(jié)構(gòu)。還要注意的是，僅出于說(shuō)明的目的而示出了層厚。
[0047]如圖2所示，管體包括可選的最內(nèi)部的構(gòu)架層101。該構(gòu)架提供能夠用作最內(nèi)層的互鎖結(jié)構(gòu)，從而完全地或部分地防止內(nèi)壓護(hù)套102由于管減壓、外部壓力、以及拉伸防護(hù)壓力和機(jī)械壓毀載荷而坍縮。可以理解的是，本發(fā)明的特定實(shí)施方式能夠應(yīng)用于“滑膛(smooth bore)”操作(即，沒(méi)有構(gòu)架)以及這種“粗膛(rough bore) ”應(yīng)用(具有構(gòu)架)。
[0048]內(nèi)壓護(hù)套102用作流體保持層并且包括確保內(nèi)部流體完整性的聚合物層。要理解的是，這種層自身可以包括多個(gè)子層。可以理解的是，當(dāng)采用可選的構(gòu)架層時(shí)，內(nèi)壓護(hù)套通常被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員稱為屏障層。在沒(méi)有這種構(gòu)架的操作(所謂的滑膛操作)中，內(nèi)壓護(hù)套可被稱為襯套。
[0049]可選的壓力鎧裝層103是具有接近90°的捻角的結(jié)構(gòu)層，該結(jié)構(gòu)層增大了柔性管對(duì)內(nèi)部壓力和外部壓力以及機(jī)械壓毀載荷的抗性。該層還結(jié)構(gòu)性地支承內(nèi)壓護(hù)套，并且通常由互鎖的構(gòu)型構(gòu)成。
[0050]柔性管體還包括可選的第一拉伸鎧裝層105和可選的第二拉伸鎧裝層106。每一個(gè)拉伸鎧裝層是具有通常介于10°與55°之間的捻角的結(jié)構(gòu)層。每個(gè)層均用于承受拉伸載荷和內(nèi)部壓力。拉伸鎧裝層通常成對(duì)地反向纏繞。
[0051]所示出的柔性管體還包括可選的帶層104，該帶層104有助于包容位于下方的層，并且在一定程度上防止了相鄰層之間的磨損。
[0052]柔性管體通常還包括可選的隔離層107和外部護(hù)套108，該外部護(hù)套108包括聚合物層，聚合物層用于對(duì)管進(jìn)行保護(hù)使其免受海水和其他外部環(huán)境的滲透、腐蝕、磨損以及機(jī)械損壞。
[0053]每個(gè)柔性管包括至少如下一部分，該部分有時(shí)與位于柔性管的至少一端處的端部配件一起被稱為管體100的區(qū)段或部段。端部配件提供了形成柔性管體與連接器之間的過(guò)渡的機(jī)械裝置。例如如圖2中示出的不同的管層端接于端部配件中，從而在柔性管與連接器之間傳遞載荷。
[0054]圖3示出了適用于將諸如油和/或氣和/或水之類的生產(chǎn)流體從海底位置321輸送至浮動(dòng)設(shè)施322的提升器組件300。例如，在圖3中，海底位置321包括海底流動(dòng)管線。柔性流動(dòng)管線325包括柔性管，該柔性管完全地或部分地置于海底324上或埋在海低以下并且用于靜態(tài)應(yīng)用。浮動(dòng)設(shè)施可以由平臺(tái)和/或浮標(biāo)提供，或如圖3所示，由船提供。提升器組件300設(shè)置為柔性提升器，也就是說(shuō)，將船連接至海底安裝部的柔性管323。柔性管可以是分段的具有連接的端部配件的柔性管體。
[0055]可以理解的是，如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所已知的，存在不同類型的提升器。本發(fā)明的實(shí)施方式可以與任何類型的提升器一起使用，如自由懸吊的提升器(自由懸鏈狀提升器)、在一定程度上受限制的提升器(浮標(biāo)、鏈)、完全受限的提升器或被包圍在管(I型或J型管)中的提升器。
[0056]圖3還示出了柔性管的部分能夠用作流動(dòng)管線325或跨接線(jumper) 326的方式。
[0057]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的能夠適于運(yùn)輸諸如油氣和/或水之類的生產(chǎn)流體的提升器組件400。提升器組件400包括由柔性管形成的提升器402以及附接至提升器402的一組浮力模塊(浮力元件丨仙七至仙七。在該實(shí)施方式中示出了三個(gè)浮力模塊，但清楚的是根據(jù)情形所需的特定提升器構(gòu)型可以使用任何數(shù)目的浮力模塊。浮力模塊在該示例中設(shè)置成形成緩波構(gòu)型。該緩波形式包括拱起彎曲部408和凹陷彎曲部410。
[0058]另外，提升器組件400包括配重元件，該配重元件在該示例中為附接至凹陷彎曲部410中的提升器的壓載模塊406。這里，壓載模塊定位在提升器的凹陷彎曲部的最低點(diǎn)(最靠近海床)處。壓載模塊406用于將額外的重量添加至凹陷彎曲部并且在安裝時(shí)將略微抵消由浮力模塊404所提供的向上的提升力(正浮力)。壓載模塊406可以是任何合適重量的部件，并且可以與提升器一體地形成而不附接至提升器。例如，壓載模塊可以是配重塊或金屬鏈。壓載模塊的長(zhǎng)度、重量和數(shù)目可以基于提升器尺寸的估計(jì)以及在使用現(xiàn)場(chǎng)處的環(huán)境因素來(lái)進(jìn)行預(yù)定。這些參數(shù)應(yīng)當(dāng)基于例如在提升器容納物上的最大潛在變化來(lái)進(jìn)行確定?？梢源嬖趦蓚€(gè)或更多個(gè)壓載模塊。壓載模塊可以由不銹鋼制成，并且在空氣中可以具有約400kg的質(zhì)量以及約0.4米的長(zhǎng)度、0.3米的內(nèi)徑以及0.5米的外徑。當(dāng)然，壓載模塊的特定尺寸和質(zhì)量將取決于諸如提升器的長(zhǎng)度、形狀、尺寸以及浮力模塊的位置和數(shù)量之類的因素。這可以由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)確定以適于特定應(yīng)用。
[0059]如圖4所示，提升器組件400可以從浮動(dòng)設(shè)施一在此情形中即船舶412——懸吊，并且延伸至海底位置，在此情形中即沿海床414延伸的海底位置。
[0060]在提升器組件的工作壽命期間，提升器的重量可以改變，例如提升器組件的重量由于組件上的海洋生物或類似物的出現(xiàn)而增大。在這種情形中，如圖4中的提升器組件416的虛線構(gòu)型所描述的，大部分提升器將朝向海床下沉。當(dāng)然，提升器的端部將保持在設(shè)定的位置處，在該示例中，第一端部連接至水面的區(qū)域中的船舶，并且第二端部接觸海床。提升器的構(gòu)型上的改變將意味著壓載模塊406將有效地運(yùn)動(dòng)以定位在提升器418的更豎直的部分上，位于提升器的連接至船舶的第一端部處的懸掛點(diǎn)與凹陷彎曲之間，而不在凹陷彎曲的最低部分中。提升器418的從船舶懸吊的大約豎直的部段可以以提升器的其余部段的長(zhǎng)度為代價(jià)有效地增大長(zhǎng)度。由于壓載模塊的位置上的這種有效移位，壓載模塊的重量將由船舶412承擔(dān)而并非由浮力模塊404承擔(dān)。這通過(guò)從先前抵消浮力模塊的壓載模塊去除重量來(lái)有效地釋放浮力模塊的承載能力，并且因此將相對(duì)增大的浮力供給浮力模塊，從而使浮力模塊替代地抵消提升器上的海洋生物的重量。
[0061]同樣地，提升器組件能夠抵消由海洋生物帶來(lái)的額外重量。提升器組件的一般形狀與其初始配置位置相比僅改變了相對(duì)較小的程度。另外，凹陷彎曲和拱起彎曲的在海床上方的高度與其初始配置位置相比不改變或僅改變了相對(duì)較小的程度。要指出的是，圖4中示出的之前和之后的位置僅出于理解的目的，并且不可以表示如上所述的在已經(jīng)出現(xiàn)海洋生物之后的實(shí)際提升器構(gòu)型。例如，如果提升器運(yùn)動(dòng)至壓載模塊位于豎直部段上并且壓載的重量由船舶承擔(dān)的位置，則浮力模塊可以向上提升回至其在海床上方的初始高度。
[0062]替代性地或額外地，浮力模塊由于提升器組件的運(yùn)動(dòng)或日常磨損而可以在容納物密度方面經(jīng)歷逐漸的或突然的改變?；蛘邔?shí)際上，柔性管自身可能因容納物密度上的變化(例如在流光或運(yùn)輸不同的流體的狀態(tài)之間)在使用壽命期間經(jīng)歷浮力變化。這可以使提升器的浮力支承的量(以及因此在海床上方的相對(duì)高度)改變。另外，就最初設(shè)置在凹陷彎曲中的壓載模塊406而言，浮力元件404中的浮力的減小將導(dǎo)致提升器的豎直部段有效地加長(zhǎng)，并且壓載模塊406的相對(duì)位置朝向提升器的更豎直的部段移位。如上所述，浮力模塊然后將從壓載的重量上釋放并且能夠提供更向上的浮力以抵抗凈浮力損失或提升器容納物變化的影響。
[0063]要指出的是，船舶412的運(yùn)動(dòng)通常不將壓載模塊406從其位于凹陷彎曲部410處的位置除去，原因在于船舶的任何運(yùn)動(dòng)(無(wú)論是靠近提升器的觸底點(diǎn)或遠(yuǎn)離提升器的觸底點(diǎn)的位置)將由作為整體的提升器組件的運(yùn)動(dòng)所伴隨。浮力模塊和壓載模塊將一起工作從而以如與以上討論的方式相同的方式自動(dòng)調(diào)節(jié)拱起彎曲的高度。
[0064]提升器組件以簡(jiǎn)潔和相對(duì)容易安裝的構(gòu)型提供了從觸底點(diǎn)(在觸底點(diǎn)處，提升器與海床接觸)的合理程度的偏移。
[0065]在提升器組件的制造中，該方法可以包括:提供一種提升器，該提升器包括至少一段柔性管，該提升器具有用于連接至浮動(dòng)設(shè)施的第一端部以及另一端部；提供至少一個(gè)浮力元件，至少一個(gè)浮力元件用于使提升器的一部分能夠形成拱起彎曲構(gòu)型并且使提升器的相鄰部分能夠形成凹陷彎曲構(gòu)型；并且提供配重元件，配重元件位于提升器的第一端部與至少一個(gè)浮力元件之間，使得在初始配置位置中，配重元件至少部分地設(shè)置在提升器的凹陷彎曲部中。圖8中示出了說(shuō)明該方法的流程圖。要指出的是，步驟的順序不必限于流程圖中示出的順序。
[0066]提升器組件的必需元件可以或在工廠中在制造柔性管的地點(diǎn)處進(jìn)行設(shè)置，或者浮力元件和/或配重元件可以隨后一適當(dāng)?shù)卦谂渲锰嵘髦盎蚺渲锰嵘鲿r(shí)一添加至管。
[0067]圖5中示出了本發(fā)明的另一實(shí)施方式。該實(shí)施方式與圖4中示出的實(shí)施方式類似。然而，提升器的下部由系連元件507附連或系連至海床(例如，柔性管周圍的夾具附接至錨環(huán))。可以選擇系鏈連接至提升器的地點(diǎn)以適于特定的提升器構(gòu)型，但該地點(diǎn)適當(dāng)?shù)貙⑹翘嵘髋c海床514接觸的區(qū)域中的地點(diǎn)。
[0068]例如，系連元件在有助于防止提升器組件由于強(qiáng)勁水流而與海底磕碰的方面是有用的，這種磕碰會(huì)損壞提升器。系連元件可以用于將一定程度的張力應(yīng)用于提升器的下部。這可以有助于保持提升器的拱起彎曲部距水面(以及海床)預(yù)定距離。
[0069]圖9中示出了示出生產(chǎn)提升器組件的方法的流程圖。
[0070]圖6中示出了本發(fā)明的又一實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，提升器組件600包括由柔性管形成的提升器602，以及附接至提升器602的一組浮力模塊601至6043。浮力模塊設(shè)置成形成緩波構(gòu)型。提升器組件600還包括配重元件，該配重元件在該示例中為附接至凹陷彎曲部610中的提升器602的壓載模塊606。
[0071]提升器組件600還包括由一定長(zhǎng)度的互鎖鏈環(huán)構(gòu)成的配重鏈605，該配重鏈605緊固至多個(gè)浮力模塊604。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，可以存在更多個(gè)或更少個(gè)配重鏈，并且鏈可以直接連接至柔性管或提升器的另一部分而不直接連接至浮力模塊。配重鏈605可以緊固至每個(gè)緊固至提升器的浮力模塊，或者配重鏈605可以選擇性地僅緊固至浮力模塊中的一個(gè)或更多個(gè)浮力模塊。
[0072]配重鏈用作對(duì)提升器組件600的自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。與在上述長(zhǎng)度的鏈上的鏈的質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的重量抵抗由緊固有配重鏈的浮力模塊所提供的浮力以及柔性管的固有浮力。同樣地，提升器的拱起彎曲部的海拔高度應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的。
[0073]配重鏈506的部段從浮力模塊朝向海床614向下自由懸掛。配重鏈的另一部分放置于海床614的表面上。以此方式，配重鏈的一部分置于海床上。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)由柔性管經(jīng)歷的條件改變時(shí)，諸如當(dāng)柔性管內(nèi)的容納物的密度改變時(shí)，結(jié)果將會(huì)是浮力模塊和柔性管遠(yuǎn)離海床向上運(yùn)動(dòng)或朝向海床向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。隨著該運(yùn)動(dòng)發(fā)生，更多或更少的鏈將放置于海床上。例如，當(dāng)提升器的容納物密度減小時(shí)，浮力將隨著額外的鏈從海床上升起而由額外的鏈的重量所平衡。當(dāng)提升器的容納物密度增大時(shí)，浮力將隨著額外的鏈置于海床上而由減小的鏈的重量所平衡。以此方式，設(shè)置到柔性管的支承自動(dòng)地并連續(xù)地進(jìn)行調(diào)節(jié)以將柔性管保持在期望的構(gòu)型中或至少保持在預(yù)定閾值極限內(nèi)的構(gòu)型中。
[0074]就也附接至提升器602的壓載模塊606而言，這通過(guò)有助于(以上面關(guān)于圖4討論的方式)自動(dòng)抵消浮力模塊中的浮力上的任何變化/高度變化上的任何變化來(lái)進(jìn)一步輔助自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。壓載模塊可以認(rèn)為是用以增強(qiáng)由配重鏈所提供的優(yōu)點(diǎn)的輔助措施。
[0075]在替代性實(shí)施方式中，例如，提升器組件600可以額外地包括用于將提升器的下部系連至海床的系連元件，以有助于防止提升器組件因強(qiáng)勁水流而與海底磕碰，該撞擊會(huì)損壞提升器。
[0076]圖7示出了本發(fā)明的另一實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，提升器組件700形成雙波構(gòu)型。這里，浮力模塊704沿形成第一拱起彎曲708和第二拱起彎曲709的提升器702定位。配重鏈705以與圖6中示出的方式類似的方式從形成第一拱起彎曲708的提升器部分懸吊。提升器702的下部通過(guò)系連元件707附連或系連至海床714。另外，提升器組件700包括多個(gè)壓載模塊706。壓載模塊706在凹陷彎曲部410中的從懸掛部段718的下部至凹陷彎曲710的大約中央部的多個(gè)點(diǎn)處附接至提升器702。
[0077]如上文所討論的，配重鏈705有助于使第一拱起彎曲708的高度穩(wěn)定。例如，當(dāng)提升器組件的構(gòu)型由于水面的船舶位置由近處至遠(yuǎn)處或由遠(yuǎn)處至近處的變化而改變時(shí)，配重鏈仍使拱起彎曲的高度穩(wěn)定。即，如果船舶712從靠近提升器的海床接觸部分的位置運(yùn)動(dòng)至遠(yuǎn)離提升器的海床接觸部分的位置，則提升器將更水平地延伸出，從而可以影響浮力模塊的位置。然而，配重鏈的作用將自動(dòng)調(diào)節(jié)并補(bǔ)償浮力元件的高度上的任何變化。
[0078]壓載模塊706用作將額外重量預(yù)先儲(chǔ)存到提升器系統(tǒng)中的器件，這也有助于抵抗提升器重量上的變化。
[0079]第二拱起彎曲709處的浮力模塊有助于抵消提升器重量并且使提升器中的任何張力減至最低。
[0080]例如，系連元件707有助于防止提升器組件由于強(qiáng)勁水流而與海底磕碰，此磕碰會(huì)損壞提升器，并且系連元件707有助于保持提升器的第二拱起彎曲部709距水面(以及海床)預(yù)定距離。
[0081]圖7的構(gòu)型在確保即使在諸如小于100米或甚至小于40米的特別淺的水應(yīng)用中，仍能夠?qū)崿F(xiàn)在拱起彎曲與水面之間和在凹陷彎曲與海床之間的最小的間隙距離的方面特別有用。配重鏈和系連元件的組合還限制了提升器的由從橫向方向來(lái)的氣象所導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)。即，當(dāng)波浪和水流沿對(duì)著提升器的大致平面的方向運(yùn)動(dòng)(例如，平行于海床運(yùn)動(dòng))時(shí)，提升器將被迫從其位置偏斜。然而，系連元件錨定至海床以及配重鏈沿海床產(chǎn)生拖曳阻力的行為有助于減小提升器的偏斜。這還有助于防止提升器與相鄰提升器磕碰。
[0082]提升器組件可以適應(yīng)嚴(yán)峻的環(huán)境加載、大型水面船舶的偏移以及提升器重量上的由于容納物密度上的變化以及海洋生物或等同物所引起的較大變化。
[0083]如上所述的對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)的各種改型是可能的。例如，壓載模塊的數(shù)目和/或浮力模塊的數(shù)目根據(jù)不同用途和情況的特定需求可以是任意數(shù)目。壓載模塊和/或浮力模塊可以附接至提升器或與提升器結(jié)合成一體。
[0084]可以觀察到，向提升器構(gòu)型添加配重元件可以或單獨(dú)地或與其他措施(作為輔助措施)組合的方式應(yīng)用于各種提升器構(gòu)型，從而有助于控制提升器構(gòu)型。因此，本發(fā)明適于許多不同的應(yīng)用。
[0085]本發(fā)明可以用于提升器的單波構(gòu)型、或雙波構(gòu)型、或三波構(gòu)型。
[0086]盡管上文已經(jīng)將提升器描述為具有從船舶或浮動(dòng)設(shè)施懸吊的近似豎直部分，但是該部分不必是大致豎直的。提升器的懸吊部可以呈任意角度，其中，該角度隨著提升器的重量的增加更靠近豎直方向運(yùn)動(dòng)。
[0087]盡管上文已經(jīng)描述了本發(fā)明，其中，提升器在浮動(dòng)設(shè)施(諸如船舶)與海床之間延伸，但是提升器可以替代性地在海床上方的不同高度處在固定平臺(tái)或浮動(dòng)平臺(tái)之間延伸。
[0088]作為從浮力模塊延伸至海床的配重鏈的替代品，配重鏈的頂部部段可以由諸如合成繩、線、線纜或等同物的替代性柔性絲線所替代或提供。配重鏈或其他重的、柔性元件可以緊固在絲線的下端區(qū)域處，使得配重鏈的一部分再次放置于海床上。
[0089]對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言清楚的是，參照任一上述實(shí)施方式而描述的特征能在不同的實(shí)施方式之間互換地應(yīng)用。上述實(shí)施方式作為用以示出本發(fā)明的各個(gè)特征的示例。
[0090]在本申請(qǐng)文件的說(shuō)明書和權(quán)利要求之中，詞語(yǔ)“包括”和“包含”以及這些詞語(yǔ)的變型指的是“包括但不限于”，并且這些詞語(yǔ)不旨在(并且不)排除其他的成分、添加物、部件、整數(shù)或步驟。在本申請(qǐng)文件的說(shuō)明書和權(quán)利要求之中，除上下文另有要求之外，單數(shù)包括復(fù)數(shù)。特別地，除上下文另有要求之外，在使用不定冠詞的地方，要將申請(qǐng)文件理解為涵蓋復(fù)數(shù)以及單數(shù)。
[0091]要將與本發(fā)明的特定的方面、實(shí)施方式或示例相結(jié)合地描述的特征、整數(shù)、特性、混合物、化學(xué)成分或群組理解為能夠應(yīng)用于文中所述的任一其他方面、實(shí)施方式或示例，除非它們與其他方面、實(shí)施方式或示例不兼容。本申請(qǐng)文件(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的全部特征、和/或同樣所公開(kāi)的任一方法或過(guò)程的全部步驟可以以任一組合的形式相結(jié)合，除非是這些特征和/或步驟中的至少一些特征和/或步驟相互排斥的組合。本發(fā)明不限于任何上述實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。本發(fā)明擴(kuò)展至本申請(qǐng)文件(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的特征的任一新穎的特征或任一新穎的組合，或擴(kuò)展至同樣所公開(kāi)的任一方法或過(guò)程的步驟的任一新穎的步驟或任一新穎的組合。
[0092]讀者的注意力要針對(duì)與本申請(qǐng)文件同時(shí)提交的或先于本申請(qǐng)文件而提交的與本申請(qǐng)相關(guān)聯(lián)且與本申請(qǐng)文件一起向公眾的查閱開(kāi)放的所有文件和文獻(xiàn)，并且所有這些文件和文獻(xiàn)的內(nèi)容通過(guò)參引而并入本文。
【權(quán)利要求】
1.一種用于輸送來(lái)自海底位置的流體的提升器組件，所述提升器組件包括: 提升器，所述提升器包括至少一段柔性管，所述提升器具有用于連接至浮動(dòng)設(shè)施的第一端部以及另一端部； 至少一個(gè)浮力元件，所述至少一個(gè)浮力元件用于使所述提升器的一部分能夠形成拱起彎曲構(gòu)型并且使所述提升器的相鄰部分能夠形成凹陷彎曲構(gòu)型；以及 配重元件，所述配重元件設(shè)置在所述提升器的所述第一端部與所述至少一個(gè)浮力元件之間，使得在初始配置位置中，所述配重元件至少部分地設(shè)置在所述提升器的所述凹陷彎曲部中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升器組件，其中，所述至少一個(gè)浮力元件緊固至所述提升器以形成波狀構(gòu)型。
3.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的提升器組件，其中，所述配重元件為至少一個(gè)壓載模塊。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的提升器組件，還包括至少一個(gè)另外的浮力元件，所述至少一個(gè)另外的浮力元件用于使所述提升器能夠形成雙波或三波或多波構(gòu)型。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的提升器組件，其中，在所述初始配置位置中，所述至少一個(gè)浮力元件具有提供向上的力的正浮力，并且所述配重元件具有提供向下的力的負(fù)浮力，并且所述正浮力至少部分地抵消所述負(fù)浮力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提升器組件，其中，所述配重元件定位成使得在所述正浮力減小的情況下，所述提升器組件運(yùn)動(dòng)至所述配重元件由所述浮動(dòng)設(shè)施越來(lái)越多地支承的位置。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的提升器組件，還包括從所述至少一個(gè)浮力元件懸吊的配重鏈。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提升器組件，還包括用于在所述另一端部的區(qū)域中將所述提升器系連至固定結(jié)構(gòu)的系連元件。
9.一種用于輸送來(lái)自海底位置的流體的提升器組件，所述提升器組件包括: 提升器，所述提升器包括至少一段柔性管； 用于在使用中保持所述提升器的拱起彎曲部距水面預(yù)定距離的器件；以及系連元件，所述系連元件用于在觸底點(diǎn)的區(qū)域中將所述提升器系連至固定結(jié)構(gòu)，其中，所述觸底點(diǎn)為所述提升器的接觸海床或接觸與所述提升器的懸吊區(qū)域相鄰的固定結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的提升器組件，還包括緊固至所述提升器的至少一個(gè)浮力元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的提升器組件，其中，用于保持的所述器件為從所述至少一個(gè)浮力元件或所述提升器懸吊的配重鏈。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的提升器組件，其中，所述組件適于淺水區(qū)使用。
13.一種提供用于輸送來(lái)自海底位置的流體的提升器組件的方法，所述方法包括: 提供提升器，所述提升器包括至少一段柔性管，所述提升器具有用于連接至浮動(dòng)設(shè)施的第一端部以及另一端部； 提供至少一個(gè)浮力元件，所述至少一個(gè)浮力元件用于使所述提升器的一部分能夠形成拱起彎曲構(gòu)型并且使所述提升器的相鄰部分能夠形成凹陷彎曲構(gòu)型；以及 提供配重元件，所述配重元件位于所述提升器的所述第一端部與所述至少一個(gè)浮力元件之間，使得在初始配置位置中，所述配重元件至少部分地設(shè)置在所述提升器的所述凹陷彎曲部中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述至少一個(gè)浮力元件緊固至所述提升器以形成波狀構(gòu)型。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，所述配重元件為至少一個(gè)壓載模塊。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括提供至少一個(gè)另外的浮力元件，所述至少一個(gè)另外的浮力元件用于使所述提升器能夠形成雙波或三波或多波構(gòu)型。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述初始配置位置中，所述至少一個(gè)浮力元件具有提供向上的力的正浮力，并且所述配重元件具有提供向下的力的負(fù)浮力，并且所述正浮力至少部分地抵消所述負(fù)浮力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述配重元件定位成使得在所述正浮力減小的情況下，所 述提升器組件運(yùn)動(dòng)至所述配重元件由所述浮動(dòng)設(shè)施越來(lái)越多地支承的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求13至18中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括提供從所述至少一個(gè)浮力元件懸吊的配重鏈。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括提供用于在所述另一端部的區(qū)域中將所述提升器系連至固定結(jié)構(gòu)的系連元件。
21.一種提供用于輸送來(lái)自海底位置的流體的提升器組件的方法，所述方法包括: 提供提升器，所述提升器包括至少一段柔性管； 提供用于在使用中保持所述提升器的拱起彎曲部距水面預(yù)定距離的器件；以及提供系連元件，所述系連元件用于在觸底點(diǎn)的區(qū)域中將所述提升器系連至固定結(jié)構(gòu)，其中，所述觸底點(diǎn)為所述提升器的接觸海床或接觸與所述提升器的懸吊區(qū)域相鄰的固定結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括提供緊固至所述提升器的至少一個(gè)浮力元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的提升器組件，其中，用于保持的所述器件為從所述至少一個(gè)浮力元件或所述提升器懸吊的配重鏈。
24.一種根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述組件用于淺水區(qū)中。
25.一種根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的提升器組件用于輸送生產(chǎn)流體的用途。
26.—種基本上如文中參照附圖描述的提升器組件。
27.—種基本上如文中參照附圖描述的方法。
【文檔編號(hào)】E21B17/01GK103958817SQ201280053185
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月27日
【發(fā)明者】譚志民, 張艷秋, 侯玉成 申請(qǐng)人:韋爾斯特里姆國(guó)際有限公司