一種用于吸收采油樹附加位移的彈性緩沖構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程壓力管道設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及固定海洋平臺井口區(qū)壓力管道柔性設(shè)計。
技術(shù)背景
[0002]海洋平臺投產(chǎn)后，地下高溫流體流經(jīng)井筒油管管柱時，金屬管柱受熱膨脹，會產(chǎn)生向上的附加位移。同時，平臺結(jié)構(gòu)本身在外界條件的影響下也會發(fā)生一定位移。這兩種位移相疊加導(dǎo)致采油樹與平臺甲板之間產(chǎn)生較大的相對位移，該位移最終通過采油樹管口作用在井口高壓管線上，并導(dǎo)致管線撓性變形和管支架脫空，進(jìn)而導(dǎo)致管線二次應(yīng)力和一次應(yīng)力超標(biāo)，引起管線應(yīng)力破壞并帶來嚴(yán)重后果。
[0003]為解決附加位移導(dǎo)致井口管線一次應(yīng)力或二次應(yīng)力超標(biāo)問題，通常需要對該區(qū)域內(nèi)的管線進(jìn)行柔性設(shè)計或采用彈簧支吊架以改善管線的受力情況。由于井口區(qū)空間狹窄且流程復(fù)雜，布置有原油、伴生氣、閉排、壓井和化學(xué)藥劑注入等系統(tǒng)管線，一般還布置有儀表電纜托架和儀表管托架，對該區(qū)域管線進(jìn)行柔性設(shè)計難度較大。使用彈簧支吊架雖然技術(shù)上可行，但采辦周期長、成本高，而且使用壽命有限，整體可行性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為解決上述技術(shù)問題，充分利用平臺結(jié)構(gòu)空間，設(shè)計了一種彈性緩沖構(gòu)件，可充分吸收和隔離采油樹附加位移，對井口管線起到良好的保護(hù)作用。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種用于吸收采油樹附加位移的彈性緩沖構(gòu)件，該構(gòu)件包括由彎頭和直管組成的270度的彈性彎、彈性彎出入口連接法蘭以及設(shè)置于彈性彎末端的固定支架；該構(gòu)件作為井口管線的一部分連接在采油樹進(jìn)出口管線上并安裝于井口槽內(nèi)，該構(gòu)件的長度和寬度分別比井口槽長度和寬度少200_ ;為確保該構(gòu)件對采油樹熱脹位移的吸收效果，須保證彈性彎至少有兩邊由彎頭和直管段組成，不能再連接閥門及其他管件，且直管段長度必須大于管線公稱直徑的5倍以上。
[0006]進(jìn)一步，該構(gòu)件能夠完全利用所保護(hù)管線的同等級材質(zhì)制造，并能代替彈簧支架使用，成本低，可靠性高；
[0007]進(jìn)一步，該構(gòu)件的長度和寬度比井口槽有效空間長寬各少200_，能夠完全安裝于井口槽的方形空間內(nèi)，不占用平臺有效設(shè)計空間，減少井口區(qū)的擁擠程度。
[0008]進(jìn)一步，該構(gòu)件能夠利用彈性彎充分吸收采油樹附加位移并利用固定支架對附加位移進(jìn)行完全隔離，保護(hù)了彈性彎之后管線上的閥門和儀表件。
[0009]進(jìn)一步，作為一種豎直方向防碰撞的安全措施，彈性彎上方一定高度(管線保溫厚度+采油樹熱脹位移)內(nèi)不得布置其他管線、托架等設(shè)備設(shè)施。
[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]1、使用較低的成本，對采油樹附加位移進(jìn)行了有效吸收和隔離，保護(hù)了彈性彎之后的管線和管線上安裝的閥門、儀表件等。
[0012]2、整個彈性件完全安裝在井口槽方形空間內(nèi)，不占用甲板上下的有效設(shè)計空間，最大限度的實現(xiàn)了井口區(qū)設(shè)計的空間優(yōu)化。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的簡化軸測圖，其中:1為直管段，2為彎頭，3為出入口法蘭，4為固定支架；
[0014]圖2為本實用新型在井口槽內(nèi)安裝后的效果圖，其中，I為安裝在井口槽空間中的彈性彎，2為井口槽型鋼，3為采油樹，4為固定支架，5為被保護(hù)的閥組；
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，一種用于吸收采油樹附加位移的彈性緩沖件，其包括由彎頭2和直管I組成270度的彈性彎、彈性彎出入口連接法蘭3以及設(shè)置于彈性彎末端的固定支架4組成；該構(gòu)件作為井口管線的一部分連接在采油樹出口管線上并安裝于井口槽內(nèi)，長度和寬度分別比井口槽空間長度和寬度少200_ ;為確保該構(gòu)件對采油樹熱脹位移的吸收效果，須保證彈性彎至少有兩邊完全由彎頭和直管段組成，不能再連接閥門及其他管件，且直管段長度必須大于管線公稱直徑的5倍以上。
[0016]根據(jù)常規(guī)井口槽設(shè)計數(shù)據(jù)，按照附圖1并依據(jù)平臺設(shè)計方提供的管線材料規(guī)格書，使用與被保護(hù)管線相同等級的管件和管線完成整個彈性緩沖構(gòu)件的預(yù)制。然后，根據(jù)平臺設(shè)計方提供的支架設(shè)計要求，在靠近出口處焊接管鞋或預(yù)留其他用于制作固定支架的組件。最后通過法蘭連接將該彈性緩沖構(gòu)件安裝在被保護(hù)管線上即可(安裝位置在井口槽內(nèi)，如圖2所示)。
[0017]以我國南海某導(dǎo)管架采油平臺為例，經(jīng)分析該平臺上采油樹作用在管線上的附加位移為150_。設(shè)計完成后，井口管線一次應(yīng)力和二次應(yīng)力超標(biāo)嚴(yán)重。后采用本實用新型進(jìn)行了改造，經(jīng)計算分析，該實用新型能夠充分吸收并完全隔離采油樹附加位移，對管線上的閥組起到了良好的保護(hù)作用。同時，采用本實用新型后，管線上的應(yīng)力值均在允許范圍之內(nèi)，且應(yīng)力較大的部分均分布在彈性緩沖構(gòu)件上，該構(gòu)件之后所連接的管線應(yīng)力水平非常低，對管線起到了非常明顯的保護(hù)作用。
【主權(quán)項】
1.一種用于吸收采油樹附加位移的彈性緩沖構(gòu)件，其特征在于，該構(gòu)件由彎頭和直管組成的270度彈性彎、彈性彎出入口連接法蘭以及設(shè)置于彈性彎末端的固定支架組成；該構(gòu)件作為井口管線的一部分連接在采油樹進(jìn)出口管線上并安裝于井口槽內(nèi)，該構(gòu)件的長度和寬度分別比井口槽長度和寬度少200_ ;彈性彎至少有兩邊完全由彎頭和直管段組成，不能再連接閥門及其他管件，且直管段長度必須大于管線公稱直徑的5倍以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于吸收采油樹附加位移的彈性緩沖構(gòu)件，其特征在于:其長度和寬度比井口槽有效空間長寬各少200mm，能夠完全安裝于井口槽的方形空間內(nèi)。
【專利摘要】一種用于吸收采油樹附加位移的彈性緩沖構(gòu)件，由特定材質(zhì)和等級的管件、直管和固定支架組成，具有良好柔性，能夠充分吸收并完全隔離采油樹附加位移，避免管線在外載影響下的一次應(yīng)力和二次應(yīng)力破壞。本實用新型安裝在井口槽空間中，不占用平臺有效設(shè)計空間，且設(shè)計、制作簡單，成本低，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】E21B33-035, E21B17-10
【公開號】CN204591170
【申請?zhí)枴緾N201520298004
【發(fā)明人】韓延峰, 龐金鑫, 曾暉, 方從銀, 單士明, 劉璇, 李敬
【申請人】中國石油集團(tuán)海洋工程有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月11日