[发明专利]转塔和可脱开的浮体的组件

说明书

技术领域

本发明涉及转塔和可脱开的浮体的组件，其中转塔的下端和浮体 的上端具有配合的连接机构。

背景技术

在海上石油生产中，使用所谓的FPSO(浮式生产、储存与卸载)。 FPSO为载油田中永久或半永久地锚固在海上的船，用来接收从储油 池里流出的井液，从水和气体中分离出石油，在船上储存石油以便以 后转移到另一船只上。通常，FPSO由内部或外部转塔类型的单点系 泊系统锚固。

在世界的一些区域，气候条件如此恶劣，例如由于飓风，以至需 要FPSO从它的锚固系统分离，并且暂时航行到安全的水域。同样， 在冰山蔓延的水域，有时需要脱开FPSO以防止船只损坏。

在这些情况下，使用可脱开的转塔系泊系统，其可以为内部或外 部类型(一种情况中转塔装在船体内部，另一种情况中转塔装在船的 船头前面)，包括可脱开的浮体，其中转塔的下端和浮体的上端具有配 合的连接机构。

在可脱开的转塔设计中，需要特别注意转塔下端和可脱开的浮体 上端之间的分界面。

理想的，这个分界面如此预加载从而避免在外部锚固和波浪载荷 情况下，转塔和浮体之间出现间隙。

由于通常转塔和浮体为大直径的圆柱形或圆锥形结构，因此重要 的是互锁这些结构从而使得在连接起来的时候二者成为单个结构。另 一个目标是在结构的分界面之间达到很好的配合，不需要借助紧密的 因此昂贵的加工公差。

根据现有技术的组件，提供了具有凸出的圆锥形上端的浮体，该 上端必须容纳到转塔的相应形状的圆锥形下凹部。已知的组件显著的 缺点在于，尽管圆锥形分界面简化两个结构的配合，但是圆锥形凹部 必须制造得非常重、坚固以抵抗来自于相连接的两部分的径向载荷。 需要非常大的预载荷来保证在来自锚固和波浪的外部载荷下浮体和转 塔不会分离。如果这种预载荷不能充分地实现，则连接可脱开的浮体 到转塔上的锁定装置遭受来自锚固和波浪负载的高的周期性负荷变 化，因此可能过早的被破坏。

发明内容

本发明的目的通过转塔和可脱开的浮体的组件来实现，在该组件 中在转塔下端和浮体上端具有配合的连接机构，其特征在于该连接机 构包括从转塔和浮体中的一个向转塔和浮体中的另一个突出的环形凸 起，和在转塔和浮体中的另一个上用来容纳环形凸起的相应形状的环 形凹部，其中环形凸起的底部比它的顶部宽，环形凹部的顶部比它的 底部宽。

根据本发明的组件的优选实施例为从属权利要求的主题。

环形凸起和环形凹部被加工成具有这样的公差，从而使得如果它 们在轴向压力作用下彼此接合，则这两个部件中的一个在径向上的变 形超过另一个，从而通过形状配合(form-fit)与另一部件相顺应。通 过施加标称的预载荷到这个分界面，组件的两个部件作为一个部件工 作，接合的部件没有分离的趋势。

加工公差如此选择，使得薄弱的部件(一般为转塔结构的下端) 在压力下的直径增长被限制为这样的切向伸长百分比，即它避免达到 部件中所使用的材料(钢)的屈服应力。一旦达到这个应力水平，进 一步的压力增加仅仅增加部件径向截面中的局部应力并增加两部件之 间的接触应力。这是一个很刚性的载荷路径，其中连接可脱开的浮体 到转塔上的锁定装置形成刚性较小的载荷路径的部件。因此这些锁定 装置不承受大的周期性载荷。

因为在凸起和凹部的锥形表面上形成的内接触应力非常大，因此 这两部件也起到作为防海水的密封装置的作用，从而在连接操作后使 转塔能够被抽干。另外的密封件(例如软橡胶或低碳钢环)可以装在 环形凸起和环形凹部之间。

附图说明

本发明将根据附图进行说明，其中：

图1示意地示出具有内部转塔的典型FPSO示意图，该内部转塔 使用可脱开的浮体以本身已知的方式锚固到海床；

图2示意地并放大地示出转塔和可脱开的浮体之间的分界面；及

图3示意地示出具有附加的密封件的实施例。

具体实施方式

参照图1，示出FPSO1以本身已知的方式设置有内部转塔2，内 部转塔2在其下端与可脱开的浮体3连接。浮体3通过锚索5锚固到 海底4，而生产管线6连接在井孔7和浮体3之间(进一步穿过转塔 朝向合适的船上装置，未显示)。