[发明专利]海上平台输油管道位移补偿装置

说明书

技术领域

本发明属于石油工业海上平台输油管道的位移补偿设施，特别是海上平台输油管道位移补偿装置，减少或避免海洋环境对输油管道摆动造成的影响。

背景技术

海洋平台的输油管线或称输油管道采用钢质单层管结构，由各卫星平台输送至中心平台。输油管线与立管桩及采油井间均为“硬”连接，即没有补偿装置；然栈桥与生产平台是活动连接。当平台遇海况恶劣或强外力撞击时，便会造成立管桩与生产平台之间的相对摆动。如果摆动幅度过大，就会造成管线断裂、疲劳损坏，影响正常生产，特别是原油泄漏后，还会影响到海洋环境。鉴于此，采油企业在输油管线上安装了波纹管补偿器，以补偿管线的位移量，该项技术取得了一定的成效。但到目前为之，该补偿器仍存在一些没能解决的问题：1、疲劳、腐蚀破裂。波纹管壁薄，长期振动易疲劳，加上介质含Cl^-、H₂S，腐蚀性强，造成管体破裂而产生泄漏。2、波纹管与法兰连接处疲劳断裂。由于补偿器安装在输油管线的拐角处，补偿平台晃动引起的偏斜，易造成波纹管与法兰连接处的疲劳断裂。3、波纹管产生永久性变形。由于波纹管有一定的位移补偿限制，当补偿量过大而超过其本身的弹性后，波纹管将产生永久性变形，不能复位，补偿效果变差。海上平台的输油管道需要一种应用效果好的海上平台输油管道位移补偿装置。

发明内容

本发明的目的是提供海上平台输油管道位移补偿装置，使输油管道与立管桩及采油井之间也成为活动连接，消除海洋环境对输油管道的影响。保护生产设施，保护海洋环境。

本发明的技术方案是：海上平台输油管道位移补偿装置包括波纹管，还设有摆动副和滑动副，将波纹管安装在滑动副中，摆动副与滑动副焊接。摆动副起万向调节作用，滑动副起伸缩补偿作用，使输油管道减少或避免所受海洋环境的影响。

与现有技术相比，本发明具有以下显著的效果：本发明具有摆动副和滑动副两种补偿机构，摆动副可以实现管道的万向调节作用，即摆动管可沿球头座实现圆周360°方向摆动，其摆幅为±15°，补偿管道随栈桥任意方向的摆动。为了保证球头与球头座之间的密封并保证球头的自由旋转，在球头座中设计了球面密封圈，这一方面可扩大密封面，有效增强对流体的密封效果；同时，摆动管下部的球头与球面密封圈的内球面为软配合，这使得其既能实现良好的密封效果，又不致使其压得太死，摆动失效。由补偿管、补偿筒、波纹管等组成的滑动副，补偿管可沿补偿筒的内腔滑动，其最大位移量为300mm。在补偿筒与补偿管之间装有波纹管，用于密封补偿筒与补偿管之间的流体并具有伸缩补偿作用。由于此处未采用橡胶等密封材料，而是用波纹管与补偿管和补偿筒直接连接，实现静密封，故密封可靠，不易泄漏。在考虑材料成本和材质性能的同时，分别选用了40Cr和20Cr钢经热处理调质制做本装置，即保证了装置的应用性能，又适度降低材料成本。本装置应用在海洋平台的输油管道上，可以应对海洋上的特殊环境和工作条件，可以有效补偿输油管道随波逐流的伸缩位移量，保护输油管道的安全使用，又保护了海洋环境免遭原油泄漏的污染。本管道位移补偿装置重量轻，安装方便，利于平台施工，提高了作业效率。装置内装有限位环，可避免波纹管过度拉伸，保证补偿效果；摆动管和补偿管运动灵活，补偿效果理想，能有效避免输油管道受到的冲击损坏，降低了生产成本。

附图说明

附图是本发明的结构示意图。

具体实施方式