[发明专利]一种水下组合式生产输送立管系统及其安装方法

摘要

本发明公开了一种水下组合式生产输送立管系统及其安装方法，所述的系统包括生产立管组件、控制立管组件、组合浮筒和系泊装置；所述的组合浮筒包括外层浮筒、内层浮筒、外围横撑、内部横撑、导向环板和限位板。本发明的外层浮筒负责提供系泊缆绳张紧力，各个内层浮筒分别负责提供相应的单根刚性生产立管或刚性保护管的顶张紧力，实现了系泊装置与所有立管的垂向受力以及运动的解耦，也实现了各个立管之间的受力以及运动的解耦，提高了刚性生产立管的在位性能要求。本发明的柔性控制管缆的下段管缆统一集成装配于刚性保护管内，从而避免引发复杂的驰振破坏问题。本发明的内层浮筒可沿外层浮筒的滑道自由升降，满足刚性生产立管的热膨胀要求。

主权项

一种水下组合式生产输送立管系统，其特征在于：包括生产立管组件、控制立管组件、组合浮筒(15)和系泊装置(14)；所述的生产立管组件包括柔性生产立管(31)与刚性生产立管(41)，所述的控制立管组件包括刚性保护管(40)和柔性控制管缆(30)，所述的组合浮筒(15)包括外层浮筒(1)、内层浮筒(5)、外围横撑(2)、内部横撑(3)、导向环板(4)和限位板(6)；所述的外层浮筒(1)共有四个，均为圆柱形，四个外层浮筒(1)通过外围横撑(2)连接构成外层浮筒组件；所述的外层浮筒组件为矩形框架，四个外层浮筒(1)竖直安装在矩形框架水平面的四个角上，且四个外层浮筒(1)的轴线互相平行；四个外层浮筒(1)分别由四根系泊缆绳系泊在海床(21)的桩基上；所述的导向环板(4)共有2N个，分上下两层、每层N个，通过内部横撑(3)连接安装在外层浮筒组件内，构成两层导向环板组件，两层导向环板组件结构相同；每个导向环板组件中，一个导向环板(4)安装在矩形框架水平面的中心，其余导向环板(4)安装在矩形框架水平面的中心与四个角之间的连线上；所述的内层浮筒(5)共有N个，分别竖直安装在两层导向环板组件对应的两个导向环板(4)中；所述的导向环板(4)的内径比内层浮筒(5)外径大0.2至0.4米，内层浮筒(5)与导向环板(4)在竖直方向上滑动接触，导向环板(4)内壁设置耐磨损的承压垫，以减小导向环板(4)和内层浮筒(5)接触部位的磨损；所述的限位板(6)由两块半环板拼成，安装在内层浮筒(5)外围形成一个环形板，其外径大于导向环板(4)的内径；所述的外层浮筒组件和导向环板组件构成外围主体；所述的刚性生产立管(41)的顶端穿过内层浮筒(5)的立管通道(11)，并与内层浮筒(5)顶部连接；所述的刚性生产立管(41)的底端连接应力接头(42)，应力接头(42)的底端连接海底井口球形阀(45)；所述的井口球形阀(45)与海底井口头(43)连接，并集成控制模块A(46)；所述的井口球形阀(45)在工作状态下，与刚性生产立管(41)联通；在紧急情况下旋转90度，关闭刚性生产立管(41)与海底井口头(43)的连接通道；所述的柔性生产立管(31)的底端与刚性生产立管(41)顶端连接，所述的柔性生产立管(31)的顶端与干式采油树(22)连接；所述的干式采油树(22)位于干式采油平台(25)的甲板上；所述的刚性保护管(40)的顶端穿过内层浮筒(5)的立管通道(11)，并与内层浮筒(5)顶部连接；所述的柔性控制管缆(30)由上段管缆和下段管缆组成，所述的刚性保护管(40)为下段管缆提供安装与保护通道；所述的刚性保护管(40)顶端设置管缆接头，上段管缆和下段管缆通过管缆接头连接；所述的刚性保护管(40)底端与应力接头(42)连接，应力接头(42)的底端与控制模块B(47)连接，控制模块B(47)的底端固定在刚性保护管基座(44)上；所述的柔性控制管缆(30)用于控制井下化学试剂注入，进行井下压力和温度信息采集，控制井下安全阀的闭合以及控制井口球形阀(45)的闭合；所述的柔性控制管缆(30)的顶端与控制中心(23)连接、其底端穿过刚性保护管(40)与控制模块B(47)连接；所述的控制中心(23)位于干式采油平台(25)的甲板上；所述的外层浮筒(1)与系泊装置(14)连接；所述的控制模块A(46)与控制模块B(47)之间通过飞线(48)连接，所述的飞线(48)为信号线缆。