CN103557372A - 水下设施基础管线的支撑结构 - Google Patents

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CN103557372A CN201310566570.2A CN201310566570A CN103557372A CN 103557372 A CN103557372 A CN 103557372A CN 201310566570 A CN201310566570 A CN 201310566570A CN 103557372 A CN103557372 A CN 103557372A
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underwater
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姜瑛
张飞
琚选择
方伟
戚晓宁
钱思成
王宇臣
王凤云
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China National Offshore Oil Corp CNOOC
Offshore Oil Engineering Co Ltd
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Offshore Oil Engineering Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
    • F16L3/08—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/12—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing comprising a member substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing

Abstract

本发明提供一种水下设施基础管线的支撑结构，其包括支撑套筒、工字梁及加强板；该工字梁设置在水下设施基础本体上，支撑套筒穿设在工字梁的腹板上，且支撑套筒沿着管线径向包络管体，支撑套筒两端与管体外壁焊接固定或者支撑套筒与管体外壁之间设置垫圈，该工字梁腹板两侧的上翼缘内侧和下翼缘内侧与支撑套筒筒壁之间分别设有加强板；其支撑套筒与水下设施基础的工字梁腹板穿套结合实现载荷的有效传递以及降低整体结构重心，减少接口法兰处的弯矩载荷传递和整体结构的受力，增加水下设施基础结构稳定性，优化水下设施基础的整体尺寸和重量。

Description

水下设施基础管线的支撑结构
技术领域
本发明涉及一种水下设施基础管线的支撑结构。
背景技术
油气开发的水下生产技术是现代海洋石油工业的前沿高科技技术，是深水海洋油气成功开发的必备和基础性的技术。随着海洋深水油气资源的开发，水下生产技术已得到了广泛应用，越来越多的水下生产设施逐渐投入使用。水下设施管线的支撑固定结构不仅影响水下设施的总体布局，而且决定着管线与基础结构的相互连接形式及传力方式。在水下设施的全寿命设计周期内，支撑结构不仅要承受管线自重荷载、抵抗由高温高压引起的二次应力，还要承受波流等恶劣海洋环境工况导致的接口法兰处的动态荷载，因此，管线支撑结构需要能有效结合管线与基础结构，在保证支撑结构具有足够的强度余量前提下，优化水下设施的整体结构布局方案。单纯依靠调整传统支撑结构的壁厚和尺寸，已无法适应水下设施要求结构紧凑及高可靠性的要求，所以亟待研发一种新型支撑设计方案以满足管线及基础结构的要求。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种水下设施基础管线的支撑结构，其支撑套筒与水下设施基础的工字梁腹板穿套结合实现载荷的有效传递以及降低整体结构重心，减少接口法兰处的弯矩载荷传递和整体结构的受力，增加水下设施基础结构稳定性，优化水下设施基础的整体尺寸和重量。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明水下设施基础管线的支撑结构，其特征在于，包括支撑套筒1、工字梁2以及加强板3；该工字梁2设置在水下设施基础本体上，支撑套筒1穿设在工字梁的腹板上，且支撑套筒1沿着管线径向包络管体5，该工字梁2腹板两侧的上翼缘内侧和下翼缘内侧与支撑套筒1筒壁之间分别设加强板3。
前述的水下设施基础管线的支撑结构，其中，所述工字梁2腹板与支撑套筒1相互交叉的相贯线处焊接固定。
前述的水下设施基础管线的支撑结构，其中，所述支撑套筒1与管体5的定位包括支撑套筒1沿着管线径向包络管体5后支撑套筒两端与管体5外壁焊接固定或者支撑套筒1沿着管线径向包络管体5后在支撑套筒与管体5外壁之间设有垫圈。
前述的水下设施基础管线的支撑结构，其中，所述垫圈4为氯丁橡胶圈。
前述的水下设施基础管线的支撑结构，其中，所述加强板3为横断面成弧形的半瓦式板体，该半瓦式板体的弧心角为180度，半瓦式板体的半径小于工字梁2翼缘宽度的二分之一。
本发明水下设施基础管线的支撑结构的有益效果，套筒与水下设施基础的工字梁腹板穿套结合构成的支撑结构，可实现对水下基础结构上的管线进行固定和轴向约束的功效，有效防止管线在基础结构上的滑移，还可以有效传递以及降低水下设施基础整体结构重心，减少接口法兰处的弯矩载荷传递和整体结构的受力，增加水下设施基础结构稳定性，优化水下设施基础的整体尺寸和重量。
附图说明：
图1为本发明水下设施管线的支撑结构整体结构示意图。
图中主要标号说明：1支撑套筒、2工字梁、3加强板、4垫圈、5管体。
具体实施方式
如图1所示，本发明水下设施基础管线的支撑结构，其包括支撑套筒1、工字梁2以及加强板3；该工字梁2设置在水下设施基础本体上，支撑套筒1穿设在工字梁的腹板上，且支撑套筒1沿着管线径向包络管体5，该工字梁2腹板两侧的上翼缘内侧和下翼缘内侧与支撑套筒1筒壁之间分别设加强板3。
如图1所示，本发明水下设施基础管线的支撑结构，其中，所述工字梁2腹板与支撑套筒1相互交叉的相贯线处焊接固定。所述支撑套筒1与管体5的定位包括支撑套筒1沿着管线径向包络管体5后支撑套筒两端与管体5外壁焊接固定或者支撑套筒1沿着管线径向包络管体5后在支撑套筒与管体5外壁之间设有垫圈。所述垫圈4为氯丁橡胶圈。所述加强板3为横断面成弧形的半瓦式板体，该半瓦式板体的弧心角为180度，半瓦式板体的半径小于工字梁2翼缘宽度的二分之一。
如图1所示，本发明水下设施基础管线的支撑结构使用时，水下设施基础本体通过安装船舶吊装下放至海底目标区域，水下设施基础本体通过自身重量贯入土壤中。该工艺管线穿越在水下设施基础平行的两个工字梁同侧设置的支撑套筒内，其中一个工字梁设置的支撑套筒两端与工艺管线管体外壁环向焊接固定，实现对工艺管线刚性固定功效；另一个工字梁设置的支撑套筒与工艺管线管体管壁之间设有垫圈且不焊接固定，实现对水下基础结构上的工艺管线进行周向约束和轴向释放的功效。工艺管线设置端口分别通过SPO法兰端与动态柔性立管连接，设置球阀端与硬质海底跨接管连接。
本发明水下设施管线的支撑结构的工作原理：
1、优化水下设施基础总体布局，实现紧凑设计的目的。本发明将管线内嵌于支撑结构的支撑套筒内，通过穿套结合能有效将荷载传递到基础结构，而且不用将管线支撑在基础结构之上，布局合理，设计相对紧凑。
2、将水下设施基础的工字梁作为支撑支架，提高支撑结构可靠性。支撑套筒两端与管体环向外壁进行焊接可实现固定功能，支撑套筒两端与管体外壁之间设置垫圈且不焊接固定，可以实现对水下基础结构上的工艺管线进行周向约束和轴向释放的功效；且支撑套筒与管体间利用氯丁橡胶作为垫圈过渡实现支撑套筒轴向约束管体功能。
3、支撑结构位于工字梁腹板处，使整体重心有效降低，提高水下设施基础稳定性。
4、支撑结构设计简单合理，不用单独设计支撑机构，安装便捷。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种水下设施基础管线的支撑结构，其特征在于，包括支撑套筒（1）、工字梁（2）以及加强板（3）；该工字梁（2）设置在水下设施基础本体上，支撑套筒（1）穿设在工字梁的腹板上，且支撑套筒（1）沿着管线径向包络管体（5），该工字梁（2）腹板两侧的上翼缘内侧和下翼缘内侧与支撑套筒（1）筒壁之间分别设有加强板（3）。
2.根据权利要求1所述的水下设施基础管线的支撑结构，其特征在于，所述工字梁（2）腹板与支撑套筒（1）相互交叉的相贯线处焊接固定。
3.根据权利要求1所述的水下设施基础管线的支撑结构，其特征在于，所述支撑套筒（1）与管体（5）的定位包括支撑套筒（1）沿着管线径向包络管体（5）后支撑套筒两端与管体（5）外壁焊接固定或者支撑套筒（1）沿着管线径向包络管体（5）后在支撑套筒与管体（5）外壁之间设有垫圈。
4.根据权利要求3所述的水下设施基础管线的支撑结构，其特征在于，所述垫圈（4）为氯丁橡胶圈。
5.根据权利要求1所述的水下设施基础管线的支撑结构，其特征在于，所述加强板（3）为横断面成弧形的半瓦式板体，该半瓦式板体的弧心角为180度，半瓦式板体的半径小于工字梁（2）翼缘宽度的二分之一。
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