CN104632086B - 立管架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立管架结构。该立管架结构包括：立管架，其具有悬臂形状并且支撑和固定立管；以及立管架加强件，其联接到至少两个所述立管架并加强所述立管架，其中，所述立管架加强件包括：架连接单元，其连接所述立管架；以及加强连接单元，其连接至所述架连接单元并且与所述立管架分开，其中，所述加强连接单元垂直地连接到至少两个所述架连接单元。在根据本发明的立管架结构中，通过将具有梳齿形，比如U形、E形或它们的组合的立管架加强件额外地连接至常规立管架结构来增加常规立管架结构的强度和刚性。

Description

立管架结构

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年11月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2013-0137792的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种立管架结构。

背景技术

随着快速的全球工业化及产业发展，使用地球的资源比如石油一直在上升。因此，石油的稳定生产和供应正在成为显著的全球性问题。

因此，由于经济上的原因而已被忽略的边际油田或深海油田的开发变得更加经济。因此，随着海上钻井技术的发展，配备有适于开发这种油田的钻井设备的钻井船正处于不断开发中。

根据常规的海上钻井方法，由拖船拖曳并通过停泊处而锚定在海上一个位置的、设计成用于海上钻井的钻井船或固定平台被广泛使用。不过，最近已经开发出了具有船形设计的钻井船，并用于海上钻井。该钻井船在其自身的推进下已经在技术上促进了钻井设备和航行。

海上钻井设备比如用于收集深海资源的钻井船或浮式生产储卸油装置(FPSO)在其中央部分具有船井以及包括钻杆的钻井设备。被提供用于在海底下面钻探石油或天然气的立管或钻杆竖直移动通过船井。钻杆被延伸至井穿过立管，且立管引导钻杆至井的入口。

挖掘过程中提供为流体的泥浆以及岩石或在挖掘过程中产生的海洋沉积物通过立管移向海上钻井设备，然后以适于挖掘深度的压力通过钻杆至要被挖掘的目标。包括钻杆和立管的钻井设备实现了能够进行挖掘同时使工作流体(泥浆)循环的系统。

因此，一般而言，钻井船具有管结构以保护钻杆，并且包括立管甲板和立管架，该立管架以悬臂柱的形状在竖直方向上固定至立管甲板，以便装载立管用于移动钻井泥浆。立管甲板提供其中装载立管的空间。立管架形成用于装载立管并执行约束功能。

当钻井船根据海洋环境而一边倒时，可以应用立管重量的水平分量。立管架被设计成具有足够的强度和刚性，以承受该水平分量。因此，以悬臂柱的形状的多个立管架将被安装在立管甲板上，这可能增加钻井船的重量并损害其稳定性。

因此，相当多的研究和努力已投入到立管架结构中。

发明内容

各个实施例涉及立管架结构，其中，将具有梳齿形，比如U形、E形或它们的组合的立管架加强件额外地连接至常规立管架结构，使得立管架可以在船根据海洋环境而一边倒时承受相对于立管的重量而施加于其的更大水平分量，并且可以不形成额外的立管架。

根据本发明一方面所述的立管架结构可以包括：立管架，其具有悬臂形状并且支撑和固定立管；以及立管架加强件，其联接到至少两个所述立管架并加强所述立管架，其中，所述立管架加强件包括：架连接单元，其连接所述立管架；以及加强连接单元，其连接至所述架连接单元并且与所述立管架分开，其中，所述加强连接单元垂直地连接到至少两个所述架连接单元。

所述立管架加强件可以连接至所述立管架的上部或中央部。

所述立管架加强件可以具有梳齿形，比如U形、E形、或它们的组合。

所述立管架加强件可以具有梁形或H型梁形(H-beam shape)。

所述立管架加强件可以具有连续层叠立方体(stacked cuboids)的结构。

附图说明

图1是常规立管架结构的透视图；

图2A是根据本发明第一实施例的立管架加强件的透视图；

图2B是根据本发明第一实施例的立管架结构的透视图；

图3A是根据本发明第二实施例的立管架结构的透视图；

图3B是根据本发明第三实施例的立管架结构的透视图；

图4A是根据本发明第四实施例的立管架结构的透视图；

图4B是根据本发明第五实施例的立管架结构的透视图；以及

图4C是根据本发明第六实施例的立管架结构的透视图。

具体实施方式

参照附图，通过本发明及优选的实施例的详细描述，本发明的目的、具体优点及新颖特征将变得清晰。在所有附图中，相同的附图标记指代相同的元件。此外，为了不引起对本发明主题的不必要的晦涩理解，取消有关公知功能或构造的详细描述。

在下文中，将参照附图对各个实施例进行详细地说明。

图1是常规立管架结构的透视图。

如图1所示，常规的立管架结构1包括立管架10和立管11。

在常规的立管架结构1中，以悬臂形状的立管架10在竖直方向上安装至立管甲板(未示出)，并且装载和固定立管11。然而，当钻井船(未示出)的运动通过由所装载的立管11施加至立管架10的水平分量以及根据海洋环境的外力而被引起时，这些运动可以增加由立管11施加至立管架10的水平分量。

因此，当立管架10安装在钻井船的立管甲板上时，立管架10设计成具有足够的强度和刚性，以承受初始设计时的水平分量。

随着更多的立管11被装载在钻井船上或者外力因恶劣的海洋环境而增加时，水平分量可能会增加。为了承受增加的水平分量，初始设计时安装多个立管架10。其结果是，可以增加钻井船的重量，并且可能会削弱钻井船的稳定性。另一方面，当安装小数量的立管架10来减少钻井船的重量并确保稳定性时，减少要被装载的立管11的数量来降低钻井操作的效率。

图2A是根据本发明第一实施例的立管架加强件的透视图。图2B是根据本发明第一实施例的立管架结构的透视图。

如图2A和2B所示，根据本发明第一实施例的立管架结构2包括立管架10和E形第一立管架加强件20。虽然为了便于说明，图2A和2B的立管架采用与如图1所示的立管架结构1相同的附图标记来表示，但它们并不一定指代相同的构造。

每个立管架10以悬臂的形状被提供，并且支撑和固定立管11。立管架10可以在竖直方向上以悬臂柱的形状安装至立管甲板。可以将一个或多个立管架10安装在立管甲板上，以承受立管11的水平分量。

立管架10可以具有H型梁形。优选地，立管架10可以具有连续层叠立方体的结构。

E形第一立管架加强件20连接到至少两个立管架10，并且加强立管架10。

E形第一立管架加强件20包括架连接单元201和加强连接单元202。每个架连接单元201连接两个立管架10。加强连接单元202连接至立管架10且与之分开，并且在竖直方向上连接至三个架连接单元201。更具体地，参照图2A，具有柱形状的三个架连接单元201布置成在水平方向上彼此相邻，并且加强连接单元202垂直地连接至布置成彼此相邻的三个架连接单元201。将架连接单元201连接至立管架10的连接部分可以具有带有八边形横截面的柱形状并形成在架连接单元201上。

可以将E形第一立管架加强件20联接至根据本发明第一实施例的立管架结构2的最外侧立管架10。由于E形第一立管架加强件20的加强连接单元202连接至立管架10并与之分开，所以可以顺利地装载立管11，其中用于移动立管11并将其装载于立管甲板上的轭部(未示出)不被抓住，并且可以增加立管架10的强度和刚性。

此外，E形第一立管架加强件20可连接至立管架10的上部或中央部。然而，本发明并不限于此，并且可以根据设计要求来改变第一立管架加强件20连接至立管架10的位置。优选地，当立管11被装载在立管架10上时，E形第一立管架加强件20可以安装在从顶部立管11向下的、对应于一个或两个立管11的位置。

参照图2B，E形第一立管架加强件20可以位于立管架10的上部并牢牢地固定至该上部。具体地，两个立管架10可以相互连接，架连接单元201夹置在其间。将架连接单元201连接至两个立管架10的连接部分具有带有八边形横截面的柱形状，以提供在其间的安全紧固联接。加强连接单元202可以以与立管架10之间的预定距离而连接至立管架10。如上所述，通过安装E形第一立管架加强件20，立管架10可以承受施加至其的更多水平分量，从而可以增加根据第一实施例的立管架结构2的强度和刚性，并且与常规的立管架结构1相比，可以减少要被安装的立管架10的数量。由于减少了要被安装的立管架10的数量，所以可以减小钻井船的重量，可以增加其稳定性，并且可以显著增加被装载的立管11的数量。

此外，第一立管架加强件20可以具有E形。然而，本发明并不局限于此。第一立管架加强件20的E形可以根据设计要求而被略加修改。第一立管架加强件20可以包括梁形或H型梁形。优选地，第一立管架加强件20可以具有连续层叠立方体的结构。

图3A是根据本发明第二实施例的立管架结构的透视图。

如图3A所示，根据本发明第二实施例的立管架结构3包括立管架10和E形第二立管架加强件30。虽然为了便于说明，图3A的立管架采用与如图1所示的立管架结构1中相同的附图标记来表示，但它们并不一定指代相同的构造。

E形第二立管架加强件30联接到至少两个立管架10，并且加强立管架10。

E形第二立管架加强件30包括架连接单元301和加强连接单元302。每个架连接单元301联接每个立管架10。架连接单元301以加强连接单元302与立管架10之间的预定距离而将它们连接。加强连接单元302垂直地连接至三个架连接单元301。由于E形第二立管架加强件30不被连接穿过立管架10，所以具有八边形横截面的柱形状不存在于E形第二立管架加强件30的架连接单元301中。将E形第二立管架加强件30连接至立管架的连接部分可以具有带有梯形横截面的柱状结构，以确保它们之间的连接。

可以将E形第二立管架加强件30连接至根据本发明第二实施例的立管架结构3的最外侧立管架10。由于E形第二立管架加强件30的加强连接单元302连接至立管架10并与之分开，所以可以顺利地装载立管11，其中用于移动立管11并将其装载于立管甲板上的轭部不被抓住，并且可以增加立管架10的强度和刚性。

此外，E形第二立管架加强件30可连接至立管架10的上部或中央部。然而，本发明并不限于此。可以根据设计要求来改变E形第二立管架加强件30连接至立管架10的位置。优选地，当立管架10被装载有立管11时，E形第二立管架加强件30可以安装在从顶部立管11向下的、对应于一个或两个立管11的位置。参照图3A，E形第二立管架加强件30位于立管架10的上部并牢牢地固定至该上部。具体地，立管架10连接至架连接单元301的一侧，并且加强连接单元302连接至其另一侧，从而使加强连接单元302与立管架10分开预定的距离。将架连接单元301连接至立管架10的连接部分可以具有带有梯形横截面的柱状结构，以确保它们之间的连接。

因此，如上所述，通过形成E形第二立管架加强件30，立管架10可以承受施加至其的更多水平分量，从而可以增加根据本发明第二实施例的立管架结构3的强度和刚性，与常规的立管架结构1相比，减少立管架10的数量。由于减少了立管架10的数量，所以可以减小钻井船的重量，可以增加其稳定性，并且可以显著增加被装载的立管11的数量。

此外，第二立管架加强件30可以具有E形。然而，本发明并不局限于此。第二立管架加强件30的E形可以根据设计要求而被略加修改。第一立管架加强件20可以包括梁形或H型梁形。优选地，第二立管架加强件30可以具有连续层叠立方体的结构。

图3B是根据本发明第三实施例的立管架结构的透视图。

如图3B所示，根据本发明第三实施例的立管架结构4包括立管架10、E形第一立管架加强件20和E形第二立管架加强件30。虽然为了便于说明，立管架结构4的立管架10、E形第一立管架加强件20和E形第二立管架加强件30采用与常规立管架结构1以及根据第一和第二实施例的立管架结构2和3相同的附图标记来表示，但它们并不一定指代相同的构造。

在根据本发明第三实施例的立管架结构4中，根据本发明第一实施例的立管架结构2的E形第一立管架加强件20和根据本发明第二实施例的立管架结构3的E形第二立管架加强件30联接至立管架10，以增加立管架10的强度和刚性。

E形第一立管架加强件20可以安装在立管架10的上部，E形第二立管架加强件30可以安装在立管架10的下部。另一方面，E形第一立管架加强件20可以安装在立管架10的下部，E形第二立管架加强件30可以安装在立管架10的上部。可以根据初始设计来改变E形第一和第二立管架加强件20和30的安装位置，以承受施加至立管架10的水平分量。

图4A是根据本发明第四实施例的立管架结构的透视图。

参照图4A，根据本发明第四实施例的立管架结构5包括立管架10和连接加强立管架40。虽然为了便于说明，立管架结构5的立管架采用与如图1所示的立管架结构1相同的附图标记来表示，但它们并不一定指代相同的构造。

每个连接加强立管架40可以包括五个架连接单元401和垂直地连接至这五个架连接单元401的加强连接单元402。架连接单元401的数量并不局限于在本实施例中所示的数量，并且可以根据初始设计进行改变。连接加强立管架40的架连接单元401和加强连接单元402可以具有如上述的关于第一、第二和第三实施例所述的相类似的构造和结构。

此外，连接加强立管架40可连接至立管架10的上部或中央部。然而，本发明并不限于此。可以根据设计要求如上文关于第一、第二和第三实施例所述，来改变连接加强立管架40连接至立管架10的位置。

图4B是根据本发明第五实施例的立管架结构的透视图。

如图4B所示，根据本发明第五实施例的立管架结构6包括立管架10、E形第一立管架加强件20和U形第一立管架加强件50。虽然，立管架结构6的立管架10、E形第一立管架加强件20采用与常规立管架结构1以及根据本发明第一和第三实施例的立管架结构2和4相同的附图标记来表示，但它们并不一定指代相同的构造。

每个U形第一立管架加强件50连接到至少两个立管架10，并且加强立管架10。

U形第一立管架加强件50包括架连接单元501和加强连接单元502。每个架连接单元501连接两个立管架10。加强连接单元502连接至立管架10并与之分开，并且垂直地连接至两个架连接单元501。U形第一立管架加强件50的每个架连接单元501和加强连接单元502的连接结构、内部结构及外部形状类似于E形第一立管架加强件20的那些。因此，省略其中的详细描述。

在根据本发明第五实施例的立管架结构6中，根据本发明第一实施例的立管架结构2的E形第一立管架加强件20和根据本发明第五实施例的立管架结构6的U形第一立管架加强件50联接至立管架10，以增加立管架10的强度和刚性。E形第一立管架加强件20和U形第一立管架加强件50分别联接至立管架10。在这种情况下，可以根据初始设计来改变E形和U形第一立管架加强件20和50与立管架10之间的连接。例如，E形第一立管架加强件20和U形第一立管架加强件50可以连接至立管架10的上部或下部。E形第一立管架加强件20和U形第一立管架加强件50可以形成在同一平面上，如同上述的连接加强立管架40。

图4C是根据本发明第六实施例的立管架结构的透视图。

如图4C所示，根据本发明第六实施例的立管架结构7包括立管架10、E形第二立管架加强件30和U形第二立管架加强件60。虽然，立管架10和E形第二立管架加强件30采用与常规立管架结构1以及根据本发明第一、第二和第三实施例的立管架结构2、3和4相同的附图标记来表示，但它们并不一定指代相同的构造。

U形第二立管架加强件60连接到至少两个立管架10，并且加强立管架10。

U形第二立管架加强件60包括架连接单元601和加强连接单元602。每个架连接单元601联接至每个立管架10。架连接单元601以加强连接单元602与立管架10之间的预定距离而将它们连接。加强连接单元602连接至立管架10并与之分开，并且垂直地连接至两个架连接单元601。U形第二立管架加强件60的每个架连接单元601和加强连接单元602的连接结构、内部结构及外部形状类似于E形第二立管架加强件30的那些。因此，省略其中的详细描述。

在根据第六实施例的立管架结构7中，根据本发明第二实施例的立管架结构3的E形第二立管架加强件30和根据本发明第六实施例的立管架结构7的U形第二立管架加强件60联接至立管架10，以增加立管架10的强度和刚性。E形第二立管架加强件30和U形第二立管架加强件60分别连接至立管架10。可以根据初始设计来改变E形和U形第二立管架加强件30和60与立管架10之间的连接。

如上所述，根据第一至第六实施例，通过将U形立管架加强件(50和60)或E形立管架加强件(20和30)额外地连接至常规立管架结构1来增加常规立管架结构1的强度和刚性。因此，当钻井船根据海洋环境而一边倒时，立管架10可以承受相对于立管11的重量而施加于其的更大水平分量。因此，可以不添加立管架10，以显著减少立管架10的数量。减小立管架10的数量可以减少钻井船的重量，增加稳定性并且显著地增加被装载的立管11的数量。

然而，本发明并不局限于上述实施例。可以根据初始设计，以各种方式将立管架加强件(20、30、40、50和60)安装在立管架10上，以装载并固定立管11。

在根据本发明的立管架结构中，通过将具有梳齿形，比如U形、E形或它们的组合的立管架加强件额外地连接至常规立管架结构来增加常规立管架结构的强度和刚性。因此，当船根据海洋环境而一边倒时，立管架可以承受相对于立管的重量而施加于其的更大水平分量。因此，可以不添加立管架，以显著减少立管架的数量。减小立管架的数量可以减少船的重量，增加稳定性并且显著地增加被装载的立管的数量。

Claims (6)

1.一种立管架结构，包括：

立管架，其具有悬臂形状并且支撑和固定立管；以及

立管架加强件，其联接到至少两个所述立管架并加强所述立管架，

其中，所述立管架加强件包括：

架连接单元，其连接所述立管架；以及

加强连接单元，其连接至所述架连接单元并且与所述立管架分开，其中用于移动所述立管并将其装载于所述立管架上的轭部不被抓住，并且所述加强连接单元垂直地连接到至少两个所述架连接单元。

2.根据权利要求1所述的立管架结构，其中，所述立管架加强件连接至所述立管架的上部或中央部。

3.根据权利要求1所述的立管架结构，其中，所述立管架加强件具有梳齿形。

4.根据权利要求1所述的立管架结构，其中，所述立管架加强件具有梁形或H型梁形。

5.根据权利要求1所述的立管架结构，其中，所述立管架加强件具有连续层叠立方体的结构。

6.根据权利要求3所述的立管架结构，其中，所述梳齿形包括U形、E形或它们的组合之一。