CN104791576A - 一种深水油气跨接管 - Google Patents

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贾旭
黄�俊
贾鲁生
倪侃侃
黄冬云
李新仲
陈荣旗
侯金林
景海泳
王德军
刘毅
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Abstract

本发明涉及一种深水油气跨接管，其特征在于：它包括一管本体和多个涡激振动抑制装置；管本体包括多个垂直直管段、多个水平直管段和多个连接垂直直管段与水平直管段的弯管段，垂直直管段与水平直管段交替排列，且均处于同一平面内；管本体由单层钢管、涂设在单层钢管外部的防腐层和套置在防腐层外部的保温层构成；涡激振动抑制装置设置在每一垂直直管段和每一水平直管段的外部，每一涡激振动抑制装置包括多个设置在管本体外部的卡盘，各卡盘首尾紧密连接，还包括三个列板，每一列板螺旋设置在卡盘的外壁上，其底部伸入沿卡盘表面开设的螺旋状凹槽内，并通过多个绷带绑固在卡盘的表面，在每一列板上设置有多个用于对绷带进行限位的缺口。本发明能够广泛用于深水油气田开发中水下设施间的连接。

Description

一种深水油气跨接管
技术领域
本发明涉及一种深水油气跨接管。
背景技术
水下生产系统作为海洋油气田开发最为关键的技术之一，其由于在开发深水油气田和边际油田中具有明显的综合经济优势，因此倍受关注且发展迅速。在水下生产系统中，海底管线、采油树和水下管汇以及立管基座等设施之间的连接对于保障整个深水油气田安全完整运行具有决定性作用。
依据现有技术在浅水海洋油气田中，海底管线与立管设施之间的连接通过平放于海床的膨胀弯结构实现，该类膨胀弯结构一般包括两到三节钢管，各节钢管由弯头连接，通过空间变形能够吸收海底管道的膨胀位移从而降低对所连设施的载荷作用。但是此类膨胀弯结构一般具有较大的空间尺度，且对运输和安装船舶甲板空间以及吊装设备的要求较高，且海上安装周期长，安装费用较高。在深水油气田开发中，如果继续采用常规的膨胀弯结构作为水下设施的连接装置，将会严重影响水下设施的总体布局，增大海上施工难度，必然造成投资成本的大幅增加。
另外，连接装置除了承受高温高压等静态载荷外，还承受由于立管基座动态运动或所连水下设施偏移所造成的端部位移，因此连接装置需设计成具有较大柔度的几何结构形式。但是此种结构形式使得其具有低固有振动频率和低结构阻尼的特征，即使在海底低洋流激励下，仍极易受涡激振动疲劳损伤的影响。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有良好的运动解耦性能的深水油气跨接管。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种深水油气跨接管，其特征在于：它包括一管本体和多个涡激振动抑制装置；所述管本体包括多个垂直直管段、多个水平直管段和多个连接所述垂直直管段与所述水平直管段的弯管段，所述垂直直管段与水平直管段交替排列，且各所述垂直直管段、水平直管段和弯管段均处于同一平面内；在所述管本体的两端分别设置有一液压或机械式连接器；所述涡激振动抑制装置设置在每一所述垂直直管段和每一所述水平直管段的外部，每一所述涡激振动抑制装置包括多个套设在所述垂直直管段或水平直管段的外部且彼此首尾紧密连接的卡盘和三个列板，每一所述列板螺旋设置在所述卡盘的外壁上，其底部伸入沿所述卡盘表面开设的螺旋状凹槽内，三个所述列板通过多个绷带绑固在所述卡盘的表面，在每一所述列板上设置有多个用于对所述绷带进行限位的缺口。
所述管本体由单层钢管、涂设在所述单层钢管外部的防腐层和套置在所述防腐层外部的保温层构成。
每一所述卡盘包括两呈半圆形的卡盘片，两所述卡盘片的一端通过销钉连接，另一端套在所述管本体外部后通过螺钉锁紧。
所述列板的截面为梯形，且所述梯形高度为所述管本体外径的1/4，所述列板在同一所述卡盘上盘旋的角度为120°。
所述管本体的保温层采用聚氨酯材料。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明包括一管本体和多个涡激振动抑制装置，且管本体中的垂直直管段与水平直管段交替排列，通过空间变形可有效吸收所连水下设施的膨胀或沉降位移，具有良好的运动解耦性能。2本发明的管本体包括多个垂直直管段、水平直管段和弯管段且均处于同一平面内，仅利用海底垂向空间，本发明便于水下设施的总体布局。3、本发明的涡激振动抑制装置，能够阻碍漩涡泻放的相关性，同时涡激振动抑制装置中的列板制造的三维分离层可破坏规则的漩涡脱落，从而达到能够减弱流体振荡力的目的。4、本发明通过卡盘和绷带将列板固定在管本体上，与现有抑制装置相比，材料用量降低50％至70％，大幅节约了材料和运输成本，降低了管本体水动力直径，所受流体拖曳力明显降低。5、本发明结构重心位于管本体主体平面内，利于海上现场吊装施工，安装时仅需一个导向漏斗，无需其他引导结构，安装效率较高，具有显著的经济效益，能够广泛用于深水油气田开发中水下设施间的连接。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明管体的截面示意图
图3是本发明涡激振动抑制装置的结构示意图
图4是本发明卡盘的结构示意图
图5是本发明涡激振动抑制装置的装配示意图
图6是本发明海上吊装方案示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明包括一管本体1和多个涡激振动抑制装置2。
管本体1包括多个垂直直管段3、多个水平直管段4和多个连接垂直直管段3与水平直管段4的弯管段5。其中，垂直直管段3与水平直管段4交替排列，且各垂直直管段3、水平直管段4和弯管段5均处于同一平面内。在管本体1的两端分别设置有一液压或机械式连接器6，用于与布置在水下的设施(如管汇、采油树或管道终端装置上的对接系统)进行连接。
如图2所示，本发明管本体1由单层钢管7、涂设在单层钢管7外部的防腐层8和套置在防腐层8外部的保温层9构成。
如图2～5所示，本发明的涡激振动抑制装置2设置在每一垂直直管段3和每一水平直管段4的外部。每一涡激振动抑制装置2包括多个套设在垂直直管段3或水平直管段4的保温层9外部的卡盘10，位于同一垂直直管段3或水平直管段4上的各卡盘10首尾紧密连接。每一涡激振动抑制装置2还包括三个列板11，每一列板11螺旋设置在卡盘10的外壁上，其底部伸入沿卡盘10表面开设的螺旋状凹槽12内。三个列板11通过多个绷带13绑固在卡盘10的表面，在每一列板11上设置有多个用于对绷带13进行限位的缺口14。
上述实施例中，如图4所示，每一卡盘10包括两呈半圆形的卡盘片101，两卡盘片101的一端通过销钉连接，另一端套在管本体1的保温层9外部后通过螺钉锁紧。
上述实施例中，管本体1的保温层9可以为聚氨酯(GSPU)材料，保温效果更好、强度高、粘结性好。
上述实施例中，列板11的截面为梯形，且梯形高度为管本体1外径的1/4。列板11在同一卡盘10上盘旋的角度为120°。
如图6所示，本发明在陆上平台场地建造，然后采用一根吊装梁15和若干吊缆16将本发明垂直起吊进行海上安装。安装完成后，位于本发明下部的水平直管段4距离海床平面17约为2m(如图1所示)。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种深水油气跨接管，其特征在于：它包括一管本体和多个涡激振动抑制装置；
所述管本体包括多个垂直直管段、多个水平直管段和多个连接所述垂直直管段与水平直管段的弯管段，所述垂直直管段与水平直管段交替排列，且各所述垂直直管段、水平直管段和弯管段均处于同一平面内；在所述管本体的两端分别设置有一液压或机械式连接器；
所述涡激振动抑制装置设置在每一所述垂直直管段和每一所述水平直管段的外部，每一所述涡激振动抑制装置包括多个套设在所述垂直直管段或水平直管段的外部且彼此首尾紧密连接的卡盘和三个列板，每一所述列板螺旋设置在所述卡盘的外壁上，其底部伸入沿所述卡盘表面开设的螺旋状凹槽内，三个所述列板通过多个绷带绑固在所述卡盘的表面，在每一所述列板上设置有多个用于对所述绷带进行限位的缺口。
2.如权利要求1所述的一种深水油气跨接管，其特征在于：所述管本体由单层钢管、涂设在所述单层钢管外部的防腐层和套置在所述防腐层外部的保温层构成。
3.如权利要求1所述的一种深水油气跨接管，其特征在于：每一所述卡盘包括两呈半圆形的卡盘片，两所述卡盘片的一端通过销钉连接，另一端套在所述管本体外部后通过螺钉锁紧。
4.如权利要求2所述的一种深水油气跨接管，其特征在于：每一所述卡盘包括两呈半圆形的卡盘片，两所述卡盘片的一端通过销钉连接，另一端套在所述管本体外部后通过螺钉锁紧。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水油气跨接管，其特征在于：所述列板的截面为梯形，且所述梯形高度为所述管本体外径的1/4，所述列板在同一所述卡盘上盘旋的角度为120°。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水油气跨接管，其特征在于：所述管本体的保温层采用聚氨酯材料。
7.如权利要求5所述的一种深水油气跨接管，其特征在于：所述管本体的保温层采用聚氨酯材料。
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