CN104807488A - 一种吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器，其特征在于：包括一支架和一辅助块，支架通过辅助块固定连接在隔水管的扶正盘上；支架包括一长方形底板、四连接杆和一用于放置隔水管疲劳监测装置的圆筒形仪器仓，长方形底板和圆筒形仪器舱通过四连接杆固定连接成一体。本发明可以广泛应用于深水隔水管疲劳监测装置的夹持过程中。

Description

一种吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器

技术领域

本发明涉及海上油气钻井和油气开采领域，特别是关于一种应用于深水钻井隔水管疲劳监测的吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器。

背景技术

目前用于海洋工程构件监测装置安装与固定的夹持器主要有三种：伸缩式、捆绑式和吊舱式。伸缩式夹持器主要由仪器仓和可伸展C型底座两部分构成。捆绑式夹持器用扎带将仪器仓捆扎并固定于隔水管外壁。吊舱式夹持器，与前两种夹持器不同，其仪器仓与安装底座之间存在一定距离。上述三种夹持器，前两者主要用于隔水管监测，监测数据的读取通过ROV将设备取回读取或者工程结束隔水管被回收后再读取。第三种用于系泊系统的监测，其监测数据的读取通过水声传输实现。尽管水声传输存在时延(传输速度1000m/s)，但水下构件姿态的改变比较缓慢，监测数据的变化时间远大于水声传输时延，所以水声传输被看作实时传输。

随着海洋油气开发不断朝深水挺进，隔水管不仅成为海面平台与海底井口唯一的联系纽带，而且结构更加复杂，被安装了辅助管线、扶正块和扶正盘等毗连结构物。此外，水深增加导致隔水管长度增加，而且深水海洋环境更为恶劣。恶劣的深水环境导致隔水管不但有更大的静态形变和位移，还遭遇更为严重的涡激振动导致的动态疲劳破坏。

上述情形下，原有的三种夹持器将失去效用，原因在于：1)深水隔水管的疲劳监测是多参数监测(流速，加速度，应力应变等)，而且需要实时监测以确保隔水管的姿态控制在安全作业区内。此时基于水声传输的监测设备成为不可替代的选择。水声传输存在指向性，隔水管的扶正盘等附属结构可能影响数据传输。此外隔水管存在尾流区，监测设备必须与隔水管相隔一定的距离，以避开尾流区对流速测量结果的影响。上述原因使得仪器仓与隔水管紧密连接的伸缩式和捆绑式夹持器都失去效用。2)吊舱式夹持器虽然考虑水声传输的特点，但其结构限制其仅用于系泊系统的监测，对结构复杂的深水隔水管监测而言，其无能为力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种安全可靠、简洁实用的吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器，其特征在于：包括一支架和一辅助块，所述支架通过所述辅助块固定连接在隔水管的扶正盘上；所述支架包括一长方形底板、四连接杆和一用于放置隔水管疲劳监测装置的圆筒形仪器仓，所述长方形底板和圆筒形仪器舱通过所述四连接杆固定连接成一体。

每一所述连接杆的长度为1.2m～2m。

所述辅助块采用凹槽型结构，所述凹槽型结构的底部设置有用于与所述长方形底板进行固定连接的螺孔，所述凹槽型结构的两侧面分别设置有与所述隔水管扶正块螺孔位置和个数均相对应的螺孔。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明包括支架和辅助块，支架通过辅助块固定连接在隔水管的扶正盘上，支架包括长方形底板、连接杆和用于放置隔水管疲劳监测装置的圆筒形仪器仓，长方形底板和圆筒形仪器舱通过四连接杆固定连接成一体，因此本发明安全可靠、简洁实用，有效解决了现有夹持器无法或难于完成的深水隔水管疲劳监测装置的加装难题。2、本发明的四根连接杆的长度均大于1.2m，因此使得支架的长方形底板与圆筒形仪器仓相离一定距离，有效解决了监测数据的水声无障碍传输和海洋流速的无失真监测，同时该距离使得监测装置与隔水管壁保持一定的距离，不受扶正盘的影响。本发明可以广泛应用于深水隔水管疲劳监测装置的夹持过程中。

附图说明

图1是原有夹持器下监测设备数据传输受影响示意图，其中，箭头表示洋流；

图2是隔水管尾流示意图；

图3(a)是本发明的支架结构示意图，图(b)是图(a)的俯视示意图，图(c)是图(a)的左视示意图；

图4(a)本发明的辅助块结构示意图，图(b)是图(a)的左视示意图，图(c)是图(a)是仰视示意图；

图5是本发明装配效果示意图；

图6是本发明使用状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

如图1、图2所示，当海洋洋流流经隔水管时，会在隔水管背后区域形成尾流区，若监测设备处在尾流区，且测点也处于尾流区，所测结果将有较大的误差，因此需对尾流区进行讨论。假设流向隔水管的洋流所在区域为迎流区，洋流流经隔水管后所在的区域称为尾流区。

根据流体力学理论，隔水管尾流区的流速为：

$V_r(x,y)=k_2{V}_c\sqrt{\frac{C_D{D}_e}{x_s}}{e}^{-0.693{\left(\frac{y}{b}\right)}^2}$

式中，D_e为隔水管直径，k₁取值为0.25，C_D为曳力系数，取值为1，k₂取值为1，x为尾流区流速方向上与隔水管的距离。

由上述公式可知，尾流区的大小同位置及洋流大小有关。现使用的隔水管直径通常为53.3cm。根据上述公式可以估计当监测设备与隔水管相距1.2m左右，尾流区的影响将十分微弱，可以忽略不计。

如图3、图4所示，本发明的吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器包括一支架1和一辅助块2，支架1通过辅助块2固定连接在隔水管的扶正盘3上；支架1包括一长方形底板11、四连接杆12和一用于放置隔水管疲劳监测装置的圆筒形仪器仓13，长方形底板11和圆筒形仪器舱13通过四连接杆12固定连接成一体。

在一个优选的实施例中，每一连接杆12的长度为1.2m～2m。

在一个优选的实施例中，辅助块2可以采用凹槽型结构，凹槽型结构的底部设置有用于与支架1的长方形底板11进行固定连接的螺孔21，凹槽型结构的两侧面分别设置有与隔水管扶正块螺孔位置和个数均相对应的螺孔22。

如图1、图5、图6所示，本发明的安装步骤如下：

1、隔水管3未下水前，卸掉其扶正块31的螺丝，将隔水管的扶正块31放置在辅助块2的凹槽内，螺口吻合后，将原来卸掉的螺丝重新拧上、旋紧。

2、等隔水管3通过钻井平台的缓冲器后，采用螺丝将支架1的长方形底板11固定安装在辅助块2上。

3、将隔水管疲劳监测装置放入圆筒形仪器仓22内安装固定。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺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 (3)

1.一种吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器，其特征在于：包括一支架和一辅助块，所述支架通过所述辅助块固定连接在隔水管的扶正盘上；

所述支架包括一长方形底板、四连接杆和一用于放置隔水管疲劳监测装置的圆筒形仪器仓，所述长方形底板和圆筒形仪器舱通过所述四连接杆固定连接成一体。

2.如权利要求1所述的一种吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器，其特征在于：每一所述连接杆的长度为1.2m～2m。

3.如权利要求1或2所述的一种吊舱式深水信息获取及无线传输装置夹持器，其特征在于：所述辅助块采用凹槽型结构，所述凹槽型结构的底部设置有用于与所述长方形底板进行固定连接的螺孔，所述凹槽型结构的两侧面分别设置有与所述隔水管扶正块螺孔位置和个数均相对应的螺孔。