CN108603403B - 海底组件 - Google Patents
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Abstract
一种海底布置(1)，包括：基部结构(4)；经由环形轴承(5)可旋转地安装到基部结构上的管状构件(2)，其中管状构件的包络表面的一段由绝热材料层(9)覆盖；安装到管状构件的开孔聚合物泡沫的环形绝缘构件(12)，其中绝缘构件的内缘(13)与管状构件的包络表面接触，且绝缘构件从管状构件沿径向突出。绝缘构件定位在所述层(9)的内缘(10)与环形轴承之间，其中绝缘构件的第一侧表面(14)与所述层的内缘滑动接触，且其中绝缘构件的相对的第二侧表面(15)与环形轴承的一部分接触。
Description
技术领域及背景技术
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的海底组件。
在油气开发的离岸场地，所谓的跳线(jumpers)或流线(flowlines)可用于连接歧管和采油树(Christmas trees)。在跳线或流线的各端处存在毂(hub)，毂附接到末端结构上。焊接到毂上的跳线或流线的一段称为小件(pup piece)。为了使跳线或流线毂与管末端的匹配毂接触，跳线/流线末端和相关联的跳线/流线毂可借助于冲击工具(strokingtool)沿轴向朝匹配毂移动，于是跳线/流线毂例如借助于夹具连接器或夹头连接器来固定到匹配毂上。如果跳线或流线设有弯头(bends)，则在跳线/流线毂朝匹配毂移动期间，可在跳线/流线毂与相关联的跳线/流线末端之间引起转矩。为了避免该问题，跳线/流线毂可通过环形轴承可旋转地安装到跳线/流线末端上。因此，允许跳线/流线毂在由冲击工具实现的冲击期间在跳线/流线末端中回转，且因此有可能在冲击期间防止毂与末端之间引起转矩。
结合油气开采设备，公知的是，在正常开采期间且具体是在开采的暂时中断期间，开采流体(production fluid)的快速冷却可导致形成水合物(hydrates)，这可能引起管和管连接的堵塞。冷却由周围的冷海水引起。为了在开采中断的情况下延迟开采流体的冷却，一些形式的绝热(thermal insulation)必须在管、管联接件和开采流体流过其间的其它元件上提供。然而，在不妨碍部分之间的相互可旋转性的情况下，在海底组件(subseaarrangement)的两个可相互旋转的部分之间的界面处难以实现有效的绝热，例如，如在可旋转地安装的毂与相关联的末端之间的环形轴承处难以实现有效的绝热。
发明内容
本发明的目的在于实现一种新的且有利的方式来实现海底组件的两个可相互旋转的部分之间的界面处的有效绝热，同时仍允许部分之间的期望的可旋转性。
根据本发明，该目的由具有权利要求1中限定的特征的海底组件实现。
本发明的海底组件包括：
基部结构(base structure)；
经由环形轴承(annular bearing)可旋转地安装到基部结构上的管状构件(tubular member)，其中管状构件的包络表面(envelop surface)的一段由绝热材料层覆盖，以便使管状构件的该段与周围海水绝热，该层具有面向环形轴承的内缘(inner edge)；以及
安装到管状构件上的开孔聚合物泡沫(open cell polymer foam)的环形绝缘构件，其中绝缘构件(insulating member)的内缘与管状构件的包络表面接触，以及其中绝缘构件从管状构件沿径向突出，绝缘构件定位在所述层的内缘与环形轴承之间，其中绝缘构件的第一侧表面与所述层的内缘滑动接触(in sliding contact with)，且其中绝缘构件的相对的第二侧表面与环形轴承的一部分接触。
由于开孔聚合物泡沫材料的柔软性和可变形性，环形绝缘构件可以以上文所述方式布置在可旋转的管状构件与基部结构之间，而不妨碍管状构件关于基部结构旋转的能力。在海底组件降到海水中来用于海底安装时，开孔聚合物泡沫材料允许绝缘构件类似于海绵吸收(soaked with)海水。在安装之后，多孔和海绵状绝缘构件中包含的海水将由正常操作期间从管状构件和环形轴承发出的热加热。这些热源自(emanate)流过管状构件的开采流体。如果来自开采流体的热输入出于一些原因减少或中断，则储存在绝缘构件中包含的海水中的热将减慢由管状构件的外侧上的周围冷海水引起的环形轴承和管状构件的冷却。此外，由于绝缘构件的内部与周围海水流体连通，故绝缘构件的内部压力将对应于海底组件所处深度处的周围海水的压力。因此，绝缘构件将不会在较大海水深度处的流体静压(hydrostatic pressure)效应下压缩和溃缩。
根据本发明的一个实施例，绝缘构件可滑动地安装到管状构件上。由此，在绝热材料层施加到管状构件上之前，绝缘构件可以以简单方式配合到管状构件，例如，通过将其滑到管状构件上和相对于环形轴承的上述部分将其推到适当位置。
本发明的海底组件的其它优点和有利特征将从以下描述和从属权利要求中显现。
附图说明
参看附图，作为实例引用的本发明的优选实施例的具体描述如下。在附图中：
图1是穿过根据本发明的一个实施例的海底组件的纵截面，如所见，其中海底组件连接到管末端上。
具体实施方式
图1中示出了根据本发明的海底组件1的一个实施例。在所示实例中，海底组件1是用于将第一管状构件2的一端在海底连接到第二管状构件22的一端上的末端(termination)，其中在第一管状构件2的一端处的毂(hub)3构造成与第二管状构件22的一端处的对应毂23接合。第一管状构件2的一端在两个管状构件2,22连接到彼此期间和之后固定到海底组件1，而第二管状构件22的一端在两个管状构件2,22连接到彼此期间和之后固定到海底支承结构21。在所示实例中，第一管状构件2的毂3借助于常规类型的夹具连接器(clamp connector)20固定到第二管状构件22的毂23。
例如，海底组件1是跳线或流线末端，在此情况下，海底支承结构21可为海底设备(例如，如，海底开采歧管)的管末端。
在所示实例中，第一管状构件2是小件(pup piece)，其例如可固定到跳线或流线的一端上，而第二管状构件22是另一个小件，其例如可固定到管端上。第一管状构件2和第二管状构件22和相关联的毂3,23是金属材料，例如，不锈钢。
海底组件1包括基部结构4。第一管状构件2通过环形轴承5可旋转地安装到基部结构4上，以便允许第一管状构件2和相关联的毂3关于基部结构4回转(swivel)。
在所示实例中，环形轴承5包括固定到第一管状构件2的毂3上的环形第一轴承构件6，以及固定到基部结构4上的环形第二轴承构件7。第一轴承构件6和第二轴承构件7可滑动地彼此连接，以便允许第一轴承构件6关于第二轴承构件7旋转，且从而允许第一管状构件2关于基部结构4旋转。如图1中所示，第一轴承构件6可由压配合(press fit)来固定到第一管状构件2的毂3上，且第二轴承构件7可螺栓连接到基部结构4上。
第一管状构件2的包络表面8的一段(section)由绝热材料(thermallyinsulating material)层9覆盖，以便使第一管状构件2的该段与周围海水绝热。该层9具有面向环形轴承5的内缘10。此外，开孔聚合物泡沫的环形绝缘构件12安装到第一管状构件2上。第一管状构件2延伸穿过绝缘构件12中的中心通孔，其中绝缘构件12的内缘13与第一管状构件2的包络表面8接触，且绝缘构件12从第一管状构件2的包络表面8沿径向突出。绝缘构件12与周围(surroundings)接触，且在海底组件1降到海水中时吸收海水。包含在绝缘构件12中的海水将在正常操作期间由第一管状构件2和环形轴承5发出的热加热。这些热源自流过第一管状构件2的开采流体。如果来自开采流体的热输入出于一些原因减少或中断，则储存在绝缘构件12中所包含的海水中的热将减慢由第一管状构件2的外侧上的周围冷海水引起的环形轴承5和第一管状构件2的冷却。
在所示实例中，绝缘构件12具有环形盘(a ring-shaped disc)的形式。
绝缘构件12定位在上述层9的内缘10与环形轴承5之间，其中绝缘构件12的第一侧表面14与所述层9的内缘10滑动接触，且其中绝缘构件12的相对第二侧表面15与环形轴承5的一部分接触、优选地滑动接触。在所示实施例中，绝缘构件12的第二侧表面15与环形轴承5的上述第二轴承构件7接触。
绝缘构件12优选可滑动安装到第一管状构件2，即，其中绝缘构件12的内缘13与第一管状构件2的包络表面8滑动接触。例如，在绝热材料层9施加到第一管状构件2之前，绝缘构件12通过使其滑到第一管状构件2上且相对于环形轴承5的第二轴承构件7将其推到适当位置来配合到第一管状构件2。
在所示实施例中，第一管状构件2延伸穿过包括在基部结构4中的管状壳部分16，其中该管状壳部分16具有面向第一管状构件2的壁17。如图1中所示，所述壁17或其至少一部分可由绝热材料层18覆盖，以便使壁17与周围海水绝热，其中该层18具有面向环形轴承5的内缘19，且其中绝缘构件12的所述第一侧表面14与该层18的内缘19滑动接触。
上述第一层9和第二层18的绝热材料可为适用于形成暴露于周围海水的海底管和海底用具的其它部分上的绝热层的任何类型的绝热材料。可在市场上获得若干此类绝热材料。绝热材料有利的特别针对海底使用开发的多层涂层系统(multi-layer coatingsystem)，例如，如，Advanced Insulation Systems公司以产品名
销售的多层涂层系统，或Trelleborg公司以产品名VikothermTM销售的多层涂层系统。
当然，本发明不以任何方式限于上文所述的实施例。相反，本领域的技术人员将清楚其改型的许多可能性，而不脱离如所附权利要求中限定的本发明的基本构想。
Claims (9)
1.一种海底组件，包括：
基部结构（4）；以及
管状构件（2），所述管状构件经由环形轴承（5）可旋转地安装到所述基部结构（4），其中所述管状构件（2）的包络表面（8）的一段由第一绝热材料层（9）覆盖，以便使所述管状构件（2）的所述段与周围海水绝热，所述第一绝热材料层（9）具有面向所述环形轴承（5）的内缘（10），
其特征在于：
开孔聚合物泡沫的环形绝缘构件（12）被安装到所述管状构件（2），其中所述绝缘构件（12）的内缘（13）与所述管状构件（2）的包络表面（8）接触，以及其中所述绝缘构件（12）从所述管状构件（2）沿径向突出；以及
所述绝缘构件（12）定位在所述第一绝热材料层（9）的内缘（10）与所述环形轴承（5）之间，其中所述绝缘构件（12）的第一侧表面（14）与所述第一绝热材料层（9）的内缘（10）滑动接触，以及其中所述绝缘构件（12）的相对第二侧表面（15）与所述环形轴承（5）的一部分接触。
2.根据权利要求1所述的海底组件，其特征在于，所述绝缘构件（12）可滑动地安装在所述管状构件（2）上。
3.根据权利要求1所述的海底组件，其特征在于，所述绝缘构件（12）具有环形盘的形式。
4.根据权利要求1所述的海底组件，其特征在于：
所述管状构件（2）延伸穿过包括在所述基部结构（4）中的管状壳部分（16），其中所述管状壳部分（16）具有面向所述管状构件（2）的壁（17）；以及
所述壁（17）的至少一部分由第二绝热材料层（18）覆盖，以便使所述壁（17）与周围海水绝热，其中所述第二绝热材料层（18）具有面向所述环形轴承（5）的内缘（19），以及其中所述绝缘构件（12）的所述第一侧表面（14）与所述第二绝热材料层（18）的内缘（19）滑动接触。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的海底组件，其特征在于，所述管状构件（2）是小件。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的海底组件，其特征在于，所述绝缘构件（12）的第二侧表面（15）与所述环形轴承（5）的一部分滑动接触。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的海底组件，其特征在于：
所述管状构件（2）具有在其前端处的毂（3）；
所述环形轴承（5）包括固定到所述毂（3）的环形第一轴承构件（6），以及固定到所述基部结构（4）上且可滑动地连接到所述第一轴承构件（6）上的环形第二轴承构件（7）；以及
所述绝缘构件（12）的所述第二侧表面（15）与所述第二轴承构件（7）接触。
8.根据权利要求7所述的海底组件，其特征在于，所述第二轴承构件（7）螺栓连接到所述基部结构（4）。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的海底组件，其特征在于，所述海底组件（1）是跳线或流线末端。
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