CN111237542A - 用于j型安装的深水气田水下连接扩展设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，包括防沉板、旋转钢臂和内管线组件，所述防沉板上固定有所述内管线组件，所述旋转钢臂包括互呈角度相连的第一钢臂段和第二钢臂段，所述第一钢臂段和第二钢臂段的连接处向外延伸有连接缆绳索具的旋转钢臂吊点，所述第一钢臂段端部与所述第二钢臂段的端部分布于所述内管线组件的两侧，且所述第一钢臂段端部与所述第二钢臂段的端部均与所述防沉板转动连接，本发明可满足J型铺设安装的要求，也可满足S型铺管船J型舷侧安装的要求，安装适用范围大。

Description

用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备
技术领域
本发明涉及水下连接扩展设备技术领域，具体而言，涉及一种用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备。
背景技术
作为深水油气田开发的主要开发模式之一，水下生产系统的应用越来越广泛。深水气田水下连接扩展设备属于水下生产系统的关键设备，除了具备水下油气生产系统的互联互通功能，也要具备未来相邻油气田拓展开发的能力。对于深水油气田的开发工程，J型海底管道铺设船具有重要的地位。能够与海底管道同时铺设的设备，可大大节省铺设时间和费用。
同时，对于S型海底管道铺设船受制于铺管作业线的尺寸限制，设备难以通过铺管作业线，因此常常很难与海底管道同时铺设安装。这种情况限制了油气田开发中对海底管道铺设船的选择，增加了设备的设计难度，为了能够满足较大尺寸和重量的设备的安装，国内外很多S型铺管船在舷侧加装了J型安装系统，解决了尺寸限制问题，拓展开发了S型铺管船的功能。
因此，因此需要一种即满足J型安装方法的设备，同时满足J型铺设船和加装J型铺设系统的S型铺设船的要求、可以与海底管道同时铺设安装、无需浮筒辅助安装、能大幅节省安装成本和时间、降低安装风险的设备。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决上述技术问题。
有鉴于此，本发明提供了一种用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，该用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备可满足J型铺设安装的要求，也可满足S型铺管船J型舷侧安装的要求，安装适用范围大。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，包括防沉板、旋转钢臂和内管线组件，所述防沉板上固定有所述内管线组件，所述旋转钢臂包括互呈角度相连的第一钢臂段和第二钢臂段，所述第一钢臂段和第二钢臂段的连接处向外延伸有连接缆绳索具的旋转钢臂吊点，所述第一钢臂段端部与所述第二钢臂段的端部分布于所述内管线组件的两侧，且所述第一钢臂段端部与所述第二钢臂段的端部均与所述防沉板转动连接。
进一步，所述第一钢臂段与第二钢臂段形状相同结构对称设置。
进一步，所述第一钢臂段端部与所述第二钢臂段端部均通过转动组件与所述防沉板转动连接，所述转动组件包括基座和枢转轴，所述基座与所述防沉板固定连接，所述基座与所述第一钢臂段端部均开设允许所述枢转轴穿过的通孔。
进一步，所述基座为倒V形架，所述V形架的两端与所述防沉板固定连接，所述V形架尖端部开设有允许所述枢转轴穿过的通孔。
进一步，所述内管线组件包括内管线、支撑架、过渡锻件和压力帽，所述内管线安装在所述支撑架内，所述支撑架与所述防沉板固定连接，所述内管线的一端固定有所述过渡锻件，所述内管线的另一端进行折弯，且连接有所述压力帽。
进一步，所述内管线的两端之间还安装有双阀门。
进一步，所述双阀门上设有保护支撑机构。
进一步，所述内管线还开设有未来井预留连接口。
进一步，所述防沉板固定有防腐阳极。
进一步，所述防沉板的管线长度的两端均安装有雪撬板。
本发明的技术效果在于：（1）能够满足设备与深水海底管道同时J型铺设安装的要求，也可用于S型铺管船舷侧J型安装。
(2) 安装下放过程中，通过大承载YOKE进行铺设弯矩释放，无需连接辅助浮筒。
(3) 设备上设置有预留接口，具备气田预留井口的扩展开发功能。
(4) 可以有效释放海管膨胀载荷。
(5)能够满足全生命周期的海床在位稳定性。
附图说明
图1是根据本发明的一种用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备的结构示意图。
其中，1-旋转钢臂吊点；2-旋转钢臂；3-内管线；4-双阀门；5-枢转轴；6-防沉板；7-吊点；8-雪撬板；9-过渡锻件；10-连接口支撑结构；11-保护支撑机构；12-压力帽；13-牛眼基座；14-连接口；15-罗经基座；16-防腐阳极；17-未来井预留连接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，包括防沉板6、旋转钢臂2和内管线组件，防沉板6上固定有内管线组件，旋转钢臂2包括互呈角度相连的第一钢臂段和第二钢臂段，第一钢臂段和第二钢臂段的连接处向外延伸有连接缆绳索具的旋转钢臂吊点1，第一钢臂段端部与第二钢臂段的端部分布于内管线组件的两侧，且第一钢臂段端部与第二钢臂段的端部均与防沉板6转动连接。
根据本发明的具体实施例，一种用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备（下文简称“设备”），旋转钢臂2包括互呈角度相连的第一钢臂段和第二钢臂段，防沉板6上固定有内管线组件，第一钢臂段端部与第二钢臂段的端部分布于内管线组件的两侧，且第一钢臂段端部与第二钢臂段的端部均与防沉板6转动连接，第一钢臂段和第二钢臂段的连接处向外延伸有连接缆绳索具的旋转钢臂吊点1，收放绞车的缆绳索具连接吊点1，旋转钢臂2由于水平状态至竖直状态内旋转，以将备下方安装至海洋中，满足设备在安装过程中不同姿态的要求，同时不与设备上的其他组件干涉，使本设备同时满足J型铺设安装的要求，也可满足S型铺管船J型舷侧安装的要求、适用于1500m水深。
同时，通过大承载YOKE进行铺设弯矩释放，无需浮筒等提供辅助，能大幅节省安装成本和时间、降低安装风险；有效释放在位期间的海管膨胀载荷。
根据本发明的具体实施例，防沉板6由结构钢管组成框架、和连接框架底部的底板，底板设多个通孔，以使设备安装过程中减少水流产生的阻力，并在海床就位时能够较快速排水，尽快达到稳定状态，为设备整体提供全生命周期的海床稳定性支撑。
具体的，防沉板底部平滑，以允许其在海床上在一定范围内滑动，吸收海底管道在油气田运行期间的膨胀位移。
如图1所示，第一钢臂段与第二钢臂段形状相同结构对称设置，使防沉板6受力稳定，大幅节省安装成本和时间，降低安装风险。
如图1所示，第一钢臂段端部与第二钢臂段端部均通过转动组件与防沉板6转动连接，转动组件包括基座和枢转轴5，基座与防沉板6固定连接，基座与第一钢臂段端部均开设允许枢转轴5穿过的通孔。
根据本发明的具体实施例，基座与防沉板6固定连接，基座与第一钢臂段端部均开设通孔，枢转轴5依次穿过基座与第一钢臂段端部的通孔，且枢转轴5的两端设有用于与通孔外缘相抵的限位件。
具体的，旋转钢臂2的枢转轴5与设备的重心接近，能够减少偏心产生的弯矩，使安装施工不需要辅助浮筒；
具体的，枢转轴5位于防沉板6的重心位置。
如图1所示，基座为倒V形架，V形架的两端与防沉板6固定连接，V形架尖端部开设有允许枢转轴5穿过的通孔，结构简单，稳定性强。
如图1所示，内管线组件包括内管线3、支撑架、过渡锻件9和压力帽，内管线3安装在支撑架内，支撑架与防沉板6固定连接，内管线3的一端固定有过渡锻件9，内管线3的另一端进行折弯，且连接有压力帽，满足设备全生命周期的海床在位稳定性。
根据本发明的具体实施例，内管线3的两端的压力帽和过渡锻件9，连接海底管道（图中未示出），实现海底管道的连接互通功能。
另外，设备内部的管线3安装于支撑架内，并与防沉板6连接形成一体，能够将管线3的载荷传递到设备结构整体。
设备通过一段过渡锻件9与海底管道（图中未示出）焊接，该过渡锻件能够承受铺设安装过程中的由于海底管道与设备之间的整体刚度变化产生的应力集中。
如图1所示，内管线3的两端之间还安装有双阀门4，水下机器人（图中未示出）可对双阀门4进行操作，以对管内液体进行调节。
如图1所示，双阀门4上设有保护支撑机构11，以避免双阀门4异外碰撞损坏。
如图1所示，内管线3还开设有未来井预留连接口。
根据本发明的具体实施例，未来井预留连接口适用未来气田增产扩展。
如图1所示，防沉板6固定有防腐阳极16，以保护设备受到腐蚀。
如图1所示，防沉板6的管线长度的两端均安装有雪撬板8，可以减少滑动阻力，有效避免设备在滑动过程中陷入海床土壤。
根据本发明的一种用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其使用原理如下：
S1：防沉板6上固定有内管线组件，第一钢臂段端部与第二钢臂段的端部均与防沉板6转动连接；
S2：第一钢臂段和第二钢臂段的连接处向外延伸有连接缆绳索具的旋转钢臂吊点1，收放绞车的缆绳索具连接吊点1，以将设备下方至海洋中，同时满足J型铺设安装的要求，也可满足S型铺管船J型舷侧安装的要求；
S3：内管线组件的内管线3具有包括内管线3，内管线3的两端连接海底管道，实现海底管道的互联互通。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，包括防沉板、旋转钢臂和内管线组件，所述防沉板上固定有所述内管线组件，所述旋转钢臂包括互呈角度相连的第一钢臂段和第二钢臂段，所述第一钢臂段和第二钢臂段的连接处向外延伸有连接缆绳索具的旋转钢臂吊点，所述第一钢臂段端部与所述第二钢臂段的端部分布于所述内管线组件的两侧，且所述第一钢臂段端部与所述第二钢臂段的端部均与所述防沉板转动连接。
2.根据权利要求1所述的用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，所述第一钢臂段与第二钢臂段形状相同结构对称设置。
3.根据权利要求1所述的用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，所述第一钢臂段端部与所述第二钢臂段端部均通过转动组件与所述防沉板转动连接，所述转动组件包括基座和枢转轴，所述基座与所述防沉板固定连接，所述基座与所述第一钢臂段端部均开设允许所述枢转轴穿过的通孔。
4.根据权利要求3所述的用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，所述基座为倒V形架，所述V形架的两端与所述防沉板固定连接，所述V形架尖端部开设有允许所述枢转轴穿过的通孔。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，所述内管线组件包括内管线、支撑架、过渡锻件和压力帽，所述内管线安装在所述支撑架内，所述支撑架与所述防沉板固定连接，所述内管线的一端固定有所述过渡锻件，所述内管线的另一端进行折弯，且连接有所述压力帽。
6.根据权利要求5所述的用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，所述内管线的两端之间还安装有双阀门。
7.根据权利要求6所述的用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，所述双阀门上设有保护支撑机构。
8.根据权利要求6所述的用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，所述内管线还开设有未来井预留连接口。
9.根据权利要求1所述的用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，所述防沉板固定有防腐阳极。
10.根据权利要求1所述的用于J型安装的深水气田水下连接扩展设备，其特征在于，所述防沉板的管线长度的两端均安装有雪撬板。
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