CN112780194A - 一种海洋立管通用性转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋立管通用性转换装置，包括有卡盘主体框架组件与转换装置组件，卡盘主体框架组件包括有卡盘主体框架，卡盘主体框架中央开设有贯穿卡盘主体框架的通径，通径用于通过各种钻具和提供操作平台用于卡合固定转换装置组件。转换接头组件包括有主管转换头与边管转换头，主管转换头外壁设置有固定法兰，固定法兰固接边管转换头，固定法兰的下表面为卡盘支撑承载面，卡盘支撑承载面固定在伸入径向通道内的卡盘承载臂上。本发明实现两种结构型式和接口尺寸的海洋立管在同一平台上同时进行作业，解决了现有技术中存在的两个平台的海洋立管难以通用导致的海洋立管使用效率低下、作业成本高、配件规格多、产品管理难度大等问题。

Description

一种海洋立管通用性转换装置
技术领域
本发明属于海洋石油钻采装备领域，涉及一种海洋立管通用性转换装置。
背景技术
海洋立管是海洋石油钻采关键装备，具有隔水管管串之间连接、辅助管线支撑固定、海底钻采装备安装、泥浆循环与海水隔离等多种用途。目前，各个平台都配置某一特定型式的海洋立管进行作业，各个平台的海洋立管存在不能互相通用的技术难题，两个平台的海洋立管难以实现通用性使用，导致海洋立管使用效率低下、作业成本高、配件规格多等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种海洋立管通用性转换装置，解决了现有技术中存在的两个平台的海洋立管难以通用性使用的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种海洋立管通用性转换装置，包括有卡盘主体框架组件与转换装置组件，卡盘主体框架组件包括有卡盘主体框架，卡盘主体框架为柱体结构，卡盘主体框架中央开设有贯穿卡盘主体框架的通径，通径用于通过各种钻具和提供操作平台用于卡合固定转换装置组件。
本发明的特点还在于：
卡盘主体框架由若干块的承载盘块固接组成。
承载臂的块数为三块、四块或六块。
每块承载臂内部开设有空腔，空腔内部设置有卡盘驱动油缸，卡盘驱动油缸一端固接卡盘主体框架，另一端固接有卡盘承载臂，卡盘主体框架内部设置有承载臂径向运动的空腔，卡盘承载臂非工作状态位于卡盘主体框架的径向通道内，便于钻具和隔水管等装备通过，工作状态伸出径向通道固定转换装置组件。
卡盘主体框架上表面开有若干个定位销孔，定位销孔内设置有定位销，卡盘承载臂上表面开有定位槽用于插入定位销。
转换装置组件包括有主管管体与边管管体，主管管体与边管管体通过法兰平行固定连接，主管管体与边管管体同侧端部设置为配套的转换接头组件，主管管体与边管管体两端端部均设置为转换接头组件，其中一个转换接头组件卡合在卡盘主体框架的轴向通道内的卡盘承载臂上。
转换接头组件包括有主管转换头与边管转换头，主管转换头外壁设置有固定法兰，固定法兰固接边管转换头，固定法兰的下表面为卡盘支撑承载面，卡盘支撑承载面固定在伸入径向通道内的卡盘承载臂上。
主管转换头分为公主管转换头与母主管转换头两种，边管转换头分为公边管转换头与母边管转换头。
双公转换装置组件的两端均为公主管转换头与公边管转换头配套工作，双母转换装置组件的两端均为母主管转换头与母边管转换头配套工作。
本发明的有益效果是：
本发明实现两种结构型式和接口尺寸的海洋立管在同一平台上同时进行作业，解决了现有技术中存在的两个平台的海洋立管难以通用导致的海洋立管使用效率低下、作业成本高、配件规格多、产品管理难度大等问题。
附图说明
图1是本发明一种海洋立管通用性转换装置的立管Ⅰ的结构示意图；
图2是本发明一种海洋立管通用性转换装置的立管Ⅱ结构示意图；
图3是本发明一种海洋立管通用性转换装置的伸缩装置结构示意图；
图4是本发明一种海洋立管通用性转换装置的侧视图；
图5是本发明一种海洋立管通用性转换装置的卡盘主体框架的结构示意图；
图6是本发明一种海洋立管通用性转换装置的卡盘主体框架组件的剖视图；
图7是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的双公转换装置结构图；
图8是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的双母转换装置结构图；
图9是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的立管Ⅰ与双公转换装置安装图；
图10是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的立管Ⅰ与双公转换装置安装完成图；
图11是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的双公转换装置与立管Ⅱ(第一根)安装图；
图12是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的立管Ⅱ(第一根)与立管Ⅱ(第二根)安装图；
图13是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的立管Ⅱ(第二根)与双母转换装置安装图；
图14是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的立管Ⅱ(第二根)与双母转换装置安装完成图；
图15是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的双母转换装置与伸缩装置安装图；
图16是本发明一种海洋立管通用性转换装置实施例1的双母转换装置与伸缩装置安装完成图；
图中，1.卡盘主体框架组件，2.转换装置组件，1-1.卡盘主体框架，1-1-1.承载盘块，1-1-1-2.卡盘驱动油缸，1-1-1-3.卡盘承载臂，1-1-1-4.定位销，2-1.主管管体，2-2.边管管体，2-3.转换接头组件，2-3-1.主管转换头，2-3-2.边管转换头，2-3-3.固定法兰，2-3-1-1.公主管转换头，2-3-1-2.母主管转换头，2-3-2-1.公边管转换头，2-3-2-2.母边管转换头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
图1为南海5号使用的立管Ⅰ结构图，立管Ⅰ下端部分由主管公接头、边管公接头等组成，上端部分由立管Ⅰ的边管母接头、主管母接头等组成，上端和下端部分焊接成为立管Ⅰ，上端的主管母接头的法兰下表面设有适用于立管Ⅰ的卡盘支撑承载面。
图2为南海6号使用的立管Ⅱ结构图，立管Ⅱ下端部分由主管母接头、边管母接头等组成，上端部分由立管Ⅱ的边管公接头、主管公接头等组成，上端和下端部分焊接成为立管Ⅱ，上端的主管公接头的法兰下表面设有适用于立管Ⅱ的卡盘支撑承载面。
图3为南海5号使用的伸缩装置结构图，伸缩装置下端部分由主管公接头、边管公接头等组成，伸缩装置下端部分的结构和尺寸与图1所示的立管Ⅰ结构图中的主管公接头、边管公接头完全相同；上端部分主管母接头，该部分结构和尺寸与图1所示的立管Ⅰ结构图中的主管母接头完全相同；上端主管母接头的法兰下表面设有适用于立管Ⅰ的卡盘支撑承载面。
一种海洋立管通用性转换装置，结构如图4、5所示，包括有卡盘主体框架组件1与转换装置组件2，卡盘主体框架组件1包括有卡盘主体框架1-1，卡盘主体框架1-1为柱体结构，卡盘主体框架1-1中央开设有贯穿卡盘主体框架1-1的通径，通径用于通过各种钻具和提供操作平台用于卡合固定转换装置组件2。
卡盘主体框架1-1由若干块的承载盘块1-1-1固接组成。
承载盘块1-1-1的块数为三块、四块或六块。
如图6所示，每块承载盘块1-1-1内部开设有空腔，空腔内部设置有卡盘驱动油缸1-1-1-2，卡盘驱动油缸1-1-1-2一端固接承载盘块1-1-1，另一端固接有卡盘承载臂1-1-1-3，每块承载盘块1-1-1的空腔设置有径向通道连通卡盘主体框架1-1的轴向通道，卡盘承载臂1-1-1-3非工作状态位于承载盘块1-1-1的径向通道内，工作状态伸出径向通道固定转换装置组件2。
承载盘块1-1-1上表面开有若干个定位销孔，定位销孔内设置有定位销1-1-1-4，卡盘承载臂1-1-1-3上表面开有定位槽用于插入定位销1-1-1-4。
如图7、8所示，转换装置组件2包括有主管管体2-1与边管管体2-2，主管管体2-1与边管管体2-2通过法兰平行固定连接，主管管体2-1与边管管体2-2同侧端部设置为配套的转换接头组件2-3，主管管体2-1与边管管体2-2两端端部均设置为转换接头组件2-3，其中一个转换接头组件2-3卡合在卡盘主体框架1-1的轴向通道内的卡盘承载臂1-1-1-3上。
转换接头组件2-3包括有主管转换头2-3-1与边管转换头2-3-2，主管转换头2-3-1外壁设置有固定法兰2-3-3，固定法兰2-3-3固接边管转换头2-3-2，固定法兰2-3-3的下表面为卡盘支撑承载面，卡盘支撑承载面固定在伸入径向通道内的卡盘承载臂1-1-1-3上。
主管转换头2-3-1分为公主管转换头2-3-1-1与母主管转换头2-3-1-2两种，边管转换头2-3-2分为公边管转换头2-3-2-1与母边管转换头2-3-2-2两种，公主管转换头2-3-1-1与公边管转换头2-3-2-1配套工作，母边管转换头2-3-2-2与母边管转换头2-3-2-2配套工作。
实施例1
下面结合附图9～16阐述实施例1的详细操作流程。
第一个转换装置组件2为双公转换装置。如图7所式，第一个转换装置组件2两端由主管公接头2-3-1-1、边管公接头2-3-2-1等组成，上端主管公接头2-3-1-1与边管公接头2-3-2-1的和尺寸与图1所示的立管Ⅰ结构图中的主管公接头、边管公接头完全相同；下端主管公接头2-3-1-1与边管公接头2-3-2-1结构和尺寸与图2所示的立管Ⅱ结构图中的主管公接头、边管公接头完全相同；上端和下端部分焊接成为双公转换装置，上端主管公接头2-3-1-1的固定法兰2-3-3下表面设有适用于立管Ⅱ的卡盘支撑承载面。
第二个转换装置组件2为双母转换装置，如图8所式，第二个转换装置组件2两端由主管母接头2-3-1-2、边管母接头2-3-2-2等组成，下端主管母接头2-3-1-2、边管母接头2-3-2-2的结构和尺寸与图2所示的立管Ⅱ结构图中的主管母接头、边管母接头完全相同；上端由主管母接头2-3-1-2、边管母接头2-3-2-2组成，上端主管母接头2-3-1-2、边管母接头2-3-2-2的结构和尺寸与图1所示的立管Ⅰ结构图中的主管母接头、边管母接头完全相同；上端和下端部分焊接成为双母转换装置，上端主管母接头2-3-1-2的固定法兰2-3-3下表面设有适用于双母转换装置的卡盘支撑承载面。
如图9所示，卡盘主体框架1-1安装在平台钻台面上。隔水管安装时，卡盘驱动油缸1-1-1-2动作，推动卡盘承载臂1-1-1-3运动，承载臂近段与立管Ⅰ的主管母接头外径保持设定的间隙；下入立管Ⅰ，直至立管Ⅰ的主管母接头下表面卡盘支撑承载面坐在卡盘承载臂1-1-1-3的上表面，定位销1-1-1-4插入卡盘承载臂1-1-1-3的远端实现承载臂定位，卡盘下表面与平台接触。此时，利用卡盘主体框架1-1完成立管Ⅰ的悬挂，缓缓下降双公转换装置，准备安装立管Ⅰ与双公转换装置。
如图10所示，双公转换装置下降位置后，安装立管Ⅰ与双公转换装置。因为双公转换装置的下端部分的结构和尺寸与图1所示的立管Ⅰ结构图中的主管公接头、边管公接头完全相同，所以本次安装事实上是立管Ⅰ公母接头的安装。安装后，双公转换装置上端提供了可供立管Ⅱ安装的边管公接头、主管公接头。
如图11所示，首先提起定位销1-1-1-4，卡盘驱动油缸1-1-1-2动作，推动卡盘承载臂1-1-1-3运动，承载臂近段与立管Ⅱ的主管公接头外径保持设定的间隙；下入双公转换装置，直至双公转换装置的主管公接头下表面卡盘支撑承载面坐在卡盘承载臂1-1-1-3的上表面，定位销1-1-1-4插入立管Ⅱ的卡盘承载臂1-1-1-3上表面的定位槽实现卡盘承载臂1-1-1-3定位，卡盘下表面与平台接触。此时，利用卡盘主体框架1-1完成已经安装完毕的立管Ⅰ和双公转换装置的悬挂，缓缓下降立管Ⅱ，立管Ⅱ下降到位后，安装立管Ⅱ与双公转换装置。因为双公转换装置的上端部分的结构和尺寸与图2所示的立管Ⅱ结构图中的主管公接头、边管公接头完全相同，所以本次安装事实上是立管Ⅱ公母接头的安装。按照前述方法，卡盘驱动油缸1-1-1-2动作，卡盘承载臂1-1-1-3退回，缓慢下入已经安装完毕的立管Ⅰ、双公转换装置、立管Ⅱ管串，直至立管Ⅱ的主管公接头下表面卡盘支撑承载面坐在卡盘承载臂1-1-1-3的上表面，定位销1-1-1-4插入立管Ⅱ的卡盘承载臂1-1-1-3上表面的定位槽实现卡盘承载臂1-1-1-3定位，完成立管Ⅰ、双公转换装置、立管Ⅱ管串的悬挂。
如图12所示，缓缓下降第二根的立管Ⅱ，第二根立管Ⅱ下降到位后，安装第一根的立管Ⅱ与第二根的立管Ⅱ。此时事实上是两根结构和尺寸完全一致的立管Ⅱ安装。可根据钻井作业要求，按照本专利的方法和流程，接入更多数量的立管Ⅱ，满足立管系统长度要求。此时，假设接入的立管Ⅱ数量已经达到要求。按照前述方法完成立管Ⅰ、双公转换装置、立管Ⅱ(第一根)、立管Ⅱ(第二根)管串的悬挂。
如图13～14所示，已经安装完毕的立管Ⅰ、双公转换装置和立管Ⅱ(两根)管串悬挂在卡盘主体框架1-1上。缓缓下降双母转换装置，待双母转换装置下降位置后，安装第二根立管Ⅱ与双母转换装置。本次安装事实上是立管Ⅱ公母接头的安装，安装后，双母转换装置上端提供了可供立管Ⅰ安装的边管母接头、立管Ⅰ的主管母接头。按照前述方法完成立管Ⅰ、双公转换装置、立管Ⅱ(第一根)、立管Ⅱ(第二根)、双母转换装置管串的悬挂。
如图15～16所示，伸缩装置下降位置后，安装伸缩装置与卡盘主体框架1-1悬挂的管串(立管Ⅰ、双公转换装置、立管Ⅱ(两根)以及双母转换装置)。本次安装事实上是立管Ⅰ公母接头的安装，安装后，实现立管Ⅰ、立管Ⅱ两种结构型式和接口尺寸的立管在同一个立管系统中同时使用。
采用的立管Ⅰ、立管Ⅱ均为锁块型连接器，对于螺栓法兰连接器等其他型式连接器也是同样适用的。另外，本发明所述的立管Ⅰ安装悬挂模式为母头悬挂、立管Ⅱ安装悬挂模式为公头悬挂，这种方式是普遍的作业模式。如果立管Ⅰ、立管Ⅱ均采用母接头悬挂模式，则本方案分别采用2个公母转换装置；如果立管Ⅰ、立管Ⅱ均采用公接头悬挂模式，则本方案采用1个公母转换装置和1个双母转换装置。

Claims (8)

1.一种海洋立管通用性转换装置，其特征在于，包括有卡盘主体框架组件(1)与转换装置组件(2)，所述卡盘主体框架组件(1)包括有卡盘主体框架(1-1)，所述卡盘主体框架(1-1)为柱体结构，卡盘主体框架(1)中央开设有贯穿卡盘主体框架(1-1)的通径，所述通径用于通过各种钻具和提供操作平台用于卡合固定转换装置组件(2)。
2.根据权利要求1所述的一种海洋立管通用性转换装置，其特征在于，所述卡盘主体框架(1-1)由若干块的承载盘块(1-1-1)固接组成。
3.根据权利要求1所述的一种海洋立管通用性转换装置，其特征在于，所述承载盘块(1-1-1)的块数为三块、四块或六块。
4.根据权利要求1所述的一种海洋立管通用性转换装置，其特征在于，每块所述承载盘块(1-1-1)内部开设有空腔，所述空腔内部设置有卡盘驱动油缸(1-1-1-2)，所述卡盘驱动油缸(1-1-1-2)一端固接承载盘块(1-1-1)，另一端固接有卡盘承载臂(1-3)，每块承载盘块(1-1-1)的空腔设置有径向通道连通卡盘主体框架(1-1)的轴向通道，所述卡盘承载臂(1-1-1-3)非工作状态位于承载盘块(1-1-1)的径向通道内，工作状态伸出径向通道固定转换装置组件(2)。
5.根据权利要求4所述的一种海洋立管通用性转换装置，其特征在于，所述承载盘块(1-1-1)上表面开有若干个定位销孔，所述定位销孔内设置有定位销(1-1-1-4)，卡盘承载臂(1-1-1-3)上表面开有定位槽用于插入定位销(1-1-1-4)，通过定位销(1-1-1-4)插入卡盘承载臂(1-1-1-3)不同的定位销孔和卡盘承载臂(1-1-1-3)后端，实现卡盘主体框架(1-1)的两种开口尺寸，分别适应立管Ⅰ、立管Ⅱ。
6.根据权利要求5所述的一种海洋立管通用性转换装置，其特征在于，所述转换装置组件(2)包括有主管管体(2-1)与边管管体(2-2)，所述主管管体(2-1)与所述边管管体(2-2)通过法兰平行固定连接，主管管体(2-1)与边管管体(2-2)同侧端部设置为配套的转换接头组件(2-3)，主管管体(2-1)与边管管体(2-2)两端端部均设置为转换接头组件(2-3)，其中一个所述转换接头组件(2-3)卡合在卡盘主体框架(1-1)的轴向通道内的卡盘承载臂(1-1-1-3)上。
7.根据权利要求6所述的一种海洋立管通用性转换装置，其特征在于，所述转换接头组件(2-3)包括有主管转换头(2-3-1)与边管转换头(2-3-2)，所述主管转换头(2-3-1)外壁设置有固定法兰(2-3-3)，所述固定法兰(2-3-3)固接边管转换头(2-3-2)，所述固定法兰(2-3-3)的下表面为卡盘支撑承载面，所述卡盘支撑承载面固定在伸入径向通道内的卡盘承载臂(1-1-1-3)上。
8.根据权利要求7所述的一种海洋立管通用性转换装置，其特征在于，所述主管转换头(2-3-1)分为公主管转换头(2-3-1-1)与母主管转换头(2-3-1-2)两种，所述边管转换头(2-3-2)分为公边管转换头(2-3-2-1)与母边管转换头(2-3-2-2)，所述公主管转换头(2-3-1-1)与公边管转换头(2-3-2-1)配套工作，所述母边管转换头(2-3-2-2)与公边管转换头(2-3-2-1)配套工作。
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