CN116927160A - 一种利于动态软管安装的水下基盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利于动态软管安装的水下基盘，涉及海洋工程技术领域，包括有基础结构，基础结构的顶部固定有上部支撑结构，上部支撑结构的顶部固定有支撑框架和管线阀门支架，支撑框架的顶部固定有支撑平台，支撑平台的顶部固定有对接面板，支撑框架的中部固定有管线支撑，管线支撑固定有L型钢制流体管道的竖直段，L型钢制流体管道的竖直段顶部固定有动态软管对接法兰，L型钢制流体管道的水平段端部固定有静态软管对接法兰，L型钢制流体管道的水平段中部设置有控制阀门，控制阀门安装于管线阀门支架的顶部；本发明设计方法简明，建造工艺简单，既可以满足动态软管的限位要求，又可以提高动态软管安装效率。
Description
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，具体而言，特别是涉及一种利于动态软管安装的水下基盘。
背景技术
随着海洋石油行业的蓬勃发展，FPSO与采油井口平台或水下采油装置、海底管道和穿梭油轮组成了一套完整的生产系统，广泛适用于远离海岸的深海、浅海海域及边际油田的开发。由于FPSO的运动特性，钢制海底管道无法直接与其连接，必须转换为挠度较大的动态软管才可实现登船。由于船舶运动和海洋波流联合作用，动态软管在海水中需要布置成一定的构型（通常为缆波形或陡波形）才能达到一种动态平衡状态。而维持这种动态平衡状态的另一个关键要素则是动态软管的非登船端为静止状态。钢制海底管道显然无法抵御动态软管所产生的运动荷载，如果与动态海管直接相连，整条海管将处于失稳状态，且连接法兰也无法承受相应的动态载荷，随时有泄漏的风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够将海底管道和动态软管进行转换连接的水下基盘。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利于动态软管安装的水下基盘，包括有基础结构，所述基础结构的顶部固定有上部支撑结构，所述上部支撑结构的顶部固定有支撑框架和管线阀门支架，所述支撑框架的顶部固定有支撑平台，所述支撑平台的顶部固定有对接面板，所述支撑框架的中部固定有管线支撑，所述管线支撑固定有L型钢制流体管道的竖直段，所述L型钢制流体管道的竖直段顶部固定有动态软管对接法兰，所述L型钢制流体管道的水平段端部固定有静态软管对接法兰，所述L型钢制流体管道的水平段中部设置有控制阀门，所述控制阀门安装于管线阀门支架的顶部。
根据本发明优选的一个实施例，所述上部支撑结构的顶部设置有主吊点和第一安装辅助吊点。
根据本发明优选的一个实施例，所述支撑框架包括有相互固定连接的支撑立柱、纵向拉筋和横向拉筋。
根据本发明优选的一个实施例，所述横向拉筋上固定有第二安装辅助吊点。
根据本发明优选的一个实施例，所述水下基盘还包括有保护框架和顶部盖板，所述保护框架底部固定于上部支撑结构，保护框架的顶端固定有位于控制阀门上方的顶部盖板。
根据本发明优选的一个实施例，所述基础结构的形式为重力式基础、吸力桩基础或打入桩基础。
根据本发明优选的一个实施例，所述上部支撑结构为型钢与钢板焊接而成的板梁结构。
根据本发明优选的一个实施例，所述支撑平台和对接面板的同一侧均开设有豁口。
根据本发明优选的一个实施例，所述支撑平台为矩形板梁结构。
根据本发明优选的一个实施例，所述对接面板为环形钢板。
本发明的技术效果在于：
1、本发明一种利于动态软管安装的水下基盘，通过设置多种支撑结构固定L型钢制流体管道，L型钢制流体管道竖直段顶部固定有动态软管对接法兰，动态软管对接法兰用于与动态软管连接，其水平段端部固定有静态软管对接法兰并用于与海管或静态软管连接，将动态软管的非登船端和海底管道连接成一个整体，进而实现了将海底管道和动态软管进行转换连接的有益效果。
2、本发明一种利于动态软管安装的水下基盘，该固定式结构自身具有良好的在位稳定性，可以承受海洋环境下的各种外部载荷；设计方法简明，建造工艺简单，既可以满足动态软管的限位要求，又可以提高动态软管安装效率。
附图说明
图1是本发明一种利于动态软管安装的水下基盘的结构示意图。
附图标记：1-基础结构、2-上部支撑结构、3-主吊点、4-第一安装辅助吊点、5-支撑框架、6-管线支撑、7-支撑平台、8-对接面板、9-第二安装辅助吊点、10-保护框架、11-顶部盖板、12-L型钢制流体管道、13-动态软管对接法兰、14-静态软管对接法兰、15-控制阀门、16-管线阀门支架。
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发明的限定。
如图1所示，一种利于动态软管安装的水下基盘，包括有基础结构1，所述基础结构1的顶部固定有上部支撑结构2，所述上部支撑结构2的顶部固定有支撑框架5和管线阀门支架16，所述支撑框架5的顶部固定有支撑平台7，所述支撑平台7的顶部固定有对接面板8，所述支撑框架5的中部固定有管线支撑6，所述管线支撑6固定有L型钢制流体管道12的竖直段，所述L型钢制流体管道12的竖直段顶部固定有动态软管对接法兰13，所述L型钢制流体管道12的水平段端部固定有静态软管对接法兰14，所述L型钢制流体管道12的水平段中部设置有控制阀门15，所述控制阀门15安装于管线阀门支架16的顶部。
如图1所示，一种利于动态软管安装的水下基盘，设有主结构、动态软管支撑结构、阀门保护结构和过渡管路四部分。其中主结构可以确保整个水下基盘的在位稳定性，动态软管支撑结构可以对动态软管进行支撑和限位，阀门保护结构可使阀门免受施工或运营期间落物碰撞，过渡管路则可以有效的实现海管至动态软管的转换，动态软管又为动态立管。本专利设计方法简明，建造工艺简单，既可以满足动态软管的限位要求，又可以提高动态软管安装效率。
其中，主结构是基盘的重要组成部分，包括基础结构1、上部支撑结构2、主吊点3和第一安装辅助吊点4四部分。其中，基础结构1的形式需根据安装位置的地质条件和动态软管载荷进行选择，多为重力式基础，也可采用吸力桩基础或打入桩基础；不同基础结构1形式配置的上部支撑结构2也有所不同：重力式基础的上部支撑结构2较为简单，通常为型钢与钢板焊接而成的板梁结构；吸力桩基础的上部支撑结构2形式与重力式基础基本一致，但底部需用钢板焊接一些对接结构和锁定机构，可以确保其固定于吸力桩基础之上；打入桩基础的上部支撑结构2主体也是型钢与钢板焊接而成的板梁结构，但是需要在其上布置打桩套筒，钢桩打入后还需要水泥灌浆或螺栓固定等方式进行固桩。主吊点3用于基盘整体陆地转运或海上安装时安装卸扣，为钢板切割而成的弧形板，中间开有与卸扣销轴匹配的圆孔，根据受力情况可增加颊板和支撑筋板。由于动态软管安装时需要固定牵引绳，故根据需要设置一些第一安装辅助吊点4，第一安装辅助吊点4因受力较小，可采用钢板切割而成的弧形板焊接在上部结构的型钢上表面或采用螺栓固定的临时卡环吊点。
其中，动态软管支撑结构包括支撑框架5、管线支撑6、支撑平台7、对接面板8以及第二安装辅助吊点9五部分。其中，支撑框架5用于支撑平台7的固定，其高度由过渡管路竖直段长度和动态软管接头长度决定，主要包括支撑立柱、纵向拉筋和横向拉筋，其内部焊有管线支撑6，用于过渡管路竖直段的固定。支撑平台7为矩形板梁结构，可以为动态立管提供限位和支撑。对接面板8为厚环形钢板，开设有多个螺栓孔，形如法兰，用于对接和固定动态软管的限弯器。在支撑平台7和对接面板8的同一侧均开有一大于立管直径的豁口，以利于动态软管对接和安装。
其中，阀门保护结构包括保护框架10和顶部盖板11两部分。保护框架10底部固定于上部支撑结构2，保护框架10的顶端固定有位于控制阀门15上方的顶部盖板11，顶部盖盖11通常为钢板或格栅，根据控制阀门操作口位置，开有圆形操作孔，操作孔附近焊有抓手，以利于潜水员或ROV进行水下操作。为了保证阀门保护结构强度，保护框架10的立柱之间和顶部盖板11下方均焊有水平拉筋。
其中，过渡管路包括动态软管对接法兰13、L型钢制流体管道12、控制阀门15、静态软管对接法兰14和管线阀门支架16。过渡管路为L型管路，用于海管和动态软管的转换，L型钢制流体管道12为钢制无缝流体管道，其竖直段顶部焊有动态软管对接法兰13，水平段端部焊有静态软管对接法兰14用于与海管或静态软管连接。过渡管路水平段上设有控制阀门15，钢制流体管道12下方配有控制阀门15和管线阀门支架16以维持其稳定性。
具体地，主体结构组装步骤如下：上部支撑结构2固定于基础结构1之上，而后在上部支撑结构2上安装主吊点3、第一安装辅助吊点4和管线阀门支架16。支撑框架5焊接固定于上部支撑结构2之上，支撑平台7固定于支撑框架5顶部，对接面板8固定于支撑平台7顶部，第二安装辅助吊点9固定于支撑框架5的横向拉筋上。
管线组装步骤如下：将动态软管对接法兰13固定于钢制流体管道12竖直段顶部，静态软管对接法兰14固定于L型钢制流体管道12水平段端部，控制阀门15固定于L型钢制流体管道12水平段中部。
管线组装完成后进行水下基盘总装，总装步骤如下：将组装后的L型钢制流体管道12竖直段移至支撑框架5中部，确保控制阀门15和L型钢制流体管道12水平段能安放至管线阀门支架16之上，利用管线支撑6对钢制流体管道12竖直段进行固定。
在安装时，可利用安装主吊点3采取四点吊装形式由施工船下放至海底。而后潜水员可利用第一安装辅助吊点4将动态立管端头由其下放位置拖拽到水下基盘上部支撑结构2上方，利用第二安装辅助吊点9，将动态立管端头移动到支撑框架5侧方，牵引动态立管端头及管体由支撑平台7的开放豁口进入，与L型钢制流体管道12竖直段顶部动态软管对接法兰13相连，最后将动态立管的限弯器固定于对接面板8之上，即完成了动态立管的安装。利用第一安装辅助吊点4，可牵引海管接近钢制流体管道12水平段的静态软管对接法兰14，完成连接。
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)
1.一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，包括有基础结构，所述基础结构的顶部固定有上部支撑结构，所述上部支撑结构的顶部固定有支撑框架和管线阀门支架，所述支撑框架的顶部固定有支撑平台，所述支撑平台的顶部固定有对接面板，所述支撑框架的中部固定有管线支撑，所述管线支撑固定有L型钢制流体管道的竖直段，所述L型钢制流体管道的竖直段顶部固定有动态软管对接法兰，所述L型钢制流体管道的水平段端部固定有静态软管对接法兰，所述L型钢制流体管道的水平段中部设置有控制阀门，所述控制阀门安装于管线阀门支架的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，所述上部支撑结构的顶部设置有主吊点和第一安装辅助吊点。
3.根据权利要求1所述的一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，所述支撑框架包括有相互固定连接的支撑立柱、纵向拉筋和横向拉筋。
4.根据权利要求3所述的一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，所述横向拉筋上固定有第二安装辅助吊点。
5.根据权利要求1所述的一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，所述水下基盘还包括有保护框架和顶部盖板，所述保护框架底部固定于上部支撑结构，保护框架的顶端固定有位于控制阀门上方的顶部盖板。
6.根据权利要求1所述的一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，所述基础结构的形式为重力式基础、吸力桩基础或打入桩基础。
7.根据权利要求1所述的一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，所述上部支撑结构为型钢与钢板焊接而成的板梁结构。
8.根据权利要求1所述的一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，所述支撑平台和对接面板的同一侧均开设有豁口。
9.根据权利要求1所述的一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，所述支撑平台为矩形板梁结构。
10.根据权利要求1所述的一种利于动态软管安装的水下基盘，其特征在于，所述对接面板为环形钢板。
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