CN117569756B - 一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，属于船用设备技术领域，悬挂结构的中部开设有多组贯穿的安装槽，锁定弧板内开设有与驱动腔连通的伸缩腔，立管上活动安装有内锁箍和外锁箍，内锁箍与锁定弧板的内壁相互配合对立管进行锁定，外锁箍与锁定弧板相互配合对立管进行再次锁定；转动槽的内壁上开设有多组贯穿的摆动槽，滑动板设置在悬挂结构的内壁上，夹持结构活动设置在滑动板上，夹持结构位于相邻的立管之间。本发明通过锁定弧板内侧的磁性凸块和内锁箍上环槽和磁板的配合可以对立管进行快速定位，并且通过锁定齿轮和锁定齿板的配合可以驱动两侧的第一锁定臂和第二锁定臂向外锁箍内的锁定腔内转动，从而完成再次锁定。

Description

一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统

技术领域

本发明涉及船用设备技术领域，具体是一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统。

背景技术

深海采油设备输送立管是整个深水油气田开发的最主要的部件，属于海洋油气开采系统连接海面上的浮体和水下井口生产系统的重要部件之一。一般来说深水立管要完成的功能有：1）输出、输入或循环流体；2）钻井或修井机工具到井口的导向；3）支撑辅助线。深海采油设备输送立管在海洋环境中要承受风、浪、流等环境荷载的作用，当波浪和海流在一定的流速下流经立管时,会产生漩涡脱落,从而引发立管的涡激振动。立管悬挂结构是浮式储油卸油平台的关键设备，其作为整个舷侧立管系统的重要结构，保证海底立管的悬挂，确保立管在海浪环境下的安全。

公开号为CN109368508A的专利申请公开了一种浮式生产储卸油装置立管上的大型阀门的海上吊装方法，采用以下步骤：一：在滑车吊机上安装龙门吊机；二：吊装并固定弯管；三：将大型阀体的临时存放平台固定；四；将龙门吊机移至大型阀门的上方；五；起吊大型阀体；六：将大型阀体吊装至临时存放平台上；七：将龙门吊机移至大型阀体上方；八：将大型阀体吊装至生产位置上方；九：向下吊装大型阀体；十：安装阀体；十一：将弯管移动到生产位置安装；十二：拆除所有吊装设备，恢复现场。该发明不仅解决了海上浮式生产储卸油装置立管上的大型阀门的海上吊装问题，而且，解决了海上浮式生产储卸油装置立管上的大型阀门维修费用较高，施工期较长的问题，提高了大型阀门的海上吊装效率和安全性。

但以上公开的立管固定结构的锁定效果一般，自动化程度较低，安装流程繁琐，并且抗风浪能力弱，不能对立管进行多重锁定，从而进一步满足复杂工况的需求。因此，针对以上现状，迫切需要开发一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有的立管固定结构的锁定效果一般，自动化程度较低，安装流程繁琐，并且抗风浪能力弱，不能对立管进行多重锁定等问题，提供一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，包括悬挂结构、锁定结构和夹持结构，所述悬挂结构的顶部设置有法兰，所述悬挂结构的中部开设有多组贯穿的安装槽，所述锁定结构包括主体，所述主体安装在所述安装槽内，所述主体的内侧固定连接有锁定弧板，所述主体的内部设置有驱动腔，所述锁定弧板内开设有与所述驱动腔连通的伸缩腔，所述锁定结构还包括立管，所述立管上活动安装有内锁箍和外锁箍，所述内锁箍与所述锁定弧板的内壁相互配合对所述立管进行锁定，所述外锁箍与所述锁定弧板相互配合对所述立管进行再次锁定；所述悬挂结构的外壁上还开设有转动槽，所述转动槽的内壁上开设有多组贯穿的摆动槽，所述摆动槽的底部设置有滑动板，所述滑动板设置在所述悬挂结构的内壁上，所述夹持结构活动设置在所述滑动板上，所述夹持结构位于相邻的所述立管之间。

作为本发明再进一步的方案：所述转动槽内转动安装有齿圈，所述齿圈的内壁上设置有多组挤压臂，所述挤压臂活动设置在所述摆动槽内。

作为本发明再进一步的方案：所述悬挂结构的外壁上设置有凸台，所述凸台上安装有挤压电机，所述挤压电机的输出轴连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿圈啮合。

作为本发明再进一步的方案：所述转动槽的上下两侧设置有凸环，所述齿圈上开设有与所述凸环配合的凹环。

作为本发明再进一步的方案：所述伸缩腔内活动设置有第一锁定臂和第二锁定臂，所述伸缩腔的中部活动安装有联动齿轮，所述第一锁定臂的内侧固定连接有第二联动齿板，所述第二锁定臂的内侧固定连接有第一联动齿板，所述第一联动齿板和第二联动齿板均与所述联动齿轮啮合。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动腔内安装有锁定电机，所述锁定电机的输出轴连接有锁定齿轮，所述第二锁定臂的外侧壁上设置有与所述锁定齿轮啮合的锁定齿板。

作为本发明再进一步的方案：所述内锁箍的上下两侧设置有第一竖板，所述外锁箍上设置有与所述第一竖板配合的第二竖板，所述第一竖板和第二竖板通过螺栓紧固连接。

作为本发明再进一步的方案：所述锁定弧板的内壁上设置有磁性凸块，所述内锁箍上开设有与所述磁性凸块配合的环槽，所述环槽的内壁上设置有磁板。

作为本发明再进一步的方案：所述第一锁定臂和第二锁定臂上远离所述联动齿轮的一端的上下两侧均开设有开槽，所述开槽内设置有第一弹簧，所述第一弹簧的顶部设置有滚珠；所述外锁箍的两侧开设有与所述第一锁定臂和第二锁定臂配合的锁定腔，所述锁定腔的上下两侧的内壁上开设有与所述滚珠配合的凹槽。

作为本发明再进一步的方案：所述滑动板上开设有对称的滑动槽，所述夹持结构包括活动安装在所述滑动槽内的滑座，所述滑座通过第二弹簧与所述滑动槽的内壁连接，所述滑座的顶部固定连接有与所述挤压臂配合的挤压板，所述挤压板的内壁上设置有朝向所述立管的连接臂，所述连接臂固定连接有夹持臂，所述夹持臂的内侧设置有橡胶垫。

本发明通过改进在此提供一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过锁定弧板内侧的磁性凸块和内锁箍上环槽和磁板的配合可以对立管进行快速定位，这大大提高了安装时的便利程度，并且通过锁定齿轮和锁定齿板的配合可以驱动两侧的第一锁定臂和第二锁定臂向外锁箍内的锁定腔内转动，从而完成再次锁定。并且当第二锁定臂转动时，通过联动齿轮和第一联动齿板、第二联动齿板的配合可以同步驱动两侧的锁定臂运动，这进一步提高了锁定效果。除此之外，通过滚珠和凹槽的配合进一步提高了锁定时的稳定性，该结构稳定有效并带来了预料不到的技术效果，并且也大大降低了该浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统的时间成本和人力成本。

2、本发明通过齿圈和驱动齿轮的配合可以驱动挤压臂在悬挂结构内转动，从而进一步与挤压板配合并驱动夹持臂对两侧的立管进行夹持锁定，这进一步提高了立管的稳定性，该设计大大提高了该浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统的安全性和实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1是本发明结构的立体结构图；

图2是本发明中锁定结构的局部立体结构图；

图3是本发明中主体和驱动腔等结构配合图；

图4是本发明中第一锁定臂和第二锁定臂的配合图；

图5是本发明中开槽的剖视图；

图6是本发明中内锁箍和外锁箍的配合图；

图7是本发明中悬挂结构的剖视图；

图8是本发明中齿圈的立体结构图；

图9是本发明中悬挂结构的局部剖视图。

附图标记说明：

1、悬挂结构；101、法兰；102、安装槽；103、转动槽；104、凸环；105、摆动槽；106、齿圈；107、凹环；108、挤压臂；109、凸台；110、挤压电机；111、驱动齿轮；112、滑动板；113、滑动槽；2、锁定结构；201、立管；202、主体；203、驱动腔；204、锁定弧板；205、磁性凸块；206、伸缩腔；207、锁定电机；208、锁定齿轮；209、第一锁定臂；210、第二锁定臂；211、锁定齿板；212、第一联动齿板；213、第二联动齿板；214、联动齿轮；215、开槽；216、第一弹簧；217、滚珠；218、内锁箍；219、外锁箍；220、第一竖板；221、第二竖板；222、螺栓；223、环槽；224、磁板；225、锁定腔；226、凹槽；3、夹持结构；301、滑座；302、第二弹簧；303、挤压板；304、连接臂；305、夹持臂；306、橡胶垫。

具体实施方式

下面将结合附图1至图9对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，如图1-图9所示，包括悬挂结构1、锁定结构2和夹持结构3，悬挂结构1的顶部设置有法兰101，悬挂结构1的中部开设有多组贯穿的安装槽102，锁定结构2包括主体202，主体202安装在安装槽102内，主体202的内侧固定连接有锁定弧板204，主体202的内部设置有驱动腔203，锁定弧板204内开设有与驱动腔203连通的伸缩腔206，锁定结构2还包括立管201，立管201上活动安装有内锁箍218和外锁箍219，内锁箍218与锁定弧板204的内壁相互配合对立管201进行锁定，外锁箍219与锁定弧板204相互配合对立管201进行再次锁定；悬挂结构1的外壁上还开设有转动槽103，转动槽103的内壁上开设有多组贯穿的摆动槽105，摆动槽105的底部设置有滑动板112，滑动板112设置在悬挂结构1的内壁上，夹持结构3活动设置在滑动板112上，夹持结构3位于相邻的立管201之间。

在本实施例中：该浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统主要分为三个部分：悬挂结构1、锁定结构2和夹持结构3。该设备在使用时，首先通过螺栓222对两侧的第一竖板220和第二竖板221进行锁紧，从而将内锁箍218和外锁箍219锁定到立管201上。然后再通过起吊设备将立管201吊起，并将立管201穿入到悬挂结构1的内部。将环槽223内壁上的磁板224对准锁定弧板204的内壁上设置的磁性凸块205，通过异性相吸的原理对立管进行快速定位。然后再开启锁定电机207，并使锁定齿轮208通过锁定齿板211带动第二锁定臂210向外锁箍219内的锁定腔225进行锁定。当第二锁定臂210转动时，通过第一联动齿板212和第二联动齿板213的设计来同步驱动两侧的锁定臂同步运动。然后再开启挤压电机110，并使驱动齿轮111带动齿圈106转动。当齿圈106带动挤压臂108在摆动槽105内逆时针转动时，挤压臂108对挤压板303进行挤压，从而带动夹持臂305对立管201进行锁紧。当齿圈106带动挤压臂108在摆动槽105内顺时针转动时，挤压臂108对挤压板303解除挤压。在第二弹簧302的作用下，滑座301和挤压板303恢复到原始位置，并且此时夹持臂305对立管201解除锁定。最后当所有立管201安装完成后，通过外部起吊设备将悬挂结构1和立管201整体吊装到浮式采油平台的安装处，并通过法兰101进行安装锁定。

参阅附图4-附图5，转动槽103内转动安装有齿圈106，齿圈106的内壁上设置有多组挤压臂108，挤压臂108活动设置在摆动槽105内。

在本实施例中：为了进一步提高立管201的稳定性，所以在转动槽103内转动安装有齿圈106。当齿圈106带动挤压臂108在摆动槽105内逆时针转动时，挤压臂108对挤压板303进行挤压，从而带动夹持臂305对立管201进行锁紧。当齿圈106带动挤压臂108在摆动槽105内顺时针转动时，挤压臂108对挤压板303解除挤压。在第二弹簧302的作用下，滑座301和挤压板303恢复到原始位置，并且此时夹持臂305对立管201解除锁定。

参阅附图1和附图7，悬挂结构1的外壁上设置有凸台109，凸台109上安装有挤压电机110，挤压电机110的输出轴连接有驱动齿轮111，驱动齿轮111与齿圈106啮合。

在本实施例中：为了自动驱动齿圈106转动，从而进一步通过夹持结构3对立管201进行锁紧夹持，所以在悬挂结构1的外壁上设置有凸台109，并使驱动齿轮111与齿圈106啮合。

参阅附图7-附图8，转动槽103的上下两侧设置有凸环104，齿圈106上开设有与凸环104配合的凹环107。

在本实施例中：为了进一步提高齿圈106转动时的稳定性，所以在齿圈106上开设有与凸环104配合的凹环107。

参阅附图3-附图4，伸缩腔206内活动设置有第一锁定臂209和第二锁定臂210，伸缩腔206的中部活动安装有联动齿轮214，第一锁定臂209的内侧固定连接有第二联动齿板213，第二锁定臂210的内侧固定连接有第一联动齿板212，第一联动齿板212和第二联动齿板213均与联动齿轮214啮合。

在本实施例中：为了保证两侧的第一锁定臂209和第二锁定臂210同步驱动，所以在伸缩腔206的中部活动安装有联动齿轮214，并且通过第一联动齿板212和第二联动齿板213的设计来同步驱动两侧的锁定臂运动。

参阅附图3-附图4，驱动腔203内安装有锁定电机207，锁定电机207的输出轴连接有锁定齿轮208，第二锁定臂210的外侧壁上设置有与锁定齿轮208啮合的锁定齿板211。

在本实施例中：为了自动驱动第二锁定臂210和第一锁定臂209对外锁箍219两侧的锁定腔225进行锁定，所以在驱动腔203内安装有锁定电机207，并且在第二锁定臂210的外侧壁上设置有与锁定齿轮208啮合的锁定齿板211。

参阅附图2和附图6，内锁箍218的上下两侧设置有第一竖板220，外锁箍219上设置有与第一竖板220配合的第二竖板221，第一竖板220和第二竖板221通过螺栓222紧固连接。

在本实施例中：为了实现内锁箍218和外锁箍219的快速锁定安装，从而进一步降低人力成本和时间成本，所以使第一竖板220和第二竖板221通过螺栓222紧固连接。

参阅附图3和附图6，锁定弧板204的内壁上设置有磁性凸块205，内锁箍218上开设有与磁性凸块205配合的环槽223，环槽223的内壁上设置有磁板224。

在本实施例中：为了对立管201进行快速定位，从而提高安装时的便捷性，所以在锁定弧板204的内壁上设置有磁性凸块205，并且在环槽223的内壁上设置有磁板224。当对立管201进行安装时，可通过异性相吸的原理进行快速定位安装。

参阅附图5-附图6，第一锁定臂209和第二锁定臂210上远离联动齿轮214的一端的上下两侧均开设有开槽215，开槽215内设置有第一弹簧216，第一弹簧216的顶部设置有滚珠217；外锁箍219的两侧开设有与第一锁定臂209和第二锁定臂210配合的锁定腔225，锁定腔225的上下两侧的内壁上开设有与滚珠217配合的凹槽226。

在本实施例中：为了进一步提高锁定效果，并对第一锁定臂209和第二锁定臂210进行限位，所以在上下两侧均活动设置有滚珠217，并且在锁定腔225的上下两侧的内壁上开设有与滚珠217配合的凹槽226。

参阅附图7-附图9，滑动板112上开设有对称的滑动槽113，夹持结构3包括活动安装在滑动槽113内的滑座301，滑座301通过第二弹簧302与滑动槽113的内壁连接，滑座301的顶部固定连接有与挤压臂108配合的挤压板303，挤压板303的内壁上设置有朝向立管201的连接臂304，连接臂304固定连接有夹持臂305，夹持臂305的内侧设置有橡胶垫306。

在本实施例中：为了进一步提高立管201的稳定性，所以在悬挂结构1上设置有夹持结构3。当齿圈106转动时，挤压臂108会对挤压板303进行挤压，所以挤压板303带动底部的滑座301沿着滑动槽113向中心运动，并进一步带动内侧的夹持臂305对立管201进行夹持锁紧。为了进一步提高夹持臂305的摩擦力并提高夹持效果，所以在夹持臂305的内侧设置有橡胶垫306。

本发明的工作原理：该设备在使用时，首先通过螺栓222对两侧的第一竖板220和第二竖板221进行锁紧，从而将内锁箍218和外锁箍219锁定到立管201上。然后再通过起吊设备将立管201吊起，并将立管201穿入到悬挂结构1的内部。将环槽223内壁上的磁板224对准锁定弧板204的内壁上设置的磁性凸块205，通过异性相吸的原理对立管进行快速定位。然后再开启锁定电机207，并使锁定齿轮208通过锁定齿板211带动第二锁定臂210向外锁箍219内的锁定腔225进行锁定。当第二锁定臂210转动时，通过第一联动齿板212和第二联动齿板213的设计来同步驱动两侧的锁定臂同步运动。然后再开启挤压电机110，并使驱动齿轮111带动齿圈106转动。当齿圈106带动挤压臂108在摆动槽105内逆时针转动时，挤压臂108对挤压板303进行挤压，从而带动夹持臂305对立管201进行锁紧。当齿圈106带动挤压臂108在摆动槽105内顺时针转动时，挤压臂108对挤压板303解除挤压。在第二弹簧302的作用下，滑座301和挤压板303恢复到原始位置，并且此时夹持臂305对立管201解除锁定。最后当所有立管201安装完成后，通过外部起吊设备将悬挂结构1和立管201整体吊装到浮式采油平台的安装处，并通过法兰101进行安装锁定。

本发明通过锁定弧板204内侧的磁性凸块205和内锁箍218上环槽223和磁板224的配合可以对立管201进行快速定位，这大大提高了安装时的便利程度，并且通过锁定齿轮208和锁定齿板211的配合可以驱动两侧的第一锁定臂209和第二锁定臂210向外锁箍219内的锁定腔225内转动，从而完成再次锁定。并且当第二锁定臂210转动时，通过联动齿轮214和第一联动齿板212、第二联动齿板213的配合可以同步驱动两侧的锁定臂运动，这进一步提高了锁定效果。除此之外，通过滚珠217和凹槽226的配合进一步提高了锁定时的稳定性，该结构稳定有效并带来了预料不到的技术效果，并且也大大降低了该浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统的时间成本和人力成本。本发明通过齿圈106和驱动齿轮111的配合可以驱动挤压臂108在悬挂结构1内转动，从而进一步与挤压板303配合并驱动夹持臂305对两侧的立管201进行夹持锁定，这进一步提高了立管201的稳定性，该设计大大提高了该浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统的安全性和实用性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，包括悬挂结构（1）、锁定结构（2）和夹持结构（3），其特征在于：所述悬挂结构（1）的顶部设置有法兰（101），所述悬挂结构（1）的中部开设有多组贯穿的安装槽（102），所述锁定结构（2）包括主体（202），所述主体（202）安装在所述安装槽（102）内，所述主体（202）的内侧固定连接有锁定弧板（204），所述主体（202）的内部设置有驱动腔（203），所述锁定弧板（204）内开设有与所述驱动腔（203）连通的伸缩腔（206），所述锁定结构（2）还包括立管（201），所述立管（201）上活动安装有内锁箍（218）和外锁箍（219），所述内锁箍（218）与所述锁定弧板（204）的内壁相互配合对所述立管（201）进行锁定，所述外锁箍（219）与所述锁定弧板（204）相互配合对所述立管（201）进行再次锁定；所述悬挂结构（1）的外壁上还开设有转动槽（103），所述转动槽（103）的内壁上开设有多组贯穿的摆动槽（105），所述摆动槽（105）的底部设置有滑动板（112），所述滑动板（112）设置在所述悬挂结构（1）的内壁上，所述夹持结构（3）活动设置在所述滑动板（112）上，所述夹持结构（3）位于相邻的所述立管（201）之间；

所述伸缩腔（206）内活动设置有第一锁定臂（209）和第二锁定臂（210），所述伸缩腔（206）的中部活动安装有联动齿轮（214），所述第一锁定臂（209）的内侧固定连接有第二联动齿板（213），所述第二锁定臂（210）的内侧固定连接有第一联动齿板（212），所述第一联动齿板（212）和第二联动齿板（213）均与所述联动齿轮（214）啮合；所述驱动腔（203）内安装有锁定电机（207），所述锁定电机（207）的输出轴连接有锁定齿轮（208），所述第二锁定臂（210）的外侧壁上设置有与所述锁定齿轮（208）啮合的锁定齿板（211）；

所述锁定弧板（204）的内壁上设置有磁性凸块（205），所述内锁箍（218）上开设有与所述磁性凸块（205）配合的环槽（223），所述环槽（223）的内壁上设置有磁板（224），当对立管（201）进行安装时，通过异性相吸的原理进行快速定位安装；所述外锁箍（219）的两侧开设有与所述第一锁定臂（209）和第二锁定臂（210）配合的锁定腔（225）。

2.根据权利要求1所述的一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，其特征在于：所述转动槽（103）内转动安装有齿圈（106），所述齿圈（106）的内壁上设置有多组挤压臂（108），所述挤压臂（108）活动设置在所述摆动槽（105）内。

3.根据权利要求2所述的一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，其特征在于：所述悬挂结构（1）的外壁上设置有凸台（109），所述凸台（109）上安装有挤压电机（110），所述挤压电机（110）的输出轴连接有驱动齿轮（111），所述驱动齿轮（111）与所述齿圈（106）啮合。

4.根据权利要求2所述的一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，其特征在于：所述转动槽（103）的上下两侧设置有凸环（104），所述齿圈（106）上开设有与所述凸环（104）配合的凹环（107）。

5.根据权利要求1所述的一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，其特征在于：所述内锁箍（218）的上下两侧设置有第一竖板（220），所述外锁箍（219）上设置有与所述第一竖板（220）配合的第二竖板（221），所述第一竖板（220）和第二竖板（221）通过螺栓（222）紧固连接。

6.根据权利要求1所述的一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，其特征在于：所述第一锁定臂（209）和第二锁定臂（210）上远离所述联动齿轮（214）的一端的上下两侧均开设有开槽（215），所述开槽（215）内设置有第一弹簧（216），所述第一弹簧（216）的顶部设置有滚珠（217）；所述锁定腔（225）的上下两侧的内壁上开设有与所述滚珠（217）配合的凹槽（226）。

7.根据权利要求2所述的一种浮式采油平台的生产输送立管悬挂系统，其特征在于：所述滑动板（112）上开设有对称的滑动槽（113），所述夹持结构（3）包括活动安装在所述滑动槽（113）内的滑座（301），所述滑座（301）通过第二弹簧（302）与所述滑动槽（113）的内壁连接，所述滑座（301）的顶部固定连接有与所述挤压臂（108）配合的挤压板（303），所述挤压板（303）的内壁上设置有朝向所述立管（201）的连接臂（304），所述连接臂（304）固定连接有夹持臂（305），所述夹持臂（305）的内侧设置有橡胶垫（306）。