CN1248908C - 从海下源向平台传送烃类的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于从海下源向平台(1)传送烃类的设备，其中立管(2)从转动体(8)悬挂，并与旋转部件(3)连通，旋转部件包括多个旋转环(5)，旋转环具有连接于平台上的管系(7)的出口(6)。该设备包括一个块体(25)，该块体布置在立管(2)和旋转部件(3)之间，并设有用于将立管(2)连接于有关旋转环(5)的内部管道(28)，用于选择地关闭所述管道(28)的装置(29)布置在立管(2)和旋转部件(3)之间。这些装置结合在块体(25)内。在一个有利的实施例中，块体(25)也设有用于选择地使块体内的两个或多个管道(28)相互连接的装置(33)。

Description

从海下源向平台传送烃类的设备

技术领域

本发明涉及用于从海下源向平台传送烃类的设备，其中多个立管从一转动体悬挂，并与一个旋转部件连通，该旋转部件包括多个旋转环，所述旋转环具有连接于平台上的管系的出口，所述设备包括一个块体，该块体设置在立管和旋转部件之间，并设有用于使立管与各旋转环连接的内部管道，用于选择性关闭管道的装置布置在立管和旋转部件之间。

背景技术

在烃类(油或气)的海上生产中，目前常常使用浮动生产平台。平台借助适当的锚定装置保持在油或气田上方位置，油和/或气(产品)借助从海床向上延伸至平台上的转动体(转塔)的主管送入平台。

产品往往在若干独立的立管中传送至平台。在转塔上，产品通过旋转接头送入平台上的处理装置。在适当的时间，例如，每周一次，生产的油被送至穿梭油船。

很重要的是，为了避免重大经济损失，生产能够连续进行，因而重要的是要能够避免可能在一个或多个立管中引起生产停顿的事故。

在一个旋转环上在有关立管的出口后的密封系统中有可能发生故障。为了阻止油或气的泄漏，通过该立管的流体流动必须停止，连入和连出旋转接头的阀门应被关闭。这可能意味着，来自连接于所述旋转环的产生被阻止，结果造成重大经济损失。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种结构紧凑的设备，它无需管子，并可减少凸缘连接的数目，因而减少了可能的泄漏点的数目，同时这种结构能够在相对较短的时间内使平台和立管系统之间脱开。

本发明的另一个目的是提供一种能够以实用、简单、快速的方式实现来自一个旋转环的一个或多个立管的产品再次连接于另一个旋转环，从而可以避免或限制产品的损失。

为了实现上述目的，提供一种本文开头所述的那种设备，按照本发明，所述设备的特征在于用于选择性关闭的装置被结合在块体中。

对于需要数目有限的立管的较小油气田来说，按照本发明的设备是特别有利和有经济效益的。借助这种设备可实现紧凑的结构，减少了凸缘连接的数目，因而减少了泄漏点的数目，也有利于安全生产。

在本发明设备的一个有利的实施例中，所述转动体由一个浮体构成，该浮体可连接于平台，块体由两个块体部件构成，其中上部块体部件永久固定在旋转部件上，下部块体部件永久固定在浮体上，这两个块体部件布置成彼此可卸式相互连接。

借助上述实施例，可得到一个共用连接点，该共用连接点可以是螺柱连接的，也可以包括一个远程操纵的连接装置。这就意味着在可能的脱开连接的情形中减小劳动操作量，缩短时间消耗。

穿过旋转部件和上部块体部件可以布置共用的流体流道，这些流道在下部块体部件中被分离。这意味着可得到一种最佳成本的技术方案，其中密封件和阀的数目可减至最少。对于气举旋转接头来说，这可能是一种有利的技术方案。

按照本发明的设备的另一个有利的实施例的特征在于：块体也设有用于有选择地相互连接块体中两条或多条管道的装置。

借助这个实施例，可提供一种设备，该设备可为有关的再连接事先作好准备，因而能够以安全快速的方式进行。

附图说明

现在对照以下附图，结合实施例详述本发明。

图1表示按照现有技术的转动体和旋转接头组件的垂直剖视图；

图2表示在图1中的立管和旋转部件之间的块体中的管道的实例；

图3以相应于图1的剖视图表示按照本发明的设备的第一实施例，其中块体设有附加孔和关闭塞子形式的按照本发明的装置；

图4表示图3中的布置，其中一支管连接在两个孔之间；

图5表示相应于图3和4的剖视图，但表示另一个实施例，其中块体设有内部互连管道而不是外部的支管；

图6A和6B表示块体内互连管道的可能布置的实例；

图7表示按照图5的实施例，其中关闭塞子被移至各工作位置，使来自两个图示立管的液流被引至旋转部件中的上部旋转环；

图8表示按照本发明一实施例的设备的侧视图，其中包括一对相互连接的块体部件，它们设有用于有选择性关闭的集成的装置；

图9表示带有集成的关闭装置的图8中的块体部件的放大的剖视图。

在上述各附图中，相应的零件标有相同的附图标记。

具体实施方式

图1表示用于从海下源向图中生产平台1上的未画出的处理装置传送烃类(油和/或气)的传统设备。这种平台可以是所谓的FPSO平台，即，用于油或气的生产、储存和卸载的平台。油或气通过多个立管2和一个旋转部件3传送，所述旋转部件包括一个旋转芯部4和多个具有出口6的旋转环5，各出口连接于各自的管子或管道7。管道7构成通至平台上的处理装置的管系的一部分。

立管2从一个所谓转塔8形式的转动体悬挂，转塔借助适当的轴承装置9、10、11安装在平台1上。转塔8借助(未画出的)锚链锚定在海床上，因而它相对于海床是静止的，而平台则在风和气候的影响下能够自由围绕转塔转动。

在立管2和旋转部件3之间设有一个块体12，该块体设有通道或管道13，通过旋转芯部4中的附属轴向流道14将立管连接于各旋转环5。关闭或截止阀15形式的阀装置布置在立管2的顶部，类似的截止阀16布置在旋转环的出口6和管道7之间。

块体12固定在支承座17上，该支承座则固定在转塔8上。另外，旋转环借助力矩臂18固定在平台1上。

图2表示从上方看去的块体12中的管道13的实例。实践中，立管的数目为2至40多根(随着立管数目的增加，块体12的尺寸及复杂度适当增加)。图2表示有四个立管的块体。旋转部件3则通常具有四个旋转环。

正常生产时，油和/或气从有关的井向上通过立管2、通过截止阀15、管道13和流道14并经由旋转环5流入管系中的管道7。当平台围绕转塔8转动时，旋转环借助力矩臂18相对于平台保持静止，旋转芯部4在环5内转动。在旋转环和芯部之间设置密封件19，防止液、气在转动中泄漏。即使有几个立管连接于一个环，或一个立管连接于几个环的情形，但是，通常，一个立管连接于一个环，因而每个立管具有它自己的一个旋转环。

如本文开头所述，在旋转环之一上的密封系统中可能发生故障。为了阻止油或气的泄漏，必须通过关闭进、出旋转接头的有关阀而阻止通过所述环的流体流。在图1所示的传统的设备中，这就是说，通过连接于该旋转环的立管的产品被阻止，这就会引起相当大的经济损失。

按照本发明的设备可避免上述缺陷，图3表示按照本发明设备的第一实施例。

如图3所示，块体25设有多个从块体外侧伸入各管道28的孔26。在图示实施例中，两个孔26与旋转芯部4中的附属轴向流道14对准地布置，而两个附加孔27布置在有关的孔26和有关立管2相关的管道28的竖直部分之间。

在每个孔26中设有一个密封塞子29，该密封塞子可在图示位置和有关管道28被关闭的位置之间移动。为了塞子的移动，在图示实施例中设有一根螺杆30，该螺杆与覆盖和密封有关孔26的盖31螺纹啮合。两个附加孔27则由一个密封盖32覆盖。借助(未画出的)螺柱，盖31和32以密封方式适当地固定在块体25上。

两个附加孔27在事先除去盖32之后可借助一支管33相互连接，如图4所示。

当使用图示的设备时，密封塞子29被操作，例如，如图4所示，其中假定在最下部的密封件19已开始泄漏。在这种情形中，所有的阀15和16被关闭，在图中左侧的密封塞子29借助有关螺杆30被向上推至其关闭位置。现有两个旋转环5被截止、盖32从块体松释，支管33被安装，使孔27以及立管2彼此相连。通过支管33管道被压力测试，图中最下右侧的阀15和上部的阀16被打开。现在产品可从两个立管2进入共用的旋转环5，如图4中的箭头所示。

实践中设置的支管有不同的长度，使不同的支管配合在块体25上的不同的连接点之间。现在参阅图2，支管例如可以是一支管装配在立管2和2′之间，而稍长的支管装配在立管2和2″之间。

在图示实施例中支管的连接点布置在块体25的下侧。但是，它们也可布置在块体的顶部或侧部，这取决于在每种情形中哪个部位最适于设置这种连接点。

图5表示按照本发明的交叉连接的替代实施例。在这个实施例中，不使用象图3和4所示实施例中的那种单独的支管。该设备包括一个块体37，该块体设有多个内部互连管道38，构成两个或多个孔39之间的连接，图中所述孔39按照与图3中块体25中的孔26相应的方式布置。在孔39中设置相应于图3中的关闭塞子29的关闭塞子40，所述关闭塞子借助螺杆41操纵。在图5所示的位置上，塞子40截止有关的互连管道。借助图示的布置，关闭塞子40可被操纵，以便形成在选择的立管2和选择的旋转环5之间通过有关互连管道38的连接，这将在下文对照图7描述。

图6A和6B表示互连管道的两种不同结构的块体。两图都表示具有4个附属立管2的块体，与图2所示的实施例的方式相似。在图6A的替代方案中，通道38′连接在交叉点42处，使任一个立管可以通过旋转芯部内的附属轴向流道14连接于任一旋转环5。在按照图6B的替代方案中，两个互连管道38″构成选择的孔39之间的连接，以便形成预定的立管和旋转环之间的连接。因此，该设备为特定的再连接作好准备。

另外，在这个实施例中，在旋转环的密封中已有泄漏后进行再连接。与此相关请参阅图7，其中，假定下部旋转环5已开始泄漏。有关立管和旋转环的阀15和16被关闭，准备截止正在泄漏的旋转环的密封塞子40，即，图7中左侧的塞子借助螺杆41向上推至其上部的关闭位置。准备形成至替代旋转环的新连接的密封塞子40，即图7中右侧的密封塞子被向下推至图示的下部位置，在该位置上，有关的互连管道38被打开。截止阀15和16被再次打开，产品就可从所有立管继续。

如图7所示，与密封塞子40相关，在其下部和上部位置上设有密封件43和44，以避免通过塞子泄漏。

如果有关流体以相反的方向流动，那么当然也可以使用按照本发明设备中的再连接布置。

在图8中以侧视图表示按照本发明的设备的另一实施例。

该实施例是为了在连接有关立管的转动体由水下浮体构成的情形中使用而构制的，上述水下浮体用于可卸式固定在有关平台内的接受空间中。在图中，在这种浮体的上部被标记为50。

如该图所示，设备包括一个块体51，该块体布置在浮体50和安装在块体上的旋转部件3之间。旋转部件可以由一个上部块体部件52和一个下部块体部件构成，旋转接头叠3安装在上部块体部件52上，下部块体部件53永久地固定在浮体50上。块体部件52，53适于借助适当的互连装置如液压结构连接器彼此相连。在图示实例中，每个块体部件分别设有一个包围的凸缘环54和55，凸缘环借助多个液压连接器56可卸式互连，所述液压连接器例如可借助一个遥控的控制装置操纵。

块体51被分成一个上部块体部件52和一个下部块体部件53，以便在断开浮体连接使块体部件彼此分开时将烃类的溢出减至最小。

在每个块体部件中内制多个阀，这些阀用于选择地关闭布置在块体部件内且使(在图8中未画出的)立管与旋转部件3内的有关流体流道相连接的内部管道。在图8中只画出所述多个阀中的结合在上部块体部件52内的一个阀57。阀57连接在(只用点划线表示的)一条流体流道58内，在图示实施例中的该流道分成在下部块体部件53中的带有附属阀57的若干流道59。这种实施例特别适于气举旋转接头，这是由于若干气体立管可一起连接于一条穿过旋转接头的共用流道。这就意味着可减少上部块体部件中的密封件和零件的数目。

如图8所示，上部块体部件52设有多个紧急停机阀(ESD阀)60，用于在通过设备传送流体发生故障的情形中关闭流体流道。按照相应的方式，下部块体部件53设有多个手动隔离阀，以便按照需要关闭块体部件内的流体流道。

图9表示截止阀在块体部件52中的结合或内建的一个实例。如图所示，球阀形式的一个阀62连接在穿过上部块体部件52的管道63内。如图所示，该阀包括一个可转动的阀球64和一个阀座65。该阀连接于一个具有致动器66的一个ESD阀60，所述致动器例如包括一个用于关闭的内装的弹簧组件和一个用于打开的液缸。按照类似的方式，球阀形式的一个阀67连接在穿过下部块体部件53的管道68中。该阀连接于一个手动隔离阀61，该手动隔离阀被一个轮69通过齿轮箱70操纵。

管道63和68借助一个套状密封件71以密封方式相互连接，所述密封件71松弛地预装在上部块体部件52中。另外，如图所示，一个密封套72用于形成管道63和旋转部件3内相邻的流道之间的紧密连接。

在有关的浮体50上端为立管采用凸缘连接73。

Claims (12)

1.一种用于从海下源向平台(1)传送烃类的设备，其中多个立管(2)从一转动体(8；50)悬挂，且与一个旋转部件(3)连通，所述旋转部件包括一个块体(25；37；51)，该块体布置在立管(2)和旋转部件(3)之间，并设有用于使立管(2)与有关旋转环(5)相连接的内部管道(28；63，68)、用于选择地关闭布置在立管(2)和旋转部件(3)之间的管道的装置(29；40；62，67)，其特征在于：所述用于选择地关闭的装置(29；40；62，67)结合在块体(25；37；51)内。

2.如权利要求1所述的设备，其中转动体由一个可连接于平台(1)的浮体构成，其特征在于：块体(51)由两个块体部件(52，53)构成，其中的上部块体部件(52)永久地固定在旋转部件(3)上，下部块体部件永久地固定在浮体(50)上，所述两个块体部件(52，53)适于可卸式彼此相连接。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于：所述块体部件(52，53)借助一个液压操纵的结构连接器(54-56)相互连接。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：块体(25；37)也设有用于选择地相互连接块体内的两个或更多管道(28)的装置(33；38)。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于：块体(25；37)设有多个从块体外侧伸入有关管道(28)的孔(26；39)，用于选择地关闭的装置包括关闭塞子(29；40)，每个关闭塞子可移至一个有关管道(28)被截止的位置。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于：所述关闭塞子(29；40)可借助有关螺杆(30，41)移动，每根螺杆与在有关孔(26)上的盖(31)螺纹喷合。

7.如权利要求5或6所述的设备，其特征在于：块体(25)设有多个从块体外侧伸入有关管道(28)的附加孔(27)，附加孔通常被附属盖(32)截止，多个支管(33)设置成在除去附属盖(32)后提供选择的附加孔(27)之间的连接。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于：各支管(33)具有不同的长度，以便使具有不同的相互距离的孔(27)相互连接。

9.如权利要求5或6所述的设备，其特征在于：块体(37)设有多条形成至少某些孔(39)之间连接的内部互连管道(38)，所述互连管道布置成由关闭塞子(40)截止，所述关闭塞子可被操纵以形成选择的立管(32)和选择的旋转环(5)之间通过有关互连管道(38)的连接。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于：所述互连管道(38′)在其端部连接在一个共用交叉点(42)上，从而使任一立管(2)可连接于任一旋转环(5)。

11.如权利要求9所述的设备，其特征在于：所述互连管道(38″)被布置而形成在选择的孔(39)之间的连接，以便形成特定立管(2)和旋转环(5)之间的连接。

12.如权利要求5或6所述的设备，其特征在于：块体(37)设有密封装置(43，44)，用于块体(37)和密封塞子之间的密封。

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