CN212556669U - 带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，包括：外输浮筒固定装置为顶部平面、底部半球面的壳体结构，至少三个张紧式锚链腿设置外输浮筒固定装置底部；吸力式锚泊基础连接张紧式锚链腿且吸附海床上；水下固定基盘设置海床上；转盘设置在外输浮筒固定装置顶部；液体旋转装置上部旋转部分两侧通过旋转连接臂与转盘连接，固定管道的上端穿过外输浮筒固定装置顶部并与其下部的固定部分连接，固定管道的下端穿过外输浮筒固定装置的底部；漂浮软管的一端与旋转部分连接，另一端连接输油装置；输油立管的上端与固定管道的下端连接，下端与输油平台连接。本实用新型适用于50m以下水深、易搬迁再利用，同时，成本低、易于安装。

Description

带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置

技术领域

本实用新型涉及一种原油外输装置，具体是关于一种带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，属于海洋油气开采技术领域。

背景技术

随着海洋油气工业的发展，单点系泊技术的发展十分迅速。单点系泊系统的最重要特性是具备风向标效应，即所系泊的船舶可绕单点系泊系统进行360°转动，使其处于风浪流综合环境力最小的方向上，防止受力过大造成船舶倾覆或移动。单点系泊系统可应用于海上原油外输终端，通过这种浮动的码头，供大型船舶系泊并装卸原油或其他液体。

目前的传统的单点系泊外输装置有很多类似的装置，包括悬链线式系泊浮筒(Catenary Anchor Leg Mooring,简称CALM)、单锚腿浮筒(Single Anchor Leg Mooring,即SALM)等装置。然而传统的单点系泊外输装置普遍存在成本较高、适用水深多为50m以上水深、安装费用高、安装时间长、迁移再利用困难等缺点，难以用于油田产量低、常规模式难以有效开发的边际油气田。因此，有必要研究一种新型的原油外输装置。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，适用于50m以下水深、易搬迁再利用，同时，成本低、易于安装。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

本实用新型所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，包括：外输浮筒固定装置，为顶部呈平面、底部呈半球面的壳体结构；张紧式锚链腿，至少三个所述张紧式锚链腿沿周向间隔设置在所述外输浮筒固定装置的底部；吸力式锚泊基础，连接于每一所述张紧式锚链腿的端部且吸附于海床上；水下固定基盘，设置于所述外输浮筒固定装置的中心正下方的海床上；转盘，可转动地设置在所述外输浮筒固定装置的顶部；液体旋转装置，包括上部的旋转部分和下部的固定部分，所述旋转部分两侧通过旋转连接臂与所述转盘连接，所述旋转部分在所述固定部分上随所述转盘的转动而转动；固定管道，所述固定管道的上端穿过所述外输浮筒固定装置的顶部并与所述液体旋转装置的固定部分连接，所述固定管道的下端穿过所述外输浮筒固定装置的底部；漂浮软管，所述漂浮软管的一端与所述液体旋转装置的旋转部分连接，所述漂浮软管的另一端连接穿梭油轮上的输油装置；输油立管，所述输油立管的上端与所述固定管道的下端连接，所述输油立管的下端与输油平台连接，且所述输油立管的下部通过所述水下固定基盘固定于海床处。

所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，优选地，每一个所述张紧式锚链腿由两根张紧式系泊缆组成，所述张紧式系泊缆由碳纤维制成。

所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，优选地，还包括轴承组件，所述轴承组件包括浮筒中心轴、限位环板以及轴承，所述浮筒中心轴设置于所述转盘的中心孔处，且套设在所述液体旋转装置的固定部分外；所述限位环板与所述浮筒中心轴的上端通过连接件固定，所述限位环板卡接于所述转盘的中心孔处，所述浮筒中心轴的下端与所述外输浮筒固定装置的上表面固定，所述限位环板与所述转盘之间、所述浮筒中心轴与所述转盘之间以及所述外输浮筒固定装置的上表面与所述转盘之间分别设置有轴承。

所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，优选地，所述吸力式锚泊基础为内部真空的筒型吸力桩。

所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，优选地，所述固定管道为钢管。

所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，优选地，还包括系锚孔和系船缆，所述系锚孔设置于所述转盘上，所述系船缆一端与所述系锚孔连接，另一端与穿梭油轮连接。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用可旋转的转盘，外输穿梭油轮将随风浪流环境载荷绕转盘中心进行转动，使穿梭油轮处于承受风浪流综合环境载荷最小的方位上，使穿梭油轮可承受更大的风、浪环境，提高可进行外输作业的时间。2、本实用新型采用由于采用半球形结构的外输浮筒固定装置，可实现外输浮筒固定装置的各方向运动性能近似，避开波浪固有周期，减少载荷，提高外输浮筒固定装置的安全性，降低设计难度。3、本实用新型由于采用张紧式碳纤维系泊缆，系泊系统覆盖海域小，系泊缆安装和拆卸简单快速，系泊缆长度短相对成本低。碳纤维缆强度高，重量轻，不易拉断。4、本实用新型整个外输装置结构简单、安装拆卸方便、可重复进行利用，在一个地方进行油田开发完成后重新迁移到其他类似水深区域，降低边际油田开发成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图1的俯视图；

图4为图2中的A部放大示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

如图1至3所示，本实用新型提供的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，包括外输浮筒固定装置1、张紧式锚链腿2、吸力式锚泊基础3、水下固定基盘4、转盘5、液体旋转装置6、固定管道7、漂浮软管8以及输油立管9，

其中，外输浮筒固定装置1为顶部呈平面、底部呈半球面的壳体结构；外输浮筒固定装置1底部沿周向间隔设置有至少三个张紧式锚链腿2，通过初始预张力保证各个张紧式锚链腿2始终处于张紧状态，从而保证外输浮筒固定装置1处于一个固定的位置。每一张紧式锚链腿2端部均与一吸力式锚泊基础3连接，吸力式锚泊基础3吸附于海床下。水下固定基盘4设置于海床下，且位于外输浮筒固定装置1中心对应的投影位置。转盘5设置在外输浮筒固定装置1的顶部，且转盘5可在外输浮筒固定装置1上旋转。

其中，液体旋转装置6包括上部的旋转部分61和下部的固定部分62，旋转部分61两侧通过旋转连接臂10与转盘5连接，旋转部分61在固定部分62上随转盘5的转动而转动；液体旋转装置6的旋转部分61与固定部分62接触点具有特殊密封润滑油脂，可保证旋转过程中内部外输原油不会泄露于海中。

固定管道7的上端穿过外输浮筒固定装置1的顶部并与液体旋转装置6的固定部分62连接，下端穿过外输浮筒固定装置1的底部并与与输油立管9的上端连接，输油立管9的下端与输油平台连接，且输油立管9的下部通过水下固定基盘4固定于海床处；漂浮软管8的一端与液体旋转装置6的旋转部分61连接，另一端连接穿梭油轮上的输油装置。

工作的时候，原油通过输油立管9向上输送至固定管道7，固定管道7与液体旋转装置6的固定部分62相连，原油再由固定管道7输送至液体旋转装置6，液体旋转装置6通过旋转部分61将原油通过漂浮软管8输送至穿梭油轮上。

在上述实施例中，优选地，每一个张紧式锚链腿2由两根张紧式系泊缆组成，张紧式系泊缆由碳纤维制成，碳纤维缆绳具有重量轻、拉伸强度大、刚度大的特点，可保证张紧式系泊缆不会发生断裂或疲劳磨损。

在上述实施例中，优选地，如图4所示，该半球形单点系泊原油外输装置还包括轴承组件11，所述轴承组件11包括浮筒中心轴111、限位环板112以及轴承113，浮筒中心轴111设置于转盘5的中心孔处，且套设在液体旋转装置6的固定部分62外；限位环板112与浮筒中心轴111的上端通过连接件固定，连接件优选为螺钉。所述限位环板112卡接于所述转盘5的中心孔处，即限位环板112的一部分设置于浮筒中心轴111上，另一部分设置于转盘5上。所述浮筒中心轴111的下端与所述外输浮筒固定装置1的上表面固定，所述限位环板112与所述转盘之间、所述浮筒中心轴111与所述转盘5之间以及所述外输浮筒固定装置1的上表面与所述转盘5之间分别设置有轴承113，轴承113包括径向轴承和轴向轴承。轴承为自润滑轴承，具有润滑的石墨颗粒，在转盘发生转动时，摩擦使石墨颗粒产生摩擦作用。轴承组件11主要用途在于承受转盘与所述外输浮筒固定装置1的转动力矩以及在风浪流作用下转盘与所述外输浮筒固定装置1间的相互作用力。轴承组件11作为承力构件，承担了两者间的主要作用力，可保证所述液体旋转装置6转动过程中所受阻力较小，不会发生结构破坏。

在上述实施例中，优选地，所述吸力式锚泊基础3为筒型吸力桩，其内部在安装后为真空(具体可以通过在吸力式锚泊基础上设置阀门开关，利用抽气泵抽真空实现)，原理类似于吸盘，通过水压和土壤压力将吸力式锚泊基础3固定于海床的泥面以下，保证其在位状态无法移动。当需要进行迁移时，通过打开其连通开关，释放压力，使其便于移动。吸力式锚泊基础3可以将张紧式锚链腿2固定在海床以下，从而使外输浮筒固定装置1得以固定。

在上述实施例中，优选地，所述固定管道7为钢管，钢管具有一定的刚度，不易断裂，且材料简单易使用。

在上述实施例中，优选地，所述输油立管9为柔性软管，可允许一定的弯曲。

在上述实施例中，优选地，该半球形单点系泊原油外输装置还包括系锚孔12和系船缆13，所述系锚孔12设置于所述转盘5上，所述系船缆13一端与所述系锚孔12连接，另一端与穿梭油轮连接。这样，当穿梭油轮随风转动的时候，转盘5转动，从而避免使得系船缆13受力太大而断裂。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，其特征在于，包括：

外输浮筒固定装置，为顶部呈平面、底部呈半球面的壳体结构；

张紧式锚链腿，至少三个所述张紧式锚链腿沿周向间隔设置在所述外输浮筒固定装置的底部；

吸力式锚泊基础，连接于每一所述张紧式锚链腿的端部且吸附于海床上；

水下固定基盘，设置于所述外输浮筒固定装置的中心正下方的海床上；

转盘，可转动地设置在所述外输浮筒固定装置的顶部；

液体旋转装置，包括上部的旋转部分和下部的固定部分，所述旋转部分两侧通过旋转连接臂与所述转盘连接，所述旋转部分在所述固定部分上随所述转盘的转动而转动；

固定管道，所述固定管道的上端穿过所述外输浮筒固定装置的顶部并与所述液体旋转装置的固定部分连接，所述固定管道的下端穿过所述外输浮筒固定装置的底部；

漂浮软管，所述漂浮软管的一端与所述液体旋转装置的旋转部分连接，所述漂浮软管的另一端连接穿梭油轮上的输油装置；

输油立管，所述输油立管的上端与所述固定管道的下端连接，所述输油立管的下端与输油平台连接，且所述输油立管的下部通过所述水下固定基盘固定于海床处。

2.根据权利要求1所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，其特征在于，每一个所述张紧式锚链腿由两根张紧式系泊缆组成，所述张紧式系泊缆由碳纤维制成。

3.根据权利要求1所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，其特征在于，还包括轴承组件，所述轴承组件包括浮筒中心轴、限位环板以及轴承，所述浮筒中心轴设置于所述转盘的中心孔处，且套设在所述液体旋转装置的固定部分外；

所述限位环板与所述浮筒中心轴的上端通过连接件固定，所述限位环板卡接于所述转盘的中心孔处，所述浮筒中心轴的下端与所述外输浮筒固定装置的上表面固定，所述限位环板与所述转盘之间、所述浮筒中心轴与所述转盘之间以及所述外输浮筒固定装置的上表面与所述转盘之间分别设置有轴承。

4.根据权利要求1所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，其特征在于，所述吸力式锚泊基础为内部真空的筒型吸力桩。

5.根据权利要求1所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，其特征在于，所述固定管道为钢管。

6.根据权利要求1所述的带有张紧式系泊缆的半球形单点系泊原油外输装置，其特征在于，还包括系锚孔和系船缆，所述系锚孔设置于所述转盘上，所述系船缆一端与所述系锚孔连接，另一端与穿梭油轮连接。

Images