海上立管张紧器制造技术

本发明专利技术涉及海上立管张紧器。一种用于在具有轴线(39)的立管(13)中保持张力的上推张紧器(11)联接到浮动平台上，并且在立管(13)从垂线不定地倾斜时保持张力。张紧器(11)包括具有枢转地联接到甲板(17)上的下部端的多个缸体(35)。缸体(35)在传送位置上基本垂直于甲板(17)，并且在张紧位置上与甲板(17)成角度。在传送立管(13)之后，定位组件(51)使缸体(35)从传送位置运动到张紧位置。张紧器环(21)在立管(13)上传送到缸体(35)的上部端的附近，并且然后缸体(35)自动联接到张紧器环(21)上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及海上立管张紧器，并且具体而言，涉及适应立管的倾斜的RAM式上推张紧器。
技术介绍
近海生产平台必须支承来自油气井的生产立管，生产立管从海底井延伸到平台。 对于固定到海底的平台，容易实现这一点，而且这在现有技术中是众所周知的。但是，对于需要使用浮动平台(例如张紧支腿平台(TLP)或半潜式平台)的在深水中的海底完井(completion),支承立管则会带来显著的问题。这些平台会在波浪、风和水流的影响下运动，并且会经受各种力。因而，立管张紧机构必须容许平台相对于立管而运动。立管张紧机构还必须使立管保持张紧，使得立管的整个重量不会转移给井头，以及使得立管在其本身的重量下不会塌缩。因此，张紧机构必须在立管上施加持续的张紧力。而且，这个力必须保持在窄的容差内。上推张紧器在海底应用中具有若干个优点，一个优点是该张紧器比其它类型的张紧器在更小的空间中适应更高的载荷。这部分是因为上推张紧器使用更高效的活塞端部，并且在端部连接部处不需要拉紧装置。另外，上推张紧器中的压力不会对缸体的杆侧起作用。当海洋状况恶劣且浮动平台经历大范围的竖直运动时，上推张紧器更能适应那种竖直运动。另外，使用上推张紧器可最大程度地减小它们必须在其中运行的盐水环境的腐蚀作用，因为张紧器的高压密封件不位于大气的附近且与腐蚀性流体和碎片隔离开。TLP在深水中提供稳定的钻探平台。在TLP中，张紧支腿从平台向下延伸到位于海床处的锚定件。张紧支腿较无弹性，这意味着消除了平台的大部分竖直运动。TLP允许将井头组件定位在水面上而非海床上。立管将典型地从井头组件向下延伸到海床。这个安排允许有更简单的完井和更好的生产控制。但是，在TLP中，立管可相对于TLP从垂线倾斜。立管从垂线倾斜的量不是静态的，而是在运行期间随时间而改变。虽然使用TLP和RAM类型的上推张紧器两者是合乎需要的，但是因为变化的立管倾斜的原因，至今所构建的RAM式上推张紧器目前不适于与TLP—起使用。在以前所有的RAM系统中，缸体保持与立管成顺列，这允许立管有小的间距。虽然小尺寸的RAM式上推张紧器是合乎需要的，但是小的尺寸也会引起问题，因为它会限制可在其中传送(run)立管的通路的尺寸。因此，存在对这样的上推立管张紧器的需要其可随立管而倾斜，并且允许有用于传送在TLP中使用的立管的适当的空间。
技术实现思路
通过提供了海上立管张紧器和使用该海上立管张紧器的方法的本专利技术的优选实施例，大体解决和规避了这些和其它问题，并且大体实现了技术优点。根据本专利技术的实施例，公开了一种用于在具有轴线的立管中保持张力的张紧器。立管从海底井头组件延伸通过浮动平台甲板中的开口。张紧器包括联接到立管上的张紧器环，以及多个液压-气动缸体。各个液压-气动缸体在相对的端上具有柔性接头，以将缸体联接在甲板和张紧器环之间。通过远程促动，该多个液压-气动缸体能够在至少一个平面上在传送位置和张紧位置之间运动。缸体适于在从传送位置运动到张紧位置之后自动联接到张紧器环上。根据本专利技术的另一个实施例，公开了一种用于在具有轴线的立管中保持张力的张紧器。立管从海底井头组件延伸通过浮动平台甲板中的开口。张紧器包括用于联接到立管上的张紧器环，以及多个液压-气动缸体。液压-气动缸体在甲板和张紧器环之间延伸。张紧器还包括适于安装到甲板上且沿着立管滚动的导引滚子组件。引导器套管平行于立管从张紧器环延伸，并且适于与导引滚子组件的滚子相互作用。当立管相对于甲板旋转时，引导器套管将通过导引滚子组件施加的反作用力来抵抗张紧器的旋转，同时允许立管相对于张 紧器环旋转。根据本专利技术的又一个实施例，公开了一种用于使穿过甲板平台中的开口的立管张紧的方法。该方法包括将多个液压-气动缸体置于甲板中的开口的周围。然后使缸体在第一端处柔性地连接到甲板上。然后该方法使缸体从垂直于甲板的传送位置运动到与甲板成角度的张紧位置。在缸体运动到张紧位置之后，该方法将各个缸体的第二端自动联接到张紧器环上，张紧器环联接到立管上。在立管相对于平台倾斜时，该方法允许缸体在超过一个平面上运动，以适应立管的倾斜。优选实施例的优点在于，上推张紧器可适应从海底环境延伸到张紧支腿平台(TLP)的立管的变化的倾斜。与其它传统的张紧器相比，公开的实施例允许使用最大的空间来传送立管，同时仍然装配到较小的覆盖范围中。仍然另外，公开的实施例适应在立管和TLP之间的较大范围的竖直运动。公开的实施例还允许有较大的张紧器载荷和减少的腐蚀问题，同时允许上推张紧器与TLP —起使用。附图说明所以获得了其中本专利技术的特征、优点和目标以及其它将变得显而易见的方式，并且可更详细地理解该方式，上面简要概述的本专利技术的更具体的描述可参照其实施例，在形成本说明书的一部分的附图中示出了实施例。但是，要注意，图仅示出本专利技术的优选实施例，并且因此不应认为对其范围有所限制，因为本专利技术可允许有其它同样有效的实施例。图I是根据本专利技术的实施例的立管张紧器组件的透视图。图2是沿着线2-2得到的图I的立管张紧器组件的截面图。图3是示出了图I的立管张紧器组件的缸体对准的图I的立管张紧器组件的俯视图。图4是示出了图I的立管张紧器组件的备选缸体对准的图I的立管张紧器组件的备选实施例的俯视图。图5是在第一位置上的图I的缸体组件的局部视图。图6是在第二位置上的图5的缸体组件的局部视图。图7、8A和9示意性地示出了图I的缸体从传送位置运动到张紧位置。图8B-8E示意性地示出了用于将图I的缸体联接到图I的张紧器环上的自动联接设备的备选实施例。图10示出了根据本专利技术的实施例的、适应立管的倾斜的图I的立管张紧器组件。图11是沿着11-11得到的图10的立管张紧器组件的截面图。图12A-12B分别是图I的立管张紧器组件的备选实施例的截面侧视图和俯视图。图13A-13B分别是图I的立管张紧器组件的备选实施例的截面侧视图和俯视图。图14A-14B分别是图I的立管张紧器组件的备选实施例的截面侧视图和俯视图。 具体实施例方式现在将在下文参照示出了本专利技术的实施例的附图来更全面地描述本专利技术。但是，本专利技术可体现为许多不同的形式，而不应理解为限于本文阐述的示出的实施例。相反，提供这些实施例来使得本公开将是彻底和完整的，并且这些实施例将对本领域技术人员全面地传达本专利技术的范围。贯穿本文，相同标号指示相同元件，而且点撇符合(如果使用了的话)表示备选实施例中的类似元件。在以下论述中，阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术的透彻理解。但是，对本领域技术人员显而易见的将是，可在没有这样的具体细节的情况下实践本专利技术。另外，对于大部分来说，省略了关于油井钻探、传送操作等的细节，因为不认为这样的细节对获得本专利技术的完整理解是必要的，并且认为这样的细节在相关领域技术人员的技术之内。参照图I和图2，立管张紧器组件11对立管13提供张紧，立管13使其下部端固定到海底装备上，例如海底井头组件(未显示)。立管张紧器组件11具有图1_4、8A和9-14中显示的张紧位置和图5和7中显示的传送位置。在传送位置上，缸体组件19与张紧器环21分离，并且置于垂直于甲板17的竖直位置上，如在图5和图7中显示以及在下面更加详细地描述的那样。照这样，立管张紧器组件11不阻挡在甲板17中的开口 15，从而允许有最大量的空间用于传送立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.11 US 61/442,073;2011.03.25 US 13/072,2331.一种用于在立管(13)中保持张力的张紧器(11)，所述立管(13)具有轴线(39)，并且从海底井头组件延伸通过浮动平台甲板(17)中的开口(15)，所述张紧器(11)包括 联接到所述立管(13)上的张紧器环(21)； 多个液压-气动缸体(35)，其各自在相对的端上具有柔性接头(33)，以将所述缸体(35)联接在所述甲板(17)和所述张紧器环(21)之间； 通过远程促动，所述多个液压-气动缸体(35)能够在至少一个平面上在传送位置和张紧位置之间运动；以及 所述缸体(35)适于在从所述传送位置运动到所述张紧位置之后自动联接到所述张紧器环(21)上。2.根据权利要求I所述的张紧器(11)，其特征在于 所述多个缸体(35)包括缸体对(35G，35G')，各个缸体对(35G，35G')具有第一缸体(35G)和第二缸体(35G')，所述第一缸体和所述第二缸体(35G，35G')具有沿周向布置在所述开口(15)的周围的下部端，使得各个缸体对(35G，35G')中的所述第一缸体(35G)的所述下部端在所述第二缸体(35G')的所述下部端的附近； 所述第一缸体(35G)的上部端从穿过所述第一缸体(35G)的所述下部端和所述轴线(39)的平面(42)偏移而联接到所述张紧器环(21)上；以及 所述第二缸体(35G')的上部端从穿过所述第二缸体(35G')的所述下部端和所述轴线(39)的平面(44)偏移而联接到所述张紧器环(21)上，所述第二缸体(35G')的偏移等于所述第一缸体(35G)在相反的方向上的偏移,从而导致所述第一缸体和所述第二缸体(35G,35G/ )在相反的方向上施加旋转力。3.根据权利要求I所述的张紧器(11)，其特征在于，所述张紧器(11)进一步包括多个机械止动器(31)，以限制所述缸体(35)相对于所述立管轴线(39)的枢转，各个机械止动器(31)适于在对应的缸体(35)的外部联接到所述甲板(17)上，以限制对应的缸体(35)的向外倾斜。4.根据权利要求I所述的张紧器(11)，其特征在于，所述张紧器(11)进一步包括多个可延伸的流体定位缸体(53)，其各自联接到所述液压-气动缸体(35)中的一个上，以在所述立管(13)安装到所述张紧位置上时，使各个液压-气动缸体(35)从所述传送位置倾斜。5.根据权利要求I所述的张紧器(11)，其特征在于，所述张紧器(11)进一步包括 导引滚子组件(23)，其适于安装到所述甲板(17)上，并且沿着所述立管(13)滚动；以及 引导器套管(61)，其平行于所述立管(13)从所述张紧器环(21)延伸，并且适于与所述导引滚子组件(23)的滚子(47)相互作用，使得当所述立管(13)相对于所述甲板(17)旋转时，所述引导器套管￠1)将通过所述导引滚子组件(23)所施加的反作用力来抵抗所述张紧器(11)和所述立管(13)的旋转。6.根据权利要求I所述的张紧器(11)，其特征在于，所述引导器套管￠1)限定轴向槽口(73)，以接收所述滚子(47)，以及允许所述滚子(47)抵靠所述立管(13)的表面。7.根据权利要求I所述的张紧器(11)，其特征在于，所述张紧器(11)进一步包括 安装到所述张紧器环(21)的下部部分上的多个导引接受器(22)，各个导引接受器(22)对应于相应的液压-气动缸体(35)；所述导引接受器(22)各自限定适于接收相应的缸体(35)的上部端的内部腔体；以及 多个接合组件，其安装到所述导引接受器(22)和所述缸体(35)的所述上部端上，使得在各个缸体(35)的所述上部端插入导引接受器(22)的相应的内部腔体中时，所述缸体(35)将自动联接到所述张紧器环(21)上。8.根据权利要求7所述的张紧器(11)，其特征在于，所述接合组件包括 由所述缸体(35)的上部端(33)的外表面限定的环形通道； 安装在所述环形通道内且偏置到径向外部位置的锁定环(36)； 限定在所述导引接受器(22)的内径表面中的锁定通道(28)； 所述锁定环(36)和所述锁定通道(28)具有匹配的配合轮廓，所述匹配的配合轮廓适于允许相对于彼此沿轴向向上运动以及在所述锁定环(36)插入所述锁定通道(28)中时阻止相对于彼此沿轴向向下运动； 在所述锁定环(36)的轴向下方包围所述缸体(35)的所述上部端的回缩环(52);以及 所述回缩环(52)适于沿轴向向上运动，以及释放所述锁定环(36)与所述锁定通道(28)的接合。9.根据权利要求I所述的张紧器(11)，其特征在于，当所述立管(13)相对于所述甲板(17)倾斜时，所述多个缸体(35)内的各个缸体(35)能够采取不同的延伸量。10.一种用于在立管(13)中保持张力的张紧器(11)，所述立管(13)具有轴线(39)，并且从海底井头组件延伸通过浮动平台甲板(17)中的开口(15)，所述张...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·阿克塞尔，J·W·小帕利尼，S·M·王，TJ·马，
申请(专利权)人：韦特柯格雷公司，
类型：发明
国别省市：