用于更换流体旋转头的外圆环形环的方法以及流体旋转头技术

一种用于更换流体旋转头(1)的外圆环形环的方法，该流体旋转头适合于允许穿过旋转接口在连接于海床的流体线的端部和在用于气体和油生产的船舶上的产品管路之间的流体传输，其中旋转头(1)包括内圆环形环(3)和外圆环形环，环被定位为使其毗邻的圆柱形表面紧靠，以界定在内圆环形环和外圆环形环的周边相对面之间的用于接收流体的室(2)，其中内圆环形环(3)适合于连接到流体线的端部，并且其中外圆环形环适合于连接到船舶上的产品管路，其中该方法包括以下步骤：移除外圆环形环，借助于第一半圆形元件(10)和第二半圆形元件(20)更换外圆环形环以及借助于固定工具把第一半圆形元件(10)固定于第二半圆形元件(20)，以形成旋转头的更换外圆环形环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于更换流体旋转头(fluid swivel)的外圆环形环(outerannularring)的方法，其中流体旋转头适合于允许穿过旋转接口在连接于海床的流体线的端部和在气体和油生产的船舶上的产品管路之间的流体传输。本专利技术更具体地涉及用于更换外圆环形环或高压力旋转头的方法。流体旋转头在一结构中使用，该结构允许用于气体和油生产的船舶被连接于地球静止导管(geo-stationary duct)，该地球静止导管用于把烃类从海床朝向船舶输送，或用于把以液体或气体形式的流体，例如水注射到用于加压目的的井中或将例如CO2注射在废井或储气库中。该结构允许船舶相对于该地球静止导管随风摆动(weathervane),同时保持在地球静止导管的端部和在船上的产品管路之间的流体潮汐连接。
技术介绍
从WO 98/31963,已知具有用于接收烃类的环形室(toroidal chamber)的旋转头。环形室被静止的内壁和旋转的外壁包围。静止的内壁设置有用于把烃类从连接于海床的流体线朝向环形室供应的第一引导器。旋转的外壁设置有另外的引导器，以允许烃类朝向在船舶上的产品管路前进。为了界定两个壁之间的环形室，内壁和外壁被定位为使其毗邻圆柱形表面紧靠，由此相对小的上圆环形间隙和下圆环形间隙在环形室的任一侧上的壁的毗邻圆柱形表面之间形成。在本领域中，该间隙也被称为‘密封挤出间隙’。为了避免任何泄漏，这些间隙借助于密封元件来密封。这些密封元件通常包括具有U形或V形的形式的弹性地可变形的密封环。操纵具有有限的气体含量的液体或原油的旋转头的密封还可以使用在环形室的任一侧的双重密封装置来实现。第一或主要密封部被定位为最接近于环形室并且承载全压力。第二或次要密封部被定位在离第一或主要密封部一距离处并且作用为在第一或主要密封部就要破裂时提供备用。在已知的旋转头中，间隙被设计为具有最小开口。然而，最小的间隙宽度必须被保持，使得旋转头的内壁和外壁的可能偏转将不会引起两个元件接触彼此并且从而防止两个旋转头元件的相对旋转。通常，根据以上的类型的旋转头将是被定位在转塔(turret)中的旋转头堆栈(swivel stack)的部分。海底烃类结构,例如油或气井,通过从海的底部延伸至船舶的一个或多个升降器而连接于漂浮产品、储存和卸载船舶(FPSO)。借助于旋转头，升降器每个连接于转塔上的管路结构，生产船舶可以在转塔周围随风摆动，以根据流向和主风调整其位置。每个产品升降器的地球静止部分连接于旋转头堆栈中的相应的旋转头的静止内环。用于把烃类分布于船舶的随风摆动部分的生产管路连接于每个旋转头的外圆环形环，该外圆环形环可以与随风摆动的船舶一起围绕旋转头的固定定位内环旋转。为了使内壁和外壁的由于压力效应引起的可能变形减到最少，已知的旋转头壁由具有高至240mm的壁厚度的铸钢制造，以用于具有2m的直径的旋转头。变形因此被内壁和外壁的重力质量而防止。这些措施的效果是具有2m直径的旋转头可以重20吨或更多。当设计旋转头时，不仅内壁和外壁的变形应当被最小化，而且设计还应当确保应力保留在由压力容器规范规定的限制内。在使用中，旋转头以及具体地旋转头的外部分被暴露于重负荷和重要的温度变化。被供应至旋转头的烃类经常具有在20至120°C的数量级的温度。在流体传输期间，外壁将被外部环境空气冷却，尤其是当旋转头暴露于外部天气环境时以及当风直接地吹在旋转头的外部时。与外壁形成对比，内壁将保持相对地热。内壁和外壁之间的温度差异还可以在经由旋转头传输的流体非常冷时是重要的； 这是用于允许液化气体，例如LPG、LNG、CO2和任何其他的冷或低温流体的传输的旋转头的情况。通常，旋转头被暴露于高压力。为了本专利技术的目的，词语高压力意在包括50巴和更高的压力。旋转头的环形室中的压力可以容易地超过200巴的压力。因为在其下使用旋转头的极端条件，可能的是，在旋转头的寿命期间，外圆环形环存在缺陷并且必须被更换。因为每个旋转头是被定位在转塔中的旋转头堆栈的部分的事实，旋转头中的外圆环形环的移除和更换是极端地复杂的。因为毗邻旋转头的存在，几乎没有把旋转头的外圆环形环向上或向下运动的空间。为了更换旋转头的外圆环形环，旋转头必须被从旋转头堆栈完全地移除。一旦外圆环形环已经被更换，旋转头就可以被定位在旋转头堆栈中并且被用于其正常功能。根据现有技术，旋转头堆栈中的外圆环形环的更换通过使用邻近于转塔的驳船(barge)进行，该驳船设置有提升工具，以移除旋转头堆栈的不同的部分，以创造用来更换已经达到其寿命终点的外圆环形环的足够可接近性。可选择地，船舶应当被从生产线完全地割断并且应当被航行至工场，例如在岸上，以便在岸上进行旋转头零件的更换。在实践中，旋转头堆栈的移除和旋转头的外圆环形环的更换可能耗费几个月。在离岸技术中，任何系统的停机时间都是极端地昂贵的。因为所使用的密集型设备的成本以及人员的成本，应当将任何停机时间限制到绝对最小值。为了避免上文描述的与旋转头零件的更换相关的问题中的至少某些，本专利技术的目的是提供用于更换旋转头的外圆环形环的方法，该方法在时间和成本二者上都是高效的。专利技术概述本专利技术涉及用于更换流体旋转头的外圆环形环的方法，所述流体旋转头适合于允许穿过旋转接口在连接于海床的流体线的端部和在用于气体和油生产的船舶上的产品管路之间的流体传输，其中所述旋转头包括内圆环形环和外圆环形环，所述环被定位为使其毗邻的圆柱形表面紧靠，以界定在所述内圆环形环和所述外圆环形环的周边相对面之间的用于接收流体的室，其中所述内圆环形环适合于连接于所述流体线的所述端部，并且其中所述外圆环形环适合于连接于在所述船舶上的所述产品管路，其中所述方法包括以下步骤-移除所述外圆环形环，-借助于用于共同地形成环的至少两个圆形节段更换所述外圆环形环，以及-借助于固定工具把所述至少两个圆形节段固定于彼此，以形成所述旋转头的更换外圆环形环。在本文本中，使用词语“内圆环形环”。该词语参考旋转头的内零件。其可以指旋转头的内核心，因此旋转头的内核心据此不是环，而是包括多个流体路径的圆柱。根据本专利技术，现有的外圆环形环不能被具有相同的尺寸和维度的新外圆环形环来代替，而是被包括至少第一圆形节段和第二圆形节段的外圆环形环来代替。在本文本中，使用词语“圆形节段”。该词语参考基本上是环的部分的元件。本专利技术的基本思想是通过一旦被固定在一起就形成更换外圆环形环的圆形节段来代替单一的实心外圆环形环。在使用两个圆形节段的情况下，那些圆形节段将具有半圆形元件的形式。在使用三个圆形节段的情况下，每个圆形节段将例如提供最终的外圆环形环的百分之331/3等。使用多个圆形节段代替一个外圆环形环的效果是，最初的外圆环形环可以被就地移除，并且一旦最初的外圆环形环已经被移除，形成更换圆环形环的节段就可以被放置在合适的 位置中。根据本专利技术，该至少两个圆形节段借助于固定工具，例如一系列螺栓来连接。根据本专利技术的优选实施方案，固定工具用来把第一节段和第二节段抵着彼此固定。此后，焊接线在内圆环形表面处在该第一圆形节段和该第二圆形节段之间的接触线处形成。该金属到金属接触部要求具有中空部分的外部元件的特别形状以向接触表面给予弹性效应。该永久接触部被认为是第一密封屏障。根据本专利技术，具有由焊接线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：西里尔·埃夫拉尔，克里斯蒂安·兰德里亚纳里凡尼，
申请(专利权)人：单浮筒系泊公司，
类型：
国别省市：