具有多轴自由度的张紧器缸连接件制造技术

本发明专利技术涉及具有多轴自由度的张紧器缸连接件，具体而言，具有两个轴向自由度的联接器将液压气动缸联接到安装至平台的立管张紧器的张紧环。支柱沿着缸的轴线延伸，并且中间套筒布置在支柱周围而形成支柱环形空间。外套筒被固定至张紧环并限定一空腔，支柱和中间套筒插入该空腔中，使得环形空间形成于该套筒与外套筒之间。外套筒联接到中间套筒，使得外套筒可相对于中间套筒在外套筒与中间套筒之间的联接器上枢转。中间套筒联接到支柱，使得中间套筒可相对于支柱在中间套筒与支柱之间的联接器上枢转。

【技术实现步骤摘要】
具有多轴自由度的张紧器缸连接件本申请要求授予Aksel等人、题为“TensionerCylinderConnectionswithMultiaxialDegreesofFreedom”、于2011年11月8日提交的美国临时专利申请No.61/557,231的权益和优先权，该申请在此以引用的方式整体并入。
本专利技术大体上涉及海洋立管张紧器，并且具体而言，涉及用具有多轴自由度的张紧器缸连接件(tensionercylinderconnection)来适应立管倾斜的上推式张紧器。
技术介绍
离岸采油平台必须支撑来自油气井的从海底井延伸到平台的采油立管。对于固定在海底的平台而言，这是易于实现且在本领域中是公知的。然而，对于需要使用诸如张力腿平台(TLP)或半潜式平台的浮动平台的深水海底完井而言，支撑立管呈现重大问题。这些平台在波浪、风和水流的影响下移动并承受各种力。因此，立管张紧机构必须容许平台相对于立管移动。立管张紧机构还必须维持立管张紧，使得立管的整个重量不会传递到井口并使得立管不会在其自重下坍塌。因此，张紧机构必须在立管上施加连续的张紧力。此外，必须将该力维持在较窄公差内。上推式张紧器在海底应用中具有若干优点，一个优点是该张紧器与其它类型的张紧器相比在较小空间中适应较高载荷。这部分因为上推式张紧器使用更高效的活塞端部且在端部连接处不需要张拉装置。另外，上推式张紧器中的压力未作用于缸的杆侧。在大海风大浪急且浮动平台经历大范围竖直运动的情况下，上推式张紧器能更好地适应竖直运动。另外，上推式张紧器的使用可减小它们必须在其中操作的盐水环境的腐蚀作用，这是因为张紧器的高压密封件未邻近该氛围定位并与腐蚀性的流体和碎屑隔离。TLP在较深的水中提供了稳定的钻井平台。在TLP中，张力腿从平台向下延伸到位于海床处的锚。张力腿是相对无弹性的，意味着消除了平台的大部分竖直运动。TLP允许井口组件位于水面上而非海床上。立管将通常从井口组件向下延伸到海床。这一设置允许更简单的完井和更好的采油控制。然而，在TLP中，立管可相对于TLP从竖直方向倾斜。立管从竖直方向倾斜的量在运转期间不是静态的并且随时间变化。虽然希望使用TLP和RAM型这两种上推式张紧器，但由于变化的立管倾斜，迄今为止构建的RAM型上推式张紧器目前不适于与TLP联用。在以前的RAM系统中，缸保持与立管串联，这允许立管的小间距。因此，需要用于TLP中的可随立管倾斜的上推式立管张紧器。
技术实现思路
通过提供了一种上推式张紧器的本专利技术的优选实施例，大致解决或回避了这些和其它问题，并且大致实现了技术优点，所述上推式张紧器用具有多轴自由度的张紧器缸连接件来适应立管倾斜。根据本专利技术的一实施例，公开了一种用于在立管中维持张力的张紧器，该立管具有轴线并从海底井口组件延伸穿过浮动平台甲板中的开口。张紧器包括联接到立管的张紧环(tensionerring)以及多个液压气动缸，每个缸在一端上具有至少一个柔性联接器，用于将缸联接在甲板与张紧环之间。每个柔性联接器包括联接到缸的下部部件、由第一销枢轴联接到下部部件的中间部件以及由第二销枢轴联接到中间部件的上部部件。第一销与第二销彼此间隔开且垂直，使得上部部件可相对于中间部件在第二销上枢转并且下部部件可相对于中间部件在第一销上枢转。根据本专利技术的另一实施例，公开了一种用于在立管中维持张力的张紧器，该立管具有轴线并从海底井口组件延伸穿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环以及多个液压气动缸，每个缸在一端上具有至少一个柔性联接器，用于将缸联接在甲板与张紧环之间。将缸固定到张紧环的每个柔性联接器包括沿着缸的轴线延伸的支柱和围绕支柱布置而形成支柱环形空间的中间套筒。柔性联接器还包括固定到张紧环并限定一空腔的张紧环套筒，支柱和中间套筒插入该空腔中，使得环形空间形成于该套筒与张紧环套筒之间。张紧环套筒联接到中间套筒，使得张紧环套筒可相对于中间套筒在张紧环套筒与中间套筒之间的联接器上枢转。中间套筒联接到支柱，使得中间套筒可相对于支柱在中间套筒与支柱之间的联接器上枢转。根据本专利技术的又一实施例，公开了一种用于在立管中维持张力的张紧器，该立管具有轴线并从海底井口组件延伸穿过浮动平台甲板中的开口。张紧器包括联接到立管的张紧环以及多个液压气动缸，每个缸在一端上具有至少一个柔性联接器，用于将缸联接在甲板与张紧环之间。每个柔性联接器包括：缸转接器，其联接到缸的一端并具有与缸相反地从缸转接器延伸的两个支柱；定位在缸转接器的支柱之间的内枢轴，第一销穿过支柱的上端和内枢轴的上端；以及转接器闭锁组件，其具有从基座部件延伸的两个叉状物和与叉状物相反地从基座部件延伸的突出部，第二销穿过叉状物的与基座部件相反的端部和内枢轴的下部。第一销与第二销彼此间隔开且垂直，使得缸转接器可相对于内枢轴在第一销上枢转并且转接器闭锁组件可相对于内枢轴在第二销上枢转。根据本专利技术的另一实施例，公开了一种联接器，该联接器具有两个轴向自由度以将液压气动缸联接到用于张紧器的张紧环，该张紧器构造成在具有轴线并从海底井口组件延伸穿过浮动平台甲板中的开口的立管中维持张力。联接器包括固定到缸的缸板，该缸具有与缸相反地沿着缸板的轴线延伸的支柱和围绕支柱布置而形成支柱环形空间的中间套筒。联接器还包括固定到张紧环并限定一空腔的张紧环套筒，支柱和中间套筒插入该空腔中，使得环形空间形成于该套筒与张紧环套筒之间。张紧环套筒联接到中间套筒，使得张紧环套筒可相对于中间套筒在张紧环套筒与中间套筒之间的联接器上枢转。中间套筒联接到支柱，使得中间套筒可相对于支柱在中间套筒与支柱之间的联接器上枢转。根据本专利技术的再一实施例，公开了一种用于向穿过浮动离岸平台的甲板延伸的立管施加张力的方法。该方法将具有多个液压气动缸的张紧器组件安装在甲板与立管之间，并且在每个缸的一端与安装至立管的张紧环之间提供铰接联接。铰接联接包括将支柱安装至缸的一端，并且将套筒定位在支柱周围，使得支柱和套筒绕支柱的轴线是共轴的。该方法将套筒联接到支柱，使得套筒相对于支柱在第一轴线上枢转。该方法将张紧环套筒定位在套筒周围，使得套筒布置在联接器的空腔内，并且该方法将张紧环套筒联接到套筒和支柱，使得张紧环套筒相对于支柱在第二轴线上枢转。该方法将张紧环安装到联接器的与支柱相反的凸起，并且该方法响应于联接到张紧环的立管与平台之间的相对运动而使缸在第一和第二轴线上枢转。优选实施例的一个优点在于，它提供了可在缸与张紧环的联接处使用具有多个旋转自由度的联接器来适应张力腿平台(TLP)上的大载荷的上推式立管张紧器。另外，所公开的实施例由于它们安放在张力腿平台甲板上方而非下方而不易腐蚀。这也减少了对用以支撑立管张紧器的附加甲板结构的需求。所公开的实施例还消除了在使用数量较少的缸时的高压力蓄积。附图说明为了取得并可更具体地理解本专利技术的特征、优点和目的以及其它将变得显而易见的方式，可以参考在附图中示出的本专利技术的实施例对以上简要概括的专利技术做出更具体的描述，附图形成本说明书的一部分。然而，应当指出，附图仅示出本专利技术的优选实施例且因此不被视为本专利技术的限制，因为本专利技术可许可其它等效实施例。图1是根据本专利技术的实施例的立管张紧器组件的剖视图。图2是图1的立管张紧器组件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在立管(13)中维持张力的张紧器(11)，所述立管(13)具有轴线(39)且从海底井口组件延伸穿过浮动平台甲板(17)中的开口(15)，所述张紧器(11)包括：张紧环(21)，其适于联接到所述立管(13)；多个液压气动缸组件(19)，每个缸组件在至少一端(33，35)上具有柔性联接器(37，41)，用于将所述缸组件(19)联接在所述甲板(15)与所述张紧环(21)之间；?其中，每个柔性联接器(37，41)包括：????下部部件(43，81)，其联接到所述缸组件(19)中的一个；????中间部件(53，83)，其由第一销(69，91)枢轴联接到所述下部部件(43，81)；以及????上部部件(59，85)，其由第二销(67，109)枢轴联接到所述中间部件(53，83)，所述第一销(69，91)和所述第二销(67，109)彼此间隔开且垂直，使得所述上部部件(59，83)能够相对于所述中间部件(53，83)在所述第二销(67，109)上枢转并且所述下部部件(43，81)能够相对于所述中间部件(53，83)在所述第一销(69，91)上枢转。

【技术特征摘要】
2011.11.08 US 61/557231;2012.08.17 US 13/5888121.一种用于在立管(13)中维持张力的张紧器(11)，所述立管(13)具有轴线(39)且从海底井口组件延伸穿过浮动平台甲板(17)中的开口(15)，所述张紧器(11)包括：张紧环(21)，其适于联接到所述立管(13)；多个液压气动缸组件(19)，每个缸组件在至少一端(33，35)上具有柔性联接器(37，41)，用于将所述缸组件(19)联接在所述甲板(17)与所述张紧环(21)之间；其中，每个柔性联接器(37，41)包括：下部部件(43，81)，其联接到所述缸组件(19)中的一个；中间部件(53，83)，其由第一销(69，91)枢轴联接到所述下部部件(43，81)；以及上部部件(59，85)，其由第二销(67，109)枢轴联接到所述中间部件(53，83)，所述第一销(69，91)和所述第二销(67，109)彼此间隔开且垂直，使得所述上部部件(59，85)能够相对于所述中间部件(53，83)在所述第二销(67，109)上枢转并且所述下部部件(43，81)能够相对于所述中间部件(53，83)在所述第一销(69，91)上枢转。2.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于：所述下部部件(43)包括沿着所述缸组件(19)的轴线(39)延伸的支柱(47)；所述中间部件(53)包括内套筒，所述内套筒布置在所述支柱(47)周围且枢轴联接到所述支柱(47)，以在所述支柱(47)与所述内套筒(53)之间形成支柱环形空间；并且所述上部部件(59)包括限定空腔的外套筒，所述支柱(47)和内套筒(53)插入所述空腔中，使得外环形空间形成于所述内套筒(53)与所述外套筒(59)之间。3.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于：所述下部部件包括缸转接器(81)，所述缸转接器(81)联接到所述缸组件(19)的一端并且具有与所述缸组件相反地从所述缸转接器(81)延伸的两个支柱(87)；所述中间部件包括定位在所述缸转接器(81)的支柱(87)之间的内枢轴(83)，所述第一销(91)穿过所述支柱(87)的上端和所述内枢轴(83)的上端；并且所述上部部件包括转接器闭锁组件(85)，所述转接器闭锁组件(85)具有从基座部件(103)延伸的两个叉状物(101)和与所述叉状物(101)相反地从所述基座部件(103)延伸的突...

【专利技术属性】
技术研发人员：B阿克塞尔，JW小帕利尼，SM王，PJ波特，林炽杰，
申请(专利权)人：韦特柯格雷公司，
类型：发明
国别省市：