[实用新型]浮式海洋石油天然气生产平台的立管张紧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋石油天然气生产平台的立管张紧系统，尤其是关于一种浮式海洋石油天然气生产平台的立管张紧装置。

背景技术

浮式海洋石油天然气生产平台用于海洋石油天然气的采集，典型如张力腿平台、半潜式平台。与固定式生产平台相比，其工作水深更深，最大工作水深可达3000m，平台浮于海面，通过锚链或动力系统在海面上定位。生产平台与海底油气井口之间通过立管连接，立管由钢管段通过螺纹连接而成，将海底油气输送至生产平台。

由于立管为细长的杆结构，随着工作水深的增加，在工作过程中由于自身重力的作用可能发生屈曲甚至垮塌，由此而导致油气泄漏。另外，由于波浪、潮汐、压舱重量变化等，浮式生产平台在垂直海平面方向上的位置随时发生变化，因此平台对立管的作用力也不断发生变化，剧烈的升降运动会导致立管的破坏。在立管的顶端即平台与立管连接处必须采用张紧系统，可使立管处于受拉张紧状态，以避免受压失稳的状况发生。同时张紧系统可以补偿平台的升降运动，保持立管中的张紧力为定值。立管张紧系统采用冗余设计，应用多个张紧器提供对立管的拉力，以提高张紧系统的可靠性。

传统的立管张紧器多采用滑轮组的形式，立管张紧器的两端为滑轮，通过钢丝绳分别与张力环及平台连接，但存在布置复杂，月池(中心井)上方操作空间拥挤，维护工作频繁的不足之处。

实用新型内容

本实用新型的目的是，为克服现有浮式海洋油气生产平台立管张紧状纸结构中的不足，而提出一种结构紧凑、工作可靠、可使浮式海洋油气生产平台立管保持张紧状态的装置。

为实现此目的，采用如下的技术方案：一种浮式海洋石油天然气生产平台的立管张紧装置，其特征是在一个由缸体、活塞和连杆构成的液压油缸内，位于活塞顶部的上部缸腔设有油管连通一个低压储能室，液压油缸内位于活塞连杆的下部缸腔设有油管连通一个高压储能室；高压储能室是在一个封闭的缸筒内设有浮动活塞，缸筒的底部设有油管接入液压油缸的下部缸腔，浮动活塞的上部缸腔内充置有压缩氮气；低压储能室是在一个封闭的缸筒内设有浮动活塞，缸筒的底部设有油管接入液压油缸的上部缸腔，浮动活塞的上部缸腔内充置有压缩氮气；液压油缸的缸顶固置有环形接头；连杆的输出端设有环形接头。

按本方案实施的浮式海洋油气生产平台立管张紧装置，可使生产立管在工作过程中始终处于张紧状态，避免因自重以及平台的升沉运动引起的破坏。本实用新型结构合理紧凑，对减少平台甲板空间的占用和降低工作过程中的维护强度以及提高了系统的可靠性等方面，具有积极作用。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的剖面结构示意图；

图2是张力环的俯视示意图；

图3是本实用新型处于海浪波峰时的状态示意图；

图4是本实用新型处于海浪波谷时的状态示意图。

具体实施方式

结合附图作进一步的具体说明。本实施例所述的立管张紧装置是在一个由缸体12、活塞13和密封圈130及连杆14构成的液压油缸1内，位于活塞顶部的上部缸腔120设有由油管9连通低压储能室16，液压油缸1内位于活塞连杆的缸腔121设有由油管8连通的高压储能室15；其中，高压储能室15是在一个封闭的缸筒内设有浮动活塞150，缸筒的底部设有油管8接入液压油缸1的下部缸腔121的底部，浮动活塞150的上部缸腔内充置有压缩氮气N₂；低压储能室16是在一个封闭的缸筒内设有浮动活塞160，缸筒的底部设有油管9接入液压油缸1上部缸腔120的顶端，浮动活塞160的上部缸腔内充置有压缩氮气N₂。为便于张紧装置与平台4和甲板3的连接，在缸体12的缸顶固置有环形接头11，在连杆14的输出端设有环形接头140。

本实施例的装置在实际应用中，将6个张紧装置的6个环形接头11分别通过卸扣连接于甲板3位于立管5的周围，而6个张紧装置的6个连杆的环形接头140通过卸扣分别连接于张力环2，立管5的下端与固定在海床7的水下井口6相连接，顶部由张力环2支撑，受张紧装置和张力环作用张紧。张力环2(图2)由两个半圆环结构组成，通过螺栓组21连接并夹紧固定于立管5上。液压油作用在活塞上的压力形成的压差与立管对立管张紧装置的拉力互相平衡。低压储能室16的作用一是使活塞13在油缸1中处于良好的润滑状态，二是当立管对张紧装置的作用力突然大幅减小时产生缓冲，降低瞬时冲击。