[其他]无旋转接头连接设备

说明书

在海底石油和海底天然气的开采中，烃类通过管形提升器，从海底的井中输送到一艘船只或一个采油浮动容器，把烃类引进船舱内。当船舱装满后，典型的办法是把船舶和提升管的连接断开，向海岸储存槽附近的地点或地面运输设备转运。由于船舶在和提升管连接时，它的线必须和环境海面的波前垂直，因此必须设置条件，使船舶可以绕一条垂直轴线相对于提升管接头旋转。这点是必需的，因为采到的烃类流动必须从提升管转运到船只的舱里去，由于海面的波浪的作用，船只必须连续绕提升管旋转。

一般使用旋转接头作提升管和船只之间的旋转连接。这种旋转接头要求有一个密封件，并且一般在任何时间都承受机械应力。保持密封的完整，和承受机械应力是困难因素，尤其是在高压下把烃类流体从提升管向船只输送的时候。用有旋转密封件的旋转接头，不如使用有刚性无滑动压力密闭接头的软管或挠性钢管。但是挠性管系统和旋转接头不同，在一个方向只能旋转几度。

在先有技术领域里，有许多类型的挠性接头器件，只允许在每一个方向上作有限的旋转。这种器件一般只允许在两个方向上作圆弧的一个小分数的旋转。在顺时针方向尽头和逆时针方向尽头之间的中间位置上移动的挠性管的松散圈，会产生机械性和结构形式上的问题。挠性管的“五月柱”（Maypole）或“肥皂箱导向”（Soap    Box    Steering）的结构形式，对绕性管施加张力负荷和扭力负荷，更把问题复杂化。

由于伴随流体提升管和从提升管接受流体的浮动容器之间传统接头结构所出现的问题，有需要改进这种提升管和一个活动容器之间的机械连接。本发明由于提供了把提升管和容器连接的下述无旋转接头设备而满足了这种需要。

本发明的设备包括一对在垂直方向上有距离的可相对旋转的元件，最好形式为一对有同轴线的圆盘。下面的元件和提升管连接，上面的元件和一个活动支承件连接，并随之活动，这活动支承件例如是在环境海面飘浮的容器。提升管可以是一根挠性钢管，或挠性软管，或挠性电缆。

有一根导管段和提升管的上端连接，或者是安装设备上的提升管的一部分，当两旋转元件互相作相反方向的旋转，转过大于360°的圆弧，例如作两周或周以上的旋转时，便把导管送到元件上面，或从元件上退下。导管围绕一个圆盘形元件的半圆部分通过，这元件的轴线和相对旋转的元件的轴线垂直。并且，这元件围绕有滚动关系的两元件的共同轴线旋转。当这元件围绕这共同轴线向一个方向旋转时，导管段离开下元件而放到上元件上。相反，假如这元件向相反方向转动时，则导管段离开上元件而绕到下元件上面去。这样，假如导管有足够的长度，并且两元件相当大，便可以使支承件在一个方向上旋转，通过一个大于360°的圆弧，例如两用或两用以上，然后支承件可以反转。这个目的可以不用传统的旋转接头，密封件等之类而达到。

在典型的安排中，在把导管段放在下元件的上表面上时，就被下元件支承，当把导管段放到上元件时，则由上元件下表面附近的有间隔的支承件支承。当上元件相对于下元件旋转时，旋转件在上下元件的外周边附近，绕两元件的中心轴旋转。现举例说明，当上元件围绕它的中心轴线，相对于下元件旋转一周时，旋转件便在相应的方向上，绕中心轴前进了半周。当上元件通过第二周后，这元件就绕中心轴转满一周，便把导管全部放在两个元件中之一个上。使两元件向相反的方向旋转，那么在两元件作相对的两周旋转以后，就把导管放到另一元件上面了。在这过程中，导管的进和出需要有相对的两满周的旋转。

在同样的两个元件之间，可以安排多根导管，方法是把导管放在元件的同心的路程上。此外，在垂直方向上累叠一对以上的元件，可以使导管作两周以上的进退，全部旋转元件除最下面的一个外，都相对于提升管或导管旋转，上面连接一个活动支承件。

本发明的主要目的，是提出一种改进的设备，把一个导管和一个可以相对于导管并围绕导管旋转的支撑件连接，使支承可以向两个相反的方向之中一个方向，通过一个相当长的弧线距离旋转，从而不需要用旋转接头和其他的限动器件，因此这设备适合作各种不同用途，包括把流体烃从海底，通过提升管，输送到环境海面上的一个飘浮的容器。

本发明的其他目的，随着下文说明书的叙述，参考对本发明作说明的附图，便可以有所了解。

附图内容如下：

图1是本发明的用于把一个提升管或导管和一个浮在环境海面上的容器连接的设备，本图为其简略透视图;

图2为设备的剖面放大透视图;

图3a，3b及3c为设备的简图，表示使图1中的容器，在一对相反的方向中的一个方向上，相对于提升管或导管作两全周运转的过程;