一种深水FPSO转塔与钢性立管的连接装置

摘要

本发明涉及一种深水FPSO转塔与钢性立管的连接装置，其特征在于：它包括一柔性立管、一I型管、一支撑块、一定中心器和一止曲器。通过本发明不但可以将成本较低的钢性立管直接连接在FPSO转塔上，使得深水水域作业的FPSO生产立管的选择不再局限于成本极高的单顶部拉伸立管、复合立管塔和柔性立管，而且降低了对FPSO转塔的立管接头的技术要求，一定程度上降低了成本。本发明虽然针对FPSO转塔设计，但还可以推广到其它形式的海上浮式结构与钢性立管的连接中。因此，本发明可以广泛应用于深海工程和深海油气资源开发领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种连接装置，特别是关于一种深水FPSO(Floating ProductionStorage and Offloading，浮式生产储卸油装置)转塔与钢性立管的连接装置。

背景技术

FPSO以其全海式操作、海域适应性强、可长期系泊、储存能力大、可转移重复使用、建造/改装周期短、费用低廉以及投资回报快等优势，在世界海上油气开发中得到广泛应用，成为海上油气生产的主流设施。随着海洋石油工业向深水领域的拓展以及边际油田的开发，都将孕育着FPSO的潜在市场及广阔的发展空间。FPSO通常具备大型的储油能力及较高的稳定性，但是由于FPSO的水线面较大，因此其在波能谱周期区段(3秒～25秒)及较慢变化的周期区段(>50秒)都会出现较大的运动响应。因此，FPSO的运动特性对其立管系统的设计提出了更高的要求。

随着海洋油气资源开发活动不断向深水发展，FPSO转塔的立管系统在油气开发生产成本所占的比重越来越大。目前在概念设计阶段，在深水领域与FPSO转塔相连接的立管类型包括：单顶部拉伸立管（Single Top-Tensioned Riser，STTR）、复合立管塔（Riser Tower，RT）、柔性立管（Flexible Riser，FR）和钢垂线立管（Steel CatenaryRiser，SCR）等。

单顶部拉伸立管/复合立管塔的柔性跳跃管与FPSO转塔直接相连，柔性跳跃管以其长度较短，管内液体较少，减小了对FPSO的载荷，因此在FPSO转塔的深水海域得到一定范围的推广，但是由于其造价昂贵，难以大面积推广使用。柔性立管也以其造价昂贵，难以大面积推广使用。钢性立管虽然较为经济实惠，但使用钢性立管直接连接FPSO转塔，则会造成FPSO转塔的立管接头承受较大的载荷，导致立管接头出现严重的疲劳损伤，给系统带来风险。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种深水FPSO转塔与钢性立管的连接装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种深水FPSO转塔与钢性立管的连接装置，其特征在于：它包括一柔性立管、一I型管、一支撑块、一定中心器和一止曲器；所述柔性立管的两端均设置有法兰，所述柔性立管的上端通过法兰紧固连接FPSO转塔，下端通过法兰紧固连接所述钢性立管；所述I型管套设在所述柔性立管的上部，其两端也设置有法兰，所述I型管的上端通过法兰与FPSO转塔刚性连接；所述支撑块套设在所述柔性立管和所述I型管的上端法兰之间；所述I型管内间隔设置有若干圆形凹槽，所述定中心器套设在所述柔性立管上且对应设置在所述I型管的圆形凹槽内；所述止曲器为一套设在所述I型管下端的所述柔性立管上的倒圆台形弹性橡胶管，所述柔性立管的外管壁与所述止曲器的内管壁相贴合；所述止曲器的上端通过其自带法兰结构紧固连接所述I型管的下端，所述止曲器的下端卡固在所述柔性立管外管壁上。

所述I型管内间隔设置两个圆形凹槽。

所述支撑块和所述定中心器为中空弹性橡胶圆环。

所述钢性立管采用钢垂线立管。

所述FPSO转塔通过多个该连接装置一一对应连接多个所述钢性立管。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用在FPSO转塔与钢性立管之间设置一柔性立管，并在柔性立管外套设I型管，从而有效避免了钢性立管与连接FPSO转塔直接相连而造成FPSO转塔的立管接头承受较大的载荷问题，而且通过I型管与FPSO转塔进行刚性连接，从而将本发明固定在FPSO转塔上。2、本发明采用在I型管下端设置止曲器，以增加柔性立管和I型管之间的弯曲刚度，从而减小柔性立管和I型管连接处的弯曲应力，提高此处柔性立管的疲劳寿命。通过本发明不但可以将成本较低的钢性立管直接连接在FPSO转塔上，使得深水水域作业的FPSO生产立管的选择不再局限于成本极高的单顶部拉伸立管、复合立管塔和柔性立管，而且降低了对FPSO转塔的立管接头的技术要求，一定程度上降低了成本。本发明虽然针对FPSO转塔设计，但还可以推广到其它形式的海上浮式结构与钢性立管的连接中。因此，本发明可以广泛应用于深海工程和深海油气资源开发领域。

附图说明

图1是本发明的应用状态示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括柔性立管1、I型管2、支撑块3、定中心器4和止曲器5。

其中，柔性立管1的两端均设置有法兰，柔性立管1的上端通过法兰紧固连接FPSO转塔6，下端通过法兰紧固连接钢性立管7，以便将钢性立管7中的油气通过柔性立管1输送到FPSO转塔6中。I型管2套设在柔性立管1的上部，其两端也均设置有法兰，I型管2的上端通过法兰与FPSO转塔6刚性连接，以保证柔性立管1垂直连接FPSO转塔6，便于输送油气。支撑块3套设在柔性立管1和I型管2的上端法兰之间，用于缓冲柔性立管1和I型管2之间的直接作用力，避免二者的直接作用而造成的结构损伤。I型管2内间隔设置有若干圆形凹槽，定中心器4套设在柔性立管1上且对应设置在I型管2的圆形凹槽内，以便固定柔性立管1在I型管2中的位置，防止柔性立管1与I型管2之间的碰撞和摩擦。止曲器5为一套设在I型管2下端的柔性立管1上的倒圆台形弹性橡胶管，柔性立管1的外管壁与止曲器5的内管壁相贴合。止曲器5的上端通过其自带法兰结构紧固连接I型管2的下端，止曲器5的下端卡固在柔性立管1外管壁上，用于增加柔性立管1和I型管2之间的弯曲刚度，以便减小柔性立管1和I型管2连接处的弯曲应力，提高此处柔性立管1的疲劳寿命。

上述实施例中，支撑块3和定中心器4为中空弹性橡胶圆环。钢性立管7采用钢垂线立管。

上述实施例中，I型管2内间隔设置两个圆形凹槽。

上述实施例中，FPSO转塔6可以通过若干上述连接装置一一对应连接若干个钢性立管7。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。