[发明专利]一种水下集成式生产输送立管系统及其安装方法

摘要

本发明公开了一种水下集成式生产输送立管系统及其安装方法，所述的系统包括生产立管组件、控制立管组件、组合浮筒和系泊装置；所述的组合浮筒包括外层浮筒和内层浮筒；所述的内层浮筒嵌套于外层浮筒内。本发明的外层浮筒负责提供系泊缆绳张紧力，各个内层浮筒分别负责提供相应的单根刚性生产立管或刚性保护管的顶张紧力，实现了系泊装置与所有立管的垂向受力以及运动的解耦，也实现了各个立管之间的受力以及运动的解耦，提高了刚性生产立管的在位性能要求。本发明的柔性控制管缆的下段管缆统一集成装配于刚性保护管内，从而避免引发复杂的驰振破坏问题。本发明的内层浮筒可沿外层浮筒的滑道自由升降，满足刚性生产立管的热膨胀要求。

主权项

一种水下集成式生产输送立管系统，其特征在于：包括生产立管组件、控制立管组件、组合浮筒(15)和系泊装置(14)；所述的生产立管组件包括柔性生产立管(31)与刚性生产立管(41)，所述的控制立管组件包括刚性保护管(40)和柔性控制管缆(30)，所述的组合浮筒(15)包括外层浮筒(1)和内层浮筒(5)；所述的内层浮筒(5)嵌套于外层浮筒(1)内；所述的外层浮筒(1)主体为环柱体结构，外层浮筒(1)外壁底部边缘连接四个悬臂浮筒(2)，四个悬臂浮筒(2)沿周向均布，呈辐射状，悬臂浮筒(2)末端采用桁架结构，桁架结构的外端连接系泊缆绳，外层浮筒(1)由四根系泊缆绳系泊在海床(21)上；外层浮筒(1)内壁沿圆周均布四条竖直滑道(3)，滑道(3)贯穿整个外层浮筒(1)内壁；在相邻两竖直滑道(3)之间的内壁中央，离浮筒底端1/3柱高处设置限位体A(4)；所述的内层浮筒(5)主体为圆柱体结构，内层浮筒(5)外壁沿圆周均布四个竖直凸出体(6)，凸出体(6)宽度B1小于滑道(3)的宽度B，凸出体(6)与内层浮筒(5)等高；所述的凸出体(6)位于外层浮筒(1)的滑道(3)中；在相邻两凸出体(6)之间的外壁中央，离浮筒底端1/2柱高处设置限位体B(7)，限位体B(7)与位于外层浮筒(1)上的限位体A(4)相配合，限制内层浮筒(5)与外层浮筒(1)的相对竖直运动；所述的刚性生产立管(41)的顶端穿过内层浮筒(5)的立管通道(11)，并与内层浮筒(5)顶部连接；所述的刚性生产立管(41)的底端连接应力接头(42)，应力接头(42)的底端连接海底井口球形阀(45)；所述的井口球形阀(45)与海底井口头(43)连接，并集成控制模块A(46)；所述的井口球形阀(45)在工作状态下，与刚性生产立管(41)联通；在紧急情况下旋转90度，关闭刚性生产立管(41)与海底井口头(43)的连接通道；所述的柔性生产立管(31)的底端与刚性生产立管(41)顶端连接，所述的柔性生产立管(31)的顶端与干式采油树(22)连接；所述的干式采油树(22)位于干式采油平台(25)的甲板上；所述的刚性保护管(40)的顶端穿过内层浮筒(5)的立管通道(11)，并与内层浮筒(5)顶部连接；所述的柔性控制管缆(30)由上段管缆和下段管缆组成，所述的刚性保护管(40)为下段管缆提供安装与保护通道；所述的刚性保护管(40)顶端设置管缆接头，上段管缆和下段管缆通过管缆接头连接；所述的刚性保护管(40)底端与应力接头(42)连接，应力接头(42)的底端与控制模块B(47)连接，控制模块B(47)的底端固定在刚性保护管基座(44)上；所述的柔性控制管缆(30)用于控制井下化学试剂注入，进行井下压力和温度信息采集，控制井下安全阀的闭合以及控制井口球形阀(45)的闭合；所述的柔性控制管缆(30)的顶端与控制中心(23)连接、其底端穿过刚性保护管(40)与控制模块B(47)连接；所述的控制中心(23)位于干式采油平台(25)的甲板上；所述的外层浮筒(1)与系泊装置(14)连接；所述的控制模块A(46)与控制模块B(47)之间通过飞线(48)连接，所述的飞线(48)为信号线缆。