具有多軸自由度的張緊器缸連接件制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及具有多軸自由度的張緊器缸連接件，具體而言，具有兩個(gè)軸向自由度的聯(lián)接器將液壓氣動(dòng)缸聯(lián)接到安裝至平臺(tái)的立管張緊器的張緊環(huán)。支柱沿著缸的軸線延伸，并且中間套筒布置在支柱周?chē)纬芍еh(huán)形空間。外套筒被固定至張緊環(huán)并限定一空腔，支柱和中間套筒插入該空腔中，使得環(huán)形空間形成于該套筒與外套筒之間。外套筒聯(lián)接到中間套筒，使得外套筒可相對(duì)于中間套筒在外套筒與中間套筒之間的聯(lián)接器上樞轉(zhuǎn)。中間套筒聯(lián)接到支柱，使得中間套筒可相對(duì)于支柱在中間套筒與支柱之間的聯(lián)接器上樞轉(zhuǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
具有多軸自由度的張緊器缸連接件本申請(qǐng)要求授予Aksel等人、題為“TensionerCylinderConnectionswithMultiaxialDegreesofFreedom”、于2011年11月8日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.61/557,231的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)?jiān)诖艘砸玫姆绞秸w并入。
本專(zhuān)利技術(shù)大體上涉及海洋立管張緊器，并且具體而言，涉及用具有多軸自由度的張緊器缸連接件(tensionercylinderconnection)來(lái)適應(yīng)立管傾斜的上推式張緊器。
技術(shù)介紹
離岸采油平臺(tái)必須支撐來(lái)自油氣井的從海底井延伸到平臺(tái)的采油立管。對(duì)于固定在海底的平臺(tái)而言，這是易于實(shí)現(xiàn)且在本領(lǐng)域中是公知的。然而，對(duì)于需要使用諸如張力腿平臺(tái)(TLP)或半潛式平臺(tái)的浮動(dòng)平臺(tái)的深水海底完井而言，支撐立管呈現(xiàn)重大問(wèn)題。這些平臺(tái)在波浪、風(fēng)和水流的影響下移動(dòng)并承受各種力。因此，立管張緊機(jī)構(gòu)必須容許平臺(tái)相對(duì)于立管移動(dòng)。立管張緊機(jī)構(gòu)還必須維持立管張緊，使得立管的整個(gè)重量不會(huì)傳遞到井口并使得立管不會(huì)在其自重下坍塌。因此，張緊機(jī)構(gòu)必須在立管上施加連續(xù)的張緊力。此外，必須將該力維持在較窄公差內(nèi)。上推式張緊器在海底應(yīng)用中具有若干優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是該張緊器與其它類(lèi)型的張緊器相比在較小空間中適應(yīng)較高載荷。這部分因?yàn)樯贤剖綇埦o器使用更高效的活塞端部且在端部連接處不需要張拉裝置。另外，上推式張緊器中的壓力未作用于缸的桿側(cè)。在大海風(fēng)大浪急且浮動(dòng)平臺(tái)經(jīng)歷大范圍豎直運(yùn)動(dòng)的情況下，上推式張緊器能更好地適應(yīng)豎直運(yùn)動(dòng)。另外，上推式張緊器的使用可減小它們必須在其中操作的鹽水環(huán)境的腐蝕作用，這是因?yàn)閺埦o器的高壓密封件未鄰近該氛圍定位并與腐蝕性的流體和碎屑隔離。TLP在較深的水中提供了穩(wěn)定的鉆井平臺(tái)。在TLP中，張力腿從平臺(tái)向下延伸到位于海床處的錨。張力腿是相對(duì)無(wú)彈性的，意味著消除了平臺(tái)的大部分豎直運(yùn)動(dòng)。TLP允許井口組件位于水面上而非海床上。立管將通常從井口組件向下延伸到海床。這一設(shè)置允許更簡(jiǎn)單的完井和更好的采油控制。然而，在TLP中，立管可相對(duì)于TLP從豎直方向傾斜。立管從豎直方向傾斜的量在運(yùn)轉(zhuǎn)期間不是靜態(tài)的并且隨時(shí)間變化。雖然希望使用TLP和RAM型這兩種上推式張緊器，但由于變化的立管傾斜，迄今為止構(gòu)建的RAM型上推式張緊器目前不適于與TLP聯(lián)用。在以前的RAM系統(tǒng)中，缸保持與立管串聯(lián)，這允許立管的小間距。因此，需要用于TLP中的可隨立管傾斜的上推式立管張緊器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
通過(guò)提供了一種上推式張緊器的本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例，大致解決或回避了這些和其它問(wèn)題，并且大致實(shí)現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，所述上推式張緊器用具有多軸自由度的張緊器缸連接件來(lái)適應(yīng)立管傾斜。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一實(shí)施例，公開(kāi)了一種用于在立管中維持張力的張緊器，該立管具有軸線并從海底井口組件延伸穿過(guò)浮動(dòng)平臺(tái)甲板中的開(kāi)口。張緊器包括聯(lián)接到立管的張緊環(huán)(tensionerring)以及多個(gè)液壓氣動(dòng)缸，每個(gè)缸在一端上具有至少一個(gè)柔性聯(lián)接器，用于將缸聯(lián)接在甲板與張緊環(huán)之間。每個(gè)柔性聯(lián)接器包括聯(lián)接到缸的下部部件、由第一銷(xiāo)樞軸聯(lián)接到下部部件的中間部件以及由第二銷(xiāo)樞軸聯(lián)接到中間部件的上部部件。第一銷(xiāo)與第二銷(xiāo)彼此間隔開(kāi)且垂直，使得上部部件可相對(duì)于中間部件在第二銷(xiāo)上樞轉(zhuǎn)并且下部部件可相對(duì)于中間部件在第一銷(xiāo)上樞轉(zhuǎn)。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施例，公開(kāi)了一種用于在立管中維持張力的張緊器，該立管具有軸線并從海底井口組件延伸穿過(guò)浮動(dòng)平臺(tái)甲板中的開(kāi)口。張緊器包括聯(lián)接到立管上的張緊環(huán)以及多個(gè)液壓氣動(dòng)缸，每個(gè)缸在一端上具有至少一個(gè)柔性聯(lián)接器，用于將缸聯(lián)接在甲板與張緊環(huán)之間。將缸固定到張緊環(huán)的每個(gè)柔性聯(lián)接器包括沿著缸的軸線延伸的支柱和圍繞支柱布置而形成支柱環(huán)形空間的中間套筒。柔性聯(lián)接器還包括固定到張緊環(huán)并限定一空腔的張緊環(huán)套筒，支柱和中間套筒插入該空腔中，使得環(huán)形空間形成于該套筒與張緊環(huán)套筒之間。張緊環(huán)套筒聯(lián)接到中間套筒，使得張緊環(huán)套筒可相對(duì)于中間套筒在張緊環(huán)套筒與中間套筒之間的聯(lián)接器上樞轉(zhuǎn)。中間套筒聯(lián)接到支柱，使得中間套筒可相對(duì)于支柱在中間套筒與支柱之間的聯(lián)接器上樞轉(zhuǎn)。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的又一實(shí)施例，公開(kāi)了一種用于在立管中維持張力的張緊器，該立管具有軸線并從海底井口組件延伸穿過(guò)浮動(dòng)平臺(tái)甲板中的開(kāi)口。張緊器包括聯(lián)接到立管的張緊環(huán)以及多個(gè)液壓氣動(dòng)缸，每個(gè)缸在一端上具有至少一個(gè)柔性聯(lián)接器，用于將缸聯(lián)接在甲板與張緊環(huán)之間。每個(gè)柔性聯(lián)接器包括：缸轉(zhuǎn)接器，其聯(lián)接到缸的一端并具有與缸相反地從缸轉(zhuǎn)接器延伸的兩個(gè)支柱；定位在缸轉(zhuǎn)接器的支柱之間的內(nèi)樞軸，第一銷(xiāo)穿過(guò)支柱的上端和內(nèi)樞軸的上端；以及轉(zhuǎn)接器閉鎖組件，其具有從基座部件延伸的兩個(gè)叉狀物和與叉狀物相反地從基座部件延伸的突出部，第二銷(xiāo)穿過(guò)叉狀物的與基座部件相反的端部和內(nèi)樞軸的下部。第一銷(xiāo)與第二銷(xiāo)彼此間隔開(kāi)且垂直，使得缸轉(zhuǎn)接器可相對(duì)于內(nèi)樞軸在第一銷(xiāo)上樞轉(zhuǎn)并且轉(zhuǎn)接器閉鎖組件可相對(duì)于內(nèi)樞軸在第二銷(xiāo)上樞轉(zhuǎn)。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施例，公開(kāi)了一種聯(lián)接器，該聯(lián)接器具有兩個(gè)軸向自由度以將液壓氣動(dòng)缸聯(lián)接到用于張緊器的張緊環(huán)，該張緊器構(gòu)造成在具有軸線并從海底井口組件延伸穿過(guò)浮動(dòng)平臺(tái)甲板中的開(kāi)口的立管中維持張力。聯(lián)接器包括固定到缸的缸板，該缸具有與缸相反地沿著缸板的軸線延伸的支柱和圍繞支柱布置而形成支柱環(huán)形空間的中間套筒。聯(lián)接器還包括固定到張緊環(huán)并限定一空腔的張緊環(huán)套筒，支柱和中間套筒插入該空腔中，使得環(huán)形空間形成于該套筒與張緊環(huán)套筒之間。張緊環(huán)套筒聯(lián)接到中間套筒，使得張緊環(huán)套筒可相對(duì)于中間套筒在張緊環(huán)套筒與中間套筒之間的聯(lián)接器上樞轉(zhuǎn)。中間套筒聯(lián)接到支柱，使得中間套筒可相對(duì)于支柱在中間套筒與支柱之間的聯(lián)接器上樞轉(zhuǎn)。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的再一實(shí)施例，公開(kāi)了一種用于向穿過(guò)浮動(dòng)離岸平臺(tái)的甲板延伸的立管施加張力的方法。該方法將具有多個(gè)液壓氣動(dòng)缸的張緊器組件安裝在甲板與立管之間，并且在每個(gè)缸的一端與安裝至立管的張緊環(huán)之間提供鉸接聯(lián)接。鉸接聯(lián)接包括將支柱安裝至缸的一端，并且將套筒定位在支柱周?chē)沟弥е吞淄怖@支柱的軸線是共軸的。該方法將套筒聯(lián)接到支柱，使得套筒相對(duì)于支柱在第一軸線上樞轉(zhuǎn)。該方法將張緊環(huán)套筒定位在套筒周?chē)沟锰淄膊贾迷诼?lián)接器的空腔內(nèi)，并且該方法將張緊環(huán)套筒聯(lián)接到套筒和支柱，使得張緊環(huán)套筒相對(duì)于支柱在第二軸線上樞轉(zhuǎn)。該方法將張緊環(huán)安裝到聯(lián)接器的與支柱相反的凸起，并且該方法響應(yīng)于聯(lián)接到張緊環(huán)的立管與平臺(tái)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使缸在第一和第二軸線上樞轉(zhuǎn)。優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，它提供了可在缸與張緊環(huán)的聯(lián)接處使用具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的聯(lián)接器來(lái)適應(yīng)張力腿平臺(tái)(TLP)上的大載荷的上推式立管張緊器。另外，所公開(kāi)的實(shí)施例由于它們安放在張力腿平臺(tái)甲板上方而非下方而不易腐蝕。這也減少了對(duì)用以支撐立管張緊器的附加甲板結(jié)構(gòu)的需求。所公開(kāi)的實(shí)施例還消除了在使用數(shù)量較少的缸時(shí)的高壓力蓄積。附圖說(shuō)明為了取得并可更具體地理解本專(zhuān)利技術(shù)的特征、優(yōu)點(diǎn)和目的以及其它將變得顯而易見(jiàn)的方式，可以參考在附圖中示出的本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例對(duì)以上簡(jiǎn)要概括的專(zhuān)利技術(shù)做出更具體的描述，附圖形成本說(shuō)明書(shū)的一部分。然而，應(yīng)當(dāng)指出，附圖僅示出本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例且因此不被視為本專(zhuān)利技術(shù)的限制，因?yàn)楸緦?zhuān)利技術(shù)可許可其它等效實(shí)施例。圖1是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例的立管張緊器組件的剖視圖。圖2是圖1的立管張緊器組件的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于在立管(13)中維持張力的張緊器(11)，所述立管(13)具有軸線(39)且從海底井口組件延伸穿過(guò)浮動(dòng)平臺(tái)甲板(17)中的開(kāi)口(15)，所述張緊器(11)包括：張緊環(huán)(21)，其適于聯(lián)接到所述立管(13)；多個(gè)液壓氣動(dòng)缸組件(19)，每個(gè)缸組件在至少一端(33，35)上具有柔性聯(lián)接器(37，41)，用于將所述缸組件(19)聯(lián)接在所述甲板(15)與所述張緊環(huán)(21)之間；?其中，每個(gè)柔性聯(lián)接器(37，41)包括：????下部部件(43，81)，其聯(lián)接到所述缸組件(19)中的一個(gè)；????中間部件(53，83)，其由第一銷(xiāo)(69，91)樞軸聯(lián)接到所述下部部件(43，81)；以及????上部部件(59，85)，其由第二銷(xiāo)(67，109)樞軸聯(lián)接到所述中間部件(53，83)，所述第一銷(xiāo)(69，91)和所述第二銷(xiāo)(67，109)彼此間隔開(kāi)且垂直，使得所述上部部件(59，83)能夠相對(duì)于所述中間部件(53，83)在所述第二銷(xiāo)(67，109)上樞轉(zhuǎn)并且所述下部部件(43，81)能夠相對(duì)于所述中間部件(53，83)在所述第一銷(xiāo)(69，91)上樞轉(zhuǎn)。

【技術(shù)特征摘要】
2011.11.08 US 61/557231;2012.08.17 US 13/5888121.一種用于在立管(13)中維持張力的張緊器(11)，所述立管(13)具有軸線(39)且從海底井口組件延伸穿過(guò)浮動(dòng)平臺(tái)甲板(17)中的開(kāi)口(15)，所述張緊器(11)包括：張緊環(huán)(21)，其適于聯(lián)接到所述立管(13)；多個(gè)液壓氣動(dòng)缸組件(19)，每個(gè)缸組件在至少一端(33，35)上具有柔性聯(lián)接器(37，41)，用于將所述缸組件(19)聯(lián)接在所述甲板(17)與所述張緊環(huán)(21)之間；其中，每個(gè)柔性聯(lián)接器(37，41)包括：下部部件(43，81)，其聯(lián)接到所述缸組件(19)中的一個(gè)；中間部件(53，83)，其由第一銷(xiāo)(69，91)樞軸聯(lián)接到所述下部部件(43，81)；以及上部部件(59，85)，其由第二銷(xiāo)(67，109)樞軸聯(lián)接到所述中間部件(53，83)，所述第一銷(xiāo)(69，91)和所述第二銷(xiāo)(67，109)彼此間隔開(kāi)且垂直，使得所述上部部件(59，85)能夠相對(duì)于所述中間部件(53，83)在所述第二銷(xiāo)(67，109)上樞轉(zhuǎn)并且所述下部部件(43，81)能夠相對(duì)于所述中間部件(53，83)在所述第一銷(xiāo)(69，91)上樞轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張緊器，其特征在于：所述下部部件(43)包括沿著所述缸組件(19)的軸線(39)延伸的支柱(47)；所述中間部件(53)包括內(nèi)套筒，所述內(nèi)套筒布置在所述支柱(47)周?chē)覙休S聯(lián)接到所述支柱(47)，以在所述支柱(47)與所述內(nèi)套筒(53)之間形成支柱環(huán)形空間；并且所述上部部件(59)包括限定空腔的外套筒，所述支柱(47)和內(nèi)套筒(53)插入所述空腔中，使得外環(huán)形空間形成于所述內(nèi)套筒(53)與所述外套筒(59)之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張緊器，其特征在于：所述下部部件包括缸轉(zhuǎn)接器(81)，所述缸轉(zhuǎn)接器(81)聯(lián)接到所述缸組件(19)的一端并且具有與所述缸組件相反地從所述缸轉(zhuǎn)接器(81)延伸的兩個(gè)支柱(87)；所述中間部件包括定位在所述缸轉(zhuǎn)接器(81)的支柱(87)之間的內(nèi)樞軸(83)，所述第一銷(xiāo)(91)穿過(guò)所述支柱(87)的上端和所述內(nèi)樞軸(83)的上端；并且所述上部部件包括轉(zhuǎn)接器閉鎖組件(85)，所述轉(zhuǎn)接器閉鎖組件(85)具有從基座部件(103)延伸的兩個(gè)叉狀物(101)和與所述叉狀物(101)相反地從所述基座部件(103)延伸的突...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：B阿克塞爾，JW小帕利尼，SM王，PJ波特，林熾杰，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：韋特柯格雷公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：