[发明专利]用于柔性管路与水下设施的连接组件

说明书

技术领域

本发明涉及用于将柔性管路连接到水下设施以输送液体和/或气态碳氢化合物的连接组件，所述液体和/或气态碳氢化合物例如是液化天然气或水。

背景技术

这些流体在海洋环境中的抽出和输送要求位于海底处的水下设施和浮起的水面设施，以能够通过在水下设施和水面设施之间延伸的柔性管路回收碳氢化合物。

柔性管有利地具有无束缚类型，并且在美国石油学会API 17J和API RP17B出版的标准文献中有描述。在不偏离本发明的范围的情况下，柔性管可以是受约束类型的柔性管，或者例如是电力或控制捆扎单元。另外，本发明不局限于一个柔性管，而可以扩展到软管束。水下设施例如能够是井口或者FLET或PLET类型的连接。

水面设施受到巨浪运动、水流运动和风的运动的影响，由此涉及水面设施在水平方向和竖直方向两者上的移位。被添加到水流的水面设施的这些运动被传输到柔性管路并且沿着该管传播，结果生成柔性管路的运动和变形。该管包括在水面和水底之间的漂浮部分以及接触部分，后者包括柔性管路与海底（着陆区或其简称TDZ）的接触区，其中接触区TDZ依据这些运动并且具体地依据那些水面设施的运动而被移位。在接触区的水平处，接触部分具有弯曲部分，然后沿着海底朝水下设施继续其行程。被传输到柔性管路的运动能够被传播直到接触区或TDZ并且产生柔性管的显著变形，从而该管的扭转或弯曲能够导致柔性管在水底处的压缩，或者甚至使管压碎。此外，管的这些运动以及变形对于与海底接触具体在接触区（TDZ）的水平处接触的管施加明显的力，这能够导致柔性管的完整性的损耗。

为限制在接触区的水平处施加在所述管上的力，存在有不同的柔性管构造，以将水面设施的运动与TDZ水平处的管分离开。

在浅海的情况中，或者在沙洲情况中，典型地处于水平面相对于海底小于100米的情况中，柔性管路构造一般具有超长的长度以容纳被传输到柔性管的运动。根据水面设施的和水流的运动，柔性管变形并且移位以吸收这些力。

在针对浅海的通常构造中，具有两个相反端的柔性管路在两个相反端之间被装配有水下浮筒和形成压载重物的加重模块，其中一端连接到水下设施并且另一端连接到水面设施。水下浮筒使得可以形成柔性管路的漂浮部分，该漂浮部分由此维持在海底和水面之间，并且形成面向水底的两个具有凹度的弯曲，而具体地在水下设施附近，加重模块使得可以保持管路的接触部分与海底接触。该构造通常称为双波构造。

具体地可参考文献US 2006/0159521，该文献示出了柔性管路在与海底接触的地带的水平处被装配有水下保护装置。

由此，在水面设施的运动和水流的运动的影响下，通过与水面设施相连的水面端被保持的柔性管路的漂浮部分移动并变形，从而接纳这些运动并且至少部分地分散被传递到接触区的水平处的力。当气象条件恶化以及水面设施相对于水下设施通常以例如约波浪高度的高幅度并以高频率移动时，柔性管的所谓双波构造不再足以避免与海底接触的地带的水平处作用在管上的强应力。

发明内容

由此，形成本发明打算解决的问题，包括：提供用于将柔性管连接浅海中的水下设施的连接组件，使得可以在气象条件恶化以及海况恶劣时保护水下设施。

本发明着力解决的另一问题在于：提供用于将柔性管连接到水下设施的连接组件，使得可以通过分散传递到接触区（TDZ）水平处的力而保护位于接触区水平处的柔性管路。

本发明的又一个任务在于当海况恶劣时控制管的过大位移。

为了解决该问题，本发明提议了一种用于将至少一个柔性管连接到置于海洋环境的水底上的水下设施的连接组件，所述柔性管设计成在所述水下设施和浮在所述海洋环境的水面上的水面设施之间延伸，所述柔性管首先具有与水底端相反的水面端，其次具有设置成接近所述水底端的接触部分，和在所述接触部分和所述水面端之间延伸的漂浮部分，所述水面端和所述水底端被设计成分别连接到所述水面设施和所述水下设施，而所述接触部分在所述水下设施附近与所述水底接触，并且所述漂浮部分在所述水底和所述水面之间延伸，所述漂浮部分能够对所述接触部分施加牵引力；根据本发明，所述接触部分包括弯曲部件，所述弯曲部件将所述接触部分分成面向所述水底设施的第一部分和与所述漂浮部分相连的第二部分；并且所述弯曲部件在与所述水底端和所述漂浮部分两者相对的锚固点处被锚固到所述水底，从而保持所述第一和第二部分大致与所述基部平行，并且使得吸收由所述漂浮部分施加在所述接触部分上的所述牵引力。