[实用新型]一种直接作用式张力腿平台采油立管张紧装置

说明书

本实用新型的一种直接作用式张力腿平台采油立管张紧装置，蓄能器、低压氮气瓶集成在油缸上，油缸塞腔端悬挂于扶正装置机架，油缸活塞杆连接在张紧环上；蓄能器液端与油缸杆腔相连，低压氮气瓶与油缸塞腔相连，工作气瓶与蓄能器气端相连；扶正装置滚轮安装于销轴上，销轴两端置于U型夹两耳板的通孔内，U型夹固定于扶正杆上，扶正杆安装于扶正罩圆柱孔内，扶正罩固定于扶正装置机架上，在扶正装置机架沿扶正罩圆柱孔方向设置螺纹孔，将螺杆旋入螺纹孔并始终与扶正杆末端相接触。本实用新型能够补偿采油立管与张力腿平台间的升沉运动，维持采油立管顶部恒定的张力，限制采油立管顶部相对于平台的侧向运动，为张力腿平台采油作业提供有效的安全保障。

技术领域

本发明属于海洋石油天然气钻采装备技术领域，涉及一种直接作用式张力腿平台（TLP）的采油立管张紧装置。

背景技术

随着海洋作业水深的不断增加，传统的各类固定平台的自重和工程造价将会大幅增加，而张力腿平台的结构造价一般不会随水深增加而大幅度地增大。张力腿平台是一种垂直系泊的顺应式平台，产生远大于结构自重的浮力，浮力抵消自重后的剩余浮力与预张力平衡。预张力作用在垂直张力腿系统上，使张力腿时刻处于受拉的绷紧状态。

张力腿平台的竖向运动很小，水平方向的运动是顺应式的，结构惯性力主要是水平方向的回弹力，产生的水平位移仅为水深的1.5%～2%。由于张力腿平台与采油立管的运动，如图1所示，因而张力腿平台和采油立管顶部之间存在一定的相对运动。

采油立管作为张力腿平台与海底井口装置连接的通道，为了增加其刚度，增强其抵御风、浪、流的能力，需要在其顶部建立一个恒定的张力系统，因而有必要设计出一种适用于张力腿平台采油立管的张紧装置。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种直接作用式采油立管张紧装置，维持采油立管系统顶部恒定的张力，补偿采油立管相对于平台的升沉运动，有效地避免张力与位移的大幅度变化。

本发明的目的之二是提供一种扶正装置，当采油立管相对于平台运动时，该装置起导向和定位作用，限制采油立管相对于平台的侧向运动，防止采油立管及平台设备的损坏。

本发明所采用的技术方案是，一种直接作用式采油立管张紧装置，“油缸+蓄能器+低压氮气瓶”作为一个整体，即将蓄能器、低压氮气瓶集成在油缸上，油缸塞腔端耳板通过上提环悬挂于扶正装置机架，油缸活塞杆耳板通过下提环连接于张紧环；其中，蓄能器液端通过不锈钢管与油缸杆腔相连，低压氮气瓶通过不锈钢管与油缸塞腔相连，工作气瓶通过不锈钢管与蓄能器气端相连。

采油立管穿过扶正装置滚轮分布的中心，滚轮形成的分布圆直径恰好等于采油立管外圆直径，滚轮通过轴承安装于销轴上，销轴两端置于U型夹两耳板的通孔内，U型夹固定于扶正杆上，扶正杆置于扶正罩圆柱孔内并可沿圆柱孔轴向运动，扶正罩固定于扶正装置机架上，扶正装置机架沿扶正罩圆柱孔方向设置有螺纹孔，且该螺纹孔与圆柱孔相连通，将螺杆旋入螺纹孔内，操作过程中应保持螺杆顶部始终与扶正杆末端相接触。

本发明的有益效果是，蓄能器、低压氮气瓶集成在油缸上，不仅使整个装置结构紧凑、易于操作和维护，而且能够补偿采油立管与张力腿平台间的升沉运动，维持采油立管顶部恒定的张力；当一个张紧装置（如油缸、蓄能器）失效时，张紧系统可提供满足设计要求的张力；当采油立管相对于张力腿平台出现倾斜变化时，可限制采油立管顶部相对于平台的侧向运动，为张力腿平台采油作业提供有效的安全保障。

附图说明

图1是本发明张力腿平台与采油立管顶部之间的相对运动；

图2是本发明张力腿平台采油立管张紧装置整体结构示意图；

图3是本发明扶正装置结构示意图。