自支撑式钢悬链线立管
阅读：352发布：2020-05-11
专利汇可以提供自支撑式钢悬链线立管专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种离岸立管系统，包括从海底到海面的管状物和浮 力 模 块 ，所述管状物包括处于海底的第一 水 平部分、靠近海面的第二竖直部分和位于所述第一部分和第二部分之间的第三弯曲部分，所述 浮力 模块连接到所述第二部分，适于保持所述弯曲部分的形状，并且使船能够连接到所述第二部分。，下面是自支撑式钢悬链线立管专利的具体信息内容。
1.一种离岸立管系统，包括：
从海底到海面的管状物，所述管状物包括处于海底的第一水平部分、靠近海面的第二竖直部分和位于所述第一部分和第二部分之间的第三弯曲部分；和
浮力模块，所述浮力模块连接到所述第二部分，适于保持所述弯曲部分的形状，并且使船能够连接到所述第二部分。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括：
锚索，其连接到所述第三部分，并且连接到海底上的锚定机构。
3.根据权利要求1-2中的一项或多项所述的系统，还包括：
主船，其连接到所述第二部分。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述主船包括立柱式平台、半潜式平台、FPSO或TLP。
5.根据权利要求1-4中的一项或多项所述的系统，还包括：
连接到所述第一部分的海底歧管和海底井中的至少一个。
6.根据权利要求1-5中的一项或多项所述的系统，其中所述第二部分的一端处于至少约20米，例如至少约50米的深度处。
7.一种安装离岸立管系统的方法，包括：
将管状物的第一水平部分铺设在海底上；
将所述管状物的第二竖直部分连接到处于海面或靠近海面的漂浮模块；
在所述第一水平部分和第二竖直部分之间形成第三弯曲部分；
将所述第二部分连接到浮式主船；和
将所述漂浮模块从所述第二部分断开连接。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括将所述第三部分锚定到海底。
9.根据权利要求7-8中一项或多项所述的方法，还包括将所述第二部分和所述漂浮模块保持在至少10米，例如至少约25米的深度处。
10.根据权利要求7-9中一项或多项所述的方法，其中，所述漂浮模块包括浮力罐和泡沫中的至少一个。
自支撑式钢悬链线立管
技术领域
[0001] 本发明总体涉及可在主船(host vessel)到达之前预安装的自支撑式钢悬链线立管。
背景技术
[0002] 代理人卷号为TH2849、PCT公开号为WO2008042943的文献公开了一种设置在具有水底的水体中的浮式系统，所述系统包括漂浮在水面上的主机构件；在水面下漂浮的漂浮模块；将所述主机构件连接到所述漂浮模块的软管；和细长水下管路结构，其包括连接到漂浮模块的顶部部分；延伸到水底并且适于连接到位于水底上的流送管的底部部分；并且所述顶部部分和所述底部部分中的至少一个包括悬链线构造。PCT公开号为WO2008042943的文献以引用的方式以其全文并入本文中。
[0003] 代理人卷号为TH2982、PCT公开号为WO2008036728的文献公开了一种设置在具有水底的水体中的浮式系统，所述系统包括漂浮在水中的主机构件；细长的水下管路结构，其包括连接到所述主机的顶部；延伸到海床并且适于连接到位于海床上的流送管的底部；所述管路结构的为上凹形的第一部分；所述管路结构的为上凹形的第二部分；和为下凹形的位于其间的过渡部，所述过渡部设置在所述第一部分和第二部分之间。PCT公开号为WO2008036728的文献以引用的方式以其全文并入本文中。
发明内容
[0004] 本发明的一个方面提供了一种离岸立管系统，包括从海底到海面的管状物和浮力模块，所述管状物包括处于海底的第一水平部分、靠近海面的第二竖直部分和位于所述第一部分和第二部分之间的第三弯曲部分，所述浮力模块连接到所述第二部分，适于保持所述弯曲部分的形状，并且使船能够连接到所述第二部分。
[0005] 本发明的另一方面提供一种安装离岸立管系统的方法，包括：将管状物的第一水平部分铺设在海底上；将所述管状物的第二竖直部分连接到处于海面或靠近海面的漂浮模块；在所述第一水平部分和第二竖直部分之间形成第三弯曲部分；将所述第二部分连接到浮式主船；和将所述漂浮模块从所述第二部分断开连接。附图说明
[0006] 图1显示了根据本发明的一个或多个实施例的处于安装过程中的钢悬链线立管的示例。
[0007] 图2显示了根据本发明的一个或多个实施例的在安装之后的钢悬链线立管的示例。
[0008] 图3显示了根据本发明的一个或多个实施例的处于安装过程中的钢悬链线立管的示例。
[0009] 图4显示了根据本发明的一个或多个实施例的处于安装过程中的钢悬链线立管的示例。
[0010] 图5显示了根据本发明的一个或多个实施例的自支撑式钢悬链线立管的自支撑模式。
[0011] 图6显示了根据本发明的一个或多个实施例的自支撑式钢悬链线立管的连接模式。
具体实施方式
[0012] 将参照附图描述本发明的示例性实施例。附图中相似的零件以相同的附图标记显示。
[0013] 在本文公开的实施例中，描述了很多具体细节，以提供对本发明的更全面的理解。但是对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明可在不具有这些具体细节的情况下实施。在其他例子中，为了避免使本发明模糊不清，没有详细描述公知的特征。
[0014] 离岸钻井和生产可使用从海底上的离岸生产地点(在该离岸生产地点提取流体产物)延伸到产物存储区域的管道。在离岸钻井和生产的一个示例中，产物存储区域布置在主船上，管道连接到所述主船，以允许流体产物流入产物存储区域。这样的管道的一个示例是钢悬链线立管。
[0015] 本发明的一个或多个实施例涉及用于钢悬链线的浮力装置，其允许钢悬链线立管在主船到达之前预安装，同时保持悬链线外形，以使钢悬链线立管可在所述主船到达时立即附接到所述主船，并且流体产物可从离岸钻井地点提取，而无需在主船到达之后等待钢悬链线立管的安装。
[0016] 图1-2：
[0017] 管道17可使用任意各种不同的安装方法成形为钢悬链线立管20，所述方法的几个示例在下面详细描述。但是下面给出的安装方法仅作为示例，本发明的实施例不限于此。
[0018] 图1-2显示了钢悬链线立管安装的一个示例。漂浮在水体100上并且可以是例如大型油船的主船10最初包含将形成钢悬链线立管20的管道17。管道17的远端23附接到副船15，例如拖船，其通常比主船10更小并且更易于移动。
[0019] 主船10基本上保持静止，在第一时间段，逐渐下放管道17，同时副船15从主船10移动离开。虽然这里显示了穿过管道17的近端21所附接的容器11下放管道，但是管道也可从主船10的其他部分下放。然后在第二时间段，主船10停止下放管道17，同时副船15朝向主船10移回。然后在第三时间段，主船10再次逐渐下放管道17，同时副船15从主船10移动离开。重复该过程，直到管道17接触海床101。每一个时间段可为预定时间间隔，或可根据下放的管道的长度确定。
[0020] 当管道17接触海床101时，副船15移动靠近主船10，以确保管道17的所需悬链线外形，所述外形为介于管道17的在海床101上的水平部分和管道17的附接到容器11的基本上竖直的部分之间的平滑曲线。然后副船15移动到离岸生产地点上方的位置，并且释放管道17的远端23。该下放管道17的过程使管道17形成所需的悬链线外形，同时避免管道17上的不必要的弯曲应力。
[0021] 图2中显示了已安装的钢悬链线立管。管道17形成钢悬链线立管20，其近端21附接到主船10，其远端23连接到离岸生产地点(未示出)。构成钢悬链线立管20的管道17与海床101的垂线成小角度离开主船10。随着管道17延伸到水体100的更深位置，角度变大，直到管道17基本上垂直于海床101。在靠近海床101处，当管道17接触海床101时，管道17形成变成基本上平行的曲线。钢悬链线立管20的大部分搁置在海床101上，延伸到离岸生产地点(未示出)。钢悬链线立管20有效地并且成本效益高地将流体产物输送到主船10。
[0022] 图3-4：
[0023] 图3-4显示了钢悬链线立管安装的另一个示例。如图3中所示，管道37的搁置在海床101上的部分可在主船到达之前铺设，并且被丢弃在海底37上。即，管道37可部分安装，并且被丢弃在海底上，以使管道17的余下部分可在以后的日期安装。
[0024] 如图4中所示，在以后的日期，主船10到达，将部分安装的管道37从该位置取回，并且附接到另外的管道17。另外的管道17的近端21附接到更小的更易于移动的副船15，副船15如上面参照图1和2所述的继续铺设过程，并且另外的管道17成形为钢悬链线立管20的立管部分。然后将钢悬链线立管20的近端21附接到主船10的容器11，此时，钢悬链线立管20将具有与如图2中所示的相似的悬链线外形。
[0025] 替代地，钢悬链线立管20的立管部分可在丢弃前包括在海床处，在该情况下，立管部分沿曲线布置在海床上，并且管道17的近端21将处于海床101上的位置远离在主船10将到达处正下方的位置。在该情况下，副船15或一些其他构造船从海底取回近端21，将近端21附接到主船10的容器11。
[0026] 图5-6：
[0027] 图5显示了根据本发明一个或多个实施例的自支撑式钢悬链线立管系统的自支撑模式，图6显示了其主船连接模式。
[0028] 如图5中所示，钢悬链线立管20在主船到达之前预安装。预安装可通过任何安装方法实现。管道17成形为与图2中所示的钢悬链线立管20一样的悬链线外形，不同之处在于，管道的在正常情况下附接到主船10的近端21为自由的，并且浮力装置40靠近近端21附接。浮力装置40可包括浮力泡沫、空气罐、浮子或本领域公知的其他浮力装置中的一个或多个。浮力装置40可以可拆卸地围绕管道17附接。浮力装置40可通过夹持机构、焊接、绑定和本领域中已知的其他附接方法中的一种或多种附接到管道17。浮力装置40可在近端21附接到表面处的船之后附接到管道17。管道的远端23连接到离岸生产地点(未示出)。
[0029] 浮力装置40向管道17的近端21提供向上的浮力，以保持钢悬链线立管20的悬链线外形。保持悬链线外形所需的底部载荷可由附接到钢悬链线立管20的锚索30提供，以使浮力装置40不漂浮到水体100的顶面，并且钢悬链线20的弯曲部分可基本上保持其预安装形状。锚索30的一端在锚定点31处附接到钢悬链线立管20，而锚索30的另一端附接到布置在海床101上的桩33。在自支撑模式中，当锚索在管道17上提供向下的力时，锚索30绷紧，所述向下的力抵消浮力装置40的向上的浮力。在锚定点31上方的管道17变得垂直于海床101，而在锚定点下方的管道18基本上，但不是完全地，保持正常的悬链线外形。
[0030] 如图6中所示，在主船10到达后，钢悬链线立管20的近端21附接到主船10的容器11，并且将浮力装置40从其取下。悬链线立管附接到主船10，并且自支撑式钢悬链线立管系统处于主船连接模式。主船10在钢悬链线立管20的近端21上提供足够的向上的力，以支承管道17。因而，锚索30不再需要提供抵消力，并且变得松弛。替代地，锚索可一起断开连接。此时，管道用作正常的钢悬链线立管20，并且从离岸生产地点(未示出)将流体产物输送到主船10。如果需要，形成悬链线立管20的管道17可从主船10断开连接，并且浮力装置40可再连接到管道17。
[0031] 有利的是，本发明的实施例提供了一种钢悬链线立管，其可在主船到达之前安装。因此，安装周期可缩短。而且，如果钢悬链线立管安装与管道铺设过程结合，则可降低安装成本。
[0032] 示例性实施例：
[0033] 在一个实施例中，公开了一种离岸立管系统，包括从海底到海面的管状物和浮力模块，所述管状物包括处于海底的第一水平部分、靠近海面的第二竖直部分和位于所述第一部分和第二部分之间的第三弯曲部分，所述浮力模块连接到所述第二部分，适于保持所述弯曲部分的形状，并且使船能够连接到所述第二部分。在一些实施例中，所述系统还包括锚索，其连接到所述第三部分，并且连接到海底上的锚定机构。在一些实施例中，所述系统还包括连接到所述第二部分的主船。在一些实施例中，所述主船包括立柱式平台(spar平台)、半潜式平台、FPSO或TLP。在一些实施例中，所述系统还包括连接到所述第一部分的海底歧管和海底井中的至少一个。在一些实施例中，所述第二部分的端部处于至少约20米，例如至少约50米的深度处。
[0034] 在一个实施例中，公开了一种安装离岸立管系统的方法，包括：将管状物的第一水平部分铺设在海底上；将所述管状物的第二竖直部分连接到处于海面或靠近海面的漂浮模块；在所述第一水平部分和第二竖直部分之间形成第三弯曲部分；将所述第二部分连接到浮式主船；和将所述漂浮模块从所述第二部分断开连接。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第三部分锚定到海底。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第二部分和所述漂浮模块保持在至少10米，例如至少约25米的深度处。在一些实施例中，所述漂浮模块包括浮力罐和泡沫中的至少一个。
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