一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置的制作方法

1.本发明涉及海洋工程领域，具体而言，特别是涉及一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置。

背景技术：

2.深水半潜式生产平台作为世界上主要的深水油气开发装备已经在全球得到了越来越多的工程应用。通常，深水半潜式生产平台需要配合以深水立管共同构成对深水油气资源开发的一大模式。深水立管主要用于水下生产设施和浮式平台之间生产介质的输送。
3.钢悬链立管（以下简称scr）作为一种典型的深水立管型式，具有对浮体运动适应能力强和结构相对简单的特点。scr通常采用专用的悬挂装置就位于浮式平台外侧。考虑到不同的深水开发项目需求，在深水半潜式生产平台上会布置多根不同类型的scr以实现不同的输送功能，其中外输立管一般采用大管径形式，以提高外输效率，由此也给立管安装回接带来非常大的挑战。同时，常规的scr回接装置布置于平台上，作为平台的永久设施，这一方面增加了平台的自重，不利于平台重控，同时平台设计需要考虑绞车缆绳导缆路径，给平台总体设计和回接装置设计造成不便。

技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种可拆卸固定在半潜式生产平台对钢悬链立管进行回接的装置。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，包括有连接结构，所述连接结构固定于提升模块的侧边，所述提升模块为具有顶层和底层的多层框架结构且顶层和底层均开设有主锚机导向孔和多个辅助绞车导向孔，所述提升模块顶层的顶部中心固定有主锚机，所述主锚机的内置锚链向底层方向依次竖直穿过顶层的主锚机导向孔、底层的主锚机导向孔和主锚机导向轮，所述主锚机导向轮固定于提升模块底层的底部并与锚链滑动连接；所述主锚机两侧的提升模块顶层顶部还固定有多个辅助绞车，所述辅助绞车的内置缆绳向底层方向依次竖直穿过顶层的辅助绞车导向孔、底层的辅助绞车导向孔和船体辅助导向轮，所述船体辅助导向轮与缆绳滑动连接。
6.根据本发明优选的一个实施例，所述连接结构包括有销轴连接结构，所述销轴连接结构包括设置在提升模块顶层同一侧边的多个销孔和设置在半潜式生产平台主结构的多个长短销。
7.根据本发明优选的一个实施例，所述连接结构还包括有螺栓螺母连接结构，所述螺栓螺母连接结构包括螺栓、螺母、设置在提升模块底层同一侧边的螺栓孔以及设置在半潜式生产平台主结构的螺栓孔。
8.根据本发明优选的一个实施例，所述提升模块顶层与底层之间的高度与半潜式生产平台主结构的标高一致。
9.根据本发明优选的一个实施例，所述提升模块侧面对角之间设有加强筋。
10.根据本发明优选的一个实施例，所述船体辅助导向轮远离提升模块底层设置。
11.根据本发明优选的一个实施例，所述辅助绞车沿主锚机对称设置。
12.根据本发明优选的一个实施例，所述提升模块为方形结构。
13.根据本发明优选的一个实施例，所述提升模块为钢结构。
14.根据本发明优选的一个实施例，所述主锚机导向孔为圆孔。
15.本发明的技术效果在于：1、本发明一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置中，首先将提升模块通过连接装置可拆卸固定于半潜式生产平台主结构上，通过主锚机、辅助绞车、主锚机导向轮和船体辅助导向轮的布置，可以实现主锚机的锚链下放直接进入到主锚机导向轮，辅助绞车的缆绳下放后直接连接到船体辅助导向轮，不需要经过中间再导向，通过锚链和缆绳便可以实现对钢悬链立管进行回接的有益效果。
16.2、本发明一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置独立于现有的半潜式生产平台，通过连接结构与半潜式生产平台主结构进行连接，仅涉及到对平台的局部改造，不影响平台现有的设计成果。
17.3、本发明一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，在海上完成scr回接作业之后，可以采用浮吊进行拆除回收，以便后期继续使用，减轻了半潜式生产平台的自重，有利于平台重控。
附图说明
18.图1是本发明一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置的整体布置示意图；图2是本发明一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置的的前部立体示意图；图3是本发明一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置的的后部立体示意图；图4是本发明一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置的侧视图；图5是本发明一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置与立管的连接示意图。
19.附图标记：1-提升模块；2-主锚机；3-辅助绞车；4-主锚机导向轮；5-销轴连接结构；6-螺栓螺母连接结构；7-本地控制台；8-船体辅助导向轮；9-半潜式生产平台主结构；10-锚链；11-缆绳；12-加强筋。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对发明的限定。
21.如图1至图5所示，一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，包括有连接结构，所述连接结构固定于提升模块1的侧边，所述提升模块1为具有顶层和底层的多层框架结构且顶层和底层均开设有主锚机导向孔和多个辅助绞车导向孔，所述提升模
块1顶层的顶部中心固定有主锚机2，所述主锚机2的内置锚链10向底层方向依次竖直穿过顶层的主锚机导向孔、底层的主锚机导向孔和主锚机导向轮4，所述主锚机导向轮4固定于提升模块1底层的底部并与锚链10滑动连接；所述主锚机2两侧的提升模块1顶层顶部还固定有多个辅助绞车3，所述辅助绞车3的内置缆绳11向底层方向依次竖直穿过顶层的辅助绞车导向孔、底层的辅助绞车导向孔和船体辅助导向轮8，所述船体辅助导向轮8与缆绳11滑动连接。
22.其中连接结构包括有销轴连接结构5，所述销轴连接结构5包括设置在提升模块顶层同一侧边的多个销孔和设置在半潜式生产平台主结构9的多个长短销；连接结构还包括有螺栓螺母连接结构6，所述螺栓螺母连接结构6包括螺栓、螺母、设置在提升模块底层同一侧边的螺栓孔以及设置在半潜式生产平台主结构9的螺栓孔。
23.其中提升模块1侧面对角之间设有加强筋12；船体辅助导向轮8远离提升模块1底层设置；辅助绞车3沿主锚机2对称设置；提升模块1为方形结构；提升模块1为钢结构；主锚机导向孔为圆孔。
24.如图1至图5所示，该装置由提升模块1、一台主锚机2、两台辅助绞车3、主锚机导向轮4、连接结构、船体辅助导向轮8等组成。提升模块1为两层结构，主锚机2和辅助绞车3位于提升模块1顶层甲板上方，主锚机导向轮4位于提升模块1底层甲板下方，提升模块1通过连接结构与半潜式生产平台主结构9连接，船体辅助导向轮8位于船体甲板上方。
25.其中提升模块1由常规钢材焊接而成，分成顶层甲板和底层甲板。其强度需要考虑自重、设备重以及scr回接过程中的最大可能提升载荷。提升模块1顶层甲板和底层甲板开主锚机导向孔和辅助绞车导向孔，方便其上的主锚机2和辅助绞车3向下释放锚链10和缆绳11。提升模块1高度设计考虑上下两层甲板与半潜式生产平台主结构9标高一致。
26.主锚机2和辅助绞车3采用常规的锚机，其额定能力、滚筒直径和容绳量可以根据实际项目需求确定。
27.提升模块1高度以及主锚机2、辅助绞车3、主锚机导向轮4的布置以及船体辅助导向轮8可以实现主锚机2下放的锚链10可以直接进入到主锚机导向轮4，辅助绞车3的缆绳11下放后可以直接连接到船体辅助导向轮8，而不需要经过中间再导向。
28.辅助绞车3下放的缆绳11在船体上的投影点位于立管延长线的两侧，辅助绞车3的缆绳11可通过船体辅助导向轮8实现对立管的辅助牵引就位。
29.连接结构由半潜式平台部分和提升模块1部分构成。同时在提升模块1顶层甲板标高和底层标高处连接型式不相同。在提升模块1顶层甲板标高，半潜式平台部分采用长短销形式，提升模块部分采用销孔形式，两者配合可以实现单个销孔对齐定位连接，再连接其他销孔，方便实际的吊装作业。在提升模块1底层甲板标高，半潜式平台部分和提升模块1部分端面为平板形式开孔，采用螺栓螺母进行连接。可以在顶层标高完成初步连接后，通过螺栓螺母进行相关载荷的传递。
30.船体辅助导向轮8位于船体上方，由两个滑轮组成。辅助绞车3的缆绳11通过船体辅助导向轮8以近似水平角度伸出船体，与立管头连接。实现对立管回接就位过程的辅助定位作用。
31.如图1至图5所示，一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置的操作步骤如下：
一、在陆地将主锚机2、辅助绞车3、主锚机导向轮4集成到提升模块1中，并完成功能测试；二、采用浮吊将集成后的提升模块1起吊，首先利用销轴连接结构5中的第一个插销实现提升模块1与半潜式生产平台主结构9的初步对齐，逐步下放提升模块1，实现第二个插销的对齐，进而实现提升模块1在顶层甲板标高处与半潜式生产平台主结构9的连接；三、采用螺栓螺母连接结构6完成提升模块在底层甲板标高处与平台结构的连接；四、主锚机2向下释放锚链10，穿过提升模块1顶层甲板和底层甲板上主锚机导向孔，进入主锚机导向轮4，并向下释放锚链10至靠近船体一定距离，以备连接立管头；五、辅助绞车3向下排缆绳11，穿过提升模块1顶层甲板和底层甲板上辅助绞车导向孔，继续向下，并穿过船体辅助导向轮8，以备连接立管头；六、scr铺设船舶铺设立管至半潜式生产平台附近，从铺设船舶上释放辅助牵引缆至半潜式生产平台，连接主锚机2下放的锚链10并将其牵引至铺设船舶(主锚机2同步释放锚链10)；七、将主锚机2的锚链10与立管头连接；八、scr铺设船舶采用收放绞车下放立管，在设定水深范围内将立管张力由收放绞车转移至主锚机2的锚链10；九、采用rov解除收放绞车缆绳与立管头的连接；十、继续回收主锚机2的锚链10至立管头超过立管预定就位基座水深；十一、潜水员入水，连接辅助绞车3的缆绳11和立管头；十二、主锚机2的锚链10缓慢释放，下放立管头，同时通过辅助绞车3收、放缆绳11实现对立管头位置的调整；十三、在立管头位于立管基座上方附近时，再次确认立管头与基座的相对位置，然后继续下放主锚机2的锚链10，实现立管回接就位；十四、解除主锚机2的锚链10以及辅助绞车3的缆绳11与立管头的连接，并回收至提升模块1。
32.十五、拆除提升模块在顶层标高处与平台结构的螺栓螺母，采用浮吊起吊提升模块，实现对提升模块的拆除并复员。
33.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

技术特征：

1.一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，包括有连接结构，所述连接结构固定于提升模块的侧边，所述提升模块为具有顶层和底层的多层框架结构且顶层和底层均开设有主锚机导向孔和多个辅助绞车导向孔，所述提升模块顶层的顶部中心固定有主锚机，所述主锚机的内置锚链向底层方向依次竖直穿过顶层的主锚机导向孔、底层的主锚机导向孔和主锚机导向轮，所述主锚机导向轮固定于提升模块底层的底部并与锚链滑动连接；所述主锚机两侧的提升模块顶层顶部还固定有多个辅助绞车，所述辅助绞车的内置缆绳向底层方向依次竖直穿过顶层的辅助绞车导向孔、底层的辅助绞车导向孔和船体辅助导向轮，所述船体辅助导向轮与缆绳滑动连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，所述连接结构包括有销轴连接结构，所述销轴连接结构包括设置在提升模块顶层同一侧边的多个销孔和设置在半潜式生产平台主结构的多个长短销。3.根据权利要求1所述的一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，所述连接结构还包括有螺栓螺母连接结构，所述螺栓螺母连接结构包括螺栓、螺母、设置在提升模块底层同一侧边的螺栓孔以及设置在半潜式生产平台主结构的螺栓孔。4.根据权利要求1所述的一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，所述提升模块顶层与底层之间的高度与半潜式生产平台主结构的标高一致。5.根据权利要求1所述的一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，所述提升模块侧面对角之间设有加强筋。6.根据权利要求1所述的一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，所述船体辅助导向轮远离提升模块底层设置。7.根据权利要求1所述的一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，所述辅助绞车沿主锚机对称设置。8.根据权利要求1所述的一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，所述提升模块为方形结构。9.根据权利要求1所述的一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，所述提升模块为钢结构。10.根据权利要求1所述的一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，其特征在于，所述主锚机导向孔为圆孔。

技术总结

本发明公开了一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置，包括有连接结构，连接结构固定于提升模块的侧边，提升模块为具有顶层和底层的多层框架结构且顶层和底层均开设有主锚机导向孔和多个辅助绞车导向孔，提升模块顶层的顶部中心固定有主锚机，主锚机的内置锚链向底层方向依次竖直穿过顶层的主锚机导向孔、底层的主锚机导向孔和主锚机导向轮，主锚机导向轮固定于提升模块底层的底部并与锚链滑动连接；主锚机两侧的提升模块顶层顶部还固定有多个辅助绞车，辅助绞车的内置缆绳向底层方向依次竖直穿过顶层的辅助绞车导向孔、底层的辅助绞车导向孔和船体辅助导向轮，船体辅助导向轮与缆绳滑动连接；本装置可拆除回收继续使用。拆除回收继续使用。拆除回收继续使用。