一种隔水管悬挂装置的制作方法

本实用新型涉及一种隔水管悬挂装置，属于海洋石油钻采技术领域。

背景技术：

深水钻井作业期间通过隔水管连接水下井口到浮式钻井平台，建立钻井液在井筒内的循环通道，当遭遇恶劣海况时，浮式钻井平台可能被迫发生偏移离开既定水下井口位置的正上方，当偏离过大时，水下井口可能发生因平台偏移造成的弯曲应力过大，导致水下井口结构的完整性遭到破坏，因此一旦遭遇恶劣海况，隔水管需要与水下井口解脱开来，这样就保证了井口的安全，上千米(具体长度视水深而定)的隔水管以自由状态悬挂在平台上。一般情况下解脱后的隔水管通过隔水管的法兰悬挂在隔水管悬挂卡盘上，这种悬挂方式存在一定的风险，第一，由于悬挂隔水管在恶劣海况下会发生倾斜，因此在分流器外壳部分容易发生碰撞，碰撞的冲击载荷可能造成分流器外罩或者隔水管的破坏；第二，一般情况下，隔水管悬挂都是通过常规的隔水管单根实现的，但是由于常规的隔水管材料、规格参数都是基本一致的，但是悬挂期间，上部隔水管由于要承载整个悬挂隔水管的重量，因此上部的隔水管受到的载荷较大，由于没有专门的加强措施，制约了悬挂隔水管对环境条件的适应能力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种隔水管悬挂装置，所述隔水管悬挂装置具有变截面的悬挂短节，能够实现钻井隔水管的悬挂。

本实用新型所提供的隔水管悬挂装置，包括一悬挂短节；

所述悬挂短节包括中间段和设于其两端的过渡段，所述过渡段的壁厚小于所述中间段的壁厚；

所述悬挂短节的外壁上设有扶正器。

上述的隔水管悬挂装置中，由所述中间段至所述悬挂短节的两端，所述过渡段的壁厚逐渐变薄；

所述中间段的壁厚一致，即所述悬挂短节包括中间的加厚段和两端的壁厚逐渐变薄的过渡段，过渡段的最薄处与常规隔水管的壁厚一致，即所述悬挂短节具有变截面的特点。如此设置，与常规的隔水管相比，本实用新型所述悬挂短节采用加强型壁厚设计，提高承载能力，同时在加厚段与隔水管之间设计过渡段，经过过渡段逐渐变化到近似常规隔水管的壁厚，这种设计可以避免由于悬挂短节壁厚增加之后，刚度过大导致其下的刚度较小的悬挂隔水管产生较大的变形载荷，解决了对应产生的如下风险：虽然常规隔水管通过壁厚可以提高强度和悬挂能力，但是由于其与悬挂的隔水管壁厚差异较大，由此造成的刚度的突变，导致了悬挂隔水管以下的隔水管发生较大的变形，从而产生应力过载，结构发生屈服破坏，这种情况下，即使悬挂隔水管的壁厚再强也没有意义了，因为其下的悬挂隔水管已经发生了破坏。因此，本实用新型壁厚加过渡段设计的技术特征实现了不同刚度结构之间的平滑过渡，确保整个悬挂隔水管系统的应力风险点落在悬挂短节上，本实用新型的设计就能够保证在悬挂短节发生破坏之前，其下的隔水管是安全的。

上述的隔水管悬挂装置中，所述扶正器为扶正肋板；

本实用新型设置四个所述扶正器，每两个所述扶正器对称设置；

所述扶正器对悬挂隔水管进行扶正，减小了悬挂隔水管的弯曲载荷，避免了隔水管与分流器外壳之间发生碰撞的风险；恶劣环境条件下，悬挂隔水管会在海流作用下发生偏移，在所述扶正器的作用下，所述悬挂短节基本保持竖直的状态。

上述的隔水管悬挂装置中，所述悬挂短节的一端连接有用于连接隔水管的球接头；所述球接头能够避免所述悬挂短节和悬挂隔水管之间的结构刚度差异可能产生的局部的应力集中，而且当悬挂隔水管在海流作用下发生倾斜时，弯矩在所述球接头位置得以释放，悬挂短节仍然能基本保持竖直的状态，确保系统的安全性，因此所述球接头用于释放悬挂隔水管偏移产生的弯曲载荷；如果不设置所述球接头，所述悬挂短节与悬挂隔水管之间直接刚性(如法兰)连接，弯曲载荷直接沿着所述悬挂短节向上传递，将在所述扶正器和分流器外壳之间产生较大的弯矩，引起分流器外壳或者扶正器的损坏。

上述的隔水管悬挂装置中，所述悬挂短节的两端固定于法兰上。

上述的隔水管悬挂装置中，所述悬挂短节可由钢材制成。

利用本实用新型所述隔水管悬挂装置悬挂隔水管时，可按照下述步骤进行：

(1)将所述隔水管悬挂装置吊装至接口处，将所述隔水管悬挂装置与待悬挂的隔水管连接；

(2)下放所述隔水管悬挂装置，使所述隔水管悬挂装置的上部固定于在悬挂卡盘的伸缩楔块上，此时所述扶正器位于分流器外壳的内部；即完成所述隔水管的悬挂。

悬挂隔水管之前，所述隔水管悬挂装置需要离线组装：在平台甲板区域将所述悬挂短节和所述球接头连接好，将所述扶正器(如四个扶正肋板)安装在所述悬挂短节的外壁上。所述悬挂短节扶正器在悬挂短节上的安装位置和长度要与分流器外壳的位置相配合。

本实用新型提供的隔水管悬挂装置，通过一个变截面的悬挂短节实现钻井隔水管的悬挂，通过所述扶正器对悬挂隔水管进行扶正，减小了悬挂隔水管的弯曲载荷，避免了隔水管与分流器外壳之间发生碰撞的风险；本实用新型通过加厚悬挂隔水管以及变截面的设计，提高了悬挂隔水管对环境条件的适应能力，在悬挂短节和常规隔水管之间安装球接头，避免了悬挂短节和隔水管之间的结构刚度差异可能产生的局部的应力集中，而且当悬挂隔水管在海流作用下发生倾斜时，弯矩在球接头位置得以释放，悬挂短节仍然能基本保持竖直的状态，确保了系统的安全性。

附图说明

图1是本实用新型隔水管悬挂装置(虚线框内)的结构示意图。

图2是图1中A-A剖面的结构示意图。

图3是图1中B-B剖面的结构示意图。

图4是本实用新型隔水管悬挂装置在工作状态示意图。

图5是本实用新型隔水管悬挂装置与常规隔水管的连接过程示意图。

图中各标记如下：

1悬挂短节、1-1中间段、1-2过渡段、2扶正肋板、3(悬挂)隔水管、4分流器外壳、5法兰、6球接头、7悬挂卡盘、8伸缩楔块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1所示，为本实用新型隔水管悬挂装置的结构示意图(虚线框内)，它包括一悬挂短节1，该悬挂短节1包括中间段1-1和设于其两端的过渡段1-2，过渡段1-2的壁厚小于中间段1-1的壁厚，且中间段1-1的壁厚一致(加厚段)，过渡段1-2的壁厚逐渐变薄，其最薄处与常规隔水管的壁厚一致，即悬挂短节1具有变截面的特点，如图2和图3所示。悬挂短节1的外壁上设有四个扶正肋板2，每2个扶正肋板2对称设置，用于对悬挂隔水管3进行扶正，减小了悬挂隔水管3的弯曲载荷，避免了悬挂隔水管3与分流器外壳4之间发生碰撞的风险。悬挂短节1的两端固定于法兰5上。所述悬挂短节1的一端连接有用于连接隔水管的球接头6，球接头6能够避免悬挂短节1和悬挂隔水管3之间的结构刚度差异可能产生的局部的应力集中，而且当悬挂隔水管3在海流作用下发生倾斜时，如图4所示，弯矩在球接头6位置得以释放，悬挂短节1仍然能基本保持竖直的状态，确保系统的安全性。

本实用新型隔水管悬挂装置悬挂隔水管时，按照下述步骤进行：

(1)离线组装隔水管悬挂装置：在平台甲板区域将悬挂短节1和球接头6连接好，将四个扶正肋板2安装在悬挂短节1的外围。扶正肋板2在悬挂短节1上的安装位置和长度要与分流器外壳4的位置相配合。

(2)在钻台连接悬挂装置和隔水管：将组装好的悬挂装置由平台吊机、猫道机吊装至接口，顶驱提升悬挂装置。如图5所示，与坐在悬挂卡盘7上的隔水管3相连接，下放悬挂装置及与之相连的隔水管3，至悬挂装置的上部法兰5坐在悬挂卡盘7的伸缩楔块8上，完成隔水管3的悬挂，此时扶正肋板2也正好位于分流器外壳4的内部。

恶劣环境条件下，悬挂隔水管3会在海流作用下发生偏移，在扶正肋板2的作用下，悬挂短节1基本保持竖直的状态，球接头起到的作用是：释放隔水管3偏移产生的弯曲载荷。

与常规的隔水管相比，本实用新型隔水管悬挂装置中的悬挂短节采用加强型壁厚设计，提高承载能力，同时在加厚段与隔水管之间设计过渡段，经过过渡段逐渐变化到近似常规隔水管的壁厚，这种设计可以避免由于悬挂短节壁厚增加之后，刚度过大导致其下的刚度较小的悬挂隔水管产生较大的变形载荷，这样存在的风险是：虽然悬挂短节强度足够强，但是却由于刚度的差异，导致了悬挂短节以下的隔水管发生较大的变形，从而产生应力过载，结构发生屈服破坏，这种情况下，即使悬挂短节的壁厚再强也没有意义了，因为其下的悬挂隔水管已经发生了破坏。因此，本实用新型壁厚加过渡段设计的技术特征实现了不同刚度结构之间的平滑过渡，确保整个悬挂隔水管系统的应力风险点落在悬挂短节上，本实用新型的设计就能够保证在悬挂短节发生破坏之前，其下的隔水管是安全的。