Двухэлементное тандемное гибкое соединение



Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение
Двухэлементное тандемное гибкое соединение

 


Владельцы патента RU 2479782:

ОИЛ СТЕЙТС ИНДАСТРИС, ИНК. (US)

Изобретение относится к гибким соединениям труб. Гибкое соединение имеет выступающую часть, прикрепленную к корпусу для обеспечения относительного углового смещения. Два или более затрубных эластомерных компенсатора наклона уложены один над другим коаксиально и соединены механически для крепления выступающей части к корпусу таким образом, что компенсатор наклона параллельно реагирует на угловые и осевые смещения выступающей части по отношению к корпусу так, что растягивающая нагрузка на выступающую часть устанавливает каждый из компенсаторов наклона при сжатии с целью разделения и распределения растягивающей нагрузки между компенсаторами наклона пропорционально их осевой жесткости. Следовательно, для указанного размера корпуса или общей площади в основании, объем общей нагрузки повышен, и срок износа гибкого соединения повышен для указанного объема нагрузки. Компенсаторы наклона могут иметь общий центр вращения, а также компенсаторы наклона могут быть расположены либо на одной и той же стороне от центра вращения, либо на противоположных сторонах. Описаны варианты выполнения гибких соединений. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

Область Техники

[0001] Настоящее изобретение относится к гибкому соединению, имеющему выступающую часть, выступающую из корпуса, и более чем один затрубный эластомерный компенсатор наклона для крепления выступающей части к корпусу с целью допущения углового смещения выступающей части по отношению к корпусу.

Уровень Техники

[0002] Гибкие соединения, имеющие затрубный эластомерный компенсатор наклона, крепящий выступающую часть к корпусу, используются для уменьшения нагрузок, вызванных движением, между плавучим морским объектом и райзерами и натяжными элементами опоры платформы, зависящими от плавучего морского объекта. Обычно компенсатор наклона состоит из чередующихся сферических прокладок из металла или другого жесткого материала, и прослоек из эластомерного материала. Такой компенсатор наклона способен обеспечивать свободное угловое смещение около ±15 градусов или более, в то же время обеспечивая растяжение по оси пропорционально размеру компенсатора наклона. Обычно размер компенсатора наклона выбирался с целью регулирования желаемой нагрузки на райзер или натяжной элемент опоры платформы, и компенсаторы наклона производились и комплектовались с различными размерами для регулирования различных стандартных размеров райзеров и натяжных элементов опоры платформы.

[0003] Райзеры используются для перекачивания промышленных жидких флюидов со дна моря на палубу плавучего морского основания, и для перекачки промышленных жидких флюидов с основания на одну или более экспортных линий. Нагрузки, примененные райзером к компенсатору наклона, обычно состоят из натяжения в райзере, углового смещения и вращения райзера, внутреннего давления в промышленном флюиде и повышенной температуры из промышленного флюида. Таким образом, внутреннее давление в промышленном флюиде и повышенная температура из промышленного флюида могут сделать выбор компенсатора наклона для райзера более сложным, чем выбор компенсатора наклона для натяжного элемента опоры платформы.

[0004] Для различных применений, гибкие трубные соединения включали более чем один элемент в общем корпусе. Например, двустороннее гибкое трубное соединение для райзера имеет первый компенсатор наклона в корпусе для крепления первой удлинительной трубы к корпусу и второй компенсатор наклона в корпусе для крепления второй удлинительной трубы к корпусу. Две удлинительные трубы протянуты в противоположных направлениях из общего корпуса. В данном примере в двустороннем гибком трубном соединении может дважды иметь место угловое смещение, которое может претерпеваться при помощи одностороннего гибкого трубного соединения, имеющего единственный компенсатор наклона. Угловое смещение разделено между двумя компенсаторами наклона в двустороннем гибком трубном соединении, но каждый из двух компенсаторов наклона несет одинаковое полное натяжение райзера. Примеры такого двустороннего гибкого трубного соединения были найдены в патенте US 3,680,895 Herbert et al., опубликованном 1 авг. 1972 г., патенте US 4,068,864 Herbert et al., опубликованном 17 янв. 1978 г. (см.Фиг.4); и патенте US 5,133,578 Whightsil, Sr. et al., опубликованном 28 июля 1992 г.

[0005] Гибкие трубные соединения включают более чем один компенсатор наклона в общем корпусе таким образом, что два компенсатора наклона подвергаются одному и тому же угловому смещению, кроме того, только один из двух данных компенсаторов наклона несет растягивающую нагрузку при гибком трубном соединении. Такое расположение может уменьшить давление промышленного флюида на каждый компенсатор наклона и обеспечивает как главный, так и дублирующий механизм герметизации для содержания находящегося под давлением промышленного флюида внутри гибкого трубного соединения. Однако компенсаторы наклона в данных конструкциях должны быть предварительно сжаты для надежного функционирования - факт, который сокращает срок годности компенсатора наклона. Таким образом, данные устройства создают неэффективное использование двух данных компенсаторов наклона как для осуществления осевой нагрузки на трубу так и для герметизации давления. Примеры таких гибких трубных соединений найдены в патенте US 4,183,556 Schwemmer, опубликованном 15 янв. 1980 г., и патенте US 4,068,868 Ohrt, опубликованном 17 янв. 1978 г.

[0006] Гибкие трубные соединения, имеющие более чем один компенсатор наклона в общем корпусе, также использовались для обеспечения коаксиального двупросветного райзера. Например, как описано в патенте US 4,784,410 Peppel et al., опубликованном 15 нояб. 1988 г. и US 4,984,827 Peppel et al., опубликованном 15 янв. 1991 г., внутри гибкого трубного соединения, по крайней мере, два концентрических или отдельных перехода сформированы для транспортировки флюидов через гибкие трубные соединения. Считается, что переходы остаются отдельными и по существу неизменными в поперечном сечении на протяжении всей области осевых движений гибкого трубного соединения. Однако в каждой из нескольких версий, раскрытых в патентах US 4,784,410 и US 4,984,827 Peppel et al., компенсаторы наклона в общем корпусе усилены при помощи соединительных колец для того, чтобы параллельно реагировать на общее угловое смещение, обеспечивая, таким образом, поперечные сечения переходов с целью сохранения их по существу неизменными во время вращения соединения, но не связаны аксиально таким образом, что растягивающая нагрузка на гибкое соединение осуществляется путем только одного компенсатора наклона.

Раскрытие Изобретения

[0007] Изобретатели обнаружили, что желательно уложить два или более затрубных эластомерных компенсаторов наклона коаксиальным способом в гибком соединении и механически соединить компенсаторы наклона для крепления выступающей части гибкого соединения к корпусу, таким образом, компенсаторы наклона параллельно реагируют как на угловые, так и осевые смещения выступающей части относительно корпуса так, что оба элемента вращаются столько же, и растягивающая нагрузка на выступающую часть по отношению к корпусу размещает каждый из компенсаторов наклона при сжатии с целью разделения и распределения растягивающей нагрузки между компенсаторами наклона. Следовательно, для данного размера корпуса или общей площади в основании объем общей нагрузки компенсатора наклона повышен, и срок годности компенсатора наклона увеличен для указанного объема нагрузки.

[0008] Уложенные компенсаторы наклона не нуждаются в обладании одинаковыми геометрическими размерами или в изготовлении из одних и тех же материалов, а не уложенные компенсаторы наклона нуждаются в предварительном сжатии для их надежного функционирования. В общем, общая приложенная нагрузка будет разделена между уложенными компенсаторами наклона пропорционально относительным жесткостям уложенных компенсаторов наклона. Например, уложенные компенсаторы наклона могут иметь одинаковые геометрические размеры и могут быть выполнены из одних и тех же материалов, и могут быть расположены одинаковым образом относительно общего центра вращения таким образом, что уложенные компенсаторы наклона имеют равные относительные жесткости и, следовательно, общая применяемая нагрузка будет равно разделена между уложенными компенсаторами наклона. В другом примере уложенные компенсаторы наклона имеют различные геометрические размеры или выполнены из различных материалов, или расположены различным образом относительно общего центра вращения таким образом, что уложенные компенсаторы наклона имеют различные относительные жесткости, и общая применяемая нагрузка неравно разделена между уложенными компенсаторами наклона пропорционально их относительным жесткостям.

[0009] В соответствии с первым аспектом, изобретение обеспечивает гибкое соединение, включающее наружный корпус, выступающую часть, выступающую из наружного корпуса, первый затрубный эластомерный компенсатор наклона, крепящий выступающую часть к наружному корпусу для углового смещения выступающей части относительно наружного корпуса и, по крайней мере, второй затрубный эластомерный компенсатор наклона, соединенный между выступающей частью и наружным корпусом. Первый и второй компенсаторы наклона уложены коаксиальным способом и механически соединены таким образом, что первый и второй компенсаторы наклона параллельно реагируют на угловые и осевые смещения выступающей части относительно наружного корпуса таким образом, что растягивающая нагрузка на выступающую часть относительно внешнего корпуса размещает каждый из первого и второго компенсаторов наклона при сжатии с целью разделения и распределения растягивающей нагрузки между первым и вторым компенсаторами наклона пропорционально относительной осевой жесткости первого и второго компенсатора наклона.

[00010] В соответствии с другим аспектом, изобретение обеспечивает гибкое трубное соединение, включающее наружный корпус, присоединительный фланец, удлинительную трубу, первый затрубный эластомерный компенсатор наклона, внутреннюю трубу и второй затрубный эластомерный компенсатор наклона. Наружный корпус имеет первый конец и второй конец. Присоединительный фланец прикреплен к первому концу наружного корпуса. Удлинительная труба выступает из второго конца наружного корпуса. Первый компенсатор наклона расположен в наружном корпусе или прикрепляет удлинительную трубу к наружному корпусу для углового смещения удлинительной трубы относительно наружного корпуса. Удлинительная труба проходит через первый компенсатор наклона таким образом, что первый компенсатор наклона охватывает удлинительную трубу. Внутренняя труба расположена в наружном корпусе и прикреплена к присоединительному фланцу, а также обеспечивает канал из апертуры в присоединительном фланце к удлинительной трубе для прохода флюида через гибкое трубное соединение. Внутренний корпус расположен во внешнем корпусе и прикреплен к удлинительной трубе. Второй компенсатор наклона расположен в наружном корпусе, а также расположен во внутреннем корпусе, и прикрепляет внутреннюю трубу к внутреннему корпусу. Внутренняя труба проходит через второй компенсатор наклона таким образом, что второй компенсатор наклона охватывает внутреннюю трубу. Первый и второй компенсаторы наклона уложены коаксиальным способом и механически соединены таким образом, что первый и второй компенсаторы наклона параллельно реагируют на угловые и осевые смещения удлинительной трубы относительно наружного корпуса таким образом, что растягивающая нагрузка на удлинительную трубу относительно наружного корпуса размещает каждый из первого и второго компенсаторов наклона при сжатии с целью разделения и распределения растягивающей нагрузки между первым и вторым компенсатором наклона пропорционально относительной осевой жесткости первого и второго компенсаторов наклона.

[00011] В соответствии с еще одним аспектом изобретение обеспечивает гибкое трубное соединение, включающее наружный корпус, присоединительный фланец, удлинительную трубу, первый затрубный эластомерный компенсатор наклона и второй затрубный эластомерный компенсатор наклона. Наружный корпус имеет первый конец и второй конец. Присоединительный фланец прикреплен к первому концу наружного корпуса. Удлинительная труба выступает из второго конца наружного корпуса. Первый компенсатор наклона расположен в наружном корпусе и прикрепляет удлинительную трубу к наружному корпусу для углового смещения удлинительной трубы относительно наружного корпуса. Удлинительная труба проходит через первый компенсатор наклона таким образом, что первый компенсатор наклона охватывает удлинительную трубу. Второй затрубный эластомерный компенсатор наклона расположен в наружном корпусе и прикрепляет удлинительную трубу к наружному корпусу. Удлинительная труба проходит через второй компенсатор наклона таким образом, что второй компенсатор наклона охватывает удлинительную трубу. Присоединительный фланец устанавливает апертуру для канала к удлинительной трубе для прохода флюида через гибкое трубное соединение. Первый и второй компенсаторы наклона уложены коаксиальным способом и механически соединены таким образом, что первый и второй компенсаторы наклона параллельно реагируют на угловые и осевые смещения удлинительной трубы относительно наружного корпуса таким образом, что растягивающая нагрузка на удлинительную трубу относительно наружного корпуса размещает каждый из первого и второго компенсатора наклона при сжатии с целью разделения и распределения растягивающей нагрузки между первым и вторым компенсаторами наклона пропорционально относительной осевой жесткости первого и второго компенсатора наклона.

Краткое описание чертежей

[00012] Дополнительные технические характеристики и преимущества данного изобретения будут описаны ниже со ссылкой на чертежи, в которых:

[00013] Фиг.1 - схематичная диаграмма платформы с натяжными опорами (TLP), включающей эксплуатационный райзер и экспортный райзер в цепной конфигурации;

[00014] Фиг.2 - сборная емкость с боковым щелевым отверстием для прикрепления экспортного райзера к (TLP) на Фиг.1;

[00015] Фиг.3 - вид спереди гибкого трубного соединения, имеющего первую конфигурацию в соответствии настоящим изобретением;

[00016] Фиг.4 - боковое поперечное сечение гибкого трубного соединения по линии 4-4 на Фиг.3;

[00017] Фиг.5 показывает альтернативную конструкцию для гибкого трубного соединения Фиг.4 для облегчения разборки;

[00018] Фиг.6 показывает другую альтернативную конструкцию для гибкого трубного соединения Фиг.4;

[00019] Фиг.7 показывает еще одну другую альтернативную конструкцию для гибкого трубного соединения Фиг.4, характеризующую герметизирующий механизм;

[00020] Фиг.8 показывает альтернативную конструкцию для гибкого трубного соединения Фиг.7;

[00021] Фиг.9 - вид спереди второй конфигурации гибкого трубного соединения в соответствии с настоящим изобретением;

[00022] Фиг.10 показывает боковое поперечное сечение по линии 10-10 на Фиг.9;

[00023] Фиг.11 показывает альтернативную конструкцию для гибкого трубного соединения Фиг.10 для облегчения разборки;

[00024] Фиг.12 - вид спереди третьей конфигурации гибкого трубного соединения в соответствии с настоящим изобретением;

[00025] Фиг.13 показывает боковое поперечное сечение по линии 13-13 на Фиг.12;

[00026] Фиг.14 показывает альтернативную конструкцию для гибкого трубного соединения Фиг.13 для облегчения разборки; а также

[00027] Фиг.15 показывает альтернативную конструкцию для гибкого трубного соединения Фиг.13.

[00028] В то время как изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, особые воплощения токового были показаны на чертежах, и будут подробно описываться. Однако следует понимать, что не существует намерения ограничить изобретение конкретными показанными формами, а наоборот, существует намерение охватить все модификации, эквиваленты и альтернативы, входящие в область данного изобретения как определенные при помощи прилагаемой формулы изобретения.

Способ(ы) Осуществления Изобретения

[00029] Ссылка на Фиг.1 показывает морское бурение или нефтедобычное судно, в общем обозначенное 10, плавающее на поверхности воды 11. Плавучее морское основание, в частности платформа с натяжными опорами (TLP), закрепляется на морском дне 12 с помощью средств натяжных элементов опоры платформы 13, 14 и опорных плит основания 15, 16. Несмотря на то, что не видно на Фиг.1, существует комплекс натяжных элементов опоры платформы, зависящих от каждого из четырех углов платформы TLP 10 для одной соответствующей из четырех опорных плит основания 15, 16. В дополнение, каждый из четырех нижних углов платформы TLP 10 закреплен при помощи соответствующего бокового швартова 17, 18, используемого для передвижения платформы в сторону и сопротивления боковым механическим воздействиям.

[00030] Для транспортировки буровых растворов и бурильной колонны от TLP к буровой скважине 19 в морском дне 12 и для удаления углеводородов из скважины, когда бурение было завершено, эксплуатационный райзер, в общем обозначенный 20, продлен от буровой скважины 19 до TLP 10. Райзер 20 состоит из ряда секций жестких труб 21, соединенных гибкими трубными соединениями 22. Подходящее гибкое трубное соединение описано, например, в патенте US 5,133,578 Whightsil, Sr. et al., опубликованном 28 июля 1992 г.

[00031] Также на Фиг.1 показан экспортный райзер, в общем обозначенный 24, свисающий с опоры основания TLP 10 в цепной конфигурации и касающийся земли на морском дне 12. Экспортный райзер 24, например, представлен трубопроводом от TLP 10 к нефтепромысловому объекту на берегу (не показан), или к системе буев для загружающегося хранилища плавучих систем добычи, хранения и выгрузки нефтепродуктов (FPSO's). Экспортный райзер 24 является аналогичным эксплуатационному райзеру 20 в том, что он состоит из ряда секций жестких труб 25, соединенных элестомерными гибкими трубными соединениями 26. Гибкое трубное соединение 27 на верху райзера 24 закреплено в сборной емкости с боковым щелевым отверстием 34, присоединенной к опоре TLP 10.

[00032] Фиг.2 показывает сборную емкость с боковым щелевым отверстием 34. Сборная емкость 34 представлена свариваемой деталью, состоящей из кованного, механически обработанного кольца нагрузки 41 и ряда пластин 42, 43. Пластины 42, 43, представляющие перегородки и фланцы, служат для стабилизации кольца нагрузки 41, а также нагрузок моста между опорой TLP и экспортным райзером.

[00033] Во время установки тыльная сторона сборной емкости 34 приварена или иным способом прикреплена к опоре TLP, и верхнее гибкое трубное соединение экспортного райзера вставлено в кольцо нагрузки 41. Сборная емкость включает фронтальную щель, в общем обозначенную 44, для облегчения бокового входа экспортного райзера во время установки.

[00034] Гибкие соединения для райзеров и для крепления натяжных элементов опоры платформы к TLP были произведены и укомплектованы в различных размерах для регулирования различных стандартных размеров райзеров или натяжных элементов опоры платформы. Однако могут возникнуть ситуации, где было бы желательно повысить несущую способность или срок годности гибкого соединения для указанного размера корпуса или общей площади в основании. Это особенно верно для самого верхнего гибкого трубного соединения райзера, поскольку данное гибкое трубное соединение обычно крепится к плавучему основанию, имеющему закрепляющую сборную емкость, подобранную к общей площади в основании конкретного корпуса.

[00035] Например, сначала крепящая сборная емкость выбирается и определяется по размеру с целью предусмотрения условий эксплуатации, и затем крепящая сборная емкость приваривается к плавучему основанию. В таком случае может быть трудно переместить крепящую сборную емкость и дорого устанавливать новую крепящую сборную емкость, если условия эксплуатации изменятся. Условия нагружения могут нуждаться в повышении по причине того, что была пробурена новая или более глубокая скважина на существующем месте так, что промышленный флюид с более высокой температурой должен быть извлечен на существующем месте, или условия нагружения могут нуждаться в повышении по причине того, что производство на существующем месте прекращено, и плавучее основание перемещено на новое место, где морское дно глубже, так, что гибкое трубное соединение должно регулировать высокую прочность. В другом случае было бы желательно установить новое гибкое трубное соединение большей пропускной способности в существующую крепящую сборную емкость.

[00036] В соответствии с аспектом настоящего изобретения, несущая способность или срок годности гибкого соединения для указанного размера корпуса или общей площади в основании увеличены при помощи стыковки двух или более затрубных эластомерных компенсаторов наклона коаксиальным способом в гибком соединении и соединяющие механически эластомерные компенсаторы наклона для крепления выступающей части гибкого соединения к корпусу таким образом, что компенсаторы наклона параллельно реагируют как на угловые, так и осевые смещения выступающей части по отношению к корпусу, и, в частности, так, что растягивающая нагрузка на выступающую часть относительно корпуса размещает каждый из компенсаторов наклона при сжатии с целью разделения и распределения растягивающей нагрузки между компенсаторами наклона. По этой причине для указанного размера корпуса или общей площади в основании, общая нагрузочная способность гибкого соединения повышена, и срок годности гибкого соединения увеличен для указанной нагрузочной способности. Гибкое трубное соединение с компенсатором наклона, действующим параллельно, может функционировать в гораздо более жестких условиях окружающей среды и при большем количестве условий эксплуатации, чем возможно с существующей конструкцией с единичным элементом или конструкцией, характеризующейся двумя компенсаторами наклона, каждый из которых действует независимо, или соединенными для последовательного действия.

[00037] В предпочтительной конфигурации, уложенные компенсаторы наклона, действующие параллельно, расположены около общего центра вращения. Для двух уложенных компенсаторов наклона, действующих параллельно, это может быть сделано либо при помощи размещения компенсаторов наклона на противоположных сторонах от центра вращения таким образом, что центр вращения расположен между компенсаторами наклона, либо при помощи размещения компенсаторов наклона на той же стороне от центра вращения так, что центр вращения не располагается между компенсаторами наклона. Для того случая, когда два компенсатора наклона расположены на разных сторонах от центра вращения, два компенсатора наклона могут быть механически соединены с выступающей частью при помощи внутреннего корпуса или при помощи удлинения выступающей части так, что она охвачена каждым из двух компенсаторов наклона. Таким образом, существуют три общих конфигурации гибкого соединения для случая с двумя уложенными компенсаторами наклона, действующими параллельно.

[00038] Фиг.3 и 4 показывают гибкое трубное соединение 27, имеющее общую конфигурацию, в которой два уложенных компенсатора наклона 61, 62, действующие параллельно, расположены на противоположных сторонах от общего центра вращения 63. В данном способе воплощения гибкое трубное соединение 27 имеет нижнее опорное кольцо 51, цилиндрический корпус 52, нижний компенсатор наклона 61, удлинительную трубу 54, внутренний корпус 65, верхний компенсатор наклона 62, внутреннюю трубу 64 и присоединительный фланец 53. Верхний фланец 66 удлинительной трубы 54 приварен к внутреннему корпусу 65, и внутренняя труба 64 приварена к присоединительному фланцу 53. Также присоединительный фланец 53 приварен к цилиндрическому корпусу 52. Данные сваренные компоненты выполнены, например, из сплава нержавеющей стали.

[00039] При использовании, гибкое трубное соединение 27 расположено в захваченной сборной емкости (34 на Фиг.2), которая может надежно поддерживать вес и нагрузку гибкого трубного соединения 27. Присоединительный фланец 53 прикреплен болтами к фланцу (56 на Фиг.3) сегмента трубы (28 на Фиг.3) для передачи флюида через гибкое трубное соединение между сегментом трубы 28 и удлинительной трубой 54. Комбинация из нижнего опорного кольца 51 и цилиндрического корпус 52 обеспечивает наружный корпус для гибкого трубного соединения 27. При действии растягивающей нагрузки на удлинительную трубу 54 относительно данного наружного корпуса гибкое трубное соединение 27 делает возможным диапазон углового смещения (θ) удлинительной трубы 54 относительно наружного корпуса. Например, как показано на Фиг.3, угловое смещение (θ) удлинительной трубы 54 происходит, когда удлинительная труба вращается вокруг центра вращения 63 из вертикального ориентирования, как показано сплошными линиями, к наклонной ориентации 55, показанной пунктирными линиями.

[00040] Как показано на Фиг.4, нижний затрубный эластомерный компенсатор наклона 61 и верхний затрубный эластомерный компенсатор наклона 62 уложены коаксиальным способом по центральной продольной оси 67 и содержатся во внешнем корпусе, состоящем из нижнего опорного кольца 51 и цилиндрического корпуса 52. Уложенные компенсаторы наклона 61 и 62 имеют общий центр вращения 63 на оси 67.

[00041] В воплощении на Фиг.4, не является необходимым, чтобы верхний компенсатор наклона 62 имел тот же размер, форму или структуру, что и нижний компенсатор наклона 61. В общем, когда растяжение приложено к удлинительной трубе 54, вызывая смещение удлинительной трубы относительно цилиндрического корпуса 52 по оси 67, верхний компенсатор наклона 62 и нижний компенсатор наклона 61 каждый подвержен тому же осевому смещению, и таким образом подвержен сжимающим нагрузкам, которые пропорциональны относительной осевой жесткости компенсаторов наклона. В результате, растягивающая нагрузка на гибкое соединение 27 разделена и распределена между верхним и нижним компенсаторами наклона 61, 62 пропорционально их относительным осевым жесткостям. Поэтому при помощи включения верхнего компенсатора наклона 62 в гибкое трубное соединение 27 и механического соединения верхнего компенсатора наклона с нижним компенсатором наклона 61, а также с удлинительной трубой 54 гибкое трубное соединение может регулировать большие нагрузки, чем иной компенсатор наклона в одиночку. Например, при помощи включения по существу идентичных верхнего и нижнего компенсаторов наклона 61, 62 в гибкое трубное соединение 27 и их механического соединения данным способом воплощения, гибкое трубное соединение может иметь двойную допустимую нагрузку единичного нижнего компенсатора наклона.

[00042] В аналогичном способе, угловое смещение удлинительной трубы 54 путем вращения вокруг общего центра вращения 63 подвергает верхний компенсатор наклона 62 и нижний компенсатор наклона 61 тому же напряжению при срезе, и в результате гибкое трубное соединение 27 обеспечивает противодействующую силу на удлинительную трубу 54, которая является суммой сил, обеспеченных при помощи верхнего и нижнего компенсаторов наклона 62, 61; которая является двойной силой, обеспеченной при помощи иного компенсатора наклона, если оба компенсатора наклона 61, 62 были по существу идентичными.

[00043] В общем, по причине того, что удлинительная труба 54 и внутренний корпус 65 соединены вместе, верхний компенсатор наклона 62 и нижний компенсатор наклона 61 вынуждены реагировать параллельно, и таким образом размещают и вращают в равной степени. Верхний компенсатор наклона 62 и нижний компенсатор наклона 61 делят один и тот же центр вращения 63 с тем, чтобы позволить свободное угловое смещение удлинительной трубы 54 во время использования. Поэтому общая нагрузка (благодаря растяжению и вращению райзера, давлению флюида и температурному расширению) распределяется между верхним компенсатором наклона 62 и нижним компенсатором наклона 61 пропорционально их относительным жесткостям. Нижний компенсатор наклона 61 переносит свою нагрузку напрямую в нижнее опорное кольцо, в то время как верхний компенсатор наклона 62 переносит свою нагрузку во внутреннюю трубу 64. Внутренняя труба 64 затем переносит нагрузку в присоединительный фланец 53 через сварное соединение. Присоединительный фланец 53 переносит данную нагрузку через другое сварное соединение вниз к нижнему опорному кольцу 51.

[00044] При использовании, когда производственный флюид перекачивается из плавучего основания в экспортный райзер (24 на Фиг.1), производственный флюид течет вниз через апертуру 69 в присоединительном фланце 53 во внутреннюю трубу 64 и наполняет внутреннюю полость 68. Затем производственный флюид течет из внутренней трубы 64 вниз через удлинительную трубу 54.

[00045] Также возможно использование гибкого трубного соединения, как показано на Фиг.4 в эксплуатационном райзере (20 на Фиг.1). В данном случае производственный флюид из буровой скважины будет течь вверх через удлинительную трубу 54 и затем вверх через внутреннюю трубу 64 и вверх через присоединительный фланец 53.

[00046] Конструкция гибкого трубного соединения 27 требует две сборочные единицы с целью подвержения прессованию отдельно. При одном процессе прессования, эластомер нижнего компенсатора наклона 61 присоединяется к нижнему опорному кольцу 51, а также к удлинительной трубе 54 при помощи разъемного двухчастного кольца (не показано). Когда данный процесс прессования завершен, две части раъемного кольца отсоединяются друг от друга для того, чтобы удалить разъемное кольцо из прессованной сборочной единицы. Дополнительные детали, касающиеся прессования, с таким разъемным кольцом находятся на Фиг.5 и в колонке 5 линия 47 - колонке 6 линия 2 патента US 4,708,785 McGregor, опубликованном 24 нояб. 1987 г.

[00047] Тем же способом, когда верхний компенсатор наклона 62 спрессовывается, эластомер верхнего компенсатора наклона присоединяется к внутренней трубе 64 и внутреннему корпусу 65. Однако в этом случае нет необходимости в разъемном кольце, потому что формы внутренней трубы 64 и внутреннего корпуса 65 позволяют использовать твердое коническое кольцо в процессе прессования.

[00048] Гибкое трубное соединение, как показано на Фиг.4, сделано из сборочной единицы нижнего компенсатора наклона 61 и сборочной единицы верхнего компенсатора наклона 62 путем размещения сборочной единицы верхнего компенсатора наклона 62 над сборочной единицей нижнего компенсатора наклона 61 и приваривания внутреннего корпуса 65 к верхнему фланцу 66 удлинительной трубы 54. В то же время цилиндрический корпус 52 отсутствует, так что данное приваривание является свободным со стороны цилиндрического корпуса 52. Далее цилиндрический корпус 52 размещается на нижнем опорном кольце 51 и приваривается к нижнему опорному кольцу. Затем присоединительный фланец 53 устанавливается на внутренней трубе 64, и внутренняя труба приваривается к присоединительному фланцу, и присоединительный фланец приваривается к цилиндрическому корпусу 52.

[00049] Фиг.5 показывает альтернативную конструкцию для гибкого трубного соединения 100 для облегчения разборки, В этом примере разборка может требоваться для замены внутренних сильфонов 110. Сильфоны 110 обеспечивают антидиффузионный барьер между производственным флюидом, передаваемым через гибкое трубное соединение 100, и эластомером верхнего компенсатора наклона 107.

[00050] Во время конструирования гибкого трубного соединения 100, когда нижний компенсатор наклона 103 спрессован, он становится соединенным с нижним опорным кольцом 101, а также с удлинительной трубой 104. Когда верхний компенсатор наклона 107 спрессован, он становится соединенным с внутренним корпусом 106, а также с внутренней трубой 109. Затем сильфоны 110 присоединяются к внутреннему корпусу 106, а также к внутренней трубе 109. Затем полость 111 между сильфонами 110 и верхним компенсатором наклона 107 заполняется несжимаемым флюидом, таким как пропиленгликоль или полиалкиленгликоль.

[00051] Сборочная единица верхнего компенсатора наклона 107 размещается затем на сборочной единице нижнего компенсатора наклона 103, и верхний фланец 105 удлинительной трубы 104 прикреплен к внутреннему корпусу 106 при помощи серий болтов 112. Металлическая прокладка торцевого кольца 113 герметизирует соединение между верхним фланцем 105 удлинительной трубы 104 и внутренним корпусом 106. Цилиндрический корпус 102 размещается на нижнем опорном кольце 101 и прикреплен к нижнему опорному кольцу 101 при помощи серий болтов 114. Присоединительный фланец 108 установлен на внутренней трубе 109, и внутренняя труба 109 приварена к присоединительному фланцу 108. Затем присоединительный фланец 108 прикрепляется к цилиндрическому корпусу 102 при помощи серий болтов 115.

[00052] Для разборки, болты 115 удаляются таким образом, что присоединительный фланец 108 больше не прикрепляется к цилиндрическому корпусу 102. Затем сварка между внутренней трубой 109 и присоединительным фланцем 108 стачивается, так что присоединительный фланец может быть удален из внутренней трубы. Затем болты 114 удаляются, так что цилиндрический корпус 102 может быть удален из нижнего опорного кольца 101. Затем болты 112 удаляются, так что сборочная единица верхнего компенсатора наклона 107 может быть удалена из сборочной единицы нижнего компенсатора наклона 103.

[00053] Фиг.6 показывает альтернативную конструкцию для гибкого трубного соединения 120. В данном примере гибкое трубное соединение 120 включает нижнее опорное кольцо 121, цилиндрический корпус 122, нижний компенсатор наклона 123, удлинительную трубу 124, внутренний корпус 126, верхний компенсатор наклона 127, внутреннюю трубу 129 и присоединительный фланец 128. Верхний фланец 125 удлинительной трубы 124 приваривается к внутреннему корпусу 126, и внутренняя труба 129 приваривается к присоединительному фланцу 128. Цилиндрический корпус 122 присоединяется болтами к нижнему опорному кольцу 121, и присоединительный фланец 128 присоединяется болтами к цилиндрическому корпусу.

[00054] Конструкция гибкого трубного соединения 120 облегчает неполную разборку при помощи развинчивания болтов присоединительного фланца 128 из цилиндрического корпуса 122, стачивания сварки между присоединительным фланцем и внутренней трубой 129, удаления присоединительного фланца 128 и развинчивания болтов и удаления цилиндрического корпуса 122 из нижнего опорного кольца 121. Такая неполная разборка может быть желательна для проверки верхнего компенсатора наклона 127 и нижнего компенсатора наклона 123, и для доступа к датчикам, встроенным в компенсаторы наклона. Например, датчики, встроенные в компенсатор наклона, описаны в патента US 5,905,212 Moses, et al., опубликованном 18 мая 1999 г.

[00055] Фиг.7 показывает гибкое трубное соединение 130, дополнительно включающее верхний внутренний лейнер 141, нижний внутренний лейнер 142, а также центрирующее кольцо 143. Верхний вспомогательный затрубный эластомерный компенсатор наклона 144 располагается между центрирующим кольцом 143 и верхним внутренним лейнером 141, и нижний вспомогательный затрубный эластомерный компенсатор наклона 145 располагается между центрирующим кольцом и нижним внутренним лейнером 142. Сборочная единица верхнего внутреннего лейнера 141, нижний внутренний лейнер 142, центрирующее кольцо 143, верхний вспомогательный затрубный эластомерный компенсатор наклона 144, а также нижний вспомогательный затрубный эластомерный компенсатор наклона 145 спрессовываются вместе как одна деталь.

[00056] Во время сборки гибкого трубного соединения 130, нижний основной компенсатор наклона 133 спрессовывается и соединяется с нижним опорным кольцом 131, а также с удлинительной трубой 134. Верхний основной компенсатор наклона 137 спрессовывается и соединяется с внутренним корпусом 136, а также с внутренней трубой 139. Затем нижний внутренний лейнер 142 сборочной единицы лейнера вставляется в удлинительную трубу 134, и соединительная единица верхнего основного компенсатора наклона 137 спускается в положение с внутренней трубой 139, присоединенной над верхним лейнером 141 сборочной единицы лейнера, так что верхний лейнер 141 вставляется во внутреннюю трубу 139, до тех пор пока внутренний корпус 136 не становится установленным на верхний фланец 135 удлинительной трубы 134. Затем внутренний корпус 136 приваривается к верхнему фланцу 135 удлинительной трубы 134. Затем нижний конец нижнего внутреннего лейнера 142 приваривается к нижнему концу удлинительной трубы 134, и верхний конец верхнего внутреннего лейнера 141 приваривается к верхнему концу внутренней трубы 139. Затем цилиндрический корпус 132 размещается на и приваривается к нижнему опорному кольцу 131. Затем присоединительный фланец 138 устанавливается на внутренней трубе 139 и располагается на цилиндрическом корпусе 132, а также верхний конец внутренней трубы приваривается к присоединительному фланцу. Присоединительный фланец 138 приваривается к цилиндрическому корпусу 132.

[00057] Все компенсаторы наклона 133, 137, 144, 145 гибкого трубного соединения 130 делят один и тот же центр вращения 146, с тем чтобы позволить диапазон свободного углового смещения удлинительной трубы 134 во время эксплуатации. Вспомогательные компенсаторы наклона 144, 145, центрирующее кольцо 143, верхний лейнер 141, а также нижний лейнер 142 изолируют внутреннюю полость 147 от промышленного флюида. Это, по очереди, ликвидирует результирующий гидростатический напор, который иным способом был бы введен, если бы давление производственного флюида было допустимым во внутреннюю полость 147 и прямо к главным компенсаторам наклона 137 и 133. Таким образом, соединительная единица лейнеров 141, 142 и центрирующего кольца 143 и вспомогательных компенсаторов наклона 144, 145 функционирует как деталь, изолирующая давление, которая создает избыток мощности в герметизациях между производственным флюидом и внешними условиями снаружи гибкого трубного соединения 130.

[00058] Фиг.8 показывает гибкое трубное соединение 150, имеющее конструкцию, аналогичную показанной на Фиг.7, но будучи сконструированной с целью облегчения неполной разборки. Гибкое трубное соединение 150 включает нижнее опорное кольцо 151, цилиндрический корпус 152, нижний основной компенсатор наклона 153, удлинительную трубу 154, внутренний корпус 156, верхний основной компенсатор наклона 157, присоединительный фланец 158, внутреннюю трубу 159, верхний внутренний лейнер 161, нижний внутренний лейнер 162, центрирующее кольцо 163, верхний вспомогательный компенсатор наклона 164, присоединенный между верхний лейнером 161 и центрирующим кольцом 163, и нижний вспомогательный компенсатор наклона 165, присоединенный между нижним внутренним лейнером 162 и центрирующим кольцом 163.

[00059] Для облегчения неполной разборки цилиндрический корпус 152 прикрепляется к нижнему опорному кольцу 151 при помощи серий болтов 168, и присоединительный фланец 158 присоединяется к цилиндрическому корпусу при помощи серий болтов 169.

[00060] Фиг.9 показывает гибкое трубное соединение 170, имеющее вторую конфигурацию в соответствии с настоящим изобретением. В этом примере нижний корпус 171 и верхний корпус 172 обеспечивают внешний корпус для гибкого трубного соединения 170. Межкорпусная опора 173 расположена между нижним корпусом 171 и верхним корпусом 172. Удлинительная труба 174 выступает из нижнего корпуса 171, и присоединительный фланец 175 прикрепляется к верхнему корпусу 172. Данные компоненты выполнены, например, из сплава нержавеющей стали.

[00061] Фиг.10 показывает вид сбоку поперечного сечения гибкого трубного соединения 170. В данном примере межкорпусная опора 173 приваривается к нижнему корпусу 171, верхний корпус 172 приваривается к межкорпусной опоре 173, присоединительный фланец 175 приваривается к верхнему корпусу 172. Нижний затрубный эластомерный компенсатор наклона 176 присоединяется к нижнему корпусу 171 и ко внутренней трубе 174 с целью прикрепления удлинительной трубы 174 к нижнему корпусу 171. Верхний затрубный эластомерный компенсатор наклона 177 присоединен к межкорпусной опоре 173 и к колпачку верхнего компенсатора наклона 178. Колпачок верхнего компенсатора наклона 178 выполнен, например, из сплава нержавеющей стали. Колпачок верхнего компенсатора наклона 178 приваривается к верхнему присоединительному фланцу 179 удлинительной трубы 174. Нижний компенсатор наклона 176 и верхний компенсатор наклона 177 делят общий центр вращения 181 с тем, чтобы позволить свободное угловое смещение удлинительной трубы 174 относительно общего центра вращения.

[00062] В данной второй конфигурации нижний компенсатор наклона 176 и верхний компенсатор наклона 177 находятся на противоположных сторонах от общего центра вращения 181, а также верхний компенсатор наклона и нижний компенсатор наклона совместно охватывают удлинительную трубу 174. По причине того, что удлинительная труба 174 и колпачок верхнего компенсатора наклона 178 соединены вместе, нижний компенсатор наклона 176 и верхний компенсатор наклона 177 вынуждены смещаться и вращаться в том же количестве. Поэтому общая нагрузка на гибкое трубное соединение 170 (благодаря растяжению райзера и вращению, давлению флюида и температурному расширению) распределена между нижним компенсатором наклона 176 и верхним компенсатором наклона 177 пропорционально их относительной жесткости. Нижний компенсатор наклона 176 переносит свою нагрузку напрямую в нижний корпус 171, в то время как верхний компенсатор наклона 177 переносит свою нагрузку через межкорпусную опору 173 в нижний корпус 171.

[00063] При использовании, когда промышленный флюид перекачивается из плавучего основания через гибкое трубное соединение 170 к экспортному райзеру, включающему удлинительную трубу 174, производственный флюид стекает вниз через присоединительный фланец 175 и наполняет верхнюю внутреннюю полость 182. Производственный флюид стекает в колпачок верхнего компенсатора наклона 178 и затем вниз через удлинительную трубу 174.

[00064] Также возможно использовать гибкое трубное соединение 170 в эксплуатационном райзере, включающем удлинительную трубу 174. В этом случае производственный флюид из буровой скважины течет вверх через удлинительную трубу 174 и затем вверх через добавочный колпачок верхнего компенсатора наклона 178 и вверх через присоединительный фланец 175.

[00065] Во время изготовления гибкого трубного соединения 170, когда нижний компенсатор наклона 176 спрессован, эластомер нижнего компенсатора наклона становится соединенным с нижним корпусом 171 и с удлинительной трубой 174. Обычно применяемая двухчастная форма, закрепленная между удлинительной трубой 174 и нижним корпусом 171, обеспечивает угловую полость для содержания эластомерного материала и укреплений во время процесса прессования нижнего компенсатора наклона 176. Когда верхний компенсатор наклона 177 спрессовывается, эластомер верхнего компенсатора наклона становится соединенным с межкорпусной опорой 173 и с колпачком верхнего компенсатора наклона 178. В этом случае протекторная или складная двухчастная форма, закрепленная между колпачком верхнего компенсатора наклона 178 и межкорпусной опорой 173, обеспечивает угловую полость для содержания эластомерного материала и укреплений во время процесса спрессовывания верхнего компенсатора наклона 177. Затем сборочная единица верхнего компенсатора наклона 177 (соединенная с межкорпусной опорой 173 и с колпачком верхнего компенсатора наклона 178) прикрепляется на сборочную единицу нижнего компенсатора наклона 176 (соединенную с нижним корпусом 171 и удлинительной трубой 174). Затем колпачок верхнего компенсатора наклона 178 приваривается к верхнему фланцу 179 удлинительной трубы 174, и межкорпусная опора 173 приваривается к нижнему корпусу 171. Затем верхний корпус 172 приваривается к межкорпусной опоре 173, и присоединительный фланец 175 приваривается к верхнему корпусу 172.

[00066] Фиг.11 показывает гибкое трубное соединение 190, имеющее вторую конфигурацию, как представлено на Фиг.10, но сконструированную для облегчения разборки. Гибкое трубное соединение 190 имеет нижний корпус 191, верхний корпус 192, межкорпусную опору 193, удлинительную трубу 194, а также присоединительный фланец 195. Нижний затрубный эластомерный компенсатор наклона 196 присоединяется к нижнему корпусу 191 и к удлинительной трубе 194, и верхний затрубный эластомерный компенсатор наклона 197 присоединяется к межкорпусной опоре 193 и к колпачку верхнего компенсатора наклона 198.

[00067] Разборка гибкого трубного соединения 190 может быть желательна для замены внутренних сильфонов 201. Сильфоны 201 обеспечивают антидиффузионный барьер между производственным флюидом, передаваемым через гибкое трубное соединение 190, и эластомером верхнего компенсатора наклона 197.

[00068] Для облегчения разборки вместо сваривания металлических частей вместе, серии болтов 203 крепят элемент колпачка верхнего компенсатора наклона 198 к верхнему фланцу 199 удлинительной трубы 194, и серии болтов 204 крепят присоединительный фланец 195, верхний корпус 192 и межкорпусную опору 193 к нижнему корпусу 191. Металлическая прокладка торцевого кольца 205 герметизирует соединение между колпачком верхнего компенсатора наклона 198 и верхним фланцем 199 удлинительной трубы 194. Металлическая прокладка торцевого кольца 206 герметизирует соединение между присоединительным фланцем 195 и верхним корпусом 192. Металлическая прокладка торцевого кольца 207 герметизирует соединение между верхним корпусом 192 и межкорпусной опорой 193. Металлическая прокладка торцевого кольца 208 герметизирует соединение между межкорпусной опорой 193 и нижним корпусом 191.

[00069] Во время сборки гибкого трубного соединения 190 нижний компенсатор наклона 196 спрессовывается и соединяется с нижним корпусом 191 и с удлинительной трубой 194. Верхний компенсатор наклона 197 спрессовывается и соединяется с межкорпусной опорой 193 и с опорным колпачком верхнего компенсатора наклона 198. Затем сильфоны 201 присоединяются к межкорпусной опоре 193 и к колпачку верхнего компенсатора наклона 198. Затем полость 202 между сильфонами 201 и верхним компенсатором наклона 197 наполняется несжимаемым флюидом, таким как пропиленгликоль или полиалкиленгликоль. Затем металлическая прокладка торцевого кольца 205 размещается на верхнем фланце 199 удлинительной трубы 194, металлическая прокладка торцевого кольца 208 размещается на нижнем корпусе 191, и сборочная единица верхнего компенсатора наклона 197 устанавливается над верхним фланцем 199 удлинительной трубы 194 и закрепляется на месте при помощи болтов 203. Затем металлическая прокладка торцевого кольца 207 размещается на межкорпусной опоре 193, и верхний корпус 192 размещается на межкорпусной опоре. Затем металлическая прокладка торцевого кольца 206 размещается на верхнем корпусе 192, и присоединительный фланец 195 размещается на верхнем корпусе 192 и закрепляется на месте при помощи болтов 204.

[00070] Фиг.12 показывает гибкое трубное соединение 210, имеющее третью конфигурацию в соответствии с настоящим изобретением. Гибкое трубное соединение 210 имеет внешний корпус 211, удлинительную трубу 212, а также присоединительный фланец 213. Для соединения гибкого трубного соединения 210 с подающей трубой 214, фланец 215 подающей трубы присоединяется болтами к присоединительному фланцу 213. Для соединения гибкого трубного соединения 210 к райзеру 216 удлинительная труба 212 приваривается к райзеру. Данные компоненты выполнены, например, из сплава нержавеющей стали.

[00071] Фиг.13 показывает вид сбоку поперечного сечения гибкого трубного соединения 210. В этом примере присоединительный фланец 213 приваривается к внешнему корпусу 211. Нижний затрубный эластомерный компенсатор наклона 221 соединяется с внешним корпусом 211 и с добавочным кожухом 222. Верхний затрубный эластомерный компенсатор наклона 223 соединяется с внутренним корпусом 224 и с верхним фланцем 225 удлинительной трубы 212. Внутренний корпус 224 и добавочный кожух 222 выполнены, например, из сплава нержавеющей стали. Внутренний корпус 224 приваривается к присоединительному фланцу 213, и добавочный кожух 222 приваривается к удлинительной трубе 212. Нижний компенсатор наклона 221 и верхний компенсатор наклона 223 делят общий центр вращения 226 с тем, чтобы позволить ряд свободных угловых смещений удлинительной трубы 212 путем вращения вокруг общего центра вращения компенсаторов наклона.

[00072] В данной третьей конфигурации, нижний компенсатор наклона 221 и верхний компенсатор наклона 223 располагаются на одной стороне от общего центра вращения 226, а также как нижний компенсатор наклона, так и верхний компенсатор наклона охватывают удлинительную трубу 212. Для использования аналогичных компенсаторов наклона в данном случае, верхний компенсатор наклона 223, ближайший к общему центру вращения 226, вставляется внутрь нижнего компенсатора наклона 221, так что часть верхнего компенсатора наклона 223 располагается между общим центром вращения 226 и частью нижнего компенсатора наклона 221. По причине того, что удлинительная труба 212 и дополнительный кожух 222 соединены вместе, нижний компенсатор наклона 221 и верхний компенсатор наклона 223 вынуждены смещаться и вращаться в одинаковом количестве. Поэтому общая нагрузка на гибкое трубное соединение 210 (благодаря растяжению райзера и вращению, давлению жидкости и температурному расширению) распределяется между нижним компенсатором наклона 221 и верхним компенсатором наклона 223 пропорционально их относительным жесткостям. Нижний компенсатор наклона 221 передает свою нагрузку напрямую во внешний корпус 211, в то время как верхний компенсатор наклона 223 передает свою нагрузку напрямую через внутренний корпус 224 к присоединительному фланцу 213 и из присоединительного фланца вниз ко внешнему корпусу.

[00073] При использовании, когда производственный флюид перекачивается из плавучего основания через гибкое трубное соединение 210 к экспортному райзеру, производственный флюид течет из подающей трубы 214 вниз через присоединительный фланец 213 вниз через удлинительную трубу 212 к райзеру 216.

[00074] Также возможно использовать данное гибкое трубное соединение 210 в эксплуатационном райзере. В этом случае, производственный флюид из буровой скважины будет течь вверх через райзер 216 и вверх через удлинительную трубу 212 и затем вверх через присоединительный фланец 213.

[00075] При изготовлении гибкого трубного соединения 210, когда нижний компенсатор наклона 221 спрессовывается, эластомер нижнего компенсатора наклона становится соединенным с внешним корпусом 211 и с дополнительным кожухом 222. Обычно применяемая двухчастная форма, закрепленная между дополнительным кожухом 222 и внешним корпусом 211, обеспечивает угловую полость для содержания эластомерного материала и укреплений во время процесса спрессовывания нижнего компенсатора наклона 221. Когда верхний компенсатор наклона 223 спрессовывается, эластомер верхнего компенсатора наклона становится соединенным со внутренним корпусом 224 и с верхним фланцем 225 удлинительной трубы 212. Обычно применяемая двухчастная форма, закрепленная между верхним фланцем 225 и внутренним корпусом 224 обеспечивает угловую полость для содержания эластомерного материала и укреплений во время процесса спрессовывания верхнего компенсатора наклона 223. Затем присоединительный фланец 213 устанавливается на внутреннем корпусе 224 и приваривается ко внутреннему корпусу. Затем сборочная единица присоединительного фланца 213, внутренний корпус 224, верхний компенсатор наклона 223, а также удлинительная труба 212 устанавливаются на сборочную единицу дополнительного кожуха 222, нижний компенсатор наклона 221, а также внешний корпус 211. Затем нижний конец дополнительного кожуха 222 приваривается к удлинительной трубе 212, и присоединительный фланец 213 приваривается к внешнему корпусу 211.

[00076] Фиг.14 показывает гибкое трубное соединение 230, имеющее вторую конфигурацию, как представлено на Фиг.13, но сконструированную для облегчения разборки. Гибкое трубное соединение 230 имеет внешний корпус 231, удлинительную трубу 232, а также присоединительный фланец 233. Нижний затрубный эластомерный компенсатор наклона 241 соединяется с внешним корпусом 231 и с дополнительным кожухом 242. Верхний затрубный эластомерный компенсатор наклона 243 соединяется с внутренним корпусом 244 и с верхним фланцем 235 удлинительной трубы 232.

[00077] Разборка гибкого трубного соединения 230 может быть желательна для замены внутренних сильфонов 251. Сильфоны 251 обеспечивают антидиффузионный барьер между производственным флюидом, передаваемым через гибкое трубное соединение 230, и эластомером верхнего компенсатора наклона 243.

[00078] Для облегчения разборки вместо сваривания многих металлических частей вместе серии болтов 252 крепят присоединительный фланец 233 к внутреннему корпусу 244, а также серии болтов 253 крепят присоединительный фланец 233 к внешнему корпусу 231. Металлическая прокладка торцевого кольца 254 герметизирует соединение между присоединительным фланцем 233 и внутренним корпусом 244. Металлическая прокладка торцевого кольца 255 герметизирует соединение между присоединительным фланцем 233 и внешним корпусом 231. В дополнение гибкое трубное соединение 230 присоединяется к райзеру 236 путем присоединения болтами нижнего фланца 237 удлинительной трубы 232 к верхнему фланцу 238 райзера 236.

[00079] Во время изготовления гибкого трубного соединения 230 нижний компенсатор наклона 241 спрессовывается, и эластомер нижнего компенсатора наклона соединяется с внешним корпусом 231 и с дополнительным корпусом 242. Верхний компенсатор наклона 243 спрессовывается, и эластомер верхнего компенсатора наклона присоединяется к внутреннему корпусу 244 и к верхнему фланцу 235 удлинительной трубы 232. Затем сильфоны 251 присоединяются ко внутреннему корпусу 244 и верхнему фланцу 235 удлинительной трубы 232. Затем полость 256 между сильфонами 251 и верхним компенсатором наклона 243 заполняется несжимаемой жидкостью, такой как пропиленгликоль или полиалкиленгликоль. Затем сборочная единица верхнего компенсатора наклона 243 и удлинительная труба 232 устанавливаются на сборочной единице дополнительного кожуха 242, нижнем компенсаторе наклона 241, а также внешнем корпусе 231. Затем нижний конец дополнительного кожуха 242 приваривается к удлинительной трубе 232. Затем присоединительный фланец 233 размещается на внутреннем корпусе 244 и на внешнем корпусе 231 и закрепляется на месте при помощи болтов 252 и 253.

[00080] Фиг.15 показывает другой гибкий компенсатор наклона 260. Гибкое трубное соединение 260 имеет внешний корпус 261, удлинительную трубу 262 и присоединительный фланец 263. Для присоединения гибкого трубного соединения 260 к подающей трубе 264 фланец 265 подающей трубы соединяется болтами к присоединительному фланцу 263. Для присоединения гибкого трубного соединения 260 к райзеру 266 удлинительная труба 262 приваривается к райзеру. Нижний затрубный эластомерный компенсатор наклона 271 соединяется с внешним корпусом 261 и с дополнительным кожухом 272. Верхний затрубный эластомерный компенсатор наклона 273 соединяется с внутренним корпусом 274 и с верхним фланцем 275 удлинительной трубы 262. Внутренний корпус 274 приваривается к присоединительному фланцу 263, и нижний конец дополнительного кожуха 272 приваривается к удлинительной трубе 262.

[00081] Конструкция гибкого трубного соединения 260 на Фиг.15 аналогична гибкому трубному соединению 210 на Фиг.13, за исключением того, что присоединительный фланец 263 предпочтительнее соединяется болтами, чем сваривается с внешним корпусом 261. Хотя не является необходимым во время эксплуатации, металлическая прокладка торцевого кольца 276 герметизирует соединение между присоединительным фланцем 263 и внешним корпусом 261, и серии болтов 277 прикрепляют присоединительный фланец к наружному корпусу.

[00082] Хотя различные воплощения данного изобретения были описаны выше, как будучи использованными в качестве гибкого трубного соединения для райзера, следует понимать, что данные воплощения также могут быть использованы в качестве гибкого трубного соединения для натяжного элемента опоры платформы. В данном случае натяжной элемент опоры платформы будет приварен или иным образом прикреплен к удлинительной трубе. Обычно не возникает необходимости в передаче флюида через гибкое трубное соединение к или от натяжного элемента платформы, так что апертура в присоединительном фланце может быть закрыта пластиной, или накладка или колпачок без апертуры могут быть прикреплены к внешнему корпусу гибкого трубного соединения вместо присоединительного фланца.

[00083] В свете вышеизложенного, было описано гибкое трубное соединение, имеющее выступающую часть, прикрепленную к корпусу с целью углового смещения выступающей части относительно корпуса. Два или более затрубных эластомерных компенсаторов наклона уложены коаксиальным способом и механически соединены для прикрепления выступающей части к корпусу, так что компенсаторы наклона параллельно реагируют на угловые и осевые смещения выступающей части относительно корпуса, таким образом, в частности, растягивающая нагрузка на выступающую часть размещает каждый из компенсаторов наклона при сжатии для разделения и распределения растягивающей нагрузки между компенсаторами наклона пропорционально их относительным осевым жесткостям. Следовательно, для указанного размера корпуса или общей площади в основании общая допустимая нагрузка повышается, и срок годности гибкого трубного соединения увеличивается для указанной допустимой нагрузки. Компенсаторы наклона могут быть различными по размеру или структуре, а также могут иметь общий центр вращения; и компенсаторы наклона могут располагаться либо на одной и той же стороне от центра вращения, либо на противоположных сторонах.

1. Гибкое соединение, включающее:
внешний корпус;
выступающую часть, выступающую из внешнего корпуса;
первый затрубный эластомерный компенсатор наклона, прикрепляющий выступающую часть к внешнему корпусу для углового смещения выступающей части относительно внешнего корпуса; а также
по крайней мере, второй затрубный эластомерный компенсатор наклона, закрепленный между выступающей частью и внешним корпусом;
при этом первый и второй компенсаторы наклона уложены коаксиально и механически соединены таким образом, что первый и второй компенсаторы наклона реагируют параллельно на как угловое, так и осевое смещения выступающей части относительно внешнего корпуса, таким образом, растягивающая нагрузка на выступающую часть относительно внешнего корпуса размещает каждый из первого и второго компенсаторов наклона со сжатием с целью разделения и распределения растягивающей нагрузки между первым и вторым компенсаторами наклона пропорционально относительно осевым жесткостям первого и второго компенсаторов наклона.

2. Гибкое соединение по п.1, в котором выступающая часть выполнена в виде трубы, внешний корпус имеет первый конец и второй конец, выступающая часть выступает из второго конца наружного корпуса, и гибкое трубное соединение дополнительно включает присоединительный фланец, прикрепленный к первому концу внешнего корпуса, данный присоединительный фланец устанавливает апертуру канала через внешний корпус и через первый и второй компенсаторы наклона для прохождения флюида к или от выступающей части.

3. Гибкое соединение по п.1, в котором первый компенсатор наклона, по существу, идентичен второму компенсатору наклона, так что относительная осевая жесткость первого компенсатора наклона, по существу, равна относительной осевой жесткости второго компенсатора наклона, и каждый из первого и второго компенсаторов наклона несет около половины растягивающей нагрузки на выступающую часть относительно внешнего корпуса.

4. Гибкое соединение по п.1, в котором первый компенсатор наклона и второй компенсатор наклона имеют общий центр вращения.

5. Гибкое соединение по п.4, в котором общий центр вращения расположен между первым компенсатором наклона и вторым компенсатором наклона.

6. Гибкое соединение по п.5, в котором механическое соединение второго компенсатора наклона с внешним корпусом проходит через второй компенсатор наклона, так что механическое соединение охватывается вторым компенсатором наклона.

7. Гибкое соединение по п.5, в котором выступающая часть проходит через второй компенсатор наклона для соединения со вторым компенсатором наклона, так что выступающая часть охватывается вторым компенсатором наклона.

8. Гибкое соединение по п.4, в котором, по крайней мере, часть второго компенсатора наклона расположена между общим центром вращения и, по крайней мере, частью первого компенсатора наклона.

9. Гибкое соединение по п.1, в котором выступающая часть и внешний корпус выполнены из металла, эластомер первого компенсатора наклона соединен с выступающей частью и с деталью внешнего корпуса, а эластомер второго компенсатора наклона соединен с первой металлической деталью и со второй металлической деталью, при этом первая металлическая деталь соединена к выступающей частью, а вторая металлическая деталь к внешнему корпусу.

10. Гибкое соединение по п.9, в котором первая металлическая деталь приварена к выступающей части, а вторая металлическая деталь приварена или присоединена болтами к внешнему корпусу.

11. Гибкое соединение по п.9, в котором первая металлическая деталь выполнена в виде внутреннего корпуса, а второй компенсатор наклона расположен во внутреннем корпусе, причем вторая металлическая деталь проходит через второй компенсатор наклона, так что вторая металлическая деталь охвачена вторым компенсатором наклона.

12. Гибкое соединение по п.9, где выступающая часть проходит через первый компенсатор наклона и через второй компенсатор наклона так, что первый компенсатор наклона охватывает выступающую часть, и второй компенсатор наклона охватывает выступающую часть, при этом выступающая часть имеет фланец, присоединенный к первой металлической детали, а вторая металлическая деталь расположена между двумя деталями внешнего корпуса.

13. Гибкое соединение по п.1, в котором выступающая часть проходит через первый компенсатор наклона и через второй компенсатор наклона, так что первый компенсатор наклона охватывает выступающую часть, и второй компенсатор наклона охватывает выступающую часть, при этом выступающая часть и внешний корпус выполнены из металла, эластомер первого компенсатора наклона соединен с выступающей частью и связан с первой металлической деталью, а эластомер второго компенсатора наклона связан со второй металлической деталью и с деталью внешнего корпуса, при этом первая металлическая деталь соединена с внешним корпусом, а вторая металлическая деталь соединена с выступающей частью.

14. Гибкое соединение по п.13, в котором вторая металлическая деталь приварена к выступающей части.

15. Гибкое трубное соединение, содержащее:
внешний корпус, имеющий первый конец и второй конец;
соединительный фланец, прикрепленный к первому концу внешнего корпуса;
удлинительную трубу, выступающую из второго конца внешнего корпуса;
первый затрубный эластомерный компенсатор наклона, расположенный внутри внешнего корпуса и установленный для прикрепления удлинительной трубы к внешнему корпусу для обеспечения углового смещения удлинительной трубы относительно внешнего корпуса, при этом удлинительная труба проходит через первый компенсатор наклона, так что первый компенсатор наклона охватывает удлинительную трубу;
внутреннюю трубу, расположенную во внешнем корпусе и прикрепленную к соединительному фланцу, обеспечивающую канал из апертуры в присоединительном фланце к удлинительной трубе для прохода флюида через гибкое трубное соединение;
внутренний корпус, расположенный во внешнем корпусе и присоединенный к удлинительной трубе; а также
второй затрубный эластомерный компенсатор наклона, расположенный во внешнем корпусе и во внутреннем корпусе и крепящий внутреннюю трубу к внутреннему корпусу, при этом внутренняя труба проходит через второй компенсатор наклона, так что второй компенсатор наклона охватывает внутреннюю трубу;
причем первый и второй компенсаторы наклона уложены коаксиально способом и соединены механически таким образом, что первый и второй компенсаторы наклона параллельно реагируют на угловые и осевые смещения удлинительной трубы относительно внешнего корпуса, так что растягивающая нагрузка на удлинительную трубу относительно внешнего корпуса размещает каждый из первого и второго компенсаторов наклона при сжатии с целью разделения и распределения растягивающей нагрузки между первым и вторым компенсаторами наклона пропорционально относительно осевым жесткостям первого и второго компенсатора наклона.

16. Гибкое трубное соединение по п.15, в котором эластомер первого компенсатора наклона соединен с удлинительной трубой и с деталью внешнего корпуса, а эластомер второго компенсатора наклона соединен с внутренней трубой и с внутренним корпусом.

17. Гибкое трубное соединение, содержащее:
внешний корпус, имеющий первый конец и второй конец; соединительный фланец, присоединенный к первому концу внешнего корпуса;
удлинительную трубу, выступающую из второго конца внешнего корпуса; первый затрубный эластомерный компенсатор наклона, расположенный во внешнем корпусе и установленный для прикрепления удлинительной трубы к внешнему корпусу для углового смещения удлинительной трубы относительно внешнего корпуса, при этом удлинительная труба проходит через первый компенсатор наклона, так что первый компенсатор наклона охватывает удлинительную трубу;
второй затрубный эластомерный компенсатор наклона, расположенный во внешнем корпусе и установленный для крепления удлинительной трубы к внешнему корпусу, при этом удлинительная труба проходит через второй компенсатор наклона таким образом, что второй компенсатор наклона охватывает удлинительную трубу;
в котором присоединительный фланец определяет апертуру для канала к удлинительной трубе для прохождения флюида через гибкое трубное соединение; а также
в котором первый и второй компенсаторы наклона уложены коаксиально и механически соединены так, что первый и второй компенсаторы наклона параллельно реагируют на угловые и осевые смещения удлинительной трубы относительно внешнего корпуса, так что растягивающая нагрузка на удлинительную трубу относительно внешнего корпуса размещает каждый из первого и второго компенсаторов наклона при сжатии с целью разделения и распределения растягивающей нагрузки между первым и вторым компенсаторами наклона пропорционально их относительным жесткостям.

18. Гибкое трубное соединение по п.17, в котором эластомер первого компенсатора наклона соединен с удлинительной трубой и с деталью внешнего корпуса, а эластомер второго компенсатора наклона соединен с колпачком и с межкорпусной опорой, при этом колпачок прикреплен к удлинительной трубе, а межкорпусная опора расположена между деталями внешнего корпуса.

19. Гибкое трубное соединение по п.17, в котором эластомер первого компенсатора наклона соединен с удлинительной трубой и с внутренним корпусом, прикрепленным к соединительному фланцу, первый компенсатор наклона расположен во внутреннем корпусе, эластомер второго компенсатора наклона соединен с деталью внешнего корпуса и с дополнительным кожухом, дополнительный кожух проходит через второй компенсатор наклона так, что второй компенсатор наклона охватывает дополнительный кожух, и дополнительный кожух прикреплен к удлинительной трубе.

20. Гибкое трубное соединение по п.19, в котором дополнительный кожух приварен к удлинительной трубе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гибкому трубному соединению. .

Изобретение относится к технологии изготовления многослойных металлополимерных изделий и предназначено для компенсации деформаций в трубопроводах, в соединениях лопастей вертолета с ведущим валом.

Двустороннее гибкое соединение труб содержит первую и вторую удлинительные трубы, расположенные на противоположных концах внешнего корпуса, и первый и второй основные кольцеобразные эластомерные гибкие элементы, выполненные с возможностью установки первой и второй удлинительных труб на внешнем корпусе. Внутренний корпус расположен в пределах внешнего корпуса, и первый и второй дополнительные кольцеобразные эластомерные гибкие элементы, расположенные во внутреннем корпусе, выполнены с возможностью установки первой и второй удлинительных труб на внутреннем корпусе. Нагрузка на первую и вторую удлинительные трубы приводит каждый из первого и второго основных гибких элементов и каждый из первого и второго дополнительных гибких элементов в сжатое состояние. Первый и второй дополнительные гибкие элементы ограничивают давление жидкости в первой и второй расширительных трубах так, чтобы первый и второй основные гибкие элементы не подвергались давлению жидкости внутри первой и второй удлинительных труб. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх