一种适用于软、硬海床的采油树防护装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油开采技术领域，具体涉及一种适用于软、硬海床的采油树防护装置。


背景技术：

2.水下采油树，应用于海洋石油工业，主要用于悬挂下入井中的油管柱，密封油套管的环形空间，控制和调节油井生产，保证作业、取油、套压、测试及清蜡等日常生产管理。在水下采油树服役期间，极有可能会遭遇到落物载荷、水平渔网拖拽载荷，因此，水下采油树的安全问题得到了各国海洋工程界的广泛关注，纷纷研究和生产能够保护水下采油树的装置，使其保护水下采油树。
3.如何能够设计出方便下放安装、在软、硬海床上均可有效地保护水下采油树的保护装置，是当前的一个难题。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种能够方便下放安装、在软、硬海床上均可有效地保护水下采油树的保护装置。
5.本实用新型提出一种适用于软、硬海床的采油树防护装置，所述装置包括：
6.防沉板单元，大致呈水平框架结构，其中心贯通；
7.栅格单元，周面呈栅格的罩式结构，下端固定连接于所述防沉板单元上；
8.吊装单元，包括提升工具，该提升工具的上端设有柱状螺纹结构，被配置为连接钻杆，该提升工具的下端与所述栅格单元的上缘连接。
9.根据本实用新型的一种实施方式，所述吊装单元还包括j形槽结构，该j形槽结构包括筒状主体，该筒状主体的周面设置“j”形开槽，被配置为与吊钩连接，所述提升工具与该j形槽结构连接，该j形槽结构与所述栅格单元固定连接。
10.根据本实用新型的一种实施方式，所述“j”形开槽为一组，均匀设置于所述筒状主体的周面。
11.根据本实用新型的一种实施方式，所述j形槽结构还包括连接件组件，该连接件组件呈上下分层的杆状结构，分别自所述筒状主体延伸至所述栅格单元。
12.根据本实用新型的一种实施方式，所述连接件组件每层均设置均匀分布的多个杆，上下层的杆的水平投影不重合。
13.根据本实用新型的一种实施方式，所述吊装单元还包括吊耳结构，所述吊耳结构设于所述栅格单元的上缘，所述吊耳结构被配置为与吊具连接。
14.根据本实用新型的一种实施方式，所述吊耳结构包括多个，在周向上均匀分布。
15.根据本实用新型的一种实施方式，所述提升工具包括下端的粗管、上端的细管和位于中间的环形支撑板，所述细管与所述环形支撑板之间设有三角形支撑板筋，所述粗管上设有径向突出的钢销，所述细管上端设有螺纹丝扣，用于连接钻杆。
16.根据本实用新型的一种实施方式，所述防沉板单元外框呈矩形，中心具有矩形内框，所述外框与内框之间设置裙板结构；所述栅格单元包括依序相连的四个栅格侧面，该侧面上设有可打开的窗口，便于跨接管的回接。
17.根据本实用新型的一种实施方式，所述装置还包括牺牲阳极单元，其包括阳极块，所述牺牲阳极单元连接于所述防沉板单元。
18.本实用新型的装置，由于采用防沉板结构，可根据不同土质，调整防沉板单元进入泥的深度，因此适用于软、硬海床上的固定使用。
19.本实用新型的装置由于吊装单元能够与钻杆连接，在将装置下放至海底的过程中可避免因风浪冲击造成的晃动及位置对中的较大误差，而是能够较稳定地罩设于水下采油树外，而且结构简单，使用便捷，能够提高海底作业的效率。
附图说明
20.图1为本实用新型一实施例的装置的轴侧结构示意图；
21.图2是本实用新型一实施例的提升工具的轴侧结构示意图；
22.图3是本实用新型一实施例的j形槽结构的轴侧示意图；
23.图4是本实用新型一实施例的吊耳结构的侧向示意视图；
24.图5是本实用新型一实施例的防沉板单元及牺牲阳极单元的俯视结构示意图；
25.图6是本实用新型一实施例的栅格单元及吊装单元的轴侧结构示意图；
26.图7是本实用新型一实施例的牺牲阳极单元的轴侧结构示意图。
具体实施方式
27.以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
28.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
29.如图1所示，本实用新型提出一种适用于软、硬海床的采油树防护装置，所述装置包括：
30.防沉板单元10，大致呈水平框架结构，其中心贯通；
31.栅格单元20，周面呈栅格的罩式结构，下端固定连接于所述防沉板单元上；
32.吊装单元30，包括提升工具31，该提升工具的上端设有柱状螺纹结构，被配置为连接钻杆，该提升工具的下端与所述栅格单元的上缘连接。
33.上述的装置可罩设于采油树的外围，以起到保护采油树的作用，吊装时可直接将装置的吊装单元与钻杆连接，将装置下放至海底采油树外围，操作起来快捷稳定，其中防沉板单元10可穿过采油树放置于海底，框架结构直接与海底接触，接触面积较大，因此整个装置比较稳固；栅格单元20罩于采油树外围，既能保护采油树，又能方便管道连接。
34.如图3所示，根据本实用新型的一种实施方式，吊装单元30还包括j形槽结构32，该j形槽结构32包括筒状主体321，该筒状主体的周面设置“j”形开槽3211，被配置为与吊钩连接，所述提升工具31与该j形槽结构32连接，该j形槽结构32与所述栅格单元20固定连接。固定时一般可采用焊接连接。
35.设计j形槽结构32为装置的吊装提供了另一种可选的方式，即可采用吊钩的形式吊装装置，可根据具体环境选择不同的吊装方式，比如在风浪等外界干扰因素不大的情况下，可采用该种吊钩的形式进行吊装，吊钩正好可以钩在“j”形开槽3211内，对装置进行吊装运送。
36.根据本实用新型的一种实施方式，所述“j”形开槽3211为一组，均匀设置于筒状主体321的周面。
37.根据本实用新型的一种实施方式，j形槽结构32还包括连接件组件322，该连接件组件呈上下分层的杆状结构，分别自筒状主体321延伸至所述栅格单元20。
38.根据本实用新型的一种实施方式，连接件组件322每层均设置均匀分布的多个杆，上下层的杆的水平投影不重合。
39.如图1、图4所示，根据本实用新型的一种实施方式，吊装单元30还包括吊耳结构33，吊耳结构33设于栅格单元20的上缘，吊耳结构33被配置为与吊具连接。
40.设计吊耳结构33为装置的吊装提供了另一种可选的方式，即可与吊绳或锁链等结构的柔性件连接，该种方式也可在风浪等外界干扰因素不大的情况下使用，尤其适于钻井船未到达作业地点时使用。
41.根据本实用新型的一种实施方式，吊耳结构33包括多个，在周向上均匀分布。
42.根据本实用新型的一种实施方式，如图2所示，提升工具31包括下端的粗管311、上端的细管312和位于中间的环形支撑板313，细管312与环形支撑板313之间设有三角形支撑板筋3131，粗管311上设有径向突出的钢销3111，这是为了起导向作用，细管312上端设有螺纹丝扣，用于连接钻杆。如此设计提升工具的结构，能够便于安装。
43.如图1、图5所示，根据本实用新型的一种实施方式，防沉板单元10外框呈矩形，中心具有矩形内框，所述外框与内框之间设置裙板结构，当然也可不限于该种形状；相应地，如图6所示，栅格单元20包括依序相连的四个栅格侧面，以在侧面的底端分别连接防沉板单元10的矩形框表面。栅格侧面上设有可打开的窗口，便于跨接管的回接。优选地，栅格单元20的侧面呈梯形结构，整体结构的上端口小，下端口大，以便于上端与吊装单元连接。
44.根据本实用新型的一种实施方式，如图1、图7所示，装置还包括牺牲阳极单元40，其包括阳极块，牺牲阳极单元40连接于防沉板单元10，用于防止防沉板单元10等主体结构的腐蚀。
45.本实用新型的装置，由于采用防沉板结构，可根据不同土质，调整防沉板单元进入泥的深度，因此适用于软、硬海床上的固定使用。
46.本实用新型的装置由于吊装单元能够与钻杆连接，在将装置下放至海底的过程中可避免因风浪冲击造成的晃动及位置对中的较大误差，而是能够较稳定地罩设于水下采油树外，而且结构简单，使用便捷，能够提高海底作业的效率。
47.实施例
48.如图1所示，一种适用于软、硬海床的水下采油树防护装置，它主要包括以下基本单元：防沉板单元10、栅格单元20、吊装单元30。其中吊装单元30包括提升工具31、j形槽结构32和吊耳结构33。
49.如图5所示，防沉板单元10由一个方形框架裙板和若干加强筋组成，多个加强筋焊接于方形框架裙板上，方形框架裙板可以焊接牺牲阳极块。防沉板单元10中间无结构，用于
允许水下采油树进入栅格单元20内，以起到保护作用。
50.如图6所示，栅格单元20为四面方罩状结构，方罩状结构的每一侧面由4个横向及纵向钢构件构成中间的梯形结构，再由若干钢构件围绕梯形结构而形成九宫状栅格，九宫状栅格底端焊接于防沉板单元10，再通过加强筋成60-80度角焊接于防沉板单元10的方形框架裙板。栅格单元20具有可以打开的窗口，便于跨接管的回接。
51.如图1、图4所示，每一吊耳结构33由吊耳331和潜水员友好型把手332组成，吊耳的圆柱底部焊接于栅格单元20四边上略突出的钢构件一端，焊接后吊耳成倾斜竖向；潜水员友好型把手332焊接于栅格单元20四边上略突出的钢构件外侧面。
52.如图3所示，j形槽结构32由作为主体的钢管、上部的4根钢构件和下部的4根钢构件组成，钢管上具有3个j型槽，每一钢构件的一端焊接于栅格单元的一个侧面的上部钢构件上，每一钢构件的另一端成90度焊接于j形槽结构的周面，相邻上部钢构件相互成90度夹角，上部钢构件与每一相邻下部钢构件成45度夹角。
53.提升工具31由1个粗钢管、1个细钢管、3个三角形支撑板筋、1个环形支撑板和3个钢销组成，每一钢销3111成90度垂直焊接在粗钢管周面中部，每对钢销3111之间成120度夹角，每一钢销3111由一个粗钢杆和一个细钢杆组成；环形支撑板下表面焊接于粗钢管的周面，环形支撑板上表面焊接于细钢管的周面；三角形支撑板筋底部垂直焊接于环形支撑板，三角形支撑板筋的侧边垂直焊接于细钢管外周面。每对三角形支撑板筋之间成120度夹角。细钢管上端具有螺纹丝扣，用于连接钻杆。
54.每一牺牲阳极单元包括相连接的铝基或锌基细长阳极块、支撑芯/杆和焊接爪扣，该结构可采用现有技术实现，此处不再赘述。
55.本实用新型的装置，由于采用防沉板结构，结合裙板的使用，根据不同土质，可调整裙板入泥深度，因此适用于软、硬海床上的固定使用。
56.制造时，在制造基地将4个吊耳结构33、提升工具31和j形槽结构32焊接在栅格单元20，再将栅格单元20焊接在防沉板单元10上。
57.使用时，可通过吊耳结构33将水下采油树防护装置通过驳船或者安装船运送到目标安装区域。
58.可以通过钻井船或安装船上的吊机和锁具连接吊耳结构33，或吊钩连接j形槽结构32，也可组合吊装方式，将水下采油树防护装置下放至接近海床10米左右，再缓慢移至水下采油树上方，在rov(遥控无人潜水器)或潜水员的观察和协助下，缓慢地将水下采油树防护装置安装至海床上，并使水下采油树位于其正中间。
59.或者将钻井船的钻杆与提升工具31连接，将水下采油树防护装置下放，在rov或潜水员的观察和协助下，缓慢地将水下采油树防护装置安装至海床上，并使水下采油树位于其正中间。
60.通过试验计算表明，在25吨的水平渔网拖拽力下，本实用新型适用于软、硬海床的采油树防护装置仍然稳定，能够很好地保护置于其中的水下采油树。
61.需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；诸如“第一”和“第二”等之
类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
62.此外，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
63.上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。