Карданное соединение для связи установленной в открытом море нефтедобывающей колонны с расположенным на дне фундаментом

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советскик

Социалистических республик (ii) 978739 (6I ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 13.01.78 (21) 2568051 23-15

3 (51) М. Кл.

Е 02 В 17/00

//F 16 0 3/26 (32) 13.0 1.77

18.10.77 (3!) 7700875 (33) Франция

7731304

Опубликовано 30.11.82,БюллетеньМ 40 (23) Приоритет

Гесударетеееаый кюкитет

СССР по дележ кэебретенкй и открытий (53) УДК 627,2 (088.8) Дата опубликования описания 30 . 1 1. 82

Иностранец

Самюель Тюзон (Франция) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Антреприз д Экипеман Меканик э Индролик 3.M.È." (Франция ) (73) Заявитель (54) КАРДАННОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ СВЯЗИ УСТАНОВЛЕННОЙ

В ОТКРЫТОМ МОРЕ НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ КОЛОННЫ

С РАСПОЛОЖЕННЫИ НА ДНЕ ФУНДАИЕНТОИ

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти со дна моря и может быть использовано для связи. нефтедобывающей колонны с фундаментом.

Известно карданное соединение, включающее крестовину и две вилки, . закрепленные на сопрягаемых узлах (1).

Известно также карданное соединение для связи установленной в открытом море нефтедобывающей колонны с расположенным на дне фундаментом, включающее крестовину с двумя взаимно-перпендикулярными осями, установленными в вилках, одна из которых закреплена на колонне, а другая на фундаменте (21 .

Недостаток этих соединений заключается в трудоемкости и сложности их сборки и разборки вследствие необходимости закрепления осей крестовины от осевого перемещения относительно вилок.

Цель изобретения - облегчение и упрощение сборки и разборки, Поставленная цель достигается тем, что карданное соедийвние снабs жено фиксаторами с силовыми цилиндрами, размещенными внутри осей крестовины, установленных в вилке фундамента, причем в вилке фундамента выполнены отверстия, с которыми вза1о имодействуют фиксаторы.

Соединение может быть снабжено фиксаторами с силовыми цилиндрами, размещенными внутри осей крестовитs ны, установленных в вилке колонны, причем фиксаторы имеют осевые отверстия, отверстия соседним фиксаторов соединены между собой трубопроводом, а вилки имеют каналы, соединенные

2о с системой труб колонны и фундамента, Между подшипниками крестовины и фиксатором может быть установлена эластичная прокладка, которая можйт

3 97873Ý 4 рестовиной или фик- ные стойки 6 которой имеют заостренную форму. жет Ьыть выполне- Крестовина 1 (фиг. 2) по оси Х да, а прокладка имеет подшипники 7, каждый иэ котоольцевой муфты, рых взаимодействует с цапфой 8, на тор и взаимодей- конце которой закреплена направляюой реЬордой. щая рама 9, предназначенная для обт быть снабжено легчения соединения крестовины 1 с енными на кресто- вилкой 5 фундамента 3. ными внутри них 1О Цапфа,8 выполнена с осевым отверстиями в противо- стием, в котором размещен фиксатор внутри которых ус- 10, соединенный с силовым цилинде эластичные втул- ром 11. Конец фиксатора 10 размещен и конце фиксато- в отверстии 12, выполненном в веррды., с которыми ts тикальной стойке б вилки 5, и эаблольцевые втулки, кирован шплинтом 13, На цапфе 8 и анке каждого кор- крестовине 1 закреплены элементы 14, ерстие, препятствующие выпадению цапфы 8 динение может быть иэ крестовины 1 до установки ее в лками, установлен- 2в вилку 5, .ы эластичной втул- Для осуществления гидравлической ющ"ми с эаднеи cTes связи колонны 2 с фундаментом 3 (фиг,3рдой, причем оно 10 ) крестовина 1 на оси У имеет (такнабжено силовыми же как и по оси X) подшипники 7 енными с одной из 23 с цапфами 8, выполненными с осевыми коробка может отверстиями, в которых размещены корпусе с возмож- фиксаторы 10 с силовыми цилиндрами по направляющим 11 Концы фиксаторов 10 размещены и крестовины, по- в отверстиях 12, выполненных в вилке цилиндра, закре- зв 5 и заблокированы шплинтами 13. н быть соединена с к сатором.

На фиксаторе мо на кольцевая pebop выполнена в виде к охватывающей фикса ствующей с кольцев

Соединение може корпусами, закрепл вине, и установлен коробками с отвер положных стенках, тановлены кольцевы ки, а на внутренне ров выполнены ребо взаимодействуют ко причем в задней ст пуса выполнено отв

Кроме того, сое снабжено двумя вту ными по обе сторон ки и взаимодейству кой корпуса и ребо может быть также с цилиндрами, соедин втулок и коробкой быть установлена в ностью перемещения перпендикулярно ос средством силового пленного в крестови в, причем на правляющие выполнены на боковых стенках корпуса.

На фиг. 1 изображена нижняя часть колонны, соединенной с фундаментом посредством кардана, вид сбоку, на., фиг, 2 - крестовина карданного соединения, вид сверху; на фиг. 3 - карданное соединение с гидравлической связью систем труб колонны и фундамента, аксонометриями на фиг, 4 - карданное соединение с гидравлической связью, вид сверху1 на фиг, 5- разрез A-А на фиг, 4; на фиг. 6 - разрез Б-Ь на фиг, 5; на фиг. 7 - карданное соединение с гидравлической связью (второй вариант), вид сверху; на фиг, 8 .- разрез В-В на фиг, 7; на фиг. 9 - разрез lzl на фиг, 7 (в процессе монтажа коробки); на фиг.10- %6 то жв, в рабочем положении коробки.

Карданное соединение (r, 1) состоит из крестовины 1, соединяющей нижнюю часть нефтедобывающей ко- М лонны 2 с фундаментом 3. На нижней части колонны 2 закреплена вилка 4, а на фундаменте 3 вилка 5, вертикальЦапфы 8 (фиг. 5 и 8) установлены в подшипниках 7 с возможностью вращения на вкладышах 15. Фиксаторы 10 выполнены с центральным отверстием, а на внешнем конце каждого фиксатора 10 закреплена, например на резьбе, головка с торцевым уплотнительным кольцом 16, взаимодействующим с торцевой поверхностью нефтепровода 17, размещенного в вилке

4 или 5, На противоположном конце фиксатора 10 закреплен фланец 18 болтами 19. На внешней поверхности фиксатора 10 выполнена реборда 20 с уплотнительными кольцами 21, являющаяся поршнем, размещенным в цилиндре, образованном цапфой 8, фиксатором 10 и фланцем 22, фланец 22 закреплен на цапфе 8 болтами 23. В цапфе 8 выполнены каналы 24 и 25 для подачи жидкости под давлением от ис-, точника питания (не показан), по одну или по другую сторону реборды

20. На внутренней поверхности .цапфы

8 в заплечике и на торце фланца 22 размещены упоры 26 и 27, ограничивающие осевое перемещение фиксатора 10. На внешней поверхности Фиксатора 10 выполнена продольная канавка 28, с которой взаимодействует штифт 29, препятствующий провороту фиксатора 10 относительно цапфы 8.

В первом варианте карданного соединения с гидравлической связью колонны 2 с фундаментом 3 (фиг, 3-6) к внутреннему торцу подшипника 7 закреплена болтами 30 втулка 31, сво32 с колпаком 33. Между Фланцем 1.8 и торцом подшипника 7 размещена эластичная деформируемая втулка 34, закрепленная одним концом к торцу подшипника 7. На втулке 31 установлен гидроцилиндр 35, шток которого соединен с блокирующим элементом 36, взаимодействующим с упором 37, закрепленным посредством пластин 38 к внутренней поверхности фиксатора 10. 20

Во втулке. 31 выполнено отверстие

39, сообщающее ее полость с трубопроводом 40, закрепленным к втулке 3 1 фланцем 41. Второй конец трубопровода 40 соединен с соседней втулкой 31 25 крестовины 1, Во втором варианте карданного соединения с гидравлической связью колонны 2 с Фундаментом 3 (Фиг. 7-10) к внутреннему торцу подшипника 7 30 закреплен корпус 42 с направляющими 43, выполненными на боковых его поверхностях, с отверстием, выполненным в его задней стенке и с кольцевым Фланцем 44, закрепленным болтами

45 к передней стенке корпуса 42.

Внутри корпуса 42 в направляющих 43 . установлена коробка 46, в которой соосно размещены две кольцевые втулки 4?.и 48 с Фланцами 49 и 50, при- 40 чем втулка 47 имеет направляющую 51.

На направляющей 51 размещена эластичная 52 и жесткая 53 втулки, причем длина втулки 53 меньше втулки 52.

По мериметру коробки 46 установлены гидроцилиндры 54, взаимодействующие с фланцем 50 втулки 47, что позволяет изменять размер между Фланцами 50 втулок 47 и 48. На внутреннем конце Фиксатора 10 имеет50

cR реборда, которая выполнена в виде фланца 55 с направляющей втулкой

56, закрепленных на торце фиксатора 10, Втулка 56 взаимодействует с кольцевым фланцем 44, К задней стенке корпуса 42 посред55 ством Фланца 57 закреплен трубопровод 40, второй конец которого таким же образом соединен с задней стенкой

S 978739 6 соседнего корпуса 42, Каждая коробка 46 соединена с крестовиной 1 посредством гидроцилиндра 58 (фиг. 7, 9 и 10). Направляющие 43 могут быть продолжены в сторону гидроцилиндра 58 (фиг. 7, 9 и 10), посредством установки направляющих 59, причем одна из них может быть установлена на шарнире 60, что упрощает монтаж бодный конец которой закрыт крышкой >0 и демонтаж коробки 46.

Для соединения нефтедобывающей колонны 2 с Фундаментом 3 предварительно. в вилке 4 колонны 2 устанавливают крестовину 1, а фундамент 3 с вилкой 5 устанавливают на дне моря, Производят опускание ко ,лонны 2 с крестовиной 1 в море, и крестовина 1 своими направляющими рамами 9 заводится на заостренные стойки 6 вилки 5.

В первом варианте (фиг. 3-6) в каналы 25 фиксаторов 10, расположенных по оси Х, подается жидкость под давлением. Каждый Фиксатор 10 выходит из цапфы Я и устанавливается в отверстии 12 стойки 6 вилки 5 Фундамента 3, сжимая втулку 34, причем уплотнительное кольцо 16 прижимается к торцевой поверхности нефтепровода

17. После этого гидроцилиндром 35 выдвигают блокирующий элемент 36.

При сбросе давления жидкости в канале 25 втулка 34 прижимает упор 37 к блокир)еацему элементу 36. Карданное соединение готово к работе.

Нефть, поступающая от фундамента 3 в колонну 2 проходит по нефтепроводу 1? (Фиг. 3) в Фиксатор 10 (Фиг. 5) и далее во втулку 31, трубопровод 40> попадая во втулку

31 соседнего фиксатора 10, расположенного по оси У. Из фиксатора 10 нефть поступает в трубопровод 17 вилки 4, закрепленной на колонне 2.

Для разъединения карданного соединения жидкость под давлением подается в канал 24, предварительно убрав блокирующий элемент 36 гидроцилиндром 35. Фиксатор 10 выходит из из отверстия 12 и колонну 2 с крестовиной 1 выводят из вилки 5 фундамента 3.

Во втором варианте (Фиг. 7-10) жидкость под давлением также пода,ют в канал 25 Фиксаторов 10, расположенных по оси Х и Фиксаторы 10 также входят в отверстия 12 стойки

6 вилки 5 Фундамента 3 ° После этого коробку 46 с втулками 47 и 48 вводят

978739.Формула изобретения

7 по направляющим 43 в корпус 42 до совпадения отверстий в фиксаторе 10 и втулке 47, дпя этого предварительно сжимают гидроцилиндрами 54 втулку 52, Затем сбрасывают давление з в гидроцилиндрах 54, и втулке 47 под действием упругого усилия втулки 52 прижимается к фланцу 55, Нефть поступает из трубопровода 17 в фиксатор 10 и по втулкам 47 и 48 попа- 10 дает в нефтепровод 40 и по нему в соседний корпус 42 и через фиксатор

10 в нефтепровод 17 колонны 2, Дпя разъединения карданного соединения гидроцилиндрами 54 сжимают 13 втулку 52 и выводят коробку 46 из корпуса 42. Подавая жидкость под давлением в канал 24, выводят фиксатор 10 из отверстия 12 и отсоединяют крестовину 1 от вилки 5 фунда- 26 мента 3.

Такое выполнение карданного соединения позволяет облегчи ь и упростить его сборку и разборку.

1, Карданное соединение для связи установленной в открытом море неф- ЗЕ тедобывающей колонны с расположенным на дне фундаментом, включающее крестовину с двумя взаимно перпендикулярными осями, установленными в вил- . ках, одна из которых закреплена на колонне, а другая на фундаменте, отличающееся тем, что, с целью облегчения и упрощения сборки и разборки, оно снабжено фиксаторами с силовыми цилиндрами, размещен- в ными внутри осей крестовины, установленных в вилке фундамента, причем в вилке фундамента выполнены отверстия, с которыми взаимодействуют фиксаторы.

2. Соединение по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, Оно снабжено фиксаторами с силовыми цилиндрами, размещенными внутри осей крестовины, установленных в вилке колонны, причем фиксаторы имеют Осевые отверстия, отверстия соведних фиксаторов соединены между собой трубопроводом, а веялки имеют каналы, соеди" ненные с системой труб колонны и фундамента.

3. Соединение по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между подшипником крестовины и фиксатором установлена эластичная прокладка, 4. Соединение по и. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что прокладка соединена с крестовиной или с фиксатором, 5. Соединение по и. 4, о т л ич а а щ е е с я тем, что на фиксаторе выполнена кольцевая реборда, а прокладка выполнена в виде кольцевой муфты, охватывающей фиксатор и взаимодействующей с кольцевой ребордой, 6. Соединение по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем,,что оно снабжено корпусами, закрепленными на крестовине, и установленными внутри них коробками с отверстиями в противоположных стенках, внутри -которых установлены кольцевые эластичные втулки,а на внутреннем конце фиксаторов выполнены реборды, с которыми взаимодействуют кольцевые втулки, причем в задней стенке каждого корпуса выпол" нено отверстие, Соединение по и, 6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено двумя втулками, установленными по обе стороны эластичной втулки и взаимодействующими с задней стенкой корпуса и ребордой.

8. Соединение по и, 7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено силовыми цилиндрами, соединенными с Одном из втулОк и коробкой °

Соединение по и. 8, о т л ич а ю щ е е с я тем, что коробка установлена в корпусе с возможностью перемещения по направляющим перпендикулярно оси крестовины посредством силового цилиндра, закрепленного в крестовине, причем направляющие выполнены на боковых стенках корпуса.

Приоритет по пунктам:

13.01.77 по .и.

18.10.77 по пп. 2-9.

Источники информацию, принятые во внимание при экспертизе

1. Нагула Г.E. и др. Убечник щофера третьего класса. И., 1961, с. 202, 203.

2. Патент СНА И 3667240, кл. 61-46.5, 1972, 978739 юг. 4

Составитель А. Сергеев

Редактор И.Ковальчук Техред З.Палий Корректор Л. Бокшан

9 ираж 09 - . Полисное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035., Москва, Х-35, Раушская наб., д. 4/5 аказ атент, г. жгород, ул. роектная,