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

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз СоветскикСоциалистическихреспублик(23) Приоритет Гесударетеееаый кюкитет СССР оо дележ кэебретенкй и открытийДата опубликования описания 30,11.82 Иностранец Самюель Тюзон(72) Автор изобретения Иностранная Фирма(51 т) КАРДАННОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ СВЯЗИ УСТАНОВЛЕННОЙ В ОТКРЫТОМ МОРЕ НЕФТЕДОБЫВАОЦЕЙ КОЛОННЫ С РАСПОЛОЖЕННЫМ НА ДНЕ ФУНДАМЕНТОМ 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 Я,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 иупрощение сборки и разборки,Поставленная цель достигаетсятем, что карданное соедийвние снаб жено фиксаторами с силовыми цилиндрами, размещенными внутри осей крестовины, установленных в вилке фундамента, причем в вилке Фундамента выполнены отверстия, с которыми взато имодействуют фиксаторы. Соединение может быть снабженофиксаторами с силовыми цилиндрами,размещенными внутри осей крестовит 1 ны, установленных в вилке колонны,причем фиксаторы имеют осевые отверстия, отверстия соседним Фиксаторовсоединенымежду собой трубопроводом,а вилки имеют каналы, соединенные2 о с системой труб колонны и Фундамента,Между подшипниками крестовины ификсатором может быть установленаэластичная прокладка, которая можйтЭ ираж 09 ВНИИПИ Государственнпо делам иэобрете 113035., Москва, Хд. 4/ роектная жгоро тен ли ор И.Коваль го ий Ра Фиг. Ф орректор Л. Бок3 978739 ф рестовиной или Фик- ные стойки 6 которой имеют заостренную Форму.жет Ьыть выполне- Крестовина 1 (Мг. 2) по оси Х да , а прокладка имеет подшипники 7, каждый иэ котоольцевой муфты,рых взаимодействует с цаповой 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 1 О Цапфа,8 выполнена с осевым отвер" стиями в противо- стием, в котором размещен фиксатор внутри которых ус, соединенный с силовым цилинде эластичные втул- ром 11, Конец Фиксатора 1 О размещен и конце фиксато- в отверстии 12, выполненном в веррды с которыми О тикальной стойке б вилки 5, и эаблольцевые втулки, кирован шплинтом 13, На цапфе 8 и анке каждого кор- крестовине 1 закреплены элементы ерстие, препятствующие выпадению цапфы 8 динение может быть иэ крестовины 1 до установки ее в лками, установлен- ув вилку 5..ы эластичной втул- Для осуществления гидравлической ющими с задней стен- связи колонны 2 с Фундаментом 3 (фиг.3- рдой, причем оно 10 ) крестовина 1 на оси У имеет (такнабжено силовыми же как и по оси Х) подшипники 7 енными с одной из з с цапфами 8, выполненными с осевыми , а коробка может отверстиями, в которых размещеныкорпусе с возмож- Фиксаторы 1 О с силовыми цилиндрамипо направляющим 11. Концы фиксаторов 10 размещены и крестовины, по- в отверстиях 12, выполненных в вилкецилиндра, закре- Зя 5 и заблокированы шплинтами 13.нжбыть соединена с ксатором.На фиксаторе мона кольцевая реЬорвыполнена в виде кохватывающей фиксаствующей с кольцевСоединение можекорпусами, закреплвине, и установленкоробками с отверположных стенках,тановлены кольцевыки, а на внутреннеров выполнены ребовзаимодействуют копричем в задней стпуса выполнено отвКроме того, соеснабжено двумя втуными по обе сторонки и взаимодействукой корпуса и ребоможет быть также сцилиндрами, соединвтулок и коробкойбыть установлена вностью перемещенияперпендикулярно оссредством силовогопленного в крестови в, причем направляющие выполнены на боковых стенках корпуса,На Фиг, 1 изображена нижняя частьколонны, соединенной с Фундаментомпосредством кардана, вид сбокуф на.,Фиг, 2 - крестовина карданного соединения, вид сверху; на Фиг. 3 - карданное соединение с гидравлическойсвязью систем труб колонны и Фундамента, аксонометриями на Фиг, 4 - карданное соединение с гидравлическойсвязью, вид сверху 1 на Фиг. 5- раз"рез А-А на фиг, 4; на Фиг. 6 - разрез Б-Ь на фиг, 5; на Фиг. 7- кар фданное соединение с гидравлическойсвязью (второй вариант), вид сверху;на Фиг, 8 .- разрез В-В на Фиг, 7;на фиг. 9 - разрез ГтГ на фиг 7 (впроцессе монтажа коробки); на фиг.10- Юто жв , в рабочем положении коробки,Карданное соединение (юг, 1)состоит из крестовины 1, соединяющей нижнее часть нефтедобывающей колонны 2 с Фундаментом 3. На нижнейчасти 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 О 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, сво 32 с колпаком 33. Между Фланцем 18и торцом подшипника 7 размещена эластичная деформируемая втулка 34,закрепленная одним концом к торцуподшипника 7. На втулке 31 установлен гидроцилиндр 35, шток которогосоединен с блокирующим элементом 36,взаимодействующим с упором 37, закрепленным посредством пластин 38 квнутренней поверхности Фиксатора 1 О. 2 фВо втулке 31 выполнено отверстие39, сообщающее ее полость с трубопроводом 40, закрепленным к втулке 3 1фланцем 41. Второй конец трубопровода 40 соединен с соседней втулкой 31 23крестовины 1,Во втором варианте карданного соединения с гидравлической связью колонны 2 с Фундаментом 3 (Фиг. 7-10)к внутреннеиу торцу подшипника 7 30закреплен корпус 42 с направляющими 43, выполненными на боковых егоповерхностях, с отверстием, выполненным в его задней стенке и с кольцевым Фланцем 44, закрепленным болтами45 к передней стенке корпуса 42,Внутри корпуса 42 в направляющих 43 .установлена коробка 46, в которойсоосно размещены две кольцевые втулки 47.и 48 с Фланцами 49 и 50, причем втулка 47 имеет направляющую 51.На направляющей 51 размещена эластичная 52 и жесткая 53 втулки, причемдлина 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. Навнутреннем конце Фиксатора 10 имеет 50ся реборда, которая выполнена в видеФланца 55 с направляющей втулкой56, закрепленных на торце Фиксатора 1 О. Втулка 56 взаимодействует скольцевым Фланцем 44.К задней стенке корпуса 42 посред.Яством фланца 57 закреплен трубопровод 40, второй конец которого такимже образом соединен с задней стенкой 5 978739 6соседнего корпуса 42, Каждая коробка 46 соединена с крестовиной 1 посредством гидроцилиндра 58 (Фиг, 79 и 10), Направляющие 43 могут быть% продолжены в сторону гидроцилиндра 58 ( Фиг. 7, 9 и 10), посредствомустановки направляющих 59, причемодна из них может быть установленана шарнире 60, что упрощает монтажбодный конец которой закрыт крышкой 1 ф и демонтаж коробки 46,Для соединения нефтедобывающейколонны 2 с Фундаментом 3 предварительно. в вилке 4 колонны 2 устанавливают крестовину 1, а Фундамент 3 с вилкой 5 устанавливают надне моря, Производят опускание ко,лонны 2 с крестовиной 1 в море, икрестовина 1 своими направляющимирамами 9 заводится на заостренныестойки 6 вилки 5.В первом варианте (Фиг, 3-6) вканалы 25 Фиксаторов 10, расположенных по оси Х, подается жидкостьпод давлением, Каждый Фиксатор 10выходит из цапфы 8 и устанавливаетсяв отверстии 12 стойки 6 вилки 5 Фундамента 3, сжимая втулку 34, причемуплотнительное кольцо 16 прижимаетсяк торцевой поверхности нефтепровода17, После этого гидроцилиндром 35выдвигают блокирующий элемент 36.При сбросе давления жидкости в канале 25 втулка 34 прижимает упор 37к блокир)еацему элементу 36. Карданное соединение готово к работе,Нефть, поступающая от фундамента 3 в колонну 2 проходит по нефтепроводу 17 (Фиг. 3) в Фиксатор 1 О(Фиг. 5) и далее во втулку 31,трубопровод 40 попадая во втулку31 соседнего Фиксатора 10, расположенного по оси У, Из Фиксатора 10нефть поступает в трубопровод 17вилки 4, закрепленной на колонне 2,Для разъединения карданного соединения жидкость под давлением подается в канал 24, предварительно убрав блокирующий элемент 36 гидроцилиндром 35. Фиксатор 1 О выходит изиз 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 1 О, расположенных по оси Х и фиксаторы 10также входят в отверстия 12 стойки6 вилки 5 Фундамента 3, После этогокоробку 46 с втулками 47 и 48 вводят978739 Формула изобретения 7по направляющим 43 в корпус 42 досовпадения отверстий в Фиксаторе 10и втулке 47, дпя этого предварительно сжимают гидроцилиндрами 54втулку 52, Затем сбрасывают давление вв гидроцилиндрах 54, и втулке 47под действием упругого усилия втулки 52 прижимается к Фланцу 55, Нефтьпоступает из трубопровода 17 в Фиксатор 10 и по втулкам 47 и 48 попадает в нефтепровод 40 и по нему всоседний корпус 42 и через Фиксатор10 в нефтепровод 17 колонны 2,Дпя разъединения карданного соединения гидроцилиндрами 54 сжимают 15втулку 52 и выводят коробку 46 изкорпуса 42. Подавая жидкость поддавлением в канал 24, выводят Фиксатор 10 из отверстия 12 и отсоединяют крестовину 1 от вилки 5 фундамента 3,Такое выполнение карданного соединения позволяет облегчиь и упростить его сборку и разборку.1, Карданное соединение для связи установленной в открытом море неф- Зетедобывающей колонны с расположеннымна дне Фундаментом, включающее крестовину с двумя взаимно перпендикулярными осями, установленными в вилках, одна из которых закреплена наколонне, а другая на Фундаменте,отличающееся тем, что,с целью облегчения и упрощения сборки и разборки, оно снабжено фиксаторами с силовыми цилиндрами, размещен-ными внутри осей крестовины, установ"ленных в вилке Фундамента, причем ввилке 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 цилинд"рами, размещенными внутри осей крестовины, установленных в вилке колонны, причем Фиксаторы имею осевыеотверстия, отверстия соведних Фикса"торов соединены между собой трубопро"водом, 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,Соединение по и. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что прокладкасоединена 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, апрокладка выполнена в виде кольцевоймуфты, охватывающей фиксатор и взаимодействующей с кольцевой ребордой,6, Соединение по и, 2, о т л ич а ю щ е е с я темчто оно снабжено корпусами, закрепленными на крестовине, и установленными внутри нихкоробками с отверстиями в противоположных стенках, внутри которых установлены кольцевые эластичные втулки,а на внутреннем конце фиксатороввыполнены реборды, с которыми взаимодействуют кольцевые втулки, причем взадней 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, установленнымипо обе стороны эластичной втулки ивзаимодействующими с задней стенкойкорпуса и ребордой,8, Соединение по и. 7, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снаб"жено силовыми цилиндрами, соединенными с однои из втулок и коробкойе9, Соединение по и, 8, о т л ич а ю щ е е с я тем, что коробкаустановлена в корпусе с возможностьюперемещения по направляющим перпендикулярно оси крестовины посредствомсилового цилиндра, закрепленного вкрестовине, причем направляющие выпол"нены на боковых стенках корпуса.Приоритет по пунктам:13.01 77 по и. 118,10,77 по пп. 2-9,Источники инФормацию,принятые во внимание при экспертизе1, Нагула Г,Е. и др. Убечник щофера третьего класса. И., 1961,с. 202, 203.2. Патент СНА И 3667240,кл. 61-46.5 1972.