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CN104854300A - 多容量立管张紧器 - Google Patents

多容量立管张紧器 Download PDF

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CN104854300A
CN104854300A CN201380064661.4A CN201380064661A CN104854300A CN 104854300 A CN104854300 A CN 104854300A CN 201380064661 A CN201380064661 A CN 201380064661A CN 104854300 A CN104854300 A CN 104854300A
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fluid
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cylinder
cylinder unit
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Mhw Ltd Co
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Abstract

本发明涉及一种液压缸单元(100),该液压缸单元用于连接至具有多容量性能的缆线立管张紧器系统(30)。本发明还涉及一种用于使液压缸单元在具有低张紧容量的液压缸单元与具有高张紧容量的液压缸单元之间转换的方法,以及一种用于连接至浮式平台的立管(40)的缆线立管张紧系统(30)。

Description

多容量立管张紧器
技术领域
本发明总体上涉及用于开采水下贮藏的石油和天然气的近海浮式平台或船舶的领域。更具体地,本发明涉及一种用于多容量立管张紧器的系统和设备,该多容量立管张紧器从海底井口或地下结构延伸到浮式平台或船舶。
背景技术
用于开采水下贮藏的石油和天然气的近海平台通常支撑采油立管,该采油立管从海床上的一个或多个井口或结构延伸至平台。在深水应用中,通常使用浮式平台(例如,柱体式平台(SPAR平台)、张力腿平台、扩展牵引平台以及半潜式平台)。风、浪、流引起这些平台的运动。因此,用于这种平台的立管必须被张紧,从而允许平台相对于立管移动。而且,必须保持立管张力,以使得立管在其自身的重量下不会屈曲。因此,张紧机构必须在明确限定的范围内向立管施加大体连续的张力。
液压气动张紧器系统是一种通常用于在各种平台上支撑立管(已知为“顶部张紧式立管”)的立管张紧机构。具有气动蓄能器的多个被动液压缸(passive hydraulic cylinders)被连接在平台与立管之间,以提供并保持必要的立管张力。平台响应于上文提及的环境条件(主要是升沉运动和水平运动)而相对于平台产生立管长度的变化,从而引起张紧汽缸来回运动。在立管行程期间,由气体压缩或膨胀引起的弹簧效应使立管与低升沉平台运动部分地隔离。对于水平(或漫漂)运动,气体的压缩引起张紧汽缸上的负载变化,这种负载变化与升沉运动的负载变化类似。
构成这种液压气动张紧系统的液压缸包括活塞,其中,活塞杆至少间接地连接至立管,使得引起活塞相对于其汽缸的运动的压力产生期望的立管张紧。
目前生产了具有各种尺寸/大小的这种液压气动张紧器系统,每个系统均对应于某一负载容量(下文进一步详细说明)。在US 4’886,397、US3’902’319、GB 2’109’036以及US 5’846’028 A中公开了现有技术的立管张紧器系统的典型状态的实例。
然而,对于这些现有技术的张紧器系统而言常见的是,这些系统均构成设计用于特定的负载容量的系统。通常,在钻机/浮式平台上仅具有用于一个张紧系统尺寸的空间,因此设定了可用负载容量范围的明确的限制。在钻机的设计期间,已知这些现有技术系统的设计师考虑钻机必须执行哪种类型的操作,并且基于这个特定的钻机的最大需求来选择张紧系统。选择钻机(以及由此选择张紧尺寸)的标准可为海水深度、泥浆比重、立管类型以及任务。任务通常从例如需要大型系统的盲目钻探变换成例如需要明显更少的立管张紧容量的修井作业或生产检测。对于立管张紧的需求可仅为安装的立管张紧器的最大容量的10%。在这些情况下,由于相对较大的负载变化引起例如井口和/或立管上疲劳的风险,所以最大和最重的张紧器系统通常是不合适的。
图2A和图2B示出了目前在行业中使用的两个不同的汽缸的主要现有技术示图。汽缸活塞2由活塞杆2’和活塞头2”构成并且在汽缸1内滑动地轴颈连接,汽缸活塞的有效截面除了确定活塞头2”上的净压差以外,还确定施加到汽缸活塞2上(并且因此施加到所讨论的立管(未示出)上)的总力(F=pA)。气体压力源和合适的高压气动蓄能器5允许至少部分地控制引起汽缸压力的活塞运动。
为了在设计期间确保用于各种钻机要求的正确的容量,主要选择了两个可替代的布置;单动式(图2A)和双动式(图2B)。
单动式:在立管张紧系统中布置液压缸的最简单方法是如所谓的单动式汽缸,在后文中被称为柱塞。在柱塞中,活塞头2”通常不密封,并且该活塞头包括穿过头部2”的多个活塞穿孔6,从而平衡活塞头2上方和下方的压力(P)。在活塞2在汽缸1内移动时,位于其中的汽缸流体流过穿孔6。因此,活塞2的有效截面(A)等于活塞杆2’的有效的径向截面。通过单个高压蓄能器5确保汽缸1内所需的流体压力,该高压蓄能器通过高压管道8与汽缸1流体连通。此外,蓄能器5通常通过浮动活塞7而被分成高压气体端5’和高压流体端5”,其中,高压管道8连接至高压流体端5”。为了在高压气体端5’上提供必须的压力,并且因此通过所引起的浮动活塞7的平移运动而在高压流体端5”中产生流体的期望压缩,储气罐(未示出)通过高压气体管道9以流体连通的方式连接至高压气体端5’。
双动式:图2B示出了现有技术立管张紧系统中的可替代的液压缸;双动式汽缸。至于活塞,双动式系统包括:压缩汽缸1,该压缩汽缸具有活塞2、2’、2”;高压蓄能器5、5’、5”;浮动活塞7;高压管道8以及高压气体管道9。然而,与柱塞布置相比,双动式汽缸中的活塞头2”与汽缸1的内壁形成液密分离,因此,有效地将汽缸1分成两个相互液密的室;第一汽缸室1’和第二汽缸室1”。通过在汽缸的内壁与活塞头2”的周缘之间设置一个或多个活塞密封件20可实现分离。为了能够控制第一汽缸室1’中的压力(即,在活塞杆2’侧上的压力),压力源(诸如,低压蓄能器10)通过低压管道11而与第一汽缸室1’以流体连通的方式连接。在图2B中,该低压蓄能器10示出为部分流体填充的容器,低压流体管道11的开口端插入到该容器中。形成在第一汽缸室1’内的压力必须足够低,以避免上文提及的高压蓄能器5、5’、5”在第二汽缸室1”中引起的压力没有明显抵消。关于双动式系统的其他详细内容,见例如US 2008/0304916 A1。
应用这两种类型的液压缸的张紧系统提供了覆盖上文提及的两个容量要求的立管的张紧。更具体地,柱塞型和双动式可成功地应用于低容量要求(例如,修井作业或生产测试)以及高容量要求(例如,盲目钻探)。然而,如前文所述,需要一种立管张紧器系统,该系统可处理钻机要求的上述变化,而不会引起任何明显的操作风险(例如井口和/或立管上的疲劳)。
公开了能够处理容量变化的各种张紧器系统。在US 4’362’438中可找出一个实例,其公开了一种张紧器系统,该系统具有连接至所讨论的立管的至少两个液压缸。在US 4’362’438中公开的解决方案的目的在于,在任意剩余的功能性液压缸之间重新分配总压力,以便在一个或多个汽缸内具有非期望的压力变化(例如,疲劳)的情况下,保持恒定的立管张紧。因此,没有提供允许在大型高容量系统与小型低容量系统之间变化的系统。另一个实例是公开文件US 4351261 A,其公开了一种升沉补偿系统,该系统借助于在多个高压蓄能器之间转换而调节具有用于负载平衡的不同要求的各种操作。然而,这种解决方案也不允许在具有高容量的大型系统与具有低容量的小型系统之间变化。因此,所有上述公开文件均公开了与本发明的问题明显不同的问题的解决方案,即,处理由于钻机需求中的可预测的变化而造成的大容量变化。
因此,本发明的目的在于,提供一种用于连接至立管张紧系统的汽缸组件,该汽缸组件克服了上述缺点,即,提供一种稳定的并且容易操作的张紧组件,该张紧组件能够在两个全功能系统之间转换,每个系统均呈现了覆盖预先计算的容量范围的不同端点的张紧容量,例如,从低于整个钻机估计寿命中预期的立管张紧容量要求的10%直到100%。
发明内容
通过应用在一系统(相对较小量的流体流过该系统,造成相应较小的气体压缩)与另一系统(相对较大量的流体流过该系统,造成相应较大的流体压缩)之间转换的基本理念实现了上文确定的目的。
根据权利要求1所述的液压缸单元在连接至缆线立管张紧器系统时实现了本发明的基本理念。本发明还涉及一种根据权利要求10所述的用于使液压缸单元在具有低张紧容量的液压缸单元与具有高张紧容量的液压缸单元之间转换的方法,以及涉及一种根据权利要求11所述的用于连接至浮式平台的立管的缆线立管张紧系统。在其他从属权利要求中限定了进一步的有利特征。
特别地,本发明涉及一种用于连接至立管张紧器系统的液压缸单元,包括:
-活塞缸,该活塞缸被至少一个活塞分成第一汽缸室和第二汽缸室,该活塞包括活塞杆和活塞头,
-低压罐,
-至少一个第一管道或低压管道,其被布置为在低压罐与第一汽缸室之间设置流体连通装置,
-高压流体储存器,以及
-至少一个第二管道或高压管道,其被布置为在高压流体储存器与第二汽缸室之间设置流体连通装置。
本发明的汽缸单元还包括:
-至少一个反馈管道,其被布置为在第一汽缸室与第二汽缸室之间设置流体连通装置,以及
-阀器件,该阀器件被布置在至少一个第一管道与至少一个反馈管道处,以在以下构造之间提供可逆的转换:
-第一构造,其中,阀器件阻止低压罐与第一汽缸室之间经由至少一个第一管道的流体连通,并且允许第一汽缸室与第二汽缸室之间经由至少一个反馈管道的流体连通,
-第二构造,其中,阀器件允许低压罐与第一汽缸室之间经由至少一个第一管道的流体连通,并且阻止第一汽缸室与第二汽缸室之间经由至少一个反馈管道的流体连通。
构成阀器件的至少一个阀优选地布置在至少一个第一管道中,并且其可为三通阀或至少两个双通阀或其组合。在双通阀的情况下,至少一个阀能以流体连通的方式布置在至少一个第一管道上,并且至少一个阀能以流体连通的方式布置在至少一个反馈管道上。
要注意的是,对上述管道的长度没有限制。因此,本发明还覆盖这些实施方式,在这些实施方式中,汽缸/罐/储存器布置为彼此紧邻以允许期望的流体连通。
此外,在一个优选的实施方式中,活塞杆可布置在第一汽缸室中。
为了接收在使用期间旨在与立管的一端连接的立管张紧缆绳,至少一个第一滑轮或上部滑轮有利地布置在活塞缸的两个轴向侧中的一个轴向侧处,此外,至少一个第二滑轮或下部滑轮布置在活塞缸的两个轴向侧中的另一个轴向侧处。在本发明的一个优选的实施方式中,至少两个第一滑轮和至少两个第二滑轮布置在活塞缸的两个轴向侧上。
在本发明的另一实施方式中,高压流体储存器被储存器活塞分成高压气体端和高压流体端,并且所述至少一个第二管道或高压管道在高压流体端与第二汽缸室之间设置流体连通装置。该储存器活塞可为浮动活塞。
本发明还涉及一种用于使液压缸单元在一液压缸单元(具有便于使具有低张力要求(例如,修井作业或生产检测)的立管张紧的性能)与另一液压缸单元(具有便于使具有高张力要求(例如,盲目钻探)的立管张紧的性能)之间转换的方法。对于技术人员显而易见的是,只要限定了钻井任务,就能得知该任务是低张力要求的还是高张力要求的。
本发明的方法包括两个步骤:
-操作根据上文给出的说明书的液压缸单元中的阀器件,以通过至少一个反馈管道而允许第一汽缸室与第二汽缸室之间的流体连通,并且同时,阻止第一汽缸室与低压罐之间的流体连通,以及
-操作根据上面给出的说明书的液压缸单元中的阀器件,以阻止第一汽缸室与第二汽缸室之间的流体连通,并且同时,允许第一汽缸室与低压罐之间的流体连通,在前一步骤和后一步骤中,液压缸单元分别被构造为具有低张紧容量(柱塞型)的单元和具有高张紧容量(双动式)的单元。
本发明还涉及一种用于连接至浮式平台的立管的缆线立管张紧系统,本发明的系统包括多个独立操作的液压缸组件,该多个独立操作的液压缸组件包括根据上文给出的说明书的至少一个液压缸单元。多个组件在使用期间能通过至少一个合适的立管张紧缆绳(例如,由缆线或纤维缆绳制成)而连接至立管。响应于汽缸活塞上的由浮式平台的运动引起的立管感应力,来自动调节通过高压流体储存器而供应至第二汽缸室的压力,从而确保大体对地同步的立管定位。独立操作的液压缸组件中的至少一个优选地包括根据上文给出的说明书的至少两个液压缸单元。
在下文的描述中,介绍了多个具体细节以供彻底理解所要求保护的设备和方法的实施方式。然而,相关领域的技术人员会认识到,无需一个或多个具体的细节就可实施这些实施方式,或通过其他元件、系统等也可实施这些实施方式。在其他情况下,未示出或未详细地描述众所周知的结构或操作,以避免使公开的实施方式模糊不清。
附图说明
图1示出了根据现有技术的包括多个液压缸组件的缆线立管张紧系统的立体图,
图2A和图2B分别示出了根据现有技术的柱塞型液压缸单元和双动式液压缸单元的截面图,
图3示出了根据本发明的具有多容量性能的液压缸单元的截面图,以及
图4示出了图3中示出的类型的本发明液压缸单元的截面图,该液压缸单元具有用于接收立管张紧缆绳的附接滑轮。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的缆线立管张紧系统30的立体图,该立管张紧系统总共包括8个液压缸组件200或张紧器单元(对应于总共16个液压缸单元),该液压缸组件或张紧器单元向海洋立管40提供了径向对称的张力。在这个特定的实施方式中,组件200中的每一个均具有布置在两对滑轮3、4之间的两个液压缸单元100,通过所述滑轮来引导具有适于特定应用的性能的一组立管张紧缆绳15(缆线或其他柔性张紧线),以便改进系统内的力交换和长度交换以及提供可靠的缆绳引导装置。在图中,这组缆绳15在上面一对滑轮3处引入,并且在下面一对滑轮4处离开。此外,对于每组缆绳15而言,布置了一个或多个第三滑轮或下调滑轮41,以便进一步改进力交换并在朝向围绕所讨论的立管40固定的立管张紧环45的方向对缆绳15进行重新定向,缆绳15连接至环45上。在使用期间,安装有立管张紧系统30的浮式平台(未示出)的任何运动在立管40上产生力,该力(通过附接的立管张紧环45)引起与加压液压缸1中的汽缸活塞2上的力对应的缆绳张力。例如,如果平台或船舶向上升起,则在这组立管张紧缆绳15中的张力迫使汽缸活塞2向下运动,这进而迫使高压液压流体从液压缸1的下端1”流出并流入到高压蓄能器5中(见图2至图4)。相反,如果平台或船舶向下沉入,则高压蓄能器5迫使额外的液压流体进入到液压缸1的下端1”中,从而迫使汽缸活塞2向上运动,以保持这组立管张紧缆绳15中的张力。结果接近于立管40的对地同步的(geostationary)立管定位。表述“接近于”表示被视为用于连续操作的可接受范围内的任何立管运动。
目前,这些类型的缆线立管张紧系统被制造用于大范围的工程负载。用于每个液压缸组件的典型容量是100kip、125kip、160kip、200kip、225kip、250kip以及285kip,对应于用SI单位表示的445kN、556kN、712kN、890kN、1001kN、1112kN以及1268kN,并且在张紧系统中的液压缸组件的典型数量是8、12或16。
原则上,为了允许立管具有特定的张力,由具有某一工程负载的多个组件构成的系统(例如,8个组件乘以100kip(445kN))可与具有不同构造的另一缆线立管张紧系统(例如,8乘以250kips(1112kN))相结合。然而,实际上,从未实现系统的这种组合。
通常,基于最大设计要求来选择尺寸和数量。例如,如果用户选择具有16乘以225kips(1001kN)的系统,则该用户实际上受限于特定尺寸在该系统的整个寿命中所产生的容量。由于需要进入开放水域中的月池以便断开立管张紧缆绳,所以减少应用的汽缸的数量被证明是不太实际的。除了耗时和昂贵以外,由于还增大了损坏周围设备和实际缆绳的风险,所以涉及允许部分缆绳未支撑地悬挂在月池内部的解决方案被视为极其不可取。
在图2A和图2B中,分别示出了形成上述液压缸组件200的一部分的用于柱塞型和双动式的液压缸单元100的截面图。更具体地,在图2中示出的汽缸或筒1被设置为在其下端(活塞头侧)与高压蓄能器5流体连通,该蓄能器进而由合适的储气罐(未示出)加压。此外,在该特定的实施方式中,高压蓄能器5包括浮动活塞7,该浮动活塞在蓄能器5内滑动地轴颈连接,因此,将蓄能器5分成高压气体端5’和高压流体端5”。相对高压气体(例如,在2000psi-2500psi之间的氮气或干空气)经由高压气体管道9而从储气罐供应至蓄能器5的高压气体端5’,从而朝向汽缸1的下端或活塞头侧1”对位于高压流体端5”中的液压流体进行驱动。因此,汽缸活塞2在汽缸1中被向上推动,由此提供所讨论的立管40的期望的张紧。为了使活塞2能够进行平移运动,在图2A示出的特定的现有技术布置中必要的是,布置在活塞头2”的每侧上的流体能在这两个汽缸室1’、1”之间自由地流动。因此,活塞头2”应由一个或多个贯穿的穿孔6构成,以确保期望的流体连通,并且因此确保压力均衡(在图2A中由字母P表示)。
在图2B中示出的液压缸单元(双动式)以与在图2A中示出的液压缸单元(柱塞型)类似的方式构造。然而,双动式的主要构造与柱塞型相比不同之处在于以下两点:
-第一汽缸室(活塞杆侧)1’与第二汽缸室(活塞头侧)1”之间没有流体连通,以及
-除了与附接在汽缸1下端(活塞头侧1”)上的高压蓄能器5流体连通以外,上端(活塞杆侧1’)被设置为通过第一管道或低压流体管道11而与低压罐10流体连通。
前一不同的特征的结果尤其在于,由于横过活塞头2”不能压力均衡,所以在第一汽缸室1’和第二汽缸室1”内分别建立低压区和高压区。此外,后一不同的特征的结果尤其在于,第一汽缸室1’中的压力等于与室1’直接流体连通的低压罐10(或低压罐10的一部分)中的主导压力。在图2B中,低压罐10被示出为部分填充有罐流体12的汽缸,低压流体管道11的自由端插入到该汽缸中。在图2B中还示出了活塞密封件20,该活塞密封件布置在活塞头2”的周缘上,以允许沿汽缸1的内壁进行液密平移运动。通常不需要活塞头2”的内部润滑,这是因为填充汽缸1的液压流体允许充分润滑。然而,可设想包括用于活塞润滑的其他实施方式。
图3示出了根据本发明的液压缸单元100,其中,结合了图2A中示出的液压缸单元的原理和图2B中示出的液压缸单元的原理。图3中示出的汽缸或桶1以与图2A和图2B中可见的解决方案类似的方式设置为在其下端1”(活塞头侧)处通过使用第二管道或高压流体管道8而与高压蓄能器5流体连通。蓄能器5通常通过布置在蓄能器5的相对于高压流体管道8的相反轴端处的高压气体管道9而由合适的储气罐(未示出)加压。此外,关于图2B中可见的解决方案,汽缸1的上端(活塞杆侧)1’设置为通过使用第一管道或低压流体管道11而与低压罐10流体连通。
在该特定的实施方式中,高压蓄能器5包括浮动活塞7,该浮动活塞在蓄能器内滑动地轴颈连接,从而将蓄能器5分成高压气体端5’和高压流体端5”。气体(例如,氮气或干空气)以相对高的压力(例如,在2000psi-2500psi之间)从储气罐中被施加至蓄能器5的高压气体端5’,从而通过高压流体管道8并且朝向活塞2的活塞头侧对布置在高压流体端5”中的液压流体进行驱动。结果是活塞2在汽缸1内向上运动,从而通过相应的立管张紧缆绳15来提供立管40的期望的张紧。要注意,来自储气罐的压力可在上文指示的范围中显著变化。目前,立管张紧系统的典型的负载上限大约是3000psi。然而,可设想例如4000psi-5000psi的更高的负载范围。同样,最小压力可为几百psi,例如,200psi。
将液压缸1分成第一汽缸室(活塞杆侧)1’和第二汽缸室(活塞头侧)1”的活塞头2”被设计为维持这两个室1’、1”之间的液密分离,优选地通过在活塞头2”的周缘上布置一个或多个密封件20以允许在活塞滑动期间与汽缸1的内壁持续接触。
上端(活塞杆侧)1’被设置为通过低压流体管道11而与低压罐10流体连通。在图3中,低压罐10被示出为部分填充有罐流体12的汽缸,低压流体管道11的自由端插入到该汽缸中。然而,技术人员将理解到,可使用具有期望压力(或能够形成期望压力)的任意低压罐。
图3中的组件的构造与图2A和图2B中示出的液压缸单元的不同之处在于以下两点:
-反馈管道13布置为在第一汽缸室1’(在此处,通过低压流体管道11)与第二汽缸室1”之间设置流体连通装置,以及
-一个或多个阀14布置在反馈管道13中(在此处,其位于反馈管道13与低压流体管道11之间)以在以下交替的模式之间能够可逆的转换:
-允许流体从低压罐10流至第一汽缸室1’(在此处,经由低压流体管道11),同时阻止流体从第一汽缸室1’流至第二汽缸室1”,以及
-允许流体经由反馈管道13从第一汽缸室1’流至第二汽缸室1”,同时阻止流体从低压罐10流至第一汽缸室1’。
因此,实现了两个单独的系统(柱塞型(图2A)系统与双动式(图2B)系统)的两个固有容量潜能之间可逆的转换。
可通过从平台/船舶甲板定位控制面板操作例如阀的常规的控制机构(未示出)来控制施加来自高压蓄能器5的压力以及来自低压罐10的流体压力。同样,如本领域中已知的,可通过常规的“压力安全(pop-off)”减压阀(未示出)而提供高压蓄能器5和低压罐10的过压释放。
在立管张紧器的系统中,每个汽缸1的两个纵向端通常均装配有滑轮3、4的组件。在图4和图1中示出的特定实施方式中,应用有两对滑轮,导致相对于缆绳力的传输比为1:4以及相对于线长度的传输比为4:1。在该行业中使用的典型尺寸是长度为3.8米的汽缸,具有大约15米的缆绳行进长度。
在前文的描述中,参考说明性实施方式描述了根据本发明的设备的各个方面。为了解释的目的,阐述了具体的数字、系统和构造以便彻底理解该设备及其工作。然而,本说明书并非旨在进行限制性的解释。说明性的实施方式以及设备的其他实施方式的各种修改和变化对于所公开主题所属领域的技术人员是显而易见的,这些修改和变化被视为落在本发明的范围内。
参考列表:
1 液压缸/桶
1’ 第一汽缸室/活塞杆侧/上端
1” 第二汽缸室/活塞头侧/下端
2 汽缸活塞
2’ 活塞杆
2” 活塞头
3 第一滑轮/上部滑轮
4 第二滑轮/下部滑轮
5 高压蓄能器/高压流体储存器
5’ 高压气体端
5” 高压流体端
6 活塞穿孔/通孔
7 储存器活塞/浮动活塞
8 第二管道/高压管道
9 高压气体管道
10 低压罐
11 第一管道/低压管道
12 罐流体
13 反馈管道
14 阀/阀器件
15 立管张紧缆绳
20 活塞密封件
30 缆线立管张紧系统
40 立管
41 第三滑轮/下调滑轮
45 立管张紧环
100 液压缸单元
200 液压缸组件

Claims (12)

1.一种用于连接至缆线立管张紧器系统(30)的液压缸单元(100),所述液压缸单元包括:
-液压缸(1),所述液压缸被至少一个汽缸活塞(2)分成第一汽缸室(1’)和第二汽缸室(1”),所述汽缸活塞包括活塞杆(2’)和活塞头(2”),
-低压罐(10),
-至少一个第一管道(11),所述至少一个第一管道被布置为在所述低压罐(10)与所述第一汽缸室(1’)之间设置流体连通装置,
-高压流体储存器(5),以及
-至少一个第二管道(8),所述至少一个第二管道被布置为在所述高压流体储存器(5)与所述第二汽缸室(1”)之间设置流体连通装置,
其特征在于,所述缸单元(100)还包括:
-至少一个反馈管道(13),所述至少一个反馈管道被布置为在所述第一汽缸室(1’)与所述第二汽缸室(1”)之间设置流体连通装置,以及
-阀器件(14),所述阀器件被布置为在以下交替的构造之间提供可逆的转换:
-所述低压罐(10)与所述第一汽缸室(1’)之间的流体阻塞,和所述第一汽缸室(1’)与所述第二汽缸室(1”)之间经由所述至少一个反馈管道(13)的流体连通,以及
-所述第一汽缸室(1’)与所述第二汽缸室(1”)之间的流体阻塞,和所述低压罐(10)与所述第一汽缸室(1’)之间经由所述至少一个第一管道(11)的流体连通。
2.根据权利要求1所述的液压缸单元(100),其特征在于,构成所述阀器件(14)的至少一个阀布置在所述至少一个第一管道(11)中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的液压缸单元(100),其特征在于,在所述阀器件(14)处包括三通阀。
4.根据前述权利要求中任一项所述的液压缸单元(100),其特征在于,在所述阀器件(14)处包括:
以流体连通的方式布置在所述至少一个第一管道(11)上的至少一个阀(14),以及
以流体连通的方式布置在所述至少一个反馈管道(13)上的至少一个阀(14)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的液压缸单元(100),其特征在于,所述活塞杆(2’)布置在所述第一汽缸室(1’)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的液压缸单元(100),其特征在于,所述液压缸单元(100)还包括:
至少一个第一滑轮(3),所述至少一个第一滑轮布置在所述第一汽缸室(1)的两个轴向侧中的一个轴向侧处,以及
至少一个第二滑轮(4),所述至少一个第二滑轮布置在所述第一汽缸室(1)的两个轴向侧中的另一个轴向侧处,
所述滑轮(3、4)被构造为在使用期间接收能与立管(40)的一端连接的立管张紧缆绳(15)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的液压缸单元(100),其特征在于,所述液压缸单元(100)还包括:
至少两个第一滑轮(3),所述至少两个第一滑轮布置在所述第一汽缸室(1)的两个轴向侧中的一个轴向侧处,以及
至少两个第二滑轮(4),所述至少两个第二滑轮布置在所述第一汽缸室(1)的两个轴向侧中的另一个轴向侧处,
所述滑轮(3、4)被构造为在使用期间接收能与立管(40)的一端连接的立管张紧缆绳(15)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的液压缸单元(100),其特征在于,所述高压流体储存器(5)被储存器活塞(7)分成高压气体端(5’)和高压流体端(5”),
所述高压流体端(5”)被布置为通过所述至少一个第二管道(8)与所述第二汽缸室(1”)流体连通。
9.根据权利要求8所述的液压缸单元(100),其特征在于,所述储存器活塞(7)是浮动活塞(7)类型的。
10.一种用于使液压缸单元(100)在具有低张紧容量的液压缸单元与具有高张紧容量的液压缸单元之间转换的方法,
其特征在于,
-操作根据权利要求1至9中任一项所述的液压缸单元(100)中的阀器件(14),以通过所述至少一个反馈管道(13)允许所述第一汽缸室(1’)与所述第二汽缸室(1”)之间的流体连通,并且同时,阻止所述第一汽缸室(1’)与所述低压罐(10)之间的流体连通,以提供具有低张紧容量的液压缸单元(100),以及
-操作根据权利要求1至9中任一项所述的液压缸单元(100)中的阀器件(14),以阻止所述第一汽缸室(1’)与所述第二汽缸室(1”)之间的流体连通,并且同时,允许所述第一汽缸室(1’)与所述低压罐(10)之间的流体连通,以提供具有高张紧容量的液压缸单元(100)。
11.一种用于立管(40)的缆线立管张紧系统(30),所述立管连接至浮式平台,其特征在于,所述系统(30)包括:
多个独立操作的液压缸组件(200),所述多个独立操作的液压缸组件由至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的液压缸单元(100)构成,
所述多个组件(200)在使用期间通过至少一个立管张紧缆绳(15)而连接至立管(40),
其中,响应于由所述浮式平台的运动引起的所述汽缸活塞(1)上的立管感应力,而自动调节经由高压流体储存器(5)而供应至所述第二汽缸室(1”)的压力,从而确保大体对地同步的立管定位。
12.根据权利要求11所述的立管张紧系统,其特征在于,所述多个独立操作的液压缸组件(200)中的至少一个包括至少两个根据权利要求1至9中任一项所述的液压缸单元(100)。
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