CN203403835U - 一种深海石油钻采装备浮力补偿系统 - Google Patents
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Abstract
一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，包括固体浮力材料、龙骨、捆扎锁紧机构三部分组成。龙骨沿着隔水管的外周分布，龙骨与隔水管之间设置捆扎锁紧机构，龙骨外覆固体浮力材料。捆扎锁紧机构由捆扎带、锁紧装置组成，锁紧装置为弧形结构贴合于隔水管的外周，锁紧装置与龙骨之间设置捆扎带穿过的孔。本实用新型固体浮力材料采用聚合物中空微球/玻璃微珠联用体系，取代了现有传统的玻璃微珠体系，能在保证浮力材料强度的前提下，进一步降低材料密度，提高材料浮力补偿功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，特别涉及一种采用固体浮力材料的浮力补偿系统，属于深海石油钻采装备的技术领域。
背景技术
21世纪是有史以来世界各国对海洋资源的竞争最为激烈的年代。海洋是诸多资源最丰富的宝库，因此正在成为各国间争夺资源的主战场。
目前海洋石油探明储量占全球石油储量的50%-70%，海洋石油产量占全球石油总产量的34%，海洋石油开采产值占海洋经济总产值的60%。到2015年全球海洋油气勘探开发投资每年将达到约3600亿美元。近10年发现超过一亿吨储量的大型油气田中，海洋油气占60%以上，其中一半在水深500米以上的深海。
我国深海装备关键材料90%以上依赖进口，当前在我国建造的海洋油气开发装备中，其配套设备的国产化率平均不足10%，关键材料依赖进口，因此，适用于深海环境的材料研究和开发已经成为制约我国深海技术发展的瓶颈，特别是能源钻采领域尤为突出。
深海石油钻采隔水管浮力补偿系统是深海石油钻采装备重要的组成部分。海洋石油开采系统中，钻井隔水管是连接海底和钻井平台的管道，内部一般有高压的油或气流通过，外部承受波浪、海流载荷的作用。而且隔水管系统十分沉重，如果水下作业时不采取浮力补偿，对钻井平台的牵引力巨大。为减轻重量和对平台的牵引力，通常采用的方法就是在隔水管外安装固体浮力材料来减轻隔水管的重量。此外，固定在隔水管外表面的这些浮力材料也能对长期工作在恶劣海洋环境中的钻采装置起到很好的绝热和保护作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，以解决现有系统所存在的诸多不足之处。该实用新型适用于深海石油钻采领域。
本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，其特征在于，包括：固体浮力材料、龙骨、捆扎锁紧机构，所述龙骨沿着隔水管的外周分布，所述龙骨与隔水管之间设置捆扎锁紧机构，所述龙骨外覆固体浮力材料。
进一步，所述固体浮力材料为环状结构，所述固体浮力材料内设置容纳龙骨的凹槽。
进一步，所述龙骨为复数个条状的凸起筋，所述龙骨的长度方向沿着隔水管的轴向方向设置，所述龙骨的宽度方向沿着隔水管的径向方向辐射状设置。
进一步，所述龙骨分节设置。
进一步，所述捆扎锁紧机构由捆扎带、锁紧装置组成，锁紧装置为弧形结构贴合于隔水管的外周，所述锁紧装置与龙骨之间设置捆扎带穿过的孔。
本实用新型的有益效果：
本实用新型采用的环氧树脂及其固化物是热固性树脂中综合性能最好的，其力学性能高、粘接性能优异、固化收缩率小、工艺性能好，适合用作固体浮力材料的基体树脂。
本实用新型固体浮力材料采用聚合物中空微球/玻璃微珠联用体系，取代了现有传统的玻璃微珠体系，能在保证浮力材料强度的前提下，进一步降低材料密度，提高材料浮力补偿功能。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型的整体图。
图2为本实用新型的局部图。
图3为本实用新型的局部图。
附图标记：
固体浮力材料1，龙骨2，捆扎带3，锁紧装置4、隔水管5。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
如图1所示，一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，整体呈圆柱形，这样整个系统的受力均匀。该浮力补偿系统可以应用深海石油钻采领域。该浮力补偿系统包括：固体浮力材料1、龙骨2、捆扎锁紧机构三部分组成。龙骨2沿着隔水管5的外周分布，龙骨2与隔水管5之间设置捆扎锁紧机构，龙骨2外覆固体浮力材料1。
如图2和图3所示，该浮力补偿系统的核心组成部分为固体浮力材料1，固体浮力材料1为环状结构，密度为0.5-0.7g/cm3、耐静水压强度为50-100MPa，该浮力补偿系统所采用的固体浮力材料1是以环氧树脂为基体，以聚合物中空微球/玻璃微珠联用体系为填料，搅拌脱泡后热压成型而成。
固体浮力材料1最主要的作用是为装备深海石油钻采提供浮力补偿，减轻装备重量，保证深海系统安全。每块固体浮力材料1必须根据浮力补偿系统优化配置方案固定在钻采装备外壁，固体浮力材料1内设置容纳龙骨的凹槽。其内部凹槽形状必须与隔水管5外部的龙骨2的实际结构相匹配。
龙骨2为复数个条状的凸起筋，龙骨2的长度方向沿着隔水管5的轴向方向设置，龙骨2的宽度方向沿着隔水管5的径向方向辐射状设置，如车轮装辐射分布。龙骨2可以分节设置。
该浮力补偿系统采用捆扎锁紧机构固定。捆扎锁紧机构由捆扎带3和锁紧装置4组成。锁紧装置4为弧形结构贴合于隔水管5的外周，锁紧装置4与龙骨2之间孔，捆扎带3穿过的孔，将龙骨2紧紧捆扎在隔水管5外周。
上述固体浮力材料1可以通过市场采购获得。
本实用新型除了在深海石油钻采领域应用之外，还应用在其它深海装备浮力补偿领域，如水下机器人、深潜器以及海底输油管线等。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (5)
1.一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，其特征在于，包括：固体浮力材料、龙骨、捆扎锁紧机构，所述龙骨沿着隔水管的外周分布，所述龙骨与隔水管之间设置捆扎锁紧机构，所述龙骨外覆固体浮力材料。
2.根据权利要求1所述的一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，其特征在于：所述固体浮力材料为环状结构，所述固体浮力材料内设置容纳龙骨的凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，其特征在于：所述龙骨为复数个条状的凸起筋，所述龙骨的长度方向沿着隔水管的轴向方向设置，所述龙骨的宽度方向沿着隔水管的径向方向辐射状设置。
4.根据权利要求1所述的一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，其特征在于：所述龙骨分节设置。
5.根据权利要求3或4所述的一种深海石油钻采装备浮力补偿系统，其特征在于：所述捆扎锁紧机构由捆扎带、锁紧装置组成，锁紧装置为弧形结构贴合于隔水管的外周，所述锁紧装置与龙骨之间设置捆扎带穿过的孔。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104448719A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-03-25 | 哈尔滨工程大学 | 有机与无机空心微球复配的深水浮力材料及制备方法 |
| CN109082073A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-12-25 | 哈尔滨工程大学 | 体积可膨胀固体浮力材料的制备及应用方法 |
| US10611100B2 (en) | 2015-06-12 | 2020-04-07 | 3M Innovative Properties Company | Buoyancy module |
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2013
- 2013-08-05 CN CN201320473274.3U patent/CN203403835U/zh not_active Expired - Lifetime
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