Сочленение райзера

(51)7 21 33/035, 21 7/128,21 43/013 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(56) Кулиев и др. Подводное нефтепромысловое оборудование // Обзор зарубежной литературы. Серия Машины и оборудование нефтегазовой промышленности. М. ВНИИОЭНГ, 1974, с. 4, рис. 25 а(57) Изобретение относится к райзерам, применяемым при добыче углеводородного сырья со дна моря. Технический результат изобретения - уменьшение напряжений изгиба в райзере. Для уменьшения напряжения в райзере плавучих сооружений, которые подвержены переменному движению, вызванному ветром, течениями и волновой активностью, труба райзера одним концом связана с морским дном, а ее верхняя часть проходит через отверстие в днище судна. Нижний конец трубы связан с другими трубами на морском дне и снабжен концентрическими трубами или муфтами, окружающими райзер. Нижние концы труб и райзер приварены к фланцу. Верхний конец каждой из труб выступает за верхний конец трубы, непосредственно окружающей внутреннюю трубу. Зазоры между концентрическими трубами и райзером могут быть заполнены долговечным и пластичным материалом. Также в зазор на конце каждого отрезка трубы могут быть вставлены клинья. 9540 Изобретение связано с райзерами, которые применяют при добыче углеводородного сырья со дна моря и, в частности, с напряженным сочленением,используемым в райзерах для их присоединения к плавучим сооружениям. Совершенствование глубоководных операций,проводимых при морском бурении и добыче углеводородного сырья с плавучих судов, включает использование напряженных приводов и райзеров,протянутых с плавучих судов к морскому дну. Такие плавучие суда содержат плавучие башни натяжения и рангоутные устройства, в которых плавучие сооружения погружены значительно ниже поверхности воды, и при этом они подвержены горизонтальному смещению, а также килевой и бортовой качкам. Нижние концы приводов и райзеров связаны с морским дном с помощью дополнительных труб или райзеров, заглубленных в морское дно и зацементированных там. Верхние концы приводов и райзеров проходят через отверстия в киле или нижней части плавучих судов и крепятся вертикально средствами натяжения, расположенными вблизи морской поверхности. Когда судно перемещается горизонтально под воздействием окружающих сил, значительные напряжения изгиба возникают в области райзера, расположенной непосредственно над местом, где райзер присоединен к дополнительным трубам на морском дне. Для уменьшения напряжений в настоящее время используют трубы с большей, чем у обычных труб, толщиной. Недостатком этого решения является более высокая стоимость толстых труб и необходимость использования нестандартного оборудования при их производстве. Поэтому проблема уменьшения напряжений изгиба, возникающих в райзере у морского дна, требует лучшего решения. Изобретение направлено на решение вышеуказанной задачи. Уменьшение напряжения в райзере,который применяют в плавучих сооружениях, испытывающих переменное движение, вызванное ветром,течениями и волновой активностью, достигается с помощью сочленения. Труба райзера имеет один конец, связанный с дном моря, и верхний конец,приспособленный для прохождения через отверстие в днище судна. Нижний конец, который связан с трубой у морского дна, снабжен, по крайней мере,двумя концентрическими трубами или муфтами,охватывающими райзер. Нижние концы труб и райзера приварены к фланцу. Верхний конец каждой из концентрических труб выступает за пределы верхнего конца отрезка трубы, непосредственно окружающей внутренний отрезок. Зазор между концентрическими трубами и райзером обычно заполняют долговечным и пластичным материалом, кроме того, в зазор могут быть вставлены клинья на конце каждого сегмента трубы. Для более полного понимания природы и достигаемых результатов настоящего изобретения ниже приведено следующее описание вместе с сопровождающими рисунками, в которых одинаковые детали 2 даются одинаковыми цифровыми обозначениями, и где фиг. 1 представляет схематическую проекцию плавучего судна, дна моря и трубы, соединяющей судно и дно моря фиг. 2 представляет увеличенную проекцию части фиг. 1, представляющую изобретение фиг. 3 представляет продольное сечение изобретения. Фиг. 1 в общем виде схематически показывает судно 20 рангоутного типа или типа плавучей башни натяжения с трубой 22, выходящей из его днища или киля, обозначенных цифрой 24, и имеющей соединение 26 с морским дном 28. Горизонтальные перемещения судна 20 показаны его положением в 20. Напряжения изгиба имеют место в трубе 22, где она выходит из киля судна 24, и у морского дна в соединении 26. Здесь штриховыми линиями 22 показан преувеличенный изгиб. Фиг. 2 иллюстрирует предпочтительное воплощение изобретения, обозначенное цифрой 10. Сочленение для уменьшения напряжения состоит из муфт или труб 30, 32 и фланца 34. Как видно из фиг. 3, трубы 30, 32 концентрически охватывают райзер 22. Труба 30 имеет внутренний диаметр, больший, чем внешний диаметр райзера 22, такой, что между райзером 22 и первой трубой 30 образуется зазор. Труба 32 имеет внутренний диаметр, больший, чем внешний диаметр трубы 30,такой, что между трубами 30, 32 образуется зазор. Верхний конец трубы 30 выступает за пределы верхнего конца трубы 32, охватывающей трубу 30. Зазор между концентрическими трубами 30, 32 и райзером 22 заполняют долговечным и пластичным материалом, обозначенным цифрой 36. Пластичный материал 36 обеспечивает одинаковые горизонтальные отклонения райзера 22 и труб 30, 32. В качестве пластичного материала 36 используют жидкий цемент. Нижние концы труб 30, 32 и райзера 22 приваривают к фланцу 34. На фланце 34 для приварки райзера 22 и труб 30, 32 выполняют короткие сегменты, обозначенные цифрами 22 А, 30 А и 32 А, соответственно. Каждый сегмент выступает над основанием фланца. Этим самым сварочные швы между райзером, трубами и фланцем располагают на некотором расстоянии от места стыка райзеров и труб с фланцем, испытывающего наиболее сильную усталость. Можно также видеть, что места сварки райзера 22 и труб 30, 32 к фланцу 34 разнесены в продольном направлении. Это позволяет увеличить толщину фланца в основании, т. е. там, где возникают наибольшие нагрузки при нормальных условиях. Нижний конец зазоров, образованных между каждым сегментом 22 А, 30 А и 32 А, может быть выполнен, как это видно из рисунка, в виде профилей с округлой сглаженной поверхностью, чтобы уменьшить концентрацию напряжения, связанную с острыми краями поверхностного профиля. Клинья 38 могут быть вставлены в зазоры в верхней части каждой трубы 30, 32 и жестко закреп 9540 лены на месте любыми подходящими способами,например, сваркой. Клинья могут быть выполнены из стали, чтобы обеспечить долговечность службы в качестве стопора для менее жесткого материала 36,например, полиуретана. Хотя показаны только две концентрические трубы, следует понимать, что их может быть больше, в зависимости от применения и условий. Следует также понимать, что хотя предпочтительное воплощение представляет сочленение для уменьшения напряжения в нижней части райзера, такое сочленение может быть выполнено и в других местах райзера,где имеются существенные изгибающие нагрузки. Преимуществом изобретения являются его низкая стоимость, так как оно может быть выполнено из отрезков стандартной трубы, которые не являются дефицитом, и может быть изготовлено на имеющемся оборудовании. Конструкция является более надежной по сравнению с конструкцией одинарной толстой трубы, используемой в настоящее время, так как качество материала более тонкой трубы легче контролировать. Конструкция концентрической трубы также является более надежной из-за избытка отрезков трубы. Внутренняя труба обычно имеет наивысшее напряжение по окружности, так как эта труба испытывает внутреннее и внешнее давления. Однако изобретение значительно снижает напряжение изгиба во внутреннем отрезке трубы по сравнению с внешними трубами. Поэтому внутренняя,наиболее критическая труба в наименьшей степени подвергается усталостным повреждениям. Используя концепцию изобретения, можно сделать много изменений и различных воплощений, и так как можно выполнить много вариантов воплощения, детализированного здесь в соответствии с требованиями к описанию, надо понимать, что приведенные детали следует понимать как иллюстративные, а не в ограничительном смысле. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сочленение райзера, нижний конец которого связан с морским дном, а его верхняя часть проходит через отверстие в днище плавучего морского сооружения, отличающееся тем, что оно выполнено в виде множества концентрических относительно райзера труб, охватывающих райзер или нижний конец его, с образованием зазоров между трубой,окружающей райзер, и райзером, а также остальными из множества концентрично расположенных труб, при этом трубы имеют верхний и нижний концы, причем верхний конец каждой трубы выступает за верхний конец трубы, непосредственно окружающей внутреннюю трубу, и фланца, жестко соединенного с райзером и нижними концами вышеуказанных труб. 2. Сочленение по п. 1, отличающееся тем, что в зазорах между трубами и райзером размещен пластичный материал. 3. Сочленение по п. 1, отличающееся тем, что между каждой трубой и райзером вставлены и жестко закреплены клинья на верхнем конце каждой трубы.