锁紧装置及立管支撑系统的制作方法

本发明涉及海洋工程，特别涉及一种锁紧装置及立管支撑系统。

背景技术：

1、在海洋石油天然气开采平台立管系统中，采用立管连接海底井口和水上的浮式油气开采平台fpso(floating production storage and offloading，简称fpso)。在风载及波浪流作用下，浮式fpso与油气立管之间存在不同的多方向摇晃运动。在风暴工况下，巨大的浮式油气平台fpso船体及立管之间的摇晃运动会产生数百吨的横向载荷。在fpso多点系泊立管悬挂及支撑设备中，穿入式立管支撑设备的内径与立管悬挂头部之间存在间隙。这种彼此间的间隙及摇晃运动会造成立管悬挂头部在穿入式支撑设备内的晃动，摩损，冲击，疲劳损伤等，不仅会降低立管的工作寿命，还会造成立管悬挂头部连接法兰处连接螺栓的疲劳损伤及松动，从而导致油气立管上连接法兰处的泄漏等故障。

2、对于多点系泊浮式油气生产平台fpso的刚性立管，在fpso船体上连接支撑立管的结构下管廊位于水线之下，穿入式立管悬挂及支撑设备及油气立管连接法兰也位于水下。这给解决由于这种间隙及摇晃造成的问题带来了挑战。

3、目前，通常采用机械螺栓锁紧、液压缸锁紧，消除或减缓立管与穿入式立管支撑设备之间的摇晃运动。但是，由于穿入式立管支撑设备位于水下，依靠机械螺栓锁紧需要动用水下机器人，潜水员，以及相关的支援船舶，作业时间长，风险大，成本高。常规的液压缸锁紧会因液压油缸缓慢泄漏造成锁紧松动，影响锁紧效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种密封性较好、基本无泄漏的锁紧装置以及立管支撑系统，以解决现有技术中锁紧效果较差的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种锁紧装置，包括：

3、外壳，其内部具有容置空间，前端开设有一与容置空间相通的塞孔；所述外壳的前端用于与立管支撑装置连接；

4、锁紧塞，其设置于所述容置空间内，并能够通过所述塞孔伸出所述容置空间与立管悬挂头抵接；所述锁紧塞轴向两端封闭，内部中空，外周开设有对称设置的至少两调节孔，所述调节孔的长度沿所述锁紧塞的轴向延伸；

5、密封件，其设置于所述锁紧塞的后部并与所述外壳围合形成密封空间；

6、连接管路，其与所述密封空间相通；所述连接管路的另一端用于连接储存件，以向所述密封空间内提供液压流体；

7、复位弹性组件，其包括设置于所述锁紧塞内部的弹性体以及对应所述调节孔设置的限位件，所述弹性体的两端分别抵接所述锁紧塞和所述限位件的前端，所述限位件的后端通过所述调节孔伸出并通过所述外壳的限制而无法沿轴向移动；

8、其中，所述锁紧塞在所述液压流体的压力下向前端移动而抵接立管悬挂头实现锁紧功能，在所述液压流体流出所述密封空间时，所述弹性体复位而带动所述锁紧塞向后端移动。

9、在其中一实施方式中，所述密封件包括呈筒状结构的密封筒以及设置于所述密封筒前端的密封板，所述密封筒的后端封闭，前端开口，所述密封板向外超出所述密封筒，所述锁紧塞的后端能够位于所述密封筒内；

10、所述外壳包括前壳和设置于所述前壳后端的后盖，所述后盖包括盖体以及定位筒，所述盖体的前端向外凸设有第一对接环，所述定位筒的后端设有第二对接环，所述第二对接环与所述第一对接环对接，所述密封板设置于所述第一对接环和所述第二对接环之间，所述密封件以及所述盖体围合形成所述密封空间。

11、在其中一实施方式中，所述密封筒的外周向外一体延伸有延伸部，所述延伸部呈波纹状；

12、所述延伸部包括间隔设置的至少两波峰部。

13、在其中一实施方式中，所述密封件还包括至少一密封圈，所述密封圈设置于所述密封板的后侧；

14、所述盖体的前端设有至少一密封槽，所述密封槽与所述密封圈一一对应设置，所述密封槽的开口朝向前方，所述密封圈卡置于对应的所述密封槽；

15、所述密封圈的截面呈半圆形，其凸起朝向后方，所述密封槽的形状与所述密封圈的形状适配。

16、在其中一实施方式中，所述限位件包括平行间隔设置的限位板和抵接板以及连接所述限位板和所述抵接板的过渡板，所述限位板和所述抵接板分列于所述过渡板的两侧；

17、所述外壳的内周壁上设有容置槽，所述容置槽的开口向内，所述限位板位于所述容置槽内，所述过渡板和所述抵接板位于所述锁紧塞内部，所述抵接板用于与所述弹性体的前端抵接。

18、在其中一实施方式中，所述复位弹性组件包括一底板，所述底板设置于所述限位件与所述弹性体之间，所述底板的外周与所述弹性体前端的外周齐平或向外超出所述弹性体前端的外周。

19、在其中一实施方式中，所述外壳包括前壳和设置于所述前壳后端的后盖，所述后盖的后端封闭，前端开口，所述前壳的两端开口，所述后盖的前端伸入所述前壳内，所述前壳的内周壁上设有一台阶，所述后盖的前端与所述台阶共同围合形成容置槽，所述容置槽的开口向内，所述容置槽容置所述限位件伸出所述调节孔的部分。

20、在其中一实施方式中，所述前壳包括可拆卸连接的连接座和设置于所述连接座前端的安装座，所述连接座两端开口，所述安装座两端开口，所述连接座的11外周向外凸设有第一限位凸台，所述安装座向外凸设有第二限位凸台，所述第一限位凸台与所述第二限位凸台相配合而形成一限位空间。

21、在其中一实施方式中，所述连接座包括第一筒节和位于所述第一筒节后端的第二筒节，所述第二筒节的内径大于所述第一筒节的内径，所述第二筒节的前端与所述第一筒节的后端之间形成所述台阶；

22、所述第一筒节上设有多个第一连接孔，多个所述第一连接孔沿所述第一筒节的周向间隔设置，所述第一连接孔的轴线平行于所述第一筒节的轴线，所述第一连接孔贯穿所述第一筒节；所述安装座上开设有与所述第一连接孔对应的第二连接孔，所述第二连接孔为盲孔，紧固件穿设于所述第一连接孔和所述第二连接孔内实现所述连接座与所述安装座之间的可拆卸连接。

23、在其中一实施方式中，所述后盖包括盖体以及定位筒，所述定位筒的后端设有第一对接环，所述盖体的前端设有第二对接环，所述第一对接环与所述第二对接环对接；

24、所述前壳的后端向外凸伸有连接环，所述连接环贴合连接于所述第二对接环的前端，所述定位筒伸入所述前壳内；

25、所述第一对接环与所述第二对接环可拆卸连接，所述连接环与所述第二对接环可拆卸连接。

26、在其中一实施方式中，所述连接管路上设有锁紧阀，所述锁紧阀位于所述外壳的外部；

27、所述锁紧阀与控制件通讯连接，所述控制件设置于平台上。

28、在其中一实施方式中，所述锁紧装置还包括压力检测件，用于检测所述密封空间内的实时压力，所述压力检测件与所述锁紧阀通讯连接，在所述实时压力达到预设压力值时，所述锁紧阀关闭。

29、本发明还提供一种立管支撑系统，包括立管支撑装置以及设置于所述立管支撑装置外周的如上所述的多个锁紧装置，多个所述锁紧装置沿所述立管支撑装置周向均匀布置。

30、由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

31、本发明中的锁紧装置通过密封件实现锁紧装置的长期并良好的密封性，保证了锁紧效果。通过复位弹性组件，使该锁紧装置能够克服液压系统背压而使锁紧塞向后端移动，从而使该锁紧装置能够依据环境以及不同工况进行锁紧，提高了锁紧装置的锁紧效果。