张紧器是一种用于钻井平台或钻机(尤其是海洋中的浮动钻机)的装置,用于支撑用于钻井和向钻机输送石油的立管。立管将钻井平台连接到海底,通常是一系列连接的管道。钻井期间,钻井平台可以保持相对稳定,但风暴或公海可能会因波浪作用而导致钻机移动。如果立管与钻井平台刚性连接,因此它们由张紧器系统支撑,可以承受立管的重量,并允许与平台运动分离的运动,则可能会造成损坏。。
浮式石油和天然气钻井平台可以通过一系列称为张力腿的管道或电缆连接到海底。钻机还可以自由浮动,并由全球定位系统(使用卫星和接收器来确定位置)和钻机的发动机维持在某个位置。张力腿通过钻井平台的浮动向上拉,该平台使用充满空气和水的压载舱来保持一定的浮高。可以控制压载系统,以保持钻机支腿上的稳定张力,但无法使用压载来控制立管张力。。
隔水管顶部附近有一个叫做滑环的组件。该系统连接至立管,为张紧器提供夹持点。张紧器的向上拉力由连接到一组液压柱塞或活塞的电缆或杆提供,这些柱塞或活塞顶着立管的重量向上推或拉。当钻机因波浪或天气移动时,电子控制装置保持恒定的拉力。
张紧器系统可以在气压或液压油压力下操作。一系列称为蓄能器的储罐在压力下容纳空气或流体,并根据需要向张紧器供应,以维持所需的立管张力。安装紧急断开装置,以便在钻机剧烈移动或因风暴而必须离开钻井区域时,将张紧器压力系统与立管快速分离。张紧器安装有额外或冗余装置,因此即使单个张紧器出现故障或需要维护,立管也会受到保护。。
20世纪末,设计师开始试验刚性但柔性的弹性体,或类似橡胶的材料,这些材料可以连接到立管上,提供张力和运动,而不需要液压系统。弹性张紧器的优点是运动部件最少,不需要昂贵的液压系统。这些系统在钻机移动较少的地方工作得最好,因为在需要额外移动的地方必须添加张力段,这在海洋钻井中可能很困难。。
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