立管连接器组件技术领域
本发明涉及用于以端对端的关系可释放地连接立管管道(riserpipe，隔水管道)
的连接器。更具体地，本发明涉及权利要求1的前序部分阐明的一种连接器组件，以及权利
要求9和11的前序部分阐明的拆离和连接立管管道的方法。
背景技术
从海底下面的地下储层中生产碳氢化合物是众所周知的。在这样的作业中，浮动
式钻井或/和生产船舶位于海底井口上方，并且立管延伸在船舶和井口之间。多年以来，技
术的进步使得在不断增加的水深中从海底储层提取碳氢化合物成为可能；目前在超过3000
米的水深中作业并不罕见。
钻井立管包括多个连续的段部(通常称为“立管接合段”)，当该立管正朝着井口降
低时，该段部的相邻端部连接到船舶上。立管接合段通常由主管道和外部辅助管线组成，所
有立管接合段在每个相应端部都具有连接器。主管道被配置用于运送钻井流体，而被称为
“压井和阻流管线”的辅助管线被用于以本领域众所周知的方式在钻井船舶和海底井口上
的防喷器(BOP)之间使流体循环流动。
当在约3000米及以上的水深中作业时，浮动式船舶必须支承的立管质量是相当大
的。因此钻井作业员和石油公司一直在寻找减小立管接合段部件的尺寸和重量的方法。另
一方面，由于辅助管线中的一些(尤其是压井和阻流管线)在相当大的压力下运送流体，辅
助管线的壁厚度必须具有一定的幅度。因此尤其有利的是设计立管连接器以使得由主管道
和辅助管线引起的负载以有效的方式在立管接合段之间传递，同时使得连接器质量得到优
化。
现有技术包括US4,043,575，该申请公开了一种用于在两个立管管道之间使用的
连接器，在一个管道的端部具有销配件。销配件形成连接器的一部分。销配件上的端部套筒
具有圆柱形的外表面以及带有上下法向表面的第一周缘凸缘。盒配件位于另一个管道的端
部并且具有端部盒，该端部盒具有圆柱形的内表面，该圆柱形的内表面接合销配件的圆柱
形外表面。盒配件上的第二周缘凸缘具有上下法向表面并且适于与第一凸缘邻接。环形螺
母能够围绕凸缘旋转并且具有能够与套管上的外部螺纹啮合的内部螺纹，该套管能够围绕
盒配件旋转并且与第二凸缘邻接。螺母上的内弯的、间断的螺母凸缘覆盖第一凸缘，该第一
凸缘也是间断的。螺母凸缘和第一凸缘能够相对地旋转以轴向地通过彼此或者防止这样的
轴向运动。螺母和套管能够通过螺栓和槽连接被保持在多个相对旋转位置中的任一个位
置，并且套筒被螺栓保持住以防打开盒配件。两种配件都带有用于辅助管道的可调节的支
撑环。
现有技术还包括GB2,320,541，该申请公开了一种立管连接器，该立管连接器具
有以端对端的关系连接到立管管道相邻端部的相应管状构件，并且在其相邻端部周围具有
锁定凹槽，该锁定凹槽由围绕管状构件的相邻端部的拆离的锁定环锁定。支撑板从每个管
状构件横向延伸，一旦管状构件移动到端对端的关系，支撑板就安装管道(其可能是压井
和/或阻流管线)以使管道可密封地彼此相互配合。管道相互直接锁定以防止独立地垂直分
离处于端对端的关系的管状构件的锁定。通过由操作杆作业的横向螺栓来锁定。锁定环通
过其周围具有减缩的锥形凸轮表面的凸轮环在锁定和解锁位置之间移动，以与锁定环周围
的随动件表面可滑动地接合。
现有技术还包括US4,487,434，该申请公开了一种用于立管管道段部和关联的并
行压井和阻流管线管道段部的耦接，其中一个立管管道段部插入第二立管管道段部中。立
管管道段部之一包括阳螺纹端部，该阳螺纹端部具有至少两组连续的螺纹。其他立管段部
上支撑的阴结合盒包括与阳端部上的螺纹组相互接合的至少两组连续的螺纹，各个螺纹组
彼此轴向和径向分隔开，结合盒接合其他立管管道段部以防止段部相对于彼此轴向移动。
段部设置有流体密封的密封件，并且阻流和压井管线段部也由立管管道段部深入地连接且
支撑。
现有技术还包括US5,992,893，该申请公开了一种立管连接器，其中上平板由上
立管构件支撑且下立管平板由上连接器的下立管构件支撑，并且上立管平板和下立管平板
类似地由第二连接器的上立管构件和下立管构件支撑。平板从立管构件向外延伸以便支撑
连接到辅助管线接合段的端部的导管，该导管沿着立管管道的侧面延伸。因此，上连接器的
上导管的下端由上连接器的上平板支撑，同时上连接器的下导管的上端由上连接器的平板
支撑。
现有技术还包括WO2011/104629，该申请公开了一种用于海上钻井作业的组装两
个立管管道段部的连接器。该连接器包括第一主管状元件和第二主管状元件，该第一主管
状元件具有作为延伸部的阳连接器元件，该阳连接器元件设置有通过至少一个孔穿过的阳
凸缘，在该至少一个孔中固定有辅助管状元件，该第二主管状元件具有作为延伸部的阴连
接器元件，该阴连接器元件设置有通过至少一个孔穿过的阴凸缘，在该至少一个孔中固定
有第二辅助管状元件。阳连接器元件装配入阴连接器元件以便连接两个主管状元件和两个
辅助管状元件。锁定环将阳凸缘和阴凸缘装配，锁定环以转动方式活动安装在阳凸缘的外
表面上，并且锁定环与阳凸缘及阴凸缘的外表面配合。锁定环能够由阳凸缘上提供的轴向
肩部件在平移方向锁定，并且该锁定环可以设置有与布置在阴凸缘外表面上的榫头配合的
榫头。
现有技术还包括US4,280,719，该申请公开了一种连接器，该连接器具有两个相
互配合的管状元件和锁定环，该锁定环具有至少两个错列排的锁定凸耳，该至少两个错列
排的锁定凸耳与管状元件之一的相应的锁定凸耳配合。锁定凸耳内接在具有不同半径的圆
柱形表面，以使得当该环插入在元件上时，该环的凸耳在元件的第一凸耳排的凸耳上滑动
到一个位置，在该位置中该环的每个凸耳排的凸耳能够在元件的相应排的凸耳之间通过以
形成多个随后能够同时锁定的卡口式联接器。
发明内容
在独立权利要求中阐明了本发明并描述了其特征，同时从属权利要求描述了本发
明的其他特征。
因此，本发明提供了一种立管连接器组件，该立管连接器组件用于以端对端的关
系连接两个立管段部，每个立管段部包括至少相应的主管状元件，连接器组件包括：
-第一连接器组件部分，该第一连接器组件部分附接在第一立管段部的端部并且
具有多个第一锁定构件；
-第二连接器组件部分，该第二连接器组件部分附接在第二立管段部的端部并且
具有多个第二锁定构件；以及
-锁定装置，该锁定装置能够旋转地连接到第一连接器组件部分并且包括第三锁
定构件和第四锁定构件，
并且其中，
-第一锁定构件和第三锁定构件被配置和被布置为通过在第一连接器组件部分和
锁定装置之间的相对旋转来选择性地并且能够释放地互锁；
-第二锁定构件和第四锁定构件被配置和被布置为通过在第二连接器组件部分和
锁定装置之间的相对旋转来选择性地并且能够释放地互锁；
其特征在于：
锁定装置在第一位置、第二位置和第三位置之间是可旋转的，在该第一位置中全
部所述锁定构件是互锁的，在该第二位置中第一锁定构件和第三锁定构件是互锁的，但第
二锁定构件和第四锁定构件不互锁，在该第三位置中所述锁定构件都不互锁，以及锁定装
置在立管段部的轴向方向是可移动的并且因此能够从第一连接器组件部分移除。
在一个实施方式中，所述锁定装置包括环构件，并且所述第一锁定构件包括布置
于阳连接器外周表面上的凸耳，并且所述第二锁定构件包括布置于阴连接器外周表面上的
凸耳，并且所述第三锁定构件和第四锁定构件包括布置于所述锁定装置内表面上的凸耳。
在一个实施方式中，每个所述连接器组件部分包括至少一个相应的辅助管状元
件，每个连接器组件部分中的所述管状元件连接到凸缘，并且第一凸缘包括阳连接器以及
第二凸缘包括阴连接器，所述阳连接器和所述阴连接器流体地连接到相应的主管状元件。
在一个实施方式中，组件部分中的至少一个包括校准工具，该校准工具能够操作
在引导状态和非引导状态之间。
在一个实施方式中，至少第一校准工具被布置在可旋转的锁定装置上，并且被配
置以与第一或第二凸缘上的至少第二校准工具合作。
在一个实施方式中，第二校准工具固定地连接到其相应的凸缘。
在一个实施方式中，锁定装置包括整体式的主体。
在一个实施方式中，校准工具包括一个或多个接触区域，该接触区域被配置用于
与外部引导结构滑动接触。
在本发明的连接器组件中，锁定环凹槽在配合期间提供引导，并且减小了主管道
和辅助管线之间中心到中心的距离。还有利的是，非圆形凸缘形状优化了连接器组件的重
量和刚度，这是因为在连接器凸缘中结构性地包括仅有助于拉力负荷传递的管线。可以经
由悬挂支架将其他管线附接到凸缘。阳连接器和阴连接器上以及锁定环上的凸耳的配置允
许锁定环从连接器移除而不需要分开锁定环。非圆形凸缘几何形状以及有创造性的卡盘
(spider)引导结构提供了有效、安全以及准确的相继的立管接合段的配合。
因此，本发明的连接器组件和关联的卡盘引导结构在可靠性方面、HSE方面以及重
量优化方面提供了优于现有技术的一些益处。本发明的连接器组件比使用锁定环的大多数
具有可比性的连接器组件更轻。
还提供了一种拆离两个立管段部的方法，所述两个立管段部经由本发明的立管连
接器组件中的相应的第一和第二连接器组件部分以端对端的关系连接，其特征在于如下步
骤：
a)促使在锁定装置以及第一和第二连接器组件部分之间从所述第一位置到所述
第二位置的相对旋转；
b)从锁定装置移除第二连接器组件部分；
c)促使在锁定装置和第一连接器组件部分之间从所述第二位置到所述第三位置
的相对旋转；以及
d)从第一连接器组件部分移除锁定装置。
在上述拆离方法的一个实施方式中，步骤d包括在轴向方向相对于立管段部移动
锁定装置。
还提供了一种连接两个立管段部的方法，该方法经由本发明的立管连接器组件中
的相应的第一和第二连接器组件部分以端对端的关系连接两个立管段部，其特征在于如下
步骤：
a)当锁定装置处于所述第三位置时，通过锁定装置和第一连接器组件部分之间相
对的轴向移动使锁定装置进入到第一连接器组件部分；
b)促使在锁定装置和第一连接器组件部分之间从所述第三位置到所述第二位置
的相对旋转；
c)使第二连接器组件部分至少部分地进入到锁定装置中；以及
d)促使在锁定装置和至少第二连接器组件部分之间从第二位置到所述第一位置
的相对旋转。
在拆离方法或连接方法的一个实施方式中，所述相对旋转是通过使锁定装置旋转
来促成的。
附图说明
从下面参考所附示意图对作为非限制示例给出的优选形式的实施方式的描述中，
本发明的这些特征和其他特征变得更加清楚，在附图中：
图1是根据本发明的采用多个连接器组件悬挂圆筒的浮动船舶的示意图；
图2是图3中示出的连接器组件的俯视图；
图3是根据本发明的连接器组件的一个实施方式的立体图，图示了在连接和锁定
状态的连接器组件(立管接合段的管道和管线的总长度未示出)；
图4是图3中图示的连接器组件的立体图，图示了在连接和解锁状态下的连接器组
件；
图5是图3中图示的连接器组件的立体图，图示了在拆离状态下的连接器组件；
图6是根据本发明的锁定环的一个实施方式的立体图；
图7是沿着图2中剖面线A-A的剖视图；图示了在连接和锁定状态(对应于图3)下的
连接器组件；
图8是沿着图2中剖面线A-A的剖视图；图示了在连接和解锁状态(对应于图4)下的
连接器组件；
图9是沿着图2中剖面线A-A的剖视图；图示了在拆离状态(对应于图5)下的连接器
组件；
图10是根据本发明的在拆离状态下的连接器组件的侧视图(与图5和图9的示例类
似)，但是在图10中为了示例目的移除了锁定环和一个辅助管线；
图11a是在连接状态下的阳连接器和阴连接器的示意图并且示出了在锁定状态下
的锁定环的凸耳；
图11b是沿着图11a中的剖面线D-D的剖视图；
图11c是沿着图11a中的剖面线E-E的剖视图；
图12a是与图11a类似的示意图，但是锁定环已经被旋转到如下一个位置，在该位
置中所述锁定环的凸耳处于解锁状态(因而阳连接器和阴连接器可以拆离)但是锁定环保
持与阳(上部)连接器连接；
图12b是沿着图12a中的剖面线F-F的剖视图；
图12c是沿着图12a中的剖面线G-G的剖视图；
图13a是与图12a类似的示意图，但是阴(下部)连接器元件已经移除，并且锁定环
已经被旋转到锁定环的凸耳没有与阳连接器的凸耳接合的位置，使得锁定环可以从阳连接
器移除；
图13b是沿着图13a中的剖面线H-H的剖视图；
图13c是沿着图13a中的剖面线J-J的剖视图；
图14是根据本发明的立管卡盘的一个实施方式在打开状态下、以及根据本发明的
连接器组件的一个实施方式在拆离状态下的立体图；
图15是图14中图示的立管卡盘在闭合状态下、以及根据本发明的连接器组件的一
个实施方式在拆离状态下的立体图；
图16是图15图示的立管卡盘和连接器组件的正视图(在箭头B的方向上)；
图17是根据本发明的连接器组件的第二实施方式的立体图，示出了在连接和锁定
状态下的连接器组件(立管接合段的管道和管线的总长度未示出)；
图18是图17所示的连接器组件的俯视图；
图19是图17所示的连接器组件的立体图，图示了在拆离状态下的连接器组件；
图20是在图17和19中也示出的根据本发明的锁定环的第二实施方式的立体图；
图21是根据本发明的连接器组件的第二实施方式在拆离状态下的侧视图(与图19
所示的状态类似)，但是为了图示目的已经移除了锁定环和一个辅助管线；
图22a是在连接状态下的阳连接器和阴连接器的第二实施方式的示意图并且示出
了锁定状态下的锁定环的凸耳；
图22b是沿着图22a中的剖面线D’-D’的剖视图；
图22c是沿着图22a中的剖面线E’-E’的剖视图；
图23a是与图22a类似的图示，但是锁定环已经被旋转到如下位置，在该位置所述
锁定环的凸耳处在解锁状态(因此阳连接器和阴连接器可以被拆离)但是锁定环保持与阳
(上部)连接器连接；
图23b是沿着图23a中的剖面线F’-F’的剖视图；
图23c是沿着图23a中的剖面线G’-G’的剖视图；
图24a是与图23a类似的图示，但是已经移除阴(下部)连接器元件，并且锁定环已
经旋转到锁定环的上部凸耳位于阳连接器的上部凸耳之间的位置；
图24b是沿着图24a中的剖面线H’-H’的剖视图并且图示了阳连接器下部凸耳如何
位于锁定环上部凸耳之间，其防止锁定环被移除，因为锁定环上部凸耳具有比阳连接器下
部凸耳的外径小的内径；
图24c是与图24a类似的图示，然而锁定环已经被进一步降低使得锁定环上部凸耳
抵靠在阳连接器下部凸耳上，并且锁定环中间凸耳已经从阳连接器脱离；
图24d是与图24c类似的图示，然而锁定环已经进一步旋转到锁定环上部凸耳位于
阳连接器下部凸耳之间的位置，因此锁定环可以从阳连接器移除(或脱离)；以及
图24e是沿着图24d中的剖面线K’-K’的剖视图。
具体实施方式
下面的描述中会使用术语，例如“水平”、“竖直”、“横向”、“前后”、“上下”、“上部”、
“下部”、“内部”、“外部”、“前”、“后”、“上”、“下”等。通常这些术语涉及如附图所示的视图和
方向并且与本发明的正常使用相关联。所述术语仅是便于读者而不应是限定。在下面的描
述中，术语“轴向的”应该理解为指的是立管连接器组件的纵向方向，如通过图3中轴向中心
线CL表示。术语“径向的”应该理解为指的是所描述的部件的径向延伸，即垂直于中心线CL的
任意平面。
图1示出了通过井架1将钻井立管2悬垂起来的浮动式钻井船舶4。立管2从船舶4中
延伸出，穿过水体V，并且连接到井口3，井口通常包括防喷器(BOP；未示出)。因此立管形成
船舶4和井W之间的管道，所述井则与储层R连接。立管2由多个连续的段部5(通常被称为“立
管接合段”)组成，在立管朝向井口下降时，段部的相邻端部连接到船舶上。每个立管接合段
5包括主管道7以及外部的辅助管线8、9。立管接合段通过连接器组件6以端对端的关系连
接。主管道7配置成用于传输钻井流体以及井流体，而在示例实施方式中的辅助管线8、9分
别是所谓的“压井管线和节流管线”。其他辅助管线(图1中未示出)，例如液压管线或增压管
线，也通常连接到立管接合段。通常压井管线和节流管线与其他辅助管线不同，由于它们需
要承受高的内部压力并且因此设计成具有相对厚的壁。另一方面，例如增压管线和液压管
线的壁的厚度不需要特别大，由于这些管线设计成在相对低的压力下操作。
每个立管接合段可以便利地设置有一个或多个浮力模块(未示出)。
将参考图2至13c描述立管连接器组件的第一实施方式。
现在参考图5，图5图示了在拆离状态下的连接器组件，连接器组件6包括上部组件
部分6a、下部组件部分6b以及锁定环11。上部组件部分6a形成立管接合段5b的下端，下部组
件部分6b形成立管接合段5b的上端(如图1中示出的布置)。应当理解，图5中没有示出立管
接合段的管道和管线的总长度，而只是示出附接到连接器组件的部分。锁定环11以下面将
要描述的方式可旋转并且可移动地附接到上部组件部分6a。
上部组件部分6a包括上部凸缘10a，上部凸缘10a与上部主管道7a、上部压井管线
8a以及上部节流管线9a连接。上部增压管线12a通过外部的悬挂支架13a也与上部凸缘连
接。上部凸缘10a还包括可用于其他辅助管线(例如液压管线；未示出)的贯穿孔14a。上部压
井管线8a和上部节流管线9a穿过上部凸缘延伸到相应的阳连接元件15a、16a，并且上部增
压管线12a也在阳连接元件17a内终止。
下部连接器组件部分6b包括下部凸缘10b(具有与上部凸缘10a相似的形状)，下部
凸缘10b与下部主管道7b、下部压井管线和节流管线(图5中未示出)连接。下部增压管线12b
通过外部的悬挂支架13b也与下部凸缘连接。下部凸缘10b还包括可能用于其他辅助管线
(未示出)的贯穿孔14b。下部压井管线和节流管线(图5中未示出)穿过下部凸缘延伸到相应
的阴连接元件15b、16b，并且下部增压管线12b也在阴连接元件17b内终止。上部凸缘10a和
下部凸缘10b可以焊接到它们相应的主管道7a、7b，或者与它们相应的主管道7a、7b整体成
形。
压井管线、节流管线和增压管线以本领域已知的方式(例如销连接/盒连接)通过
相应的阳连接元件和阴连接元件连接，并且因此在此没有更详细地描述。
下部主管道7b延伸通过下部凸缘10b到环形阴连接器18b，环形阴连接器18b具有
多个外部凸耳19，凸耳19在轴向方向上以规则间隔布置在连接器周缘周围。图示的实施方
式示出了阴连接器凸耳19的三个周向排，每个周向排中的凸耳以规则间隔布置在连接器周
缘周围。
图10示出了在拆离状态下的连接器组件(与图5相似)，但是在该图中移除了锁定
环和增压管线，因此露出了附接到上部凸缘10a并且形成上部主管道7a的端部部分的环形
阳连接器18a。阳连接器18a在其下部端部包括缩小的直径部分22以及肩部件23a，所述直径
部分22被设计并且配置成容纳在阴连接器18b内，所述肩部件23a被配置成抵靠在阴连接器
18b上的对应的边缘23b。阳连接器18a包括多个外部凸耳20，所述外部凸耳20在轴向方向上
以规则间隔布置在阳连接器周缘周围。图示的实施方式示出了阳连接器凸耳20的两个周向
排，每个周向排中的凸耳以规则间隔布置在连接器周缘周围。阳连接器18a还包括以规则间
隔布置在阳连接器周缘周围的多个外部的上部凸耳21。上部凸缘10a和下部凸缘10b可以焊
接到它们相应的阳连接器18a和阴连接器18b，或者与它们相应的阳连接器18a和阴连接器
18b整体成形。
现在参考图6，锁定环11包括上部部分11a和下部部分11b，每个部分被内在地配置
以及设计尺寸以分别容纳阳连接器18a和阴连接器18b。从图6中显然可见是上部部分11a的
外径小于下部部分11b的外径，并且上部部分和下部部分的外部表面通过锥形的表面部分
11c接合。
一排内部的上部凸耳26以规则间隔布置在上部部分11a的内周周围。在上部凸耳
26下面，多个内部的中间凸耳25在轴向方向上以规则间隔布置在上部部分11a的内周周围。
图示的实施方式示出了两个周向排的中间凸耳25，每排凸耳以规则间隔布置在锁定环的内
周周围。多个内部的下部凸耳24在轴向方向上以规则间隔布置在下部部分11b的内周周围。
图示的实施方式示出了下部凸耳24的三个周向排，每个周向排中的凸耳以规则间隔布置在
锁定环内周周围。
锁定环下部部分11b的外部表面还包括凹槽27，每个凹槽27被布置并且配置成当
锁定环11在解锁位置(例如见图5)时至少部分容纳每个阴连接元件15b、16b、17b的相应的
增大部分15c、16c、17c。因此凹槽27在上部连接器组件6a和下部连接器组件6b配合时提供
引导。凹槽还用于减少每个立管接合段中的主管道和辅助管线之间的距离，因此减少了由
通过辅助管线传递进入相应凸缘的负载引起的弯曲力矩。
再参考图5，该图中示出了连接器组件的拆离状态。然而，附图示出了其中上部连
接器组件6a和下部连接器组件6b非常接近的状态(例如在即将配合之前或在紧接着分离之
后)，使得凹槽27事实上引导阴连接元件15b、16b、17b的增大部分15c、16c、17c。
图4示出了在充分配合(连接)条件下的连接器组件，但是锁定环11处于解锁状态。
图3示出了连接和锁定状态的连接器组件，其中，与图4的示例相比，锁定环11已经
逆时针方向旋转使得凹槽27不与阴连接元件校准。事实上，在锁定环11的该位置，通过锥形
的表面部分11c防止增大部分15c、16c、17c在轴向方向移动。
图7、8和9是沿着图2中的剖面线A-A的剖视图并且分别对应于图3、4和5示出的状
态。这些图，以及特别是图9，示出密封圈29如何布置在阴连接器18b的内壁上的密封凹槽28
中。因此在配合期间密封圈不暴露至锁定环凸耳，并且降低了配合期间损坏密封的风险。
在图11a-c中，示出了阳连接器18a和阴连接器18b处在连接状态下并且通过锁定
环凸耳24、25、26锁定(锁定环主体未在示意图11a、12a、13a中示出，仅示出其凸耳。在示意
图11b、11c、12b、12c、13b、13c，仅示出了凸耳；而不是凸耳连接到的主体)。图11a-c示出了
锁定环上部凸耳26如何毗邻相应的阳连接器上部凸耳21，锁定环的中间凸耳25毗邻相应的
阳连接器下部凸耳20，并且锁定环下部凸耳24毗邻相应的阴连接器凸耳19。
在图12a-c中，显示了连接和解锁的状态，已经将锁定环旋转角度α(相对于阳连接
器18a上的附图标记K的弧长d1)到达如下位置，在该位置锁定环下部凸耳24不毗邻阴连接
器凸耳19但是布置在相邻的阴连接器凸耳19之间的相应空隙中(见图12c)。因此，在这种状
态下，锁定环不能支撑阴连接器18b，因此阴连接器18b可以从阳连接器和锁定环中取出。锁
定环上部凸耳26仍然被阳连接器上部凸耳21的相应部分支撑，并且锁定环的中间凸耳25仍
然被阳连接器下部凸耳20的相应部分支撑(见图12a，b)，因此锁定环仍然连接阳连接器。
在图13a-c中，已经移除了阴连接器(由于它没有被锁定环支撑，参见图12c)并且
已经进一步将锁定环旋转角度β(相对于附图标记K的角距离d2)到达如下位置，在该位置锁
定环上部凸耳26不被相应的阳连接器上部凸耳21支撑而是布置在相邻的阳连接器上部凸
耳21之间相应的空隙中，并且锁定环中间凸耳25不被相应的阳连接器下部凸耳20支撑，而
是布置在相邻的阳连接器下部凸耳20之间相应的空隙中(见图13b)。
图13b(以及图11b，12b)图示了锁定环上部凸耳26如何布置在锁定环的如下部分
上，该部分具有比布置有阳连接器下部凸耳20的阳连接器的部分更大的直径。锁定环的中
间凸耳25被布置在锁定环的如下部分上，该部分具有比布置有上部凸耳21的阳连接器的部
分更小的直径。因此，锁定环可以从阳连接器上移除而不被阳连接器上的任何凸耳阻碍。从
图12a-c和13a-c中很明显的是弧长d2是距离d1的两倍并且β＝2α。在一个实施方式中，β＝
45°且α＝22.5°。
从例如图12c中明显的是，锁定环下部凸耳24具有弧长a3，其比在凸耳的相同排中
相邻的阴连接器凸耳19之间的弧长a2略小，使得在锁定环处在图12a-c中所示的位置时，可
以从锁定环移除阴连接器。
从例如图13b中明显的是，锁定环上部凸耳26以及中间凸耳25具有弧长a5，a4，其比
在凸耳的相同排中相邻的阳连接器凸耳20，21之间的弧长a1(见图12b)略小，使得在锁定环
处在图13a，b中所示的位置时，可以从阳连接器移除锁定环。
参考图7，本领域技术人员将理解的是主管道7a以及上部立管接合段的压井管线
8a和节流管线9a中的轴向拉力通过连接器组件传递到主管道7a，b以及下部立管接合段的
压井管线8b和节流管线9b。主管道以及压井管线和节流管线都承受拉力载荷，采用众所周
知的原理和技术。
如图2至5中清楚示出的，上部凸缘10a和下部凸缘10b均为椭圆形，其优化了连接
器组件的重量和刚度。连接器凸缘中结构性地包括仅有助于拉力载荷(主管道，压井和节流
管线)传递的管线。另外，薄壁管线(例如增压管线)仅通过悬挂支架与凸缘连接。
图14、15和16示出了本发明在两个连续的立管接合段(未示出)的配合期间使用的
连接器组件。卡盘30，其本身是本领域已知的，包括可移动的支撑板31a，31b，可以前向滑动
以选择性地支撑(见图15，16)和释放(见图14)连接器组件6a，6b(并且因此支撑和释放连接
器组件连接的立管接合段)。
在图15中，下部连接器组件6b通过卡盘板31a，31b(在闭合位置)被支撑并且因此
支撑下面的立管接合段(未示出)。具有上部连接器组件6a的上部立管接合段(未示出)在其
下端将要与下部连接器组件6b配合。引导结构32确保在配合过程开始前所述连接器组件
6a，6b是校准的。还如图14所示，每个引导结构上部的锥形部位34与凸缘上相应的接触区域
35相互作用，因此确保在配合之前初步校准，同时线性引导部分33确保在连接器组件配合
时校准。因此，通过凸缘10a，10b的非圆形的形状以及接触区域35的布置使得它们首先毗邻
锥形部位34并且然后抵靠线性引导部分33，在配合和连接操作期间确保两个连接器组件部
分6a，6b的校准。
现在将参考图17至24e描述立管连接器组件的第二实施方式。应当理解的是第一
和第二实施方式是相似的，除了下面描述的特征外。
图17和图18示出了增压管线12a，12b集成到相应的凸缘10a’，10b’(并且与第一实
施方式不同，不通过悬挂支架支撑)。图17和18还示出了凸缘10a’，10b’没有将节流和压井
管线8a’，8b’，9a’，9b’完全围住，而是每个具有各自的开口段37a，37b和38a,38b。这有利于
降低凸缘的总重量和造价。
图17还示出了锁定环11’具有平滑的外表面(例如，没有图3中示出的校准凹槽
27)。应当注意的是没有示出现有技术中已知的锁定销等。
参考图19，在该第二实施方式中所述阴连接器18b’包括三排间隔的凸耳19’以及
在阴连接器上部边缘的一系列城堡形结构(castellations)36a，36b。城堡形结构由连续的
缺口36a和唇边36b形成。
图20示出了锁定环11’的内部凸耳。应当注意的是在第二实施方式中，锁定环11’
包括一排上部凸耳26’和一排中间凸耳25’。如下所述(例如图21)，锁定环上部凸耳26’被配
置成与对应的阳连接器上部凸耳21’相互作用，并且锁定环中间凸耳25’被配置成与对应的
阳连接器下部凸耳20’相互作用。
在图21中，为了图示阳连接器18a’的凸耳已经移除了锁定环。在该第二实施方式
中，阳连接器18a’包括一排上部凸耳21’和一排下部凸耳20’。该图中示出了阴连接器18b’
上的城堡形结构36a，36b以及如何设计唇边36b的尺寸以适合在相邻的阳连接器下部凸耳
20’之间。这种相互作用防止阳连接器和阴连接器之间的径向运动并且因此防止通过外围
管线(例如，节流、压井和辅助管线)承受在耦合中的扭转力。
在图22a-22c中示出了在连接状态下并且通过锁定环凸耳24’、25’、26’锁定的阳
连接器18a’和阴连接器18b’(锁定环主体未在示意图22a、23a、24a、24d、24c中示出，仅示出
了其凸耳。在示意图22b、22c、23b、23c、24b、24e中，仅示出了凸耳；未示出它们连接的主
体)。
图22a-22c示出了锁定环上部凸耳26’如何与相应的阳连接器上部凸耳21’毗邻，
锁定环中间凸耳25’如何与相应的阳连接器下部凸耳20’毗邻，并且锁定环下部凸耳24’如
何与相应的阴连接器凸耳19’毗邻。如果有人认为在图22a中，阳连接器在阴连接器之上并
且因此承受与阴连接器附接的立管接合段的重量，但是事实上很显然阳连接器凸耳20’、
21’为相应的锁定环中间凸耳25’和上部凸耳26’提供支撑，并且锁定环下部凸耳24’为阴连
接器凸耳19’提供支撑。在图22b中，锁定环上部凸耳26’几乎不可见。
从图22b、22c中也很显然的是在该第二实施方式中，凸耳的每个周向排包括围绕
阴连接器和锁定环的周缘周向间隔开的六个凸耳，即具有角距30°，而阳连接器上的每排凸
耳包括周向间隔开的四个凸耳。
图23a-23c中显示了连接以及解锁状态，锁定环已经被旋转到如下位置，在该位置
中所述锁定环下部凸耳24’没有与阴连接器凸耳19’毗邻但是布置在相邻的阴连接器凸耳
19’之间的相应间隙中(可见于图23c)。因此，在该状态下锁定环没有支撑阴连接器18b’，因
此阴连接器18b’可以从阳连接器和锁定环取出。锁定环上部凸耳26’仍然通过阳连接器上
部凸耳21’的相应部分支撑，并且锁定环中间凸耳25’仍然通过阳连接器下部凸耳20’的相
应部分支撑(见图23a，23b)，因此锁定环仍然附接至阳连接器。
在图24a、24b中，已经移除了阴连接器，并且锁定环已经进一步旋转到其中锁定环
上部凸耳26’位于阳连接器上部凸耳21’之间的位置。图24b具体地示出了阳连接器下部凸
耳20’如何位于锁定环上部凸耳26’之间，因此防止锁定环被移除。这是由于锁定环上部凸
耳26’被布置成具有比阳连接器下部凸耳20’的外径r2更小的内径r1。
在图24c中，锁定环已经下降(图24c中向下)直到锁定环上部凸耳26’抵靠在阳连
接器下部凸耳20’上。现在锁定环中间凸耳25’是自由的并且从阳连接器18a脱离。
在图24d和24e中，与图24c中的位置相比，锁定环已经被进一步旋转。现在锁定环
已经被旋转到其中锁定环上部凸耳26’位于阳连接器下部凸耳20’之间的位置，因此可以将
锁定环从阳连接器移除。这种用于从阳连接器移除锁定环的两步序列，如图24c、24d所示，
是为了防止锁定环从阳连接器上偶然脱落的安全措施。
上述两个实施方式中，在阴连接器已经被移除时锁定环与阳连接器连接。应当理
解的是相反的配置是可行的，即，在阳连接器被移除后锁定环连接到阴连接器。也应当理解
的是本发明的连接器组件可以被设计成锁定环的顺时针或者逆时针旋转，而不脱离本发明
的范围。