چه چیزی باعث می شود که سیستم های حفاری آب عمیق در میان امواج آشفته ثابت بمانند و در عین حال منابع نفت و گاز را به طور موثر استخراج کنند؟یک پاسخ مهم در درون سیستم های پیچیده لوله کشی پنهان شده استاین جزء به ظاهر ناچیز به عنوان "نقطه اتصال" حیاتی برای اتصال پلتفرم های حفاری به سر چاه زیر دریا عمل می کند.با مهارت جذب فشارهای عظیم از هر دو حرکت سطح و محیط های بستر دریایی برای اطمینان از عملیات دریایی ایمن و کارآمد.

مفاصل انعطاف پذیر قطعات کامپوزیتی دقیق ساخته شده از فولاد و مواد لاستومری هستند. عملکرد اصلی آنها در اجازه دادن به حرکت زاویه ای کنترل شده در سیستم های رزر است.جذب موثر نیروهای پویا از حرکت کشتی های سطحی و تعاملات کف دریااین طراحی به طور قابل توجهی از هم پاشیدن و خستگی را کاهش می دهد در حالی که طول عمر عملیاتی را افزایش می دهد. علاوه بر این، مفاصل انعطاف پذیر نصب لوله های افزایش فشار را تسهیل می کند.

در عملیات حفاری آب های عمیق، مفاصل انعطاف پذیر در هر دو قسمت بالای و پایین از ارتفاعات نصب می شوند. مفصل بالایی انحراف زاویه ای در نقطه اتصال کشتی را به حداقل می رساند،در حالی که مفصل پایین باعث کاهش فشار خم شدن در رابط پیشگیری از انفجار (BOP) می شوداین کاهش زاویه محلی پنجره های عملیاتی را گسترش می دهد و امکان حفاری در شرایط محیط زیست چالش برانگیزتر را فراهم می کند.

به ویژه، مفاصل انعطاف پذیر به عنوان اجزای لاستیک منفعل عمل می کنند و به دلیل عملکرد استثنایی خود در آب های عمیق برجسته شده اند.مفاصل بلندتر متوسط گاهی اوقات در نزدیکی کیل نصب می شوند. این پیکربندی از آسیب رساندن در هنگام قطع اضطراری ناشی از جریان های قوی یا حرکت کشتی جلوگیری می کند، با مفصل میانجی که به جای محدودیت زاویه، مفصل را فراهم می کند.

مفصل انعطاف پذیر پایین به طور عمده به انبار BOP متصل می شود و در عین حال با مقاومت در برابر چرخش از طریق سفتی لاستومری، محدودیت جانبی را فراهم می کند.سفتی چرخش افزایش یافته کاهش انحراف زاویه ای در مفصل پایه، بهبود عملکرد کلی رائزر و فعال کردن عملیات در شرایط سخت تر.

به طور معمول در بالای BOP حلقه ای بالا قرار دارد، مفصل انعطاف پذیر پایین اجازه می دهد تا حرکت جانبی محدود شود. معمولاً حدود 5 درجه از عمودی محدود می شود.

اتصال بین SCR های فولادی و کشتی های شناور می تواند از مفاصل انعطاف پذیر یا مفاصل فشار استفاده کند، با انتخاب بسته به عوامل محیطی،الزامات عملیاتی و تجزیه و تحلیل هزینه و سود:

• مفاصل انعطاف پذیر:مشخصه ی صحیح سفتی برای تعیین حداکثر استرس و طول عمر خستگی بسیار مهم است.سفتی مفاصل بین چرخش های بزرگ ناشی از طوفان و چرخه های خستگی آمپلیتوی کوچک به طور قابل توجهی متفاوت استنوسانات دمایی نیز به طور قابل توجهی بر خواص سفتی تاثیر می گذارد. طراحان باید در نظر گرفتن گشتاور باقی مانده از نصب یا انتشار لوله،با اقدامات کاهش تورک قبل از اتصال.
• مفاصل استرس زا:این سازه های فلزی جامد بار خم شدن بیشتری را به ظروف منتقل می کنند اما قابلیت های بازرسی ساده تری را ارائه می دهند.آنها می توانند از فولاد یا تیتانیوم ساخته شوند که مقاومت اسیدی برتر و بارگذاری کشتی را با عملکرد بهتر خستگی کاهش می دهد..

هر دو روش اتصال نیاز به تجزیه و تحلیل کامل مورد بار برای تعیین پاسخ های شدید دارند، با تغییر زاویه ای که پارامتر ورودی بحرانی در کنار تنش، فشار و درجه حرارت است.ارزیابی تخریب طولانی مدت همچنان برای پایداری فنی و اقتصادی ضروری است.

در تجزیه و تحلیل سیستم رزر، مفاصل انعطاف پذیر به طور معمول به عنوان عناصر معلق با سفتی چرخش خاص مدل سازی می شوند.در انتخاب باید شرایط بارگذاری مورد انتظار را در نظر گرفت ◄ مقادیر سفتی بین چرخش های کوچک (تحلیل خستگی) و انحرافات بزرگ ناشی از طوفان به طور قابل توجهی متفاوت استمدل سازی دقیق رفتار سفتی غیرخطی برای ارزیابی خستگی بسیار مهم است.

برای کاربردهای گاز با فشار بالا، طراحان باید خطرات انفجاری دکمپریشن را در نظر بگیرند که در آن کاهش سریع فشار می تواند باعث از بین رفتن لاستیک از لایه های فولادی شود.روش های تخفیف اختصاصی برای فشارهای بیش از 3000 psi وجود دارد.

سیستم های مفصل ویژه ای که توسط نطفه ها محافظت می شوند، اتاق های مهر و موم شده ای را که با مایعات مهار کننده خوردگی پر شده اند ایجاد می کنند تا عناصر لاستومری را در محیط های اشباع شده با گاز حفظ کنند.در کاربردهای فشار بالا اغلب از لایه های نازک متعدد استفاده می شود.برای حفظ سطوح قابل قبول کشش لاستیک.

برای کاربردهای آب بسیار عمیق، طراحان باید اثرات تنش آویزان بالا و عوامل خستگی محدوده تنش را در نظر بگیرند. قابلیت بازیابی SCR برای بازرسی مشترک باید گنجانده شود،تکمیل شده با برنامه های مدیریت یکپارچگی مبتنی بر ریسک برای به حداقل رساندن خطرات شکست در طول طول طول عمر میدان.

تجربه عملیاتی چالش های مربوط به مفاصل کروی، لوله ها و اتصال های ترکیبی را برجسته کرده است، با پیکربندی های هیبریدی به درستی طراحی شده که قابلیت اطمینان برتر را نشان می دهد.در حالی که مفاصل کروی نیاز به نگهداری شدید دارند و ممکن است نشت کنند، لوله ها با وجود اینکه برخی از واحدهای چند دهه قدیمی در برخی از تاسیسات در حال کار هستند، خطرات شکست فاجعه بار را ارائه می دهند.