一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于：它包括兩異型材，兩異型材均包括一鋼條和一鋼帶槽，鋼條的橫截面呈等腰梯形，鋼帶槽的橫截面呈無上底的等腰梯形，且鋼帶槽的槽口寬度大于鋼條上底寬度，鋼帶槽的下底寬度大于鋼條下底寬度，鋼條設(shè)置在鋼帶槽內(nèi)，且鋼條在長度方向上與鋼帶槽等長。將正置的異型材的鋼帶槽的一側(cè)腰與倒置的異型材的鋼帶槽的一側(cè)腰相互鉤掛，相鄰兩個(gè)異型材互鎖成環(huán)狀纏繞在復(fù)合軟管的內(nèi)襯層外壁上。由于在鋼條外套設(shè)鋼帶槽，因此，相鄰的鋼條具備一定的活動(dòng)空間，從而可以增加抗壓鎧裝層的柔性，并且也為鋼條蠕變應(yīng)變提供了空間裕量,同時(shí)可承受較大外部或者內(nèi)部壓力。本發(fā)明可以廣泛用于海洋工程或者航天工程等領(lǐng)域柔性復(fù)合管道結(jié)構(gòu)中。
【專利說明】一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎧裝復(fù)合軟管，特別是關(guān)于一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的海底管道一般以鋼管為主，其整體的建造、安裝和后續(xù)保養(yǎng)工作周期長且費(fèi)用高。近年來國外興起的柔性復(fù)合軟管由于防腐蝕性好、針對(duì)海底地形地貌適應(yīng)性強(qiáng)、鋪設(shè)速度快且費(fèi)用低、不易結(jié)蠟和能夠重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，已開始應(yīng)用到海底油、氣和水的海底管道中。
[0003]柔性復(fù)合軟管主要有兩種，一種為粘結(jié)性復(fù)合軟管，另一種為非粘結(jié)性復(fù)合軟管。粘結(jié)性復(fù)合軟管的連接一般是由聚合物層和金屬增強(qiáng)層擠壓連成一體，其擠壓成型后通過特殊的工序使聚合物材料層和金屬增強(qiáng)層之間產(chǎn)生較高的粘合強(qiáng)度，該類軟管一般僅在較短距離跨接管道中應(yīng)用。而非粘結(jié)復(fù)合軟管一般由聚合物材料層和金屬增強(qiáng)層通過物理的方式組合而成，其每一層與每一層間不需要使用化學(xué)工藝粘合，各層間通過摩擦和接觸壓力來傳遞載荷，其具有良好的柔性，已逐漸成為軟管中的主流結(jié)構(gòu)，此類復(fù)合軟管一般在長距離和高壓的管道中使用。非粘結(jié)復(fù)合軟管廣泛應(yīng)用在海洋工程中對(duì)原油、天然氣或水的輸送。
[0004]非粘結(jié)復(fù)合軟管是由骨架層、內(nèi)襯層、抗壓鎧裝層、抗拉鎧裝層和外包覆層等多層構(gòu)成，其中抗壓鎧裝層主要用于抵抗徑向力，并通過異型材互鎖形成，其異型材截面形狀有Z、C、X、T型等?，F(xiàn)有技術(shù)的抗壓鎧裝層是由異型材與管軸成大角度纏繞而成，纏繞角度一般接近于90度，因此可以提供較大環(huán)向力以抵抗較大內(nèi)壓，對(duì)內(nèi)襯層起約束作用，防止內(nèi)襯層爆破。抗壓鎧裝層經(jīng)纏繞后在相鄰的截面間有一定的間隙，可以使軟管具有一定的柔性。接頭對(duì)抗壓鎧裝層鋼絲端部的良好固定是提供較大內(nèi)壓的前提，當(dāng)接頭不能對(duì)抗壓鎧裝層鋼絲端部提供良好的固定時(shí)，抗壓鎧裝層將不具有較好的提供抵抗內(nèi)壓的能力，并很快的將內(nèi)壓傳遞給抗拉鎧裝層。由于抗拉鎧裝層的鋼絲纏繞角度在30?40度之間，抗拉鎧裝層主要用于抵抗軸向壓力，此時(shí)抵抗環(huán)向力的能力較弱。所以，接頭和抗壓鎧裝層鋼絲端部的固定非常重要。
[0005]由于相鄰的截面間有一定的間隙，這樣可以保證了軟管有一定的柔性，同時(shí)帶來了隱患，當(dāng)軟管彎曲過大或軸向運(yùn)動(dòng)過大時(shí)，至使相鄰截面間的運(yùn)動(dòng)過大，進(jìn)而造成相鄰的截面間有相互滑出的隱患，將會(huì)導(dǎo)致截面互鎖功能的喪失?？箟烘z裝層相鄰截面間的間隙越大該層的彎曲柔性越好，但由此間隙的增大會(huì)造成了內(nèi)襯層的蠕變量也在隨其增大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種有效防止相鄰截面相互滑出的復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層。
[0007]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:它包括兩異型材，兩所述異型材均包括一鋼條和一鋼帶槽，所述鋼條的橫截面呈等腰梯形，所述鋼帶槽的橫截面呈無上底的等腰梯形，且所述鋼帶槽的槽口寬度大于所述鋼條上底寬度，所述鋼帶槽的下底寬度大于所述鋼條下底寬度，所述鋼條設(shè)置在所述鋼帶槽內(nèi)，且所述鋼條在長度方向上與所述鋼帶槽等長；
[0008]將正置的所述異型材的所述鋼帶槽的一側(cè)腰與倒置的所述異型材的所述鋼帶槽的一側(cè)腰相互鉤掛，相鄰兩個(gè)所述異型材互鎖成環(huán)狀纏繞在復(fù)合軟管的內(nèi)襯層外壁上。
[0009]所述鋼條設(shè)置在所述鋼帶槽內(nèi)的中心位置，且所述鋼條的個(gè)兩側(cè)腰與位于同一側(cè)所述鋼帶槽的側(cè)腰之間的垂直距離至少為所述鋼帶槽壁厚的3倍，所述鋼帶槽的壁厚不小于 1.5mmο
[0010]所述鋼條的每一邊角均設(shè)置圓弧角過渡，所述鋼條的頂角為110° -130°，所述鋼條的底角與所述鋼帶槽的底角相等。
[0011]所述鋼條的側(cè)腰與所述鋼帶槽的側(cè)腰長度相等。
[0012]所述鋼條和所述鋼帶槽均采用碳鋼，且所述鋼條為實(shí)心。
[0013]所述內(nèi)襯層外壁設(shè)置有一層或多層所述抗壓鎧裝層，且所述抗壓鎧裝層內(nèi)加入覆蓋所述鋼條和所述鋼帶槽的潤滑油。
[0014]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、由于在鋼條外套設(shè)鋼帶槽，因此鋼條可以連續(xù)固定在設(shè)計(jì)位置并承擔(dān)管道內(nèi)部和外部的壓力，相鄰的鋼條具備了一定的活動(dòng)空間，增加了抗壓鎧裝層的柔性，并且也為鋼條蠕變應(yīng)變提供了空間裕量，使得抗壓鎧裝層可以應(yīng)用在較高的溫度條件下。相鄰鋼帶槽之間采用“互鎖”的形式保證了柔性軟管抗壓鎧裝層具備較好的柔性，使得抗壓鎧裝層可承受較大外部或者內(nèi)部壓力。2、鋼條和鋼帶槽均設(shè)計(jì)了圓弧角過渡，以防止發(fā)生應(yīng)力集中和鋼條蠕變引起的金屬尖端受力。3、鋼條為實(shí)心，其截面慣性矩較大且均勻性優(yōu)異，因此其承受各個(gè)方向力矩的能力較為平衡，使得整個(gè)抗壓鎧裝層的適用范圍更廣，安全性更高。4、在抗壓鎧裝層內(nèi)加入覆蓋鋼條和鋼帶槽之間空隙的潤滑油，可以使相鄰結(jié)構(gòu)之間的摩擦力大大的降低，保證了結(jié)構(gòu)壽命，本發(fā)明可以廣泛用于海洋工程或者航天工程等領(lǐng)域柔性復(fù)合管道結(jié)構(gòu)中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明復(fù)合軟管的結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖2是本發(fā)明抗壓鎧裝層的結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖3是本發(fā)明異型材的橫截面示意圖
[0018]圖4是本發(fā)明異型材相鄰截面鉤掛示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明所涉及的復(fù)合軟管結(jié)構(gòu)與已有的非粘結(jié)復(fù)合軟管結(jié)構(gòu)類似，從內(nèi)層到外層依次包括骨架層1、內(nèi)襯層2、抗壓鎧裝層3、第一耐磨層4、第一抗拉鎧裝層5、第二耐磨層6、第二抗拉鎧裝層7、第三耐磨層8、保溫層9和外包覆層10。其中，骨架層I由互鎖鋼帶纏繞而成，骨架層I內(nèi)輸送流體，用于防止內(nèi)襯層2的壓潰；在骨架層I外表面設(shè)置有用于密封輸送流體的內(nèi)襯層2，在內(nèi)襯層2外壁設(shè)置有抗壓鎧裝層3，抗壓鎧裝層3為非粘結(jié)層，層間可以相互錯(cuò)動(dòng)；在抗壓鎧裝層3外表面間隔包裹有第一耐磨層4 ;在第一耐磨層4外表面和第二耐磨層6內(nèi)表面之間設(shè)有第一抗拉鎧裝層5，第二耐磨層6用于減小第一抗拉鎧裝層5和第二抗拉鎧裝層7之間的摩擦，在第二耐磨層6外表面和第三耐磨層8之間設(shè)有第二抗拉鎧裝層7，在第三耐磨層8外表面包裹有保溫層9，在保溫層9外表面包裹有外包覆層10組成非粘結(jié)復(fù)合軟管。
[0021]如圖2所示，本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于對(duì)抗壓鎧裝層3進(jìn)行了改進(jìn):本發(fā)明的抗壓鎧裝層3由兩異型材31相互鉤掛纏繞成環(huán)狀，兩個(gè)異型材31與復(fù)合軟管管軸纏繞角度接近于90度。如圖3所示，異型材31由一鋼條32和一鋼帶槽33組成。鋼條32的橫截面呈等腰梯形，鋼帶槽33的橫截面呈無上底的等腰梯形，且鋼帶槽33的槽口和下底的寬度分別大于鋼條32的上底和下底寬度。鋼條32設(shè)置在鋼帶槽33內(nèi)，且鋼條32在長度方向上與鋼帶槽33等長。
[0022]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，鋼條32設(shè)置在鋼帶槽33內(nèi)的中心位置，且鋼條32的兩側(cè)腰與位于同一側(cè)鋼帶槽33的側(cè)腰37之間的垂直距離至少為鋼帶槽33壁厚的3倍，鋼帶槽33的壁厚不小于1.5mm。
[0023]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，鋼條32的每一邊角均設(shè)置圓弧角過渡。
[0024]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，鋼條32的頂角為110-130度。
[0025]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，鋼條32的底角與鋼帶槽33的底角相等。
[0026]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，鋼條32的側(cè)腰與鋼帶槽33的側(cè)腰長度相等。
[0027]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，鋼條32和鋼帶槽33均采用碳鋼，且鋼條32為實(shí)心。
[0028]如圖2、4所示，本發(fā)明在使用時(shí)，首先將一正置的異型材31的鋼帶槽33的側(cè)腰與另一倒置的異型材31的鋼帶槽33的側(cè)腰相互鉤掛，且鉤掛的兩個(gè)側(cè)腰之間存在一定空隙，相鄰兩個(gè)異型材31互鎖成環(huán)狀纏繞在內(nèi)襯層2的外壁上。由于在鋼條32外套設(shè)鋼帶槽33，因此，相鄰的鋼條32具備一定的活動(dòng)空間，從而可以增加抗壓鎧裝層3的柔性，并且也為鋼條32蠕變應(yīng)變提供了空間裕量，使得抗壓鎧裝層3可以應(yīng)用在較高的溫度條件下。
[0029]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，內(nèi)襯層2外壁設(shè)置有一層或多層抗壓鎧裝層3。
[0030]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，抗壓鎧裝層3內(nèi)加入可以覆蓋鋼條32和鋼帶槽33的潤滑油。
[0031]上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)和連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:它包括兩異型材，兩個(gè)所述異型材均包括一鋼條和一鋼帶槽，所述鋼條的橫截面呈等腰梯形，所述鋼帶槽的橫截面呈無上底的等腰梯形，且所述鋼帶槽的槽口寬度大于所述鋼條上底寬度，所述鋼帶槽的下底寬度大于所述鋼條下底寬度，所述鋼條設(shè)置在所述鋼帶槽內(nèi)，且所述鋼條在長度方向上與所述鋼帶槽等長； 將正置的所述異型材的所述鋼帶槽的一側(cè)腰與倒置的所述異型材的所述鋼帶槽的一側(cè)腰相互鉤掛，相鄰兩個(gè)所述異型材互鎖成環(huán)狀纏繞在復(fù)合軟管的內(nèi)襯層外壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述鋼條設(shè)置在所述鋼帶槽內(nèi)的中心位置，且所述鋼條的個(gè)兩側(cè)腰與位于同一側(cè)所述鋼帶槽的側(cè)腰之間的垂直距離至少為所述鋼帶槽壁厚的3倍，所述鋼帶槽的壁厚不小于1.5_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述鋼條的每一邊角均設(shè)置圓弧角過渡，所述鋼條的頂角為110° -130°，所述鋼條的底角與所述鋼帶槽的底角相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述鋼條的每一邊角均設(shè)置圓弧角過渡，所述鋼條的頂角為110° -130°，所述鋼條的底角與所述鋼帶槽的底角相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述鋼條的側(cè)腰與所述鋼帶槽的側(cè)腰長度相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述鋼條和所述鋼帶槽均采用碳鋼，且所述鋼條為實(shí)心。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述鋼條和所述鋼帶槽均采用碳鋼，且所述鋼條為實(shí)心。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述內(nèi)襯層外壁設(shè)置有一層或多層所述抗壓鎧裝層，且所述抗壓鎧裝層內(nèi)加入覆蓋所述鋼條和所述鋼帶槽的潤滑油。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述內(nèi)襯層外壁設(shè)置有一層或多層所述抗壓鎧裝層，且所述抗壓鎧裝層內(nèi)加入覆蓋所述鋼條和所述鋼帶槽的潤滑油。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述內(nèi)襯層外壁設(shè)置有一層或多層所述抗壓鎧裝層，且所述抗壓鎧裝層內(nèi)加入覆蓋所述鋼條和所述鋼帶槽的潤滑油。
【文檔編號(hào)】F16L57/00GK103629453SQ201310447636
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】周巍偉, 曹靜, 沙勇, 賈旭, 李新仲, 謝彬, 李麗瑋, 王世圣 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院