復合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種復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，鋼條設置在鋼帶槽內，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腰與倒置的異型材的鋼帶槽的一側腰相互鉤掛，相鄰兩個異型材互鎖成環(huán)狀纏繞在復合軟管的內襯層外壁上。由于在鋼條外套設鋼帶槽，因此，相鄰的鋼條具備一定的活動空間，從而可以增加抗壓鎧裝層的柔性，并且也為鋼條蠕變應變提供了空間裕量,同時可承受較大外部或者內部壓力。本實用新型可以廣泛用于海洋工程或者航天工程等領域柔性復合管道結構中。
【專利說明】復合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鎧裝復合軟管，特別是關于一種復合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層。
【背景技術】
[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)工作周期長且費用高。近年來國外興起的柔性復合軟管由于防腐蝕性好、針對海底地形地貌適應性強、鋪設速度快且費用低、不易結蠟和能夠重復利用等優(yōu)點，已開始應用到海底油、氣和水的海底管道中。
[0003]柔性復合軟管主要有兩種，一種為粘結性復合軟管，另一種為非粘結性復合軟管。粘結性復合軟管的連接一般是由聚合物層和金屬增強層擠壓連成一體，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層之間產生較高的粘合強度，該類軟管一般僅在較短距離跨接管道中應用。而非粘結復合軟管一般由聚合物材料層和金屬增強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構，此類復合軟管一般在長距離和高壓的管道中使用。非粘結復合軟管廣泛應用在海洋工程中對原油、天然氣或水的輸送。
[0004]非粘結復合軟管是由骨架層、內襯層、抗壓鎧裝層、抗拉鎧裝層和外包覆層等多層構成，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。現有技術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)向力以抵抗較大內壓，對內襯層起約束作用，防止內襯層爆破?？箟烘z裝層經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。接頭對抗壓鎧裝層鋼絲端部的良好固定是提供較大內壓的前提，當接頭不能對抗壓鎧裝層鋼絲端部提供良好的固定時，抗壓鎧裝層將不具有較好的提供抵抗內壓的能力，并很快的將內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，同時帶來了隱患，當軟管彎曲過大或軸向運動過大時，至使相鄰截面間的運動過大，進而造成相鄰的截面間有相互滑出的隱患，將會導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造成了內襯層的蠕變量也在隨其增大。
【發(fā)明內容】
[0006]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種有效防止相鄰截面相互滑出的復合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層。
[0007]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是:一種復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，所述鋼條設置在所述鋼帶槽內，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腰與倒置的所述異型材的所述鋼帶槽的一側腰相互鉤掛，相鄰兩個所述異型材互鎖成環(huán)狀纏繞在復合軟管的內襯層外壁上。
[0009]所述鋼條設置在所述鋼帶槽內的中心位置，且所述鋼條的個兩側腰與位于同一側所述鋼帶槽的側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]所述鋼條的側腰與所述鋼帶槽的側腰長度相等。
[0012]所述鋼條和所述鋼帶槽均采用碳鋼，且所述鋼條為實心。
[0013]所述內襯層外壁設置有一層或多層所述抗壓鎧裝層，且所述抗壓鎧裝層內加入覆蓋所述鋼條和所述鋼帶槽的潤滑油。
[0014]本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點:1、由于在鋼條外套設鋼帶槽，因此鋼條可以連續(xù)固定在設計位置并承擔管道內部和外部的壓力，相鄰的鋼條具備了一定的活動空間，增加了抗壓鎧裝層的柔性，并且也為鋼條蠕變應變提供了空間裕量，使得抗壓鎧裝層可以應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部壓力。2、鋼條和鋼帶槽均設計了圓弧角過渡，以防止發(fā)生應力集中和鋼條蠕變引起的金屬尖端受力。3、鋼條為實心，其截面慣性矩較大且均勻性優(yōu)異，因此其承受各個方向力矩的能力較為平衡，使得整個抗壓鎧裝層的適用范圍更廣，安全性更高。4、在抗壓鎧裝層內加入覆蓋鋼條和鋼帶槽之間空隙的潤滑油，可以使相鄰結構之間的摩擦力大大的降低，保證了結構壽命，本實用新型可以廣泛用于海洋工程或者航天工程等領域柔性復合管道結構中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型復合軟管的結構示意圖
[0016]圖2是本實用新型抗壓鎧裝層的結構示意圖
[0017]圖3是本實用新型異型材的橫截面示意圖
[0018]圖4是本實用新型異型材相鄰截面鉤掛示意圖
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0020]如圖1所示，本實用新型所涉及的復合軟管結構與已有的非粘結復合軟管結構類似，從內層到外層依次包括骨架層1、內襯層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內輸送流體，用于防止內襯層2的壓潰；在骨架層I外表面設置有用于密封輸送流體的內襯層2，在內襯層2外壁設置有抗壓鎧裝層3，抗壓鎧裝層3為非粘結層，層間可以相互錯動；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內表面之間設有第一抗拉鎧裝層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組成非粘結復合軟管。
[0021]如圖2所示，本實用新型的發(fā)明點在于對抗壓鎧裝層3進行了改進:本實用新型的抗壓鎧裝層3由兩異型材31相互鉤掛纏繞成環(huán)狀，兩個異型材31與復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設置在鋼帶槽33內，且鋼條32在長度方向上與鋼帶槽33等長。
[0022]在一個優(yōu)選的實施例中，鋼條32設置在鋼帶槽33內的中心位置，且鋼條32的兩側腰與位于同一側鋼帶槽33的側腰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]在一個優(yōu)選的實施例中，鋼條32的每一邊角均設置圓弧角過渡。
[0024]在一個優(yōu)選的實施例中，鋼條32的頂角為110-130度。
[0025]在一個優(yōu)選的實施例中，鋼條32的底角與鋼帶槽33的底角相等。
[0026]在一個優(yōu)選的實施例中，鋼條32的側腰與鋼帶槽33的側腰長度相等。
[0027]在一個優(yōu)選的實施例中，鋼條32和鋼帶槽33均采用碳鋼，且鋼條32為實心。
[0028]如圖2、4所示，本實用新型在使用時，首先將一正置的異型材31的鋼帶槽33的側腰與另一倒置的異型材31的鋼帶槽33的側腰相互鉤掛，且鉤掛的兩個側腰之間存在一定空隙，相鄰兩個異型材31互鎖成環(huán)狀纏繞在內襯層2的外壁上。由于在鋼條32外套設鋼帶槽33，因此，相鄰的鋼條32具備一定的活動空間，從而可以增加抗壓鎧裝層3的柔性，并且也為鋼條32蠕變應變提供了空間裕量，使得抗壓鎧裝層3可以應用在較高的溫度條件下。
[0029]在一個優(yōu)選的實施例中，內襯層2外壁設置有一層或多層抗壓鎧裝層3。
[0030]在一個優(yōu)選的實施例中，抗壓鎧裝層3內加入可以覆蓋鋼條32和鋼帶槽33的潤滑油。
[0031]上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結構和連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
【權利要求】
1.一種復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，所述鋼條設置在所述鋼帶槽內，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腰與倒置的所述異型材的所述鋼帶槽的一側腰相互鉤掛，相鄰兩個所述異型材互鎖成環(huán)狀纏繞在復合軟管的內襯層外壁上。
2.根據權利要求1所述的復合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述鋼條設置在所述鋼帶槽內的中心位置，且所述鋼條的個兩側腰與位于同一側所述鋼帶槽的側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.根據權利要求1所述的復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.根據權利要求2所述的復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.根據權利要求1或2或3或4所述的復合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述鋼條的側腰與所述鋼帶槽的側腰長度相等。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的復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，且所述鋼條為實心。
7.根據權利要求5所述的復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，且所述鋼條為實心。
8.根據權利要求1或2或3或4或7所述的復合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述內襯層外壁設置有一層或多層所述抗壓鎧裝層，且所述抗壓鎧裝層內加入覆蓋所述鋼條和所述鋼帶槽的潤滑油。
9.根據權利要求5所述的復合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述內襯層外壁設置有一層或多層所述抗壓鎧裝層，且所述抗壓鎧裝層內加入覆蓋所述鋼條和所述鋼帶槽的潤滑油。
10.根據權利要求6所述的復合軟管梯形截面互鎖抗壓鎧裝層，其特征在于:所述內襯層外壁設置有一層或多層所述抗壓鎧裝層，且所述抗壓鎧裝層內加入覆蓋所述鋼條和所述鋼帶槽的潤滑油。
【文檔編號】F16L11/00GK203488867SQ201320600392
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權日: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 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院