一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头及方法技术

一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头及方法，采用凸面接头和凹面接头的连接来实现，凸面接头、凹面接头与复合连续管管体连为整体。凸面接头和凹面接头的制作过程同复合连续管管体生产过程同步连续进行，一条复合连续管一端的凹面接头与另外一条复合连续管一端的凸面接头通过螺栓连接，凸面接头与凹面接头之间安装两个密封圈，两条复合连续管连接之后，与内部输送介质接触的部位均为内衬层，内衬层都为防腐蚀的热塑性塑料，因此连接接头不会降低管线的防腐蚀性能，且管线管径一致，不存在机械扣压式金属接头部分管径变小的问题，不影响输送效率，采用该方法连接的管线内部全部为防腐蚀热塑性塑料，并且易于实现现场连接，安装速度快。

Connection joint and method of fiber reinforced thermoplastic composite continuous pipe

The invention relates to a connecting joint and a method for a fiber reinforced thermoplastic composite continuous pipe, which is realized by connecting a convex joint and a concave joint. The convex joint, a concave joint and a composite continuous pipe body are connected as a whole. The manufacturing process of convex joint and concave joint is synchronous and continuous with the production process of compound continuous pipe. The concave joint at one end of one compound continuous pipe is bolted to the convex joint at the other end of another compound continuous pipe. Two sealing rings are installed between the convex joint and concave joint, and two compound continuous pipes are connected. After that, the parts contacted with the internal conveying medium are all liners, and the liners are all anti-corrosion thermoplastic. Therefore, the joint will not reduce the anti-corrosion performance of the pipeline, and the pipe diameter is the same. There is no problem that the part of the pipe diameter of the mechanical buckled metal joint becomes smaller, and the conveying efficiency is not affected. The inner part of the connecting pipeline is all anticorrosive thermoplastic, easy to realize on-site connection and fast installation.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头及方法
本专利技术属于非金属复合管领域，具体涉及一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头及方法。
技术介绍
非金属管道具有优异的耐腐蚀性，已成为油气田集输管道防腐蚀的一个重要发展方向。油气田用非金属管道已从最初的玻璃钢管，发展到现在包括可盘绕式纤维增强热塑性塑料复合连续管、钢骨架复合管、柔性复合管、塑料合金复合管等多种类型的非金属复合管。非金属复合连续管一般采用内衬层、增强层和外保护层的三层结构。现有非金属复合连续管主要采用机械扣压式金属接头来连接，即先将金属接头插入复合管体内衬层，再采用外部扣压或者内胀的方式使金属接头与非金属管体复合。如中国专利公开号为CN201925632U的技术专利公开了一种扣压式复合压力管接头以及管道连接结构就属于扣压式金属接头连接形式。采用扣压金属接头连接的整条非金属输送管线存在局部金属通道，局部金属通道的出现会带来四个方面的不利因素。一是金属材料与输送的介质直接接触，若金属材料选材不当，会受到输送介质的腐蚀，进而影响整条管线的服役时间，增加了运行风险；二是由于金属接头是插入非金属复合连续管内部的，因此金属接头形成的通道管径要小于整条管线的管径，影响管线的输送效率；三是扣压金属接头与非金属管体之间的结合力仅由其二者之间的摩擦力提供，结合强度有限，大大小于非金属管体的拉伸强度，在施工工程中有接头滑脱的风险；四是用来输送高压天然气的非金属复合管线，气体介质会从金属接头与复合管内衬层扣压的界面缓慢渗透到复合管的结构层，导致复合管结构层失效。为此，现有技术也提出了一些新型连接方式，如中国专利公开号为CN103267192A的专利技术专利公布了一种柔性复合管接头及其连接方法。该专利中提出采用热塑性塑料材料制作接头，接头与复合管管体通过超声波焊接连接，接头与接头之间通过法兰的方式连接。通过试验发现该专利技术提出的接头及其连接方法只适用于较低的工作压力，因为接头处没有类似复合管管体增强层的结构，仅为均一塑料材质，其接头处承压性能大大低于复合管管体的承压性能。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中的不足，目的在于提供一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头及方法，解决非金属复合连续管采用机械扣压式金属接头连接带来的不利因素。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头，包括设置在第一复合连续管管体端部的凸面接头以及设置在第二复合连续管管体端部的凹面接头，凸面接头与凹面接头相配合，其中，所述凸面接头包括凸面金属内嵌体；第一复合连续管管体与第二复合连续管管体结构相同，第一复合连续管管体包括内衬层，内衬层外侧包裹有增强层，增强层外侧包裹有外保护层；凸面金属内嵌体套装在第一复合连续管管体的内衬层的端部，凸面金属内嵌体和第一复合连续管管体的外保护层外部设置有纤维与热固性树脂的复合材料；凹面接头包括与凸面金属内嵌体相配合的凹面金属内嵌体，凹面金属内嵌体设置在第二复合连续管管体的内衬层的端部，凹面金属内嵌体和第二复合连续管管体的外保护层的外侧设置有纤维与热固性树脂的复合材料。本专利技术进一步的改进在于，凸面金属内嵌体包括凸面本体，凸面本体端部设置有凸面台肩，凸面本体外壁上设置有若干个环形凸起；凹面金属内嵌体包括凹面本体，凹面本体端部设置有凹面台肩，凹面台肩与凸面台肩相匹配。本专利技术进一步的改进在于，凸面本体的环形凸起与凹面本体上的环形凸起均为3～5个；凸面本体和凹面本体上的环形凸起均等间距设置，并且相邻两个环形凸起之间的距离为40～60mm。本专利技术进一步的改进在于，凸面本体上距凸面台肩最远的环形凸起上开设有若干个用于改变复合材料的缠绕方向及角度的凹槽；凹面本体上距凹面台肩最远的环形凸起边缘开设有若干个用于改变复合材料的缠绕方向及角度的凹槽。本专利技术进一步的改进在于，凸面台肩周向均匀开设有若干螺孔，凹面台肩周向均匀开设有若干螺孔，通过穿过凹面台肩和凸面本体上的螺孔的螺栓将凸面接头与凹面接头相连。本专利技术进一步的改进在于，凸面台肩与凹面台肩之间设置密封圈。本专利技术进一步的改进在于，纤维与热固性树脂的复合材料缠绕的角度为65°～85°，缠绕的厚度为8～50mm。一种接头的连接方法，凸面接头的制作过程同复合连续管管体生产过程同步连续进行，在第一复合连续管的内衬层端部上安装凸面金属内嵌体之后，对与凸面金属内嵌体相连的内衬层端部进行加厚翻边处理，然后采用与增强层连续的纤维和热固性树脂复合后在复合连续管管体及凸面金属内嵌体上缠绕，使凸面金属内嵌体完全被置于纤维与热固性树脂的复合材料之中，固化后凸面接头制作完成，同时在内衬层上依次包裹增强层和外保护层；凹面接头的制作过程同复合连续管管体生产过程同步连续进行，在第二复合连续管的内衬层端部上安装凹面金属内嵌体之后，对与凹面金属内嵌体相连的内衬层端部进行加厚翻边处理，然后与增强层连续的纤维和热固性树脂复合后在复合连续管管体及凹面金属内嵌体上缠绕，使凹面金属内嵌体完全被置于纤维与热固性树脂的复合材料之中，固化后凹面接头制作完成，同时在内衬层上依次包裹增强层和外保护层；采用螺栓将凸面接头与凹面接头相连。本专利技术进一步的改进在于，纤维与热固性树脂的复合材料缠绕的角度为65°～85°，缠绕的厚度为8～50mm；凸面金属内嵌体的材质为钢铁。本专利技术进一步的改进在于，纤维与热固性树脂的复合材料通过以下过程制备：将纤维浸渍在热固性树脂中制得；其中，纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、涤纶纤维或芳纶纤维；热固性树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂或乙烯基酯树脂。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过设置凸面接头以及与凸面接头相配合的凹面接头，并且凸面金属内嵌体套装在第一复合连续管管体的内衬层的端部，凹面金属内嵌体设置在第二复合连续管管体的内衬层的端部，凹面金属内嵌体与凸面金属内嵌体相配合，实现纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接，本专利技术具有较强的工作压力，并且施工工程中有接头不会滑脱，同时具有较好的承压性能。进一步的，通过穿过凹面台肩和凸面本体的螺栓将凸面接头与凹面接头相连，易于安装。本专利技术提出的一种可盘绕式纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接方法，采用凸面接头和凹面接头的连接来实现，凸面接头、凹面接头与复合连续管管体连为整体，因此连接后的接头拉伸强度不低于复合管管体拉伸强度，凹面接头中金属内嵌体上带有增加与纤维及热固性树脂界面面积的环形凸起，可大大增加金属内嵌体与复合连续管的结合强度，避免类似机械扣压式接头易脱出的问题，一条可盘绕式纤维增强热塑性塑料复合连续管一端的凹面接头与另外一条可盘绕式纤维增强热塑性塑料复合连续管一端的凸面接头通过螺栓连接，凸面接头与凹面接头之间安装两个密封圈，两条复合连续管连接之后，与内部输送介质接触的部位均为内衬层，内衬层都为防腐蚀的热塑性塑料，因此连接接头不会降低管线的防腐蚀性能，且管线管径一致，不存在机械扣压式金属接头部分管径变小的问题，不影响输送效率，采用该方法连接的管线内部全部为防腐蚀热塑性塑料，不仅管线内部耐输送介质腐蚀，管线外部局部裸露的马氏体不锈钢也可防止外部环境对管线接头的外部腐蚀，服役寿命长，且该方法易于现场连接，安装速度快。进一步的，本专利技术中对与凸面金属内嵌体相连的内衬层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头，其特征在于，包括设置在第一复合连续管管体端部的凸面接头以及设置在第二复合连续管管体端部的凹面接头，凸面接头与凹面接头相配合，其中，所述凸面接头包括凸面金属内嵌体(4)；第一复合连续管管体与第二复合连续管管体结构相同，第一复合连续管管体包括内衬层(1)，内衬层(1)外侧包裹有增强层(2)，增强层(2)外侧包裹有外保护层(3)；凸面金属内嵌体(4)套装在第一复合连续管管体的内衬层(1)的端部，凸面金属内嵌体(4)和第一复合连续管管体的外保护层(3)外部设置有纤维与热固性树脂的复合材料；凹面接头包括与凸面金属内嵌体(4)相配合的凹面金属内嵌体(7)，凹面金属内嵌体(7)设置在第二复合连续管管体的内衬层(1)的端部，凹面金属内嵌体(7)和第二复合连续管管体的外保护层(3)的外侧设置有纤维与热固性树脂的复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头，其特征在于，包括设置在第一复合连续管管体端部的凸面接头以及设置在第二复合连续管管体端部的凹面接头，凸面接头与凹面接头相配合，其中，所述凸面接头包括凸面金属内嵌体(4)；第一复合连续管管体与第二复合连续管管体结构相同，第一复合连续管管体包括内衬层(1)，内衬层(1)外侧包裹有增强层(2)，增强层(2)外侧包裹有外保护层(3)；凸面金属内嵌体(4)套装在第一复合连续管管体的内衬层(1)的端部，凸面金属内嵌体(4)和第一复合连续管管体的外保护层(3)外部设置有纤维与热固性树脂的复合材料；凹面接头包括与凸面金属内嵌体(4)相配合的凹面金属内嵌体(7)，凹面金属内嵌体(7)设置在第二复合连续管管体的内衬层(1)的端部，凹面金属内嵌体(7)和第二复合连续管管体的外保护层(3)的外侧设置有纤维与热固性树脂的复合材料。2.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头，其特征在于，凸面金属内嵌体(4)包括凸面本体(11)，凸面本体(11)端部设置有凸面台肩(12)，凸面本体(11)外壁上设置有若干个环形凸起(5)；凹面金属内嵌体(7)包括凹面本体(13)，凹面本体(13)端部设置有凹面台肩(14)，凹面台肩(14)与凸面台肩(12)相匹配。3.根据权利要求2所述的一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头，其特征在于，凸面本体(11)的环形凸起(5)与凹面本体(13)上的环形凸起(5)均为3～5个；凸面本体(11)和凹面本体(13)上的环形凸起(5)均等间距设置，并且相邻两个环形凸起(5)之间的距离为40～60mm。4.根据权利要求2所述的一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头，其特征在于，凸面本体(11)上距凸面台肩(12)最远的环形凸起上开设有若干个用于改变复合材料的缠绕方向及角度的凹槽；凹面本体(13)上距凹面台肩(14)最远的环形凸起边缘开设有若干个用于改变复合材料的缠绕方向及角度的凹槽。5.根据权利要求2所述的一种纤维增强热塑性塑料复合连续管的连接接头，其特征在于，凸面台肩(12)周向均匀开...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵晓东，戚东涛，张冬娜，李厚补，李发根，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11