一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管制造技术

本实用新型专利技术的目的是提供一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管。本实用新型专利技术的技术方案为：由增强结构外胶层、内胶层、钢丝增强层、软管法兰、光纤接头和光纤监测层组成，光纤监测层是由内衬层、外衬层、传感器编织层和多个光栅传感器组成，内衬层和传感器编织层之间设有四个内衬层导流孔，外衬层和传感器编织层之间设有四个外衬层导流孔，传感器编织层设有四个光缆和预浸树脂编织层；整个管路结构清晰，增加了光纤监测层去实现分布式检测，光纤通过法兰上的光纤接头进行连接，最终与输油轮的终端监测设备连接，预警性强，能够检测出漂浮外输软管在海上油田使用中的损耗程度，能及时、有效地发现存在与漂浮管道上持续破损乃至失效的风险问题。

A floating export hose with optical fiber sensing detection function

【技术实现步骤摘要】
一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管
本技术涉及漂浮输送监测领域，尤其涉及一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管。
技术介绍
漂浮外输软管是海上油气田开采中极为关键的外输设施，该设施用于连接FPSO(海上浮动式储油轮)与运输拖轮，我国常用的有可分为长期漂浮式和滚筒式；其中，长期漂浮式是指：该漂浮外输软管长期在海面漂浮；而滚筒式漂浮软管则是指：在不进行外输作业时，收于滚筒上，开展外输作业时，将软管放下连接于运输拖轮。我国海上油田所应用的漂浮软管均为复合多层结构，分别由内胶层、钢制骨架层、中胶层、漂浮层、外胶层构成；按照规定，漂浮外输软管连续服役期为六年，在此期间，漂浮外输软管需要长期耐受强紫外线照射、海水浸泡、洋流反复冲击的疲劳作用、收放滚筒作业造成外部损伤等诸多问题；在长周期的服役期间极容易造成软管失效，包括软管内外层机械损伤、外胶层紫外线老化、机械疲劳等环境或工况导致的损伤，上述风险如果未及时发现则存在管道持续破损乃至失效的风险。然而到目前为止，在漂浮外输软管使用过程中，无论国内外，均无实时监测或者检查的操作要求，一次完整服役期至少为两年，在此期间，滚筒式的漂浮软管尚有可能被人员发现，若是长期漂浮式的软管则决无提前被发现的可能；而外输软管失效被发现时，必然为时已晚，其外输送介质均为原油或凝析油等，必然会造成严重的环境污染及油品泄漏的财产损失，更换软管所导致的停产，修复环境所好耗费的人力物力成本等间接损失不可估量；如何实现对海上漂浮外输软管进行监控和监测，解决现有设施中的实际问题，才是目前值得商榷和探讨的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供了一种在海上漂浮外输软管结构中增加光纤监测层，并且传感器编织层内的传感器是由分布式光缆及光栅传感器共同组成的传感阵列，在四芯光缆的其中两芯光纤上连接光栅传感器，去实现分布式检测，光纤通过法兰上的光纤接头进行连接，最终连接到输油轮的终端监测设备上，能够检测出漂浮外输软管在海上油田使用中的损耗程度，避免因长期耐受强紫外线照射、海水浸泡、洋流反复冲击的疲劳作用、收放滚筒作业造成外部损伤这一系列问题对漂浮外输软管造成的影响和消耗，能及时、有效地发现存在与漂浮管道上持续破损乃至失效的风险问题，更加安全、绿色的适用于海上漂浮外输软管的姿态监测、泄漏监测及受力监测的带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管。本技术的技术方案为：一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管，其特征在于：由增强结构外胶层、内胶层、钢丝增强层、软管法兰、光纤接头和光纤监测层组成，所述内胶层位于增强结构外胶层的内部，所述内胶层与增强结构外胶层为固定连接，所述钢丝增强层和光纤监测层全部位于增强结构外胶层和内胶层之间，并且所述光纤监测层位于钢丝增强层的外侧，所述钢丝增强层的内侧与内胶层为固定连接，所述钢丝增强层的外侧与光纤监测层为固定连接，所述光纤监测层的外侧与增强结构外胶层为固定连接，所述软管法兰位于增强结构外胶层、内胶层、钢丝增强层和光纤监测层的同一端，所述软管法兰与光纤监测层为固定连接，所述光纤接头位于软管法兰的一侧，所述光纤接头与软管法兰连接。进一步，所述光纤监测层是由内衬层、外衬层、传感器编织层和多个光栅传感器组成，所述传感器编织层位于内衬层和外衬层之间，并且所述内衬层位于外衬层的内部，所述传感器编织层的内侧与内衬层为固定连接，所述传感器编织层的外侧与外衬层为固定连接，所述多个光栅传感器之间间隔相同的距离均匀分布在传感器编织层的边缘位置处，所述多个光栅传感器均与传感器编织层为固定连接。再进一步，所述内衬层为高吸油性树脂材质。再进一步，所述外衬层为高吸水性聚氨酯弹性体材质。再进一步，所述内衬层和传感器编织层之间还设有四个内衬层导流孔，所述四个内衬层导流孔按照十字结构分布在内衬层和传感器编织层之间的位置处，任意所述内衬层导流孔的一端与内衬层为固定连接，所述内衬层导流孔的另一端与传感器编织层为固定连接，所述外衬层和传感器编织层之间还设有四个外衬层导流孔，所述四个外衬层导流孔按照十字结构分布在外衬层和传感器编织层之间的位置处，任意所述外衬层导流孔的一端与外衬层为固定连接，所述外衬层导流孔的另一端与传感器编织层为固定连接。再进一步，所述四个内衬层导流孔与四个外衬层导流孔之间呈角度旋转错位结构，所述四个内衬层导流孔与四个外衬层导流孔之间的旋转错位角度为45°。再进一步，所述传感器编织层上还设有四个光缆和预浸树脂编织层，所述四个光缆按照十字结构分布在传感器编织层的边缘位置处，所述四个光缆分别位于管道的0点、3点、6点、9点的位置处，所述四个光缆均与传感器编织层为固定连接，所述预浸树脂编织层位于四个光缆的外侧，所述预浸树脂编织层与四个光缆为固定连接。再进一步，任意所述光缆为四芯光纤。再进一步，所述光栅传感器为阵列分布式光栅传感器。本技术的有益效果在于：该管路一种在海上漂浮外输软管结构中增加光纤监测层，并且传感器编织层内的传感器是由分布式光缆及光栅传感器共同组成的传感阵列，在四芯光缆的其中两芯光纤上连接光栅传感器，去实现分布式检测，光纤通过法兰上的光纤接头进行连接，最终连接到输油轮的终端监测设备上，能够检测出漂浮外输软管在海上油田使用中的损耗程度，避免因长期耐受强紫外线照射、海水浸泡、洋流反复冲击的疲劳作用、收放滚筒作业造成外部损伤这一系列问题对漂浮外输软管造成的影响和消耗，能及时、有效地发现存在与漂浮管道上持续破损乃至失效的风险问题，更加安全、绿色的适用于海上漂浮外输软管的姿态监测、泄漏监测及受力监测的带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管；传感器编织层由四个光缆、预浸树脂编织层的编织材料配合光栅传感器而组成，其中光栅传感器采用阵列分布式光栅传感器，这样使得分布式光缆及光栅传感器共同组成的传感阵列，光缆采用四芯光纤，其中有两芯光纤连接光栅传感器，两芯光纤进行分布式监测；内衬层是由高吸油性树脂(HOAR)所制成的，如果输油软管一旦内部损伤，导致内胶层、钢丝增强层先后失效，即使是微小的渗漏也会导致内衬层局部膨胀型变，挤压传感器编织层，应力的变化会在远端的监测终端上及时报警定位；而外衬层是由遇水膨胀聚氨酯弹性体材料所制成，如果输油软管遭遇外部损伤，导致增强结构外胶层失效，微小的水分渗入外衬层，其会发生膨胀型变，去挤压传感器编织层，应力的变化会在远端的监测终端上及时报警定位；此外，在内衬层和传感器编织层之间还设有四个内衬层导流孔，以及在外衬层和传感器编织层之间还设有四个外衬层导流孔，而四个内衬层导流孔按照十字结构分布在内衬层和传感器编织层之间的位置处，同样的，四个外衬层导流孔按照十字结构分布在外衬层和传感器编织层之间的位置处，并且四个内衬层导流孔与四个外衬层导流孔之间呈角度旋转错位结构，其旋转错位角度为45°，这样便于内衬层和外衬层中微小水分的渗入，无论是内、外两层哪一个出现异常，水分均可以通过内衬层导流孔和外衬层导流孔进入，增强了水分挤压的灵敏度；此外，四个光缆按照十字结构分布在传感器编织层的边缘位置处，形成光纤传感阵列，而四个光缆分别位于管道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管，其特征在于：由增强结构外胶层、内胶层、钢丝增强层、软管法兰、光纤接头和光纤监测层组成，所述内胶层位于增强结构外胶层的内部，所述内胶层与增强结构外胶层为固定连接，所述钢丝增强层和光纤监测层全部位于增强结构外胶层和内胶层之间，并且所述光纤监测层位于钢丝增强层的外侧，所述钢丝增强层的内侧与内胶层为固定连接，所述钢丝增强层的外侧与光纤监测层为固定连接，所述光纤监测层的外侧与增强结构外胶层为固定连接，所述软管法兰位于增强结构外胶层、内胶层、钢丝增强层和光纤监测层的同一端，所述软管法兰与光纤监测层为固定连接，所述光纤接头位于软管法兰的一侧，所述光纤接头与软管法兰连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管，其特征在于：由增强结构外胶层、内胶层、钢丝增强层、软管法兰、光纤接头和光纤监测层组成，所述内胶层位于增强结构外胶层的内部，所述内胶层与增强结构外胶层为固定连接，所述钢丝增强层和光纤监测层全部位于增强结构外胶层和内胶层之间，并且所述光纤监测层位于钢丝增强层的外侧，所述钢丝增强层的内侧与内胶层为固定连接，所述钢丝增强层的外侧与光纤监测层为固定连接，所述光纤监测层的外侧与增强结构外胶层为固定连接，所述软管法兰位于增强结构外胶层、内胶层、钢丝增强层和光纤监测层的同一端，所述软管法兰与光纤监测层为固定连接，所述光纤接头位于软管法兰的一侧，所述光纤接头与软管法兰连接。


2.根据权利要求1所述一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管，其特征在于：进一步，所述光纤监测层是由内衬层、外衬层、传感器编织层和多个光栅传感器组成，所述传感器编织层位于内衬层和外衬层之间，并且所述内衬层位于外衬层的内部，所述传感器编织层的内侧与内衬层为固定连接，所述传感器编织层的外侧与外衬层为固定连接，所述多个光栅传感器之间间隔相同的距离均匀分布在传感器编织层的边缘位置处，所述多个光栅传感器均与传感器编织层为固定连接。


3.根据权利要求2所述一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管，其特征在于：所述内衬层为高吸油性树脂材质。


4.根据权利要求2所述一种带有光纤传感检测功能的漂浮外输软管，其特征在于：所述外衬层为高吸水性聚氨酯弹性体材质。


5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李再春，刘伟，
申请(专利权)人：天津新星科能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12