一种柔性管道铠装层制造技术

本实用新型专利技术涉及一种柔性管道铠装层，由多个相同的“S”型铠装层单元采用自锁的形式连接而成。每个“S”型铠装单元包括通过上下两端的S型截面的倒钩进行连接，每个“S”型铠装层单元截面形状基本一致，上下两端设有倒钩，并形成两个卡槽，通过上层的倒钩与下层的卡槽紧密配合，防止铠装层发生错位滑移。本实用新型专利技术提高铠装层的连接性，降低由于环境和浮体运动导致柔性管道的层间摩擦和滑移，使铠装层发生错位。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性管道铠装层
本技术属于柔性管道铠装层
，具体一种非粘性柔性管道铠装层的连接方法。
技术介绍
随着世界对油气资源的需求不断增加，陆地和近海可开采资源日益减少，海洋资源的开发受到越来越多的重视。虽然我国油气资源储量丰富，尤其是南海就有300亿吨的原油和16万亿立方米的天然气，但由于我国油气资源开发技术储备有限，导致南海丰富油气资源正遭受周边国家的疯狂掠夺，因此，提高我国深海油气资源装备的研发技术任重道远。立管系统作为连接水下油气生产系统和浮式生产储卸油装置的关键结构。立管系统分为钢性立管和柔性管道，其中，钢性立管的生产建造、安装、维修和维护周期长且费用高，难以回收，且容易受到复杂海况影响。柔性管道具有强抗腐蚀能力，相对钢性立管，更加轻便，易于安装、维修、维护和回收利用，在深海油气开发领域得到了广泛的使用，目前80％油田的立管系统采用的是柔性管道。柔性管道又分为粘性柔性管道和非粘性柔性管道，二者均具有多层不同形状和材料的复合结构组成。粘性柔性管道通过物理挤压或者化学工艺将各层进行粘合处理，相邻层间不能发生相互分离和滑移。非粘性柔性管道各层按照一定顺序进行惊喜装配，相邻层之间无粘性允许相互分离和滑移，具有更好的灵活性能够承受更大的轴向力和弯矩，适用范围更广，造价更低。一般情况下，非粘性柔性管道的组成包括：骨架层、抗压铠装层、抗拉铠装层、防摩擦层、防腐蚀层、内外部护套层等共同构成。其中，铠装层为Z型(C型、T型)截面沿圆柱螺旋线缠绕形成的自锁结构，其铺设角度在80～90度，主要用于抵御柔性管道内外压力，保护立管整理结构稳定。专利公开号为CN108119708A的技术专利公开了一种非粘结柔性管道工型截面互锁抗压铠装层，采用外工型材螺旋带和内工型材螺旋带相互缠绕而成，形成高铺设角度的互锁结构，其中，外工型材截面形状为带有两侧轴向侧翼板沿内直角延伸而成的凸型齿结构，内工型材截面形状为带有两侧径向侧翼板沿轴向延伸而成的凸型齿结构。二者螺旋带相互嵌合缠绕，与柔性管道内部保护套相连，提高铠装层抵御径向内外压力的能力。但是内外工型材结构复杂，需要分别进行放样和生产，对制造工艺要求较高，提出的自锁连接方法施工操作难度大，内工型材被包裹其中检测维修困难。常规的抗压铠装层截面形式如一种复合柔性管(专利号：CN108825893A)，该专利提出一种复合柔性管道结构和三种常见的铠装层截面形式，包括C型、Z型和T型碳钢钢带，通过扣或锁连接而成，常见截面形状虽然设计简单，连接方便，但是其抗拉强度较差，一旦受到拉力导致连接错位，导致其无法完成抗压作用，发生柔性管道的整体破坏。
技术实现思路
本技术针对柔性管道的铠装层由于复杂的环境荷载和浮体运动导致其铠装层发生错位而使柔性管道整体抗性降低的问题，提供一种新型的铠装层，提高铠装层的连接性，降低由于环境和浮体运动导致柔性管道的层间摩擦和滑移，使铠装层发生错位。本技术的技术方案如下：一种柔性管道铠装层，由多个相同的“S”型铠装层单元采用自锁的形式连接而成。每个“S”型铠装单元包括通过上下两端的S型截面的倒钩进行连接，每个“S”型铠装层单元截面形状基本一致，上下两端设有倒钩，并形成两个卡槽，通过上层的倒钩与下层的卡槽紧密配合，防止铠装层发生错位滑移。本技术的有益效果为：1.本技术的新型抗压铠装层形状结构简单，设计合理，易于实现，有效减少了抗压铠装层与抗压铠装层之间的层间间隙，使层间滑移和摩擦的影响降到最低，能够提高了柔性管道的使用寿命。2.本技术的新型抗压铠装层自锁连接方法设计科学合理，操作简单，有效地减少了铠装层与内外护套之间的接触间隙，减少了层与层之间滑移和摩擦的影响，使骨架层之间更稳定。其次，新型的连接方法通过自锁的形式使铠装层紧密连接，不会因为复杂环境荷载或浮体剧烈运动而发生错位的现象，提高铠装层的支撑和保护作用，进而提高整个柔性管道的安全性能，保证油气生产的正常运营。附图说明图1多层柔性管道示意图图2新型“S”型抗压铠装层2截面示意图图3新型“S”型抗压铠装层2截面及其连接方法示意图图4两个常规抗压铠装层Zeta型(上图)和C型截面及其连接方法示意图(下图)图5新型抗压铠装层三维示意图图6常规Zeta型(左图)和C型抗压铠装层(右图)三维示意图图中标号说明：1-1-骨架层；1-2-密封内衬套；1-3-抗压铠装层；1-4-内层保护套；1-5-抗拉铠装层；1-6-外部保护套；2-1-上部S型异形带；2-2-上部S型倒钩；2-3-下端S型异形带；2-4-下端S型倒钩；3-1-上端“zeta”型卡钩；3-2-上端“zeta”型异形带；3-3-下端“zeta””型异形带；3-4-下端“zeta”型卡钩；4-1-C型方形带；4-2-C型上卡钩；4-3-C型下倒钩。具体实施方式柔性管道的整体抗压性能主要由抗压铠装层决定，铠装层错位降低了其原本的抗压能力，容易导致柔性管道受到内外压力失衡儿破坏。其次，新的铠装层截面形状简单，连接方法操作简单，减少了铠装层与保护套之间的间隙，降低了在减少铠装层截面面积，进而减少材料使用，降低制造成本，通过新型的铠装层之间的连接方法，使铠装层之间以新的自锁形式相互咬合，减少了铠装层与铠装层之间的间隙，同时也减少了铠装层与内衬层和内层保护套之间的间隙，降低了相邻铠装层之间和铠装层与内外护套之间的摩擦和滑移的影响，提高了铠装层整体的连接性，有效提高了柔性管道整体的抵御内外压力荷载的能力。下面结合附图和具体实施例子对本技术做进一步详细说明，以便清楚理解本技术技术方法。柔性管道是连接海底水下生产系统和水上浮式生产系统的关键结构。水上浮式生产系统包括FPSO(浮式生产储卸油装置)、浮式平台、半潜式平台或张力腿平台等。柔性管道可以在水平和垂直方向移动，灵活性较强，能够很好地抵御浮体运动和复杂环境引起的外部荷载。图1所示为常规多层柔性管道1的示意图，由内向外分别为：以承受内部荷载及自重的骨架层1-1，防止内部流体泄露的密封内衬套1-2，以承受外部荷载的铠装层，包括抗压铠装层1-3和抗拉铠装层1-5，正交缠绕的两层抗拉铠装层1-5配合使用可以起到抗扭的作用，以减少层间摩擦和压力的内层保护套1-4和以防止外部环境导致腐蚀或破坏的外部保护套1-6。抗压铠装层1-3位于柔性管道的内衬套1-2和内层保护套1-4之间，通常由成形且绕成自锁的不锈钢板制成，铠装层1-3的内表面与柔性管道的流体密封压力套1-2接触，外表面与柔性管道的内层保护套1-4接触。抗压铠装层1-3承担着抵御柔性管道1内外部压力荷载的功效，是柔性管道1最主要的功能性结构之一。抗压铠装层1-3的抗压强度直接关系着柔性管道的整体的抗压强度，是保证海洋油气安全生产和运营的关键。图2所示为新型抗压铠装层1-3的新型截面2示意图，新型截面形状简单，整体呈S型包括：上部S型异形带3-1、上部S型倒钩3-2、下部S型异形带3-3，下部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性立管铠装层，由多个相同的“S”型铠装层单元采用自锁的形式连接而成，其特征在于，每个“S”型铠装单元包括通过上下两端的S型截面的倒钩进行连接，每个“S”型铠装层单元截面形状基本一致，上下两端设有倒钩，并形成两个卡槽，通过上层的倒钩与下层的卡槽紧密配合，防止铠装层发生错位滑移。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性立管铠装层，由多个相同的“S”型铠装层单元采用自锁的形式连接而成，其特征在于，每个“S”型铠装单元包括通过上下两端的S型截面的倒钩...

【专利技术属性】
技术研发人员：余建星，许铭青，余杨，傅一钦，尤敏杰，吴凡蕾，岳晓雪，杜成龙，黄毓斌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12