[實用新型]連續纖維增強非粘接復合柔性管

有效

• 申請號: 201420335498.2
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN203948808U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 白勇;王森;叢日峰
• 申請（專利權）人: 山東冠通藍海石油管材有限公司
• 主分類號: F16L9/16
• 分類號: F16L9/16;F16L57/06;F16L58/10
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 初姣姣

技術領域

本實用新型涉及一種管材，具體地說是一種結構合理、使用壽命長、耐腐蝕性能高，且具有重量輕、強度高、柔性好等優點的連續纖維增強非粘接復合柔性管。?

背景技術

隨著陸地和淺海的石油天然氣資源開采殆盡,海洋油氣勘探開發正高速向深海發展，與此同時對海洋石油管道需求大大增加。與傳統的金屬管道相比,柔性管道最突出的優點是可以承受較大的變形。不僅在邊際油田開發中采用柔性管道存在一定的優勢,如更易鋪設和回收,可以降低綜合成本，而且對于深海平臺的立管如果采用柔性管可以避免大變形及渦激振動引起的疲勞破壞。同時，柔性管還有質量輕、有著極其高的抗內壓、抗外壓和拉伸能力強等優勢。纖維材料的應用，使柔性管管材可以達到傳統柔性管技術無法達到的深度。?

現有的海洋柔性管主要結構包括：位于最內層的金屬線圈結構的骨架層，高分子材料的含液層，螺旋自鎖的異性鋼帶壓力鎧裝層，兩個反方向鋼帶螺旋鋼帶拉伸層和外保護層。?

此種管道存在以下缺點：采用金屬結構功能層具有很大的張力，且容易受到海水中的微生物以及油氣中含有的硫化氫氣體、二氧化碳氣體等物質的侵蝕，使用壽命較短；金屬結構的耐疲勞性能較差，容易疲勞失效。?

其次，金屬線圈結構的骨架層，在流體流動過程中產生渦激震動，這種結構摩擦系數大，降低了流體流速，容易結蠟結垢造成堵塞；再次，傳統的金屬制柔性管內需要添加保溫材料，導致管材生產成本較高，生產工藝復雜。?

發明內容

本實用新型針對現有技術中存在的缺點和不足，提出一種結構合理、使用壽命長、耐腐蝕性能高，且具有重量輕、強度高、柔性好等優點的連續纖維增強非粘接復合柔性管。?

本實用新型可以通過以下措施達到：?

一種連續纖維增強非粘接復合柔性管，其特征在于由里向外分別設有非金屬內骨架層、內襯層、非粘接增強層、內保護層、外骨架層、拉伸層、抗磨層和外保護層，其中用于保證管材彎曲均勻并支撐管材徑向荷載的非金屬內骨架層設有2層或3層或4層纖維板層，纖維板層采用纏繞帶按纏繞角度為50-90°纏繞而成，纏繞帶范圍為30-60mm，每個纖維板層中設有四層或六層或八層由纏繞帶纏繞的單層纖維層，纏繞帶采用熱塑性/熱固性樹脂與纖維組成。?

本實用新型所述非金屬內骨架層中纖維板層的纏繞角度優選72°，纏繞寬度優選29?mm、41?mm或53?mm。?

本實用新型所述內襯層為高分子聚合物管層，厚度為3至20mm，用于輸送流體。?

本實用新型所述用于保證管材強度的增強層為非粘接增強層，非粘結增強層由4個增強層組成，每個增強層由2個或3個或4個增強纖維板層組成，每個增強纖維板層均由纏繞帶按纏繞角度為30-70°纏繞而成，纏繞的寬度范圍為20-70mm，增強纖維板層由偶數層纖維層組成，優選由兩層、四層或六層纖維層組成，每層增強纖維板層采用由熱塑性樹脂與纖維組成的纏繞帶纏繞而成。?

本實用新型所述非粘接增強層優選四個增強層，相鄰的增強層之間有抗磨層，纖維板層中纏繞帶的纏繞角度優選42°，纏繞寬度優選44?mm、57mm。?

本實用新型所述內保護層為高分子聚合物管層，厚度為3至20mm，用于防止外保護層破損導致管道失效。?

本實用新型所述外骨架層，作用為抵抗外骨架層以外的外部壓力，支撐拉伸層的徑向荷載，由熱塑性/熱固性樹脂和纖維交叉纏繞而成，纏繞角度為50-90°，纏繞帶帶寬可以為30mm。?

本實用新型所述拉伸層用于保證管材在使用過程中扭曲平衡以及軸向荷載等性能，拉伸層設有2層拉伸單元層，相鄰的拉伸單元層之間設有抗磨層，每個拉伸單元層由至少2層拉伸纖維層組成，拉伸纖維層由采用熱塑性/熱固性樹脂和纖維交叉纏繞而成，拉伸纖維層優選20mm纏繞寬度，其中內側的拉伸纖維層的纏繞角度100-170°，優選12°、155°，外側的拉伸纖維層纏繞角度20-55°，優選25°。?

本實用新型所述抗磨層用于防止層間磨損，材質可以為尼龍帶，可以用4根尼龍帶以同一角度纏繞，與纖維層交叉纏繞，纏繞角度優選45°，纏繞寬度可以為60mm。?

本實用新型所述外保護層為高分子聚合物管層，厚度為3-20mm，用于防止內部結構破損。?

本實用新型中用于纏繞制成非金屬內骨架層、非粘接增強層、外骨架層以及拉伸層的樹脂和纖維可以采用玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、聚酯纖維中的一種或幾種的混合物。?