[發明專利]防彎器及柔性管線

有效

• 申請號: 201811241196.8
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109538871B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 張玉;尚麗軍;劉軍鵬;段夢蘭;辛建航;趙海坤;馬國印;李文博;羅丹
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: F16L55/00
• 分類號: F16L55/00;F16L57/00;F16L1/20
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張子青;黃健

本發明提供一種防彎器及柔性管線，所述防彎器包括：防彎器分體；多個防彎器分體固定連接形成防彎器主體，所述防彎器主體的外徑為圓形，所述防彎器主體的外徑從所述防彎器主體的頂端至底端逐漸減小；或者，所述防彎器主體包括短圓柱段和圓錐段，所述短圓柱段的外徑等于所述圓錐段的最大外徑，所述圓錐段的最小外徑大于柔性管線的直徑；相鄰兩個所述防彎器分體的接觸面為螺旋面，所述螺旋面的軸線與所述防彎器主體的軸線重合。本發明提供的防彎器及柔性管線，通過將防彎器分體設置為螺旋形結構，使得防彎器整體的曲率變化更加平滑，從而降低應力集中。

技術領域

本發明涉及海洋柔性管線技術領域，尤其涉及一種防彎器及柔性管線。

背景技術

在油氣田開發項目特別是深水油氣田開發項目中，柔性管線作為常用的水下生產系統的重要設備，為水下生產系統設備輸送介質，如輸水、輸油與輸氣。為了保證柔性管線的正常工作，柔性管線端部動態應用一般要安裝防彎器，防止發生過度彎曲變形，保證柔性管線安全在位運行。防彎器已經成為海洋柔性管線的常用裝備，結構簡單，安裝方便等優點。

圖1為現有技術提供的防彎器的局部結構示意圖，圖2為現有技術提供的防彎器的整體結構示意圖，參考圖1和圖2所示，現有的防彎器是典型的分體式圓錐形構件，包括由兩個防彎器分體100組成的圓錐形防彎器主體200、設置在防彎器主體200內部的中心孔21、設置在防彎器主體200頂部的法蘭螺栓件22和設置在圓錐形主體100上的螺栓連接孔23，分體式圓錐形主體通過螺栓連接孔23內的螺栓件連接為整體，通過法蘭螺栓件22與柔性管線的端部接頭或者浮體連接。

現有技術提供的分體式圓錐形防彎器，雖然可以滿足柔性管線最大曲率的要求，但由于螺栓連接孔23的存在，圓錐形防彎器主體200上的螺栓連接分布不均，造成曲率分布不均，容易造成柔性管線最大曲率處發生疲勞破壞。

發明內容

本發明提供一種防彎器及柔性管線，通過將防彎器分體設置為螺旋形結構，使得防彎器整體的曲率變化更加平滑，從而降低應力集中。

本發明一方面提供一種防彎器，包括：防彎器分體；

多個防彎器分體固定連接形成防彎器主體，所述防彎器主體的外徑為圓形，所述防彎器主體的外徑從所述防彎器主體的頂端至底端逐漸減?。换蛘?，所述防彎器主體包括短圓柱段和圓錐段，所述短圓柱段的外徑等于所述圓錐段的最大外徑，所述圓錐段的最小外徑大于柔性管線的直徑；相鄰兩個所述防彎器分體的接觸面為螺旋面，所述螺旋面的軸線與所述防彎器主體的軸線重合。

如上所述的防彎器，所述螺旋面的旋轉角度小于一周。

如上所述的防彎器，還包括：沿著所述防彎器主體的軸線設置的中心孔，所述中心孔用于容納柔性管線。

如上所述的防彎器，還包括：法蘭盤，所述法蘭盤連接在所述防彎器主體的頂端，所述法蘭盤用于連接柔性管線的端部接頭或者浮體。

如上所述的防彎器，所述法蘭盤通過螺栓與嵌入在所述防彎器主體頂端的金屬連接件連接。

如上所述的防彎器，所述防彎器分體上均勻分布有多個連接孔，相鄰兩個所述防彎器分體通過安裝在所述連接孔內的螺紋緊固件固定連接。

如上所述的防彎器，所述防彎器分體的數量為三個，三個所述防彎器分體的形狀相同，所述螺旋面的旋轉角度為三分之一周。

本發明提供的防彎器，通過設置多個防彎器分體，且將相鄰兩個防彎器分體的接觸面設置為螺旋面，即防彎器分體呈螺旋形結構，可使得防彎器整體彎曲曲率變化更加平滑，從而有效減小柔性管線發生疲勞的熱點區域，降低應力集中，提高使用壽命。進一步地，防彎器分體通過螺紋緊固件固定連接形成防彎器主體，通過防彎器主體頂端的法蘭盤與柔性管線的端部接頭或者浮體相連接，整體結構簡單，拆裝方便，便于推廣和應用。

如上所述的防彎器，所述防彎器主體的外輪廓線為平滑曲率曲線。