[發明專利]一種用于海洋復合軟管的骨架層及其專用類E型截面異型材

有效

• 申請號: 201811364330.3
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109237155B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 陳嚴飛;高莫狄;董紹華;張宏;敖川;劉昊;張琦;婁方宇;馬尚;劉涵鈺;侯富恒;周俊煒
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: F16L11/16
• 分類號: F16L11/16;F16L59/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發明公開了一種用于海洋復合軟管的骨架層及其專用類E型截面異型材。所述異型材的橫截面呈類E型；類E型的截面包括臂A、臂B和臂C，其中，臂B和臂C均為L型臂，L型臂包括橫臂和豎臂，與臂A平行的臂記為豎臂，與臂A垂直的臂記為橫臂；臂B和臂C中的橫臂均朝向臂A；臂A與臂B之間的間距大于臂B的所述橫臂的寬度；臂B與臂C之間的間距大于臂A與臂C的橫臂的寬度之和。本發明提供的異型材的橫截面呈類E型，能夠互鎖，有效防止形成的骨架層與相鄰界面相互滑出，同時能夠使復合軟管具有良好柔性，因此能用于海洋復合軟管。當復合軟管發生彎曲時，由于相互咬合截面之間存在間隙，允許異型材相鄰截面保持一定的柔性的同時在一定空間內發生相對運動。

技術領域

本發明涉及一種骨架層及其專用異型材，具體涉及一種用于海洋復合軟管的骨架層及其專用類E型截面異型材。

背景技術

全球海洋油氣資源豐富，海洋油氣資源量約占全球的72％，隨著陸地資源趨于枯竭，海洋開采逐漸成為主流。近年來國外興起的柔性復合軟管由于其具有重量輕、韌性強、管體柔軟、耐低溫、耐腐蝕、不易結蠟、實用性強、易搬運等優點，已經開始應用到海底油、氣和水的輸送。柔性復合管道包括粘結性復合軟管和非粘結性復合軟管。其中，粘結性復合軟管一般應用于短距離跨接管，通常由聚合物層和金屬增強層擠壓成一體，管體各層之間緊密結合為一體，不會有相對滑移；非粘結性復合軟管是通常由金屬材料或者聚合物螺旋纏繞而成，或者由自鎖結構組成，允許層間發生相對位移，具有更好的柔性。與粘結性復合軟管相比而言，非粘結性復合軟管具有更好的性能，它的彎曲剛度很小，在同樣的外載荷作用下，非粘結性軟管的彎曲半徑更小，曲率更大，在產生很大的橫向變形的同時，也能保證軸向的抗拉強度，以及承受內外環向壓力的能力。非粘結性復合軟管多用于長距離、高壓的管道輸送，在超深水海洋開發中具有非常廣泛的應用前景。非粘結性復合軟管己逐漸成為軟管中的主流結構，一般由骨架層、內襯層、抗壓層、抗磨層、抗拉層、絕緣層、外套層等多層構成的復合管體結構，其中骨架層主要提供抵抗外部壓力，防止結構壓潰破壞。骨架層互鎖結構使得相鄰截面存在一定的間隙，雖然能使其具有更好的柔性，但是在軸向運動過大或管道彎曲程度較大時，有可能出現達到材料屈服極限或者導致互鎖結構卡死的問題，使得結構完整性被破壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于海洋復合軟管的骨架層及其專用類E型截面異型材，本發明異型材能夠互鎖，有效防止骨架層與相鄰界面相互滑出，同時能夠使復合軟管具有良好柔性，解決海洋中管道可能受到彎矩和拉應力作用導致管道變形或失效的問題。

本發明首先提供一種用于復合軟管的骨架層的異型材，所述異型材的橫截面呈類E型；

所述類E型的截面包括臂A、臂B和臂C，其中，所述臂B和所述臂C均為L型臂，所述L型臂包括橫臂和豎臂，與所述臂A平行的臂記為所述豎臂，與所述臂A垂直的臂記為所述橫臂；

所述臂B和臂C中的所述橫臂均朝向所述臂A；

所述臂A與所述臂B之間的間距大于所述臂B的所述橫臂的寬度；

所述臂B與所述臂C之間的間距大于所述臂A與所述臂C的所述橫臂的寬度之和。

所述的異型材中，所述臂A的端面呈圓弧形；

所述臂B的所述橫臂的端面呈圓弧形；

所述臂C的所述橫臂的端面呈圓弧形；

圓弧形的端面能夠為形成的互鎖結構提供緩沖空間。

所述的異型材中，所述類E型的截面中，所述臂A的兩個壁面與所述截面的底面的連接處均呈直角，便于加工制造。

所述的異型材中，所述類E型的截面中，所述臂B的所述橫臂的下壁面與所述豎臂的左壁面的連接處呈弧形，能夠為形成的互鎖結構提供緩沖空間，所述橫臂的上壁面與所述豎臂的右壁面的連接處呈直角，便于加工制造；

所述豎臂的近所述臂A的壁面記為所述左壁面。