[發明專利]一種新型環肋鋼帶增強柔性復合管

在審

• 申請號: 201911255908.6
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN110805757A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 劉婷;邵強強;白勇
• 申請（專利權）人: 寧波歐佩亞海洋工程裝備有限公司
• 主分類號: F16L11/08
• 分類號: F16L11/08;F16L11/12;F16L57/02;F16L57/06
• 代理公司: 杭州華知專利事務所(普通合伙) 33235
• 代理人: 龍湖浩

本發明公開了一種新型環肋鋼帶增強柔性復合管，旨在為陸地及海上油氣等工業領域提供一種經濟高效的介質輸送方案。該種復合管主要包括四層結構，由內到外依次為：環肋內層、鋼帶纏繞增強層（可由多層鋼帶沿內管軸向螺旋纏繞而成）、高強度編織薄膜層和外保護層。通過在內層中嵌入纏繞角度較大的環向加筋肋（類似于螺旋彈簧），以提高管道的環向和徑向強度，并彌補現有鋼帶纏繞增強柔性管抗外壓能力的不足；通過在最外層鋼帶增強層外側包裹高強度編織薄膜，以防止螺旋鋼帶在扭轉作用下的退卷行為。同時，該編織薄膜能對鋼帶增強層在軸壓作用下發生徑向擴張時提供一定的支撐作用，進一步提高管道的軸向壓縮剛度。

技術領域

本發明涉及一種應用于陸地或海洋的長距離輸送有壓液體或氣體物資的復合管道，特別是涉及一種改良后的鋼帶增強柔性復合管。

背景技術

現有鋼帶增強柔性復合管已應用于陸地或淺海的油氣運輸。鋼帶增強柔性復合管與傳統鋼管相比，具有重量輕、耐腐蝕、可盤卷等特點；與傳統非粘結管相比，其結構簡單，生產成本低。但由于缺少相應的鎧裝層，其徑向剛度和環向剛度不足，因此不能適用于深水區域；而含有骨架層或抗壓鎧裝層的非粘結柔性管雖能夠適用于深水區域，但其截面形式復雜，制造工藝困難，生產成本較高。本發明旨在提供一種適用于陸地及海上油氣等工業領域有壓介質輸送的經濟化解決方案。為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種新型環肋增強柔性復合管。該新型柔性復合管能夠在減少經濟成本的條件下，增強現有鋼帶纏繞增強柔性管的抗內外壓能力，且制造工藝簡單、生產成本低。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種新型環肋鋼帶增強柔性管，所采用的技術方案是：

一種新型環肋鋼帶增強柔性復合管，包括四層結構，由內到外依次為內層、鋼帶纏繞增強層、編織薄膜層和外保護層。內層中通過嵌入纏繞角度較大的環向加筋肋形成環肋內層，以增強管道的環向和徑向強度，從而進一步提高管道承受內外壓的能力。鋼帶纏繞增強層分為基礎增強層和附加增強層，由多層鋼帶沿內管軸向螺旋纏繞而成。編織薄膜層能夠降低鋼帶發生側向屈曲，提高其軸向壓縮剛度和扭轉能力。以防止螺旋鋼帶在扭轉作用下發生退卷行為，同時進一步提高管道的軸向壓縮剛度。鋼帶纏繞增強層由多層鋼帶沿內層軸向螺旋纏繞而成，鋼帶與內層和外保護層間無粘結，可滑移；鋼帶與鋼帶間無粘結，可滑移。

作為進一步的技術方案，所述內層和外保護層為熱塑性塑料層，內層嵌入了環向加筋肋，主要傳輸有壓介質，防泄漏和防腐蝕，并抵抗一定的外壓以及內壓的作用；外層主要用來保護管道結構不受外部環境的損傷；鋼帶纏繞增強層主要用于提供管道的抗內壓能力以及拉伸剛度，并平衡截面扭矩。

作為進一步的技術方案，對于有溫度要求的管線可根據設計添加熱絕緣層；在海洋應用中，為保持其在位穩定性，可根據管線設計添加配重層，配重層可以是金屬或其它材料。

作為進一步的技術方案，所述環向加筋肋截面形式可以為圓形、矩形或工字型等任意形式，所述鋼帶纏繞增強層截面形式為矩形或其它任意形式。

作為進一步的技術方案，所述鋼帶纏繞增強層的層數為偶數層，其中基礎增強層以“正正反反”的形式纏繞，即前兩層鋼帶與后兩層鋼帶纏繞角度相同，但纏繞方向相反。前兩層鋼帶的纏繞角度和方向均相同，第二層鋼帶覆蓋第一層鋼帶的間隙；后兩層鋼帶反方向纏繞，技術方案與前兩層相同。

作為進一步的技術方案，在基礎增強層外根據實際工況要求添加附加增強層。附加增強層按照“正反正反”纏繞方式依次纏繞鋼帶層，即相鄰鋼帶纏繞角度相同（由于半徑的變化，纏繞角度會有微小的變化），但纏繞方向相反，從而實現管體的扭矩平衡；同時也可采取正反方向鋼帶層數不同，但正反方向鋼帶層總厚度相同的方式來實現扭矩平衡。