复合软管梯形截面互锁抗压铠装层的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于：它包括两异型材，两异型材均包括一钢条和一钢带槽，钢条的横截面呈等腰梯形，钢带槽的横截面呈无上底的等腰梯形，且钢带槽的槽口宽度大于钢条上底宽度，钢带槽的下底宽度大于钢条下底宽度，钢条设置在钢带槽内，且钢条在长度方向上与钢带槽等长。将正置的异型材的钢带槽的一侧腰与倒置的异型材的钢带槽的一侧腰相互钩挂，相邻两个异型材互锁成环状缠绕在复合软管的内衬层外壁上。由于在钢条外套设钢带槽，因此，相邻的钢条具备一定的活动空间，从而可以增加抗压铠装层的柔性，并且也为钢条蠕变应变提供了空间裕量,同时可承受较大外部或者内部压力。本实用新型可以广泛用于海洋工程或者航天工程等领域柔性复合管道结构中。
【专利说明】复合软管梯形截面互锁抗压铠装层
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种铠装复合软管，特别是关于一种复合软管梯形截面互锁抗压铠装层。
【背景技术】
[0002]传统的海底管道一般以钢管为主，其整体的建造、安装和后续保养工作周期长且费用高。近年来国外兴起的柔性复合软管由于防腐蚀性好、针对海底地形地貌适应性强、铺设速度快且费用低、不易结蜡和能够重复利用等优点，已开始应用到海底油、气和水的海底管道中。
[0003]柔性复合软管主要有两种，一种为粘结性复合软管，另一种为非粘结性复合软管。粘结性复合软管的连接一般是由聚合物层和金属增强层挤压连成一体，其挤压成型后通过特殊的工序使聚合物材料层和金属增强层之间产生较高的粘合强度，该类软管一般仅在较短距离跨接管道中应用。而非粘结复合软管一般由聚合物材料层和金属增强层通过物理的方式组合而成，其每一层与每一层间不需要使用化学工艺粘合，各层间通过摩擦和接触压力来传递载荷，其具有良好的柔性，已逐渐成为软管中的主流结构，此类复合软管一般在长距离和高压的管道中使用。非粘结复合软管广泛应用在海洋工程中对原油、天然气或水的输送。
[0004]非粘结复合软管是由骨架层、内衬层、抗压铠装层、抗拉铠装层和外包覆层等多层构成，其中抗压铠装层主要用于抵抗径向力，并通过异型材互锁形成，其异型材截面形状有Z、C、X、T型等。现有技术的抗压铠装层是由异型材与管轴成大角度缠绕而成，缠绕角度一般接近于90度，因此可以提供较大环向力以抵抗较大内压，对内衬层起约束作用，防止内衬层爆破。抗压铠装层经缠绕后在相邻的截面间有一定的间隙，可以使软管具有一定的柔性。接头对抗压铠装层钢丝端部的良好固定是提供较大内压的前提，当接头不能对抗压铠装层钢丝端部提供良好的固定时，抗压铠装层将不具有较好的提供抵抗内压的能力，并很快的将内压传递给抗拉铠装层。由于抗拉铠装层的钢丝缠绕角度在30?40度之间，抗拉铠装层主要用于抵抗轴向压力，此时抵抗环向力的能力较弱。所以，接头和抗压铠装层钢丝端部的固定非常重要。
[0005]由于相邻的截面间有一定的间隙，这样可以保证了软管有一定的柔性，同时带来了隐患，当软管弯曲过大或轴向运动过大时，至使相邻截面间的运动过大，进而造成相邻的截面间有相互滑出的隐患，将会导致截面互锁功能的丧失。抗压铠装层相邻截面间的间隙越大该层的弯曲柔性越好，但由此间隙的增大会造成了内衬层的蠕变量也在随其增大。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种有效防止相邻截面相互滑出的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层。
[0007]本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是:一种复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:它包括两异型材，两所述异型材均包括一钢条和一钢带槽，所述钢条的横截面呈等腰梯形，所述钢带槽的横截面呈无上底的等腰梯形，且所述钢带槽的槽口宽度大于所述钢条上底宽度，所述钢带槽的下底宽度大于所述钢条下底宽度，所述钢条设置在所述钢带槽内，且所述钢条在长度方向上与所述钢带槽等长；
[0008]将正置的所述异型材的所述钢带槽的一侧腰与倒置的所述异型材的所述钢带槽的一侧腰相互钩挂，相邻两个所述异型材互锁成环状缠绕在复合软管的内衬层外壁上。
[0009]所述钢条设置在所述钢带槽内的中心位置，且所述钢条的个两侧腰与位于同一侧所述钢带槽的侧腰之间的垂直距离至少为所述钢带槽壁厚的3倍，所述钢带槽的壁厚不小于 1.5mmο
[0010]所述钢条的每一边角均设置圆弧角过渡，所述钢条的顶角为110° -130°，所述钢条的底角与所述钢带槽的底角相等。
[0011]所述钢条的侧腰与所述钢带槽的侧腰长度相等。
[0012]所述钢条和所述钢带槽均采用碳钢，且所述钢条为实心。
[0013]所述内衬层外壁设置有一层或多层所述抗压铠装层，且所述抗压铠装层内加入覆盖所述钢条和所述钢带槽的润滑油。
[0014]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、由于在钢条外套设钢带槽，因此钢条可以连续固定在设计位置并承担管道内部和外部的压力，相邻的钢条具备了一定的活动空间，增加了抗压铠装层的柔性，并且也为钢条蠕变应变提供了空间裕量，使得抗压铠装层可以应用在较高的温度条件下。相邻钢带槽之间采用“互锁”的形式保证了柔性软管抗压铠装层具备较好的柔性，使得抗压铠装层可承受较大外部或者内部压力。2、钢条和钢带槽均设计了圆弧角过渡，以防止发生应力集中和钢条蠕变引起的金属尖端受力。3、钢条为实心，其截面惯性矩较大且均匀性优异，因此其承受各个方向力矩的能力较为平衡，使得整个抗压铠装层的适用范围更广，安全性更高。4、在抗压铠装层内加入覆盖钢条和钢带槽之间空隙的润滑油，可以使相邻结构之间的摩擦力大大的降低，保证了结构寿命，本实用新型可以广泛用于海洋工程或者航天工程等领域柔性复合管道结构中。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型复合软管的结构示意图
[0016]图2是本实用新型抗压铠装层的结构示意图
[0017]图3是本实用新型异型材的横截面示意图
[0018]图4是本实用新型异型材相邻截面钩挂示意图
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0020]如图1所示，本实用新型所涉及的复合软管结构与已有的非粘结复合软管结构类似，从内层到外层依次包括骨架层1、内衬层2、抗压铠装层3、第一耐磨层4、第一抗拉铠装层5、第二耐磨层6、第二抗拉铠装层7、第三耐磨层8、保温层9和外包覆层10。其中，骨架层I由互锁钢带缠绕而成，骨架层I内输送流体，用于防止内衬层2的压溃；在骨架层I外表面设置有用于密封输送流体的内衬层2，在内衬层2外壁设置有抗压铠装层3，抗压铠装层3为非粘结层，层间可以相互错动；在抗压铠装层3外表面间隔包裹有第一耐磨层4 ;在第一耐磨层4外表面和第二耐磨层6内表面之间设有第一抗拉铠装层5，第二耐磨层6用于减小第一抗拉铠装层5和第二抗拉铠装层7之间的摩擦，在第二耐磨层6外表面和第三耐磨层8之间设有第二抗拉铠装层7，在第三耐磨层8外表面包裹有保温层9，在保温层9外表面包裹有外包覆层10组成非粘结复合软管。
[0021]如图2所示，本实用新型的发明点在于对抗压铠装层3进行了改进:本实用新型的抗压铠装层3由两异型材31相互钩挂缠绕成环状，两个异型材31与复合软管管轴缠绕角度接近于90度。如图3所示，异型材31由一钢条32和一钢带槽33组成。钢条32的横截面呈等腰梯形，钢带槽33的横截面呈无上底的等腰梯形，且钢带槽33的槽口和下底的宽度分别大于钢条32的上底和下底宽度。钢条32设置在钢带槽33内，且钢条32在长度方向上与钢带槽33等长。
[0022]在一个优选的实施例中，钢条32设置在钢带槽33内的中心位置，且钢条32的两侧腰与位于同一侧钢带槽33的侧腰37之间的垂直距离至少为钢带槽33壁厚的3倍，钢带槽33的壁厚不小于1.5mm。
[0023]在一个优选的实施例中，钢条32的每一边角均设置圆弧角过渡。
[0024]在一个优选的实施例中，钢条32的顶角为110-130度。
[0025]在一个优选的实施例中，钢条32的底角与钢带槽33的底角相等。
[0026]在一个优选的实施例中，钢条32的侧腰与钢带槽33的侧腰长度相等。
[0027]在一个优选的实施例中，钢条32和钢带槽33均采用碳钢，且钢条32为实心。
[0028]如图2、4所示，本实用新型在使用时，首先将一正置的异型材31的钢带槽33的侧腰与另一倒置的异型材31的钢带槽33的侧腰相互钩挂，且钩挂的两个侧腰之间存在一定空隙，相邻两个异型材31互锁成环状缠绕在内衬层2的外壁上。由于在钢条32外套设钢带槽33，因此，相邻的钢条32具备一定的活动空间，从而可以增加抗压铠装层3的柔性，并且也为钢条32蠕变应变提供了空间裕量，使得抗压铠装层3可以应用在较高的温度条件下。
[0029]在一个优选的实施例中，内衬层2外壁设置有一层或多层抗压铠装层3。
[0030]在一个优选的实施例中，抗压铠装层3内加入可以覆盖钢条32和钢带槽33的润滑油。
[0031]上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:它包括两异型材，两个所述异型材均包括一钢条和一钢带槽，所述钢条的横截面呈等腰梯形，所述钢带槽的横截面呈无上底的等腰梯形，且所述钢带槽的槽口宽度大于所述钢条上底宽度，所述钢带槽的下底宽度大于所述钢条下底宽度，所述钢条设置在所述钢带槽内，且所述钢条在长度方向上与所述钢带槽等长； 将正置的所述异型材的所述钢带槽的一侧腰与倒置的所述异型材的所述钢带槽的一侧腰相互钩挂，相邻两个所述异型材互锁成环状缠绕在复合软管的内衬层外壁上。
2.根据权利要求1所述的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:所述钢条设置在所述钢带槽内的中心位置，且所述钢条的个两侧腰与位于同一侧所述钢带槽的侧腰之间的垂直距离至少为所述钢带槽壁厚的3倍，所述钢带槽的壁厚不小于1.5_。
3.根据权利要求1所述的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:所述钢条的每一边角均设置圆弧角过渡，所述钢条的顶角为110° -130°，所述钢条的底角与所述钢带槽的底角相等。
4.根据权利要求2所述的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:所述钢条的每一边角均设置圆弧角过渡，所述钢条的顶角为110° -130°，所述钢条的底角与所述钢带槽的底角相等。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:所述钢条的侧腰与所述钢带槽的侧腰长度相等。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:所述钢条和所述钢带槽均采用碳钢，且所述钢条为实心。
7.根据权利要求5所述的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:所述钢条和所述钢带槽均采用碳钢，且所述钢条为实心。
8.根据权利要求1或2或3或4或7所述的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:所述内衬层外壁设置有一层或多层所述抗压铠装层，且所述抗压铠装层内加入覆盖所述钢条和所述钢带槽的润滑油。
9.根据权利要求5所述的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:所述内衬层外壁设置有一层或多层所述抗压铠装层，且所述抗压铠装层内加入覆盖所述钢条和所述钢带槽的润滑油。
10.根据权利要求6所述的复合软管梯形截面互锁抗压铠装层，其特征在于:所述内衬层外壁设置有一层或多层所述抗压铠装层，且所述抗压铠装层内加入覆盖所述钢条和所述钢带槽的润滑油。
【文档编号】F16L11/00GK203488867SQ201320600392
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】周巍伟, 曹静, 沙勇, 贾旭, 李新仲, 谢彬, 李丽玮, 王世圣 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院