一种用于海底管道悬跨治理的防冲刷灌浆袋的制作方法

本发明涉及灌浆袋，特别涉及一种用于海底管道悬跨治理的防冲刷灌浆袋。

背景技术：

是海洋石油集输与储运系统的重要组成部分，在海洋石油资源的开发中发挥着重要的作用，被誉为海上油田的“生命线”。自1936年，第一条海底管线在美国加尔维斯顿(Galvestan)铺设以来，海底管线已经在世界范围内的海洋油气田开发中得到了广泛应用。截至到2015年年底，我国在役的海底管线已经超过6000公里。但是，由于海洋石油集输的特殊性和海洋环境的复杂性，海底管道在服役期间的安全性遭遇多方面的严峻挑战。其中，悬跨管段因涡激振动导致的疲劳失效，是威胁海底管线安全性的重要因素之一。海床起伏、地震、波流冲刷等因素可能会导致海底管线的某些区段失去支撑，形成悬跨。在一定条件下，洋流流经悬跨管段时，发生以流固耦合为特征的涡激振动。涡激振动产生的交变应力将导致悬跨疲劳乃至失效，严重危及到海底管线的安全运行。

管线悬跨如何治理的问题，国内外学者进行了大量的研究，提出了很多关于海底管道悬跨治理的方法，并且部分方法已应用到工程实践中。目前海底管道自由悬跨治理的主要方法有结构支撑法、抛石法、水泥压块法，覆盖人工草法。上述治理方法针对不同悬跨产生的原因和适用海况都有各自的优缺点，但大都存在由于海流冲刷及海床沉降而导致海底管道再次发生悬跨的问题，因此有必要在这方面进行相关的设计研究。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于海底管道悬治理的防冲刷灌浆袋,本灌装袋可实现海底管道悬跨的快速治理，并可避免因海床沉降和海流冲刷而产生的管道二次悬跨，提升悬跨治理的效果，降低海底管道悬跨治理的成本，减小海上作业风险。

本发明所采用的技术方案是：一种用于海底管道悬跨治理的防冲刷灌浆袋，由灌浆袋本体构成，所述灌浆袋本体为A型结构，其内部水平设置有至少一道中间结构层，所述中间结构层包括沿灌浆袋本体内侧设置的一圈水平加强层，和设置在所述水平加强层内圈之间的井字型加强拉筋；所述灌浆袋本体的底部设置有灌浆口和仿生草；所述灌浆袋本体的顶部设置有返浆口和备用夹层。

所述灌浆袋本体的顶部设置有备用灌浆口。

所述备用夹层的侧壁设置有备用夹层灌浆口，所述备用夹层的顶部设置有备用夹层返浆口。

所述灌浆口、所述备用灌浆口和所述备用夹层灌浆口均采用单向阀门，外部通过法兰或快速接头与灌浆软管相连接。

所述返浆口和所述备用夹层返浆口均采用开启压力不小于0.04MP、不大于0.1MPa的单向阀门。

所述灌浆袋本体内部前后、左右之间均设置有至少一道竖向加强层。

所述灌浆袋本体的底部四个角设置有固定环。

所述灌浆袋本体采用重型机织聚丙烯或聚氨酯双面涂层布的其中一种材料制成，并采用热合工艺和缝制工艺两者结合制作，其缝纫线采用TK 13尼龙绳。

所述水平加强层、所述加强拉筋和所述竖向加强层均采用100g/m²尼龙布制成。

所述仿生草采用聚乙烯或者聚丙烯材料的其中一种制成，为光滑封闭的圆型断面，其直径为3mm、长度为400mm。

本发明的有益效果是：本发明通过灌浆作业可以实现海底管道悬跨的快速治理，通过备用夹层和仿生草设计可以避免由于海床沉降和海流冲刷而产生的管道再次悬跨，可以提升悬跨治理的效果，同时采用灌浆袋的悬跨治理方法海上施工量小，风险低，提高了管道悬跨治理的经济性和安全性。

附图说明

图1：本发明主视结构示意图；

图2：本发明侧视结构示意图；

图3：本发明俯视结构示意图；

图4：本发明A-A剖面结构示意图；

图5：本发明B-B剖面结构示意图；

图6：本发明C-C剖面结构示意图。

附图标注：1、灌浆袋本体；2、中间结构层；3、竖向加强层；4、备用夹层；5、灌浆口；6、返浆口；7、仿生草；8、备用灌浆口；9、备用夹层灌浆口；10、备用夹层返浆口；11、固定环；12、水平加强层；13、加强拉筋。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如附图1至图6所示，一种用于海底管道悬跨治理的防冲刷灌浆袋，由灌浆袋本体1构成，所述灌浆袋本体1采用重型机织聚丙烯(Heavy Duty Woven Polypropylene)或聚氨酯双面涂层布(TPU)的其中一种材料制成，并采用热合工艺和缝制工艺两者结合制作，其缝纫线采用TK 13尼龙绳。

所述灌浆袋本体1为A型结构，其内部水平设置有至少一道中间结构层2，本实施例中，所述中间结构层2设置为三道，其中，每道所述中间结构层2均包括沿灌浆袋本体1内侧设置的一圈水平加强层12，和设置在所述水平加强层12内圈之间的井字型加强拉筋13。此外，所述灌浆袋本体1内部前后、左右之间均设置有至少一道竖向加强层3，本实施例中，所述竖向加强层3在所述灌浆袋本体1内部的前后之间和左右之间分别设置为两道。所述水平加强层12、所述加强拉筋13和所述竖向加强层3均采用100g/m²尼龙布(Nylon Sheet)制成。

所述灌浆袋本体1的底部设置有灌浆口5，其顶部设置有备用灌浆口8和返浆口6。所述灌浆口5和所述备用灌浆口8均采用单向阀门，外部通过法兰或快速接头与灌浆软管相连接；所述返浆口6采用开启压力不小于0.04MP、不大于0.1MPa的单向阀门。此外，所述灌浆袋本体1的底部四个角设置有固定环11。

为避免由于海床沉降引起的海底管道的二次悬跨，所述灌浆袋本体1的顶部还设置有备用夹层4，所述备用夹层4的侧壁设置有备用夹层灌浆口9，所述备用夹层4的顶部设置有备用夹层返浆口10。所述备用夹层灌浆口9采用单向阀门，外部通过法兰或快速接头与灌浆软管相连接；所述备用夹层返浆口10采用开启压力不小于0.04MP、不大于0.1MPa的单向阀门。

为避免由于海流冲刷所产生的海底管道的二次悬跨，所述灌浆袋本体1的底部还设置有仿生草7，所述仿生草7采用聚乙烯或者聚丙烯材料的其中一种制成，为光滑封闭的圆型断面，其直径为3mm、长度为400mm。

本发明灌浆袋的工作过程如下：

1、灌浆袋水下就位：根据施工方案派遣施工船舶就位在需要治理的悬跨管道上方，通过潜水员或ROV携带灌浆袋下水，将灌浆袋铺设在需要治理的悬跨管段的正下方。

2、灌浆袋灌浆工作：将灌浆软管的一端连接到船上灌浆设备上，由潜水员或ROV将灌浆软管另一端连接到灌浆袋的灌浆口5，然后进行灌浆作业。当通过底部正常灌浆口5无法灌满灌浆袋时，则通过顶部的备用灌浆口8进行灌浆；当顶部返浆口6有水泥浆返出，且灌浆袋与治理管道接触面的夹角不小于120度时，灌浆完成。

3、清理收尾工作，由潜水员或ROV将灌浆软管与灌浆袋的连接断开，清洗灌浆软管，并带至施工船舶上回收。