一种增强在位稳定性的扣入式止屈器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种增强在位稳定性的新型扣入式止屈器，应用于某段海底管道(7)，包括三个结构相同的瓣体，每个瓣体的截面形状类似英文A字，包括两个相交成60°角的侧板，连接在两个侧板之间的加强肋板(6)，在每个侧板的端部均设置有眼板(5)；在三个瓣体通过相邻的眼板(5)扣在海底管道(7)上后，每个瓣体的加强肋板(6)均贴近海底管道(7)的外表面。本发明可以增加管道本身的在位稳定性。
【专利说明】
一种増强在位稳定性的扣入式止屈器
技术领域
[0001]本发明涉及一种增强在位稳定性的新型扣入式止屈器，该装置整体外观呈三角形，安装简便止屈效率高，同时铺设管道时该装置能够起到底座的作用，限制管道的横向位移并且保护管道的局部安全，增强管线的在位稳定性。
【背景技术】
[0002]深海油气能源开发已达到国家战略的高度，尤其是随着经济的高速发展，陆上能源消耗殆尽，深海油气资源成为能源安全的重要保障，其中海底管道是海洋油气开发运输的重要环节。海底管道的屈曲传播破坏一直是工程界困扰已久的难题，制造、安装以及服役等过程中产生的缺陷，都会导致海底管道局部抗屈曲性能的减弱，在外部静水压力作用下，容易发生局部屈曲，并会沿着管道长度方向传播，发生整体失效破坏，造成巨大的经济、生态灾难。止屈器的提出为解决海底管道的大规模破坏提供了一种崭新的思路，即在海底管道上每隔80?10m左右安装一个止屈器装置，它以较强的环向刚度来抑制屈曲传播扩展，将破坏区域限制在两个止屈器装置之间，只需要对这一段损坏的管道进行维修或替换，从而达到经济性与安全性的平衡。扣入式止屈器在浅水管道铺设中得到了最广泛的使用，通常其长度与管道外径比为L/D = 0.5-2.0，结构简单，安装时将其滑过管道接头，并固定到指定位置即可。扣入式止屈器成本低且无焊缝，避免了焊接引起的缺陷和残余应力，但其止屈效率较低，容易发生U型穿越，不能用于较大水深。
[0003]现今国内外在止屈器设计方面存在的不足之处主要有:
[0004]1.如果止屈器采用焊接在管道两端的方式进行连接，就很容易造成局部缺陷和残余应力，降低其止屈效果，而且海上焊接成本大，技术要求高，难度大。
[0005]2.传统扣入式止屈器应用水深范围较小，止屈效率较低，易发生U型穿越，不能满足深水止屈的要求。
[0006]3.止屈器功能单一，传统的设计思想偏重于达到止屈功能即可，未考虑多功能性的设计。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于保证传统扣入式止屈器优点的前提下，使其抗屈曲性能更加优良，达到更好的止屈效果，扩大应用的水深范围。本发明的扣入式止屈器的整体轮廓呈现正三角形，管道位于止屈器当中，相当于安装了底座，大大增加了管道本身的在位稳定性。本发明的技术方案如下:
[0008]一种增强在位稳定性的新型扣入式止屈器，应用于某段海底管道(7)，包括三个结构相同的瓣体，每个瓣体的截面形状类似英文A字，包括两个相交成60°角的侧板，连接在两个侧板之间的加强肋板(6)，在每个侧板的端部均设置有眼板(5);在三个瓣体通过相邻的眼板(5)扣在海底管道(7)上后，每个瓣体的加强肋板(6)均贴近海底管道(7)的外表面。
[0009]本发明针对海底管道止屈器装置，提供一种增强在位稳定性的新型扣入式止屈器装置，与国内外现有技术相比具有以下优点:
[0010](I)本发明的新型扣入式止屈器从传统扣入式止屈器失效模式出发进行设计，使其止屈效果大大提高，适用的水深范围增加，具有更普遍的适用性，同时可以进行模块化批量式生产。
[0011](2)本发明考虑到了深海管线服役过程中容易受到水流冲击，易造成管道铺设路线偏离的影响，所以本装置设计外观呈三角形，局部中空的三角形位置可以填充混凝土等填充物，增加管道的在位稳定性，使其更加稳固，同时保护管道的局部安全。
[0012](3)本发明的新型扣入式止屈器不需要海上焊接，只需在相应位置进行螺栓连接，安装便捷，不存在焊接质量不达标和局部残余应力过大的问题。
【附图说明】
[0013]图1配有止屈装置的某段海底管道的立体图
[0014]图2配有止屈装置的某段海底管道的俯视图
[0015]图3新型扣入式止屈器俯视图
[0016]图4新型扣入式止屈器一个瓣体的立体图
[0017]图中标号说明:
[0018]I—新型扣入式止屈器瓣体I ;2—新型扣入式止屈器瓣体Π ;3—新型扣入式止屈器瓣体m ; 4—螺栓孔;5—眼板;6—加强肋板;7—海底管道；
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述:
[0020]如图1所示，该新型扣入式止屈器主要包括:三个完全一样的组合部件(瓣体I，瓣体Π，瓣体m)，螺栓孔4，眼板5，加强肋板6。三个瓣体可以通过螺栓进行连接，各组件装配完成后，海底管道刚好内切于组合装置中间的正六边形内，如图2所示。传统的扣入式止屈器其本身易随着管道的屈曲压溃而呈椭圆状变形，或管道呈现U型穿越模式，使其止屈能力大幅下降，因此只适用于较浅海域，本发明从止屈失效模式角度出发进行设计，如图3所示，整个装置外观呈正三角形，中间构成正六边形，局部构成正三角形，局部三角形的稳定性保证了整个组合装置的高稳定性和抗屈曲性能，改善了传统扣入式止屈器的设计缺陷，止屈效果明显增强。由于三个瓣体完全相同，且构造简单，如图4所示，可以大大简化工艺流程，采取整体锻造或焊接的模式均是可行的，同时有利于进行批量式生产，扩大生产规模和生产效率。
[0021 ]在管道铺设过程中，由于该装置构造简单，安装时将每个瓣体内切于管道外径，并固定到指定位置，用螺栓进行紧固连接即可。由于海底管道外径内切于该装置中间的正六边形当中，具有很好的控制海底管道变形的能力，加上该装置局部呈三角形构造，具有很好的支撑和稳定作用，同时在三角形中可以填充混凝土等填充物，既可以增加整体的抗屈曲能力，还能增加管道铺设后管线的在位稳定性。当海底管道受到横向海流作用时，该装置与海底土壤接触面积大且接触充分，能够很好的保证管道不发生偏移，减小海底管道的震动，起到很好的保护作用。
【主权项】
1.一种增强在位稳定性的扣入式止屈器，应用于某段海底管道(7)，包括三个结构相同的瓣体，每个瓣体的截面形状类似英文A字，包括两个相交成60°角的侧板，连接在两个侧板之间的加强肋板(6)，在每个侧板的端部均设置有眼板(5);在三个瓣体通过相邻的眼板(5)扣在海底管道(7)上后，每个瓣体的加强肋板(6)均贴近海底管道(7)的外表面。
【文档编号】F16L1/20GK106015739SQ201610548819
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】余建星, 段晶辉, 余杨, 孙震洲, 樊志远, 吴梦宁
【申请人】天津大学