CN102230553B - 用于海底输油输气的软管管线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于海底输油输气的软管管线，它包括线缆和用于输油输气的软管，线缆上依次设有用于与海床相连的锚桩组件和用于约束所述软管的约束组件。所述锚桩组件包括相互铰接的第一夹具和管桩，所述第一夹具与线缆相连，所述管桩插设固定于海床上。所述约束组件包括约束带和设于约束带两端的第二夹具，所述第二夹具的端部设有定位槽，所述线缆夹持固定于定位槽中，软管套设于首尾连接于线缆上的约束带内。本发明具有安全可靠、施工方便容易、施工速度快、成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及海上采油、采气等海上作业系统领域，具体涉及一种海底输送原油和油气的软管管线。
背景技术
随着沿海地区和浅水区储备油气资源的日益枯竭，深水区油气资源的开采和生产成为了海洋能源开发的目标。目前发现的大型海上油田大多处于深水海域，世界各国海洋油气资源的开采和生产正加快向更深的水域发展。海底输油管线是深海采油生产系统中关键的结构体之一，随着海底油田的深度加深，传统的钢管输油管道的设计、施工及运行管理越来越困难，造价也越来越高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种安全可靠、施工方便容易、施工速度快、成本低的用于海底输油输气的软管管线。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于海底输油输气的软管管线，它包括线缆和用于输油输气的软管，所述线缆上依次设有用于与海床相连的锚桩组件和用于约束所述软管的约束组件。
作为本发明技术方案的进一步改进：
所述锚桩组件包括相互铰接的第一夹具和管桩，所述第一夹具与线缆相连，所述管桩插设固定于海床上。
所述第一夹具和管桩通过销栓相互铰接。
所述管桩上设有下端开口的空腔，且管桩的上部设有用于负压将管桩插入海床的吸力孔。
所述约束组件包括约束带和设于约束带两端的第二夹具，所述第二夹具的端部设有定位槽，所述线缆夹持固定于定位槽中，软管套设于首尾连接于线缆上的约束带内。
所述软管的端部设有软管接头，所述软管接头包括连接管和带螺栓的加强箍，所述软管粘结套设于连接管上，所述加强箍套设于所述软管与连接管的结合部上，所述连接管的出口端设有用于安装连接的连接部。
本发明具有下述优点：
1、本发明采用软管来实现输油输气，且线缆上依次设有用于与海床相连的锚桩组件和用于约束软管的约束组件，可以有效约束软管，实现可靠的输油输气，防止软管在海底发生大位移运动，具有软管保护好、牢固可靠、成本低的优点。
2、本发明采用软管来实现输油输气，软管质量轻便、无需防锈处理、能折叠、能盘圆于滚筒之上，不会在施工过程中由于海水压力而发生管道的压曲破坏，接头少，铺设施工速度快；采用软管输送油气时，软管内油气产生的压力可以由软管外部的海水压力来平衡，作用于软管管壁上的应力小，更加节省材料；采用软管在输送油气时，管内油气的比重比海水小，软管内的油气能够受到海水的浮力作用，油气在浮力的作用下在管道内有自行向海面运动的趋势，可以减少管线的输送压力；
3.本发明的软管及线缆均为柔性结构，无论是海底地震引起的海床加速度还是海床位移均对本发明的管线结构的作用非常小。
附图说明
图1为本发明实施例的管线结构示意图。
图2为本发明实施例的管线剖面结构示意图。
图3为本发明实施例中锚桩组件的结构示意图。
图4为本发明实施例中约束组件的结构示意图。
图5为本发明实施例中软管接头的结构示意图。
图6为本发明实施例的铺设应用时的结构示意图。
图中：1、线缆；2、软管；21、软管接头；211、连接管；212、连接部；213、加强箍；3、锚桩组件；31、第一夹具；32、管桩；321、空腔；322、吸力孔；33、销栓；4、约束组件；41、约束带；42、第二夹具；421、定位槽；5、线缆入水控制滑轮；6、软管控制绞盘；7、线缆控制绞盘。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明实施例中的用于海底输油输气的软管管线包括线缆1和用于输油输气的软管2，线缆1上依次设有用于与海床相连的锚桩组件3和用于约束软管2的约束组件4。
如图3所示，锚桩组件3包括相互铰接的第一夹具31和管桩32，第一夹具31与线缆1相连，管桩32插设固定于海床上。本实施例中，第一夹具31和管桩32通过销栓33相互铰接。锚桩组件3的结构简单可靠，铰接连接的方式可以使管桩32始终保持铅垂状态到达海底，便于管桩32固定于海床。管桩32上设有下端开口的空腔321，且管桩32的上部设有用于负压将管桩32插入海床的吸力孔322。本实施例中，管桩32由钢管和焊接于钢管端部的封口钢板组成，钢管和封口钢板在管桩32下部形成空腔321，吸力孔322设于封口钢板上。管桩32既可以通过吸力孔322产生负压而插入海床，也可以通过静压或者汽锤插入海床，管桩32通过吸力孔322采用负压或者静压的方式插入海床，与海床的固定方式简单可靠。
如图4所示，约束组件4包括约束带41和设于约束带41两端的第二夹具42，第二夹具42的端部设有定位槽421，线缆1夹持固定于定位槽421中，软管2套设于首尾连接于线缆1上的约束带41内。约束组件4结构简单、成本低，可以实现对软管2的固定可靠而又不会损伤软管2。未与线缆1夹持固定前，约束组件4为两端设有第二夹具42的带状物，在使用时将一个第二夹具42夹持固定于线缆1上，然后将约束带41套住软管2，最后将另一个第二夹具42夹持固定于线缆1上即可实现约束组件4的安装。
如图5所示，软管2的端部设有软管接头21，软管接头21包括连接管211和带螺栓的加强箍213，软管2粘结套设于连接管211上，加强箍213套设于软管2与连接管211的结合部上，连接管211的出口端设有用于安装连接的连接部212。软管接头21的结构一方面可以用于软管2与其他连接件的连接，例如与水下、水上采油生产设备的连接，另一方面也可以用于软管2的加长，连接结构牢固可靠，可以有效承担施工时对管线施加的拉力。本实施例中，软管2粘结套设于连接管211上形成密封连接，密封安全可靠。连接部212上设有螺栓孔，可以将其与其他设备的法兰相连。
本实施例中，线缆1采用钢缆，此外也可以采用其他材料制作的缆绳。软管2为高强度纤维丝与底胶材料绕制形成，高强度纤维丝可采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者其他高强度纤维丝；此外也可以由普通塑料或者橡胶材料制成。约束组件4除本实施例公开的形状以外，也可以采用其他结构，只要能将软管2约束即可，约束带41可采用钢板、钢条、钢索、钢丝或者纤维制品等。本实施例中与海水接触的一切钢质材料可以进行防锈涂层处理或者阴极保护防锈处理。
如图6所示，通过铺设船在海上按管线设计线路连续铺设管线时，线缆1绕设在线缆控制绞盘7上，软管2绕设在软管控制绞盘6上，船尾侧设有线缆入水控制滑轮5，详细操作步骤如下：
1)安装软管接头21。将软管控制绞盘6上的软管2拉出足够的长度，将软管2粘结套设于软管接头21的连接管211上，将加强箍213套设于软管2与连接管211的结合部上，通过拧紧加强箍213上的螺栓将连接管211与软管2紧密套接达到完全密封的程度。
2)将线缆控制绞盘7上的线缆1拉出足够的长度，让线缆1穿过线缆入水控制滑轮5之后，将线缆1的端头焊接到软管2的软管接头21上。
3)随着铺设船前行，由线缆控制绞盘7、软管控制绞盘6及线缆入水控制滑轮5将线缆1和软管2逐渐同步放入海里，只有需要在线缆1上连接锚桩组件3和约束组件4时，铺设船暂时停止前行并停止放缆。每200米放置一个锚桩组件3，每5米放置一个约束组件4，锚桩组件3和约束组件4与线缆1的连接安装均在船尾进行，且均设在线缆入水控制滑轮5的后侧方。安装锚桩组件3时，先将第一夹具31与线缆1相连，将锚桩组件3悬挂在线缆1上。当悬挂于线缆1上的锚桩组件3将要到达海床时，采用水下机器人将锚桩组件3的管桩32扶正，通过管桩32的封口钢板上的吸力孔322在空腔321内产生负压将管桩32插入海床。安装约束组件4时，将一个第二夹具42夹持固定于线缆1上，然后将约束带41套住软管2，最后将另一个第二夹具42夹持固定于线缆1上即可。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于海底输油输气的软管管线，其特征在于：它包括线缆（1）和用于输油输气的软管（2），所述线缆（1）上依次设有用于与海床相连的锚桩组件（3）和用于约束所述软管（2）的约束组件（4）；所述锚桩组件（3）包括相互铰接的第一夹具（31）和管桩（32），所述第一夹具（31）与线缆（1）相连，所述管桩（32）插设固定于海床上；
所述约束组件（4）包括约束带（41）和设于约束带（41）两端的第二夹具（42），所述第二夹具（42）的端部设有定位槽（421），所述线缆（1）夹持固定于定位槽（421）中，所述软管（2）套设于首尾连接于线缆（1）上的约束带（41）内。
2.根据权利要求1所述的用于海底输油输气的软管管线，其特征在于：所述第一夹具（31）和管桩（32）通过销栓（33）相互铰接。
3.根据权利要求2所述的用于海底输油输气的软管管线，其特征在于：所述管桩（32）上设有下端开口的空腔（321），且管桩（32）的上部设有用于负压将管桩（32）插入海床的吸力孔（322）。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于海底输油输气的软管管线，其特征在于：所述软管（2）的端部设有软管接头（21），所述软管接头（21）包括连接管（211）和带螺栓的加强箍（213），所述软管（2）粘结套设于连接管（211）上，所述加强箍（213）套设于所述软管（2）与连接管（211）的结合部上，所述连接管（211）的出口端设有用于安装连接的连接部（212）。
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