CN104405971B - 一种柔性智能管道 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性智能管道，由内至外依次包括内管层、内抗压力层、抗拉力及光缆层、外抗压力层、耐磨保护层、保温层和外保护层，其中：所述内抗压力层由节状金属圆管沿轴向拼接而成；所述外抗压力层也由节状金属圆管沿轴向拼接而成，该节状金属圆管沿径向至少分割成两个以上的金属圆弧片并拼合而成；所述保温层由节状泡沫玻璃圆管沿轴向拼接而成，该节状泡沫玻璃圆管沿径向至少分割成两个以上的泡沫玻璃圆弧片并拼合而成。本发明将竹节的柔性抗拉抗弯的特点应用到海底柔性管道，在确保输送管道柔性的前提下，大大提升了管道的抗压、抗拉强度，解决了深海油气开采中油、气、水输送的难题，同时解决了深海油气输送管道智能化的问题。

Description

一种柔性智能管道
技术领域
本发明主要涉及用于海底油、气、水的输送管道。
背景技术
目前市场上现有的海洋柔性油气输送管道的抗拉力采用缠绕横向拉链式结构，此结构使纵向拉力不足，管道只能在较深海域油气开采中使用，在深海海域无法使用。
其产品结构是由内部骨架层、内压保护层、抗压力层、抗拉力层、胶带层、耐磨层、保温层、对外保护层共八层组成。但其轴向拉伸强度不够，且柔性太差，难以适用于1500米以上深度的海底输送管道。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供了一种柔性智能管道，具有更高的柔性和抗压、抗拉性能，能应用于1500米以上深度海底。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种柔性智能管道，由内至外依次包括内管层、内抗压力层、抗拉力及光缆层、外抗压力层、耐磨保护层、保温层和外保护层，其中：所述内抗压力层由节状金属圆管沿轴向拼接而成；所述外抗压力层也由节状金属圆管沿轴向拼接而成，该节状金属圆管沿径向至少分割成两个以上的金属圆弧片并拼合而成；所述保温层由节状泡沫玻璃圆管沿轴向拼接而成，该节状泡沫玻璃圆管沿径向至少分割成两个以上的泡沫玻璃圆弧片并拼合而成。
作为优选，所述抗拉力及光缆层为高密度聚乙烯层，且层中植入有与智能管道轴心线平行的钢丝绳和光缆。通过在挤出聚乙烯中的同时植入轴向平行的钢丝绳形成抗压力层以及起信号传输的信号传输的光缆。
作为优选，所述内管层和外保护层的材质为高密度聚乙烯。
作为优选，所述耐磨保护层的材质为高密度聚乙烯或尼龙11。
作为优选，所述内抗压力层的节状金属圆管的材质为碳素钢。
作为优选，所述外抗压力层的节状金属圆管的材质为钛铝合金或碳素钢。
作为优选，所述外抗压力层和外抗压力层中的节状金属圆管，以及保温层中的节状泡沫玻璃圆管沿轴向错位设置。
作为优选，所述外抗压力层中节状金属圆管和保温层中的节状泡沫玻璃圆管沿径向拼合的圆弧片错位设置。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：将竹节的柔性抗拉抗弯关节连接的特点应用到海底柔性管道，从而在确保输送管道一定柔性的前提下，大大提升了管道的抗压、抗拉强度，解决了深海油气开采中油、气、水输送的难题，同时解决了深海油气输送管道智能化的问题。
附图说明
图1为本发明所述柔性智能管道的结构示意图；
图2为本发明所述柔性智能管道的截面结构示意图。
其中，内管层1、内抗压力层2、抗拉力机光缆层3、外抗压力层4、耐磨保护层5、保温层6、外保护层7、钢丝绳8、光缆9、金属圆弧片10、泡沫玻璃圆弧片11。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和2示，一种柔性智能管道，由内至外依次包括内管层、内抗压力层、抗拉力及光缆层、外抗压力层、耐磨保护层、保温层和外保护层，其中：所述内抗压力层由节状金属圆管沿轴向拼接而成；所述外抗压力层也由节状金属圆管沿轴向拼接而成，该节状金属圆管沿径向至少分割成两个以上的金属圆弧片并拼合而成；所述保温层由节状泡沫玻璃圆管沿轴向拼接而成，该节状泡沫玻璃圆管沿径向至少分割成两个以上的泡沫玻璃圆弧片并拼合而成。
生产过程如下：
1、首先，通过挤塑机挤出高密度聚乙烯的内管层，主要用于供流体在内部通过，阻隔流体挤入内抗压力层；
2、然后冷冻收缩内管层，并套装第二层内抗压力层节状套管，抗阻内部流体压力和外部流体压力；
3、接着在挤出聚乙烯时同步植入钢丝绳、光缆，形成抗拉力层及信号传输，在抗击管道纵向拉力的同时提供信号传输；
4、然后安装钛铝合金或碳素钢圆弧片组合成节状圆管，形成外抗压力层，抗阻外部流体压力；
5、接着连续通过挤塑机挤出并包覆第四层，形成耐磨保护层，从而减少钛铝合金或碳素钢与保温发泡玻璃之间的摩擦，优选高密度聚乙烯或尼龙11；
6、继续在第五层周围安装发泡玻璃圆弧片，组合成节状圆管，形成保温层，从而能减少内部流体热量的流失；
7、最后在保温层外层挤出包覆的聚乙烯，形成外保护层，起到保护保温层，并防止海水进入内层的功能。
本发明可根据海洋深度的加深增加抗压层厚度、强度或增加抗压层数，增强管道的抗压力。通过增加钢丝绳的强度，可增强管道的抗拉力
本发明采用竹子结构原理，采用多层节状套管，利用聚乙烯热胀冷缩比例大的特点,在挤出聚乙烯管外层使用多层重叠错位套管，组成抗压力层；聚乙烯管在挤出生产的同时，包覆钢丝绳形成抗拉力层；同时钢丝绳、聚乙烯管和节状套管的使用保证管道的曲绕性、抗压和抗拉力强度；在聚乙烯管挤出时，同时植入钢丝绳、光缆，并在管道两端设信号接收和发射装置，依托此装置随时监测管道的各种情况变化，生产出柔性智能管道。其柔性、抗压、抗拉、关节连接的自身结构，其结构原理的延伸形成柔性管道的各个功能。柔性的原理，竹子在风中摆动却不倒靠的是竹节、竹关节和竹筋的相互作用，形成柔性的作用；抗压的原理，竹子自身是圆筒形状，并弯曲并不断裂，同时根据竹壁的厚度，竹筋的粗细的综合作用可以起到抗压的作用；抗拉的原理，竹内竹筋的连接可以使各个竹节进行连接，起到抗拉的作用；关节连接的原理，竹关节是可以打通的，形成了中空的连接作用。
本发明深海油气开采中油、气、水输送的难题，同时解决了深海油气输送管道智能化的问题。降低了管道的生产成本，突破了深海油、气、水输送的难题。

Claims (7)

1.一种柔性智能管道，其特征在于：由内至外依次包括内管层、内抗压力层、抗拉力及光缆层、外抗压力层、耐磨保护层、保温层和外保护层，其中：所述内抗压力层由节状金属圆管沿轴向拼接而成；所述外抗压力层也由节状金属圆管沿轴向拼接而成，该节状金属圆管沿径向至少分割成两个以上的金属圆弧片并拼合而成；所述保温层由节状泡沫玻璃圆管沿轴向拼接而成，该节状泡沫玻璃圆管沿径向至少分割成两个以上的泡沫玻璃圆弧片并拼合而成；所述抗拉力及光缆层为高密度聚乙烯层，且层中植入有与智能管道轴心线平行的钢丝绳和光缆；所述内抗压力层为在冷冻收缩内管层后套装在内管层外壁的内抗压力层。
2.根据权利要求1所述柔性智能管道，其特征在于：所述内管层和外保护层的材质为高密度聚乙烯。
3.根据权利要求1所述柔性智能管道，其特征在于：所述耐磨保护层的材质为高密度聚乙烯或尼龙11。
4.根据权利要求1所述柔性智能管道，其特征在于：所述内抗压力层的节状金属圆管的材质为碳素钢。
5.根据权利要求1所述柔性智能管道，其特征在于：所述外抗压力层的节状金属圆管的材质为钛铝合金或碳素钢。
6.根据权利要求1所述柔性智能管道，其特征在于：所述外抗压力层和外抗压力层中的节状金属圆管，以及保温层中的节状泡沫玻璃圆管沿轴向错位设置。
7.根据权利要求1所述柔性智能管道，其特征在于：所述外抗压力层中节状金属圆管和保温层中的节状泡沫玻璃圆管沿径向拼合的圆弧片错位设置。
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