CN107559502A - 水底附着式自稳定油气输送管道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是水底附着式自稳定油气输送管道，这种水底附着式自稳定油气输送管道是由流线型外层管壁与内管之间设置混凝土夹层构成的组合式管道，流线型外层管壁由底板通过两侧翼向上延伸至弧顶一体化构成，流线型外层管壁的截面为多曲线流线型截面，组合式管道截面重心位于管道底部中间，形成不倒翁式自稳定受力结构形态，组合式管道铺设在水底岩土层上，底板与水底岩土层紧密接触。本发明采用多曲线流线截面型式，受洋流作用小，截面重心低，组合式管道底部与水底接触紧密，铺设附着在水底，受力合理，避免管道共振的风险，稳定性好，安全性能高，减灾效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及水下油气、可燃冰等资源开发运输管道生产技术领域，具体涉及水底附着式自稳定油气输送管道。
背景技术
海底管道是海上油气、可燃冰等资源开发运输的重要组成部分，是油、气外输的主要手段。随着海洋经济的迅速发展，海域使用开发活动日益频繁，海底输油气管道的数量以惊人的速度在不断增加。海底管道尤其是深海海底管道，多采用附着在海床上裸露铺设或掩埋较浅，受波浪、海流、地震及海底地质变化等的影响较大，其稳定性是海底管道铺设的关键问题之一。
目前，海底管道通常为圆型截面，在海底复杂荷载作用下易受到较大扭转、拖曳及升力作用，其稳定性能差，易受洋流等复杂荷载作用导致扭转、悬空、变形、失稳等破坏。
发明内容
本发明的一个目的是提供水底附着式自稳定油气输送管道，这种水底附着式自稳定油气输送管道用于解决现有水底铺设管道稳定性差，易泄露破坏，水下埋地施工繁琐等问题。。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种水底附着式自稳定油气输送管道是由流线型外层管壁与内管之间设置混凝土夹层构成的组合式管道，流线型外层管壁由底板通过两侧翼向上延伸至弧顶一体化构成，流线型外层管壁的截面为多曲线流线型截面，组合式管道截面重心位于管道底部中间，形成不倒翁式自稳定受力结构形态，组合式管道铺设在水底岩土层上，底板与水底岩土层紧密接触。
上述方案中内管为圆管，钢材或复合材料制作；流线型外层管壁采用复合材料制作，外轮廓截面上部为流线形，下部为直线形，流线型外层管壁起稳定、导流、防腐保护作用层，上部为流线形减小流体作用力，下部为直线形，利于附着在水底，适用于海底平整地段。
上述方案中内管为圆管，钢材或复合材料制作；流线型外层管壁采用复合材料制作，外轮廓截面上部为流线形，下部为马鞍线形，底板具有内凹槽，流线型外层管壁起稳定、导流、防腐保护作用层，上部为流线形减小流体作用力，下部为直线或马鞍线形，利于附着在水底，适用于海底不平地段。
上述方案中内管设置有保温层。
上述方案中底板内凹槽与水底岩土层形式封闭空间，注浆孔由外向内穿过流线型外层管壁、混凝土夹层，与内凹槽相通；泌水孔穿过流线型外层管壁、混凝土夹层，一端与内凹槽相通，另一端伸出流线型外层管壁，将水泥浆从注浆孔注入内凹槽，通过泌水孔排空内凹槽内的海水，使管道和海底紧密接触。
上述方案中底板内凹槽与水底岩土层形式封闭空间，注浆孔由外向内穿过流线型外层管壁、混凝土夹层，与内凹槽相通；泌水孔穿过流线型外层管壁、混凝土夹层，一端与内凹槽相通，另一端伸出流线型外层管壁，将注浆孔先封堵，通过将泌水孔变成吸水口，将内凹槽内的水吸出形成真空吸盘吸附在水底。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提出一种附着于海床上的油气、可燃冰等资源输送管道。管道采用多曲线流线截面型式，受洋流作用小，截面重心低，组合式管道底部与水底接触紧密，铺设附着在水底，受力合理，避免管道共振的风险，稳定性好，安全性能高，减灾效果显著。
2、本发明内管采用圆截面，外轮廓采用复合材料制作成多曲线流线型截面，细石防渗混凝土夹心其配置防腐防护作用。外壁采用钢板或复合材料成型，混凝土夹心采用喷筑成型，制作方便，工程造价低廉，利用推广应用。
3、本发明海底油气、可燃冰等资源输送管道直接铺设在海底岩土层上，施工简单，使用期间维护检测方便，在水中油气等管道输送中，尤其在深海采油外输工程领域，将会得到广泛的应用。
附图说明
图1是本发明水底铺设示意图；
图2 是本发明第一种实施方式的截面示意图；
图3是本发明第二种实施方式的截面示意图。
图中：1水底岩土层 2内管 3流线型外层管壁 4混凝土夹层 5底板 6内凹槽 7 注浆孔 8泌水孔 9侧翼 10弧顶 11水面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
结合图1、图2所示，这种水底附着式自稳定油气输送管道是由流线型外层管壁3与内管2之间设置混凝土夹层4构成的组合式管道，混凝土夹层4通过向流线型外层管壁3与内管2之间喷筑防渗混凝土形成，混凝土夹层4起到配重、防护及受力等多重作用。流线型外层管壁3由底板5通过两侧翼9向上延伸至弧顶10一体化构成，流线型外层管壁3的截面为多曲线流线型截面，两侧翼9和弧顶10可减小洋流作用力；组合式管道截面重心位于管道底部中间，形成不倒翁式自稳定受力结构形态，组合式管道直接铺设在水面11下的水底岩土层1上，管道附着在海床上，使底板5与水底岩土层1接触紧密。
内管2及混凝土配重形成的截面重心靠近海底，保证管线稳定性。
内管2为圆管，钢材或复合材料制作；流线型外层管壁3采用复合材料制作或钢板制作，外轮廓截面上部为流线形，下部为马鞍线形，底板5具有内凹槽6，流线型外层管壁3起稳定、导流、防腐保护作用层，上部为流线形减小流体作用力，下部为马鞍线形，利于附着在水底，适用于海底不平地段。
底板5内凹槽6与水底岩土层1形式封闭空间，可向内凹槽6注浆排空内部水与海底保持紧密接触。注浆孔7由外向内穿过流线型外层管壁3、混凝土夹层4，与内凹槽6相通；泌水孔8穿过流线型外层管壁3、混凝土夹层4，一端与内凹槽6相通，另一端伸出流线型外层管壁3，将水泥浆从注浆孔7注入管底通过泌水孔8排空内凹槽6内的海水，使管道和海底紧密接触。也可将注浆孔7先封堵，通过将泌水孔8变成吸水口，将内凹槽6内的水吸出形成真空吸盘吸附在水底。
内管2采用钢或玻璃钢，尺寸和壁厚按输送量和输送压力确定，内管2外层根据需求设保温层，可保留传统油气输送管道内部结构及截面形式。
流线型外层管壁3尺寸及具体线形按洋流作用方式、管道重心位置等要求确定，壁厚按强度要求计算确定。底板5所用材质壁厚与流线型外层管壁3相同。
图3提供了本发明第二种实施方式的截面示意图，如图所示，这种水底附着式自稳定油气输送管道是由流线型外层管壁3与内管2之间设置混凝土夹层4构成的组合式管道，流线型外层管壁3由底板5通过两侧翼9向上延伸至弧顶10一体化构成，流线型外层管壁3的截面为多曲线流线型截面，组合式管道截面重心位于管道底部中间，形成不倒翁式自稳定受力结构形态，组合式管道铺设在水底岩土层1上，底板5与水底岩土层1紧密接触。
流线型外层管壁3采用复合材料制作，外轮廓截面上部为流线形，下部为直线形，利于附着在水底，适用于海底平整地段。
Claims (6)
1.一种水底附着式自稳定油气输送管道，其特征在于：这种水底附着式自稳定油气输送管道是由流线型外层管壁（3）与内管（2）之间设置混凝土夹层（4）构成的组合式管道，流线型外层管壁（3）由底板（5）通过两侧翼（9）向上延伸至弧顶（10）一体化构成，流线型外层管壁（3）的截面为多曲线流线型截面，组合式管道截面重心位于管道底部中间，形成不倒翁式自稳定受力结构形态，组合式管道铺设在水底岩土层（1）上，底板（5）与水底岩土层（1）紧密接触。
2.根据权利要求1所述的水底附着式自稳定油气输送管道，其特征在于：所述的内管（2）为圆管，钢材或复合材料制作；流线型外层管壁（3）采用复合材料制作，外轮廓截面上部为流线形，下部为直线形，适用于海底平整地段。
3.根据权利要求1所述的水底附着式自稳定油气输送管道，其特征在于：所述的内管（2）为圆管，钢材或复合材料制作；流线型外层管壁（3）采用复合材料制作，外轮廓截面上部为流线形，下部为马鞍线形，底板（5）具有内凹槽（6），适用于海底不平地段。
4.根据权利要求3所述的水底附着式自稳定油气输送管道，其特征在于：所述的底板（5）内凹槽（6）与水底岩土层（1）形式封闭空间，注浆孔（7）由外向内穿过流线型外层管壁（3）、混凝土夹层（4），与内凹槽（6）相通；泌水孔（8）穿过流线型外层管壁（3）、混凝土夹层（4），一端与内凹槽（6）相通，另一端伸出流线型外层管壁（3），将水泥浆从注浆孔（7）注入内凹槽（6），通过泌水孔（8）排空内凹槽（6）内的海水，使管道和海底紧密接触。
5.根据权利要求3所述的水底附着式自稳定油气输送管道，其特征在于：所述的底板（5）内凹槽（6）与水底岩土层（1）形式封闭空间，注浆孔（7）由外向内穿过流线型外层管壁（3）、混凝土夹层（4），与内凹槽（6）相通；泌水孔（8）穿过流线型外层管壁（3）、混凝土夹层（4），一端与内凹槽（6）相通，另一端伸出流线型外层管壁（3），将注浆孔（7）先封堵，通过将泌水孔（8）变成吸水口，将内凹槽（6）内的水吸出形成真空吸盘吸附在水底。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的水底附着式自稳定油气输送管道，其特征在于：所述的内管（2）设置有保温层。
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