CN114165654B - 海洋非粘结柔性软管的端部接头配件、立管结构及其应用 - Google Patents

海洋非粘结柔性软管的端部接头配件、立管结构及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种海洋非粘结柔性软管的端部接头配件，包括：内套壳和外套壳，外套壳的第一敞口端与内套壳的敞口端螺纹连接；绝缘构件，同轴设置在内套壳内，柔性软管的一端经外套壳的第二敞口端伸入其内部；内套法兰，螺纹连接在外套壳内，且内套法兰与外套壳之间形成空腔，抗压铠装层和电绝缘层终止于内套法兰的外端臂；外套法兰，套设在位于外套壳外部的柔性软管上，且外套法兰螺纹连接外套壳的第二敞口端；绝缘支撑套，套设在防扭曲层的外部并将空腔封闭，第一抗拉铠装层、耐磨层、第二抗拉铠装层和防扭曲层的末端伸入空腔并被端接在空腔中。本发明可以有效地防止接头处常发生的制造安装缺陷、疲劳断裂和电偶腐蚀的问题，适用于深海恶劣的海洋环境。

Description

海洋非粘结柔性软管的端部接头配件、立管结构及其应用
技术领域
本发明涉及一种用于海洋非粘结柔性软管与端部接头的结构设计与连接组装，具体涉及一种海洋非粘结柔性软管的端部接头配件、立管结构及其应用，属于海洋油气资源运输技术领域。
背景技术
近年来，进行深海油气资源的开采和运输已经成为当今世界石油发展的一个主要趋势。海洋非粘结柔性软管与传统的钢制管道相比具有质量轻、耐腐蚀、柔性好等优点，正逐步成为未来深海石油管道发展的主要方向。
海洋柔性软管主要包括管体与端部接头配件，其中管体由不同功能层构成，不同功能层的结构形式、材质都有各自的特点。一般设计时参照API RP 17B、API SPEC 17J等相关标准进行设计制造。海洋柔性软管的功能层由内到外主要由骨架层、内衬层、抗压铠装层、抗拉铠装层和外包覆层组成。根据工况的复杂程度不同，功能层也有相应增加或减少，相对应的，端部接头配件的结构亦即发生局部变化。
海洋柔性软管的端部接头配件作为整个海洋柔性立管系统中的核心装备，具有连接海洋柔性软管与海底开采装置或海上浮式结构、防止管内外流体相互泄漏的作用。海洋柔性软管的所有功能层均在端部接头配件中结束，这意味着通过机械手段、焊接或使用环氧树脂填充灌封，将各层固定和锁定在端部接头配件中。因此，端部接头配件的结构设计比海洋柔性软管管体本身的结构设计更为复杂。
在海洋柔性软管的端部接头配件的实际应用中，常会出现以下问题：
(1)海洋情况瞬息万变，有时软管的安装处于非常恶劣的环境中，输送的碳氢化合物的压力和温度非常高，压力可能在500bar到1500bar之间，温度在110℃到130℃之间，而且在深海必须要能够承受较高的外部压力。为了满足这一性能，内衬层需要使用高性能高杨氏模量的材料，常温下该材料的杨氏模量较低，随着杨氏模量升高，该材料的压接变得更加困难，影响内衬层周围的密封成型，一般需要使用能产生几十吨推力的液压装置，但这种液压装置可能会导致骨架层的变形，造成端部接头配件的密封损失。
(2)在端部接头区域，软管各层无法发生相对滑移，这将导致较大的弯曲刚度且会发生较强的应力集中。接头处的抗拉铠装层由于安装制造过程中的弯折和展开，使其存在较大的残余应力，因而位于接头与软管连接处的抗拉铠装层成为了最容易发生疲劳断裂的点。
(3)海洋柔性软管在海上用于输送流体时，经常出现的一个问题是，流体被周围的海水冷却到一定程度，从而使流体变得非常粘稠，难以运输。目前，常采用保温或电加热的方式对流体进行加热。电加热更灵活性，使用更为广泛，但电加热的使用可能导致杂散电流的产生，杂散电流不仅可能会引起火花，也可能导致终端配件部分的电偶腐蚀。
发明内容
针对上述问题，本发明的第一个目的是提供一种海洋非粘结柔性软管的端部接头配件，使其满足在恶劣的海洋环境中与软管进行适配安装时，能满足承受较高介质压力、温度和较高的静水压力时高分子材料的密封成型作业要求；本发明的第二个目的是提供一种含上述端部接头配件适配的立管结构，该立管结构中软管各功能层在端部接头配件的终端固定；本发明的第三个目的是提供一种上述立管结构的应用，以适应深海油气资源的运输，保证接头处长期的连接强度和密封性。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海洋非粘结柔性软管的端部接头配件，该海洋非粘结柔性软管从内至外依次包括骨架层、牺牲层、内衬层、互锁缠绕的抗压铠装层、电绝缘层、第一抗拉铠装层、耐磨层、第二抗拉铠装层、防扭曲层和外包覆层，所述端部接头配件包括：内套壳和外套壳，所述内套壳为一端封闭、另一端敞口的管状结构，所述外套壳为两端敞口的管状结构，且所述外套壳的第一敞口端与所述内套壳的敞口端螺纹连接；绝缘构件，为一端封闭、一端敞口的筒形，所述绝缘构件的同轴设置在所述内套壳内，且所述绝缘构件的封闭端抵顶于所述内套壳的封闭端，所述海洋非粘结柔性软管的一端经所述外套壳的第二敞口端伸入其内部，且所述骨架层和牺牲层伸入所述绝缘构件内部并终止于所述绝缘构件的内侧封闭端，所述内衬层伸入所述绝缘构件外部并终止于所述绝缘构件的外侧封闭端；内套法兰，为截面呈L型的环状结构，所述内套法兰螺纹连接在所述外套壳内，且所述内套法兰与所述外套壳之间形成空腔，所述内套法兰的内环壁与所述内衬层的外壁紧密接触，所述抗压铠装层和电绝缘层终止于所述内套法兰的外端臂；外套法兰，为环状结构，所述外套法兰套设在位于所述外套壳外部的所述海洋非粘结柔性软管上，且所述外套法兰螺纹连接所述外套壳的第二敞口端；绝缘支撑套，为截面呈L型的环状结构，所述绝缘支撑套套设在所述防扭曲层的外部并将所述空腔封闭，所述第一抗拉铠装层、耐磨层、第二抗拉铠装层和防扭曲层的末端伸入所述空腔并被端接在所述空腔中。
所述的端部接头配件，优选地，在所述内套法兰的内环壁与所述内衬层的外壁之间设置有第一密封圈，且所述第一密封圈的至少一部分与所述内衬层形成斜面接触；
在所述内套壳的内壁与所述内衬层的外壁之间设置有锁紧环第一金属变形体，且所述锁紧环第一金属变形体的至少一部分与所述内套壳形成斜面接触，同时所述内套法兰通过施加有预紧力的第一紧固件与所述内套壳紧固连接。
所述的端部接头配件，优选地，在所述绝缘构件的内侧封闭端嵌设有第一止动环，所述第一止动环通过钩件和锁紧件将所述骨架层的末端和所述绝缘构件一起紧固连接在所述内套壳的封闭端，所述牺牲层的末端则与所述绝缘构件粘结固定。
所述的端部接头配件，优选地，所述抗压铠装层和电绝缘层端接于所述内套法兰处，所述抗压铠装层由第二止动环进行固定，所述电绝缘层末端粘结在所述内套法兰上，并由所述空腔中灌封的环氧树脂协助固定。
所述的端部接头配件，优选地，在所述外套法兰的内壁与所述外包覆层的外壁之间设置有第二密封圈，且所述第二密封圈与所述外包覆层形成斜面接触；
在所述外套壳的内壁与所述外包覆层的外壁之间设置有锁紧环第二金属变形体，且所述锁紧环第二金属变形体的至少一部分与所述外套壳形成斜面接触，同时所述外套法兰通过施加有预紧力的第二紧固件与所述外套壳紧固连接。
所述的端部接头配件，优选地，所述第一抗拉铠装层和第二抗拉铠装层的末端经弯曲加工后通过固定块进行固定，所述固定块的前端面与所述绝缘支撑套的后端面螺纹连接，同时所述空腔通过注脂孔灌封环氧树脂；
所述第一抗拉铠装层和第二抗拉铠装层的末端折叠形状为波纹状，所述固定块垫入所述第一抗拉铠装层和第二抗拉铠装层的末端折弯处，或者所述固定块与所述第一抗拉铠装层和第二抗拉铠装层的末端勾连。
所述的端部接头配件，优选地，在所述内套壳上设置有第一接触点，所述第一接触点通过第一导线与所述第一止动环连接；
同时，在所述外套壳上设置有第二接触点，所述第二接触点通过第二导线与所述第二抗拉铠装层连接，所述第一接触点和第二接触点接到电源或者相互连接。
所述的端部接头配件，优选地，所述内套壳、外套壳、内套法兰、外套法兰、锁紧环第一金属变形体和锁紧环第二金属变形体均由金属材料制成，所述内套壳的内壁面涂有具有高电阻率的第一涂层，所述外套壳的内壁面涂覆具有高电阻率的第二涂层，所述内套法兰和外套法兰的内壁面涂有具有高电阻率的第三涂层；
所述第一涂层、第二涂层和第三涂层均为具有超过1010欧·米的电阻率并具有约1毫米厚度的环氧涂层；
所述内套壳的封闭端形成有后端法兰，所述后端法兰上加工有螺栓孔，以将所述内套壳连接到连接器。
一种立管结构，包括上述的端部接头配件及与所述端部接头配件相适配的海洋非粘结柔性软管，所述海洋非粘结柔性软管的一端进入所述端部接头配件的前端，并在所述端部接头配件内终止，所述端部接头配件连接到第一连接器上，所述第一连接器直接连接另一相邻段软管接头匹配的第二连接器或者浮动设施。
一种立管结构的应用，动态柔性软管组件适用于将生产流体从海底装置输送到浮动设施，所述海底装置连接位于海床上或埋于海床下的静态柔性软管，所述动态柔性软管组件包括立管段和悬跨管段，所述立管段是一段上述的立管结构。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明提供的非粘结柔性软管在骨架层和内衬层中间具有一牺牲层，该牺牲层由聚合物材料制成，能保证接头区域柔性软管内衬层的有效压接，完成接头在抵抗恶劣环境时承受较高的介质压力、温度、静水压力时的密封成型。
2、本发明提供的非粘结柔性软管在抗压铠装层和抗拉铠装层之间具有一电绝缘层，不仅可以有效改善金属-金属接触导致的微动磨损，还可以起到电绝缘的作用，有效保护铠装层。
3、本发明提供的接头区域内衬层和外包覆层在端部附件采取密封圈斜面接触，并通过金属压紧环在高强度螺钉的作用下，对其进行密封和固定，保障接头长期的连接强度和密封性。
4、本发明提供的接头处抗拉铠装层在接头前端不再进行弯曲折叠再展开，而是在接头内对抗拉铠装层端部直接进行弯曲固定，有效解决接头前端由于安装造成的残余应力集中，发生疲劳断裂失效。
5、本发明提供的接头区域通过电线分别将骨架层和外层抗拉铠装层连接到套壳外表面，可以有效缓解由于柔性软管采取电加热对流体介质加热时或其他电磁感应现象导致杂散电流的产生，从而抑制接头区域电偶腐蚀的产生，延长接头使用寿命，适用于深海恶劣的海洋环境。
附图说明
图1为本发明提供的端部接头配件相适配的海洋非粘结柔性软管的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的立管结构的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的端部接头配件的截面结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的端部接头配件改进后的截面结构示意图；
图5(a)-(d)为本发明其他四种弯曲形式的抗拉铠装层与固定块的配合示意图；
图6为本发明一实施例提供的立管结构的应用示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“横”、“竖”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1展示了与本发明的端部接头配件相适配的海洋非粘结柔性软管1，该海洋非粘结柔性软管1中的各层允许相对滑动，它从内至外依次包括骨架层2、牺牲层3、内衬层4、互锁缠绕的抗压铠装层5、电绝缘层6、第一抗拉铠装层7、耐磨层8、第二抗拉铠装层9、防扭曲层10和外包覆层11。
其中，骨架层2位于管道结构的最内层，为整个管道结构的骨架，用来抵抗外压荷载，起到支撑作用，防止外压压溃，骨架层2一般由回字形钢带弯折而成。
牺牲层3由聚烯烃基材料(如聚乙烯PE)、聚酰胺基材料(如PA11或PA12)或氟化聚合物基材料(如聚偏氟乙烯PVDF)制成，作为内衬层4的牺牲层，在内衬层4安装期间隔热，使内衬层4在较低的杨氏模量下被液压安装，保障了骨架层2的结构稳定，同时在软管运行期间能防止内衬层4挤入骨架层2的间隙而发生蠕变失效。
内衬层4形成运输介质的密封层，一般通过挤塑机挤塑成型，大都为高分子聚合物材料，如聚乙烯(PE)或聚偏氟乙烯(PVDF)，主要防止运输介质的渗漏，进而保证内部介质运输的稳定性。
抗压铠装层5，主要抵抗内部介质对内衬层4的压力，保护内衬层4，增加内密封系统以及内拉力单元的稳定性，抵抗偶然抗冲击载荷，一般由一定厚度金属层通过辅助设备，呈接近90°螺旋互锁攀附在内衬层4外面。
电绝缘层6由聚乙烯(PE)或聚偏氟乙烯(PVDF)材料制成的流体密封层，不仅可以在抗压铠装层5和第一抗拉铠装层7两层金属层间电绝缘，还可以起到金属层间接触耐磨的作用。
第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9是管道结构中拉应力的主要承受层，抗拉铠装层一般为双层结构，每层结构都为数十根甚至上百根金属丝以15°至40°相互缠绕而成，抗拉铠装层是整个接头的拉力骨架，大部分拉力载荷都是被抗拉铠装层抵消的。
耐磨层8为聚合物层，能够防止金属层与金属层之间接触磨损。
防扭曲层10亦为聚合物层，用以防止抗拉铠装层发生鸟笼化。
外包覆层11用于密封外部环境介质，同内衬层4一样，一般是通过挤塑机挤塑成型，大都为高分子聚合物材料，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)，主要防止外部介质向内泄漏，对管道结构层以及运输介质进行损害，进而保证内部流体运输的稳定性。
如图3所示，本实施例提供的端部接头配件，包括：内套壳25和外套壳26，内套壳25为一端封闭、另一端敞口的管状结构，外套壳26为两端敞口的管状结构，且外套壳26的第一敞口端与内套壳25的敞口端螺纹连接；绝缘构件28，为一端封闭、一端敞口的筒形，绝缘构件28的同轴设置在内套壳25内，且绝缘构件28的封闭端抵顶于内套壳25的封闭端，海洋非粘结柔性软管1的一端经外套壳26的第二敞口端伸入其内部，且骨架层2和牺牲层3伸入绝缘构件28内部并终止于绝缘构件28的内侧封闭端，内衬层4伸入绝缘构件28外部并终止于绝缘构件28的外侧封闭端；内套法兰29，为截面呈L型的环状结构，内套法兰29螺纹连接在外套壳26内，且内套法兰29与外套壳26之间形成空腔33，内套法兰29的内环壁与内衬层4的外壁紧密接触，抗压铠装层5和电绝缘层6终止于内套法兰29的外端臂；外套法兰35，为环状结构，外套法兰35套设在位于外套壳26外部的海洋非粘结柔性软管1上，且外套法兰35螺纹连接外套壳26的第二敞口端；橡胶支撑套40，为截面呈L型的环状结构，橡胶支撑套40套设在防扭曲层10的外部并将空腔33封闭，第一抗拉铠装层7、耐磨层8、第二抗拉铠装层9和防扭曲层10的末端伸入空腔33并被端接在空腔33中。
上述实例中，优选地，在内套法兰29的内环壁与内衬层4的外壁之间设置有第一密封圈30，且第一密封圈30的至少一部分与内衬层4形成斜面接触；在内套壳25的内壁与内衬层4的外壁之间设置有锁紧环第一金属变形体31，且锁紧环第一金属变形体31的至少一部分与内套壳25形成斜面接触，同时内套法兰29通过施加有预紧力的第一紧固件38与内套壳25紧固连接。由此，对第一紧固件38施加的预紧力使锁紧环第一金属变形体31和第一密封圈30上产生径向压力或“管膨胀”，通过二者自身的变形将力径向传递到内衬层4，同时预紧力的合力均匀地传递到内套壳25和外套壳26上，从而保持端部接头配件的完整性。在此过程中，内衬层4得到压接并形成密封。
上述实施例中，优选地，在绝缘构件28的内侧封闭端嵌设有第一止动环27，第一止动环27通过钩件和锁紧螺母(图中未示出)将骨架层2的末端和绝缘构件28一起紧固连接在内套壳25的封闭端，牺牲层3的末端则与绝缘构件28粘结固定。
上述实施例中，优选地，海洋非粘结柔性软管1的抗压铠装层5和电绝缘层6端接于内套法兰29处，抗压铠装层5由第二止动环32进行固定，电绝缘层6末端粘结在内套法兰29上，并由空腔33中灌封的环氧树脂协助固定。
上述实施例中，优选地，在外套法兰35的内壁与外包覆层11的外壁之间设置有第二密封圈36，且第二密封圈36与外包覆层11形成斜面接触；在外套壳26的内壁与外包覆层11的外壁之间设置有锁紧环第二金属变形体37，且锁紧环第二金属变形体37的至少一部分与外套壳26形成斜面接触，同时外套法兰35通过施加有预紧力的第二紧固件39与外套壳26紧固连接。由此，对第二紧固件39施加的预紧力使锁紧环第二金属变形体37和第二密封圈36上产生径向压力或“管膨胀”，通过两者自身的变形将力径向传递到外包覆层11，同时预紧力的合力均匀地传递到外套壳26上，从而保持端部接头配件的完整性。在此过程中，外包覆层11得到压接并形成密封。
上述实施例中，优选地，第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9的末端经弯曲加工后通过固定块41进行固定，固定块41的前端面与橡胶支撑套40的后端面螺纹连接，同时空腔33通过注脂孔34灌封环氧树脂，用于固定第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9，也可作为绝缘材料。由此，支撑套40在第二紧固件39预紧力的作用下被压紧，由于空腔33前后长度的限制以及空腔33内零件的紧密连接，在震荡的情况下依然可以紧密连接。
上述实施例中，优选地，在内套壳25上设置有第一接触点43，第一接触点43通过第一导线42与第一止动环27连接；同时在外套壳26上设置有第二接触点45，第二接触点45通过第二导线44与抗拉铠装层9连接，第一接触点43和第二接触点45可以连接到电源或者相互连接，以确保畅通的牵引回流系统，隔离和控制所有的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流进入海洋非粘结柔性软管1和端部接头配件的主体结构、设备及相关的设施。
上述实施例中，优选地，内套壳25、外套壳26、内套法兰29、外套法兰35、锁紧环第一金属变形体31和锁紧环第二金属变形体37均由金属材料制成，内套壳25的内壁面46涂有具有高电阻率的第一涂层47，外套壳26的内壁面48涂覆具有高电阻率的第二涂层49，内套法兰29和外套法兰35的内壁面涂有具有高电阻率的第三涂层50。
上述实例中，优选地，第一涂层47、第二涂层49和第三涂层50均为具有超过1010欧·米的电阻率并具有大约1毫米厚度的环氧涂层。由于端部接头配件内部与其他表面有界面的所有金属表面都已涂有环氧涂层，因此不需要在通孔表面覆盖一层绝缘材料。金属表面的涂层有助于减少杂散电流的发生，从而减少端部接头配件中金属材料的电偶腐蚀。
上述实例中，优选地，内套壳25的封闭端形成有后端法兰15，后端法兰15上加工有螺栓孔24，以将内套壳25连接到连接器。
如图4所示，本发明还提供了其他结构形式的抗拉铠装层弯曲形式，与图3所示实施例的主要不同在于第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9的末端折叠形状和固定块41的形状不同，图4所示实施例的第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9的末端折叠形状为波纹状，固定块41可垫入第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9的末端折弯处，最后在空腔33灌封环氧树脂起到对第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9末端的固定作用。
相应地，第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9的弯曲形式还可以为图5(a)-(d)所示，固定块41的形状也可以相应做出不同的变化。第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9的末端可进行不同形状的折叠以增大与空腔33中环氧树脂的摩擦接触面积，固定块41可垫入第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9的末端折弯处，或变换形状以便于与第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9的末端勾连，起到对第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9的固定作用，以利于第一抗拉铠装层7和第二抗拉铠装层9抵消拉应力。
如图2所示，基于上述实施例提供的端部接头配件，本发明还提供了一种立管结构，该立管结构包括端部接头配件14以及与端部接头配件14相适配的海洋非粘结柔性软管1，海洋非粘结柔性软管1的一端进入端部接头配件14的前端13，并在端部接头配件14内终止，端部接头配件14通过后端法兰15连接到连接器上，该连接器又可直接连接另一相邻段软管接头匹配的连接器，或者其他浮动设施(如平台、船舶等)。
另外地，如图6所示，基于上述实施例提供的立管结构，本发明提供了一种该立管结构的应用，动态柔性软管组件16适用于将生产流体(石油、天然气和水)从海底装置17输送到浮动设施18(可以为平台或船舶)，海底装置17连接位于海床20上或埋于海床20下的静态柔性软管21，动态柔性软管组件16包括立管段19和悬跨管段22，该立管段19是一段由端部接头配件14和海洋非粘结柔性软管1连接起来的立管结构。
需要说明的是，本发明提供的端部接头配件也可以与任何类型的立管一起使用，如自由悬挂立管、在某种程度上受限的立管(浮标、链)、完全受限或封闭的I型或J型立管。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种海洋非粘结柔性软管的端部接头配件，该海洋非粘结柔性软管(1)从内至外依次包括骨架层(2)、牺牲层(3)、内衬层(4)、互锁缠绕的抗压铠装层(5)、电绝缘层(6)、第一抗拉铠装层(7)、耐磨层(8)、第二抗拉铠装层(9)、防扭曲层(10)和外包覆层(11)，其特征在于，所述端部接头配件包括：
内套壳(25)和外套壳(26)，所述内套壳(25)为一端封闭、另一端敞口的管状结构，所述外套壳(26)为两端敞口的管状结构，且所述外套壳(26)的第一敞口端与所述内套壳(25)的敞口端螺纹连接；
绝缘构件(28)，为一端封闭、一端敞口的筒形，所述绝缘构件(28)同轴设置在所述内套壳(25)内，且所述绝缘构件(28)的封闭端抵顶于所述内套壳(25)的封闭端，所述海洋非粘结柔性软管(1)的一端经所述外套壳(26)的第二敞口端伸入其内部，且所述骨架层(2)和牺牲层(3)伸入所述绝缘构件(28)内部并终止于所述绝缘构件(28)的内侧封闭端，所述内衬层(4)伸入所述绝缘构件(28)外部并终止于所述绝缘构件(28)的外侧封闭端；
内套法兰(29)，为截面呈L型的环状结构，所述内套法兰(29)螺纹连接在所述外套壳(26)内，且所述内套法兰(29)与所述外套壳(26)之间形成空腔(33)，所述内套法兰(29)的内环壁与所述内衬层(4)的外壁紧密接触，所述抗压铠装层(5)和电绝缘层(6)终止于所述内套法兰(29)的外端臂；
外套法兰(35)，为环状结构，所述外套法兰(35)套设在位于所述外套壳(26)外部的所述海洋非粘结柔性软管(1)上，且所述外套法兰(35)螺纹连接所述外套壳(26)的第二敞口端；
绝缘支撑套(40)，为截面呈L型的环状结构，所述绝缘支撑套(40)套设在所述防扭曲层(10)的外部并将所述空腔(33)封闭，所述第一抗拉铠装层(7)、耐磨层(8)、第二抗拉铠装层(9)和防扭曲层(10)的末端伸入所述空腔(33)并被端接在所述空腔(33)中。
2.根据权利要求1所述的端部接头配件，其特征在于，在所述内套法兰(29)的内环壁与所述内衬层(4)的外壁之间设置有第一密封圈(30)，且所述第一密封圈(30)的至少一部分与所述内衬层(4)形成斜面接触；
在所述内套壳(25)的内壁与所述内衬层(4)的外壁之间设置有锁紧环第一金属变形体(31)，且所述锁紧环第一金属变形体(31)的至少一部分与所述内套壳(25)形成斜面接触，同时所述内套法兰(29)通过施加有预紧力的第一紧固件(38)与所述内套壳(25)紧固连接。
3.根据权利要求1所述的端部接头配件，其特征在于，在所述绝缘构件(28)的内侧封闭端嵌设有第一止动环(27)，所述第一止动环(27)通过钩件和锁紧件将所述骨架层(2)的末端和所述绝缘构件(28)一起紧固连接在所述内套壳(25)的封闭端，所述牺牲层(3)的末端则与所述绝缘构件(28)粘结固定。
4.根据权利要求1所述的端部接头配件，其特征在于，所述抗压铠装层(5)和电绝缘层(6)端接于所述内套法兰(29)处，所述抗压铠装层(5)由第二止动环(32)进行固定，所述电绝缘层(6)末端粘结在所述内套法兰(29)上，并由所述空腔(33)中灌封的环氧树脂协助固定。
5.根据权利要求2所述的端部接头配件，其特征在于，在所述外套法兰(35)的内壁与所述外包覆层(11)的外壁之间设置有第二密封圈(36)，且所述第二密封圈(36)与所述外包覆层(11)形成斜面接触；
在所述外套壳(26)的内壁与所述外包覆层(11)的外壁之间设置有锁紧环第二金属变形体(37)，且所述锁紧环第二金属变形体(37)的至少一部分与所述外套壳(26)形成斜面接触，同时所述外套法兰(35)通过施加有预紧力的第二紧固件(39) 与所述外套壳(26)紧固连接。
6.根据权利要求1所述的端部接头配件，其特征在于，所述第一抗拉铠装层(7)和第二抗拉铠装层(9)的末端经弯曲加工后通过固定块(41)进行固定，所述固定块(41)的前端面与所述绝缘支撑套(40)的后端面螺纹连接，同时所述空腔(33)通过注脂孔(34)灌封环氧树脂；
所述第一抗拉铠装层(7)和第二抗拉铠装层(9)的末端折叠形状为波纹状，所述固定块(41)垫入所述第一抗拉铠装层(7)和第二抗拉铠装层(9)的末端折弯处，或者所述固定块(41)与所述第一抗拉铠装层(7)和第二抗拉铠装层(9)的末端勾连。
7.根据权利要求3所述的端部接头配件，其特征在于，在所述内套壳(25)上设置有第一接触点(43)，所述第一接触点(43)通过第一导线(42)与所述第一止动环(27)连接；
同时，在所述外套壳(26)上设置有第二接触点(45)，所述第二接触点(45)通过第二导线(44)与所述第二抗拉铠装层(9)连接，所述第一接触点(43)和第二接触点(45)连接到电源或者相互连接。
8.根据权利要求5所述的端部接头配件，其特征在于，所述内套壳(25)、外套壳(26)、内套法兰(29)、外套法兰(35)、锁紧环第一金属变形体(31)和锁紧环第二金属变形体(37)均由金属材料制成，所述内套壳(25)的内壁面(46)涂有具有高电阻率的第一涂层(47)，所述外套壳(26)的内壁面(48)涂覆具有高电阻率的第二涂层(49)，所述内套法兰(29)和外套法兰(35)的内壁面涂有具有高电阻率的第三涂层(50)；
所述第一涂层(47)、第二涂层(49)和第三涂层(50)均为具有超过1010欧·米的电阻率并具有约1毫米厚度的环氧涂层；
所述内套壳(25)的封闭端形成有后端法兰(15)，所述后端法兰(15)上加工有螺栓孔(24)，以将所述内套壳(25)连接到连接器。
9.一种立管结构，其特征在于，该立管结构包括如权利要求1至8任一项所述的端部接头配件及与所述端部接头配件相适配的海洋非粘结柔性软管，所述海洋非粘结柔性软管的一端进入所述端部接头配件的前端，并在所述端部接头配件内终止，所述端部接头配件连接到第一连接器上，所述第一连接器直接连接另一相邻段软管接头匹配的第二连接器或者浮动设施。
10.一种立管结构的应用，其特征在于，动态柔性软管组件(16)适用于将生产流体从海底装置(17)输送到浮动设施(18)，所述海底装置(17)连接位于海床(20)上或埋于海床(20)下的静态柔性软管(21)，所述动态柔性软管组件(16)包括立管段(19)和悬跨管段(22)，所述立管段(19)是一段如权利要求9所述的立管结构。
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