CN205331630U - 一种柔性立管铠装层用的“z”型钢带 - Google Patents
一种柔性立管铠装层用的“z”型钢带 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种具有双向缓冲动量作用的柔性立管铠装层用的“Z”型钢带，该“Z”型钢带是由一条完整钢带加工而得，整体结构不存在焊缝，应力承受能力强，所述的“Z”型结构包括两端翼板和连接两端翼板的腹板，两端翼板和腹板构成“Z”字型，且两端翼板在尾端设有钩头，钩头与腹板之间形成沟谷，两条钢带的“Z”型结构通过钩头和沟谷的配合实现咬合，该“Z”型钢带用于柔性立管铠装层后，可明显提高其耐压性能，适合深海采油作业采用。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢材加工领域，具体的涉及一种“Z”型钢。
背景技术
目前，海洋油气开采作业深度已经达到3000米，其中柔性立管是连接水面浮式结构和海底终端设备的关键设施，所谓柔性立管是一种多层复壁结构的立管，其结构层大致分为两类：一类是聚合材料经过拉伸工艺制造成的管层，如内压防护套、抗磨层、外部保护套等；另一类是钢材料的螺旋层，如骨架层、耐压铠装层和抗拉铠装层。
其中的耐压铠装层一般是由两条C型或“Z”型钢带沿着与管轴近90度方向缠绕而成的互锁结构层。文献1《周佳.无粘结柔性立管的非线性迟滞特性研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学,2012》第14页和专利文件1CN201420045571中都各自提到了一种“Z”型钢，这两种“Z”型钢相同的缺陷在于，两条钢带咬合配置后互相咬合的“Z”型结构彼此的底板和翼板活动空间过大，使得在承受压力时，咬合的“Z”型结构间会产生很大的相对动量，该动量会加速两个拐点，即底板、翼板与腹板的连接位置的断裂。
专利文件2CN01237376公开了一种“S”型或“Z”型钢丝，该钩头啮合严密，用于悬索主缆的密封。这种结构的不足在于，采用该结构密封的管道属刚性管道，其耐压强度有限，不适合用于深海采油作业。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种具有双向缓冲动量作用的柔性立管铠装层用的“Z”型钢带。
本实用新型公开的“Z”型钢带是由一条完整钢带加工而得，整体结构不存在焊缝，应力承受能力强，所述的“Z”型结构包括两端翼板和连接两端翼板的腹板，两端翼板和腹板构成“Z”字型，且两端翼板在尾端设有钩头，钩头与腹板之间形成沟谷，两条钢带的“Z”型结构通过钩头和沟谷的配合实现咬合。
上述钩头和沟谷横截面均为梯形，使得两条钢带咬合后在受力时，互相咬合的钩头和沟谷可以沿梯形斜面发生滑移，以起到缓冲动量的作用。上述钩头的横截面宽度小于沟谷横截面的宽度，使得钢带在受到拉应力时，钩头可在沟谷底面发生短距离滑移，起到缓冲动量的作用，并且钩头与沟谷的垂直落差小于两端翼板外缘到沟谷谷底的落差，这样可以保证钢带在收到压应力时，钩头与沟谷之间可发生短程的纵向滑移，起到缓冲动量的作用，同时，两端翼板外缘到沟谷谷底的落差与两端翼板外缘之间垂直距离的比为1～2：3，这一距离比例既可保证两端翼板的厚度和腹板的宽度足够大，不会发生拐点处的受力断裂，又可保证钩头和沟谷咬合充分。
由上述本实用新型所提供的“Z”型钢带可实现纵横双向上的动量缓冲作用，从而提高柔性立管铠装层的耐压性能，适合深海采油作业采用。
附图说明
图1实施例1中“Z”型钢带的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型提供的“Z”型钢带做进一步说明，
实施例1
如图1所示，本实用新型提供的“Z”型钢带包括两端翼板2和连接两端翼板的腹板1，两端翼板2和腹板1构成“Z”字型，且两端翼板2在尾端设有钩头3，钩头3与腹板1之间形成沟谷，两条钢带的“Z”型结构通过钩头3和沟谷的配合实现咬合，依次将10条“Z”型钢带咬合匹配。
上述钩头3和沟谷横截面均为梯形，钩头3的横截面宽度小于沟谷横截面的宽度，并且钩头3与沟谷的垂直落差小于两端翼板2外缘到沟谷谷底的落差，同时，两端翼板2外缘到沟谷谷底的落差与两端翼板外缘之间垂直距离的比为1：2，这一距离比例既可保证两端翼板的厚度和腹板的宽度足够大，不会发生拐点处的受力断裂，又可保证钩头3和沟谷咬合充分，其抗拉强度为1820MPa。
实施例2
本实施例中,“Z”型钢两端翼板2外缘到沟谷谷底的落差与两端翼板外缘之间垂直距离的比为1：3，其余同实施例1，其抗拉强度为1630MPa。
实施例3
本实施例中,“Z”型钢两端翼板2外缘到沟谷谷底的落差与两端翼板外缘之间垂直距离的比为1：2.5，其余同实施例1，其抗拉强度为1760MPa。
Claims (3)
1.一种柔性立管铠装层用的“Z”型钢带，是于一条完整钢带上加工出“Z”型结构而得，其特征在于，所述的“Z”型结构包括两端翼板和连接两端翼板的腹板，两端翼板和腹板构成“Z”字型，且两端翼板尾端设有钩头，钩头与腹板之间形成沟谷，其中钩头和沟谷横截面为梯形，钩头的横截面宽度小于沟谷横截面的宽度，并且钩头与沟谷的垂直落差小于两端翼板外缘到沟谷谷底的落差。
2.根据权利要求1所述的柔性立管铠装层用的“Z”型钢带，其特征在于，所述的两端翼板外缘到沟谷谷底的落差与所述的两端翼板外缘之间垂直距离的比为1～2：3。
3.根据权利要求2所述的柔性立管铠装层用的“Z”型钢带，其特征在于，所述的两端翼板外缘到沟谷谷底的落差与所述的两端翼板外缘之间垂直距离的比为1：2。
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