背景技術(shù)：
海上稠油熱采主要采用波紋金屬軟管，就是用于連接移動(dòng)注氣駁船與深海采油平臺(tái)，移動(dòng)注氣駁船通過(guò)軟管向采油平臺(tái)輸送熱蒸汽，達(dá)到稠油熱采效果，以提高采油效率。該軟管使用較好的防潮防水結(jié)構(gòu)和保溫材料，具有較強(qiáng)的柔韌性和抗疲勞彎曲能力，可長(zhǎng)期承受高溫高壓飽和濕蒸汽的侵蝕。但是由于波紋金屬軟管端部所承受的反復(fù)彎曲變形超過(guò)其本身的強(qiáng)度極限，因此很可能會(huì)產(chǎn)生高應(yīng)變低循環(huán)破壞，所以加強(qiáng)波紋金屬軟管的設(shè)計(jì)與防護(hù)變得越來(lái)越重要。

目前波紋金屬軟管多采用液壓成形，在實(shí)際應(yīng)用中，波紋金屬軟管中間部位無(wú)約束可自由彎曲變形，而波紋金屬軟管連接端，在變形中受到端部約束，易發(fā)生破壞。因此，需要在波紋金屬軟管連接端裝置一種波紋金屬軟管管端防護(hù)裝置，用來(lái)避免波紋金屬軟管連接端超出變形極限，導(dǎo)致破壞產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種波紋金屬軟管管端防護(hù)裝置，可避免波紋金屬軟管連接端超出變形極限，造成破壞、更換周期短等缺點(diǎn)，大大提高波紋金屬軟管使用壽命、提高采油效率。

本發(fā)明包括防護(hù)底座和防護(hù)套筒，其中：防護(hù)底座和防護(hù)套筒固連，防護(hù)底座為連接結(jié)構(gòu)，防護(hù)底座上設(shè)有定位銷孔和螺紋孔，通過(guò)定位銷和螺栓將防護(hù)底座固定在波紋管的管端法蘭上。

工作中依靠防護(hù)套筒對(duì)波紋管彎曲起到約束限制作用，在一定彎曲角的前提下，保證波形的變形程度在一定范圍內(nèi)，減小波紋管在管端彎曲時(shí)產(chǎn)生過(guò)大大塑性變形，導(dǎo)致破壞。

管端防護(hù)裝置的具體設(shè)計(jì)尺寸與波形參數(shù)有關(guān)，其影響管端防護(hù)裝置的開(kāi)口大小，管端防護(hù)裝置防護(hù)套筒的開(kāi)口直徑可由以下公式確定：

$\mathrm{\Φ}=D+2(R_1-\sqrt{R_1^2-H^2})---\left(1\right)$

式中Φ——管端防護(hù)裝置開(kāi)口直徑(mm)；

D——管端防護(hù)裝置(mm)；

R₁——管端防護(hù)套筒筒壁圓弧半徑(mm)；

H——管端防護(hù)裝置高度(mm)。

管端防護(hù)套筒筒壁圓弧半徑根據(jù)以下公式確定：

$R=\frac{d\sqrt{{\left(\frac{d-W}{2}\right)}^2+{(\frac{D}{2}+h-r_1)}^2}}{d-W}---\left(2\right)$

式中R——波紋軟管最小彎曲半徑(mm)；

W——波紋金屬軟管的波寬(mm)；

h——波紋金屬軟管的波高(mm)；

d——波紋金屬軟管的波距(mm)；

r₁——波紋金屬軟管的波峰半徑(mm)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明可以在波紋金屬軟管發(fā)生彎曲變形時(shí)起到約束限制作用，可降低波紋金屬軟管的過(guò)大變形破壞、延長(zhǎng)壽命、提高采油效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的示意簡(jiǎn)圖；

圖2是本發(fā)明防護(hù)底座示意簡(jiǎn)圖；

圖3是本發(fā)明防護(hù)套筒示意簡(jiǎn)圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1波紋金屬軟管示意簡(jiǎn)圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例1波紋金屬軟管管端彎曲示意圖。

圖中：1-防護(hù)套筒、2-防護(hù)底座、3-螺紋孔、4-銷孔、5-波紋管、6-管端法蘭。

具體實(shí)施方式

在圖1、圖2和圖3所示的波紋金屬軟管管端防護(hù)裝置示意圖中，防護(hù)底座2和防護(hù)套筒1固連，防護(hù)底座為連接結(jié)構(gòu)，防護(hù)底座上設(shè)有2個(gè)定位銷孔和6個(gè)螺紋孔，通過(guò)定位銷和螺栓將防護(hù)底座固定在波紋管的管端法蘭上。

管端防護(hù)裝置的具體設(shè)計(jì)尺寸與波形參數(shù)有關(guān)，其影響管端防護(hù)裝置的開(kāi)口大小，管端防護(hù)裝置防護(hù)套筒的開(kāi)口直徑可由以下公式確定：

$\mathrm{\Φ}=D+2(R_1-\sqrt{R_1^2-H^2})---\left(1\right)$

式中Φ——管端防護(hù)裝置開(kāi)口直徑(mm)；

D——管端防護(hù)裝置(mm)；

R₁——管端防護(hù)套筒筒壁圓弧半徑(mm)；

H——管端防護(hù)裝置高度(mm)。

管端防護(hù)套筒筒壁圓弧半徑根據(jù)以下公式確定：

$R=\frac{d\sqrt{{\left(\frac{d-W}{2}\right)}^2+{(\frac{D}{2}+h-r_1)}^2}}{d-W}---\left(2\right)$

式中R——波紋軟管最小彎曲半徑(mm)；

W——波紋金屬軟管的波寬(mm)；

h——波紋金屬軟管的波高(mm)；

d——波紋金屬軟管的波距(mm)；

r₁——波紋金屬軟管的波峰半徑(mm)。

實(shí)施例1

對(duì)直徑D為100mm，波高h(yuǎn)為10mm，波距d為12mm，波寬W為7mm的波紋管5(如圖4所示)，管端防護(hù)裝置的高度根據(jù)模擬和實(shí)際驗(yàn)證給定為120mm，依照上述公式(2)可得該型號(hào)波紋管的極限彎曲半徑R＝108mm，故防護(hù)裝置防護(hù)套筒的筒壁圓弧半徑R₁＝120，通過(guò)公式(1)可得設(shè)計(jì)的管端防護(hù)裝置防護(hù)套筒的開(kāi)口直徑Φ為340mm。如圖5所示，防護(hù)底座2和防護(hù)套筒1固連，管端防護(hù)裝置的防護(hù)底座通過(guò)定位銷和螺栓將其固定在波紋管5的管端法蘭6上。

實(shí)施例2

對(duì)直徑D為100mm，波高h(yuǎn)為12mm，波距d為12mm，波寬W為7mm的波紋管，管端防護(hù)裝置的高度根據(jù)模擬和實(shí)際驗(yàn)證給定為120mm，依照公式(2)可得該型號(hào)波紋管的極限彎曲半徑R＝112mm，故防護(hù)裝置防護(hù)套筒的筒壁圓弧半徑R₁＝120，故由公式(1)可得設(shè)計(jì)的管端防護(hù)裝置防護(hù)套筒的開(kāi)口直徑Φ為340mm。

實(shí)施例3

對(duì)直徑D為100mm，波高h(yuǎn)為10mm，波距d為10mm，波寬W為7mm的波紋管，管端防護(hù)裝置的高度根據(jù)模擬和實(shí)際驗(yàn)證給定為120mm。依照公式(2)可得該型號(hào)波紋管的極限彎曲半徑R＝145mm，故防護(hù)裝置防護(hù)套筒的筒壁圓弧半徑R₁＝145，故由公式(1)可得設(shè)計(jì)的管端防護(hù)裝置防護(hù)套筒的開(kāi)口直徑Φ為232mm。

實(shí)施例4

對(duì)直徑D為120mm，波高h(yuǎn)為10mm，波距d為12mm，波寬W為7mm的波紋管，管端防護(hù)裝置的高度根據(jù)模擬和實(shí)際驗(yàn)證給定為120mm，依照公式(2)可得該型號(hào)波紋管的極限彎曲半徑R＝152mm，故防護(hù)裝置防護(hù)套筒的筒壁圓弧半徑R₁＝152，故由公式(1)可得設(shè)計(jì)的管端防護(hù)裝置防護(hù)套筒的開(kāi)口直徑Φ為217mm。