一種增強(qiáng)在位穩(wěn)定性的扣入式止屈器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)在位穩(wěn)定性的新型扣入式止屈器，應(yīng)用于某段海底管道(7)，包括三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的瓣體，每個(gè)瓣體的截面形狀類似英文A字，包括兩個(gè)相交成60°角的側(cè)板，連接在兩個(gè)側(cè)板之間的加強(qiáng)肋板(6)，在每個(gè)側(cè)板的端部均設(shè)置有眼板(5)；在三個(gè)瓣體通過(guò)相鄰的眼板(5)扣在海底管道(7)上后，每個(gè)瓣體的加強(qiáng)肋板(6)均貼近海底管道(7)的外表面。本發(fā)明可以增加管道本身的在位穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】
一種増強(qiáng)在位穩(wěn)定性的扣入式止屈器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)在位穩(wěn)定性的新型扣入式止屈器，該裝置整體外觀呈三角形，安裝簡(jiǎn)便止屈效率高，同時(shí)鋪設(shè)管道時(shí)該裝置能夠起到底座的作用，限制管道的橫向位移并且保護(hù)管道的局部安全，增強(qiáng)管線的在位穩(wěn)定性。
【背景技術(shù)】
[0002]深海油氣能源開發(fā)已達(dá)到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，尤其是隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，陸上能源消耗殆盡，深海油氣資源成為能源安全的重要保障，其中海底管道是海洋油氣開發(fā)運(yùn)輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)。海底管道的屈曲傳播破壞一直是工程界困擾已久的難題，制造、安裝以及服役等過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷，都會(huì)導(dǎo)致海底管道局部抗屈曲性能的減弱，在外部靜水壓力作用下，容易發(fā)生局部屈曲，并會(huì)沿著管道長(zhǎng)度方向傳播，發(fā)生整體失效破壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)災(zāi)難。止屈器的提出為解決海底管道的大規(guī)模破壞提供了一種嶄新的思路，即在海底管道上每隔80?10m左右安裝一個(gè)止屈器裝置，它以較強(qiáng)的環(huán)向剛度來(lái)抑制屈曲傳播擴(kuò)展，將破壞區(qū)域限制在兩個(gè)止屈器裝置之間，只需要對(duì)這一段損壞的管道進(jìn)行維修或替換，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)性與安全性的平衡。扣入式止屈器在淺水管道鋪設(shè)中得到了最廣泛的使用，通常其長(zhǎng)度與管道外徑比為L(zhǎng)/D = 0.5-2.0，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝時(shí)將其滑過(guò)管道接頭，并固定到指定位置即可?？廴胧街骨鞒杀镜颓覠o(wú)焊縫，避免了焊接引起的缺陷和殘余應(yīng)力，但其止屈效率較低，容易發(fā)生U型穿越，不能用于較大水深。
[0003]現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外在止屈器設(shè)計(jì)方面存在的不足之處主要有:
[0004]1.如果止屈器采用焊接在管道兩端的方式進(jìn)行連接，就很容易造成局部缺陷和殘余應(yīng)力，降低其止屈效果，而且海上焊接成本大，技術(shù)要求高，難度大。
[0005]2.傳統(tǒng)扣入式止屈器應(yīng)用水深范圍較小，止屈效率較低，易發(fā)生U型穿越，不能滿足深水止屈的要求。
[0006]3.止屈器功能單一，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想偏重于達(dá)到止屈功能即可，未考慮多功能性的設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于保證傳統(tǒng)扣入式止屈器優(yōu)點(diǎn)的前提下，使其抗屈曲性能更加優(yōu)良，達(dá)到更好的止屈效果，擴(kuò)大應(yīng)用的水深范圍。本發(fā)明的扣入式止屈器的整體輪廓呈現(xiàn)正三角形，管道位于止屈器當(dāng)中，相當(dāng)于安裝了底座，大大增加了管道本身的在位穩(wěn)定性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種增強(qiáng)在位穩(wěn)定性的新型扣入式止屈器，應(yīng)用于某段海底管道(7)，包括三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的瓣體，每個(gè)瓣體的截面形狀類似英文A字，包括兩個(gè)相交成60°角的側(cè)板，連接在兩個(gè)側(cè)板之間的加強(qiáng)肋板(6)，在每個(gè)側(cè)板的端部均設(shè)置有眼板(5);在三個(gè)瓣體通過(guò)相鄰的眼板(5)扣在海底管道(7)上后，每個(gè)瓣體的加強(qiáng)肋板(6)均貼近海底管道(7)的外表面。
[0009]本發(fā)明針對(duì)海底管道止屈器裝置，提供一種增強(qiáng)在位穩(wěn)定性的新型扣入式止屈器裝置，與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010](I)本發(fā)明的新型扣入式止屈器從傳統(tǒng)扣入式止屈器失效模式出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其止屈效果大大提高，適用的水深范圍增加，具有更普遍的適用性，同時(shí)可以進(jìn)行模塊化批量式生產(chǎn)。
[0011](2)本發(fā)明考慮到了深海管線服役過(guò)程中容易受到水流沖擊，易造成管道鋪設(shè)路線偏離的影響，所以本裝置設(shè)計(jì)外觀呈三角形，局部中空的三角形位置可以填充混凝土等填充物，增加管道的在位穩(wěn)定性，使其更加穩(wěn)固，同時(shí)保護(hù)管道的局部安全。
[0012](3)本發(fā)明的新型扣入式止屈器不需要海上焊接，只需在相應(yīng)位置進(jìn)行螺栓連接，安裝便捷，不存在焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)和局部殘余應(yīng)力過(guò)大的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1配有止屈裝置的某段海底管道的立體圖
[0014]圖2配有止屈裝置的某段海底管道的俯視圖
[0015]圖3新型扣入式止屈器俯視圖
[0016]圖4新型扣入式止屈器一個(gè)瓣體的立體圖
[0017]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0018]I—新型扣入式止屈器瓣體I ;2—新型扣入式止屈器瓣體Π ;3—新型扣入式止屈器瓣體m ; 4—螺栓孔;5—眼板;6—加強(qiáng)肋板;7—海底管道；
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述:
[0020]如圖1所示，該新型扣入式止屈器主要包括:三個(gè)完全一樣的組合部件(瓣體I，瓣體Π，瓣體m)，螺栓孔4，眼板5，加強(qiáng)肋板6。三個(gè)瓣體可以通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，各組件裝配完成后，海底管道剛好內(nèi)切于組合裝置中間的正六邊形內(nèi)，如圖2所示。傳統(tǒng)的扣入式止屈器其本身易隨著管道的屈曲壓潰而呈橢圓狀變形，或管道呈現(xiàn)U型穿越模式，使其止屈能力大幅下降，因此只適用于較淺海域，本發(fā)明從止屈失效模式角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖3所示，整個(gè)裝置外觀呈正三角形，中間構(gòu)成正六邊形，局部構(gòu)成正三角形，局部三角形的穩(wěn)定性保證了整個(gè)組合裝置的高穩(wěn)定性和抗屈曲性能，改善了傳統(tǒng)扣入式止屈器的設(shè)計(jì)缺陷，止屈效果明顯增強(qiáng)。由于三個(gè)瓣體完全相同，且構(gòu)造簡(jiǎn)單，如圖4所示，可以大大簡(jiǎn)化工藝流程，采取整體鍛造或焊接的模式均是可行的，同時(shí)有利于進(jìn)行批量式生產(chǎn)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)效率。
[0021 ]在管道鋪設(shè)過(guò)程中，由于該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝時(shí)將每個(gè)瓣體內(nèi)切于管道外徑，并固定到指定位置，用螺栓進(jìn)行緊固連接即可。由于海底管道外徑內(nèi)切于該裝置中間的正六邊形當(dāng)中，具有很好的控制海底管道變形的能力，加上該裝置局部呈三角形構(gòu)造，具有很好的支撐和穩(wěn)定作用，同時(shí)在三角形中可以填充混凝土等填充物，既可以增加整體的抗屈曲能力，還能增加管道鋪設(shè)后管線的在位穩(wěn)定性。當(dāng)海底管道受到橫向海流作用時(shí)，該裝置與海底土壤接觸面積大且接觸充分，能夠很好的保證管道不發(fā)生偏移，減小海底管道的震動(dòng)，起到很好的保護(hù)作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種增強(qiáng)在位穩(wěn)定性的扣入式止屈器，應(yīng)用于某段海底管道(7)，包括三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的瓣體，每個(gè)瓣體的截面形狀類似英文A字，包括兩個(gè)相交成60°角的側(cè)板，連接在兩個(gè)側(cè)板之間的加強(qiáng)肋板(6)，在每個(gè)側(cè)板的端部均設(shè)置有眼板(5);在三個(gè)瓣體通過(guò)相鄰的眼板(5)扣在海底管道(7)上后，每個(gè)瓣體的加強(qiáng)肋板(6)均貼近海底管道(7)的外表面。
【文檔編號(hào)】F16L1/20GK106015739SQ201610548819
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】余建星, 段晶輝, 余楊, 孫震洲, 樊志遠(yuǎn), 吳夢(mèng)寧
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)