[发明专利]一种复合软管梯形截面嵌合抗压铠装层

说明书

技术领域

本发明涉及一种铠装复合软管，特别涉及一种复合软管梯形截面嵌合抗压铠装层。

背景技术

传统的海底管道一般以钢管为主，其整体的建造、安装和后续保养工作周期长且费用高。近年来国外兴起的柔性复合软管由于防腐蚀性好、针对海底地形地貌适应性强、铺设速度快且费用低、不易结蜡和能够重复利用等优点,已开始应用到海底油、气和水的海底管道中。

柔性复合软管主要有两种，一种为粘结性复合软管，另一种为非粘结性复合软管。粘结性复合软管的连接一般是由聚合物层和金属增强层挤压连成一体，其挤压成型后通过特殊的工序使聚合物材料层和金属增强层之间产生较高的粘合强度，该类软管一般仅在较短距离跨接管道中应用。而非粘结复合软管一般由聚合物材料层和金属增强层通过物理的方式组合而成，其每一层与每一层间不需要使用化学工艺粘合，各层间通过摩擦和接触压力来传递载荷，其具有良好的柔性，已逐渐成为软管中的主流结构，此类复合软管一般在长距离和高压的管道中使用。非粘结复合软管广泛应用在海洋工程中对原油、天然气或水的输送。

非粘结复合软管是由骨架层、内衬层、抗压铠装层、抗拉铠装层和外包覆层等多层构成，其中抗压铠装层主要用于抵抗径向力，并通过异型材互锁形成，其异型材截面形状有Z、C、X、T型等。现有技术的抗压铠装层是由异型材与管轴成大角度缠绕而成，缠绕角度一般接近于90度，因此可以提供较大环向力以抵抗较大内压，对内衬层起约束作用，防止内衬层爆破。抗压铠装层经缠绕后在相邻的截面间有一定的间隙，可以使软管具有一定的柔性。接头对抗压铠装层钢丝端部的良好固定是提供较大内压的前提，当接头不能对抗压铠装层钢丝端部提供良好的固定时，抗压铠装层将不具有较好的提供抵抗内压的能力，并很快的将内压传递给抗拉铠装层。由于抗拉铠装层的钢丝缠绕角度在30～40度之间，抗拉铠装层主要用于抵抗轴向压力，此时抵抗环向力的能力较弱。所以，接头和抗压铠装层钢丝端部的固定非常重要。

由于相邻的截面间有一定的间隙，这样可以保证了软管有一定的柔性，同时带来了隐患，当软管弯曲过大或轴向运动过大时，至使相邻截面间的运动过大，进而造成相邻的截面间有相互滑出的隐患，将会导致截面互锁功能的丧失。抗压铠装层相邻截面间的间隙越大该层的弯曲柔性越好，但由此间隙的增大会造成了内衬层的蠕变量也在随其增大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种既能解决钢条间上下错位位移和径向位移的复合软管梯形截面嵌合抗压铠装层。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种复合软管梯形截面嵌合抗压铠装层，其特征在于：它包括两异型材，两个所述异型材均包括一钢条和一斜工字钢带，所述钢条的横截面呈等腰梯形，所述钢条的上底具有向上突起的梯形凸台、下底具有向下突起的梯形凸台，所述斜工字钢带由相平行的上翼板和下翼板，以及连接在上翼板和下翼板之间的倾斜腹板组成，且上翼板与腹板之间所夹锐角与所述钢条的底角相等，所述斜工字钢带的腹板长度与所述钢条的侧腰长度相当；

所述钢条的顶角嵌入所述斜工字钢带的钝角凹槽内，同一侧的底角嵌入同一侧所述斜工字钢带的锐角凹槽内，构成所述异型材，将另一倒置的所述异型材的钢条嵌入正置的所述异型材的斜工字钢带内，两个所述异型材相互嵌合成环状缠绕在复合软管的内衬层外壁上。

所述钢条的每一边角均设置圆弧角过渡。

所述钢条的顶角为120度，所述钢条上底和下底上的梯形凸台等高。

所述钢条和所述斜工字钢带均采用碳钢，且所述钢条为实心。

两个相邻的所述钢条之间空隙至少是所述斜工字钢带壁厚的3倍，且所述斜工字钢带的壁厚不小于1.5mm。

所述内衬层外壁上设置有一层或多层所述抗压铠装层，且所述抗压铠装层内加入覆盖所述钢条和所述斜工字钢带的润滑油。