[发明专利]复合管端部配件及组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合管端部配件。

本发明还涉及一种复合管端部配件的组装方法。

背景技术

人类不断增长的需求将陆上石油日渐消耗殆尽之后，找到更多的石油储量就成了现实的解决办法。业界公认，海洋尤其是深海，将是全球油气资源储量接替的主要区域，而全球70％以上的油气资源蕴藏在海底，其中50％的海底油气资源集中在300至500米的深海，浅于200米的海底油气资源仅占总量的7％。因此，开发深海油气装备是中国能源开发的必经之路。

随着海洋油气资源开发逐步向深水、超深水迈进，作为重要工程装备的非粘结性海洋超深水连续复合管，由于该复合管具有质量轻、比强度高、耐腐蚀、耐磨性好、内壁光滑、流动性好、导热系数低、保温性能好、抗疲劳、安装简单、安装部署成本低等优点，已得到越来越广泛的应用。

端部配件作为复合管的附件，是复合管与连接器之间的连接部件。端部配件的设计是复合管设计中比较复杂的部分，端部配件要将复合管的各功能层根据不同的功能单独固定，端部配件的设计不仅要将复合管各功能层的轴向载荷和弯曲载荷传递到终端连接器上，还要满足密封复合管内流体的功能。尤其是当与端部配件连接的其他设备经常受到大的变化载荷时，端部配件容易疲劳损伤并伴随着气体和流体的泄漏。近年来部分海洋油气泄漏事件就是由于端部配件失效引起的，因此，端部配件的合理设计对于海洋平台的安全性极为重要。

目前国内复合管及其端部配件都是从国外厂家高价订购的，订货周期长，服务响应不理想，严重制约了我国深水油气开发进程。开发具有自主知识产权的非金属非粘结复合管及其端部配件，对于我国大规模开发深水区域油气田具有重要的意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种复合管端部配件及组装方法，用于解决现有技术中复合管端部配件设计有缺陷、易失效、密封不好、成本高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种复合管端部配件，端部配件所连接的复合管的管壁由多层功能层组合而成，多层功能层沿从内至外的顺序依次为内衬层、环向层、内抗拉层、骨架层、外抗拉层、外套层，复合管与端部配件连接的一端的多层功能层从内至外呈台阶状逐层缩短；端部配件包括外套、内套和法兰，外套、内套套在复合管上，内套位于外套内；外套的内周面包括与复合管的外套层配合的外套层配合面和与内套的外周面连接的外套连接面；内套的外周面设有与外套的外套连接面连接的内套连接面；内套的内周面设有与复合管的骨架层配合的骨架层配合面和与复合管的环向层配合的环向层配合面；外套的内周面还设有向内凹陷的第一外楔形面，第一外楔形面位于外套层配合面、外套连接面之间，内套的外周面设有与第一外楔形面相对应的第二外楔形面，第一外楔形面与第二外楔形面、骨架层之间形成外楔形腔，复合管的外抗拉层伸至该外楔形腔内，外套上设有外浇注孔，外浇注孔将外楔形腔与外部连通；内套的内周面还设有向内凹陷的内楔形面，内楔形面位于骨架层配合面、环向层配合面之间，内楔形面与环向层之间形成内楔形腔，复合管的内抗拉层伸至该内楔形腔内，外套、内套上设有贯穿的内浇注孔，内浇注孔将内楔形腔与外部连通；外套靠近复合管端部的端面与法兰的一端面配合并固定连接，法兰远离外套的另一端面与连接器固定连接，法兰的内周面设有与复合管的内衬层配合的内衬层配合面；外套的远离法兰的端面上固定有锁紧环，锁紧环的内周面与复合管的外套层密封配合。

优选的，外套的外套连接面与内套的内套连接面之间通过管螺纹连接。

优选的，外套、内套靠近法兰的一端的端面位于同一平面上并均与法兰的端面配合。

优选的，内套的内周面设有内套过渡面，内套过渡面延伸至内套面向法兰的端面，法兰的内周面设有法兰过渡面，法兰过渡面延伸至法兰面向内套的端面；端部配件还包括套筒，套筒的外周面与内套过渡面、法兰过渡面配合，套筒的内周面与复合管的内衬层配合。进一步的优选，套筒的外周面与内套过渡面、法兰过渡面之间还设有密封圈。

优选的，锁紧环面向外套的端面设有突出的楔形环，楔形环的内周面与复合管的外套层密封配合，楔形环的外周面的直径沿向外套的方向逐步减小，外套的端面设有与楔形环相对应的楔形空腔，锁紧环与外套固定时，楔形环插入楔形空腔内。

优选的，第一外楔形面的直径、第二外楔形面的直径沿向法兰的方向逐步增大。

优选的，内楔形面的直径沿向法兰的方向逐步增大。

优选的，法兰与外套之间通过多个固定螺栓连接，多个固定螺栓沿法兰的周向均匀分布。