[实用新型]一种海洋纤维增强复合管用双限制连接系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋纤维增强复合管管装备技术领域,具体涉及一种应用于石油或水高压输送的海洋纤维增强复合管用双限制连接系统。

背景技术

海洋油气产业正面向更深的水域、更恶劣的运输和安装环境，而传统的钢制管道由于密度较大,运输和安装的成本高等缺陷越来越难以满足海洋油气运输的需求，为适应新的油气输送要求，相继出现多种新型海洋管道，其中海洋柔性管作为一种适应性强、灵活性高、重量轻的新型管道，可适用于多种管线和海洋环境。

柔性管中，有一种采用热塑性材料包覆塑料纤维带缠绕制成的热塑性纤维增强粘结复合管(RTP)，由于其将纤维增强层与内外塑料基体保护层通过热熔粘接成为一个整体，各层材料间隙均匀、张力一致，具有优异的耐腐蚀性，且可有效降低维护、检修和置换的费用；目前复合管一般通过机械压紧的方式完成连接，大多采用扣压式接头和楔形块压紧接头形式：1)对于扣压式接头而言，为将金属压套与管道层压紧，必须在RTP管端施加一定的压力，这样会造成RTP管端部分的压缩变形而使接头内管壁减薄；此外由于管体接头部件和管体主体变形不一致导致其接触面产生应力集中而易发生破裂；如果接头加工质量控制不好或是在运输、存储、施工中受到过度的弯折、碰撞、挤压等，都有可能进一步诱发接头附近管体破裂，致使接头可靠性降低；2)对于楔形块压紧接头来说，由于管道在长期工作下的蠕变和疲劳变形导致的预压力降低会大大降低接头的承载性能，使用效果也不理想。

无论是扣压式连接还是楔形块压紧连接，传统机械压紧接头所夹持的非变径复合管仅仅依靠夹紧力在接头内固定，一旦预压力丢失管道很容易被直接拉出导致连接失效。另一个重要的问题是，管道弯曲对于连接区域的管道和接头组件具有非常大的影响，在管道与接头分离处容易产生较大的应力集中和管道磨损现象，过去适用于中浅水、中低压的热熔接头和现有机械压紧接头针对这一问题都未能提出有效解决方案，未来面对深水高压、复杂严酷的环境荷载导致的管道动态变化，亟待提出一种新型的复合管连接系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对传统机械压紧接头仅仅依靠夹紧力固定，可靠性低，一旦预压力丢失管道很容易被直接拉出导致连接失效等缺陷，提出一种适用于海洋纤维增强复合管的双限制连接系统。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种海洋纤维增强复合管的双限制连接系统，包括增厚管部和连接部，实现对管道卡锁和压紧的双限制效果；所述增厚管部设置在复合管一端，包括第一增厚层和第二增厚层，第一增厚层环向覆盖并粘结在复合管增强层的外侧，且与复合管通过第一锥形过渡段过渡连接，第二增厚层环向覆盖并粘结在第一增厚层靠近管道端部的后半段部分，并通过第二锥形过渡段与第一增厚层过渡连接，第一增厚层和第二增厚层的外表面还设置有外保护套层，并与复合管外保护层粘结为一体；

所述连接部包括卡固件、内芯轴以及锁紧环；所述卡固件套设在增厚管部的外侧，且与增厚管部过盈配合；所述内芯轴包括前端插头和后端斧型轴，所述插头插入复合管内，插头的外表面与复合管的内衬层相接触；斧型轴的前端与复合管末端相接，即与复合管的内衬层、增强层、第一增厚层，第二增厚层，外保护套层的端面同时相接，斧型轴的后端焊接有法兰盘或另一接头斧型轴，与卡固件共同限制复合管的位移，所述锁紧环设置在卡固件与内芯轴后端斧型轴之间，且与卡固件螺纹连接。

进一步的，所述卡固件包括第一外套环以及与第一外套环连接的防弯器；第一外套环的内部从前至后依次包括凹槽段、与第二锥形过渡段配合的过渡段、与第二增厚层配合的连接段，以及与锁紧环配合的螺纹段；所述防弯器包括前端锥形段以及后端柱形段，后端柱形段的端面上设置有延伸的楔形段，楔形段的外轮廓与凹槽段轮廓相匹配，以便于将第一外套环和防弯器连接，实际安装时，楔形段位于第一增厚层的外侧，且与其轮廓匹配，目的是插入第一外套环与复合管管道之间并形成一个初始过盈变形，提供第一增厚层管段的缓冲过渡，并提升此处弯曲抵抗性能。

进一步的，所述防弯器采用具有良好的弹塑性性能的聚合物材料制成，为三段式结构或两段式结构，防弯器的后端柱形段的端面外环边缘上还设置有螺纹盲孔，第一外套环为直圆筒结构，其凹槽段的前端端部还设置有一凸起环，凸起环上加工有螺纹孔，所述螺纹孔和螺纹盲孔相配合，以将第一外套环和防弯器螺栓连接。