[发明专利]防弯器及柔性管线有效
申请号: | 201811241196.8 | 申请日: | 2018-10-24 |
公开(公告)号: | CN109538871B | 公开(公告)日: | 2020-03-13 |
发明(设计)人: | 张玉;尚丽军;刘军鹏;段梦兰;辛建航;赵海坤;马国印;李文博;罗丹 | 申请(专利权)人: | 中国石油大学(北京) |
主分类号: | F16L55/00 | 分类号: | F16L55/00;F16L57/00;F16L1/20 |
代理公司: | 北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205 | 代理人: | 张子青;黄健 |
地址: | 102249*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 防弯器 柔性 管线 | ||
本发明提供一种防弯器及柔性管线,所述防弯器包括:防弯器分体;多个防弯器分体固定连接形成防弯器主体,所述防弯器主体的外径为圆形,所述防弯器主体的外径从所述防弯器主体的顶端至底端逐渐减小;或者,所述防弯器主体包括短圆柱段和圆锥段,所述短圆柱段的外径等于所述圆锥段的最大外径,所述圆锥段的最小外径大于柔性管线的直径;相邻两个所述防弯器分体的接触面为螺旋面,所述螺旋面的轴线与所述防弯器主体的轴线重合。本发明提供的防弯器及柔性管线,通过将防弯器分体设置为螺旋形结构,使得防弯器整体的曲率变化更加平滑,从而降低应力集中。
技术领域
本发明涉及海洋柔性管线技术领域,尤其涉及一种防弯器及柔性管线。
背景技术
在油气田开发项目特别是深水油气田开发项目中,柔性管线作为常用的水下生产系统的重要设备,为水下生产系统设备输送介质,如输水、输油与输气。为了保证柔性管线的正常工作,柔性管线端部动态应用一般要安装防弯器,防止发生过度弯曲变形,保证柔性管线安全在位运行。防弯器已经成为海洋柔性管线的常用装备,结构简单,安装方便等优点。
图1为现有技术提供的防弯器的局部结构示意图,图2为现有技术提供的防弯器的整体结构示意图,参考图1和图2所示,现有的防弯器是典型的分体式圆锥形构件,包括由两个防弯器分体100组成的圆锥形防弯器主体200、设置在防弯器主体200内部的中心孔21、设置在防弯器主体200顶部的法兰螺栓件22和设置在圆锥形主体100上的螺栓连接孔23,分体式圆锥形主体通过螺栓连接孔23内的螺栓件连接为整体,通过法兰螺栓件22与柔性管线的端部接头或者浮体连接。
现有技术提供的分体式圆锥形防弯器,虽然可以满足柔性管线最大曲率的要求,但由于螺栓连接孔23的存在,圆锥形防弯器主体200上的螺栓连接分布不均,造成曲率分布不均,容易造成柔性管线最大曲率处发生疲劳破坏。
发明内容
本发明提供一种防弯器及柔性管线,通过将防弯器分体设置为螺旋形结构,使得防弯器整体的曲率变化更加平滑,从而降低应力集中。
本发明一方面提供一种防弯器,包括:防弯器分体;
多个防弯器分体固定连接形成防弯器主体,所述防弯器主体的外径为圆形,所述防弯器主体的外径从所述防弯器主体的顶端至底端逐渐减小;或者,所述防弯器主体包括短圆柱段和圆锥段,所述短圆柱段的外径等于所述圆锥段的最大外径,所述圆锥段的最小外径大于柔性管线的直径;相邻两个所述防弯器分体的接触面为螺旋面,所述螺旋面的轴线与所述防弯器主体的轴线重合。
如上所述的防弯器,所述螺旋面的旋转角度小于一周。
如上所述的防弯器,还包括:沿着所述防弯器主体的轴线设置的中心孔,所述中心孔用于容纳柔性管线。
如上所述的防弯器,还包括:法兰盘,所述法兰盘连接在所述防弯器主体的顶端,所述法兰盘用于连接柔性管线的端部接头或者浮体。
如上所述的防弯器,所述法兰盘通过螺栓与嵌入在所述防弯器主体顶端的金属连接件连接。
如上所述的防弯器,所述防弯器分体上均匀分布有多个连接孔,相邻两个所述防弯器分体通过安装在所述连接孔内的螺纹紧固件固定连接。
如上所述的防弯器,所述防弯器分体的数量为三个,三个所述防弯器分体的形状相同,所述螺旋面的旋转角度为三分之一周。
本发明提供的防弯器,通过设置多个防弯器分体,且将相邻两个防弯器分体的接触面设置为螺旋面,即防弯器分体呈螺旋形结构,可使得防弯器整体弯曲曲率变化更加平滑,从而有效减小柔性管线发生疲劳的热点区域,降低应力集中,提高使用寿命。进一步地,防弯器分体通过螺纹紧固件固定连接形成防弯器主体,通过防弯器主体顶端的法兰盘与柔性管线的端部接头或者浮体相连接,整体结构简单,拆装方便,便于推广和应用。
如上所述的防弯器,所述防弯器主体的外轮廓线为平滑曲率曲线。
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