[发明专利]一种新型环肋钢带增强柔性复合管

说明书

本发明公开了一种新型环肋钢带增强柔性复合管，旨在为陆地及海上油气等工业领域提供一种经济高效的介质输送方案。该种复合管主要包括四层结构，由内到外依次为：环肋内层、钢带缠绕增强层（可由多层钢带沿内管轴向螺旋缠绕而成）、高强度编织薄膜层和外保护层。通过在内层中嵌入缠绕角度较大的环向加筋肋（类似于螺旋弹簧），以提高管道的环向和径向强度，并弥补现有钢带缠绕增强柔性管抗外压能力的不足；通过在最外层钢带增强层外侧包裹高强度编织薄膜，以防止螺旋钢带在扭转作用下的退卷行为。同时，该编织薄膜能对钢带增强层在轴压作用下发生径向扩张时提供一定的支撑作用，进一步提高管道的轴向压缩刚度。

技术领域

本发明涉及一种应用于陆地或海洋的长距离输送有压液体或气体物资的复合管道，特别是涉及一种改良后的钢带增强柔性复合管。

背景技术

现有钢带增强柔性复合管已应用于陆地或浅海的油气运输。钢带增强柔性复合管与传统钢管相比，具有重量轻、耐腐蚀、可盘卷等特点；与传统非粘结管相比，其结构简单，生产成本低。但由于缺少相应的铠装层，其径向刚度和环向刚度不足，因此不能适用于深水区域；而含有骨架层或抗压铠装层的非粘结柔性管虽能够适用于深水区域，但其截面形式复杂，制造工艺困难，生产成本较高。本发明旨在提供一种适用于陆地及海上油气等工业领域有压介质输送的经济化解决方案。为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种新型环肋增强柔性复合管。该新型柔性复合管能够在减少经济成本的条件下，增强现有钢带缠绕增强柔性管的抗内外压能力，且制造工艺简单、生产成本低。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种新型环肋钢带增强柔性管，所采用的技术方案是：

一种新型环肋钢带增强柔性复合管，包括四层结构，由内到外依次为内层、钢带缠绕增强层、编织薄膜层和外保护层。内层中通过嵌入缠绕角度较大的环向加筋肋形成环肋内层，以增强管道的环向和径向强度，从而进一步提高管道承受内外压的能力。钢带缠绕增强层分为基础增强层和附加增强层，由多层钢带沿内管轴向螺旋缠绕而成。编织薄膜层能够降低钢带发生侧向屈曲，提高其轴向压缩刚度和扭转能力。以防止螺旋钢带在扭转作用下发生退卷行为，同时进一步提高管道的轴向压缩刚度。钢带缠绕增强层由多层钢带沿内层轴向螺旋缠绕而成，钢带与内层和外保护层间无粘结，可滑移；钢带与钢带间无粘结，可滑移。

作为进一步的技术方案，所述内层和外保护层为热塑性塑料层，内层嵌入了环向加筋肋，主要传输有压介质，防泄漏和防腐蚀，并抵抗一定的外压以及内压的作用；外层主要用来保护管道结构不受外部环境的损伤；钢带缠绕增强层主要用于提供管道的抗内压能力以及拉伸刚度，并平衡截面扭矩。

作为进一步的技术方案，对于有温度要求的管线可根据设计添加热绝缘层；在海洋应用中，为保持其在位稳定性，可根据管线设计添加配重层，配重层可以是金属或其它材料。

作为进一步的技术方案，所述环向加筋肋截面形式可以为圆形、矩形或工字型等任意形式，所述钢带缠绕增强层截面形式为矩形或其它任意形式。

作为进一步的技术方案，所述钢带缠绕增强层的层数为偶数层，其中基础增强层以“正正反反”的形式缠绕，即前两层钢带与后两层钢带缠绕角度相同，但缠绕方向相反。前两层钢带的缠绕角度和方向均相同，第二层钢带覆盖第一层钢带的间隙；后两层钢带反方向缠绕，技术方案与前两层相同。

作为进一步的技术方案，在基础增强层外根据实际工况要求添加附加增强层。附加增强层按照“正反正反”缠绕方式依次缠绕钢带层，即相邻钢带缠绕角度相同（由于半径的变化，缠绕角度会有微小的变化），但缠绕方向相反，从而实现管体的扭矩平衡；同时也可采取正反方向钢带层数不同，但正反方向钢带层总厚度相同的方式来实现扭矩平衡。