海洋石油發展與復合軟管輸送
隨著海洋石油工業的發展,軟管技術發展迅速,軟管在動力性能、地形適應性、抗腐蝕、安裝等方面的優勢越來越明顯,越來越多的油田開發采用軟管來代替鋼管。
復合軟管的應用首先面臨的問題是如何將軟管與平臺連接,因而需要設計新型軟管接頭,在保證強度和密封性的前提下,軟管的復合材質采用通常的金屬材質,便于安裝法蘭或進行焊接等操作。
1、新型接頭的密封性
在接頭前端設計環形空腔,在空腔內放入Y型密封圈,通過擰緊高強度螺栓,使Y型密封圈產生初始變形,具有初始密封效果;當復合軟管內部充滿高壓輸送介質時,高壓介質就會進一步壓縮Y型密封圈,使密封效果得到進一步提高,且輸送介質壓力越高,Y型密封圈的密封效果越好。通過選擇合適的Y型密封圈制作材料,其承受的最大密封壓力可達100MPa以上,遠遠超過目前中國石油行業涉及的最大壓力。
2、新型接頭的防腐性
注膠接頭在安裝過程中無扣壓方式,只涉及到焊接這種常規方式,這將大大拓寬材料的選擇范圍。可以根據輸送介質的成分、溫度和所處海域的海況等綜合考慮,通過選擇不同的防腐材料,使接頭自身滿足不同的防腐要求,避免了安裝陽極等額外的防腐工作量,降低了施工費用、施工風險和運營風險。
3、新型接頭的強度和可靠性
通過焊接將注膠接頭直接與復合軟管金屬承拉層連接在一起,使二者之間具有較高的連接強度;向注膠接頭空腔內注入大量的環氧樹脂,通過環氧樹脂的固化,使注膠接頭與復合軟管組成一個整體,為注膠接頭提供足夠的連接強度。在這個過程中不需要像傳統的扣壓接頭那樣進行冷變形操作,可避免接頭產生塑性變性和裂紋;另外也不需要扣壓操作,避免了復合軟管的內襯管和包覆層形變。這就保證了復合軟管和接頭的完整性,顯著提高了總體可靠性。
4、新型接頭的其他優點
新型接頭沒有內脹過程,可以使接頭內徑和復合軟管內徑設計制作得完全相同,這不但避免了接頭縮徑對整條管道輸送量的影響,而且方便了日后的通球清掃工作,避免了因縮徑產生卡球現象。同時,新型接頭在設計上可以預留很大的空腔,方便日后設計安裝排氣閥、通電裝置、監測裝置等,而且這些裝置都可以安裝在接頭外套內部,避免施工過程對它們造成損壞。
復合軟管是由鋼材及塑料組成的復合管,主要用于海底的原油或天然氣輸送。根據不同的外部環境(耐壓)、所需輸送的流體特性(耐腐蝕)和輸送條件(耐溫),可選擇不同的管材層結構設計和材料。
(1)通過復合軟管結果分析以及與實驗結果的對比,證明有限元法可以較好地模擬鋼帶纏繞增強塑料復合軟管在單向拉伸,彎曲及扭轉載荷作用下的變形,并且說明本文所采用的數值模擬方法能夠較好地預測軟管的變形情況;
(2)采用有限元法模擬鋼帶纏繞增強塑料復合軟管單向拉伸、彎曲、扭轉實驗的精度較高、成本較小,避免了大量重復性的實驗。
復合軟管
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輸油軟管
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化工軟管
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防靜電軟管
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輕型軟管
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