背景技術(shù)：
海上稠油熱采主要采用波紋金屬軟管，就是用于連接移動注氣駁船與深海采油平臺，移動注氣駁船通過軟管向采油平臺輸送熱蒸汽，達到稠油熱采效果，以提高采油效率。該軟管使用較好的防潮防水結(jié)構(gòu)和保溫材料，具有較強的柔韌性和抗疲勞彎曲能力，可長期承受高溫高壓飽和濕蒸汽的侵蝕。但是由于波紋金屬軟管端部所承受的反復彎曲變形超過其本身的強度極限，因此很可能會產(chǎn)生高應變低循環(huán)破壞，所以加強波紋金屬軟管的設(shè)計與防護變得越來越重要。

目前波紋金屬軟管多采用液壓成形，在實際應用中，波紋金屬軟管中間部位無約束可自由彎曲變形，而波紋金屬軟管連接端，在變形中受到端部約束，易發(fā)生破壞。因此，需要在波紋金屬軟管連接端裝置一種波紋金屬軟管管端防護裝置，用來避免波紋金屬軟管連接端超出變形極限，導致破壞產(chǎn)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種波紋金屬軟管管端防護裝置，可避免波紋金屬軟管連接端超出變形極限，造成破壞、更換周期短等缺點，大大提高波紋金屬軟管使用壽命、提高采油效率。

本發(fā)明包括防護底座和防護套筒，其中：防護底座和防護套筒固連，防護底座為連接結(jié)構(gòu)，防護底座上設(shè)有定位銷孔和螺紋孔，通過定位銷和螺栓將防護底座固定在波紋管的管端法蘭上。

工作中依靠防護套筒對波紋管彎曲起到約束限制作用，在一定彎曲角的前提下，保證波形的變形程度在一定范圍內(nèi)，減小波紋管在管端彎曲時產(chǎn)生過大大塑性變形，導致破壞。

管端防護裝置的具體設(shè)計尺寸與波形參數(shù)有關(guān)，其影響管端防護裝置的開口大小，管端防護裝置防護套筒的開口直徑可由以下公式確定：

$\mathrm{\Φ}=D+2(R_1-\sqrt{R_1^2-H^2})---\left(1\right)$

式中Φ——管端防護裝置開口直徑(mm)；

D——管端防護裝置(mm)；

R₁——管端防護套筒筒壁圓弧半徑(mm)；

H——管端防護裝置高度(mm)。

管端防護套筒筒壁圓弧半徑根據(jù)以下公式確定：

$R=\frac{d\sqrt{{\left(\frac{d-W}{2}\right)}^2+{(\frac{D}{2}+h-r_1)}^2}}{d-W}---\left(2\right)$

式中R——波紋軟管最小彎曲半徑(mm)；

W——波紋金屬軟管的波寬(mm)；

h——波紋金屬軟管的波高(mm)；

d——波紋金屬軟管的波距(mm)；

r₁——波紋金屬軟管的波峰半徑(mm)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明可以在波紋金屬軟管發(fā)生彎曲變形時起到約束限制作用，可降低波紋金屬軟管的過大變形破壞、延長壽命、提高采油效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的示意簡圖；

圖2是本發(fā)明防護底座示意簡圖；

圖3是本發(fā)明防護套筒示意簡圖；

圖4是本發(fā)明實施例1波紋金屬軟管示意簡圖；

圖5是本發(fā)明實施例1波紋金屬軟管管端彎曲示意圖。

圖中：1-防護套筒、2-防護底座、3-螺紋孔、4-銷孔、5-波紋管、6-管端法蘭。

具體實施方式

在圖1、圖2和圖3所示的波紋金屬軟管管端防護裝置示意圖中，防護底座2和防護套筒1固連，防護底座為連接結(jié)構(gòu)，防護底座上設(shè)有2個定位銷孔和6個螺紋孔，通過定位銷和螺栓將防護底座固定在波紋管的管端法蘭上。

管端防護裝置的具體設(shè)計尺寸與波形參數(shù)有關(guān)，其影響管端防護裝置的開口大小，管端防護裝置防護套筒的開口直徑可由以下公式確定：

$\mathrm{\Φ}=D+2(R_1-\sqrt{R_1^2-H^2})---\left(1\right)$

式中Φ——管端防護裝置開口直徑(mm)；

D——管端防護裝置(mm)；

R₁——管端防護套筒筒壁圓弧半徑(mm)；

H——管端防護裝置高度(mm)。

管端防護套筒筒壁圓弧半徑根據(jù)以下公式確定：

$R=\frac{d\sqrt{{\left(\frac{d-W}{2}\right)}^2+{(\frac{D}{2}+h-r_1)}^2}}{d-W}---\left(2\right)$

式中R——波紋軟管最小彎曲半徑(mm)；

W——波紋金屬軟管的波寬(mm)；

h——波紋金屬軟管的波高(mm)；

d——波紋金屬軟管的波距(mm)；

r₁——波紋金屬軟管的波峰半徑(mm)。

實施例1

對直徑D為100mm，波高h為10mm，波距d為12mm，波寬W為7mm的波紋管5(如圖4所示)，管端防護裝置的高度根據(jù)模擬和實際驗證給定為120mm，依照上述公式(2)可得該型號波紋管的極限彎曲半徑R＝108mm，故防護裝置防護套筒的筒壁圓弧半徑R₁＝120，通過公式(1)可得設(shè)計的管端防護裝置防護套筒的開口直徑Φ為340mm。如圖5所示，防護底座2和防護套筒1固連，管端防護裝置的防護底座通過定位銷和螺栓將其固定在波紋管5的管端法蘭6上。

實施例2

對直徑D為100mm，波高h為12mm，波距d為12mm，波寬W為7mm的波紋管，管端防護裝置的高度根據(jù)模擬和實際驗證給定為120mm，依照公式(2)可得該型號波紋管的極限彎曲半徑R＝112mm，故防護裝置防護套筒的筒壁圓弧半徑R₁＝120，故由公式(1)可得設(shè)計的管端防護裝置防護套筒的開口直徑Φ為340mm。

實施例3

對直徑D為100mm，波高h為10mm，波距d為10mm，波寬W為7mm的波紋管，管端防護裝置的高度根據(jù)模擬和實際驗證給定為120mm。依照公式(2)可得該型號波紋管的極限彎曲半徑R＝145mm，故防護裝置防護套筒的筒壁圓弧半徑R₁＝145，故由公式(1)可得設(shè)計的管端防護裝置防護套筒的開口直徑Φ為232mm。

實施例4

對直徑D為120mm，波高h為10mm，波距d為12mm，波寬W為7mm的波紋管，管端防護裝置的高度根據(jù)模擬和實際驗證給定為120mm，依照公式(2)可得該型號波紋管的極限彎曲半徑R＝152mm，故防護裝置防護套筒的筒壁圓弧半徑R₁＝152，故由公式(1)可得設(shè)計的管端防護裝置防護套筒的開口直徑Φ為217mm。