一種增強在位穩(wěn)定性的扣入式止屈器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種增強在位穩(wěn)定性的新型扣入式止屈器，應用于某段海底管道(7)，包括三個結(jié)構相同的瓣體，每個瓣體的截面形狀類似英文A字，包括兩個相交成60°角的側(cè)板，連接在兩個側(cè)板之間的加強肋板(6)，在每個側(cè)板的端部均設置有眼板(5)；在三個瓣體通過相鄰的眼板(5)扣在海底管道(7)上后，每個瓣體的加強肋板(6)均貼近海底管道(7)的外表面。本發(fā)明可以增加管道本身的在位穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種増強在位穩(wěn)定性的扣入式止屈器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種增強在位穩(wěn)定性的新型扣入式止屈器，該裝置整體外觀呈三角形，安裝簡便止屈效率高，同時鋪設管道時該裝置能夠起到底座的作用，限制管道的橫向位移并且保護管道的局部安全，增強管線的在位穩(wěn)定性。
【背景技術】
[0002]深海油氣能源開發(fā)已達到國家戰(zhàn)略的高度，尤其是隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，陸上能源消耗殆盡，深海油氣資源成為能源安全的重要保障，其中海底管道是海洋油氣開發(fā)運輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)。海底管道的屈曲傳播破壞一直是工程界困擾已久的難題，制造、安裝以及服役等過程中產(chǎn)生的缺陷，都會導致海底管道局部抗屈曲性能的減弱，在外部靜水壓力作用下，容易發(fā)生局部屈曲，并會沿著管道長度方向傳播，發(fā)生整體失效破壞，造成巨大的經(jīng)濟、生態(tài)災難。止屈器的提出為解決海底管道的大規(guī)模破壞提供了一種嶄新的思路，即在海底管道上每隔80?10m左右安裝一個止屈器裝置，它以較強的環(huán)向剛度來抑制屈曲傳播擴展，將破壞區(qū)域限制在兩個止屈器裝置之間，只需要對這一段損壞的管道進行維修或替換，從而達到經(jīng)濟性與安全性的平衡?？廴胧街骨髟跍\水管道鋪設中得到了最廣泛的使用，通常其長度與管道外徑比為L/D = 0.5-2.0，結(jié)構簡單，安裝時將其滑過管道接頭，并固定到指定位置即可?？廴胧街骨鞒杀镜颓覠o焊縫，避免了焊接引起的缺陷和殘余應力，但其止屈效率較低，容易發(fā)生U型穿越，不能用于較大水深。
[0003]現(xiàn)今國內(nèi)外在止屈器設計方面存在的不足之處主要有:
[0004]1.如果止屈器采用焊接在管道兩端的方式進行連接，就很容易造成局部缺陷和殘余應力，降低其止屈效果，而且海上焊接成本大，技術要求高，難度大。
[0005]2.傳統(tǒng)扣入式止屈器應用水深范圍較小，止屈效率較低，易發(fā)生U型穿越，不能滿足深水止屈的要求。
[0006]3.止屈器功能單一，傳統(tǒng)的設計思想偏重于達到止屈功能即可，未考慮多功能性的設計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于保證傳統(tǒng)扣入式止屈器優(yōu)點的前提下，使其抗屈曲性能更加優(yōu)良，達到更好的止屈效果，擴大應用的水深范圍。本發(fā)明的扣入式止屈器的整體輪廓呈現(xiàn)正三角形，管道位于止屈器當中，相當于安裝了底座，大大增加了管道本身的在位穩(wěn)定性。本發(fā)明的技術方案如下:
[0008]一種增強在位穩(wěn)定性的新型扣入式止屈器，應用于某段海底管道(7)，包括三個結(jié)構相同的瓣體，每個瓣體的截面形狀類似英文A字，包括兩個相交成60°角的側(cè)板，連接在兩個側(cè)板之間的加強肋板(6)，在每個側(cè)板的端部均設置有眼板(5);在三個瓣體通過相鄰的眼板(5)扣在海底管道(7)上后，每個瓣體的加強肋板(6)均貼近海底管道(7)的外表面。
[0009]本發(fā)明針對海底管道止屈器裝置，提供一種增強在位穩(wěn)定性的新型扣入式止屈器裝置，與國內(nèi)外現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0010](I)本發(fā)明的新型扣入式止屈器從傳統(tǒng)扣入式止屈器失效模式出發(fā)進行設計，使其止屈效果大大提高，適用的水深范圍增加，具有更普遍的適用性，同時可以進行模塊化批量式生產(chǎn)。
[0011](2)本發(fā)明考慮到了深海管線服役過程中容易受到水流沖擊，易造成管道鋪設路線偏離的影響，所以本裝置設計外觀呈三角形，局部中空的三角形位置可以填充混凝土等填充物，增加管道的在位穩(wěn)定性，使其更加穩(wěn)固，同時保護管道的局部安全。
[0012](3)本發(fā)明的新型扣入式止屈器不需要海上焊接，只需在相應位置進行螺栓連接，安裝便捷，不存在焊接質(zhì)量不達標和局部殘余應力過大的問題。
【附圖說明】
[0013]圖1配有止屈裝置的某段海底管道的立體圖
[0014]圖2配有止屈裝置的某段海底管道的俯視圖
[0015]圖3新型扣入式止屈器俯視圖
[0016]圖4新型扣入式止屈器一個瓣體的立體圖
[0017]圖中標號說明:
[0018]I—新型扣入式止屈器瓣體I ;2—新型扣入式止屈器瓣體Π ;3—新型扣入式止屈器瓣體m ; 4—螺栓孔;5—眼板;6—加強肋板;7—海底管道；
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步描述:
[0020]如圖1所示，該新型扣入式止屈器主要包括:三個完全一樣的組合部件(瓣體I，瓣體Π，瓣體m)，螺栓孔4，眼板5，加強肋板6。三個瓣體可以通過螺栓進行連接，各組件裝配完成后，海底管道剛好內(nèi)切于組合裝置中間的正六邊形內(nèi)，如圖2所示。傳統(tǒng)的扣入式止屈器其本身易隨著管道的屈曲壓潰而呈橢圓狀變形，或管道呈現(xiàn)U型穿越模式，使其止屈能力大幅下降，因此只適用于較淺海域，本發(fā)明從止屈失效模式角度出發(fā)進行設計，如圖3所示，整個裝置外觀呈正三角形，中間構成正六邊形，局部構成正三角形，局部三角形的穩(wěn)定性保證了整個組合裝置的高穩(wěn)定性和抗屈曲性能，改善了傳統(tǒng)扣入式止屈器的設計缺陷，止屈效果明顯增強。由于三個瓣體完全相同，且構造簡單，如圖4所示，可以大大簡化工藝流程，采取整體鍛造或焊接的模式均是可行的，同時有利于進行批量式生產(chǎn)，擴大生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)效率。
[0021 ]在管道鋪設過程中，由于該裝置構造簡單，安裝時將每個瓣體內(nèi)切于管道外徑，并固定到指定位置，用螺栓進行緊固連接即可。由于海底管道外徑內(nèi)切于該裝置中間的正六邊形當中，具有很好的控制海底管道變形的能力，加上該裝置局部呈三角形構造，具有很好的支撐和穩(wěn)定作用，同時在三角形中可以填充混凝土等填充物，既可以增加整體的抗屈曲能力，還能增加管道鋪設后管線的在位穩(wěn)定性。當海底管道受到橫向海流作用時，該裝置與海底土壤接觸面積大且接觸充分，能夠很好的保證管道不發(fā)生偏移，減小海底管道的震動，起到很好的保護作用。
【主權項】
1.一種增強在位穩(wěn)定性的扣入式止屈器，應用于某段海底管道(7)，包括三個結(jié)構相同的瓣體，每個瓣體的截面形狀類似英文A字，包括兩個相交成60°角的側(cè)板，連接在兩個側(cè)板之間的加強肋板(6)，在每個側(cè)板的端部均設置有眼板(5);在三個瓣體通過相鄰的眼板(5)扣在海底管道(7)上后，每個瓣體的加強肋板(6)均貼近海底管道(7)的外表面。
【文檔編號】F16L1/20GK106015739SQ201610548819
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】余建星, 段晶輝, 余楊, 孫震洲, 樊志遠, 吳夢寧
【申請人】天津大學