CN204647583U - 复合管端部配件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种复合管端部配件，该复合管端部配件包括外套、内套和法兰，外套、内套套在复合管上，内套位于外套内；外套、内套的内周面与复合管的内衬层、环向层、骨架层、外套层密封配合，外套、内套和复合管之间还设有外楔形腔、内楔形腔；外抗拉层伸至外楔形腔内，并通过向外楔形腔内浇注树脂，将外抗拉层粘合在外楔形腔内；内抗拉层伸至内楔形腔内，并通过向内楔形腔内浇注树脂，将内抗拉层粘合在内楔形腔内；在远离法兰的外套端面上固定有锁紧环，锁紧环的内周面与复合管的外套层密封配合。该复合管端部配件，充分利用非金属非粘结复合柔性管的特点，保证了复合管与其他设备连接的可靠性和密封性。

Description

复合管端部配件

技术领域

本实用新型涉及一种复合管端部配件。

背景技术

人类不断增长的需求将陆上石油日渐消耗殆尽之后，找到更多的石油储量就成了现实的解决办法。业界公认，海洋尤其是深海，将是全球油气资源储量接替的主要区域，而全球70％以上的油气资源蕴藏在海底，其中50％的海底油气资源集中在300至500米的深海，浅于200米的海底油气资源仅占总量的7％。因此，开发深海油气装备是中国能源开发的必经之路。

随着海洋油气资源开发逐步向深水、超深水迈进，作为重要工程装备的非粘结性海洋超深水连续复合管，由于该复合管具有质量轻、比强度高、耐腐蚀、耐磨性好、内壁光滑、流动性好、导热系数低、保温性能好、抗疲劳、安装简单、安装部署成本低等优点，已得到越来越广泛的应用。

端部配件作为复合管的附件，是复合管与连接器之间的连接部件。端部配件的设计是复合管设计中比较复杂的部分，端部配件要将复合管的各功能层根据不同的功能单独固定，端部配件的设计不仅要将复合管各功能层的轴向载荷和弯曲载荷传递到终端连接器上，还要满足密封复合管内流体的功能。尤其是当与端部配件连接的其他设备经常受到大的变化载荷时，端部配件容易疲劳损伤并伴随着气体和流体的泄漏。近年来部分海洋油气泄漏事件就是由于端部配件失效引起的，因此，端部配件的合理设计对于海洋平台的安全性极为重要。

目前国内复合管及其端部配件都是从国外厂家高价订购的，订货周期长，服务响应不理想，严重制约了我国深水油气开发进程。开发具有自主知识产权的非金属非粘结复合管及其端部配件，对于我国大规模开发深水区域油气田具有重要的意义。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种复合管端部配件，用于解决现有技术中复合管端部配件设计有缺陷、易失效、密封不好、成本高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种复合管端部配件，端部配件所连接的复合管的管壁由多层功能层组合而成，多层功能层沿从内至外的顺序依次为内衬层、环向层、内抗拉层、骨架层、外抗拉层、外套层，复合管与端部配件连接的一端的多层功能层从内至外呈台阶状逐层缩短；端部配件包括外套、内套和法兰，外套、内套套在复合管上，内套位于外套内；外套的内周面包括与复合管的外套层配合的外套层配合面和与内套的外周面连接的外套连接面；内套的外周面设有与外套的外套连接面连接的内套连接面；内套的内周面设有与复合管的骨架层配合的骨架层配合面和与复合管的环向层配合的环向层配合面；外套的内周面还设有向内凹陷的第一外楔形面，第一外楔形面位于外套层配合面、外套连接面之间，内套的外周面设有与第一外楔形面相对应的第二外楔形面，第一外楔形面与第二外楔形面、骨架层之间形成外楔形腔，复合管的外抗拉层伸至该外楔形腔内，外套上设有外浇注孔，外浇注孔将外楔形腔与外部连通；内套的内周面还设有向内凹陷的内楔形面，内楔形面位于骨架层配合面、环向层配合面之间，内楔形面与环向层之间形成内楔形腔，复合管的内抗拉层伸至该内楔形腔内，外套、内套上设有贯穿的内浇注孔，内浇注孔将内楔形腔与外部连通；外套靠近复合管端部的端面与法兰的一端面配合并固定连接，法兰远离外套的另一端面与连接器固定连接，法兰的内周面设有与复合管的内衬层配合的内衬层配合面；外套的远离法兰的端面上固定有锁紧环，锁紧环的内周面与复合管的外套层密封配合。

优选的，外套的外套连接面与内套的内套连接面之间通过管螺纹连接。

优选的，外套、内套靠近法兰的一端的端面位于同一平面上并均与法兰的端面配合。

优选的，内套的内周面设有内套过渡面，内套过渡面延伸至内套面向法兰的端面，法兰的内周面设有法兰过渡面，法兰过渡面延伸至法兰面向内套的端面；端部配件还包括套筒，套筒的外周面与内套过渡面、法兰过渡面配合，套筒的内周面与复合管的内衬层配合。进一步的优选，套筒的外周面与内套过渡面、法兰过渡面之间还设有密封圈。

优选的，锁紧环面向外套的端面设有突出的楔形环，楔形环的内周面与复合管的外套层密封配合，楔形环的外周面的直径沿向外套的方向逐步减小，外套的端面设有与楔形环相对应的楔形空腔，锁紧环与外套固定时，楔形环***楔形空腔内。

优选的，第一外楔形面的直径、第二外楔形面的直径沿向法兰的方向逐步增大。

优选的，内楔形面的直径沿向法兰的方向逐步增大。

优选的，法兰与外套之间通过多个固定螺栓连接，多个固定螺栓沿法兰的周向均匀分布。

如上所述，本实用新型复合管端部配件，具有以下有益效果：

该复合管端部配件，充分利用非金属非粘结复合柔性管的特点，保证了复合管与其他设备连接的可靠性和密封性；锁紧装置采用锁紧环，实现快速可靠连接，操作简单；采用套筒与密封圈配合的共同作用，保证了端部配件连接处的密封性，连接方式简单，易于实现，降低了制造和安装成本。

附图说明

图1显示为本实用新型复合管端部配件所连接的复合管的结构示意图。

图2显示为图1所示的复合管的剖视图。

图3a显示为图1所示的复合管与端部配件连接的结构的示意图。

图3b显示为图3a所示的复合管与端部配件连接的结构的局部放大图。

图4显示为图3a所示的复合管与端部配件连接的结构的右视图。

元件标号说明

1     复合管

11    内衬层

12    环向层

13    内抗拉层

14    骨架层

15    外抗拉层

16    外套层

2     端部配件

21    外套

211   外套层配合面

212   外套连接面

213   第一外楔形面

214   楔形空腔

22    内套

221   骨架层配合面

222   环向层配合面

223   内套连接面

224   第二外楔形面

225   内套过渡面

226   内楔形面

23    法兰

231   内衬层配合面

232    法兰过渡面

24     固定螺栓

25     套筒

26     密封圈

27     锁紧环

271    锁紧螺栓

272    楔形环

28     外楔形腔

281    外浇注孔

29     内楔形腔

291    内浇注孔

210    管螺纹

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图2所示，本实用新型的复合管端部配件2所连接的复合管1的管壁由多层功能层组合而成，多层功能层沿从内至外的顺序依次为内衬层11、环向层12、内抗拉层13、骨架层14、外抗拉层15、外套层16，复合管1与端部配件2连接的端部的多层功能层从内至外呈台阶状逐层缩短。其中，外抗拉层15由两层不同缠绕角的非金属增强扁带螺旋缠绕而成，内抗拉层13也由两层不同缠绕角的非金属增强扁带螺旋缠绕而成，外抗拉层15、内抗拉层13承受了主要载荷；骨架层14和环向层12也由不同缠绕角的非金属增强扁带螺旋缠绕而成，骨架层14、环向层12主要起到承受内外压的作用；内衬层11主要保证内部流体流动的完整性；外套层16起保护作用，保护复合管1不被海水及其他外部环境作用、腐蚀、磨损，避免复合管1被穿透或机械损伤。

如图3a至图4所示，本实用新型所提供的复合管端部配件2包括外套21、内套22和法兰23，外套21、内套22套在复合管1上，内套22位于外套21内；外套21的内周面包括与复合管1的外套层16配合的外套层配合面211和与内套22的外周面连接的外套连接面212；内套22的外周面设有与外套21的外套连接面212连接的内套连接面223；内套22的内周面设有与复合管1的骨架层14配合的骨架层配合面221和与复合管1的环向层12配合的环向层配合面222；外套21的内周面还设有向内凹陷的第一外楔形面213，第一外楔形面213位于外套层配合面211、外套连接面212之间，内套22的外周面设有与第一外楔形面213相对应的第二外楔形面224，第一外楔形面213与第二外楔形面224、骨架层14之间形成外楔形腔28，复合管1的外抗拉层15伸至该外楔形腔28内，外套21上设有外浇注孔281，外浇注孔281将外楔形腔28与外部连通；内套22的内周面还设有向内凹陷的内楔形面226，内楔形面226位于骨架层配合面221、环向层配合面222之间，内楔形面226与环向层12之间形成内楔形腔29，复合管1的内抗拉层13伸至该内楔形腔29内，外套21、内套22上设有贯穿的内浇注孔291，内浇注孔291将内楔形腔29与外部连通；外套21靠近复合管1端部的端面与法兰23的一端面配合并固定连接，法兰23远离外套21的另一端面与连接器固定连接，法兰23的内周面设有与复合管1的内衬层11配合的内衬层配合面231；外套21的远离法兰23的端面上固定有锁紧环27，锁紧环27的内周面与复合管1的外套层16密封配合。

外套21、内套22的内周面与复合管1的内衬层11、环向层12、骨架层14、外套层16密封配合；外抗拉层15伸至外楔形腔28内，并通过向外楔形腔28内浇注树脂，将外抗拉层15粘合在外楔形腔28内；内抗拉层13伸至内楔形腔29内，并通过向内楔形腔29内浇注树脂，将内抗拉层13粘合在内楔形腔29内；在外套21的远离法兰23的端面上固定有锁紧环27，锁紧环27的内周面与复合管1的外套层16密封配合，既保证了复合管1的密封性，同时将外套21与复合管1相对固定。该复合管端部配件2，充分利用了非金属非粘结柔性复合管的特点，保证复合管1与其他设备连接的可靠性和密封性。

上述外套21的外套连接面212与内套22的内套连接面223之间可通过管螺纹210连接。

为了实现更好的密封性、与法兰23更好的固定，外套21、内套22靠近法兰23的一端的端面位于同一平面上并均与法兰23的端面配合。

如图3a所示，内套22的内周面还设有内套过渡面225，内套过渡面225延伸至内套22面向法兰23的端面，法兰23的内周面设有法兰过渡面232，法兰过渡面232延伸至法兰23面向内套22的端面；端部配件2还包括套筒25，套筒25的外周面与内套过渡面225、法兰过渡面232配合，套筒25的内周面与复合管1的内衬层11配合。其中，套筒25的外周面与内套过渡面225、法兰过渡面232之间还可设有密封圈26，该密封圈26优选为O型密封圈。

内套22、复合管1及法兰23之间的连接处，是端部配件2密封的薄弱处。通过套筒25与密封圈26的共同作用，可保证端部配件2与复合管1之间的密封性。根据需要还可在外套21、内套22的内周面和复合管1的其它功能层之间设置密封圈，进一步地保证了端部配件2与复合管1之间的密封性。

如图3b所示，锁紧环27面向外套21的端面设有突出的楔形环272，楔形环272的内周面与复合管1的外套层16密封配合，楔形环272的外周面的直径沿向外套21的方向逐步减小，外套21的端面设有与楔形环272相对应的楔形空腔214，锁紧环27与外套21固定时，楔形环272***楔形空腔214内。锁紧环27通过锁紧螺栓271与外套21固定，由于外套21的楔形空腔214与锁紧环27的楔形环272的相对面的斜度相同，通过锁紧螺栓271，使得复合管1的外套层16、外套21以及锁紧环27三者之间紧密连接，实现密封，防止海水侵入。

如图3a所示，第一外楔形面213的直径、第二外楔形面224的直径沿向法兰23的方向逐步增大，外浇注孔281位于第一外楔形面213直径较大的一端。外浇注孔281的位置的设置，使得在浇注树脂时，树脂能顺利地在外楔形腔28内流动。外浇注孔281上还设有螺帽，在完成浇注树脂后通过螺帽对外浇注孔281进行封盖。

如图3a所示，内楔形面226的直径沿向法兰23的方向逐步增大，内浇注孔291位于内楔形面226直径较大的一端。内浇注孔291的位置的设置，使得在浇注树脂时，树脂能顺利地在内楔形腔29内流动。内浇注孔291上还设有螺帽，在完成浇注树脂后通过螺帽对内浇注孔291进行封盖。

如图4所示，法兰23与外套21之间通过多个固定螺栓24连接，多个固定螺栓24沿法兰23的周向均匀分布，该固定螺栓24的型号根据复合管所受外荷载进行选取。

上述端部配件2需要在海水中工作，因此端部配件2的每个零件表面都要进行防腐处理。

上述复合管端部配件2与复合管1组装的方法，包括以下步骤：

1)将锁紧环27、外套21依次从复合管1的端部套至复合管1上；

2)对复合管1的端部的各层进行修剪，复合管1的端部的各层从内至外呈台阶状逐层缩短；

3)将复合管1的内抗拉层13、外抗拉层15的端部沿径向向外扩张；外抗拉层15的张开角度根据外楔形腔28的形状来设定，使外抗拉层15伸入外楔形腔28时，外抗拉层15大致位于外楔形腔28的中间位置；内抗拉层13的张开角度根据内楔形腔29的形状来设定，使内抗拉层13伸入内楔形腔29时，内抗拉层13大致位于内楔形腔29的中间位置；由于内抗拉层13、外抗拉层15一般由非金属纤维增强复合材料缠绕而成，脆性较大，因此要避免过大的弯折，避免内抗拉层13、外抗拉层15产生裂纹，影响使用；

4)将外套21的外套层配合面211与复合管1的外套层16配合，锁紧环27与外套21的端面固定，锁紧环27的内周面与复合管1的外套层16密封配合；锁紧环27通过锁紧螺栓271与外套21固定时，楔形环272***楔形空腔214内，使得复合管1的外套层16、外套21以及锁紧环27三者之间紧密连接，实现密封，防止海水侵入；

5)将内套22套至复合管1上，内套22的内套连接面223与外套21的外套连接面212连接，内套22的骨架层配合面221与复合管1的骨架层14配合，内套22的环向层配合面222与复合管1的环向层12配合，外抗拉层15伸入外楔形腔28内，内抗拉层13伸入内楔形腔29内；

6)外套21靠近复合管1的端部的端面与法兰23的一端面配合并固定连接；由于内套22、复合管1及法兰23之间的连接处，是端部配件2密封的薄弱处，在装入法兰23前，可先装入套筒25，套筒25的外周面与内套过渡面225配合，然后再装上法兰23，法兰23的法兰过渡面232与套筒25的外周面配合，法兰23的内衬层配合面231与复合管1的内衬层11配合；为保证更好的密封效果，还可以在套筒25与内套22、外套21之间装上密封圈26；

7)通过外浇注孔281向外楔形腔28内浇注树脂，将外抗拉层15粘合在外楔形腔28内；在浇注树脂完成后，通过螺帽对外浇注孔281进行封盖；

8)通过内浇注孔291向内楔形腔29内浇注树脂，将内抗拉层13粘合在内楔形腔29内；在浇注树脂完成后，通过螺帽对内浇注孔291进行封盖。

综上所述，本实用新型复合管端部配件，充分利用非金属非粘结复合柔性管的特点，保证了复合管与其他设备连接的可靠性和密封性；锁紧装置采用锁紧环，实现快速可靠连接，操作简单；采用套筒与密封圈配合的共同作用，保证了端部配件连接处的密封性，连接方式简单，易于实现，降低了制造和安装成本。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种复合管端部配件，所述端部配件(2)所连接的复合管(1)的管壁由多层功能层组合而成，所述多层功能层沿从内至外的顺序依次为内衬层(11)、环向层(12)、内抗拉层(13)、骨架层(14)、外抗拉层(15)、外套层(16)，所述复合管(1)与端部配件(2)连接的一端的多层功能层从内至外呈台阶状逐层缩短，其特征在于：

所述端部配件(2)包括外套(21)、内套(22)和法兰(23)，所述外套(21)、内套(22)套在所述复合管(1)上，所述内套(22)位于所述外套(21)内；

所述外套(21)的内周面包括与所述复合管(1)的外套层(16)配合的外套层配合面(211)和与所述内套(22)的外周面连接的外套连接面(212)；所述内套(22)的外周面设有与

所述外套(21)的外套连接面(212)连接的内套连接面(223)；

所述内套(22)的内周面设有与所述复合管(1)的骨架层(14)配合的骨架层配合面(221)和与所述复合管(1)的环向层(12)配合的环向层配合面(222)；

所述外套(21)的内周面还设有向内凹陷的第一外楔形面(213)，所述第一外楔形面(213)位于所述外套层配合面(211)、外套连接面(212)之间，所述内套(22)的外周面设有与所述第一外楔形面(213)相对应的第二外楔形面(224)，所述第一外楔形面(213)与第二外楔形面(224)、骨架层(14)之间形成外楔形腔(28)，所述复合管(1)的外抗拉层(15)伸至该外楔形腔(28)内，所述外套(21)上设有外浇注孔(281)，所述外浇注孔(281)将所述外楔形腔(28)与外部连通；

所述内套(22)的内周面还设有向内凹陷的内楔形面(226)，所述内楔形面(226)位于所述骨架层配合面(221)、环向层配合面(222)之间，所述内楔形面(226)与所述环向层(12)之间形成内楔形腔(29)，所述复合管(1)的内抗拉层(13)伸至该内楔形腔(29)内，所述外套(21)、内套(22)上设有贯穿的内浇注孔(291)，所述内浇注孔(291)将所述内楔形腔(29)与外部连通；

所述外套(21)靠近复合管(1)端部的端面与法兰(23)的一端面配合并固定连接，所述法兰(23)远离外套(21)的另一端面与连接器固定连接，所述法兰(23)的内周面设有与复合管(1)的内衬层(11)配合的内衬层配合面(231)；

所述外套(21)的远离法兰(23)的端面上固定有锁紧环(27)，所述锁紧环(27)的内周面与所述复合管(1)的外套层(16)密封配合。

2.根据权利要求1所述的复合管端部配件，其特征在于：所述外套(21)的外套连接面(212)与所述内套(22)的内套连接面(223)之间通过管螺纹(210)连接。

3.根据权利要求1所述的复合管端部配件，其特征在于：所述外套(21)、内套(22)靠近法兰(23)端的端面位于同一平面上并均与所述法兰(23)的端面配合。

4.根据权利要求1所述的复合管端部配件，其特征在于：所述内套(22)的内周面设有内套过渡面(225)，所述内套过渡面(225)延伸至所述内套(22)面向法兰(23)的端面，所述法兰(23)的内周面设有法兰过渡面(232)，所述法兰过渡面(232)延伸至所述法兰(23)面向内套(22)的端面；所述端部配件(2)还包括套筒(25)，所述套筒(25)的外周面与所述内套过渡面(225)、法兰过渡面(232)配合，所述套筒(25)的内周面与所述复合管(1)的内衬层(11)配合。

5.根据权利要求4所述的复合管端部配件，其特征在于：所述套筒(25)的外周面与所述内套过渡面(225)、法兰过渡面(232)之间还设有密封圈(26)。

6.根据权利要求1所述的复合管端部配件，其特征在于：所述锁紧环(27)面向外套(21)的端面设有突出的楔形环(272)，所述楔形环(272)的内周面与所述复合管(1)的外套层(16)密封配合，所述楔形环(272)的外周面的直径沿向外套(21)的方向逐步减小，所述外套(21)的端面设有与所述楔形环(272)相对应的楔形空腔(214)，所述锁紧环(27)与外套(21)固定时，所述楔形环(272)***楔形空腔(214)内。

7.根据权利要求1所述的复合管端部配件，其特征在于：所述第一外楔形面(213)的直径、第二外楔形面(224)的直径沿向所述法兰(23)的方向逐步增大。

8.根据权利要求1所述的复合管端部配件，其特征在于：所述内楔形面(226)的直径沿向所述法兰(23)的方向逐步增大。

9.根据权利要求1所述的复合管端部配件，其特征在于：所述法兰(23)与外套(21)之间通过多个固定螺栓(24)连接，所述多个固定螺栓(24)沿所述法兰(23)的周向均匀分布。