[发明专利]用于管材的端部保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于管材端部的保护装置。更具体地，本发明涉及一 种对管件遭受冲击载荷并由此需要一定防护以免对螺纹(如果管件具有螺 纹)和/或斜面产生破坏的端部进行保护的装置。

背景技术

市场上大多管件保护套不满足ISO 11960规程、用于PSL-2和PSL-3 规格级产品的Annex I所规定的抗冲击性的要求，该要求是最重要的要求 之一。所述ISO 11960规程规定了两个不同的冲击测试：一个采用1.5英 寸的铁棒作为刻痕器的轴向测试以及采用水平接触表面的测试，载荷从管 件方向以45°施加在所述表面上。这两个测试非常严格并且市场上大多的 螺纹保护套不能满足这些测试。用于石油工业用管、或OCTG管以及“管 线用管”的是大型钢质件，在大多情况下当具有这些特性的管处于移动时， 对另一物体的冲击会导致对端部的破坏。在大多这些情况下，这些物体可 以与在上述标准测试中规定的1.5英寸的钢棒相比。如果管或其它物体偏 转以避免冲击，则许多上述情形不会对管的端部产生破坏。还没有在任何 已知的螺纹保护套或在任何其它相比的材料上发现这些特性。

在抗冲击性和压缩载荷属性方面最有意义的实例之一是鸡蛋。申请人 根据这一思想研制了一种使端部上的载荷偏转以对管材的端部进行保护 的装置。考虑到如果所述装置仅由一个部件构成，则会占有较大的体积， 以及如果仅由一个半球形部件构成所述装置，则无需采用工具对目前的螺 纹保护套进行常规安装和拆除，因此所述装置由两部件构成。

另一方面，在工厂完成的许多工艺中，需要对普通螺纹保护套进行改 进，无论是开口或闭合的，假定所述装置由两部件构成，一个部件作为用 于操纵的开口螺纹保护套，另一部件作为抵抗最终冲击的加强盖。

本发明的装置优选应用于石油工业用管的端部，以避免对螺纹和/或 斜面的破坏。然而，还可以应用于具有类似几何尺寸的任何管件上。

与本发明同一申请人的美国公开的专利申请US 2007/0113910A1中 描述了具有盖的螺纹保护套，但该装置缺少冲击偏转特性。

发明内容

因而，本发明涉及一种对管材的端部进行保护的装置，其由两部分构 成：定义为保护套主体的第一部件，其直接用于与管材端部接触并在所述 端部具有螺纹的情况下螺纹连接在其上；以及定义为保护套或“缓冲器” 加强件的第二部件，其施加在所述保护套主体上。换句话说，在将保护套 主体施加在管材之上以后将保护套或“缓冲器”加强件施加在管材上。可 以在保护套或“缓冲器”加强件不与管形元件接触的情况下完成将保护 套或“缓冲器”加强件紧固在保护套主体上。

保护套主体的主要特征是：

-提供对保护套或“缓冲器”加强件的固定；

-提供最小抗冲击性，用于在工厂内操纵管材；

-除了在工厂中通常采用和应用的保护化合物之外，还提供对管材螺 纹和斜面的密封，以避免在运输和/或存储过程中存在流体与螺纹和斜面 的接触。

保护套主体由高重复利用率的塑料材料制成，例如HDPE(高密度聚 乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PP(聚丙烯)或类似材料，具有 PLA(聚乳酸)、PHB(羟基丁酸盐)或类似形式的含氧生物降解聚合物。 在任何情况下，材料必须对管材端部提供足够的保护至少两年，这一点根 据ASTM G154规程中的表x2.1的周期7在UV室内承受2000小时；以 及根据ASTMB117规程在热的含盐环境的室中承受750小时的加速测试 得到证明。所述保护套主体具有尽可能薄的厚度，尤其在螺纹区域，以避 免受到材料膨胀的影响。这一点必须与厚度增大以提高抗冲击性相平衡。 保护套主体可选择地包括至少一个其中插入弹性密封件的缝隙。因而，在 与保护套肩部或开口下部形成接触的管材斜面之间实现密封。弹性密封件 是低模量材料，本身与管材接触变形以提供所述密封。另外，所述保护套 主体可以包括最高模量和韧性且备选聚合物材料的加强环以提高抗冲击 性，从而在保护套主体厚度下同时得到保持。对于在工厂中成批操纵管材 的情况来说，采用加强环可以使保护套主体的抗冲击性提高到USO11960 规程所需的水平。如果所述加强环不与管接触，则它们可以是金属材料时。

另一方面，保护套或“缓冲器”加强件的主要特征如下：

-提供装置所需的抗冲击性以满足ISO11960规程，Annex I；