[发明专利]一种用于海洋石油平台海水提升的新型管段及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及海水管线，特别涉及一种用于海洋石油平台海水提升的新型管段及其制造方法。

背景技术

随着海洋石油的飞跃发展，钻进和采油平台数量不断增加，平台采用海水冷却设备，所以平台均配有海水泵，海水泵位于海平面以下工作，通过海水管线将海水提升至甲板以上。海水管线由若干管段组成，不仅能输送海水，还能够承受下部海水泵的重量以及海水泵运转时的振动。海水管线采用金属材料制造，长期工作于海水环境中，造成严重的腐蚀，并且附着有海生物，不得不定期更换。近年来平台曾经尝试使用合金管线，但是还是存在腐蚀问题，使用高镍合金管线的费用较高，平台难以承受；也曾经尝试采用碳纤维或玻璃钢管线，但是现有碳纤维及玻璃钢管道与法兰连接采用粘接形式，不能满足海水提升泵工作要求。因此迫切需要对海水提升管线进行改进，以达到耐腐蚀和低维修费用的效果。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种安全可靠，强度高、耐海水腐蚀的用于海洋石油平台海水提升的新型管段及其制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于海洋石油平台海水提升的新型管段，包括管体和设置在管体两端的法兰，所述管体和法兰为一体结构构成，所述管体和法兰包括：由聚脂薄膜构成的内衬层，所述内衬层的表面喷涂有树脂层，所述喷涂有树脂层的内衬层外沿管道轴向和纵向，缠绕有碳纤维树脂复合层，所述碳纤维树脂复合层表面设置有聚酯薄膜层。

本发明还提供一种用于海洋石油平台海水提升新型管段的制造方法，包括以下步骤：

(1)制作外形同管道内腔形状尺寸相一致的芯模；

(2)所述芯模外表面沿其轴心环向缠绕聚脂薄膜，形成管道的内衬层；

(3)在所述聚脂薄膜外喷涂树脂，待树脂固化后，修整管道树脂层表面；

(4)管道树脂层表面修整后，在聚酯薄膜外沿管道轴向，环向缠绕和纵向缠绕喷涂有树脂的碳纤维，形成管道的加强层，并使碳纤维在管道的两端堆积形成法兰胚；

(5)取出芯模，使用模具挤压步骤(4)中的法兰胚，增加其密度形成法兰，完成管体和法兰的一体成型；

(6)管体和法兰成型后，在其表面缠绕一层聚酯薄膜，并压平压光；

(7)对成型后的管段进行常规压力抽检实验、内衬破裂和管道爆破抽检实验等，完成本发明用于海洋石油平台海水提升管段的制备。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用管体和法兰一体成型，不仅满足海水输送，同时满足海水提升泵工作，提升海水管线的可靠性；

2、本发明采用碳纤维材料，重量轻、成本低、安装方便，具有较高的抗拉伸强度和抗弯曲强度，并且耐海水腐蚀，管线不易附着海生物。

附图说明

图1：本发明管段结构剖视图；

图2：本发明A-A剖面示意图；

图3：本发明B-B剖面示意图。

附图标注：1、管体；2、法兰；3、内衬层；4、树脂层；5、碳纤维树脂复合层；6、聚酯薄膜层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如附图1至3所示，一种用于海洋石油平台海水提升的新型管段，包括管体1和设置在管体1两端的法兰2，所述管体1和法兰2为一体结构构成；所述管体1和法兰2为碳纤维一次缠绕成型，并结合树脂固化形成；所述管体1和法兰2包括：由聚脂薄膜构成的内衬层3，所述内衬层3的表面喷涂有树脂层4，所述喷涂有树脂层4的内衬层3外沿管道轴向和纵向，缠绕有碳纤维树脂复合层5，所述碳纤维树脂复合层5表面设置有聚酯薄膜层6。所述管体1的尺寸可以根据实际要求尺寸进行订制；所述法兰2的螺栓孔间距符合国标要求，无需改动与之相连接的设备和管线。

本发明管段的制造方法，包括下述步骤：首先，制作外形同管道内腔形状尺寸相一致的芯模，以保证碳纤维管道形状和尺寸完全一致；其次，在所述芯模外表面沿其轴心环向缠绕聚脂薄膜，形成管道的内衬层3，并可同时作为脱模剂；待聚酯薄膜缠绕完成后，在其外表面喷涂树脂，待树脂固化后形成树脂层4，并修整管道树脂层4表面；修整完毕后，在树脂层4外沿管道轴向，环向缠绕和纵向缠绕喷涂有树脂的碳纤维，形成管道的加强层以满足强度要求，并使碳纤维在管道的两端堆积形成法兰胚；然后，取出芯模，使用模具挤压法兰胚，增加其密度形成法兰2，完成管体1和法兰2的一体成型；管体1和法兰2成型后，在其表面缠绕一层聚酯薄膜，并压平压光；最后，根据使用环境要求对管道进行常规压力抽检实验，实验压力为工作压力的1.5倍，同时，对批量生产的每批管道进行内衬破裂和管道爆破抽检实验，实验压力分别为工作压力的4-5倍，完成本发明用于海洋石油平台海水提升新型管段的制备。