[其他]柔性敷层

说明书

本发明涉及柔性敷层，更具体地说，涉及用于保护或稳定水下结构和管道、海和河床、堤坝和其它易受不稳定和冲蚀作用场所的这类敷层。

在例如石油生产平台和岸上处理设备之间的海床上，通常要敷设管道。但由于强劲的潮流结果使海床的环境非常不稳定。冲蚀作用可从海床以下将任何阻碍水流流动的物体移走，而且沙纹能在相当大面积范围内，冲蚀整个海床。此外，所输送产品的温度和粘度可能导致管道的一定移动和振荡。现已应用的多种管道稳定法，其成功度不同，但均是有限的。

由拖网船、锚、碎片或之类引起管道损坏是其面对的另一问题。此外，锚链或架设管道可能切断保护的混凝土外壳并损坏敞开的管道。因此，能提供额外显着的机械性抵抗力的稳定系统，特别有好处。

将管道装备予制钢筋混凝土的外壳是已知的。这虽提供了稳定因素和机械保护，但使管道更难安装并随所需外壳的厚度增加而必须更复杂的安装船只。为获得足够的稳定因素，混凝土的厚度可能需要相当大，同时为了维持在可实施的极限范围内，仍可能需要附加的稳定装置。这种外壳由于它们的外形象管子形状而使涡流达到最大，故谈不到海床冲刷问题而是强调管道的地基。

用壕沟防护管道也是已知的，但这也没克服沙纹冲蚀问题，它能使海床标高而减低多过挖沟可能的深度极限。

另一种用以克服冲刷问题的方法是倾卸岩石。然而，为防止通过岩石的沉积物的消除，作为一项予先的准备工作，需要堆积一层进行过筛选的各种不同大小粒子的过滤层。岩石的颗粒处于彼此不受约束的情况下，则会在水流巨浪中出现运动和位移。其周围不可避免地逐渐地被冲刷。岩石的定位难以控制而岩石掉下所引起损坏的可能性是相当大的。

另一种是试图采用混凝土垫座的措施。但这种方法与其他采用刚性保护的方法一样，只有当装置被敷设在稳定的地基上时才是成功的。这类方法是不能完全顶得住或防止基于海床冲刷的侵蚀作用的。

一种较灵活的混凝土垫座是混凝土灌浆袋的装置。但它们仅仅适于在有限数量的转折处，而且安装昂贵。

另一种已知方法是采取填充沥青垫子的方案。沥青垫子在理论上是柔软的，但这种理论严格地受到沥青的不利性能的限制。天气暖和时，沥青是比较流体性，并在处理、运输、贮藏和安装时必须经受相当大的限制。然而，天冷时，沥青变得如此坚硬，以致沥青垫子是刚性和脆性的。海床的温度是低的，因而一经安装，这种垫子即失去其延性而只有很慢的挠曲。这种低速挠曲可能足以适应由冲刷作用所引起的海床内的逐渐变化，但不足以适应在将此垫子装好后又想将其移动管道上的另一位置，或该垫子受到锚、拖网船等的扰动时所做成的挠曲度。再者，随着岁月流逝，沥青逐渐变得越来越脆，因此使用沥青垫子有一个有限的可实用期问题。

本发明的一个目的是为提供这样一种柔性敷层，除了它的一般优越性外，还能克服上述缺点。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于保护或稳定水下装置和管道，不稳定的海床和堤坝的敷层，该敷层包括由许多块件组成的一或多层，而每层的高度为一块块件，该层或每层的各块配置成：至少在它们的厚度方面的一个中央区段实质上是毗连的，每一块包括一个塑料壳，该壳充满较此壳层为密的填料，而每一块件实际上从所述中央区段的最大横截面到其一端或两端的最小横截面是有规律地逐渐变细的，同时每块件在其各自的中间区段是这样连接到各相邻块件的，以使各块件大致上维持邻接，但这种连接程度是允许所述楔形相对于彼此的中心可转动的，楔销被配置成每块能够以多于一个自由度地绕枢轴旋转。

这样，产生了一种柔性的而且能用于模制几乎任何所需外形的敷层。

塑料壳层减小了各块件表面和相邻块件间连接处之间的摩擦。显然，塑料作为填料的表层保护是易于处理和延缓海产的生长。再者，该塑料壳层是一种接触邻接管道、装置或设备的和谐表面。

塑料壳最好由吹模法制成，因为这个工艺过程迅速。壳壁厚度取决于敷层的用途，但通常其厚度可在1到2毫米范围内。

此壳层最好是一种适中或高密度的聚乙烯壳。

填料是为增加敷层成品的重量，为此，最合适的材料是混凝土，因为制造混凝土既快又便宜。塑料壳延缓了其内的混凝土的凝固，因而起到加固混凝土的作用。

每个块件最好其平面图为一个正六角形。

在此情况下，块件的高度最好类似于在其最宽横截面的块件宽度。以这种方式产生的块件不是细长的。这使填料内的结构应力减至最小。

用六角形块制成的敷层是极其灵活的。

一般块与块间的连接是借助在相邻块件间延伸的绳索。