[发明专利]一种热塑性塑料复合管

说明书

技术领域

本发明涉及增强的热塑性管道，特别涉及可快速拆装的热塑性塑料复合管。

背景技术

热塑性塑料复合管从上世纪90年代起开始在国外油气田逐步使用，本世纪初开始在国内油气田试用，主要用于油气集输、注水和注醇。现在，热塑性塑料复合管应用领域包括海洋柔性管、温泉输送管；石油、成品油、天然气输送；市政给排水、油污水、海水淡化；矿山供水、供风、排水、洗煤水、煤粉输送；化工厂、钢厂腐蚀性液体输送。

复合管一般包括三层结构：内层的内衬层，中间的增强层，和外层的外保护层。作为中间层的增强层，可以根据需要由无机纤维、有机纤维或金属纤维形成。作为内层的内衬层或外层的外保护层，一般由弹性体（如硫化橡胶、热塑性弹性体）或塑料（如热固性塑料、热塑性塑料）形成。如果复合管的内层和外层都是热塑性塑料，则该复合管被称为热塑性塑料复合管。

具体而言，作为内层的内衬层，可由高密度聚乙烯（HDPE）、交联聚乙烯（PEX）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、尼龙（PA）和聚偏二氟乙烯（PVDF）等形成。

作为中间层的增强层，可以提及例如有机纤维（如芳纶、聚酯纤维）、无机纤维（如玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维）和金属纤维（如钢丝）等。

对于应急输送燃油等的热塑性管道而言，特别重要的是其具有高的现场拆装性能，即在施工现场能够快速连接和拆卸。为了将热塑性管道快速安装，对于用于连接的接头和接头与管道的连接方式都有要求。

目前，用于热塑性管道连接的常见方式包括以下三种：（1）熔接，例如热熔连接、电熔连接或电熔-热熔连接，在两根热塑性管道之间使用熔融接头，这种连接方式形成的接头承受压力较低；（2）扣压连接，把一个金属管件的插口端插入增强热塑性塑料管，在增强热塑性塑料管外套一个金属套，用机械方法把金属套-增强热塑性塑料管管端-管件插口端压紧成为接头，这种连接方式常会导致相接处内径比其他部位的热塑性管道内径小，从而导致输送的液体阻力增大，同时如何保证密封并承受较高的轴向和径向负载也各不相同；（3）卡箍直接套接，两根相接处外部设有卡槽，通过卡箍直接套设于卡槽处进行连接，缺点是卡箍式连接器结构长、重量大、连接螺栓多、不能机械化铺设等，比较适合低压管路使用。

此外，对于上述连接方式，还存在接头连接坚固度不够高、安装速度不快等问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：对于具有内衬层、增强层和外保护层的热塑性塑料复合管而言，为使管体内径与接头内径一致，减小流体通过接头时的阻力，进行扩口设计，即在扣压连接时，先将管体末端加热径向扩管，使其内径增大到与接头的内径相同。为了提高扩口过渡处的强度，在扩管后管体端部的管径变化处，在管体和外套之间设有加强环，加强环为厚度变化的圆环，在接头扣压时加强环被同时扣压；为了提高轴向负载，即抗拔脱力，采用车削的方式，剥除管体最末端的内外层，将增强层纤维如钢丝层外露，以便接头扣压时芯管和外套的沟槽能与增强层纤维压合紧密，增加抗拔脱力；为了提高接头连接强度，设计了梯形齿沟槽，沟槽分两部分，一部分扣压在内外层热塑性塑料上，一部分扣压在已剥除内外层裸露的增强层纤维上，沟槽被设计成梯形齿沟槽，以减少对内外层热塑性塑料和中间层纤维的损伤，芯管与外套的梯形齿沟槽相互咬合匹配，沟槽的深度、间距和数量随管体壁厚和压力增加作相应变化。为了增加接头密封性能，在芯管端设有一个特殊的沟槽，内放橡胶密封圈，在接头扣压时橡胶密封圈被同时固定。芯管端部为接头连接部，通过其将管体连接在一起形成管道。通过使用该结构，管体与芯管和外套之间具有极其高的抗拔脱力，连接形成的管道具有极其高的承压能力，而且能够实现快速连接，且连接形成的管道内径均一，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

（1）一种热塑性塑料复合管，其包括热塑性塑料复合管管体，在热塑性塑料复合管管体端部，内部扣压有芯管，外部扣压有外套和加强环，芯管内径与热塑性塑料复合管管体内径相同；

其中，热塑性塑料复合管管体包括：作为内层的内衬层，作为中间层的增强层，和作为外层的外保护层；

热塑性塑料复合管管体端部被径向扩管，扩管后管体端部的末端的内层和外层被剥除，扩管后的管体端部被扣压于芯管外部的梯形齿沟槽和外套的梯形齿沟槽之间；

芯管端部为接头连接部。

（2）如上述（1）中所述的热塑性塑料复合管，其中，芯管外部的梯形齿沟槽和外套的梯形齿沟槽相互匹配。