海洋复合柔性管发展及应用现状
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海洋管道主要可以分为钢管、柔性管2类,前者是由金属材料制成,后者由金属和聚合物复合而成。相比钢管。柔性管具有可设计性、易弯曲、易铺设、可回收,开发更经济,更适应海洋环境等特点。其中,最突出的是弯曲柔性好.可以承受较大的弯曲变形。在边际油田开发中采用柔性管道,由于易铺设、可回收、工期短,可以显著降低工程建设及运营成本。由于柔性管的上述优点,在我国海洋立管和边际油田领域己逐步开始应用。例如,流花11-1和陆丰13—1油田。在国外,柔性管道己经在陆地以及浅水、深水和超深水区域得到了广泛的应用,可以实现长距离、超水深、多方向的输送油气资源。现有海洋立管约85%为柔性管。
1 海洋复合柔性管的结构及分类
柔性管是采用多层的复合材料制造,主要由保证液体密闭性的热塑性聚合物材料层,以及螺旋结构缠绕的保证管材强度的扁钢组成。螺旋结构使得柔性管不仅能承受高压,还能保持弯曲特性。每一层相对独立,但又和其他层相互作用提供所需要的结构抗力,使得每一条柔性管都可以通过设计来达到不同的力学特性。
根据制作工艺柔性管可分为非粘结(unbond—ed)型柔性管和粘结(bonded)型柔性管。非粘接型柔性管由几个独立的层组成,层与层之间没有固定的连接。允许层间相对位移,更好地满足现场应用的特殊要求,因此广泛应用于海洋立管和海底输油管。粘结型管道制作过程需要硫化,其制造长度受到限制,所以常用于较短的工程应用,例如漂浮管、跨管等。国外学者大多致力于无粘结(unbonded)柔性管的研究,逐渐成为柔性管的主流结构形式。
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