CN105156831B - 一种大口径海底管道配重层复合补口结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大口径海底管道配重层复合补口结构，包括：补口防腐层，设置在两根配重管的钢管预留焊接段及管体防腐层补口段的外表面，并与两根配重管的补口段端面的管体防腐层相接；模具层，两端分别在两根配重管的混凝土配重层补口段的外表面；环向高密度聚氨酯泡沫瓦，设置在补口防腐层上绕补口防腐层一周，其厚度比混凝土配重层厚度小30‑50mm；高密度聚氨酯泡沫，通过现场浇注方式填充在环向高密度聚氨酯泡沫瓦与模具层之间，并与之形成一个整体，以包覆于补口防腐层的外侧。通过上述技术方案，解决了现有技术中大口径单层海底管道配重层填充施工时开孔聚氨酯泡沫过早固化、充模不完全及达到满足铺设要求强度所需时间较长的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及海底输送油、气海底管道技术领域，特别涉及一种大口径海底管道配重层复合补口结构。
背景技术
海底管道铺设工程大都采用高密度开孔聚氨酯技术对混凝土配重层接口处进行填充。海底管道在完成防腐(保温)补口施工之后，在混凝土配重层接头部位包覆镀锌铁皮，使补口部位形成一个封闭的空腔，然后注入高密度开孔聚氨酯泡沫原料，待其熟化满足铺管强度要求后，进行下海铺设。
现有技术中，单层海底管道施工中，当海底管道的管径较大，配重层的厚度较大时，开孔聚氨酯泡沫的熟化上强度时间通常在30min以上。由于防腐补口作业使钢管管体温度多在80℃左右，管体高温会加快泡沫的反应固化时间，加上填充开孔聚氨酯原料用量大，反应后温度的升高会加速泡沫的固化，一方面会造成开孔聚氨酯泡沫过早固化，充模不完全的问题，另一方面开孔聚氨酯泡沫反应热难以释放，导致泡沫熟化达到满足铺设要求强度所需时间延长，严重时出现泡沫烧芯现象，影响补口填充的施工质量，降低铺管施工效率。
可见，现有技术中大口径单层海底管道配重层填充施工时存在开孔聚氨酯泡沫过早固化、充模不完全及达到满足铺设要求强度所需时间较长的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种大口径海底管道配重层复合补口结构，用于解决现有技术中大口径单层海底管道配重层填充施工时开孔聚氨酯泡沫过早固化、充模不完全及达到满足铺设要求强度所需时间较长的技术问题。
本申请实施例提供一种大口径海底管道配重层复合补口结构，包括：
补口防腐层，设置在两根配重管的钢管预留焊接段及管体防腐层补口段的外表面，所述补口防腐层两端分别与所述两根配重管的补口段端面的管体防腐层相接；
模具层，两端分别在所述两根配重管的混凝土配重层补口段的外表面；
环向高密度聚氨酯泡沫瓦，设置在所述补口防腐层上绕所述补口防腐层一周，所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦的厚度比所述两根配重管的混凝土配重层厚度小30-50mm；
高密度聚氨酯泡沫，通过现场浇注方式填充在所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦与所述模具层之间，并与所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦形成一个整体，以包覆于所述补口防腐层的外侧。
可选的，所述高密度聚氨酯泡沫两端与所述两根配重管的混凝土配重层相接，且与所述混凝土配重层的外表面齐平。
可选的，所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦在安装之前已采用预制方式成型。
可选的，所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦根据管径尺寸由2～4块泡沫瓦组成，所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦的长度比所述两根配重管的混凝土配重层之间的补口填充部位的长度小50-100mm。
可选的，所述补口保温层采用聚氨酯泡沫半瓦式保温层。
可选的，所述补口防水层采用热收缩带防水层。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：
本申请提供的一种大口径海底管道配重层复合补口结构，在混凝土配重层补口段采用环向高密度聚氨酯泡沫瓦和现场浇注的高密度聚氨酯泡沫形成一个整体，可以防止高密度聚氨酯泡沫瓦在海管铺设过程中因出现滑动对内部防腐层造成的损害，而环向高密度聚氨酯泡沫瓦绕补口防腐层一周的设置，一方面可以有效隔绝防腐补口作业造成的管体高温，避免聚氨酯泡沫过早固化，造成充模不完全的问题，另一方面可以减少现场浇注原料的用量，减少泡沫熟化时间，解决了现有技术中大口径单层海底管道配重层填充施工时开孔聚氨酯泡沫过早固化、充模不完全及达到满足铺设要求强度所需时间较长的技术问题，保证了补口质量，提高了施工效率，缩短了施工周期，降低了施工成本。
附图说明
图1为本申请实施例一提供的一种大口径海底单层配重管配重层复合补口结构的结构示意图；
图2为本申请实施例一提供的环向高密度聚氨酯泡沫瓦组成部分的结构示意图；
图3为本申请实施例二提供的一种大口径海底单层保温配重管配重层复合补口结构的结构示意图。
具体实施方式
在本申请实施例提供的技术方案中，通过在混凝土配重层补口段采用环向高密度聚氨酯泡沫瓦和现场浇注的高密度聚氨酯泡沫形成一个整体，可以防止高密度聚氨酯泡沫瓦在海管铺设过程中因出现滑动对内部防腐层造成的损害，而环向高密度聚氨酯泡沫瓦绕补口防腐层一周的设置，一方面可以有效隔绝防腐补口作业造成的管体高温，避免聚氨酯泡沫过早固化，造成充模不完全的问题，另一方面可以减少现场浇注原料的用量，减少泡沫熟化时间，解决了现有技术中大口径单层海底管道配重层填充施工时开孔聚氨酯泡沫过早固化、充模不完全及达到满足铺设要求强度所需时间较长的技术问题，保证了补口质量，提高了施工效率，缩短了施工周期，降低了施工成本。
下面结合附图对本申请实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。
实施例一
本发明实施例中，如图1所示，本发明提供的大口径海底管道铺设时相接的配重管是采用的由钢管1及依次包覆在该钢管1管壁外的管体防腐层2及混凝土配重层5构成的海底单层配重管。钢管1管壁的管体防腐层2可选用环氧类涂料、三层聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末防腐层或双层环氧粉末防腐层。钢管1可以为碳钢管或不锈钢管，管外径为426mm-1420mm，长度为8-15m。钢管预留焊接段14两端各长150mm-200mm。大口径海底管道的混凝土配重层5的厚度为70-120mm。
参见图1，本发明实施例提供的一种大口径海底管道配重层复合补口结构，包括：补口防腐层7、环向高密度聚氨酯泡沫瓦15、高密度聚氨酯泡沫10及模具层11。其中，补口防腐层7设置在两根配重管的钢管预留焊接段14及管体防腐层补口段16的外表面，补口防腐层7两端分别与两根配重管管体的防腐层补口段16相接。模具层11两端分别在两根配重管的混凝土配重层补口段12的外表面。环向高密度聚氨酯泡沫瓦15设置在补口防腐层7上并绕补口防腐层7一周。高密度聚氨酯泡沫10通过现场浇注方式填充在环向高密度聚氨酯泡沫瓦15与模具层11之间。高密度聚氨酯泡沫10现场浇注成型后与环向高密度聚氨酯泡沫瓦15形成一个整体，以包覆于补口防腐层7的外侧。
具体的，高密度聚氨酯泡沫10及环向高密度聚氨酯泡沫瓦15的密度大于等于150kg/m3。高密度聚氨酯泡沫10两端与两根配重管的混凝土配重层5相接，且与混凝土配重层5的外表面齐平。环向高密度聚氨酯泡沫瓦15在安装之前已采用预制方式成型。如图2所示，环向高密度聚氨酯泡沫瓦15根据管径尺寸由2～4块泡沫瓦组成，一块泡沫瓦的弧度α为90°～180°，例如：环向高密度聚氨酯泡沫瓦15可以由3块120°的泡沫瓦组成。由于泡沫填充厚度影响聚氨酯泡沫的反应，填充厚度较大时，反应热较大，热量不能及时散失，会产生烧芯、熟化时间长等问题；填充厚度较小时，会影响聚氨酯泡沫反应的排气，造成充模不完全的问题，所以本申请实施例将环向高密度聚氨酯泡沫瓦15的厚度h设置为比填充厚度即混凝土配重层厚度小30-50mm，为高密度聚氨酯泡沫10设置30-50mm的填充厚度，以避免烧芯、熟化时间长或充模不完全的问题。环向高密度聚氨酯泡沫瓦15的长度l应比两根配重管的混凝土配重层5之间的补口填充部位的长度小50-100mm，便于安装。
本发明实施例提供的大口径海底管道配重层复合补口结构在施工时，选用由管径813mm，长12m的碳钢管1管壁依次向外包覆在该碳钢管1管壁的管体3PE防腐层2、80mm的厚混凝土配重层5构成的海底单层配重管。将2根海底单层配重管的钢管预留焊接段14进行焊接，混凝土配重层补口段12的长度为800mm。本发明实施例中环向高密度聚氨酯泡沫瓦15采用3块120°预制高密度开孔聚氨酯泡沫瓦。焊接质量检测合格后按照热收缩带的安装要求安装补口防腐层7，将厚度为40mm，弧度为120°，长700mm的3块预制高密度开孔聚氨酯泡沫瓦环向固定在配重层接头填充部位的中间位置，模具层11采用镀锌铁皮，包覆在混凝土配重层补口段12的外表面，在模具层11上表面钻孔，现场浇注高密度聚氨酯泡沫10，完成混凝土配重层补口段12填充部位高密度聚氨酯泡沫10的填充。
实施例二
本发明实施例中，如图3所示，本发明提供的大口径海底管道铺设时相接的配重管是采用的由钢管1及依次包覆在该钢管1管壁外的管体防腐层2、聚氨酯泡沫保温层3、高密度聚乙烯外护管4、混凝土配重层5及管体端部的防水帽6构成的海底单层保温配重管。钢管1管壁的管体防腐层2可选用环氧类涂料、三层聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末防腐层或双层环氧粉末防腐层。钢管1可以为碳钢管或不锈钢管，管外径为426mm-1420mm，长度为8-15m。钢管预留焊接段14两端各长150mm-200mm。高密度聚乙烯外护管4的长度为7.6-14.6m，管外径由保温层厚度和壁厚确定。配重管两端的外护管补口段13长度均为100-150mm。混凝土配重层5的厚度为70-120mm。
参见图3，本发明实施例提供的一种大口径海底管道配重层复合补口结构，包括：补口防腐层7、补口保温层8、补口防水层9、环向高密度聚氨酯泡沫瓦15、高密度聚氨酯泡沫10及模具层11。其中，补口防腐层7设置在两根配重管的钢管预留焊接段14及管体防腐层补口段16的外表面，补口防腐层7两端分别与两根配重管管体的防腐层补口段16相接。补口保温层8采用聚氨酯泡沫半瓦式保温层。补口保温层8设置在补口防腐层7和补口防水层9之间，补口保温层8两端与两根配重管的防水帽6相接。补口防水层9设置在补口保温层8和高密度聚氨酯泡沫层之间，且还包覆在配重管的外护管补口段13和防水帽6上。补口防水层9采用热收缩带防水层。模具层11两端分别在两根配重管的混凝土配重层补口段12的外表面。环向高密度聚氨酯泡沫瓦15设置在补口防腐层7上并绕补口防腐层7一周。高密度聚氨酯泡沫10通过现场浇注方式填充在环向高密度聚氨酯泡沫瓦15与模具层11之间。高密度聚氨酯泡沫10现场浇注成型后与环向高密度聚氨酯泡沫瓦15形成一个整体，以包覆于补口防腐层7的外侧。
同样的，高密度聚氨酯泡沫10及环向高密度聚氨酯泡沫瓦15的密度大于等于150kg/m3。高密度聚氨酯泡沫10两端与两根配重管的混凝土配重层5相接，且与混凝土配重层5的外表面齐平。环向高密度聚氨酯泡沫瓦15在安装之前已采用预制方式成型。如图2所示，环向高密度聚氨酯泡沫瓦15根据管径尺寸由2～4块泡沫瓦组成，一块泡沫瓦的弧度α为90°～180°，例如：环向高密度聚氨酯泡沫瓦15可以由3块120°的泡沫瓦组成。环向高密度聚氨酯泡沫瓦15的厚度h比填充厚度小30-50mm，长度l应比两根配重管的混凝土配重层之间的补口填充部位长度小50-100mm，便于安装。
本发明实施例提供的大口径海底管道配重层复合补口结构在施工时，选用由管径813mm，长12m的碳钢管1管壁依次向外包覆在该碳钢管1管壁的管体3PE防腐层2、聚氨酯泡沫保温层3、高密度聚乙烯外护管4、80mm的厚混凝土配重层5、管体端部的防水帽6构成的海底单层保温配重管。将2根海底单层保温配重管的钢管预留焊接段14进行焊接，混凝土配重层补口段12的长度为800mm。本发明实施例中补口保温层8采用聚氨酯泡沫半瓦保温层，补口防水层9采用热收缩带防水层，高密度聚氨酯泡沫瓦15采用预制高密度开孔聚氨酯泡沫瓦。焊接质量检测合格后按照热收缩带的安装要求安装补口防腐层7，将聚氨酯泡沫半瓦保温层用胶带固定在补口防腐层7的外表面，然后将热收缩带防水层包覆在高密度聚乙烯外护管补口段13、防水帽6以及聚氨酯泡沫半瓦式保温层的外部，将厚度为40mm，弧度为120°，长700mm的3块预制高密度开孔聚氨酯泡沫瓦环向固定在配重层接头填充部位的中间位置，模具层11采用镀锌铁皮，包覆在混凝土配重层补口段12的外表面，在模具层11上表面钻孔，现场浇注高密度聚氨酯泡沫10，完成混凝土配重层补口段12填充部位高密度聚氨酯泡沫10的填充。
通过本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少可以实现如技术效果：通过在混凝土配重层补口段采用环向高密度聚氨酯泡沫瓦和现场浇注的高密度聚氨酯泡沫形成一个整体，可以防止高密度聚氨酯泡沫瓦在海管铺设过程中因出现滑动对内部防腐层造成的损害，而环向高密度聚氨酯泡沫瓦绕补口防腐层一周的设置，一方面可以有效隔绝防腐补口作业造成的管体高温，避免聚氨酯泡沫过早固化，造成充模不完全的问题，另一方面可以减少现场浇注的原料的用量，减少泡沫熟化时间，在保证补口质量的前提下，提高了施工效率，缩短了施工周期，降低了施工成本。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种大口径海底管道配重层复合补口结构，其特征在于，包括：
补口防腐层，设置在两根配重管的钢管预留焊接段及管体防腐层补口段的外表面，所述补口防腐层两端分别与所述两根配重管的补口段端面的管体防腐层相接；
模具层，两端分别在所述两根配重管的混凝土配重层补口段的外表面；
环向高密度聚氨酯泡沫瓦，设置在所述补口防腐层上绕所述补口防腐层一周，所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦的厚度比所述两根配重管的混凝土配重层厚度小30-50mm；
高密度聚氨酯泡沫，通过现场浇注方式填充在所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦与所述模具层之间，并与所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦形成一个整体，以包覆于所述补口防腐层的外侧，所述高密度聚氨酯泡沫的填充厚度为30-50mm。
2.如权利要求1所述的大口径海底管道配重层复合补口结构，其特征在于，还包括：补口保温层及补口防水层；
所述补口保温层设置在所述补口防腐层和所述补口防水层之间，所述补口保温层两端与所述两根配重管的防水帽相接；
所述补口防水层设置在所述补口保温层和所述高密度聚氨酯泡沫层之间，且所述补口防水层还包覆在所述配重管的外护管补口段和防水帽上。
3.如权利要求1所述的大口径海底管道配重层复合补口结构，其特征在于，所述高密度聚氨酯泡沫两端与所述两根配重管的所述混凝土配重层相接，且与所述混凝土配重层的外表面齐平。
4.如权利要求1所述的大口径海底管道配重层复合补口结构，其特征在于，所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦在安装之前已采用预制方式成型。
5.如权利要求1～4任一所述的大口径海底管道配重层复合补口结构，其特征在于，所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦根据管径尺寸由2～4块泡沫瓦组成，所述环向高密度聚氨酯泡沫瓦的长度比所述两根配重管的混凝土配重层之间的补口填充部位的长度小50-100mm。
6.如权利要求2所述大口径海底管道配重层复合补口结构，其特征在于，所述补口保温层采用聚氨酯泡沫半瓦式保温层。
7.如权利要求书2所述大口径海底管道配重层复合补口结构，其特征在于，所述补口防水层采用热收缩带防水层。
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