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CN116146828A - 一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置 - Google Patents

一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置，由油气弯管本体、柔性缓冲层、塑性缓冲层、内波纹壳、高强度弹簧、警示烟雾、外波纹壳、轴向端口连接环、端口连接孔、径向端口连接板和螺栓组件组成。塑性缓冲层粘接于柔性缓冲层外表面和内波纹壳内壁面，缓冲层起缓冲外力作用；内、外波纹壳采用奥氏体不锈钢，起主要抵抗外力冲击作用；高强度弹簧夹装于内、外波纹壳之间，起主要缓冲外力作用；橙色带压警示烟雾填充于高强度弹簧空隙，外溢时起提示警醒作用；轴向端口连接环和端口连接孔起轴向固定作用，径向端口连接板起径向固定作用，螺栓组件起连接作用。本发明特点：适用于油气弯管，提示警醒作用快速有效，可整体化安装，管道保护能力强。

Description

一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置
技术领域
本发明涉及油气储运管道安全领域，尤其涉及一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置。
背景技术
石油天然气是重要的战略资源，是国民经济发展的物质基础，关系到国家的经济发展、社会稳定及国家安全等。管道输送作为油气运输主要方式，多以埋地输送为主，而第三方破坏(如挖掘破坏、钻探破坏、地表负载等)、自然地质灾害(如山体滑坡、泥石流、岩石崩塌等)是目前造成油气管道失效的重要原因，因此有必要针对油气管道进行安全保护研究工作。
目前国内油气管道保护装置普遍以油气直管为研究对象，而严重忽视了针对油气弯管应进行的安全保护，导致现有保护装置由于其不可弯曲性而无法应用到油气弯管保护中。加之现有保护装置多聚焦于抵挡管道所受外力这一目的，较少考虑管道受到初次施力破坏后至第二次破坏之间针对人为施力方而应做出的提示与警醒，无法充分发挥油气管道保护作用。此外，现有油气管道保护装置多采用沿管道径向铺设保护层的方式进行现场施工组装，这一方式需现场层层铺设，施工工序复杂、所需施工时间较多，易延缓现场总体施工进度。
因此，针对埋地油气弯管在第三方破坏和自然地质灾害影响下的安全保护问题，主要针对现有保护装置不适用于油气弯管、缺少提示与警醒作用和现场安装程序复杂且所需施工时间较多等技术问题，有待研发一种相应的保护装置。
发明内容
为解决背景技术所提出的问题，本发明的目的在于克服国内现有油气管道保护装置多无法适用于油气弯管、无提示警醒作用或提示警醒作用不足以及装置安装耗时较长的问题，提供一种便于施工安装和具有提示警醒作用的可弯曲的埋地油气弯管保护装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置，主要由油气弯管本体、柔性缓冲层、塑性缓冲层、内波纹壳、高强度弹簧、警示烟雾、外波纹壳、轴向端口连接环、端口连接孔、径向端口连接板和螺栓组件构成。一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置可分为上下两部分，两部分构成完全一致，所述螺栓组件将上下两部分实现螺栓连接。
上述方案中，以所述保护装置上半部分为例，所述柔性缓冲层紧贴于所述油气弯管本体表面，所述塑性缓冲层粘接于柔性缓冲层外表面，所述内波纹壳与塑性缓冲层通过粘接方式连接，塑性缓冲层粘接于内波纹壳内壁面，所述外波纹壳和内波纹壳以油气弯管横截面圆心为同一圆心，呈同心圆分布。
上述方案中，所述径向端口连接板采用与波纹壳相同的材料，与内、外波纹壳之间所形成的半环柱结构的径向端口焊接连接，以实现径向左右端口的密封，所述轴向端口连接环采用与波纹壳相同的材料，与内、外波纹壳之间所形成的半环柱结构的轴向端口焊接连接，以实现轴向前后端口的密封，从而形成半环柱状密闭空间。
上述方案中，所述高强度弹簧焊接夹装于外波纹壳和内波纹壳之间的半环柱状密闭空间中；所述警示烟雾经充注方式大量充装于半环柱状密闭空间内；所述端口连接孔为螺纹孔，在轴向端口连接环上呈轴向双孔分布。
作为优选的，所述柔性缓冲层采用隔热性能良好、耐火性能优异、化学稳定性持久的岩棉材料制成，所述塑性缓冲层采用弹性强、柔性佳、气密性好的橡胶材料制成，柔性缓冲层和塑性缓冲层在所述保护装置上半部分中均呈半环状分布，两者厚度一致，均等于所述油气弯管壁厚；
作为优选的，所述内波纹壳、所述外波纹壳和所述径向端口连接板均采用奥氏体不锈钢制成，三者厚度一致，均为所述油气弯管壁厚的0.5倍；
作为优选的，所述高强度弹簧在所述保护装置横截面的径向上呈立式安装，环向上等间距分布，环向上共分布有42条；
作为优选的，所述警示烟雾呈橙色，由无毒环保材料构成，以微弱带压形式充入所述半环柱状密闭空间内，所述外波纹壳受到外力损伤出现破裂时，警示烟雾所携带的压强有利于将其由破裂口迅速推入外部环境中，以此提高警示烟雾逸出速度，增强烟雾警示效果；
作为优选的，所述轴向端口连接环采用奥氏体不锈钢制成，所述端口连接孔在所述一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置的轴向端口连接环的横截面上分别于30°、90°、150°、210°、270°和330°位置处分布，呈上下对称分布，亦呈左右对称分布，在轴向端口连接环上呈轴向双孔分布，因此在前端或后端的轴向端口连接环上共分布有12个端口连接孔。
本发明具有以下优点：
(1)本发明采用波纹壳，充分利用了其弯曲性优异的显著特点，避免了现有保护装置在油气弯管上的不适用性，促进了埋地油气弯管的保护进展；同时，在第三方破坏或泥石流、山体滑坡等自然地质灾害作用下，高强度波纹壳可有效抵挡外力冲击，避免或大大减弱外部环境施力对油气弯管可能造成的损伤；
(2)本发明采用高强度弹簧，可在油气弯管受外力冲击时抵挡部分外力，同时，高强弹簧的强变形能力可大大发挥缓冲作用，极大程度上减弱外力影响；
(3)本发明采用警示烟雾，当所述保护装置受外力入侵而破损时，橙色警示烟雾可瞬时大量涌出，快速有效地提示和警醒外部人为施力方，从而使其即刻停止施力破坏行为；
(4)本发明采用柔性缓冲层和塑性缓冲层的双缓冲层，柔性缓冲层可促进油气管道的保温输送，塑性缓冲层在管道受外力作用时可有效实现缓冲功能，对管道外表面进行一定程度的缓冲保护；
(5)本发明采用整体化安装，所述保护装置的上下两部分在结构上完全相同，两部分均可单独安装，安装完成后将上下两部分组装即成为所述保护装置，该保护装置可在制造阶段提前实现安装，极大便于施工运输，有利于现场施工人员进行简单组装，既节约了大量运输成本，又节约了大量安装作业时间。
总体上，本发明的优点可概括为：既可用于油气弯管，又可用于油气直管，应用范围广；可抵挡外力冲击，防护强度高；可实现缓冲作用，外力削弱效果明显；警示烟雾可瞬时涌出，提示警醒功能快速有效；可整体化安装，总体安装效能高，管道保护能力强。
附图说明
图1是本发明一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置的纵截面示意图。
图2是本发明一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置的A-A截面示意图。
图3是本发明一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置的B-B截面示意图。
图4是本发明相邻两套一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置在轴向上螺栓连接的纵截面示意图。
图5是本发明相邻两套一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置在轴向上相对位置的俯视示意图。
图6是本发明相邻两套一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置在轴向上螺栓连接时轴向端口连接环位置的局部放大示意图。
图中：1、油气弯管本体；2、缓冲层；21、柔性缓冲层；22、塑性缓冲层；3、保护壳层；31、内波纹壳；32、高强度弹簧；33、警示烟雾；34、外波纹壳；35、轴向端口连接环；4、端口连接孔；5、径向端口连接板；6、螺栓组件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步描述，以下所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围。
如图所示，本发明一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置主要由油气弯管本体1、缓冲层2、柔性缓冲层21、塑性缓冲层22、保护壳层3、内波纹壳31、高强度弹簧32、警示烟雾33、外波纹壳34、轴向端口连接环35、端口连接孔4、径向端口连接板5和螺栓组件6组成。缓冲层2和保护壳层3通过粘接方式连接，连接安装完成后可为一个整体部分，上下两部分将径向端口连接板5对齐后，经螺栓组件6连接组装后形成本发明的一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置；轴向上相邻的该保护装置将轴向端口连接环35上的端口连接孔4对齐后，经螺栓组件6连接后可实现相邻保护装置的连接固定。
当第三方破坏或自然地质灾害向安装有一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置的油气弯管本体1作用时，首先，外波纹壳34将抵挡住大部分径向作用力，其次，高强度弹簧32发挥高弹性的缓冲作用，卸下部分径向作用力和大部分环向作用力，加之其自身强度将进一步抵挡部分径向作用力，然后，若外波纹壳34出现破裂则警示烟雾33瞬时大量喷出，及时发挥提示警醒作用，内波纹壳31进一步抵挡部分径向作用力，最终，塑性缓冲层22进一步发挥缓冲作用，柔性缓冲层21因其高蓬松度可发挥部分缓冲作用，缓冲层2将外力冲击对油气弯管本体1可能造成的损伤进一步降低。

Claims (3)

1.一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置，其特征在于：由油气弯管本体(1)、缓冲层(2)、柔性缓冲层(21)、塑性缓冲层(22)、保护壳层(3)、内波纹壳(31)、高强度弹簧(32)、警示烟雾(33)、外波纹壳(34)、轴向端口连接环(35)、端口连接孔(4)、径向端口连接板(5)和螺栓组件(6)组成，塑性缓冲层(22)粘接于柔性缓冲层(21)外表面，塑性缓冲层(22)粘接于内波纹壳(31)内壁面；内波纹壳(31)和外波纹壳(34)之间焊接夹装有高强度弹簧(32)，警示烟雾(33)填充于高强度弹簧(32)的空隙之间，内波纹壳(31)和外波纹壳(34)的径向左右端口与径向端口连接板(5)焊接连接，内波纹壳(31)和外波纹壳(34)的轴向前后端口与轴向端口连接环(35)焊接连接；一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置的上下部分通过径向端口连接板(5)和螺栓组件(6)实现螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置，其特征在于：高强度弹簧(32)在该保护装置横截面的径向上呈立式安装，环向上等间距分布，环向上共分布有42条。
3.根据权利要求1所述的一种可弯曲的埋地油气弯管保护装置，其特征在于：端口连接孔(4)在该保护装置轴向端口连接环(35)的横截面上分别于30°、90°、150°、210°、270°和330°位置处分布，在轴向端口连接环(35)上呈轴向双孔分布，在前或后端轴向端口连接环(35)上共分布有12个。
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