[发明专利]漂浮式输油软管

说明书

技术领域

本发明涉及一种输油管道，特别是涉及一种漂浮式输油软管。

背景技术

近几年来海洋石油开发迅猛发展，一些新型的海洋采油终端，例如浮式生产储油和卸油单元(FPSO)典型地用于开采位于水下的石油储藏，FPSO可以从已经在水下钻出的许多油井中汲取油。采出油再被泵送之后，原油临时存储在FPSO中。然后将该原油传输到穿梭油轮上，以便传送到期望的位置，例如炼油厂。然而，将原油从FPSO传输到海上的穿梭油轮是一项要求极高的工作，因为在容器之间有持续的相对运动。在不利的天气条件，例如高浪、大风以及海上有暴风雨期间，该工作就变得更加困难了。目前，漂浮式的输油管被广泛用于在水面上的物体之间输送油品。

中国专利CN277544Y中公开了一种自浮式输油管，包括有一段管道和固定在管道两端的连接法兰，该管道的管壁为多层结构，由内至外为内胶层、增强层、中胶层、漂浮材料层、过渡胶层、环箍层和外胶层，其中内胶层、中胶层、过渡胶层和外胶层均为橡胶材料，增强层、环箍层由多层高强度帘子布缠绕构成。该自浮式输油管可用于普通环境下的水上输油，但其管道的强度较低，不适合用于风浪较大的条件下，尤其是海洋环境中的水上输油。

目前适用于连接海洋采油终端(如FPSO/FSO/FSU或海洋平台)与穿梭油轮，将采油终端开采出的原油直接通过管道输送至外输油轮的漂浮软管的需求量急剧上升。仅以目前正在使用的FPSO为例，用于FPSO和穿梭油轮之间输送原油的漂浮软管使用量和备用量近600根。当前国内还未见到用于外输FPSO的漂浮软管产业化的先例，而采购一根漂浮软管的成本一般在25-30万人民币，不仅费用昂贵、还存在采购难度大，供应周期长，购买受限、需要保持一定库存量、保养和维修不便等诸多问题。另外目前正在使用的漂浮软管由于其设计参数、实验环境与中国国内海洋环境在水质、水温、酸碱度、盐分和风浪等方面存在差异，因此在实际使用过程中也存在一些问题。比如：1)软管的结构整体性不好，管道承受压力变化的能力较差，尤其是在短管内输送的原油流量增大、压力增加的情况下，漂浮软管端部法兰的短节与内胶层相接触的部位由于是由两种刚度和表面性质差异较大的材料缠绕胶粘结合而成，因此最易出现结合不牢而产生空隙，导致管中的高压原油由此从内向外挤破内胶层和其外部的其他各层加强层而在端部形成裂缝，造成原油泄漏；2)软管中各橡胶层的抗内压、抗拉性能较差，由于漂浮软管的外部使用环境变化较大，高浪、大风和暴雨都会导致短时间内海洋采油终端与穿梭油轮之间的相对位置发生明显改变，使处于使用状态的漂浮软管承受较大的拉力变化，同时原油流量增大、压力增加时还会使软管中的各橡胶层承受一定强度的内压，橡胶的抗内压、抗拉性能直接影响到漂浮软管的瞬间拉伸率和永久拉伸率，若其抗内压、抗拉性能差容易造成材料疲劳，导致软管的变形无法恢复，甚至于直接产生破损断裂现象；3)软管外层表面粗糙、存在大量凹陷与细纹，容易为海洋生物及微生物的生长提供场所，造成漂浮软管自重增加，影响其漂浮性能，同时外层的凹陷与细纹处由于生物的生长代谢作用较表层的光滑部位更容易老化开裂，导致外层破损和漂浮层外露。

以上缺陷的存在导致目前使用的漂浮软管使用寿命短、管道易老化破损、在恶劣环境下使用可靠性低，严重影响了我国海洋石油工业的发展。此外根据调研，如果漂浮软管能规模产业化，每根软管可节约50％的费用，经济效益明显，同时还可以促进橡胶生产、零配件生产等相关企业的发展。因此开发出适合中国海洋环境的外输软管，实现FPSO外输软管的规模产业化不仅能够填补国内生产的空白，满足国内市场的需要，而且还可以进军国际市场，具有广阔的市场前景。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种不易破损、能够延长使用寿命并且能够在恶劣环境下可靠使用的漂浮式输油软管。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种漂浮式输油软管，包括管体和管端部件，所述管端部件包括法兰和短节，所述管体的最内层为内胶层，在所述内胶层的外侧与其相邻的是帘线加强层，所述帘线加强层的外侧相邻的第一钢丝加强层，所述第一钢丝加强层由缠绕在所述帘线加强层外侧的多个设有间距的第一钢丝圈和填充在它们之间的橡胶形成，在所述第一钢丝加强层的外侧与其相邻的是中胶层；在所述中胶层的外侧设有管体层，在所述管体层的外侧与其相邻的是漂浮层，在所述漂浮层的外侧与其相邻的是外层；在所述帘线加强层靠近所述短节的一端连接有短节缠绕钢丝，所述法兰与所述管体之间通过所述短节固定连接，所述短节上设置有向上凸起的肋骨，所述肋骨与所述短节缠绕钢丝间隔设置并相互配合。