Гибкий трубопровод

(55 Г 16 1 3810 ЫЙ КОМИТЕТИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕ ПО ИЗОБРЕТЕ ПРИ ГКНТ СС ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АТЕ 64423,ВОДя к гибким.трубопования жидкостей ти углеводородов, тации подводных ия - обеспечение(57) Изобретение относитсроводам для транспортирпод давлением, в частносполученных при зксплуаскважин. Цель изобретен размерной устойчивости гйбкого трубопровода путем компенсации осевой деформации за счет упругости армирующих элементов. Трубопровод содержит внутреннюю герметичную оболочку 1, покрытие, образованное по меньшей мере двумя парами слоев 2, 3 и 4, 5 спирально:намотанных нитей, причем оба слоя одной и той же пары слоев, например слоев 2, 3, состоят из идентичных нитей, уложенных под одним и тем же углом армиравания, но в противоположном направлении, а также наружную защитную оболочку 6, Нити по меньшей мере одной пары слоев имеют один и тот же угол армирования 40 а 1 :53, а нити другой йары слоев имеют одинаковый, но другой угол армирования 57 са 2 70. 8 з,п, ф-лы,1 ил. 1 табл.40 Огпа 01 0,7- 1,7,В 11 у 50 Изобретение относится к гибким трубопроводам для транспортирования жидкостей под давлением, в частности таких, какуглеводороды, полученные при эксплуатации подводных скважин,Цель изобретения - обеспечение размерной устойчивости гибкого. трубопроводапутем компенсации осевой деформации засчет упругости армирующих элементов.На чертеже изображена схема гибкоготрубопровода.Гибкий трубопровод содержит внутреннюю герметичную оболочку 1, покрытие, образованное по меньшей мере двумя парамислоев 2; 3 и 4, 5, спирально навитых нитейармирования, причем оба слоя одной и тойже пары слоев состоят из идентичных нитей,уложенных под одним и тем же углом навивки, но в противоположном направлении, инаружную защитную оболочку 6, Нити по. меньшей мере одной пэры слоев(4,5) имеютодин и тот жеугол навивки 40 аа 53, анити по меньшей мере другой пары слоев(2 и 3) имеют одинаковый угол навивки57 а 70, причем указанные слои уложены при условии: 2 з 1 п аь соз аь з 1 п аь . 01 ., Овь зп 4 а, 231 п 2 а, соз 2 аЬгде па - число пар слоев 4 и 5 навивки под углом аа,пь - число пар слоев 2 и 3 навивки под углом аь:(Ка)ь (Кь)1 - соответственно жесткость при осевом удлинении каждой из пэр 1-х и )-х слоев покрытий, навитых под углами иаь при К = Т/ я, где Т - натяжение соответствующей нити; е - относительное удлинение той нити;(1 а)ь (1 ь )1 - соответственно ширина нити с прибавлением зазора между двумя смежными нитями, измеренная в прямом сечении нити и в.плоскости, касательной к цилиндру, образованному слоем покрытия, которую определяют по формуле 1 к =д Ок созак/1 чк,где Ок - средний диаметр слоя нитей; ак - угол навивки, Йк - число нитей армирования;Р 1 - внутренний диаметр первого внутреннего слоя нитей армирования;5 Ова - средний диаметр па пар слоев 4 и 5нитей армирования, навитых под углом аа;01 вь - средний диаметр пь пар слоев 2 и3 нитей армирования, навитых под углом ав .Для преимущественного выполнения 10 трубопровода предпочтительно условие 15 в частности - условие 20 В частности, предусматриваются две пары слоев нитей армирования, ив. этом случае Если слои навивки выполнены из плоских смежных нитей армирования прямо угольного или уплощенного сечения изединого линейно-эластичного материала, то выполняется условие,ГдЕ 1 аЬ 1 Ь 1 - СООтВЕтСтВЕННО тОЛщИНЫ СЛОЕВ навивки, уложенных под углами а а и а ь45 Слои навивки могут быть уложены при условии в частности - при условии 1,0в1,7, 55Трубопровод может. содержать две пары слоев нитей армирования.Слои 4, 5 нитей армирования, имеющиеменьший угол навивки, размещены внутри0,5йр/Яро2,0,1,0 Йр/Яро1,7 454. Трубопровод по и. 1,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что слои навивки выполнены из плоских смежных нитей армирования прямоугольного или уплощенного сечения из единого линейно-эластичного материала при условии 0,5й 1/Яро2,0,55где 1=па 1 - оьЙ 1= , 1 а/1 Ь 1: 1=1 1=1 слоев 2, 3 нитей армирования, имеющих больший угол навивки.Под герметичной оболочкой 1 содержится стойкое к наружному давлению покрытие 7, образованное спиральной обмоткой с небольшим шагом из одного или нескольких прикрепленных профилей, Слои 2, 3 и 4, 5 содержат стальные нити или нити из составных материалов, например, образованных минеральными. волокнами, такими как стекло или углерод, или органическими, такими как арамидные волокна, утопленные .в матрице из мермопластичной смолы, например полиамидной, или термореактивной смолы, например эпоксидной.Нити слоев 2, 3 и 4, 5 могут быть образованы жилами или тросами, выполненны-.ми из стальных нитей,Нити слоев 2, 3 и 4, 5 могут также выполняться из параллельных волокон пластичного материала, например из полиэфирной смолы в оплетке или в оболочке.Пластмассовые или эластомерные обо. лочки могут размещаться между парами слоев нитей или между слоями одной пары.Покрытие 7 может быть выполнено из прикрепленного скобами тонкого полосового материала, обеспечивающего прочность на раздавливание и стойкость к наружномудавлению.Примеры выполнения трубопроводов согласно изобретению представлены в табл.Предложенный трубопровод при созда-.нии значительного внутреннего давления по-.рядка десятков МГ 1 а обеспечивает лишь незначительную или нулевую осевую деформацию, а также может иметь укорачивание.Формула изобретения 1, Гибкий трубопровод, содержащий внутреннюю герметичную оболочку, покрытие, образованное по меньшей мере, двумя парами слоев спирально навитых нитей армирования, оричем оба слоя одкой и той же пары слоев состоят из идентичных нитей. уложенных под одним и тем же углом навивки, но в противоположном направлении, и наружную защитную оболочку, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения размерной устойчивости гибкого трубопровода путем компенсации осевой деформации за счет упругости армирующих элементов, нити по меньшей мере одной пары слоев имеют один и тот же угол навив" ки 40аа53 о, а нити по меньшей мере другой пары слоев имеют одинаковый угол навивки 57 -аа 70 о, пРичем Указанные слои уложены при условии:.- Па=оьНр =,5, (Ка)/(1 а 1)1: , (КЬ)1/(1 Ь 1) 51=1=1 2 з и аь соз аь/О - з 1 п аь/ОаьР оз 1 п аа/Ооа -2 з 1 п аа соз аЬ/О4 2 21 где па - число пар слоев навивки под углом аь;пь - число пар слоев навивки под углом аь;(Ка)ь Кь)1 - соответственно жесткостьпри осевом удлинении каждой из пар 1-х и )-х слоев покрытий, навитых под углами аа и аЬ при К = Т/е, где Т- натяжение соответствующей нити; е - относительное 20 удлинение этой нити;(а )ь (1 ь ) - соответственно ширина китис прибавлением зазорамеждудвумя смежными нитями, измеренная в прямом сечении нити и в плоскости, касательной к цилиндру, образованному слоем покрытия,. которую определяют по формуле 1 к =,Уг Ок соз ак. /Йк, где Ок - средний диаметр слоя нитей; ак - угол навивки; 1 чк - число нитей армирования;О - внутренний диаметр первого внутреннего слоя нитей армирования;Оеа - средний диаметр па пар слоевнитей армирования, навитых под углом а,;Опь - средний диаметр пь нар слоевнитей.армирования, навитых под углом аЬ,2, Трубопровод по и. 1, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что слои навивки уложены при усло- вии 0,7Вр/Вр. 1,7.403. Трубопровод по и.1, о тл и ч а ю щи йс я тем, что слои навивки уложены.при усло- вии1738101 7. Трубопровод по пп. 1-6, о т л и ч а ющ и й с я тем, что он содержит две парыслоев нитей армирования.8. Трубопровод по пп. 1 - 7, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что слои нитей армирования,имеющие меньший угол навивки, размещены внутри слоев нитей армирования, имеющих больший угол навивки.9, Трубопровод по пп, 1-8, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он содержит под герме- .тичной оболочкой стойкое к наружному давлению покрытие, образованное спиральнойобмоткой с небольшим шагрм из одного илинескольких прикрепленных профилей. аь ь - соответственно толщины слоев навивки, уложенных под углами ае и аь,5, Трубопровод по пп. 1 и 4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что слои навивки уложены при условии 0,7, В/Вро1 7 6.Трубопровод по пп.1 и 4,отличающ и й с я тем, что слои навивки уложены при условии 1,0 В/Вр1,7. 15 Характеристика трубопровода-3,7 10 013 10 з Составитс,ль Ю,филипповРедактор М.Бандура Техред М,Моргентал, Корректор Н.Ревская Заказ 1910 . Тираж , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ав, градаь, градОь ммОва ммОвь, ммэ Мма 2 ммь, ммВВ,В/ВОтносительное изменение длины привнутреннем давлении 40 МПа 4060230,2234,2244,20,883,00,2930,4900,6 4060230,2234,2244,22,02,150,9300,4901,9 43 65174,4180,4190,4 3,0 2,0 1,51,1251,33 43 65 119,6.125,6 136.6 3,0 2,0 1,5 1,02 1,47 50 70 230,2 238,2 250,2 2,0 2,0 1,04 3,846 3,358 1,15