一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管

本技术涉及一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，属于海洋油气资源开采领域。

背景技术：

1、非粘结柔性立管凭借着其优越的力学性能及可设计性，在海洋油气资源开采中应用越来越多。但非粘结柔性立管在服役期间，存在以下两种抗拉铠装层腐蚀情况：一种是外护套破裂，导致海水进入非粘结柔性立管环空腐蚀抗拉铠装层。第二种是co2分子、h2s分子和水分子等通过内衬套渗入环空，形成酸性介质后腐蚀抗拉铠装层。同时，抗拉铠装层与相邻层的相对滑动会进一步加快抗拉铠装层腐蚀。抗拉铠装层的腐蚀使非粘结柔性立管在服役期间更易发生断裂失效。因此亟需提出一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，解决柔性立管服役期间抗拉铠装层腐蚀的问题，从而延长柔性立管的服役寿命。

技术实现思路

1、针对上述问题，本实用新型提供了一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，设计出一种耐磨防腐的抗拉铠装层，将环氧防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、氟树脂防腐涂料、有机硅防腐涂料、无机富锌防腐涂料、氟化石墨烯材料通过化学气相沉积、物理气相沉积、喷涂、辊涂、电镀、刷涂、水热法方法在矩形钢带表面均匀形成表面涂层。

2、为了解决上述问题，本实用新型提供了以下技术方案：

3、一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，主要由骨架层、内衬套、抗压螺旋层、内防磨层、内复合抗拉层、外复合抗拉层、外护套组成；其中内复合抗拉层由多个内矩形钢带以30～35°螺纹升角缠绕而成；外复合抗拉层由多个外矩形钢带以-30°～-35°螺纹升角缠绕而成；内矩形钢带和外矩形钢带表面包含一层0.02～0.1mm的表面涂层，其中表面涂层形成方式有化学气相沉积、物理气相沉积、喷涂、辊涂、电镀、刷涂、水热法；表面涂层材料为耐磨防腐材料，材料可以为环氧防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、氟树脂防腐涂料、有机硅防腐涂料、无机富锌防腐涂料、氟化石墨烯。

4、进一步的，骨架层、内衬套、抗压螺旋层、内防磨层、内复合抗拉层、外复合抗拉层、外护套各层按照依次顺序铺设在一起，各层之间可以相对滑动。

5、进一步的，骨架层由“s”型钢带螺旋缠绕而成，钢带材料可以为304不锈钢、316不锈钢、410不锈钢、1cr18ni。

6、进一步的，抗压螺旋层由“z”型钢带螺旋缠绕而成，钢带材料可以为304不锈钢、316不锈钢、410不锈钢、1cr18ni9。

7、进一步的，内衬套是由聚合物材料制成的薄壁圆筒，聚合物材料可以为尼龙、聚酰胺纤维、聚乙烯。

8、进一步的，内防磨层由尼龙材料薄片螺旋缠绕而成。

9、进一步的，外护套由聚合物材料制成的薄壁圆筒，聚合物材料可以为尼龙、聚酰胺纤维、聚乙烯。

10、本实用新型的有益成果

11、本实用新型提供了一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，在矩形钢带表面均匀形成一种耐磨防腐的表面涂层，解决了非粘结柔性立管服役期间抗拉铠装层腐蚀的问题。

技术特征：

1.一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，主要由骨架层(1)、内衬套(2)、抗压螺旋层(3)、内防磨层(4)、内复合抗拉层(5)、外复合抗拉层(6)、外护套(7)组成；其中内复合抗拉层(5)由多个内矩形钢带(8)以30～35°螺纹升角缠绕而成；外复合抗拉层(6)由多个外矩形钢带(9)以-30°～-35°螺纹升角缠绕而成；内矩形钢带(8)和外矩形钢带(9)表面包含一层0.02～0.1mm的表面涂层(10)，其中表面涂层(10)材料为耐磨防腐材料，材料可以为环氧防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、氟树脂防腐涂料、有机硅防腐涂料、无机富锌防腐涂料、氟化石墨烯。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，其特征在于，所述骨架层(1)、内衬套(2)、抗压螺旋层(3)、内防磨层(4)、内复合抗拉层(5)、外复合抗拉层(6)、外护套(7)各层按照依次顺序铺设在一起，各层之间可以相对滑动。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，其特征在于，所述骨架层(1)由“s”型钢带螺旋缠绕而成，钢带材料可以为304不锈钢、316不锈钢、410不锈钢、1cr18ni9。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，其特征在于，所述抗压螺旋层(3)由“z”型钢带螺旋缠绕而成，钢带材料可以为304不锈钢、316不锈钢、410不锈钢、1cr18ni9。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，其特征在于，所述内衬套(2)由聚合物材料制成的薄壁圆筒，聚合物材料可以为尼龙、聚酰胺纤维、聚乙烯。

6.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，其特征在于，所述内防磨层(4)由尼龙材料薄片螺旋缠绕而成。

7.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，其特征在于，所述表面涂层(10)形成方式可以是化学气相沉积、物理气相沉积、喷涂、辊涂、电镀、刷涂、水热法。

8.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，其特征在于，所述内矩形钢带(8)个数n1满足n1l1等于内复合抗拉层周长的90％～95％。

9.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，其特征在于，所述外矩形钢带(9)个数n2满足n2l2等于外复合抗拉层周长的90％～95％。

10.根据权利要求2所述的一种耐磨防腐的海洋非粘结柔性立管，其特征在于，所述外护套(7)由聚合物材料制成的薄壁圆筒，聚合物材料可以为尼龙、聚酰胺纤维、聚乙烯。

技术总结本发明提供了一种耐磨抗腐的海洋非粘结柔性立管，从内到外依次包括骨架层、内衬套、抗压螺旋层、内防磨层、内复合抗拉层、外复合抗拉层、外护套，其中骨架层由截面“S”型钢带螺旋缠绕而成；内衬套为非金属材料；抗压螺旋层由截面“Z”型钢带螺旋缠绕而成；内防磨层是由聚合物薄片螺旋缠绕而成；内复合抗拉层由多个内矩形刚带以30°～35°螺旋升角缠绕而成，外复合抗拉层由多个外矩形刚带以‑30°～‑35°螺旋升角缠绕而成，矩形钢带表面包含一层耐磨防腐涂料；外护套为非金属材料。本发明的有益效果是降低了柔性立管的层数复杂性，并解决了抗拉铠装层的腐蚀磨损问题，有利于提高海洋非粘结柔性立管可靠性和使用寿命。技术研发人员：雷清龙,陈晨阳,祝效华受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：20231208技术公布日：2024/7/9