一種氣凝膠海洋保溫輸送管道的製作方法

2023-07-19 11:16:51

專利名稱：一種氣凝膠海洋保溫輸送管道的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輸送管道，特別是關於一種氣凝膠海洋保溫輸送管道。
背景技術：
在管道輸送過程中，當流體溫度降低到一定值時，一些較高稠度的原油，會陸續析 出高分子量及低分子量的蠟組分；或在高壓長距離輸送天然氣條件下，天然氣水合物會以 似鬆散冰的固態形狀析出。這些物質不僅容易堵塞管道，並且容易在輸送設備和油罐內沉 積，過度的沉積會影響閥門和儀器的正常工作，甚至導致生產事故的發生。因此，目前普遍 採用保溫技術、或者在輸送管道中注入化學劑技術或者採用清管技術，以防止水合物和蠟 組分引起的管道堵塞。其中，保溫技術包括為輸送管道設置保溫層、電伴熱系統或熱流體 等。電伴熱系統的伴熱功率相對較小，電源供電點較多，且很難保證電伴熱系統自身完全形 成絕緣結構，以使輸送管道和伴熱管道外表面不帶電。一旦外管發生破損，鋪設的電伴熱系 統就意味著報廢。而對輸送管道進行熱流體保溫(蒸汽伴熱和導熱油伴熱)，則需要增加 許多配套設施，投資大，且使用壽命短，施工難度也非常大。目前，在深水油氣田的開發過 程中，使用的保溫輸送管道為聚氨酯泡沫保溫輸送管道，由於該管道的外管管徑比較大，因 此，對鋪管船提出了苛刻的要求，並且這種保溫輸送管道只能在低於115°C的環境下服役， 無法滿足超高溫高壓油氣的輸送要求。
發明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種結構合理，施工簡單，保溫效果好， 耐高溫的氣凝膠海洋保溫輸送管道。為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種氣凝膠海洋保溫輸送管道，其 特徵在於它包括輸送流體用的鋼質內管和作為保護層的鋼質外管，所述鋼質內管與所述鋼質 外管之間設置有若干固定在所述鋼質內管上的中心定位器，所述鋼質內管的外表面塗敷有防 腐塗層，所述防腐塗層的外表面與所述鋼質外管之間通過包覆氣凝膠絕熱毯形成保溫層。所述氣凝膠絕熱毯為氣凝膠與聚酯纖維、玻璃纖維、碳化纖維及矽纖維中的一種 材料相結合而成的毯狀複合保溫材料。所述氣凝膠絕熱毯的導熱係數為0. 014 0. 017ff/m ·Κ，適用溫度範圍為-200°C 200 "C。每一所述中心定位器的材料為工程塑料。所述防腐塗層的材料為熔結環氧粉末。本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本實用新型由於採用鋼 質內管穿設在鋼質外管中的管中管結構，安裝施工時進行氣凝膠絕熱毯的包覆，中心定位 器的安裝以及鋼質外管的穿管作業，因此，設備簡單，操作方便，不受內管管徑大小的影響。 2、本實用新型由於採用導熱係數較低的氣凝膠絕熱毯作為保溫材料，因此，可以為管道系 統提供良好的保溫性能，並且在管道系統保溫性能目標總傳熱係數值要求一定時，可減小外管管徑尺寸，節省管線鋼材耗費量，進而可以使用較小噸位的鋪管船，降低船舶的作業費 用。3、本實用新型採用的氣凝膠絕熱毯可在很大的溫度範圍內，例如-200°C 200°C，保持 良好的保溫性能，具有耐高溫的特點，因此，可以應用於超高溫高壓油氣田開發的管道輸送 過程中。4、本實用新型由於在鋼質內管與鋼質外管之間採用導熱係數較低的氣凝膠絕熱毯 作為保溫材料，因此，總傳熱係數小，可應用於需要較長回接管線的項目，以減少平臺的建 造數量以及開發邊際油田。本實用新型結構簡單，加工方便，可廣泛用於輸送海底原油或天 然氣介質等的過程中。

圖1是本實用新型的結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行詳細的描述。如圖1所示，本實用新型包括輸送流體用的鋼質內管1，鋼質內管1的外表面塗敷 有熔結環氧粉末防腐塗層2，防腐塗層2的外表面通過包覆氣凝膠絕熱毯3形成保溫層，鋼 質內管1和氣凝膠絕熱毯3穿設在作為保護層的鋼質外管4內。鋼質內管1與鋼質外管4 之間設置有若干中心定位器5，每一中心定位器5與鋼質內管1固定。中心定位器5之間 的間隔距離視管道截面的載荷情況而定，對於捲筒法管道鋪設，間隔為2m左右；對於S型或 J型管道鋪設，則為4m或6m的間距。中心定位器5的作用是維持鋼質內管1與鋼質外管4 同心，防止氣凝膠絕熱毯3在安裝和鋪設過程中遭受破壞，以及在鋼質內管1與鋼質外管4 之間傳遞載荷。本實用新型的製作方法為1)鋼質內管1的外表面經拋丸除鏽處理後，採用靜電噴塗熔結環氧粉末防腐材 料，在鋼質內管1的外表面形成熔結環氧粉末防腐塗層2。2)在鋼質內管1上固定設置有若干中心定位器5。3)在鋼質內管1防腐塗層2的外表面包覆氣凝膠絕熱毯3形成保溫層。4)將鋼質內管1和氣凝膠絕熱毯3形成的保溫層穿入鋼質外管4中，鋼質外管4 作為保護層，具有抗靜水壓性能，耐衝擊性能，抗潮溼性能等特點。上述實施例中，氣凝膠絕熱毯3為氣凝膠與聚酯纖維、玻璃纖維、碳化纖維及矽纖 維等其中的一種材料相結合而成的毯狀複合保溫材料；氣凝膠絕熱毯3的導熱係數低，在 室溫時約為0. 014 0. 017ff/m · K，適用溫度範圍為_200°C 200°C，即能在很大的溫度範 圍內(-200°C 200°C )保持良好的保溫性能。上述實施例中，中心定位器5的製作材料為工程塑料。上述實施例中，鋼質內管1和鋼質外管4均採用碳鋼製成，鋼質外管4作為保護層 具有很好的抗靜水壓性能，耐衝擊性能，抗潮溼性能等特點。上述實施例中，保溫層和保護層的厚度可以根據實際工程項目任意確定。上述各實施例僅用於說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式等都是可以 有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在 本實用新型的保護範圍之外。
權利要求一種氣凝膠海洋保溫輸送管道，其特徵在於它包括輸送流體用的鋼質內管和作為保護層的鋼質外管，所述鋼質內管與所述鋼質外管之間設置有若干固定在所述鋼質內管上的中心定位器，所述鋼質內管的外表面塗敷有防腐塗層，所述防腐塗層的外表面與所述鋼質外管之間通過包覆氣凝膠絕熱毯形成保溫層。
2.如權利要求1所述的一種氣凝膠海洋保溫輸送管道，其特徵在於所述氣凝膠絕熱 毯為氣凝膠與聚酯纖維、玻璃纖維、碳化纖維及矽纖維中的一種材料相結合而成的毯狀復 合保溫材料。
3.如權利要求1所述的一種氣凝膠海洋保溫輸送管道，其特徵在於所述氣凝膠絕熱 毯的導熱係數為0. 014 0. 017ff/m · K，適用溫度範圍為_200°C 200°C。
4.如權利要求2所述的一種氣凝膠海洋保溫輸送管道，其特徵在於所述氣凝膠絕熱 毯的導熱係數為0. 014 0. 017ff/m · K，適用溫度範圍為_200°C 200°C。
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種氣凝膠海洋保溫輸送管道，其特徵在於每 一所述中心定位器的材料為工程塑料。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種氣凝膠海洋保溫輸送管道，其特徵在於所 述防腐塗層的材料為熔結環氧粉末。
7.如權利要求5所述的一種氣凝膠海洋保溫輸送管道，其特徵在於所述防腐塗層的 材料為熔結環氧粉末。
專利摘要本實用新型涉及一種氣凝膠海洋保溫輸送管道，其特徵在於它包括輸送流體用的鋼質內管和作為保護層的鋼質外管，所述鋼質內管與所述鋼質外管之間設置有若干固定在所述鋼質內管上的中心定位器，所述鋼質內管的外表面塗敷有防腐塗層，所述防腐塗層的外表面與所述鋼質外管之間通過包覆氣凝膠絕熱毯形成保溫層。本實用新型結構簡單，加工方便，可廣泛用於輸送海底原油或天然氣介質等的過程中。
文檔編號F16L59/02GK201757249SQ20102022282
公開日2011年3月9日 申請日期2010年6月4日 優先權日2010年6月4日
發明者張恩勇, 張曉靈, 曹靜, 杜寶銀, 楊加棟, 沙勇, 相政樂, 蔣曉斌 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油研究中心;中海油能源發展股份有限公司