复合软管接头的新型式及强度可靠性

在海洋石油开采工程中，海底管道将海上油气田、储油设施或陆上终端连接成一个的整体，使海上生产设施的各个环节通过管道形成相互关联、相互协调作业的生产操作系统。

随着海上油气田的不断，管道输送工艺已被广泛应用于海洋石油工业。全世界已经有超过175000km的海底管道，这个长度相当于地球周长的4.4倍，墨西哥湾   深的海底管道的工作   达到了2743m，挪威   长的海底管道长度达到了120km。

随着海洋石油工业的发展.软管技术发展，软管在动力性能、地形适应性、、安装等方面的优势越来越明显，越来越多的油田采用软管来代替钢管。

复合软管是由钢材及塑料组成的复合管，主要用于海底的原油或   气输送。根据不同的外部环境(耐压）、所需输送的流体特性(）和输送条件(耐温），可选择不同的管材层结构设计和材料。

软管的应用   先面临的问题是如何将软管与平台连接，因而需要设计新型软管接头，在强度和密封性的前提下，软管的复合材质采用通常的金属材质，便于安装法兰或进行焊接等操作。

1.现有复合软管接头的问题

(l）传统的扣压方式依靠接头金属的冷变形，挤压复合软管的包覆层和内衬层，通过复合软管的形变满足连接强度要求。当口径和压力增大时，为了获得   大的连接强度，需要相应加大扣压量，导致接头金属内部容易产生裂纹等损伤；同时复合软管的包覆层与内衬层产生破坏，给复合软管后期使用埋下   隐患。而且当输送压力和复合软管口径达到   程度时，将超出扣压接头的能力范围，加大扣压量已不能满足设计要求。

(2）传统的扣压方式接头密封性是通过扣压过程中复合软管的弹性形变使接头与复合软管紧密接触，产生密封效果，但这种密封结构的密封效果有限，无法满足高压输送要求，而且在管道长期运行过程中，复合软管的压缩量无法   后续补充。随着时间推移，该结构的密封性会越来越差，以致产生严重后果，造成重大的人员、财产和生态损失。

(3）在传统的扣压方式中，接头金属需要较大的塑性变形，这对接头金属的强度、硬度、延展性等有较高的要求，限制了金属材料的选择范围，导致大量性能较好的合金材料无法应用。扣压接头往往需要实施额外的措施，增加了施工难度和管道的后期维护费用，也增加了管道的运行风险。

(4）传统的扣压接头的内胀块需提前置入，其尺寸需稍小于复合软管内径，但是无论如何优化仍或多或少存在缩径现象，给管道的输送量造成影响，也给通球扫线带来   的困难。

鉴于以上原因，需要设计一种新的接头方式，既可以获得较高的连接强度，又能密封性，同时在、通球等日常运行维护方面   加方便。

2.新型注胶接头结构方案

2.1新型接头的强度和性

通过焊接将注胶接头直接与复合软管金属承拉层连接在一起，使二者之间具有较高的连接强度；向注胶接头空腔内注入大量的环氧树脂，通过环氧树脂的固化，使注胶接头与复合软管组成一个整体，为注胶接头提供足够的连接强度。在这个过程中不需要像传统的扣压接头那样进行冷变形操作，可避免接头产生塑性变性和裂纹；另外也不需要扣压操作，避免了复合软管的内衬管和包覆层形变。这就了复合软管和接头的完整性，显著提高了总体性。

2.2新型接头的密封性

在接头前端设计环形空腔，在空腔内放入Y型密封圈，通过拧紧螺栓，使Y型密封圈产生初始变形，具有初始密封效果；当复合软管内部充满高压输送介质时，高压介质就会进一步压缩Y型密封圈，使密封效果   进一步提高，且输送介质压力越高，Y型密封圈的密封效果越好。通过选择合适的Y型密封圈制作材料，其承受的密封压力可达100MPa以上，远远超过目前中国石油行业涉及的压力。

2.3新型接头的性

注胶接头在安装过程中无扣压方式，只涉及到焊接这种常规方式，这将拓宽材料的选择范围。可以根据输送介质的成分、温度和所处海域的海况等综合考虑，通过选择不同的材料，使接头自身满足不同的要求，避免了安装阳   等额外的工作量，降低了施工费用、施工风险和运营风险。

2.4新型接头的其他优点

新型接头没有内胀过程，可以使接头内径和复合软管内径设计制作得相同，这不但避免了接头缩径对整条管道输送量的影响，而且方便了日后的通球清扫工作，避免了因缩径产生卡球现象。

同时，新型接头在设计上可以预留很大的空腔，方便日后设计安装排气阀、通电装置、监测装置等，而且这些装置都可以安装在接头外套内部，避免施工过程对它们造成损坏。