一种输油软管以及含有输油软管的输油系统

摘要

本发明涉及输油管技术领域，尤其是涉及一种输油软管以及含有输油软管的输油系统，输油软管包括：法兰连接件和输油管；法兰连接件设置有法兰管头，法兰管头套设于输油管的管壁内，并与其固定连接；法兰管头的外表面设置有凸缘，凸缘嵌入到输油管的管壁内，且法兰管头与输油管通过一连接件固定连接。本发明通过设置在法兰管头外表面上的凸缘嵌入到输油管的管壁内的方法，再经过粘接与钢丝捆扎技术使法兰管头与输油管固定连接，解决了现有技术中，在高海况下普通输油软管不能满足抗拉、抗扭等要求，容易发生拔脱现象，无法保证输油过程正常进行的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及输油管技术领域，尤其是涉及一种输油软管以及含有输油软管的输油系统。

背景技术

从海上到岸边的油料补给是岸滩设备补充油料物资的重要方式，是各国大力发展的油料补给技术。高海况下，油料的补给运输基本是通过输油管线系统来完成的。为了保证油料最终由海上油船输送至岸滩设备，需使用不同类型的输油管将海上油船、单点系泊设备以及岸滩设备等部分进行连接。

应用在海上输油的软管会受到海水腐蚀、油料侵蚀以及其他物质的摩擦，因此需具有较高的耐腐蚀、耐磨性；除此之外，还要保证软管在连接时及输送介质时的剩余浮力。

在现有技术中，在高海况下，普通输油软管不能满足抗拉、抗扭等要求，容易发生拔脱现象，无法保证输油过程正常进行。

发明内容

本发明提供了一种输油软管以及含有输油软管的输油系统，以解决现有技术中，在高海况下，普通输油软管不能满足抗拉、抗扭等要求，容易发生拔脱现象，无法保证输油过程正常进行的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种输油软管，包括：法兰连接件和输油管；法兰连接件设置有法兰管头，法兰管头套设于输油管的管壁内，并与其固定连接；法兰管头的外表面设置有凸缘，凸缘嵌入到输油管的管壁内，且法兰管头与输油管通过一连接件固定连接。

在本方案中，法兰连接件包括法兰盘和法兰管头，法兰盘用于与外部装置相连接固定，输油管套在法兰管头上，输油软管的直径可略小于法兰管头的直径，输油软管具有一定的弹性，安装后输油软管与法兰管头连接更加紧密。法兰连接件表面还可以涂刷粘黏材料与输油管粘接，使输油软管与法兰管头连接更牢固。法兰管头上设置的凸缘嵌入到输油管的管壁内，并且可以使用一连接件在凸缘处将法兰管头与输油管固定连接。上述连接方法同时使用，可以满足高海况下对输油软管的抗拉、抗扭要求，不易发生拔脱现象，从而保证输油过程正常进行。

进一步地，法兰连接件包括：第一法兰连接件和第二法兰连接件；第一法兰连接件和第二法兰连接件分别设置在输油管的两端；第一法兰连接件为固定式法兰，第二法兰连接件为松套式法兰。

在高海况下，由于狂风、大浪的作用，输油软管在海面上受到的外力很多，且没有规律，输油软管在外力作用下会出现不规则的摇摆以及扭转，输油软管也经常因此而打结，严重时无法完成输油作业。在本方案中，输油软管一端采用固定式法兰，另一端采用松套式法兰，可有效抵消由于输油软管扭转而产生的扭矩，在输油过程中不会因输油软管的扭转而打结，影响输油过程的正常进行。

进一步地，凸缘环绕固定设置在法兰管头的外壁上，且形成的环面与法兰管头轴向方向垂直。

采用上述进一步方案的有益效果是，凸缘焊接于法兰管头的外壁上，在与输油管连接时，凸缘与法兰管头垂直设置可以增加输油管被拔脱的阻力，另外，凸缘垂直设置于法兰管头上，也会使法兰管头嵌入到输油管内壁的强度更高；如使用连接件将输油管与法兰管头固定时，也可以使连接件(如：钢丝)更加牢固的捆扎住法兰管头和输油管，上述三种连接方法同时使用的情况下，输油软管不易发生拔脱现象。

进一步地，输油管由内到外依次设置有内胶层、第一帘线层、钢丝缠绕铠装层、第二帘线层以及外胶层；且每相邻的两个层之间均设置有中胶层。

采用上述进一步方案的有益效果是，输油管的内胶层强度高、阻力小，并且对油类物质具有较好的耐腐蚀性；第一帘线层、钢丝缠绕铠装层和第二帘线层为输油软管提供了抗拉、抗扭等特性；需要说明的是，可以设置多层帘线层来增强输油软管整体的抗拉强度，可以将多层帘线层分别设置在层与层之间，来保证输油软管具有足够大的抗拉强度。外胶层具有较强的耐磨、耐腐蚀性；中胶层具有较好的流动性与粘合性，作为层与层之间的连接过渡层。这种结构的输油软管，具备了抗拉、抗扭、耐磨、耐受以及一体化性能好等优点。

进一步地，第一帘线层和第二帘线层均螺旋缠绕设置在中胶层上。

采用上述进一步方案的有益效果是，帘线层具有抗拉强度高，不容易断裂的特性，配合中胶层可以很好的与其他层融合在一起，帘线层可以分为第一帘线层和第二帘线层，第一帘线层和第二帘线层分别与中胶层组合，组合的过程中，帘线层采用螺旋缠绕的方式缠绕在中胶层上，这种组合方式能够使帘线层与中胶层连接更牢固，抗拉、抗扭能力更好。

进一步地，内胶层为丁腈橡胶层；第一帘线层和第二帘线层均为芳纶层；钢丝缠绕铠装层为钢丝网层；外胶层为氯丁及丁苯橡胶混合层；中胶层为天然橡胶层。

采用上述进一步方案的有益效果是，内胶层可以采用丁腈橡胶材料增强内胶层的强度和耐腐蚀性；第一帘线层和第二帘线层可以采用芳纶材料，来增强输油软管的抗拉强度；钢丝缠绕铠装层可以采用钢丝网编织材料，来增强抗拉、抗扭强度；外胶层可以采用氯丁及丁苯橡胶混合材料来增强耐磨、耐腐蚀性；中胶层可以采用天然橡胶材料来增强流动性及粘合性。采用上述材料作为各层的主要材料，以及如上所述的结构设置，可以使输油软管满足在高海况下输油的要求。

进一步地，输油软管还包括海绵层，从法兰连接件到输油管的方向，海绵层包覆在部分外胶层的外表面上；海绵层外还包覆有另一外胶层，另一外胶层也为氯丁及丁苯橡胶混合层。

本方案中，在输油软管的端部附近设置有海绵层，从法兰连接件到输油管的方向设置一段长度的海绵层包覆在部分输油管上，输油软管的两端附近设置的海绵层的长度以及厚度均可以不同。采用上述进一步方案的有益效果是，在输油软管的两端附近设置的海绵层可以为输油软管提供剩余浮力，使输油软管能够漂浮在海面上。

进一步地，海绵层包括第一包覆段、中部包覆段和第二包覆段；从中部包覆段分别到第一包覆段以及第二包覆段的方向上；第一包覆段以及第二包覆段在输油管轴向的投影面积逐渐缩小。

采用上述进一步方案的有益效果是，海绵层不需包覆住整根输油管，只需满足输油软管的剩余浮力的需要即可，本方案中，海绵层设置的厚度较厚，如输油管过长，设置的海绵层不但增加了输油软管的作业难度及制造成本，而且还不利于输油软管的运输与存放，因此本方案在海绵层与法兰管头连接处，仅设置一段长度的海绵层为输油软管提供剩余浮力，并且将海绵层设计为第一包覆段、中部包覆段和第二包覆段的三段式结构，海绵层从中部包覆段分别到第一包覆段以及第二包覆段的方向上的厚度逐渐变薄，有利于海绵层与法兰管头使用钢丝捆扎，另外，海绵层的长度只需包覆住部分输油管，即可提供输油软管所需要的剩余浮力，还节省了制造成本。

根据本发明的第二方面，提供了一种输油系统，其特征在于，包括输油装置、接油装置以及输油软管；输油软管上的法兰连接件分别与输油装置和接油装置连接。

在本方案中，提供了一种抗拉、抗扭且在输油过程中不易发生拔脱现象的输油系统，可以用于高海况情况下从海上到陆地的输油过程中，也可以用于高海况下海面上点对点的输油过程中。

进一步地，当法兰连接件分别设置为固定式法兰和松套式法兰时；固定式法兰与输油装置连接；松套式法兰与接油装置连接。

在高海况下，可有效克服由于输油软管受到外力作用而产生扭转，严重情况下会出现打结的情况；本方案中，输油软管一端采用固定式法兰，另一端采用松套式法兰，在高海况下，采用上述进一步方案的有益效果是，能够有效克服由于输油软管受到外力作用而产生扭转，严重情况下会出现打结的情况，保证了输油过程的正常进行。

本发明通过设置在法兰管头外表面上的凸缘嵌入到输油管的管壁内的方法，再经过粘接与钢丝捆扎技术使法兰管头与输油管固定连接，解决了现有技术中，在高海况下，普通输油软管不能满足抗拉、抗扭等要求，容易发生拔脱现象，无法保证输油过程正常进行的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种输油软管的剖面结构示意图；

图2为本发明具有海绵层的输油软管端部截面示意图；

图3为本发明输油管截面示意图；

图4为本发明法兰连接件的剖面结构示意图；

图5为图1中海绵层的部分示意图；

图6为本发明输油系统的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、法兰连接件，2、外胶层，3、海绵层，4、钢丝缠绕铠装层，5、中胶层，6、帘线层，7、内胶层，8、凸缘,9、第一包覆段，10、中部包覆段，11、第二包覆段，12、输油装置，13、输油软管，14、接油装置。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本发明提供了一种输油软管，请参考图1-图5，该输油软管可以用于在高海况下的海上输油系统，包括：法兰连接件1和输油管；法兰连接件1设置有法兰管头，法兰管头套设于输油管的管壁内，并与其固定连接；法兰管头的外表面设置有凸缘8，凸缘8嵌入到输油管的管壁内，且法兰管头与输油管通过一连接件固定连接。

具体的，在本方案中，法兰连接件1包括法兰盘和法兰管头，法兰盘用于与外部装置相连接固定，法兰管头用于与输油管的连接，输油管套在法兰管头上，输油软管的直径可略小于法兰管头的直径，输油软管具有一定的弹性，安装后输油软管与法兰管头连接更加紧密。输油管套设在法兰管头上，且法兰管头表面还可以涂刷粘黏材料与输油管内表面粘接，其中，粘黏材料可以选用金属、橡胶专用胶水，具有抗拉、抗扭等特性，从而使输油软管与法兰管头连接更牢固。由于法兰管头的直径略大于输油软管的直径，且输油管具有一定的弹性，可以通过专用工具将输油管套设在法兰管头上，其中，在法兰管头上设置的凸缘8可以嵌入到输油管的管壁内，能够增加输油管被拔脱的阻力，更有利于输油管与法兰管头的稳定连接；在此基础上可以使用一连接件(如：钢丝)在凸缘8处将法兰管头与输油管固定连接；具体的，钢丝在凸缘8处缠绕在输油管的外壁上，将输油管和法兰管头捆扎固定。上述连接方法同时使用，可以满足高海况下对输油软管的抗拉、抗扭要求，不易发生拔脱现象，从而保证输油过程正常进行；需要说明的是可以在法兰管头上设置多个凸缘8，凸缘8可以焊接于法兰管头的外表面上。多个凸缘8的设置方式能够使输油管与法兰管头连接的更稳定，抗拉、抗扭的能力更强。

本发明与现有技术相比，可以满足高海况下对输油软管的抗拉、抗扭要求，不易发生拔脱现象，从而保证输油过程正常进行。

在进一步优选的实施例中，法兰连接件1包括：第一法兰连接件和第二法兰连接件；第一法兰连接件和第二法兰连接件分别设置在输油管的两端；第一法兰连接件为固定式法兰，第二法兰连接件为松套式法兰。

具体的，在本方案中，由于狂风、大浪的作用，输油软管在海面上受到的外力很多，且没有规律，输油软管在外力作用下会出现不规则的摇摆以及扭转，输油软管也经常因此而打结，严重时无法完成输油作业。在本方案中，具体可以包括输油端设备、接油端设备和输油软管，输油软管一端采用固定式法兰，另一端采用松套式法兰，固定式法兰可以与输油端设备连接，松套式法兰可以与接油端设备连接，当输油软管在外力作用下会出现不规则的摇摆以及扭转时，松套式法兰以其独特的结构特点，跟随输油软管摇摆及扭转，能够有效抵消由于输油软管在轴线方向上的扭转而产生的扭矩，在输油过程中不会因输油软管的扭转而打结，影响输油过程的正常进行。

可选的，输油软管的两端也可以同时使用松套式法兰，松套式法兰分别与输油端设备和接油端设备连接，在输油软管受外力作用下出现不规则的摇摆以及扭转式，松套式法兰可跟随输油软管摇摆及扭转，来抵消由于输油软管在轴线方向上的扭转而产生的扭矩，在输油过程中不会因输油软管的扭转而打结，影响输油过程的正常进行。

在进一步优选的实施例中，凸缘8环绕固定设置在法兰管头的外壁上，且形成的环面与法兰管头轴向方向垂直。

具体的，在本方案中，凸缘8焊接于法兰管头的外壁上，在与输油管连接时，凸缘8与法兰管头垂直设置可以增加输油管被拔脱的阻力，另外，凸缘8垂直设置于法兰管头上，也会使法兰管头嵌入到输油管内壁的强度更高；如使用连接件将输油管与法兰管头固定时，也可以使连接件(如：钢丝)更加牢固的捆扎住法兰管头和输油管，上述三种连接方法同时使用的情况下，输油软管不易发生拔脱现象。

在进一步优选的实施例中，输油管由内到外依次设置有内胶层7、第一帘线层、钢丝缠绕铠装层4、第二帘线层以及外胶层2；且每相邻的两个层之间均设置有中胶层5。

具体的，在本方案中，输油管由内到外依次设置有内胶层7、第一帘线层、钢丝缠绕铠装层4、第二帘线层以及外胶层2，从结构上保证了输油管的抗拉、抗扭、耐腐蚀性、耐磨性和一体化性能。输油管的内胶层7强度高、阻力小，并且对油类物质具有较好的耐腐蚀性；第一帘线层、钢丝缠绕铠装层4和第二帘线层为输油软管提供了抗拉、抗扭等特性；需要说明的是，可以设置多层帘线层6来增强输油软管整体的抗拉强度，可以将多层帘线层6分别设置在层与层之间，来保证输油软管具有足够大的抗拉强度。外胶层2具有较强的耐磨、耐腐蚀性；中胶层5具有较好的流动性与粘合性，作为层与层之间的连接过渡层。这种结构的输油软管，具备了抗拉、抗扭、耐磨、耐受以及一体化性能好等优点。

在进一步优选的实施例中，第一帘线层和第二帘线层均螺旋缠绕设置在中胶层5上。

具体的，在本方案中，帘线层6具有抗拉强度高，不容易断裂的特性，配合中胶层5可以很好的与其他层融合在一起，帘线层6可以分为第一帘线层和第二帘线层，第一帘线层和第二帘线层分别与中胶层5组合，组合的过程中，帘线层6采用螺旋缠绕的方式缠绕在中胶层5上，这种组合方式能够使帘线层6与中胶层5连接更牢固，抗拉、抗扭能力更好。

在进一步优选的实施例中，内胶层7为丁腈橡胶层；第一帘线层和第二帘线层均为芳纶层；钢丝缠绕铠装层4为钢丝网层；外胶层2为氯丁及丁苯橡胶混合层；中胶层5为天然橡胶层。

具体的，在本方案中，内胶层7可以采用丁腈橡胶材料增强内胶层7的强度和耐腐蚀性；第一帘线层和第二帘线层可以采用芳纶材料，来增强输油软管的抗拉强度；钢丝缠绕铠装层4可以采用钢丝网编织材料，来增强抗拉、抗扭强度；外胶层2可以采用氯丁及丁苯橡胶混合材料来增强耐磨、耐腐蚀性；中胶层5可以采用天然橡胶材料来增强流动性及粘合性。采用上述材料作为各层的主要材料，以及如上所述的结构设置，可以使输油软管满足在高海况下输油的要求。

在进一步优选的实施例中，输油软管还包括海绵层3，从法兰连接件1到输油管的方向，海绵层3包覆在部分外胶层2的外表面上；海绵层3外还包覆有另一外胶层2，另一外胶层2也为氯丁及丁苯橡胶混合层。

具体的，在本方案中，本方案中，在输油软管的端部附近设置有海绵层3，从法兰连接件1到输油管的方向设置一段长度的海绵层3包覆在部分输油管上，输油软管的两端附近设置的海绵层3的长度以及厚度均可以不同。在输油软管的两端附近设置的海绵层3可以为输油软管提供剩余浮力，使输油软管在输油过程中能够漂浮在海面上。

在进一步优选的实施例中，海绵层3包括第一包覆段9、中部包覆段10和第二包覆段11；从中部包覆段10分别到第一包覆段9以及第二包覆段11的方向上；第一包覆段9以及第二包覆段11在输油管轴向的投影面积逐渐缩小。

具体的，在本方案中，海绵层3不需包覆住整根输油管，只需满足输油软管的剩余浮力的需要即可，本方案中，海绵层3设置的厚度较厚，如输油管过长，设置的海绵层3不但增加了输油软管的作业难度及制作成本，而且还不利于输油软管的运输与存放，因此本方案在海绵层3与法兰管头连接处，仅设置一段长度的海绵层3为输油软管提供剩余浮力，并且将海绵层3设计为第一包覆段9、中部包覆段10和第二包覆段11的三段式结构，海绵层3从中部包覆段10分别到第一包覆段9以及第二包覆段11的方向上的厚度逐渐变薄，有利于海绵层3与法兰管头使用钢丝捆扎，另外，海绵层3的长度只需包覆住部分输油管，即可提供输油软管所需要的剩余浮力，还节省了制造成本。

本方案与现有技术相比，既能满足高海况下对输油软管的抗拉、抗扭要求，又节省了制造成本。

根据本发明的第二方面，提供了一种输油系统，请参考图6，包括输油装置12、接油装置14以及输油软管13；输油软管13上的法兰连接件分别与输油装置12和接油装置14连接。

具体的，在本方案中，使用了如前文所述的输油软管13作为输油管道，即提供了一种具有抗拉、抗扭特性，且在输油过程中不易发生拔脱现象的输油系统，该系统可以用于高海况情况下从海上到陆地的输油过程中，也可以用于高海况下海面上点对点的输油过程中。需要说明的是，在输油过程开始之前，将输油软管13上的法兰连接件分别连接到输油装置12和接油装置14上，并保证连接处均处于密封状态。

与现有技术相比，本发明提供的一种输油系统可以满足高海况下从海上到陆地的输油过程中，或者海面上点对点的输油过程中对输油软管13的抗拉、抗扭要求，不易发生拔脱现象，进而保证输油过程正常进行。

在进一步优选的实施例中，当法兰连接件分别设置为固定式法兰和松套式法兰时；固定式法兰与输油装置12连接；松套式法兰与接油装置14连接。

具体的，在本方案中，输油软管13一端采用固定式法兰，另一端采用松套式法兰，在高海况下，可有效克服由于输油软管13受到外力作用而产生扭转，严重情况下会出现打结的情况，能够保证输油过程正常进行。可选的，输油软管13的两端也可以同时使用松套式法兰，松套式法兰分别与输油端设备和接油端设备连接，在输油软管13受外力作用下出现不规则的摇摆以及扭转式，松套式法兰可跟随输油软管13摇摆及扭转，来抵消由于输油软管13在轴线方向上的扭转而产生的扭矩，在输油过程中不会因输油软管13的扭转而打结，影响输油过程的正常进行。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。