用于管材的端部保护装置 |
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| 申请号 | CN200810210118.1 | 申请日 | 2008-08-21 | 公开(公告)号 | CN101412452B | 公开(公告)日 | 2013-04-03 |
| 申请人 | 希德卡公司; | 发明人 | 路易斯·埃里捷; 乌戈·恩斯特; 马蒂亚斯·佩雷拉; | ||||
| 摘要 | 一种用于管材(T)，优选用于石油工业用管、OCTG、“管线用管”以及类似材料的端部保护装置，所述装置由两部件构成：一个被定义为保护套主体(1)的第一圆柱形部件，其包括开口下部(3)、 侧壁 (4)以及由周缘(6)和限定插口(5)的开口(8)组成的上部(3’)，管材(T)的端部插入所述插口(5)；被定义为保护套或“ 缓冲器 ”加强件(2)并具有外弯曲或锥形表面的第二部件，其能够通过紧固装置(9)固定在所述保护套主体(1)的上部(3’)上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于管材(T)的端部保护装置，所述装置由两部分构成：一个是被定义为保护套主体(1)的第一圆柱形部件，其包括开口下部(3)、侧壁(4)以及由周缘(6)和限定插口(5)的开口(8)组成的上部(3’)，管材(T)的端部插入所述插口(5)；其特征在于，第二部件是被定义为保护套或“缓冲器”加强件(2)，其具有锥形或弯曲外表面，通过被定义为紧固装置(9)的第三部件固定在所述保护套主体(1)的上部(3’)上。 |
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| 说明书全文 | 用于管材的端部保护装置技术领域背景技术[0002] 市场上大多管件保护套不满足ISO 11960规程、用于PSL-2和PSL-3规格级产品的Annex I所规定的抗冲击性的要求，该要求是最重要的要求之一。所述ISO 11960规程规定了两个不同的冲击测试：一个采用1.5英寸的铁棒作为刻痕器的轴向测试以及采用水平接触表面的测试，载荷从管件方向以45°施加在所述表面上。这两个测试非常严格并且市场上大多的螺纹保护套不能满足这些测试。用于石油工业用管、或OCTG管以及“管线用管”的是大型钢质件，在大多情况下当具有这些特性的管处于移动时，对另一物体的冲击会导致对端部的破坏。在大多这些情况下，这些物体可以与在上述标准测试中规定的1.5英寸的钢棒相比。如果管或其它物体偏转以避免冲击，则许多上述情形不会对管的端部产生破坏。还没有在任何已知的螺纹保护套或在任何其它相比的材料上发现这些特性。 [0003] 在抗冲击性和压缩载荷属性方面最有意义的实例之一是鸡蛋。申请人根据这一思想研制了一种使端部上的载荷偏转以对管材的端部进行保护的装置。考虑到如果所述装置仅由一个部件构成，则会占有较大的体积，以及如果仅由一个半球形部件构成所述装置，则无需采用工具对目前的螺纹保护套进行常规安装和拆除，因此所述装置由两部件构成。 [0004] 另一方面，在工厂完成的许多工艺中，需要对普通螺纹保护套进行改进，无论是开口或闭合的，假定所述装置由两部件构成，一个部件作为用于操纵的开口螺纹保护套，另一部件作为抵抗最终冲击的加强盖。 [0005] 本发明的装置优选应用于石油工业用管的端部，以避免对螺纹和/或斜面的破坏。然而，还可以应用于具有类似几何尺寸的任何管件上。 发明内容[0007] 因而，本发明涉及一种对管材的端部进行保护的装置，其由两部分构成：定义为保护套主体的第一部件，其直接用于与管材端部接触并在所述端部具有螺纹的情况下螺纹连接在其上；以及定义为保护套或“缓冲器”加强件的第二部件，其施加在所述保护套主体上。换句话说，在将保护套主体施加在管材之上以后将保护套或“缓冲器”加强件施加在管材上。可以在保护套或“缓冲器”加强件不与管形元件接触的情况下完成将保护套或“缓冲器”加强件紧固在保护套主体上。 [0008] 保护套主体的主要特征是： [0009] -提供对保护套或“缓冲器”加强件的固定； [0010] -提供最小抗冲击性，用于在工厂内操纵管材； [0011] -除了在工厂中通常采用和应用的保护化合物之外，还提供对管材螺纹和斜面的密封，以避免在运输和/或存储过程中存在流体与螺纹和斜面的接触。 [0012] 保护套主体由高重复利用率的塑料材料制成，例如HDPE(高密度聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PP(聚丙烯)或类似材料，具有PLA(聚乳酸)、PHB(羟基丁酸盐)或类似形式的含氧生物降解聚合物。在任何情况下，材料必须对管材端部提供足够的保护至少两年，这一点根据ASTM G154规程中的表x2.1的周期7在UV室内承受2000小时；以及根据ASTMB117规程在热的含盐环境的室中承受750小时的加速测试得到证明。所述保护套主体具有尽可能薄的厚度，尤其在螺纹区域，以避免受到材料膨胀的影响。这一点必须与厚度增大以提高抗冲击性相平衡。保护套主体可选择地包括至少一个其中插入弹性密封件的缝隙。因而，在与保护套肩部或开口下部形成接触的管材斜面之间实现密封。弹性密封件是低模量材料，本身与管材接触变形以提供所述密封。另外，所述保护套主体可以包括最高模量和韧性且备选聚合物材料的加强环以提高抗冲击性，从而在保护套主体厚度下同时得到保持。对于在工厂中成批操纵管材的情况来说，采用加强环可以使保护套主体的抗冲击性提高到USO11960规程所需的水平。如果所述加强环不与管接触，则它们可以是金属材料时。 [0013] 另一方面，保护套或“缓冲器”加强件的主要特征如下： [0014] -提供装置所需的抗冲击性以满足ISO11960规程，Annex I； [0015] -使冲击载荷偏转以避免对管材端部和装置本身的破坏；以及 [0016] -封闭管材的端部以避免在采用所述装置时物体进入管材内部。 [0017] 保护套或“缓冲器”加强件由塑料或金属材料制成。对于塑料来说，其必须是高重复利用率的材料，例如HDPE、PET或PP，可以包括纤维或玻璃球体、碳、纤维质天然网或类似的“缓冲器”加强件；或者由高生物降解性塑料例如HDPE、PP或类似聚烯烃(polyolephine)型塑料制成，其具有PLA、PHB型含氧生物降解聚合物。同时，对于保护套主体来说，材料必须对管材端部提供足够的保护至少两年，这一点根据ASTMG154规程中的表x2.1的周期7在UV室内承受2000小时；以及根据ASTMB117规程在热的含盐环境的室中承受750小时的加速测试得到证明。所述保护套或“缓冲器”加强件的外表面是锥形或弯曲的，后一情形采用椭圆、旋转抛物线或双曲线的形式，或者简单的半球形形式。任何几何结构与鸡蛋一样都具有冲击载荷偏转的特征以及良好的机械阻力。通过紧固装置完成将所述保护套或“缓冲器”加强件紧固在保护套主体上，安装方式可以按压所述紧固装置以使其穿过所述保护套主体周缘的开口；或者将其固定在所述保护套主体的外表面上。通过分别位于保护套主体和保护套或“缓冲器”加强件上的凹进和突起之间的干涉实现紧固。其它紧固选择是：将保护套或“缓冲器”加强件螺钉连接在保护套主体上；通过旋转移动或者通过由第三部件例如螺纹、抱钉、锁杆、螺钉、带箍或锁将保护套或“缓冲器”加强件锁定在所述保护套主体上。最后，必须指出保护套或“缓冲器”加强件可以是透明的，从而可以对管材内的元件进行可视检查。 [0018] 根据以上描述，申请人要指出之前的设计并没有公开也没有建议或教导在低温下采用减小保护套主体厚度的方法降低收缩应力，也没有对保护套主体或者保护套或“缓冲器”加强件(如果其为塑料材料的)采用生物降解聚合物。 [0019] 因此，本发明不仅限定满足标准ISO 11960规程提出的抗冲击性要求对管材的端部进行保护的装置，而且使高能轴向冲击产生的冲击载荷偏转以避免对管材端部产生破坏并降低对装置本身的破坏。 [0020] 因而本申请的目的是提出一种用于管材，优选用于石油工业用管、OCTG、“管线用管”以及类似材料的端部保护装置，所述装置由两部件构成：一个被定义为保护套主体的第一圆柱形部件，其包括开口下部、侧壁以及由周缘和限定插口的开口模制成的上部，管材的端部插入所述插口；被定义为保护套或“缓冲器”加强件并具有外弯曲或锥形表面的第二部件，其能够通过紧固装置固定在所述保护套主体的上部上。 附图说明[0022] 图1A和1B表示构成本发明保护装置的部件。 [0023] 图2A和2B表示本发明的保护装置包括锥形几何形状的保护套或“缓冲器”加强件。 [0024] 图3表示保护套主体包括在保护套主体的周缘区域以及下部区域上的弹性密封环。 [0025] 图4A和4B表示保护套主体包括加强环。 具体实施方式[0026] 在图1A和1B中，可以看到本发明用于管材T端部的保护装置由两部件构成：一个第一部件1或保护套主体；以及第二部件2或具有外曲面的保护套或“缓冲器”加强件。所述保护套主体1具有开口下部3、侧壁4、由比侧壁4厚度更大的周缘或“肩部”6以及开口8组成的上部3’，所述开口8限定了从所述保护套主体1的所述下部3向所述上部3’变窄的内壁7的插口5，有螺纹或者没有，并且开口中插入管材T的端部，从而通过压力和/或螺纹连接将管材固定在所述保护套主体1上。在存在螺纹的情况下，所述插口5的所述变窄内壁7的螺纹与所述管材T的端部的螺纹匹配。 [0027] 所述保护套主体1的内径根据应用管材T处的不同直径而改变。在所述侧壁4与所述内壁7之间的所述保护套主体1的厚度必须尽可能小以避免因如上所述的材料膨胀、通常较高重复利用率或生物降解性塑料而产生的应力。如上所述，保护套主体1的上部3’包括周缘或“肩部”6以及开口 [0028] 8，紧固装置可以进入所述开口8以将保护套或“缓冲器”加强件2固定在保护套主体1上。保护套或“缓冲器”加强件2还可以通过所述保护套主体1的外表面E被紧固在所述保护套主体1上，保护套主体1本身插入由保护套或“缓冲器”加强件2(参见图2A和2B)限定的空腔13内，或者“缓冲器”加强件2通过第三部件例如铆钉、开口销、螺钉、螺检或类似部件得到固定。 [0029] 所述保护套或“缓冲器”加强件2具有锥形或弯曲外表面12(参见图2B)，在后一情况下，是旋转抛物线或双曲线(未示出)或半球形10(参见图1B)，以通过这些几何形状中的一些实现冲击偏转特性。此外，提供了较高的抗压缩性，与常用螺纹保护套中目前的圆柱形保护套相比更高。 [0030] 图2A和2B表示本发明的装置具有外锥形表面。保护套主体1的侧壁4与变窄内壁7之间的厚度因此保持恒定。在所述侧壁4上采用金属锥形保护套或“缓冲器”。当所述金属保护套或“缓冲器”加强件2穿过通过保护套主体1的干涉锁定的第一锥形空腔13到达其最终位置时，通过压力将其锁定在保护套主体1上。所述第一锥形空腔13与保护套主体1的侧壁4具有相同的锥度。所述第一锥形空腔13在比第一锥形空腔13锥度更大的第二锥形空腔11中延伸，从而使作用的载荷偏转。 [0031] 图3表示分别布置在第一缝隙H1中的周缘6下方以及第二缝隙H2中的所述保护套主体1的开口下部3内的第一和第二密封环14，14’。 [0032] 图4A表示布置在所述保护套主体1的周缘6下方的第一加强环15。图4B表示布置在所述保护套主体1的周缘6侧面上的第二加强环15’。 |
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