СЕКЦИЯ РАЙЗЕРА ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
RISER SECTION FROM POLYMER COMPOSITE MATERIALS

Изобретение относится к области морской добычи углеводородного сырья и транспортировке его по трубопроводам от придонного скважинного оборудования к морской плавучей платформе.
Известна сборная конструкция райзера из полимерных композиционных материалов, сформированная из совокупности секций, соединяемых по концам при помощи соединительных элементов. Каждая секция представляет собой многослойную трубу, имеющую внутренний лейнер, волокнисто-матричную силовую оболочку, слой легковесного материала и слой внешней защиты (United States Patent, No 4634314, E21B 17/01, Jan.6, 1987) - прототип.
max
Однако такая конструкция секции райзера недостаточно эффективна при демпфировании колебаний трубы райзера, возбуждаемых волновым движением частиц жидкости и срывами вихрей с наружной поверхности трубы райзера при критических скоростях внешнего гидродинамического обтекания, поскольку не позволяет обеспечить ее надежность в режиме вынужденных колебаний и автоколебаний, т.к. максимальное значение коэффициента механических потерь такой конструкции не превышает величину η=0,01.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности путем снижения амплитуд резонансных колебаний райзера из полимерных композиционных материалов при одновременном сохранении прочности и близкой к нулевой плавучести.
Это достигается тем, что в состав конструкции секции райзера из полимерных композиционных материалов, имеющей внутренний лейнер, волокнисто-матричную силовую оболочку, изготовленную методом намотки, на наружную поверхность которой нанесен слой легковесного материала, облицованный защитным слоем, по изобретению введен слой вибропоглощающего полимерного материала, расположенный между слоем легковесного материала и защитным слоем.
Введение дополнительного слоя вибропоглощающего полимерного материала обеспечивает повышение диссипативных характеристик трубы райзера, т.е. ее вибропоглощающих свойств.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан элемент секции райзера, а на фиг.2 - поперечное сечение А-А элемента секции райзера на фиг.1.
Секция райзера из полимерных композиционных материалов имеет внутренний лейнер 1, на который намотана волокнисто-матричная силовая оболочка 2. На наружную поверхность силовой оболочки 2 нанесен слой легковесного материала 3, обформованный слоем вибропоглощающего полимерного материала 4, облицованного защитным слоем 5 (фиг.1, 2).
Предлагаемая секция райзера из полимерных композиционных материалов используется следующим образом.
Внутренний лейнер 1, как правило выполненный из металла, обеспечивает герметизацию транспортируемой среды. Силовая оболочка 2, изготавливаемая методом намотки волокнистого армирующего материала на основе эпоксидной матрицы, воспринимает основные нагрузки, приложенные к райзеру: внутреннее давление транспортируемой среды, внешнее давление морской воды, усилие натяжения райзера и др. Слой легковесного материала 3 обеспечивает повышение плавучести райзера в морской воде. Слой вибропоглощающего полимерного материала 4 повышает диссипативные свойства райзера, приводящие к снижению амплитуд резонансных колебаний райзера и, следовательно, к повышению его надежности. Защитный слой 5 гарантирует целостность трубы райзера при локальных воздействиях (удар, порез и др.).
Практическая реализация заявляемого технического решения промышленной сложности не представляет, что позволяет сделать вывод о соответствии этого решения условию патентоспособности «промышленная применимость».
Предлагаемое устройство обеспечивает повышение вибропоглощающих свойств, приводящее к снижению амплитуд резонансных колебаний райзера и, следовательно, к повышению его надежности, что его выгодно отличает от прототипа.