一种隔膜型橡胶封隔器的制作方法

1.本实用新型涉及海上桩基式平台工程安装技术领域，具体涉及一种隔膜型橡胶封隔器。


背景技术：

2.桩基式平台主要由钢桩、导管架、平台组成；导管架是海洋石油平台中传递载荷的主要部件，其主体是钢制桁架结构，是海洋石油平台的固定基础；裙桩套筒是桩与导管架之间的联结构件，主要结构是管状物与板的组合形式，通过它可将平台载荷传递到钢桩；隔膜封隔器用于密封裙桩套管上下两端，在导管架拖航过程中，为了增加导管架的浮力，裙桩套筒一般用隔膜型封隔器进行密封；到达安装地点，导管架就位，进行桩基施工之前，首先需要将密封隔膜刺破，才能将桩基通过裙桩套筒打入到地基之中。
3.随着海上风电、油气资源的开发需要，海洋工程建设得到广泛开展，目前桩基式平台是海上油电开发应用最广泛的一种类型；平台的安装深度由近海的几十米发展到接近五百米；在导管架拖航过程中，裙装桩套管充入氮气，由封隔器封堵密封的环形空间，增加导管架的浮力；与裙桩套筒配合使用的隔膜封隔器，在深海四百米水深时，密封件既要承受4.0mpa的海水压力，同时承受导管架施工、拖运过程中天候老化作用。
4.目前桩基式平台选用的封隔器，在海洋深海工况下缺乏稳定可靠的货架产品；现有产品为适应大水深耐高压的要求，主要提高材料层数，目的增加产品工程力学强度，由于产品为几何圆形，在材料堆叠后，结构上如果采用均厚设置容易造成材料力学利用效率低，产品不能满足施工要求；目前更多的在结构上采用不等厚设置，它的缺点则容易在产品几何形心或产品外缘集中增厚，增厚后产品第一层材料与最后一层材料，无论曲线长度、曲线几何形状存在较大差异，最终产品的工程力学强度不能得到线性提高，严重制约桩基式平台向深海的发展。
5.因此，发明一种隔膜型橡胶封隔器很有必要。


技术实现要素：

6.为此，本实用新型提供一种隔膜型橡胶封隔器，通过选择高分子纤维材料，在产品设计上增加补强层结构，并提高材料的强度利用率，而不是提高材料厚度的办法，解决了产品在发展过程中遇到的技术问题。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种隔膜型橡胶封隔器，包括内骨架层，所述内骨架层的上部设置有补强层，所述补强层设置在内骨架层上部外缘侧，所述补强层内缘包裹有缠绕型圆形钢圈，所述内骨架层和补强层的外缘包裹有多边形钢圈，所述内骨架层和补强层的上部表面设置有外覆胶，所述缠绕形圆形钢圈侧部贴置有内三角胶芯，所述多边形钢圈侧部贴置有外三角胶芯，所述缠绕形圆形钢圈外缘部贴覆有钢圈包胶。
9.优选的，所述内骨架层及补强层为高分子纤维材料。
10.优选的，所述内骨架层及补强层的截面延弧形弯曲，所述内骨架层和补强层圆周外缘帘布包裹有多边形钢圈。
11.优选的，所述内骨架层及补强层为多层高分子纤维材料。
12.优选的，所述多边形钢圈侧部贴置有外三角胶芯。
13.优选的，所述补强层设置在内骨架层上部外缘侧，所述补强层内缘帘布包裹有缠绕型圆形钢圈。
14.优选的，所述外覆胶、内骨架层和补强层的上部表面设置有外覆胶。
15.优选的，所述内骨架层下部表面设置有内覆胶。
16.优选的，所述内三角胶芯和缠绕型圆形钢圈侧部贴置有内三角胶芯。
17.优选的，所述缠绕型圆形钢圈由一根根φ0.5
‑
φ1.5单根钢丝沿规律曲线缠绕在圆形钢芯外缘。
18.本实用新型的有益效果是：
19.1、本实用新型在设计上合理设置内骨架层的层数，内骨架层及补强层的结合系统性提高了产品的强度；
20.2、缠绕型圆形钢圈是由单根钢丝延规律曲线缠绕在圆形钢芯外缘，克服了碳钢钢圈卷制焊接后承力结构一体性不好的特点，并且有效避免了为保证焊接强度而增大钢材截面面积的情况；
21.3、缠绕型圆形钢圈的几何圆形设置，内三角胶芯的设置、外三角胶胶芯的设置同样优化了帘线的受力分布，对产品系统强度的提高具有明显的增益效果；
22.4、直接安装在导管架的裙桩套管上，为大型钢管桁架提供浮力，协助海上拖放及海底调姿扶正；
23.5、能够大幅提高隔膜型橡胶封隔器的结构强度，有效适应较大水深深海洋环境的产品耐压能力。
附图说明
24.图1为本实用新型隔膜隔器结构示意图；
25.图2为本实用新型隔膜封隔器骨架结构示意图；
26.图3为本实用新型缠绕型圆形钢圈结构示意图。
27.图中：外覆胶1、内骨架层2、内覆胶3、缠绕型圆形钢圈4、单根钢丝41、圆形钢芯42、内三角胶芯5、补强层6、外三角胶芯7、钢圈包胶8、多边形钢圈9。
具体实施方式
28.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.参照说明书附图1
‑
3，该实施例的一种隔膜型橡胶封隔器，包括内骨架层2，所述内骨架层2的上部设置有补强层6，所述补强层6设置在内骨架层2上部外缘侧，所述补强层6内缘包裹有缠绕型圆形钢圈4，所述内骨架层2和补强层6的外缘包裹有多边形钢圈9，所述内骨架层2和补强层6的上部表面设置有外覆胶1，所述缠绕形圆形钢圈4侧部贴置有内三角胶芯5，所述多边形钢圈9侧部贴置有外三角胶芯7，所述缠绕形圆形钢圈4外缘部贴覆有钢圈
包胶8。
30.进一步地，所述内骨架层2及补强层6为高分子纤维材料；高分子纤维材料是芳纶、尼龙、碳纤维、锦纶中的一种或多种。
31.进一步地，所述内骨架层2及补强层6的截面延弧形弯曲，所述内骨架层2和补强层6圆周外缘帘布包裹有多边形钢圈9。
32.进一步地，所述内骨架层2及补强层6为多层高分子纤维材料；高分子纤维材料挂胶复合后为挂胶帘布，挂胶帘布裁切成长条状，并设置一定的长度和宽度，各张挂胶帘布设置由封隔器几何圆心呈辐射状向圆周外缘贴合分布，多张挂胶帘布贴合构成封隔器结构上的一层并设置呈几何圆形特征，长条状挂胶帘布宽度设置为封隔器最大外缘直径的十五分一至四分之一之间的任一数值，各张挂胶帘布之间的贴合角度设置为三度至九十度之间的任一数值。
33.进一步地，所述多边形钢圈9侧部贴置有外三角胶芯7。
34.进一步地，所述补强层6设置在内骨架层2上部外缘侧，所述补强层6内缘帘布包裹有缠绕型圆形钢圈4。
35.进一步地，所述外覆胶1、内骨架层2和补强层6的上部表面设置有外覆胶1。
36.进一步地，所述内骨架层2下部表面设置有内覆胶3。
37.进一步地，所述内三角胶芯5和缠绕型圆形钢圈4侧部贴置有内三角胶芯5。
38.进一步地，所述缠绕型圆形钢圈4由一根根φ0.5
‑
φ1.5单根钢丝41沿规律曲线缠绕在圆形钢芯42外缘。
39.实施场景具体为：在使用本实用新型时，用于密封裙桩套管上、下两端。裙桩套管主体为钢管结构，裙桩套管上端的扣环法兰与一个隔膜型橡胶封隔器产品的多边形钢圈9进行夹持装配，裙桩套管上端的扣环法兰与另一个隔膜型橡胶封隔器产品的多边形钢圈9进行夹持装配；扣环法兰通过与钢圈包胶8的包夹压缩形成密封结构，裙桩套管与隔膜型橡胶封隔器组成一个封闭腔体，裙桩套筒内充有氮气；在深海下潜过程，隔膜型橡胶封隔器所承受的静水压力呈线性增大；在骨架层2受力薄弱处贴合有补强层6，补强层6的设置使产品各位置受力得到均匀配置，内骨架层2及补强层6的每一层材料为多张帘布贴合并呈辐射状铺装结构，产品受力时高分子材料伸张方向与受力方向一致，材料强度得到充分利用；为避免产品中部几何形心材料层数大幅增厚，在补强层6内缘的挂胶帘布包裹有缠绕型圆形钢圈4，缠绕型圆形钢圈4的设置大幅降低了产品几何形心材料层数，上述设计系统提高产品强度的同时，大大降低了产品的厚度。
40.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本实用新型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本实用新型要求保护的范围。