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                復合輸油軟管應具備哪些特性

                作者:優源石油設備 日期:2018-12-12
                內容摘要:?復合輸油軟管可以采用壓送或吸送的方式輸送結核礦漿。采用壓送方式,輸送泵安裝在集礦機上。

                復合輸油軟管可以采用壓送或吸送的方式輸送結核礦漿。采用壓送方式,輸送泵安裝在集礦機上。輸送時管內壓力高于管外海水靜壓,管壁承受向外的張力,受力狀態比較合理。軟管容易被制得,柔性好。采用吸送方式,輸送泵安裝在洋底中間倉上。輸送時管內壓力低于管外海水靜壓,管壁承受壓力,軟管須具有抗外壓能力。在這樣的條件,要使軟管、柔性好,就采用方式進行制造。就輸送而論,吸送和壓送較根本的區別就在于對軟管的要求不同。單純從輸送的角度出發,宜采用壓送方式。但是,從采礦系統整體布局考慮,采用壓送方式,輸送泵組安裝在集礦機上,必然會增加集礦機的重量,而整個集礦機系統重量增加,迎水阻力就會增大,運行作業的難度增加,這對總體布局大為不利。而采用吸送方式,雖然軟管的加工成本大,制造工藝復雜,可是因為輸送泵安裝在中間倉上而不是在集礦機上,可減少集礦機的設計難度和制造費用,并且泵安裝在中間倉上還能起到的配重作用,泵的選型也不受限制。因此,從采礦系統全局考慮,應采用吸送式軟管輸送方式。

                針對抽吸輸送方式,確定復合軟管的結構。輸送軟管應具備有以下特性:

                (1)軟管徑向有良好的抗壓彎強度和剛度,以采礦作業時管道橫截面形態不變;

                (2)軟管軸向具有良好的柔度,以滿足集礦機運動的機動性要求;

                (3)具有足夠的起重能力,以便下放和回收集礦機。

                軟管長度是采礦系統中一個重要的參數。軟管的長短除與輸送參數關聯外,還與集礦機的采礦運動相關。在集礦過程中,軟管長度在很大程度上決定著集礦機的機動性,軟管應允許集礦機在海底相對自由運動,緩沖和隔離采礦船的擾動和有利于采礦船修正航跡,以集礦機正常作業。軟管越長,集礦機相對中間艙的自由活動范圍就越大,緩沖和隔離擾動的性能越好,對操縱船舶跟隨集礦機航行越有利。然而,軟管越長輸送阻力越大,軟管的空間形態也越不容易控制,輸送的不利因素就越多。同時,系統運動時,軟管會受到流體動力作用,并且這種作用力將傳遞到集礦機上,妨礙集礦機作業。由此看來,軟管又不宜過長。

                根據上述分析,軟管設計長度確定為300m,中間倉離地高度為150m。

                水中運動的復合輸油軟管受到的水力動力主要表現為阻力形式,它的大小與軟管各部分相對水的運動速率和迎水角有關,速率越大、迎水角越大,則水阻力越大。因此,要盡量減小相對運動速率和軟管的迎水角,同時要根據回采方式和繞障、避障的要求進行軟管形態的布局,使需要集礦機克服的軟管水阻力盡可能的小。

                目前所的多金屬結核回采方式有兩種基本形式,一是縱向回采,即集礦機運行方向和船舶一致,平均速率相同的開采方式;二是橫采,即集礦機運行方向與船舶、中間艙運行方向垂直,以較大速率采礦和小速率航行。采取橫向回采方式,集礦機牽引軟管行進,顯然需要采礦時軟管水阻力控制問題。采取縱向回采方式,正常采礦時,具有大動力帶動的中間艙可以牽引軟管行進,需要集礦機克服的軟管水阻力不會太大,似乎沒有考慮減少水阻力的問題??墒窃谧霰苷?、繞障運動時,集礦機不得不牽引軟管行進,而這種避障、繞障是集礦機不可避免的運動,這就存在著減少水阻力問題。綜上所述,不論是取縱向還是橫向回采方式,都有軟管水阻力控制問題。

                通過定性分析,將軟管的空間構形定位在較為伸展的雙拱結構的馬鞍形形態。這種形態是通過在軟管兩處分布浮力元構成的,靠近中間倉的為第1浮力元,靠近集礦機的為第2浮力元。

                在這種形態下,無論是橫向開采或是縱向開采過程中集礦機作避障繞障的橫向運動,均可第2浮力元到中間艙管段不動或小速率運動,集礦機只需牽引由集礦機到第2浮力元之間的軟管行進。需要集礦機克服的水阻力便得以減小。第2浮力元布置在軟管的何處,則需視橫向開采的寬度或繞障的寬度而定。

                軟管輸送參數是針對中試系統結核開采工藝要求,分析管內水與結核兩相流在不同工況下沿管線流向的壓力損失,歸納出合理的輸送參數。


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