柔性管本体及方法技术

公开了一种柔性管本体及制造柔性管本体的方法。该管本体包括柔性管本体，包括：用于形成抗塌层的管状层，该层包括褶皱，该层具有径向内表面和径向外表面，并且径向内表面和径向外表面中的每个具有设置在其中的至少一个槽；以及至少一个加强元件，该至少一个加强元件至少部分地设置在径向内表面和径向外表面中的至少一个的槽内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种柔性管本体及提供该柔性管本体的方法。特别地但非排他性地， 本专利技术涉及一种包括抗塌层的、用于输送油和气体的柔性管本体，该抗塌层包括用于提高 柔性和稳定性的褶皱形式。
技术介绍
通常，利用柔性管将诸如油和/或气体和/或水之类的产品流体从一个位置输送 至另一个位置。柔性管在将海底位置（其可以是深水处，也就是1〇〇〇米或更深）连接至海 平面位置方面中是特别有用的。管可以具有通常高达大约0.6米的内直径。柔性管通常被 形成为一种由柔性管本体与一个或更多个端部配件构成的组件。管本体通常被形成为由形 成承压导管的分层材料构成的组合件。管结构允许很大的偏转而不会在其使用期限内产生 削弱该管的功能性的弯曲应力。管本体通常被构建成包括金属层和聚合物层的组合结构。 在整个本说明书中，将参照柔性管进行说明。将会理解的是，柔性管是由管本体的 一部分与一个或更多个端部配件构成的组件，管本体的相应端部终止于该一个或更多个端 部配件中的每一个端部配件中。图1示出了如何由形成承压导管的分层材料的组合来形成 管本体100。尽管在图1中示出了多个特定层，但是应理解的是，本专利技术可被广泛地应用于 包括由多种可能的材料制成的两个层或更多个层的同轴的管本体结构。层的厚度仅仅是出 于说明性的目的而示出的。 如图1中所示，管本体包括可选择的最内部的构架层（carcass layer) 101。该构 架提供了互锁结构，该互锁结构可被用作最内层以完全地或部分地防止内部压力护套102 由于管减压、外部压力、拉伸护面压力、和机械碾压载荷而垮塌。 内部压力护套102作为流体保持层并且包括确保内部流体完整性的聚合物层。应 理解的是，该层本身可以包括多个子层。应了解的是，当利用可选择的构架层时，内部压力 护套通常被那些本领域技术人员称为屏障层。在没有这种构架的操作（所谓的光滑孔操 作）中，内部压力护套可以被称为衬套。 可选择的压力护面层103是铺设角接近90°的结构层，该结构层提高了柔性管对 内部压力和外部压力及机械碾压载荷的抵抗力。该层还在结构上支承内部压力护套，并且 通常包括互锁的构造。 这种压力护面层上的主要载荷由径向力形成。压力护面层通常具有用以互锁的特 定的横截面轮廓，从而能够维持和吸收由管上的外部压力和内部压力造成的径向力。因此， 防止管由于压力而导致的垮塌或爆裂的卷绕的线的横截面轮廓有时称为耐压轮廓。当压力 护面层由螺旋卷绕的线形成的箍形部件形成时，来自管上的外部压力或内部压力的径向力 致使箍形部件扩张或收缩，将拉伸载荷施加于这些线上。 柔性管本体还包括可选择的第一拉伸护面层105和可选择的第二拉伸护面层 106。每个拉伸护面层都是铺设角通常在10°与55°之间的结构层。每个层都被用于承受 拉伸载荷和内部压力。拉伸护面层通常是成对地反向卷绕的。 这种拉伸护面层上的主要载荷是张力。在诸如深水和超深水环境之类的高压应 用中，由于内部压力端盖载荷和柔性管自支承重量的结合而使拉伸护面层经受高的拉伸载 荷。由于长时间段地经受这种条件，因此这可能引起柔性管失效。 所示出的柔性管本体还包括可选择的带层104,该带层有助于包含底层并且在一 定程度上防止相邻层之间的磨损。 柔性管本体通常还包括可选择的绝缘层107和外部护套108,该外部护套108包括 用于保护管不受海水的渗透和其它外部环境、腐蚀、磨损、和机械损坏影响的聚合物层。 每个柔性管都包括至少一个部分，该至少一个部分有时与位于柔性管的至少一个 端处的端部配件一起被称为管本体100的区段或部段。端部配件提供了在柔性管本体与连 接器之间形成过渡的机械装置。如例如在图1中所示的不同的管层以在柔性管与连接器之 间传递载荷的方式终止在该端部配件中。 图2示出了上升装置组件200,该上升装置组件适于将诸如油和/或气体和/或水 之类的产品流体从海底位置201输送至漂浮设备202。例如，在图2中，海底位置201包括 海底流动管线。柔性流动管线205包括柔性管，该柔性管完全地或部分地搁置在海底204 上或者埋入海底下面并且用于静态应用中。漂浮设备可由平台和/或浮标或者如在图2中 所示的船提供。上升装置组件200设置为柔性上升装置，S卩，将船连接至海底装置的柔性管 203。柔性管可以是连接端部配件的柔性管本体的区段。 应当认识到的是，如本领域技术人员所周知的，存在不同类型的上升装置。本专利技术 的实施方式可与任何类型的上升装置一起使用，这些上升装置例如为自由悬置的上升装置 (自由悬链式上升装置）、在一定程度上受限的上升装置（例如浮标、链条）、完全受限的上 升装置或者封闭在管（I管或J管）中的上升装置。 图2还示出了如何可将柔性管的部分用作流动管线205或跨接件（jumper) 206。 无束缚的柔性管已被用于深水（小于3, 300英尺（1,005.84米））开发和超深水 (大于3, 300英尺）开发。正是对石油的不断增大的需求造成了于环境因素更为极端的越 来越深的深度处进行勘探。例如，在这样的深水和超深水环境中，海底温度增大了将生产流 体冷却至可能导致管堵塞的温度的风险。增大的深度还增大了与柔性管必须在其中操作的 环境相关的压力。结果，增大了对柔性管本体的层的高级别的性能的需求。 柔性管还可以用于浅水应用（例如小于约500米的深度）或者甚至用于海岸（陆 地）应用。 一种用以提高载荷响应及因此提高护面层和抗塌层的性能的方法是由更厚、更高 强度且因此更坚固的材料来制造层。例如，对于通常由与层中相邻的卷绕组互锁的卷绕的 线所形成的层的压力护面层来说，由更厚的材料制造该线导致强度适当地增大。然而，柔性 管的重量随着所使用的材料增多而增加。最终，柔性管的重量可能成为管的使用中的限制 因素。另外，使用越来越厚的材料制造柔性管会明显地增加材料的成本，这也是一个缺点。 另外，已知的是产品流体的输送通常导致柔性管的各个层受到相对酸性的条件。 这种酸性服务是由于硫化氢（H 2S)和诸如C02之类的其它种类一起从管的内孔径向向外 地迁移引起的。这是一些产品流体包含相对高浓度的呈溶液形式或呈气态形式的硫化氢气 体的结果。长时间在这种环境下，硫化氢和诸如C0 2之类的其它气体种类穿过流体保持层而 渗透到限定在柔性管本体的层之间的环形区域中。H2S和co 2在这些环形区域中聚集并且 逐渐增加这些区域中的环境酸度（减小pH)。因此，金属部件--例如在这环形区域中形成 压力护面层和/或拉伸护面层的带--受到增强的酸性腐蚀，如果没有迁移的话，这可能导 致极高的腐蚀速率及可能的失效。还应当理解的是，端部配件潜在地包括多种金属零部件， 并且它们能同样地遭受酸性环境。 这种酸性服务环境可长时间影响柔性管的整体性能。这可导致预期使用寿命缩短 或者甚至在使用期间柔性管失效。已知的技术将酸性服务材料用于柔性管的潜在地易受 到伤害的部件。这通常涉及使用在制造期间已经经历过热/冷加工（受控的热/冷处理） 的线材，和/或已经添加有防腐添加剂的线材。这些酸性线材比标准的未加工的线材（所 谓的用于在非酸性环境中使用的甜线材（sweefwire))更昂贵。这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性管本体，包括：管状层，所述管状层用于形成抗塌层，所述层包括褶皱，所述层具有径向内表面和径向外表面，并且所述径向内表面和径向外表面中的每个具有设置在其中的至少一个槽，以及至少一个加强元件，所述至少一个加强元件至少部分地设置在所述径向内表面和径向外表面中的至少一个的所述槽内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.26 EP 12173628.4;2011.12.29 GB 1122438.31. 一种柔性管本体，包括： 管状层，所述管状层用于形成抗塌层，所述层包括褶皱，所述层具有径向内表面和径向 外表面，并且所述径向内表面和径向外表面中的每个具有设置在其中的至少一个槽，以及 至少一个加强元件，所述至少一个加强元件至少部分地设置在所述径向内表面和径向 外表面中的至少一个的所述槽内。2. 根据权利要求1所述的柔性管本体，其中，所述径向内表面和径向外表面中的每个 具有单个槽，所述槽沿着所述管状层的长度螺旋地延伸以形成所述褶皱。3. 根据权利要求1所述的柔性管本体，其中，所述径向内表面和径向外表面中的每个 具有多个槽，所述多个槽沿着所述管状层的长度螺旋地延伸以形成所述褶皱。4. 根据权利要求1所述的柔性管本体，其中，所述径向内表面和径向外表面中的每个 具有多个槽，并且所述多个槽在所述管状层的轴向方向上重复以形成所述褶皱，并且所述 加强元件包括由加强材料制成的多个箍。5. 根据前述权利要求中的任一项所述的柔性管本体，其中，所述加强元件包括卷绕带。6. 根据前述权利要求中的任一项所述的柔性管本体，其中，所述加强元件包括金属或 金属合金。7. 根据前述权利要求中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·卡拉贝拉斯，安德鲁·伯顿，杰弗瑞·斯蒂芬·格拉哈姆，
申请(专利权)人：韦尔斯特里姆国际有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB