柔性管体及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性管体和制造柔性管体的方法。该方法可包括：提供聚合物材料的管状长度以形成柔性管体的聚合物层；从该聚合物层径向向外提供强度层；以及用非环境温度和压力处理该聚合物层。

Flexible tube and its manufacturing method

The invention discloses a flexible tube body and a method for producing a flexible pipe body. The method can include: providing a tubular length of polymer material to form a polymer layer of a flexible tube, providing a strength layer radially from the polymer layer, and processing the polymer layer with non ambient temperature and pressure.

【技术实现步骤摘要】
柔性管体及其制造方法本申请是2013年4月18日递交的申请号为201310136395.3，专利技术名称为“柔性管体及其制造方法”的分案申请。
本专利技术涉及一种柔性管体及其制造方法。具体但不排除地，本专利技术涉及包括用于形成一层或多层柔性管体的热塑性材料的聚合物的应用，以及一种增强该聚合物特性的处理方法。
技术介绍
传统柔性管用于从一个位置向另一位置运输产品流体，诸如油和/或气体和/或水。柔性管在连接海底位置(其可以是深水水下，例如1000米或更多)到海平面位置中特别有用。该管可以具有典型地高达约0.6米的内直径。柔性管一般形成为柔性管体和一种或多种端部配件的组件。该管体典型地形成为形成耐压管道的层状材料的组合体。该管结构允许大挠度而不引起在其整个使用期内损害管的功能性的弯曲应力。该管体一般制成为包括金属层和聚合物层的组合结构。无粘合柔性管已经用于深水(小于3300英尺(1005.84米))开发和超深水(大于3300英尺)开发。对于石油的增长需求正在引起在越来越深的环境因素更极端的深度进行勘探。例如，在这种深水环境和超深水环境中，洋底温度增加产品流体冷却至可以导致管阻塞的温度的风险。增加的深度也增加与该柔性管必须工作的环境相关的压力。结果，增加了对来自该柔性管体层的高水平性能的需要。柔性管也可以用于浅水应用(例如小于约500米深)或甚至用于海岸(陆路)应用。在柔性管中经常使用可以通过挤出而形成的聚合物，诸如PVDF(聚偏二氟乙烯)。大部分聚合物将具有远大于材料损坏风险的特定的最大容许应变。在聚合物层邻接于铠装层(诸如聚合物阻挡层邻接金属压力铠装层)的柔性管中，该聚合物层可能会承受相当严重的不均一的高度局部应变。这是因为该铠装层通常由特定横截面的互锁线形成，而且在邻接的缠绕物之间具有特定间隙。在压力下，该聚合物层倾向于变形并进入到该间隙中。依照行业法规，柔性管结构在销售之前必须经历工厂验收试验(FAT)。这包括在1.5倍的通常使用压力下用诸如水的流体来加压管孔。因此，水是加压介质。对该管施加内部压力(即来自该孔内的压力)在所有的层中产生径向膨胀，而且这时聚合物层经历变形并倾向于进入到上覆的铠装层的间隙。在高压(约8000psi/55MPa或更高)下，聚合物层内所得的应变分布可能被高度集中到该间隙周围的区域，而聚合物材料会通过空化(cavitation)而不是塑性流动而变形。这可以反过来导致微裂纹(microcrazing)或微裂缝(microcracking)形成在聚合物层的径向内表面上。在任何后续的装载(诸如正常用于输送产品流体过程中经历的装载)过程中，此微裂纹可以随后延伸以形成遍及聚合物层的更长/更深的裂缝。这增加聚合物层的破坏风险，并最终导致压力密封损失。对柔性管的寿命具有不利的影响。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种制造柔性管体的方法，包括：提供聚合物材料的管状长度(tubularlength)以形成柔性管体的聚合物层；从该聚合物层径向向外提供强度层；以及用非环境温度和压力处理该聚合物层。根据本专利技术的第二方面，提供一种制造柔性管体的方法，包括：提供聚合物材料的管状长度以形成柔性管体的聚合物层；从该聚合物层径向向外提供强度层；以及用化学品来处理该聚合物层的表面以从而改变该层的一种或多种物理性能。根据本专利技术的第三方面，提供一种通过以下方法形成的柔性管体，所述方法包括：提供聚合物材料的管状长度以形成柔性管体的聚合物层；从该聚合物层径向向外提供强度层；以及用非环境温度和压力处理该聚合物层。根据本专利技术的第四方面来提供一种通过以下方法形成的柔性管体，所述方法包括：提供聚合物材料的管状长度以形成柔性管体的聚合物层；从该聚合物层径向向外提供强度层；以及用化学品来处理该聚合物层的表面以从而改变该层的一种或多种物理性能。根据本专利技术的第五方面，提供了基本上如本文中参照附图所述的方法，根据本专利技术的第六方面，提供了基本上如本文中参照附图所述的柔性管体。本专利技术的某些实施方式提供了以下优点，即提供已被处理的柔性管体以降低、抑制或完全防止微裂纹产生。本专利技术的某些实施方式提供了以下优点，即提供处理柔性管体的方法，其中，流体可以首先用来处理该管体以降低、抑制或防止微裂纹产生，并随后在工厂验收试验中再使用。附图说明在下文中，参照附图进一步描述本专利技术的实施方式，其中：图1示出了柔性管体；图2示出了立管组件；图3示出了提供柔性管体的方法；图4示出了柔性管体的横截面；图5示出了用于处理柔性管体的设备；以及图6示出了提供柔性管的另一种方法。具体实施方式在附图中，相同的附图标记指代相同部件。在整个说明书中，将参照柔性管。应理解，柔性管是管体的一部分和一个或多个端部配件的组件，在每个端部配件中，终止该管体的相应端部。图1示出了管体100如何根据本专利技术的实施方式由形成耐压管道的层状材料的组合形成。虽然许多具体的层示于图1中，但是应理解，本专利技术广泛地可适用于同轴管体结构，包括由各种可能的材料制成的两层或更多层。应进一步注意，该层厚度仅为说明目的而示出。如图1所示，管体包括可选的最里面的胎体层(carcasslayer)101。该胎体提供可用作最内层的互锁构造，以便全部地或部分地防止由管减压、外部压力以及拉伸铠装压力(tensilearmourpressure)和机械断裂载荷而导致的内部压力护套102毁坏。应理解，本专利技术的某些实施方式适用于“平滑孔”操作(即没有胎体)以及“粗糙孔”应用(有胎体)。内部压力护套102充当流体保留层，并包括确保内部流体完整性的聚合物层。应理解，此层本身可包括多个子层。应理解，当使用可选的胎体层时，该内部压力护套经常被本领域技术人员称作阻挡层。在没有这种胎体的操作(所谓的平滑孔操作)中，该内部压力护套可以称为衬里。可选的压力铠装层103是具有布设角度(layangle)接近90°的结构层，该结构层提高柔性管对内部压力和外部压力以及机械断裂载荷的抵抗力。该层也在结构上支持内部压力护套，并且典型地由互锁构造组成。柔性管体还包括可选的第一拉伸铠装层105和可选的第二拉伸铠装层106。每个拉伸铠装层是具有典型10°～55°的布设角度的结构层。每个层用于承受拉伸载荷和内部压力。拉伸铠装层经常成对地相对缠绕。所示的柔性管体还包括可选的带层104，该可选的带层104含有下层，并可以充当牺牲磨损层以帮助防止邻接层之间的磨损。柔性管体典型地还包括可选的绝缘层107和外护套108，外护套108包括用于保护该管免受海水和其他外部环境的渗透、腐蚀、磨损和机械损坏的聚合物层。每个柔性管包括管体100的有时被称为段或节的至少一个部分以及位于至少一个柔性管端部的端部配件。端部配件提供在该柔性管体和连接器之间形成过渡的机械器件。在该端部配件中以在该柔性管和连接器之间转移负载的方式终止例如图1所示的不同管层。图2示出了适于从海底位置201向浮动设施202运输产品流体(诸如油和/或气体和/或水)的立管组件200。例如，在图2中，海底位置201包括海底出油管线。柔性出油管线205包括柔性管，该柔性管全部或部分搁在海床204上或埋在海床下，并用于静态应用。浮动设施可以通过平台和/或浮标或者如图2所示的船而提供。立管组件200提供为柔性立管，也就是说柔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造柔性管体以降低、抑制或完全防止微裂纹产生的方法，包括：提供聚合物材料的管状长度以形成柔性管体的聚合物层；从所述聚合物层径向向外提供强度层；以及用非环境温度和压力处理所述聚合物层，所述非环境温度是30～80℃，其中，所述处理的步骤包括：软化所述聚合物层并促使所述聚合物层与所述强度层形成紧密关系。

【技术特征摘要】
2012.04.19 EP 12164837.21.一种制造柔性管体以降低、抑制或完全防止微裂纹产生的方法，包括：提供聚合物材料的管状长度以形成柔性管体的聚合物层；从所述聚合物层径向向外提供强度层；以及用非环境温度和压力处理所述聚合物层，所述非环境温度是30～80℃，其中，所述处理的步骤包括：软化所述聚合物层并促使所述聚合物层与所述强度层形成紧密关系。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理的步骤包括：用10MPa～350MPa的压力处理所述聚合物层。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述处理的步骤包括：软化所述聚合物层并促使所述聚合物层与所述强度层形成紧密关系。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在10MPa～350MPa的压力下，应用流体以基本充满所述柔性管体的孔而进行所述处理的步骤，随后使用所述流体对所述柔性管体进行工厂验收试验。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌普·山提拉尔·费尔南多，内维尔·多兹，杰弗里·斯蒂芬·格雷厄姆，米歇尔·戴维森，彼得·科顿，菲利普·诺特，安德鲁·汤普森，
申请(专利权)人：通用电气石油和天然气英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB