在具有未粘合的层的多层结构的柔性管中，通过在更内部的层上螺旋形缠绕由塑料成型物料制成的带材，以及同时或随后将该带材的上部和下部层片在重叠区域处彼此焊接。该管特别适合于油气生产中的海上应用。
【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具有未粘合的层的多层结构的。为简单起见，以下将此类管称作未粘合的柔性管(Unbonded Flexible Pipe)。其抵抗来自输送的流体的气体扩散，并因此可以特别有利地用于输送原油、天然气、甲醇、CO2等。未粘合的柔性管本身是现有技术。这种管包括作为对抗输送流体逸出的阻隔的通常为塑料管形式的内衬，以及在所述内衬的外侧上的一个或多个增强层(Armierungsschicht)。未粘合的柔性管可以包括附加层，实例为内衬内侧上的一个或多个增强层，以便防止内衬在高外部压力下塌陷。这种内部增强层通常称作帘布层(Karkasse)。此外可以存在外部包皮(UmhUllung)，以便为来自外部环境的液体渗入增强层或其它内部聚合物或金属功能层提供阻隔。在许多情况下，在外部增强层之间引入热塑性塑料层，例如采用缠绕的“防磨带”的形式，目的是防止由摩擦力产生的金属结构的磨损。典型的未粘合的柔性管例如在WO 01/61232，US 6 123 114和US 6 085 799中描述；它们还更详细地在 API Recommended Practice 17B, ^Recommended Practice forFlexible Pipe”,第 3 版，2002 年 3 月，以及 API Specification 17J,“Specification forUnbonded Flexible Pipe”,第 2 版，1999 年 11 月中描述。本上下文中，术语“未粘合的”表示至少两个层(包括增强层(Armierungsschicht)和塑料层)并未在结构上彼此粘合。在实践中，该管包括至少两个增强层，在沿着整个管长度上，其既没有直接也没有间接(即通过其它层)彼此粘合。这使得管可弯曲和足够柔软，可以为了运输目的而卷起。这类未粘合的柔性管的各种实施方案为用于海上应用，以及各种陆上应用，用于运输液体、气体和悬浮液。作为实例，它们可以用于运输流体，在其中在沿着整个管长度上存在极高或极不同的水压力，例如从海底向上流动直至海面处或海面附近的设备的上升管道，或另外通常作为用于在各种设备之间运输液体或气体的管，或以大的深度铺设在海底的管，或在近海面的设备之间的管。在常规的柔性管中，一个或多个增强层主要由螺旋形排列的钢丝、型钢或钢带组成，并且单独的层可以相对于管的轴心具有各种卷绕角度。除此之外，还有多种实施方案，其中至少一个增强层或所有增强层由通常包埋在聚合物基质中的例如纤维束或纤维织物形式的纤维，例如玻璃纤维组成。在现有技术中，内衬通常由还可以是交联的聚烯烃，例如聚乙烯，或者由聚酰胺，例如PAll或PA12，或者由聚偏二氟乙烯(PVDF)组成。聚乙烯具有与原油或天然气接触显著溶胀，然后发生蠕变的缺点。输送的非极性介质还经过聚乙烯壁强烈向外渗透。聚乙烯因此通常并不用于与产品流直接接触的管道，而是代之以主要用于所谓的注水管道。聚酰胺，例如PAll或PA12，作为内衬材料具有极好的适用性，这是因为它们具有极好的机械性能，对烃类具有优异的耐受性，仅显示轻微的溶胀。聚酰胺的特殊适用性已经在出版物OTC 5231“Improved Thermoplastic Materials for Offshore Flexible Pipes”中详细描述。但是，它们仅可以在至多约70°C使用，因为原油或天然气中存在的工艺用水在较高温度下越来越多地发生水解。所述水解如此严重地降低聚酰胺的分子量，以至导致机械性能显著削弱和管最终失效。针对PA11，API 17TR2描述了一种详细的测试方法，用于测定其水解性能，并且该方法可以同样应用于PA12。PVDF在至多130°C使用。改性之后，其即使在直至约130°C的较高温度下也是刚性的，伴随着低的压缩可变形性。但是，在高于130°C的温度，随着内部压力降低，还预计会出现起泡和起微泡沫。PVDF特别是在超临界CO2中发生严重的溶胀，达约25%的程度；随着压力下降出现的气泡由良好的渗透阻隔产生，这同时意味着扩散不良。在层内发生局部气体解吸，于是超过材料的内聚强度。在许多情况下，从来源排出温度显著高于130°C的原油或天然气。为了通过柔性管线开发这类来源，需要上游工业步骤来冷却介质。因此理想的将是具有一种可用的未粘合 的柔性管，其在较高温度下也可使用，使得可以省略所述工艺步骤。WO 2008/125807描述一种可以在临时管道(Umbilical)中例如输送热甲醇并且包括由PEEK或聚苯硫制成的内部层的柔性管。所述管的内径为4至500 mm，而PEEK的层厚为O. 7至5 mm。但是，因为未粘合的柔性管需要至少2 mm和通常3至20 mm的层厚，以便保证该层具有安装和操控所需的机械稳定性，这里已知的PEEK的高刚性产生一种管，其没有充分的柔韧性，使其不能以可接受的半径缠绕到滚筒上。WO 99/67561描述具有PEEK内管的柔软多层管的另一个实施方案。该管由聚合物层和织物层组成，所述层在结构上在整个管长度上彼此粘合；内管的典型壁厚为6至12mm ηWO 2006/047774描述一种具有由部分芳族聚酰胺组成的层的多层管。US 5 876 548描述一种柔性金属管，其中在帘布层(Karkasse)上施加弹性体层，在其上施加由可收缩聚合物制成的层；为此目的，除了许多其它可能性之外，也提到了PEEK。WO 2005/028198描述一种其中内衬由较厚的聚合物层和具有阻隔性能的较薄的薄膜组成的未粘合的柔性管。对于较厚的聚合物层和薄膜的材料给出两个大范围的相同的列表；薄膜此外可以由金属组成。两个列表列举PEEK、PEKK和聚苯硫(PPS)。US 5 934 335的管包括可以由PFA组成的层。但是，PFA在较高温度下显著蠕变，和按照压力方向，填充帘布层或外部邻接的增强层的接合(gelenkig)区域之间的间隙，因此显著降低管的柔韧性。此外，在变形区域中形成应力裂纹，并可能导致内衬破坏。US 5934 335因此建议将弹性体充填帘布层的间隙。本领域技术人员在挤出各聚合物层中面临一系列问题。一方面，当使用高熔点聚合物时或当使用基于固有地仅具有低熔体强度的聚合物的成型物料时，难以挤出具有大内径的管。另一方面，当在帘布层或增强层上挤出成型物料的熔体时，其渗入钢结构的间隙，这导致柔韧性损失，以及由于不同的局部冷却速率，产生可能破坏聚合物层的内应力。因此现有技术长久以来通过缠绕带材来施加功能层。WO 2004/048833描述在内管上缠绕带材。带材例如由聚烯烃成型物料组成；它们可以用粘合剂涂覆，以在重叠区域将它们固定。US 2007/0125438描述一种柔性管，包括由聚四氟乙烯(PTFE)组成的带材制成的缠绕层。因此工作温度可超过130°C。US 2004/0060610描述一种未粘合的柔性管，从内到外，包括帘布层，由塑料带制成的螺旋形缠绕层，在其上挤出的由塑料制成的抗压层，至少一个增强层，以及外部包皮。但是，此类缠绕带的缺点是它们可能移位，其可能导致在其下设置的层在一些位置因此不再被覆盖，使得例如在此处内部包皮的最近层的材料由于外部压力蠕变进入帘布层的间隙，或者如果已经使用防磨带，则在所述位置处产生金属-金属摩擦。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：K库曼，A多韦，R格林，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：
国别省市：
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