[发明专利]改进型导管

说明书

技术领域

本发明涉及一种导管，特别是涉及一种适用于低温用途的导管。 尤其地，本发明涉及的是适合用在海床上或附近的海底管道。

背景技术

有许多系统从离岸结构，如轮船或其它平台，运输流体到海底管 道。所述系统的示例包括：

(1)传统的多浮筒系泊(multi-buoy mooring，CMBM)系统。

在该系统中，一立管(riser)直接从离岸接头向下伸入 管道，在软管的长度上间或布置支撑浮筒。

(2)单塔式单系泊(single tower mono-mooring，STM)系统。

在该系统中，一系泊塔被固定到海床上并延伸到海平 面。系泊塔支撑了从海平面延伸到离岸结构的管道。软 管或其它管子可从离岸结构延伸并在系泊塔顶被连接 到软管的端部。

(3)单锚腿系泊(single anchor-leg mooring，SALM)系统。

在该系统中，一浮筒定位于离岸结构附近，浮筒附加于 并支撑着位于海床上或海床附近的连接器单元。立管从 离岸结构延伸到连接单元，然后从连接单元到管道。管 子另外的部分从连接器单元伸入管道。

(4)悬链锚腿系泊(catenary anchor-leg mooring，CALM)系 统。在该系统中，一浮筒定位于离岸结构附近。立管从 浮筒伸向通常位于海床上或海床附近的水下连接器单 元。管子另外的部分从连接器单元伸入管道。软管或另 外的管子可从离岸结构延伸并在浮筒上连接到软管的 末端。CALM系统有各种不同的设置，包括“陡S(Steep S)”系统，“缓S(Lazy S)”系统和“灯笼(Chinese Lantern)”系统。

上述的所有系统是在本领域中已知的，并且还存在其它没有在上 面介绍过的其它有可能的系统，如使用中间离岸结构。所有这些系统 中必要的特征是能将流体从离岸结构(如轮船)运送到水下结构(如 管道)的立管。立管以及立管支撑结构的详细设置，可随着特定离岸 位置处占优的情况改变。根据系统的特定细节，立管包括水中的，漂 浮的和空中的部分。

管道通常是由两种方法中的一种制造而成。第一种也是最常见的 一种用于岸上和离岸管道的方法是通过将长度短的金属导管焊接在一 起。该金属导管可进行防腐蚀涂层保护，并且在海底应用中经常会存 在重量和机械保护的混凝土涂层。在一些应用中，会施加上厚涂层， 比如合成聚氨酯，进行隔热。涂层通常会在接合处制作之后施加。在 离岸结构中，接合处或是与铺管驳船基本处于水平的位置(所谓的“S 式铺设(S lay)”方法)或是处于接近垂直的位置(所谓的“J式铺设 (J lay)”方法)。J式铺设方法在深水管道建造中通常是优选的方法。

在离岸铺管驳船上将短的导管段接起来的备选方案是缠卷法 (reeling method)，其中连续的管道有一定塑性形变地被存储在大卷轴 上。当管路从卷轴上退下来的时候，它穿过矫直器反转存储带来的塑 性形变。

在一些应用中，在热性能和水深的容许量这两方面对隔热的需求 使得开发出了管中管系统。在这里，长度相对较短的导管被布置在另 一管的内部，它们结合在一起形成连续的管道。同心导管之间的环形 通道或是被填充上隔热体或是抽成真空。

对低温用途而言的比较短的离岸管道是常见的，并且这些管道典 型地由奥氏体不锈钢制造而成，所述不锈钢适于在与液氮相关的约 -196℃和与液态天然气-163℃的温度下工作。岸上的管道用途现有的 问题是管道在从环境温度冷却到所运送的液态天然气的温度时发生的 热收缩。对于奥氏体不锈钢来说，这等于约为2.8mm/m的收缩量。为 了控制随之产生的热应力，膨胀环(expansion loop)被规则地布置在 管道中。Osaka Gas及其他的更新进展是使用由36％的镍和64％的铁 的合金制成的管道。该合金亦以INVAR(注册商标)的商标名为人所 知。该合金，在1896年由Charles-Edouard Guillaume发现，它具有在 温度变化下尺寸改变最小的性能。当从环境温度冷却到液态天然气的 温度时，收缩量是0.3mm/m，比奥氏体不锈钢小一个数量级。这是特 别有利的，它基本上减少了广泛使用膨胀环的需求。