[发明专利]用于海上应用的温度可调的管道

说明书

技术领域

本发明涉及温度可调的多层结构的柔性管，其具有未粘合的层。为了简要起见，这种管在下文中被称为未粘合的柔性管(英文：Unbonded Flexible Pipe)。它对于来自传输流体的气体扩散具有高的阻力，并因此能够用于传输液态或者气态介质，并且能够特别有利地用于传输原油或者天然气。

背景技术

未粘合的柔性管本身是现有技术的。这种类型的管包含通常是塑料管形式的内衬(inner Auskleidung)(其作为防止传输流体逸出的阻挡层)，以及包含在所述的内衬外面上的一个或多个加固层(Armierungsschicht)。未粘合的柔性管可以包含另外的层，例如在内衬的内侧上的一个或多个加固层，来防止内衬在高的外压下塌陷。这种类型的内加固通常称作骨骼(Karkasse)。此外还可以存在外包封(?uβer Umhüllung)，来提供防止来自外部环境的液体进入到加固层或者其他内部的聚合物或者金属功能层的阻挡层。在许多情况中，热塑性塑料层(例如处于缠绕的“抗磨损带”的形式)被引入到外加固层之间，来防止该金属结构由于摩擦而被磨损。

典型的未粘合的柔性管作为举例已经描述在WO01/61232，US6123114和US6085799中；它们此外更详细地表征在API Recommended Practice 17B “Recommended Practice for Flexible Pipe”，第3版，2002年3月，和在API Specification 17J “Specification for Unbonded Flexible Pipe”第2版，1999年11月中。

术语“未粘合的”在上下文中表示了至少两个层，包括加固层和塑料层，被设计成不是彼此粘合的。该管因此能够弯曲，并且足够柔性，以致可以为了运输目的将其卷绕起来。

这种类型的未粘合的柔性管被用于海上应用(Offshore-Anwendung)和不同的陆上应用的不同的实施方案中，用于传输液体，气体和浆体。作为举例，它们可以用于传输跨管子的长度存在非常高的或者极为不同的水压的流体，例如呈上升管(Steigleitung)的形式，其从海底延伸到处于海平面或者接近海平面的设备上，并且它们通常还可以作为用于在不同设备之间传输液体或者气体的管，或者作为处于很深的海底的管，或者作为接近于海平面的设备之间的管。

常规柔性管中的（一个或多个）加固层主要由螺旋形排列的金属丝，型钢，或者钢带构成，这里各个层可以以相对于所述管的轴不同的缠绕角度来形成。

在现有技术中，内衬通常由下面物质构成：聚烯烃例如聚乙烯（所述聚烯烃也可以是交联的），聚酰胺例如PA11或者PA12，或者聚1,1-偏二氟乙烯(PVDF)。除了这些，还已知的是单-或者多层衬底，其也可以包含由其他材料制成的层。

在低于大约40℃的温度，一些成分会从原油中析出。这里特别重要的是蜡和可能的水合物的析出，这会减小所述管的横截面积。为了即使在低温也确保运输功能，该管应当是可加热的，目的是抑制这种现象。有不同的加热这种类型管的方式。

WO91/18231描述了一种可加热的柔性管系统，其包含电缆，其连接到导电性的电源上，并且通过电阻加热的原理来产生热。这种理念的缺点是复杂的设计和在整个长度上无规律的调温。

此外，WO97/20162描述了一种柔性管系统，这里柔性的内部管道被多个更小的管道所包围。它们可以用于传输工艺介质或者电流。对于控制管系统温度还可想到的是，让温度经调节的介质流过。这种理念的缺点同样是复杂的设计，热损失和在整个长度上无规律的调温。

其他申请(WO92/11487，WO85/04941，WO2000/66934，WO2000/66935和WO2001/07824)涉及到热绝缘的主题，来作为被动稳定介质温度的手段。但是，这里问题是经常使用的发泡结构的压缩稳定性。在深水和与之相关的高外压下，这会降低绝缘效果。

WO2006/097765，WO2006/090182、US2008202616和US4874925描述另外一种可能的加热方法。这种方法包括多层管，在其中作为举例存在着两个导体，其嵌入到导电层中，并且沿着所述管彼此错位180°。基于从一个导体流向另一个导体的电流，在导电层中引起加热。对于均匀加热来说，重要的是导体与导电层的连接或者均匀接触。该导电层向外热绝缘和任选的电绝缘。向内朝向原油的另外的层对于电绝缘是可取的或者必需的。