[发明专利]用于使流体在柔性管立管的环带内循环的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作在海上碳氢化合物生产设施中的立管的方法和系统，所述立管由具有中央孔道和包含多个功能层的环带的柔性管形成。更具体地说，本发明涉及用于使流体在柔性管立管的环带内循环的方法和系统。

背景技术

在海上碳氢化合物生产设施中的立管用途中往往采用工程柔性管，用来从海底油井将碳氢化合物产品输送到水线上面的生产平台或钻井装置。这种柔性管由多层形成，每一层设计用于特定功能。通常，多层的最内层为由耐腐蚀材料制成的胎体层，设计用于防止柔性管塌陷。围绕着胎体层为聚合物密封层或压力护套，它围绕着胎体层挤出成型并且密封在柔性管端部接头处以将流体装在孔道内。围绕着聚合物密封层为环带，它包含有多个金属装甲层，设计用于给予抵抗拉伸负载(例如铠装线)和内部压力负载(例如压力铠装)的强度。围绕着这些层为另一层聚合物密封层或外部护套，设计用于避免外部海水侵入到柔性管的内层中，这用作外部保护层。在两层聚合物密封层之间的空间被称为“环带”。通常，该环带包含有一层或两层圆周取向的钢构件(被称为压力铠装层)，设计用于提供径向强度和防止由于内部压力爆裂的性能。包围着这些压力铠装层为两层或四层螺旋缠绕的铠装线(被称为铠装线层)，设计用于提供在轴向上的拉伸强度。

柔性管在每个端部处设有端部接头，它们结合有用于与其它凸缘配合的凸缘。在使用中，柔性管立管悬挂在海上产油平台或主设施上，因此在铠装线层上施加较高的拉伸负载。沿着立管的这些负载由于环境条件以及与立管连接的平台或主设施的相关运动的作用而放大。

在柔性管的孔道内，除了碳氢化合物产品之外，也会存在包括硫化氢、二氧化碳和水在内的其它组分。这些其它组分能够通过第一聚合物密封层(压力护套)扩散到环带。这些组分尤其是硫化氢以及水蒸汽能够积累在环带内并且最终由于包括氢诱发破裂和硫化物应力破裂在内的机理而导致其中的钢丝腐蚀。另外，环带由于最外层受损而会充满海水，从而导致铠装线腐蚀。如所指出的一样，在柔性立管中的铠装线尤其经受动态周期性负载，这导致在环带中的金属铠装线腐蚀疲劳。在该区域中的金属线的腐蚀使得这些线特别容易出现腐蚀疲劳以及疲劳机理的可能加速。

最好提供防止或降低在用在立管和其它动态用途中的柔性管的环带内的铠装线和其它金属元件腐蚀的方法。

发明内容

根据一个实施方案，提供了一种用于使得流体在海上碳氢化合物生产设施中的柔性管立管的环带内循环的方法。该方法包括以足够的压力将流体泵送到闭合回路中以使得流体循环穿过所述回路。所述回路包括柔性管立管的环带，其终止在位于生产平台或海上钻井装置的水线以上的立管端部接头处以及位于海底位置处的海底立管端部接头处，并且还包括在海底控制管缆内的至少一个控制管缆管，它们与海底立管端部接头流体连通并且终止在位于平台或钻井装置处的与所述环带流体连通的控制管缆端部接头处。

在另一个实施方案中，提供了一种用在海上碳氢化合物生产设施中的系统。该系统包括：至少一个海底控制管缆管，其终止在生产平台或海上钻井装置处以及海底位置处用于输送流体；至少一个柔性管立管，其终止在生产年个或海上钻井装置以及海底位置处，其中所述柔性管立管包括：与所述至少一个控制管缆管流体连通的环带；在所述柔性管立管的每个端部位置处的端部接头，其中每个端部接头包括与所述环带流体连通的端口；连接器，用于在所述海底位置处使得所述至少一个控制管缆管与所述端部接头的端口流体连通；以及泵，用于泵送流体以使得所述流体在包括所述环带和所述至少一个控制管缆管的闭合回路内循环。

在另一个实施方案中，提供了一种用于改进在现有海上碳氢化合物生产设施中的立管系统的方法。该方法包括使得包括环带的柔性管立管的现有的水线以上端部接头的端口与水线以上通风系统断开，其中所述柔性管立管具有水线以上的端部接头和具有与所述环带流体连通的通风端口止回阀的海底端部接头；以及从海底端部接头移除通风端口止回阀。该方法还包括在所述生产平台或海上钻井装置上提供再循环套件，所述再循环套件包括具有容器入口和容器出口的流体存储容器；具有与所述容器出口流体连通的泵入口和泵出口的泵；以及用于在所述容器出口和所述泵入口之间流体连通的管道。所述柔性管立管的水线以上端部接头的端口与所述再循环套件连接。控制管缆管的海底端与在所述柔性管立管的所述海底端部接头中的端口连接。最后，将所述控制管缆管的水线以上端部连接至所述再循环套件上，由此建立了包括所述环带、所述控制管缆管和所述再循环套件的闭合回路。

附图说明