[发明专利]柔性管本体及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性管本体及提供该柔性管本体的方法。特别地但非排他性地，本发明涉及一种包括抗塌层的、用于输送油和气体的柔性管本体，该抗塌层包括用于提高柔性和稳定性的褶皱形式。

背景技术

通常，利用柔性管将诸如油和/或气体和/或水之类的产品流体从一个位置输送至另一个位置。柔性管在将海底位置(其可以是深水处，也就是1000米或更深)连接至海平面位置方面中是特别有用的。管可以具有通常高达大约0.6米的内直径。柔性管通常被形成为一种由柔性管本体与一个或更多个端部配件构成的组件。管本体通常被形成为由形成承压导管的分层材料构成的组合件。管结构允许很大的偏转而不会在其使用期限内产生削弱该管的功能性的弯曲应力。管本体通常被构建成包括金属层和聚合物层的组合结构。

在整个本说明书中，将参照柔性管进行说明。将会理解的是，柔性管是由管本体的一部分与一个或更多个端部配件构成的组件，管本体的相应端部终止于该一个或更多个端部配件中的每一个端部配件中。图1示出了如何由形成承压导管的分层材料的组合来形成管本体100。尽管在图1中示出了多个特定层，但是应理解的是，本发明可被广泛地应用于包括由多种可能的材料制成的两个层或更多个层的同轴的管本体结构。层的厚度仅仅是出于说明性的目的而示出的。

如图1中所示，管本体包括可选择的最内部的构架层(carcass layer)101。该构架提供了互锁结构，该互锁结构可被用作最内层以完全地或部分地防止内部压力护套102由于管减压、外部压力、拉伸护面压力、和机械碾压载荷而垮塌。

内部压力护套102作为流体保持层并且包括确保内部流体完整性的聚合物层。应理解的是，该层本身可以包括多个子层。应了解的是，当利用可选择的构架层时，内部压力护套通常被那些本领域技术人员称为屏障层。在没有这种构架的操作(所谓的光滑孔操作)中，内部压力护套可以被称为衬套。

可选择的压力护面层103是铺设角接近90°的结构层，该结构层提高了柔性管对内部压力和外部压力及机械碾压载荷的抵抗力。该层还在结构上支承内部压力护套，并且通常包括互锁的构造。

这种压力护面层上的主要载荷由径向力形成。压力护面层通常具有用以互锁的特定的横截面轮廓，从而能够维持和吸收由管上的外部压力和内部压力造成的径向力。因此，防止管由于压力而导致的垮塌或爆裂的卷绕的线的横截面轮廓有时称为耐压轮廓。当压力护面层由螺旋卷绕的线形成的箍形部件形成时，来自管上的外部压力或内部压力的径向力致使箍形部件扩张或收缩，将拉伸载荷施加于这些线上。

柔性管本体还包括可选择的第一拉伸护面层105和可选择的第二拉伸护面层106。每个拉伸护面层都是铺设角通常在10°与55°之间的结构层。每个层都被用于承受拉伸载荷和内部压力。拉伸护面层通常是成对地反向卷绕的。

这种拉伸护面层上的主要载荷是张力。在诸如深水和超深水环境之类的高压应用中，由于内部压力端盖载荷和柔性管自支承重量的结合而使拉伸护面层经受高的拉伸载荷。由于长时间段地经受这种条件，因此这可能引起柔性管失效。

所示出的柔性管本体还包括可选择的带层104，该带层有助于包含底层并且在一定程度上防止相邻层之间的磨损。

柔性管本体通常还包括可选择的绝缘层107和外部护套108，该外部护套108包括用于保护管不受海水的渗透和其它外部环境、腐蚀、磨损、和机械损坏影响的聚合物层。

每个柔性管都包括至少一个部分，该至少一个部分有时与位于柔性管的至少一个端处的端部配件一起被称为管本体100的区段或部段。端部配件提供了在柔性管本体与连接器之间形成过渡的机械装置。如例如在图1中所示的不同的管层以在柔性管与连接器之间传递载荷的方式终止在该端部配件中。

图2示出了上升装置组件200，该上升装置组件适于将诸如油和/或气体和/或水之类的产品流体从海底位置201输送至漂浮设备202。例如，在图2中，海底位置201包括海底流动管线。柔性流动管线205包括柔性管，该柔性管完全地或部分地搁置在海底204上或者埋入海底下面并且用于静态应用中。漂浮设备可由平台和/或浮标或者如在图2中所示的船提供。上升装置组件200设置为柔性上升装置，即，将船连接至海底装置的柔性管203。柔性管可以是连接端部配件的柔性管本体的区段。