[发明专利]柔性管体及其制造方法

说明书

本发明公开了一种柔性管体和制造柔性管体的方法。该方法可包括：提供聚合物材料的管状长度以形成柔性管体的聚合物层；从该聚合物层径向向外提供强度层；以及用非环境温度和压力处理该聚合物层。

本申请是2013年4月18日递交的申请号为201310136395.3，发明名称为“柔性管体及其制造方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种柔性管体及其制造方法。具体但不排除地，本发明涉及包括用于形成一层或多层柔性管体的热塑性材料的聚合物的应用，以及一种增强该聚合物特性的处理方法。

背景技术

传统柔性管用于从一个位置向另一位置运输产品流体，诸如油和/或气体和/或水。柔性管在连接海底位置(其可以是深水水下，例如1000米或更多)到海平面位置中特别有用。该管可以具有典型地高达约0.6米的内直径。柔性管一般形成为柔性管体和一种或多种端部配件的组件。该管体典型地形成为形成耐压管道的层状材料的组合体。该管结构允许大挠度而不引起在其整个使用期内损害管的功能性的弯曲应力。该管体一般制成为包括金属层和聚合物层的组合结构。

无粘合柔性管已经用于深水(小于3300英尺(1005.84米))开发和超深水(大于3300英尺)开发。对于石油的增长需求正在引起在越来越深的环境因素更极端的深度进行勘探。例如，在这种深水环境和超深水环境中，洋底温度增加产品流体冷却至可以导致管阻塞的温度的风险。增加的深度也增加与该柔性管必须工作的环境相关的压力。结果，增加了对来自该柔性管体层的高水平性能的需要。

柔性管也可以用于浅水应用(例如小于约500米深)或甚至用于海岸(陆路)应用。

在柔性管中经常使用可以通过挤出而形成的聚合物，诸如PVDF(聚偏二氟乙烯)。大部分聚合物将具有远大于材料损坏风险的特定的最大容许应变。在聚合物层邻接于铠装层(诸如聚合物阻挡层邻接金属压力铠装层)的柔性管中，该聚合物层可能会承受相当严重的不均一的高度局部应变。这是因为该铠装层通常由特定横截面的互锁线形成，而且在邻接的缠绕物之间具有特定间隙。在压力下，该聚合物层倾向于变形并进入到该间隙中。

依照行业法规，柔性管结构在销售之前必须经历工厂验收试验(FAT)。这包括在1.5倍的通常使用压力下用诸如水的流体来加压管孔。因此，水是加压介质。

对该管施加内部压力(即来自该孔内的压力)在所有的层中产生径向膨胀，而且这时聚合物层经历变形并倾向于进入到上覆的铠装层的间隙。在高压(约8000psi/55MPa或更高)下，聚合物层内所得的应变分布可能被高度集中到该间隙周围的区域，而聚合物材料会通过空化(cavitation)而不是塑性流动而变形。这可以反过来导致微裂纹(microcrazing)或微裂缝(microcracking)形成在聚合物层的径向内表面上。在任何后续的装载(诸如正常用于输送产品流体过程中经历的装载)过程中，此微裂纹可以随后延伸以形成遍及聚合物层的更长/更深的裂缝。这增加聚合物层的破坏风险，并最终导致压力密封损失。对柔性管的寿命具有不利的影响。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种制造柔性管体的方法，包括：

提供聚合物材料的管状长度(tubular length)以形成柔性管体的聚合物层；

从该聚合物层径向向外提供强度层；以及

用非环境温度和压力处理该聚合物层。

根据本发明的第二方面，提供一种制造柔性管体的方法，包括：

提供聚合物材料的管状长度以形成柔性管体的聚合物层；

从该聚合物层径向向外提供强度层；以及

用化学品来处理该聚合物层的表面以从而改变该层的一种或多种物理性能。