[发明专利]一种具有分布式悬垂弯曲压载物的柔性悬链形提升管

说明书

技术领域

本发明涉及一种在柔性悬链形提升管的悬垂弯曲处分布压载物的装置和方法。

背景技术

专利号为6,491,779申请于2000年4月24日的美国专利，名为“一种复合管组件制造方法”，所述专利被转让给本申请人，该申请的全文通过引用的方式被包含于此，该专利公开了一种用于海底使用的由轻型复合材料制成的软管。在所述专利6,491,779的发明之前，通常已知，常规的管(相对重的管，通常为钢管)，当用于海底中时，其从水面上的船只到海床之间形成悬链形。这样的现有管道系统需要在其表面或其他位置使用昂贵的装置以抵消钢管的大重量。

此外，专利号为7,073,978申请于2004年8月16日的美国专利，，名为“轻型链系统”，所述专利被转让给本申请人，该申请的全文通过引用的方式被包含于此，其公开了用于深海装置的轻型软管链系统。

发明内容

一方面，本发明涉及一种海底悬链。海底悬链包括软管，置于软管上的一定量的压载物，其中，压载物分布在海底悬链悬垂弯曲处，呈波形状。

另一方面，本发明涉及一种将压载物的重量承载于海底悬链的方法。该方法包括判定海底悬链软管的悬垂弯曲处位置，并将压载物在判定位置沿着海底管道呈波状分布。

附图说明

本发明的特点将从以下说明结合附图变得更清楚。

图1是悬链形提升管的正视图。

图2是根据本公开的一个或多个实施例的悬链形提升管。

图3是根据本公开的一个或多个实施例的悬链形提升管。

图4是根据本公开的一个或多个实施例的悬链形提升管。

图5是根据本公开的一个或多个实施例的悬链形提升管。

图6是根据本公开的一个或多个实施例的悬链形提升管。

具体实施方式

当柔性悬链形提升管连接到浮式装货和卸货船时(“载体”)，柔性提升管受到轴向高压，并因靠近接地区的悬链的高曲率而使得其超出最小弯曲半径，该接地区是指所述管靠近海床的区域。由于深处的洋流和流体动力学形成的动态弯曲波形可能使得超出最小弯曲半径的情况恶化。

为了减轻压缩负荷和避免超出最小弯曲半径，压载物分布在靠近提升管的接地区上(在所述管的悬垂弯曲处)或者施加到靠近海床的部分提升管上。压载物施加重力，并防止动态弯曲波形的形成或者使动态弯曲波形对柔性悬链形提升管的影响最小化。

因此，根据本公开的一个或多个实施例，策略性地将压载物布置在柔性悬链形提升管的悬垂弯曲处，在使得所述管在极端动态变化情况下形成波形曲线。同样地，柔性悬链形提升管中形成的动态弯曲波形可以因压载物的布置而受到控制和/或最小化。

.压载物的分布可大大改变柔性悬链形提升管对深处流体动力的动态响应机制。压载物的分布可使得在特定位置形成预定波长的的弯曲波形。因此，对于柔性悬链形提升管，可以控制动态弯曲波形并保持在可操作的状态下。当软管因加载的波动和载体的航行受到轴向压力，因压载物的分布而致的波形可使得软管受到的轴向压力最小化。当受到轴向压力时，波动的幅度会加大。换句话说，软管会先朝波动出现的方向曲张，而不出现在管壁中产生压应力的轴向压力。

弯曲波形的幅度由沿柔性悬链形提升管的悬垂弯曲分布的压载物的相对量级所控制。进一步地，弯曲波形由位于提升管的压载物的分布位置所控制。因此，可以控制各个压载物片段的重量、长度及分布有压载物的管长。压载物可加载在半波段上，由此，一定长度的压载物(半波长)固定在软管上，后随一定长度(半波长)的软管，其上没有压载物(即裸管)。沿提升管的悬垂弯曲处，半波的配置可用相同或不同重量、和/或相同或不同的长度的压载物交替着重复实现，呈波形状。优选地，波形的长度是统一的，并且，每个半波段长度统一。因此，重物可分布在预先设定波长的半波段上。

在这里使用的轻型软管可为专利号为6,491,779.的美国专利中所描述的复合软管。软管可以完全是非金属或基本上为非金属的。另外，软管可为标准的环状结构或配置。软管可以捆绑在一起或者分开，如标准ISO 13628-2/API17J或ISO 13628-10/API 17K所描述的。或者，软管可为DNV-RP-F202中描述的复合管或者名称为“热塑性复合提升管”的空运复合材料白皮书中描述的复合提升管。软管可包括输送水流的内压壳，其由复合加固层和外壳所包围。所述管可在顶端部(或者载体上安装的)配件处排气，这是因为气体可能在内压壳和外壳的环形区域处积聚。