[发明专利]柔性管体和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性管体和制造方法。特别地，但非排他性地，本发明涉及一种具有相比已知设计的改善性能的抗塌陷层的柔性管体。

背景技术

传统的柔性管用于将诸如油和/或气体和/或水之类的产品流体从一个位置传输至另一位置。柔性管在将海底位置(其可以为深水下，也就是说1000米或更深)连接至海平面位置方面特别有用。该管可以具有通常达到大约0.6米的内径。柔性管大致以柔性管体与一个或更多个端部配件的组件的形式形成。管体通常以形成承压导管的分层材料的组合的形式形成。该管结构允许大的挠曲而不引起弯曲应力在管的使用寿命期间损害管的功能。管体大体上以包括金属层和聚合物层的组合结构的形式形成。

本说明将自始至终参照柔性管。应当理解，柔性管为管体的一部分与一个或更多个端部配件的组件，管体的相应端部在所述一个或更多个端部配件中的每个端部配件中终止。图1示出了如何通过形成承压导管的分层材料的组合来形成管体100。尽管图1中示出了许多特定的层，但是要理解，本发明能够广泛应用于包括由各种可能的材料制造的两层或更多层的同轴管体结构。层厚度仅为说明性的目的而示出。

如图1中所示，管体包括可选的最内骨架层101。骨架提供了可以用作最内层的互锁构造以完全地或部分地防止由于管降压、外部压力以及拉伸装甲压力和机械压碎载荷而引起的内压力护套102的塌陷。

内压力护套102用作流体保持层，并且包括确保内部流体整体性的聚合物层。应当理解到，该层自身可以包括若干子层。应当理解到，当使用可选的骨架层时，内压力护套通常被本领域的技术人员称作屏障层。在没有这种骨架的操作(所谓的滑膛孔操作)中，内压力护套可以被称作衬里。

可选的压力装甲层103为具有接近90°的躺角(lay angle)的结构层，这增大了柔性管对内、外压力和机械压碎载荷的抵抗。该层还在结构上支承内压力护套，并且通常由互锁构造构成。

柔性管体还包括可选的第一拉伸装甲层105和可选的第二拉伸装甲层106。每个拉伸装甲层均为具有通常介于10°与55°之间的躺角的结构层。每层均用来承受拉伸载荷和内部压力。拉伸装甲层通常成对地反向缠绕。

所示出的柔性管体还包括有助于容纳基层(underlying layers)并在一定程度上防止相邻层之间的磨损的可选的带层104。

柔性管体通常还包括可选的绝缘层107和外护套108，该外护套108包括用来保护管免受腐蚀、磨损、机械损害以及海水和其他外部环境的渗透的聚合物层。

每个柔性管均包括管体100的有时也称作段部或部段的至少一部分以及位于柔性管的至少一个端部处的端部配件。端部配件提供了形成柔性管体与连接件之间的过渡的机械装置。例如如图1中示出的不同的管层以在柔性管与连接件之间传递载荷的方式在端部配件中终止。

图2示出了适于将诸如油和/或气体和/或水之类的产品流体从海底位置201传输至浮动式设施202的提升器组件200。例如，在图2中，海底位置201包括海底流动线路。柔性流动线路205包括整体或部分地静置在海床204上或埋藏在海床下面并用于静态应用的柔性管。浮动式设施可以通过平台和/或浮标或者如图2中所示的船来提供。提升器组件200设置为柔性提升器，也就是说，设置为将船连接至海床设备的柔性管203。柔性管可以为柔性管体连接端部配件组成。

应当理解到，如本领域的技术人员已知的，存在不同类型的提升器。本发明的实施方式可以与诸如自由悬浮(自由的、悬链式提升器)、在一定程度上被限制的提升器(浮标、链条)、总体上限制或封闭在管道(I或J管道)中的提升器之类的任何类型的提升器一起使用。

图2还示出如何能够使用柔性管的一部分作为流动线路205或跨接线(jumper)206。

非粘结的柔性管已经用于深水(小于3,300英尺(1,005.84米))和超深水(大于3,300英尺)的开发。对油的需求日益增大，导致了对油的勘探出现在越来越深的环境因素更加极端的位置处。例如在这种深水和超深水环境中，海底温度增大了将产品流体冷却至可能会引起管阻塞的温度的风险。增加的深度还增大了与柔性管必须在其中操作的环境相关联的压力。因此，对用于柔性管体的层的高水平性能的需求增大。

柔性管还用于浅水应用(例如小于大约500米深)或者甚至陆地(陆上)应用。