[发明专利]用于石油开采的高强度柔性管状结构体

说明书

本发明涉及包括增强层和含氟聚合物混配物层的用于石油开采的柔性管状结构体。

预期的一个应用领域尤其是用于海上和陆上石油开采的流体输送。

术语“柔性管状结构体”指代用于石油或天然气开采的近海和陆上柔性管、海底管缆和结合了柔性管和海底管缆的功能的结构体。

海上柔性管主要用于输送从近海沉积床提取的石油或天然气。其也可以用于输送打算注入沉积床中以提高烃产量的加压海水。

这些柔性管是由不同层的组合体形成的，各层旨在使该管耐受海底使用或安装应力。这些层尤其包括聚合物护套和由成形金属线、窄条或复合材料线卷绕而成的增强层。

柔性管状管通常从内到外包括：用于运输待输送流体的至少一个内部水密管、在该内部水密管周围的增强层和在该增强层周围的外保护护套。该内部水密管通常由聚合物材料构成，其被称作“内部水密护套”或“压力护套”。

在美国石油协会(American Petroleum Institute)(API)公布的标准文件API17J“未粘着柔性管的标准(Specification for Unbonded Flexible Pipe)”和API RP17B“柔性管的操作规程建议(Recommended Practice for Flexible Pipe)”中描述了这些柔性管。

本发明涉及的陆上柔性管主要用于油井钻探和控制，尤其是美国石油协会(American Petroleum Institute)公布的标准API 16C“节流压井系统(Choke and Kill Systems)”中描述的节流管线和压井管线。与用于井口密封和控制的设备连接的这些安全管必须能够耐受极端的压力和温度条件，通常为1000巴和130℃。其通常具有与海上柔性管类似的结构。

本发明还涉及美国石油协会(American Petroleum Institute)公布的标准API RP15S“可缠绕的增强塑料线管的标准(Qualification of Spoolable Reinforced Plastic Line Pipe)”中描述的陆上柔性管。这些陆上柔性管是本领域技术人员已知的，英语名称为“Reinforced Thermoplastic Pipe(增强热塑性管)”。其用于在压力下(通常高达150巴)输送石油和天然气。其结构与海上柔性管的类似。

海底管缆主要用于向海上设备输送流体、电力和信号，例如阀、井口装置、收集器、泵或分离器，用于供应电力和远程监控和控制该设备的执行器。用于这些应用输送的流体通常是用于液压操作的油。海底管缆也可以用于输送各种流体，该流体旨在注入主管线中以输送烃，以便于所述烃的流动，例如通过注入化学物质用于防止生成水合物的堵塞，或注入甲烷，有利于将石油带到表面(“气体提升”法)，或者用于提供该主管线的维护，例如通过注入腐蚀抑制剂。

海底管缆由一个或多个水密管和非必要的电缆和/或光纤缆的组合体构成，该组合体由该管和缆螺旋或S/Z卷绕制成，其制备方式使得该管缆是柔性的，且该组合体可以被增强层和外部保护性聚合物护套围绕。这些水密管(具有输送前述流体的作用)通常具有比该管缆的外径小得多的直径。管缆的水密管通常由单一无氧化金属管构成或者由包括被一个或多个增强层围绕的不可渗透的聚合物管的增强柔性管构成。

美国石油协会(American Petroleum Institute)公布的标准API17E“海底管缆规格(Specification for Subsea Umbilicals)”中以及标准ISO13628-5中都描述了这种类型的海底管缆。

文献US6 102 077公开了结合了海底柔性管和海底管缆的功能的柔性管状结构体。该结构体在其中心包括大直径的柔性管，用于输送烃，该中心柔性管被多个小直径的外管以螺旋或S/Z组合方式围绕在该中心柔性管周围，该外管用于与管缆中的那些类似的功能，尤其用于液压传动或注射流体。这些柔性管状结构体被本领域技术人员称作“集成海底管缆”和“集成产品束”。这些大直径的结构体通常被外部聚合物护套围绕。