[发明专利]管部件及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于挠性管的部件及制造部件的方法。具体地但不唯一地，本 发明涉及可联接至柔性管并且连接至浮力补偿元件或连接在两个浮力补偿元件 之间的部件。

背景技术

传统地，利用挠性管将诸如油和/或气体和/或水的生产流体从一个位置输送 到另一个位置。挠性管在将海下位置(可以是大约1000米或更深的深水或大约 250米到1000米的浅水)连接至海平面位置方面特别有用。管可具有典型地多 达大约0.6米的内径。挠性管通常形成为挠性管本体和一个或多个端部配件的 组件。管本体典型地形成为分层材料的组合，分层材料形成含压导管。管结构 允许大挠度，而不会产生损害管在其寿命期间的功能性的弯曲应力。管本体通 常包括金属层和聚合物层。

在许多已知的挠性管设计中，管本体包括一个或多个抗拉铠装层。该层上 的主载荷为拉力。在高压应用中，例如在深水环境和超深水环境(深水被认为 小于3,500英尺(1,005.84米)并且超深水被认为大于3,500英尺)中，抗拉铠 装层经受来自内部压力端盖载荷和挠性管的自支撑重量的组合的高拉伸载荷。 因为长时期地经受这种状况，所以这能够导致挠性管的失效。

过去尝试以某种方式缓和上述的问题的一种技术是在沿立管的长度的预定 位置处添加浮力工具。浮力工具提供向上的升力以抵消立管的重量，从而沿其 长度在多个点处有效地带走立管的一部分重量。浮力工具的实施例与诸如中水 拱形结构的一些其它的构型相比牵涉相对较低的安装成本并且还使安装时间能 够相对更快。

使用浮力工具以支撑立管的已知的立管构型的示例为例如在 W02007/125276中公开并在图1中示出的阶梯式立管构型100，其中，浮力工 具101被设置在沿挠性管103的离散位置处。替代性地，浮力工具能够被成组 地(即，2个或多个浮力工具)设置在沿挠性管的离散位置处。立管适合于将 例如油和/或气体和/或水的生产流体从海下位置输送到诸如平台或浮标或船的 漂浮设施105。使用浮力工具的已知的立管构型的另一示例为图2中示出懒波 (lazywave)构型200，其中，浮力工具201被设置在沿挠性管203的点(位 置)处以便在立管中设置“拱曲(hogbend)”。懒波构型通常优选用于浅水应 用。在这种应用中，通常由于船舶或平台运动、涌流和海洋状态而在挠性管中 产生大的动态运动。这些能够导致管本体的层中的大的应力变化并且因此累积 疲劳损坏。这能够通过浮力的存在而加剧，浮力增大了涌流作用的挠性管构型 的附带的横截面。

W02007/125276公开了一种挠性管，该挠性管在沿立管组件的一个或多个 点处包括刚性浮力支撑件。刚性浮力支撑件提供刚性表面以将浮力工具固定至 挠性管，从而避免由于随浮力工具被附接而施加的压缩载荷引起的挠性管的挤 压。

其它的立管构型可要求将压载配重添加至挠性管以减小管道在一个或多个 位置处的浮力以适合具体的海洋环境或生产流体提取装备。

挠性管具体地在使用在立管构型中时经受的问题是流经管的水导致涡旋脱 落(vortexshedding)。涡旋在管的下游侧上产生，涡旋从交替的侧脱落并且能 够引起压力变化并导致管的过度运动。现有技术中已经创造术语涡激振动 (vortexinducedvibration，VIV)来描述导致这种问题的现象。

如果足够强烈并且足够地均匀或一致，则涌流能够导致涡旋脱落，涡旋脱 落能够激起管线的固有共振/振荡频率。随着一些运动和能量从振动管传送给管 线，传送给管线的动能能够在这些情况下足够大以导致管的疲劳失效和对包围 或连接结构的破坏。

立管的浮力部段能够受到这些涡旋脱落力。对于可具有圆柱形形状、在水 下使用中的浮力工具而言，绕浮力工具经过的水流能够形成边界层。作为结果 的涡旋改变沿浮力工具的表面的压力分布并且合力可导致浮力工具横向地移 动。如果VIV的频率接近包括浮力工具的管线在其安装构型中的共振频率，立 管将经受较大的振荡运动并且这可导致立管系统的失效。

如本文所使用的，术语“浮力补偿元件”被使用以包含用于增大浮力的浮 力工具和用于减小浮力的压载配重。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在挠性管上连接在浮力补偿元件 之间的连接器组件，所述连接器组件包括：