[发明专利]检测装置及方法

说明书

一种被布置成检测柔性管体内的缺陷的检测装置。检测装置包括电源和第一仪表。电源被布置成耦接在第一导电构件与第二导电构件之间，并且向第一导电构件和第二导电构件供应电流，第一导电构件和第二导电构件至少部分地沿着柔性管体延伸，并且除了在远离电源的一点处彼此电连接之外，第一导电构件与第二导电构件彼此电隔离。第一仪表被布置成检测每个导电构件中流动的电流的变化。所检测到的变化指示导致沿着导电构件之一出现接地故障的管体缺陷。还公开了相应的方法、包括检测装置的管线装置以及用于形成管线装置的方法。

技术领域

本发明涉及一种检测装置及方法。具体地，本发明涉及一种被布置成检测柔性管体内的缺陷的检测装置，以及一种用于检测柔性管体的缺陷的方法。特定的实施例涉及一种包括柔性管体和检测装置的管线装置以及用于形成这样的装置的方法。

背景技术

通常，柔性管道被用于将诸如石油和/或天然气和/或水的产品流体从一个位置运输到另一位置。柔性管道对于将水下位置(水下位置可以是较深的水下位置，比如水下1000米或更深)连接至海平面位置是特别实用的。管道可以具有通常高达大约0.6米的内径。柔性管道一般被形成为柔性管体与一个或多个端部接头的组件。柔性管体通常被形成为形成管状承压管道的分层材料的组合。管道结构允许发生较大挠曲而(在管的使用寿命期间)并不产生损害管道的功能性的弯曲应力。管体一般被组装成包括金属层和聚合层的组合结构。

在很多已知的柔性管道设计中，管体包括一个或多个压力防护层。这些层上的主要载荷由径向力形成。压力防护层通常具有特定的横截面轮廓以便互锁，从而能够维持和吸收由管道上的外部压力或内部压力造成的径向力。因此而防止管道由于压力而被压溃或爆裂的绕丝横截面轮廓有时也被称为抗压轮廓。当压力防护层由形成环圈部件的螺旋缠绕丝线形成时，源于管道上的外部压力和内部压力的径向力导致环圈部件膨胀或收缩，将张力载荷施加在丝线上。

在很多已知的柔性管道设计中，管体包括一个或多个张力防护层。这样的张力防护层上的主要载荷是张力。在高压应用中(诸如，深水环境或超深水环境)，张力防护层经受高的张力载荷，所述高的张力载荷源自内部压力端盖载荷与柔性管体自身支撑的重量的组合。因为旷日持久地经历这种条件，这可以引起柔性管道的失效。

非粘结的柔性管道已经被用于深水(小于3300英尺(1005.84米))和超深水(大于3300英尺)开采中。对石油日益增长的需求导致了在环境因素更为极端的越来越深的水域中进行开采。例如，在这种深水和超深水环境中，海底温度增大了产品流体被冷却到导致管道阻塞的温度的风险。增加的深度还增大了与柔性管道所必须工作的环境相关联的压力。因此，对柔性管体的压力防护层和张力防护层的高的性能水平的需求日益增加。柔性管道也可以用于浅水应用(例如小于大约500米的深度)或甚至用于海岸(陆上)应用。

一种改进载荷响应并且借此改进防护层的性能的方法是：使用更厚且强度更大并且因此更强健的材料来制造这些层。例如对于压力防护层，其中这些层经常由缠绕丝线与互锁的层中的相邻缠绕物形成，由更厚的材料制造这些丝线使得强度适当地增加。然而，更多的材料的使用导致柔性管道的重量增加。最后，柔性管道的重量可以成为使用柔性管道中的限制因素。附加地，使用更厚的材料制造柔性管道显著地增加了材料成本，这是一个缺点。

尽管采取了改进管体内的防护层性能的措施，但是仍然存在柔性管道内出现缺陷的风险。缺陷可以包括对柔性管体的外壁的损坏而导致海水进入管体内的环形使得防护层电线与管道的其他结构元件之间的空隙充满海水。防护层电线和其他结构元件通常由钢或其他金属材料制成，这些材料一旦与海水接触很容易加速对其的腐蚀。如果不能迅速地检测到这样的缺陷，则管体的结构完整性会受到危害。缺陷检测先前通常需要对管体进行视觉检查，这是非常危险的，特别是对深水和超深水装置进行视觉检查。

发明内容

本发明的某些实施例的优点是，能够对管体内的缺陷进行检测，而不需要进行周期地视觉检查。如果存在缺陷，则可以对管体进行修理或更换。可检测的缺陷包括柔性管道的外壁发生破裂以及海水进入管体环形。