用于超深水域应用的居间密封制造技术

公开了密封结构和用于测试柔性管的密封结构的完整性的方法。该方法包括将第一环状密封元件和第二环状密封元件定位在柔性管的两个元件之间的接合部中，其中，接合部的区域位于第一环状密封元件与第二环状密封元件之间；并且通过朝向该区域延伸的端口使第一密封元件与第二密封元件之间的区域增压至0.2MP或更大的预定压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】公开了密封结构和用于测试柔性管的密封结构的完整性的方法。该方法包括将第一环状密封元件和第二环状密封元件定位在柔性管的两个元件之间的接合部中，其中，接合部的区域位于第一环状密封元件与第二环状密封元件之间；并且通过朝向该区域延伸的端口使第一密封元件与第二密封元件之间的区域增压至0.2MP或更大的预定压力。【专利说明】用于超深水域应用的居间密封
本专利技术涉及用于超深水域应用的居间密封。特别地，但非排他性地，本专利技术涉及设置在柔性管的端部配件中的流体密封系统，包括密封构型及其测试。
技术介绍
传统的柔性管用于将诸如油和/或气和/或水之类的产品流体从一个位置输送至另一位置。柔性管在将海底位置(其可以是深水下，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。柔性管通常形成为柔性管本体与一个或更多个端部配件的组件。管本体通常形成为形成承压导管的分层材料的组合。该管结构在不引起损害管在其寿命期间的功能的弯曲应力的情况下允许较大偏斜。管本体通常构成为包括金属层和聚合物层的组合结构。 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，导致了在环境因素更加极端的越来越深的位置处进行勘探。例如，在这种深水和超深水环境中，洋底温度增大了将产品流体冷却至可能会导致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，对用于柔性管本体的层以及对管本体层与端部配件的连接的高水平性能的需求增大。 柔性管为管本体的一部分与一个或更多个端部配件的组件，管本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(terminate)。图1示出了如何可由形成承压导管的分层材料的组合形成管本体100。尽管在图1中示出了许多特别的层，但是管本体结构可包括由各种可能的材料制造的两个或更多个同轴的层。例如，管本体可由金属层、聚合物层或不同材料的组合形成。层厚度仅为说明性目的而示出。 如图1中所示，管本体包括可选的最内骨架层101。骨架提供了能够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、外部压力和拉伸防护压力以及机械压碎载荷而引起的内压力护套102的塌陷。骨架层通常为金属层，由例如不锈钢形成。骨架层也能够由复合材料、聚合物或其他材料或材料的组合形成。管本体可以在没有骨架层(即，平滑膛孔)或具有骨架(粗糙膛孔)的情况下使用。内压力护套102用作流体保持层，并且包括确保内部流体完整性(integrity)的聚合物层。应理解的是，该层自身可包括许多子层。应了解的是，当使用可选的骨架层时，内压力护套通常被本领域所属技术人员称作阻挡层。在没有该骨架(平滑膛孔操作)的情况下的操作中，内压力护套可被称作衬里。 可选的压力防护层103为结构层，该结构层增加了柔性管对内压力和外压力以及机械压碎载荷的耐受性。该层还在结构上支承内压力护套，并且通常可形成为以接近90°的敷设角(lay angle)卷绕的线材的互锁构造。压力防护层通常为金属层，由例如碳钢形成。压力防护层也能够由复合材料、聚合物或其他材料、或者材料的组合形成。 柔性管本体还包括可选的第一拉伸防护层105和可选的第二拉伸防护层106。每个拉伸防护层用于承受拉伸载荷和内部压力。拉伸防护层通常由位于内层上并且以通常介于大约10°至55°之间的敷设角沿着管的长度螺旋形地卷绕的多个金属线材形成(以将强度传递至该层)。拉伸防护层通常成对地反向卷绕。拉伸防护层通常为金属层，由例如碳钢形成。拉伸防护层也能够由复合材料、聚合物或其他材料、或者材料的组合形成。 柔性管本体通常还包括可选的隔离层107和外护套108，该外护套108包括用于保护管免受腐蚀、磨损、机械损坏以及海水和其他外部环境的侵入的聚合物层。 每个柔性管包括有时也称作本体100的节段或部段的至少一部分，以及位于柔性管的至少一端部处的端部配件。端部配件提供形成柔性管本体与连接器之间过渡的机械装置。例如，如图1中示出的不同的管层在端部配件中终止以在柔性管与连接器之间传递载荷。 柔性管的端部配件可用于将柔性管本体的节段连接在一起或用于将柔性管本体的节段连接至诸如刚性海底结构或浮动设施之类的终端装备。同样地，在其他变化的使用中，柔性管能够用于提供上升管组件(riser assembly)，上升管组件用于将流体从海底流动管线输送至浮动结构。在该上升管组件中，柔性管的第一节段可连接至柔性管的一个或更多个其他节段。柔性管的每个节段包括至少一个端部配件。图2示出了适于将诸如油和/或气和/或水之类的产品流体从海底位置201输送至浮动设施202的上升管组件200。 图3中示出了比如在WO 2007/144552或EP 1867907中公开的已知的端部配件组件300的横截面。端部配件300包括端部配件本体301，该端部配件本体301包括沿其长度伸延的内部膛孔302。端部配件本体由钢或其他这种刚性材料制成。在端部配件本体301的第一端部处，限定有开口区域303，柔性管本体100的节段的端部位于该开口区域303中并且然后在该开口区域303中终止。在端部配件本体301的另一端部处为连接器304。该连接器304形成为端部配件本体上的大致盘状扩口区域。连接器能够直接地连接至柔性管本体的相邻节段的另一端部配件本体的相匹配的连接器。这通过使用螺栓或一些其他形式的紧固机构能够实现。在该构型中，端部配件可以以靠接的构型定位。替代性地，连接器304可连接至浮动或静止的结构，比如船、平台或其他这种结构。柔性管本体的多种层被引入至端部配件组件、切割成适合的长度、并且与端部配件的特定部分密封地接合。 与提供用于柔性管本体的端部的端部配件相关联存在各种问题。端部配件必须既确保良好的紧固又确保良好的密封。特别地，可设置内密封环600和外密封环309以在柔性管本体的相邻的层与端部配件之间进行密封。密封由挤压(swaging)动作形成，该挤压动作引起密封环和/或管本体的相邻的层的变形以及管本体的层的压缩，该管本体的层可以是例如聚合物的。端部配件在设计上变化从而适应柔性管本体的不同的变型。某些端部配件设计可包括其他密封环，比如居间密封环，其可用于在柔性管本体的居间护套层与端部配件之间形成密封。一些已知的结构由于其在将端部配件附接至管本体的组装/制造阶段期间不能被容易地或可靠地测试而可能具有增大泄漏的危险，因此不能获知该密封的有效性如何。 迄今为止，在将端部配件在管本体上的组装期间验证密封系统的测试可能不足以检验当管被增压时在使用中的完整性。这是因为用于端部配件元件的构造中使用的材料当承受载荷、例如当管被增压时呈现弹性材料性质(behav1ur)。部件的弹性运动/位移的量将根据管中的压力以及部件的材料特性确定。例如，依赖于螺纹紧固系统的密封的接合部出于其构造力的考虑并且因此出于其密封完整性的考虑将在组装期间需要对紧固件进行高的预加载，以确保在密封件中保持密封的完整性所需要的压缩力即使当管中所施加的压力试图分离接合部时仍然是占优势的。 图4示出了关于图3的框A中所示的结构的变型。所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试柔性管的密封结构的完整性的方法，包括：将第一环状密封元件和第二环状密封元件定位在柔性管的两个元件之间的接合部中，其中，所述接合部的区域位于所述第一环状密封元件与所述第二环状密封元件之间；并且通过朝向所述第一密封元件与所述第二密封元件之间的所述区域延伸的端口使所述区域增压至大约0.2MPa或更大的预定压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱迪马尔·德·阿西斯·克利夫拉里奥，法比奥·德·索萨·皮雷斯，费莉佩·阿雷萨·瓦尔加斯，瓦尔代尔·蒂诺科·达·席尔瓦，
申请(专利权)人：GE英国石油和天然气有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB