柔性管本体及方法技术

公开了一种柔性管本体及制造柔性管本体的方法。该柔性管本体包括层，该层包括由夹持在两个另外的子层(417、419)之间的至少第一子层(415)所形成的带元件，其中，该第一子层具有比两个另外的子层中的至少一个子层更小的密度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性管本体及方法
本专利技术涉及一种柔性管本体及提供该柔性管本体的方法。特别地但非排他性地，本专利技术涉及一种具有层的柔性管本体，该层具有优异的能量吸收性能和单位重量强度性能，可用于例如构架层(carcasslayer)、护面层(armourlayer)或者外层。
技术介绍
通常，利用柔性管将诸如油和/或气体和/或水之类的产品流体从一个位置输送至另一个位置。柔性管在将海底位置(其可以是深水处，也就是1000米或更深)连接至海平面位置方面中是特别有用的。管可以具有通常高达大约0.6米的内直径。柔性管通常被形成为一种由柔性管本体与一个或更多个端部配件构成的组件。管本体通常被形成为由形成承压导管的分层材料构成的组合件。管结构允许很大的偏转而不会在其使用期限内产生削弱该管的功能性的弯曲应力。管本体通常被构建成包括金属层和聚合物层的组合结构。无束缚的柔性管已被用于深水(小于3,300英尺(1,005.84米))开发和超深水(大于3,300英尺)开发。正是对石油的不断增大的需求造成了于环境因素更为极端的越来越深的深度处进行勘探。例如，在这样的深水和超深水环境中，海底温度增大了将生产流体冷却至可能导致管堵塞的温度的风险。增大的深度还增大了与柔性管必须在其中操作的环境相关的压力。结果，增大了对柔性管本体的层的高级别的性能的需求。在许多已知的柔性管设计中，管本体可以包括构架层。构架通常为径向最内侧层并且支承流体保持层(屏障层)。提供构架以有助于柔性管承受在深水及超深水深度下由于外部压力、及由于来自外部护面层的压力而经受的碾压载荷而经受的碾压力。螺旋地缠绕具有轮廓的带来形成基本上圆筒形的构架层是已知的。带可以具有钩区域和谷区域，使得当带被卷绕时，通过将第一卷绕组的钩状区域套入随后卷绕组的谷区域来互锁相邻的卷绕组。对于当由于各种原因管孔被减压时的情况来说，构架层还可用于有助于承受碾压载荷。在许多已知的柔性管设计中，管本体包括一个或更多个压力护面层。这种层上的主要载荷由径向力形成。压力护面层通常具有用以互锁的特定的横截面轮廓，从而能够维持和吸收由管上的外部压力或内部压力造成的径向力。因此，防止管由于压力而导致的垮塌或爆裂的卷绕的线的横截面轮廓有时称为耐压轮廓。当压力护面层由形成环形部件的螺旋卷绕的线形成时，来自管上的外部压力或内部压力的径向力致使环形元件扩张或收缩，将拉伸载荷施加于这些线上。在许多已知的柔性管设计中，管本体包括一个或更多个拉伸护面层。这种层上的主要载荷是张力。在诸如深水和超深水环境之类的高压应用中，由于内部压力端盖载荷和柔性管自支承重量的结合而使拉伸护面层经受高的拉伸载荷。由于长时间段地经受这种条件，因此这可能引起柔性管失效。柔性管还可以用于浅水应用(例如小于约500米的深度)或者甚至用于海岸(陆地)应用。一种用以提高载荷响应及因此提高护面层或构架层的性能的方法是由更厚、更高强度且因此更坚固的材料来制造层。例如，对于通常由与层中相邻的卷绕组互锁的卷绕的线所形成的层的压力护面层来说，由更厚的材料制造该线导致强度适当地增大。然而，柔性管的重量随着所使用的材料增多而增加。最终，柔性管的重量可能成为管的使用中的限制因素。另外，使用越来越厚的材料制造柔性管会明显地增加材料的成本，这也是一个缺点。WO2011/073687和WO2011/073688公开了一种包括互锁的卷绕组的构架层的柔性管。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少部分地缓解上述问题。本专利技术的实施方式的目的是提供一种柔性管本体的层，该层与已知的构型相比具有提高的强度特性。本专利技术的实施方式的目的是提供一种柔性管本体的层，该层与已知的构型相比具有高的刚度然而更轻的重量。本专利技术的实施方式的目的是提供一种柔性管本体的层，该层与已知的构型相比具有改进的性能。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于从海底位置输送流体的柔性管本体，包括：层，该层包括由夹持在两个另外的子层之间的至少第一子层形成的带元件，其中，第一子层具有比所述两个另外的子层中的至少一个子层更小的密度。根据本专利技术的第二方面，提供一种提供用于从海底位置输送流体的柔性管本体的方法，包括：提供层，该层包括由夹持在两个另外的子层之间的至少第一子层所形成的带元件，其中，第一子层具有比该两个另外的子层中的至少一个子层更小的密度。本专利技术的某些实施方式提供了下列优点：提供了一种具有足够强度、刚度和硬度、然而与固体材料的层相比具有减轻的重量的管本体层。因此，柔性管将能承受更深的水深，和/或需要更少的浮力模块用以抵消管中由管自身的重量所引起的拉伸。本专利技术的某些实施方式提供了下列优点：提供了一种具有高的第二转动惯量的管本体层。本专利技术的某些实施方式提供了下列优点：提供了一种管本体层，其作为构架层和/或外层特别地有用并且具有改进的能量吸收性能。附图说明在下文中参照附图进一步描述本专利技术的实施方式，其中：图1示出了柔性管本体；图2a和图2b示出了构架层；图3示出了上升装置组件；图4示出了构架层；以及图5示出了图4的构架层的一部分的放大图。在附图中，相同的附图标记指的是相同的部件。具体实施方式在整个本说明书中，将参照柔性管进行说明。将会理解的是，柔性管是由管本体的一部分与一个或更多个端部配件构成的组件，管本体的相应端部终止于这些端部配件中的每一个端部配件中。图1示出了根据本专利技术的实施方式是如何由形成承压导管的分层材料的组合来形成管本体100的。尽管在图1中示出了多个特定层，但是应理解的是，本专利技术可被广泛地应用于包括由多种可能的材料制成的两个层或更多个层的同轴的管本体结构。还应注意的是，层的厚度仅仅是出于说明性的目的而示出的。如图1中所示，管本体包括可选择的最内部的构架层101。该构架提供了互锁结构，该互锁结构可被用作最内层以完全地或部分地防止内部压力护套102由于管减压、外部压力、拉伸护面压力、和机械碾压载荷而垮塌。应了解到，本专利技术的某些实施方式可应用于“光滑孔”操作(即没有构架)和这种“粗糙孔”应用(具有构架)。图2a更加详细地示出了构架层101的横截面。构架层通过螺旋地卷绕带形成，使得相邻的卷绕组1011、1012、1013互锁。在图2b中示出了单个卷绕组1011。内部压力护套102作为流体保持层并且包括确保内部流体完整性的聚合物层。应理解的是，该层本身可以包括多个子层。应了解的是，当利用可选择的构架层时，内部压力护套通常被那些本领域技术人员称为屏障层。在没有这种构架的操作(所谓的光滑孔操作)中，内部压力护套可以被称为衬套。可选择的压力护面层103是铺设角接近90°的结构层，该结构层提高了柔性管对内部压力和外部压力及机械碾压载荷的抵抗力。该层还在结构上支承内部压力护套，并且通常包括互锁的构造。柔性管本体还包括可选择的第一拉伸护面层105和可选择的第二拉伸护面层106。每个拉伸护面层都是铺设角通常在10°与55°之间的结构层。每个层都被用于承受拉伸载荷和内部压力。拉伸护面层通常是成对地反向卷绕的。所示出的柔性管本体还包括可选择的带层104，该带层有助于包含底层并且在一定程度上防止相邻层之间的磨损。柔性管本体通常还包括可选择的绝缘层107和外部护套108，该外部护套108包括用于保护管不受海水的渗透和其它外部环境、腐蚀、磨损、和机械损坏影响的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从海底位置输送流体的柔性管本体，包括：层，所述层包括由夹持在两个另外的子层之间的至少第一子层所形成的带元件，其中，所述第一子层具有比所述两个另外的子层中的至少一个子层更小的密度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.13 GB 1121410.31.一种用于从海底位置输送流体的柔性管本体，包括：层，所述层包括被螺旋地卷绕的带，其中，所述带在卷绕之前被预成形，使得所述带由夹持在两个另外的子层之间的至少第一子层所形成，其中，所述第一子层具有比所述两个另外的子层中的至少一个子层更小的密度，以及其中，所述第一子层包括由金属、复合材料、玻璃、碳纤维、纳米管所制成的多个丝或者由纺织纤维、编织纤维或者编结纤维制成的织物。2.根据权利要求1所述的柔性管本体，其中，所述第一子层具有比所述两个另外的子层两者均更小的密度。3.根据前述权利要求中的任一项所述的柔性管本体，其中，所述另外的子层的每者均由均质材料制成。4.根据权利要求1所述的柔性管本体，其中，所述多个丝随机地或半随机地定向。5.根据权利要求1或4所述的柔性管本体，其中，所述多个丝烧结、或者铜焊、或者粘附于所述另外的子层。6.根据权利要求1所述的柔性管本体，其中，所述多个丝在所述丝之间以及在所述另外的子层之间限定一个或更多个孔。7.根据权利要求1所述的柔性管本体，其中，所述多个丝由不锈钢、镍合金或者钛合金制成。8.根据权利要求1所述的柔性管本体，其中，所述两个另外的子层由不锈钢制成。9.根据权利要求1所述的柔性管本体，其中，所述两个另外的子层中的至少一个子层由镍合金制成。10.根据权利要求1所述的柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·阿拉斯代尔·克莱门茨，
申请(专利权)人：韦尔斯特里姆国际有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB