本发明专利技术涉及脐管，其包含多个用于提供其液压功能、电功能、信号功能和化学功能的功能元件，其中所述功能元件中的至少一些包含含有高强度聚烯烃纤维的纤维鞘。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及脐管，其包含多个用于提供其液压功能、电功能、信号功能和化学功能的功能元件，其中所述功能元件中的至少一些包含含有高强度聚烯烃纤维的纤维鞘。【专利说明】脐管本专利技术涉及脐管，其包含多个用于提供液压功能、电功能、信号功能和化学功能的功能元件，例如往来于水下设施。这种脐管主要用于烃的海上生产中，但是它也可以应用于其他行业中，在这些行业中需要在优选地一个单一设备中组合传输至少电、信号和流体。已知的脐管在WO 2011/131969中公开了，其包含脐管元件例如电缆、光缆和软管以及用于承载作用于脐管上的载荷的元件。WO 2011/131969中的承载载荷的元件是包含高强度有机纤维的合成绳索。例如US 6，472，614、WO 93/17176、GB 2，316，990、US6，472，614、WO 2005/124095、US 2007/0251694、GB 2，326，177、WO 2005/124095 和 US6，472，614中给出了用钢加固的脐管的其他公开内容。已知的脐管、尤其是WO 2011/131969中的脐管具有多个优点，例如它们可以在较大的水深度和/或在较大或较剧烈的动力载荷下使用。它们还具有良好的机械性质，尤其是在轴向方向上，并且可以更容易地制造、安装和维修。然而，特别是在水下安装脐管时，一些因素会起到重要的作用。典型地，脐管是管和缆线的复合层状系统，通过将其从绞盘上的保存设备上解下来从安装平台安装。非常重要的是，已经注意到在储存和运输时，不期望的压力会作用于脐管上。而且，在安装过程中，脐管受到各种载荷，例如来源于安装装置的挤压-载荷，以及由风浪产生的载荷。还已知最高载荷、尤其是最高拉伸和弯曲应力位于脐管的顶部，即更靠近安装平台的部分。这些载荷再加上脐管过高或过低柔性会对其各层之间复杂的相互作用产生不利影响，并且在这些层之间产生摩擦，而摩擦会反过来损坏脐管。同样，在脐管内部产生的复杂的相互作用以及对其的要求使得设计工程师面临挑战。对例如较高的电压、较高的功率(power)、较高的温度和压强和较轻的重量的需求日益增加，尤其是用于深海脐带缆时，这些需求迫使工程师对这种系统做超裕度设计(overdesign),这又反过来导致甚至更复杂的系统和/或更高的成本。因此，希望提供具有较低程度的上述缺点或者不具有上述缺点的脐管。具体来说，期望获得以下脐管，该脐管具有最佳柔韧性并且能够应对大量作用于其上的载荷，从而在特定条件下获得有利的结果。也期望获得鉴于其特定要求允许更大的设计自由的脐管。本专利技术提供了脐管，其包含多个用于提供其液压功能、电功能、信号功能和化学功能的功能元件，其中这些功能元件中的至少一些包含含有高强度聚烯烃纤维的纤维鞘。优选地，向所述脐管提供液压功能的所有功能元件都包含所述纤维鞘，更优选地脐管所包含的所有功能元件包含所述纤维鞘。专利技术人观察到，本专利技术的脐管(也简称为本专利技术脐管)具有用于在其安装时防止其所包含的功能元件恶化所需要的柔韧性。具体地来说，专利技术人观察到，本专利技术脐管的柔韧性可以在以下方面得到优化:功能元件之间的摩擦被降低至低于恶化阈值，同时也允许足够的摩擦来确保在脐管的各种元件之间足够的载荷分配，因为上述足够的载荷分配在这种脐管的安装中是必需的。本专利技术脐管的另一个优点是，它可以安全快速地安装。一旦安装后，本专利技术脐管可以表现出最佳的动态疲劳响应，即在其各种元件之间优化的载荷分配。下文中描述了本专利技术脐管的各种优选实施方式。在一个优选的实施方式中，本专利技术脐管所包含的功能元件中的至少一些包含纤维鞘，其中每个功能元件中纤维鞘的质量％为至少0.1质量％、更优选地至少0.5质量％、最优选地至少1.0质量％,每个功能元件中纤维鞘的质量％是相对于所述元件的总质量计算得到的。通常，在一个脐管中，该脐管所包含的各种功能元件的质量之间存在差值，例如提供液压功能的功能元件的质量可以与提供信号功能或电力功能的功能元件的质量不同。观察到，当适当地根据具体功能元件的功能来调节纤维鞘的质量％时，可以实现较大的设计自由和最优的性质。优选地，每个功能元件的纤维鞘的质量％为至多25质量％、更优选地至多10质量％、最优选地至多5质量％，每个功能元件的纤维鞘的质量％是相对于所述元件的总质量计算得到的。优选地，含纤维鞘的至少部分功能元件、更优选地所有功能元件具有外表面，其中外表面是由纤维鞘形成的。换句话说，功能元件诸如电缆通常具有含有层状结构的壁。优选的是，功能元件的壁所包含的外层包含纤维鞘。本专利技术脐管的功能元件所包含的纤维鞘也可以被各种材料涂布和/或浸溃，这些材料增强所述纤维鞘的各种性质或者甚至提供其功能。根据本专利技术，适合用于涂布或浸溃的任何材料都可以使用，例如聚合材料的熔体，诸如热塑性材料、热固性材料和弹性体，更具体地聚烯烃和聚烯烃共聚物诸如聚丙烯和聚乙烯，例如低密度聚乙烯(LDPE);液晶聚合物；丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS);苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN);聚乙酸乙烯酯(PVA)和乙烯-乙酸乙烯酯(EVA);聚丙烯酸酯；聚酰胺；聚丁二烯；环氧化物；聚酰亚胺；硅基橡胶和氟硅酮基橡胶等等。也可以使用液体配制品，例如各种固体在液体介质中的悬浮液。优选地，流体介质是水。适合用于制备这种悬浮液、尤其水基悬浮液的固体材料的合适例子包括聚氨酯、环氧化物、蜡、橡胶和硅酮基材料。按照本专利技术使用的纤维鞘包含高强度聚烯烃纤维。优选的聚烯烃纤维是由聚丙烯或聚乙烯的均聚物或共聚物制造的纤维。更优选地，聚烯烃是聚乙烯、最优选地超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。本文中“UHMWPE”被理解为具有至少3dl/g、更优选地至少4dl/g、最优选地至少5dl/g的特性粘度(IV)的聚乙烯。优选地，所述IV为至多40dl/g、更优选地至多25dl/g、更优选地至多15dl/g。IV可以根据ASTM D1601 (2004)在135°C下在十氢化萘中来进行测定，溶解时间为16小时，以2g/l溶液的量使用BHT(丁基化的羟基甲苯)作为抗氧化剂，通过将在不同浓度下所测得的粘度外推至零浓度来确定。优选地，UHMWPE纤维是凝胶纺丝纤维，即使用凝胶纺丝工艺制造的纤维。用于制造UHMWPE纤维的凝胶纺丝工艺的例子在许多出版物中描述，包括EP 0205960 A、EP 0213208 AUUS 4413110,GB 2042414A、GB-A-2051667、EP 0200547 B1、EP 0472114 B1、WO 01/73173 Al、EP 1，699，954，以及“Advanced Fibre Spinning Technology，，，Ed.T.Nakajima, Woodhead Publ.Ltd(1994),ISBN 185573 182 7 中。本文中“纤维”被理解为具有长度尺寸和横向尺寸(例如宽度和厚度)的细长体，其中长度尺寸比横向尺寸大得多。术语“纤维”还包括各种实施方式，例如长丝、丝带、条、宽带、带以及其它具有规则或不规则横截面的物体。纤维可以具有连续的长度(在本领域中也称为长丝(filament))或者不连续的长度(这种情况下在本领域中称为短切纤维(staplefiber))。按照本专利技术使用的优选的纤维是具有本质上圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
脐管，其包含多个用于提供其液压功能、电功能、信号功能和化学功能的功能元件，其中所述功能元件中的至少一些包含含有高强度聚烯烃纤维的纤维鞘。
【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：乔恩·波伊斯顿，鲁洛夫·马里萨恩，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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