检测装置及方法制造方法及图纸

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种检测装置及方法。具体地，本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。根据本专利技术的第一方面，提供了一种被布置成检测柔性管体内的缺陷的检测装置，该检测装置包括：电源，该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的长度延伸，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；以及第一仪表，该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；其中，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。每个导电构件中流动的电流的变化可以指示接地故障沿着导电构件之一的位置。导电构件之一可以包括传感器构件，该传感器构件沿着柔性管体的至少一部分长度被暴露，并且每单位长度的传感器构件具有预定的电阻，并且，另一导电构件包括电绝缘的返回构件。电源可以被布置成向传感器构件或返回构件供应恒定电流；其中，如果恒定电流被供应到所述传感器构件，则每个导电构件中流动的电流的变化指示沿着传感器构件从电源到接地故障之间的距离；以及，其中，如果恒定电流被供应到所述返回构件，则每个导电构件中流动的电流的变化指示沿着传感器构件从返回构件的连接点到接地故障之间的距离。电源可以包括第一DC恒定电流源，第一DC恒定电流源具有第一端子和第二端子，第一端子被布置成向第一导电构件供应恒定电流，以及第二端子与第二导电构件耦接。检测装置还可以包括第一电阻器，该第一电阻器被耦接在第一电流源的第二端子与第二导电构件之间；其中，第一仪表包括第一电压表，该第一电压表被布置成测量第一电阻器两端的电压并且检测表示接地故障的压降。检测装置还可以包括第二电压表，该第二电压表被布置成测量第一电流源两端的电压；其中，导电构件之一包括传感器构件，传感器构件沿着柔性管体的至少一部分长度被暴露并且每单位长度的传感器构件具有预定的电阻，并且，另一导电构件包括电绝缘的返回构件；以及，其中，第一电流源两端的电压的变化指示沿着传感器构件从与第一电流源的第一端子耦接的端部到所接地故障之间的距离。电源还包括：第二DC恒定电流源，该第二DC恒定电流源具有被布置成向第二导电构件供应恒定电流的第一端子以及与第一导电构件耦接的第二端子；第二电阻器，第二电阻器被耦接在第二电流源的第二端子与第一导电构件之间；以及第三电压表，第三电压表被布置成测量第二电阻器两端的电压并且检测表示接地故障的压降。第一电流源和第二电流源被布置成使得每次只有第一电流源和第二电流源之一向导电构件供应电流；以及，其中，每个电流源彼此电隔离。检测装置还包括第四电压表，该第四电压表被布置成测量第二电流源两端的电压；其中，第二电流源两端的电压的变化指示沿着传感器构件从与第二电流源的第一端子耦接的端部到接地故障之间的距离。根据本专利技术的第二方面，还提供了一种用于检测柔性管体内的缺陷的方法，该方法包括：在第一导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被布置成检测柔性管体内的缺陷的检测装置，所述检测装置包括：电源，所述电源被布置成耦接在第一导电构件与第二导电构件之间，并且向所述第一导电构件和所述第二导电构件供应电流，所述第一导电构件和所述第二导电构件至少部分地沿着所述柔性管体的长度延伸，并且除了在远离所述电源的一点处彼此电连接之外，所述第一导电构件与所述第二导电构件彼此电隔离；以及第一仪表，所述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；其中，所检测到的变化指示导致沿着所述导电构件之一出现接地故障的管体缺陷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.29 GB 1319099.61.一种被布置成检测柔性管体内的缺陷的检测装置，所述检测装置包括：
电源，所述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
向所述第一导电构件和所述第二导电构件供应电流，所述第一导电构件和所述
第二导电构件至少部分地沿着所述柔性管体的长度延伸，并且除了在远离所述
电源的一点处彼此电连接之外，所述第一导电构件与所述第二导电构件彼此电
隔离；以及
第一仪表，所述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；
其中，所检测到的变化指示导致沿着所述导电构件之一出现接地故障的管
体缺陷。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其中，每个导电构件中流动的电流的
变化指示所述接地故障沿所述导电构件之一的位置。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其中，所述导电构件之一包括传感器
构件，所述传感器构件沿着所述柔性管体的至少一部分长度被暴露，并且每单
位长度的所述传感器构件具有预定的电阻，并且另一导电构件包括电绝缘的返
回构件。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其中，所述电源被布置成向所述传感
器构件或所述返回构件供应恒定电流；
其中，如果恒定电流被供应到所述传感器构件，则每个导电构件中流动的
电流的变化指示沿着所述传感器构件从所述电源到所述接地故障之间的距离；
以及
其中，如果恒定电流被供应到所述返回构件，则每个导电构件中流动的电
流的变化指示沿着所述传感器构件从所述返回构件的连接点到所述接地故障之
间的距离。
5.根据前述权利要求中任一项所述的检测装置，其中，所述电源包括第一
DC恒定电流源，所述第一DC恒定电流源具有第一端子和第二端子，所述第一

\t端子被布置成向所述第一导电构件供应恒定电流，以及所述第二端子被耦接至
所述第二导电构件。
6.根据权利要5所述的检测装置，还包括第一电阻器，所述第一电阻器被
耦接在所述第一电流源的第二端子与所述第二导电构件之间；
其中，所述第一仪表包括第一电压表，所述第一电压表被布置成测量所述
第一电阻器两端的电压并且检测表示接地故障的压降。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的检测装置，还包括第二电压表，所
述第二电压表被布置成测量所述第一电流源两端的电压；
其中，所述导电构件之一包括传感器构件，所述传感器构件沿着所述柔性
管体的至少一部分长度被暴露并且每单位长度的所述传感器构件具有预定的电
阻，并且另一导电构件包括电绝缘的返回构件；以及
其中，所述第一电流源两端的电压的变化指示沿着所述传感器构件从耦接
至所述第一电流源的所述第一端子耦接的端部到所述接地故障之间的距离。
8.根据权利要求7所述的检测装置，其中，所述电源还包括：
第二DC恒定电流源，所述第二DC恒定电流源具有被布置成向所述第二
导电构件供应恒定电流的第一端子以及与所述第一导电构件耦接的第二端子；
第二电阻器，所述第二电阻器被耦接在所述第二电流源的所述第二端子与
所述第一导电构件之间；以及
第三电压表，所述第三电压表被布置成测量所述第二电阻器两端的电压并

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·克罗斯·麦克纳布，杰弗里·斯蒂芬·格雷厄姆，菲利普·迈克尔·亨特·诺特，
申请(专利权)人：通用电气石油和天然气英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB