用于对管的环空中的缓蚀流体进行控制和强制循环的管制造技术

本发明专利技术提供了一种用于对管的环空中的缓蚀液进行控制和强制循环的管，该环空位于管的内部压力屏障(6)和外覆盖件(8)之间并包含多个层，所述管包括：环空内的两层抗拉铠装(1)；至少一根注入管(2)，其螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；至少一根回流管(2)，其螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；环空内的通风层(10)，所述通风层构造成促进流体纵向流动通过所述管的环空。

A tube used to control and force circulation of the corrosion inhibitor fluid in the annulus of a tube

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对管的环空中的缓蚀流体进行控制和强制循环的管相关申请的交叉引用本申请要求于2017年5月30日提交的BR102017011386﹣8的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及管道和立管技术。更具体地，本专利技术涉及具有用于对通过管道的环空的流体进行控制和强制循环的系统的管道。
技术介绍
海上环境中的石油生产使得被称为立管的上升管道得到广泛使用。这样的管道包括立管和与立管相连的出油管，所述立管和所述出油管固定在海床上,可以是柔性的也可以是刚性的，所述管道具有收集由水下井产出的油、将油输送到浮式单元或平台、然后将油送往油轮或直接送往陆上设施的功能。立管和出油管也用于从浮式单元或平台向井中注入气体、化学物质和其他流体，以用于各种目的，诸如井的增注或将腐蚀性气体储存在罐中。根据标准APISpec17J和APIRP17B(其描述通过引用并入本文)设计的“非粘结”型柔性管具有铠装，该铠装通常由碳钢和碳锰钢构造而成，所述铠装被限制于两个可渗透的聚合物层之间的环空内，第一层(称为“屏障”)用于隔离在管内输送的流体，第二层用于隔离周围环境(称为“外覆盖件”或“外护套”)。即，屏障和外覆盖件可以被认为是管的内护套和外护套。在本文中，术语“环空”用来指屏障和外覆盖件之间的空间。铠装易于受到腐蚀性气体(CO2和H2S)和水的腐蚀，水从管内部渗透穿过屏障的聚合物。环形空间的气密性的任何损失也会导致在环空中存在水。腐蚀可能导致失效机理，例如点蚀和由CO2或H2S引起的应力腐蚀。由CO2(SC﹣CO2)引起的应力腐蚀是一种当前版本的柔性管国际标准(APISpec17J和ISO-13628-2)未涵盖的失效机理。标准ISO﹣13628﹣2的内容也相关，在此通过引用并入本文。当前，柔性管通常被构造为不具有集成系统(对于至管体和连接器而言)，用于利用位于外覆盖件和屏障之间的环空进行强制循环，这将使得可能移走存在于其环空中的腐蚀气体，以降低其浓度或逸度并防止或最小化其腐蚀作用。在石油工业中的某些情况下，柔性管的各个区段或分段在其端部处设有凸缘，使得它们的环形空间相互连接，以允许降低腐蚀性气体的浓度。然而，该常规技术方案不足以防止因环空中的水的凝结或由于海水进入而导致环空的完整性丧失而引起的腐蚀。通常，环空非常有限，从而使得已经渗透的气体的循环和其他流体的循环变得困难。因此，如果不使用强制循环或者柔性管的设计特征没有变化，则将腐蚀性流体去除或稀释到可接受的水平也变得困难。当前市场上的柔性管在其环空上具有多层，这使得流体循环难以进行，并且在所述层中的具有溶解的水的CO2液滴或气泡由于某些金属层(例如，如实际推荐APIRP17B中的图7所示的“Z形”，“T形”或C形”层)的几何特性可能被捕获并且被捕获在金属层和聚合物层之间的间隙中或者否则被捕获在布置在这些层之间的元件(诸如抗磨带或抗屈曲带)中。例如，文献US20130068465A1公开了一种用于使流体循环通过挠性立管的环空的方法，该方法需要使用带管的脐带件，以允许例如腐蚀抑制剂在环空中循环。但是，该文件没有提供允许减轻柔性管的铠装中的腐蚀问题(例如SC﹣CO2和点蚀)所必需的柔性管或连接器的结构改变。该文献仅考虑单根连续的立管，而不是由多个分段组成的立管。因此，文献US20130068465A1没有考虑，例如由于某个区域(例如，在柔性管由若干分段构成时的特定分段)中的外覆盖件中有损坏而使得环空的气密性丧失的情况下如何减轻在柔性管的铠装中的腐蚀。在这种情况下，在环空被海水淹没的区域中中断循环。此外，由US20130068465A1教导的方法需要在平台中有用于连接每个脐带件的附加支撑，脐带件将允许在立管的环空中进行必要的循环。文献US8857521涉及一种柔性管和连接器的系统，该系统允许在快速减压的情况下释放已渗透到管道的各层(环空)中的气体，以避免层塌陷。对于管道铠装中的防腐蚀问题，该文件没有提及。即使为了使环空中的流体通风而提出在US8857521中提及的用于使环空连接到柔性管道内部的方法和连接器，但这种通风是不可能的。这是因为在操作中环空和管道内部连接到柔性管的情况下，管道内部的压力将大于环空中的压力。这将不允许环空中的流体返回到管道内部，因此不会去除可能累积的任何腐蚀性化学物质。此外，还存在一种可能性，出现在管道内部输送的流体直接迁移到环空，这会增加腐蚀性。文献WO2011026801A1基于铠装的防腐蚀，从而在开始操作柔性管之前考虑在柔性管的环形空间中填充保护液，例如MEG(单乙二醇)和甲醇。该文件考虑了在输送到安装地点之前在制造工厂或在码头周围或在存储卷盘或转盘上时用保护液填充管。防腐蚀原理基于通过用选定的流体填充环空的所有空的空间来形成物理屏障，从而防止水和腐蚀性流体与铠装金属丝接触。重要的是指出该原理不会阻止腐蚀性气体渗透通过屏障。此外，一旦这些气体已渗透到环空中，仍然有可能在环空中形成CO2的气泡或液滴，这不能保证所述CO2的气泡或液滴穿过环空并且渗透到海洋中而不与铠装的金属接触和粘附，或者甚至可能被捕获在各层之间的间隙中或在各层的间隙中。在任何情况下，出现使得环空暴露于大海的覆盖物损坏将使得保护液逸入大海中。除了其可能的环境影响之外，还取决于所选择的流体，这意味着存在海水将逐渐进入并形成与已渗透的腐蚀性气体相关的腐蚀性环境。对于竖直立管或甚至铺设在不平坦的海床上的出油管而言，腐蚀性流体和水进入环空可能由于密度不同而促进腐蚀性流体和水以及保护液之间的相分离，从而促进未受保护区段中的腐蚀。文献EP2729723B1涉及一种利用两个环形空间和连接器的柔性管，这允许已渗透到两个环形空间中的流体被排出。使用两个环形空间意味着已渗透到管道最外层环空的气体所达到的浓度低于仅使用一个环空所期望的浓度。然而，尽管存在减小抗拉铠装的环空中浓度的趋势，但是目前尚不知道什么样的CO2浓度极限会避免激发最外环空中应力腐蚀和由CO2引发的点蚀过程。一旦水开始在具有相当大的腐蚀性气体浓度的最里面环空中凝结，则将激发应力腐蚀和由CO2引起的点蚀过程并且可能将无法使其停止，这是因为EP2729723B1没有设想使流体在环空中强制循环，这会移除捕获在各层之间的间隙中的CO2(或其他腐蚀性气体)的液滴或气泡。文献US8820412B2设想使用管来代替抗拉铠装的封闭在带中的一些金属丝或管。该文件考虑了将缓冲流体冲洗通过立管的整个长度，该流体从最上端进入和离开立管环空。它涉及使用沿着管长度穿孔的用于缓冲流体的管的构思，以及还涉及一种管具有实心壁并且仅在与引入缓冲流体的端部相对的端部敞开的构思。对于本文件的使用沿柔性管的长度穿孔的管的构思，一旦水开始在环空中凝结(或进入)，将难以通过管注入流体。管中的孔与环空中的气液边界线的相互作用将阻止完全循环，从而允许形成腐蚀性环境。对于该文献的基于使用仅在供应流体的相对端部敞开的管的构思，仅当存在单个柔性管道分段时才考虑流体的循环。没有考虑在一个以上分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对管的环空中的缓蚀流体进行控制和强制循环的管，所述环空位于所述管的内部压力屏障和外覆盖件之间并包含多个层，所述管包括：/n环空内的两层抗拉铠装；/n至少一根注入管，其螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；/n至少一根回流管，其螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；和/n环空内的通风层，所述通风层构造成促进流体纵向流动通过管的环空。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170530 BR 102017011386-81.一种用于对管的环空中的缓蚀流体进行控制和强制循环的管，所述环空位于所述管的内部压力屏障和外覆盖件之间并包含多个层，所述管包括：
环空内的两层抗拉铠装；
至少一根注入管，其螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；
至少一根回流管，其螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；和
环空内的通风层，所述通风层构造成促进流体纵向流动通过管的环空。


2.根据权利要求1所述的管，其中，所述通风层包括螺旋地布置在所述管的纵向延伸部的至少一部分上的通风带。


3.根据权利要求2所述的管，其中，所述通风带包括横过所述通风带的宽度的槽。


4.根据权利要求3所述的管，其中，所述通风带铺设成使得所述槽对准，从而相对于所述管的纵向轴线形成纵向通道。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的管，其中，所述通风带包括穿过所述通风带的宽度的孔。


6.根据权利要求5所述的管，其中，所述通风带铺设成使得所述孔对准，以相对于所述管的纵向轴线形成纵向通道。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的管，其中，所述通风带由以下材料中的一种制成：布；金属；聚合物；芳纶线；玻璃丝；挤压材料和螺旋编织带。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的管，所述管还包括螺旋地施加在所述内部压力屏障上的一层抗溶胀或抗挤压的带，其中所述抗溶胀或抗挤压的带被施加为相继的重叠环，并且其中所述抗溶胀或抗挤压的带包含孔，以允许流体通过。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的管，其中，所述通风层位于两层抗摩带之间，所述两层抗摩带位于所述两层抗拉铠装之间。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的管，其中，所述至少一根注入管和至少一根收集管被定位为用作所述抗拉铠装的金属丝的替代物。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的管，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·卡皮吉亚尼德阿尔梅达，G·卡梅罗坎佩罗，J·里贝罗，R·G·D·梅洛索布雷拉，W·C·小卢雷罗，M·T·皮扎帕斯，
申请(专利权)人：巴西石油公司，
类型：发明
国别省市：巴西;BR