用于浸没在水域内的输送天然气和/或石油流体的柔性管制造技术

用于浸没在水域内的输送天然气和/或石油流体的柔性管。本发明专利技术涉及用于输送天然气和/或石油流体的柔性管，用于浸没在水域内，柔性管从外向内具有：密封外套，用于限制水域的水进入柔性管内；至少一个外加强结构件，用于加强柔性管以抵抗内部径向力和/或拉力；保护内套(6)；环形空间，由密封外套和保护内套(6)限定，外加强结构件布置在环形空间内；管形内加强结构件(8)，用于加强柔性管以抵抗施加在柔性管上的外部径向力，具有至少一个螺旋形空隙(10)和用于限制天然气和/或石油流体从内部通道流向环形空间的至少一个密封件(11)，密封件(11)呈螺旋状卷绕于至少一个螺旋形空隙(10)内。本发明专利技术可减少外加强结构件的腐蚀。本发明专利技术可减少外加强结构件的腐蚀。本发明专利技术可减少外加强结构件的腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
用于浸没在水域内的输送天然气和/或石油流体的柔性管


[0001]本专利技术涉及用于在水域内输送天然气和/或石油流体的柔性管的

[0002]本专利技术的
尤其涉及非粘合(英文术语为“unbonded”)型柔性管。

技术介绍

[0003]一般来说，在海底环境输送天然气和/或石油流体的柔性管浸没在深度可能超过3000米的水域内。其尤其有利于在海底设备与海面设备之间载送天然气和/或石油流体。其也可用于连接两个海底设备。一些柔性管还可用于连接两个海面设备。
[0004]柔性管的结构在现有技术中广为公知，尤其在美国石油研究所公布的标准文献API RP 17B(Recommended Practice for Flexible Pipe《柔性管的推荐使用》))和API 17J(Specification for Unbonded Flexible Pipe《非粘合柔性管的技术规格》)中述及。
[0005]柔性管一般由一组叠置的同心层形成。该柔性管被视为“非粘合”型，因为柔性管多层中的至少一层能在柔性管弯曲时相对于相邻层纵向移动。特别是，非粘合柔性管是没有连接形成柔性管各层的粘结材料的柔性管。
[0006]柔性管从内向外一般具有通常称为骨架或内骨架的内加强结构件、密封聚合物内套、至少一个外加强结构件、以及密封聚合物外套。
[0007]内骨架的主要作用是承接例如与静水压力有关的径向紧压作用力。内骨架用异型金属带以短螺距卷绕以形成彼此间卡扣的螺旋圈而制成。表述“以短螺距”体现了螺旋形盘绕圈的特征，螺旋形盘绕圈具有绝对值为70
°
至90
°
之间的螺旋角。内骨架的螺旋角的绝对值一般接近85
°
。一般来说，金属带截面呈S形。因此，金属带的每个螺旋圈与相邻螺旋圈配合，从而形成内加强结构件的卡扣。
[0008]密封聚合物内套更通常地称为“耐压套”(英文术语为“pressure sheath”)或“内套”，是围绕内加强结构件挤压成型的套。其主要作用是使天然气和/或石油流体禁闭在柔性管内部。因此，密封聚合物内套限定用于天然气和/或石油流体流通的内部通道。内套布置在外加强结构件内侧。
[0009]外加强结构件用于加强柔性管以抵抗径向力和/或轴向力。柔性管一般具有两个加强结构件。例如，柔性管从内向外具有一耐压铠甲和一些抗拉铠装层。耐压铠甲(英文术语为“pressure armor”)一般由金属型丝以短螺距围绕密封聚合物内套按接合的螺旋圈卷绕而形成。因此，耐压铠甲可承接与柔性管中流通的流体的压力有关的径向力。耐压铠甲具有绝对值一般接近85
°
的螺旋角。抗拉铠装层的作用是承接施加在柔性管上的拉力。这些抗拉铠装层由以长螺距围绕耐压铠甲卷绕的铠装件形成。表述“以长螺距”体现了螺旋形盘绕的特征，所述螺旋形盘绕具有绝对值小于或等于60
°
的螺旋角。柔性管一般具有一对或两对交叉的抗拉铠装层，这些层的螺旋角的绝对值通常为20
°
至60
°
之间，有利地为25
°
至55
°
之间。铠装件通常称为铠装丝，一般由金属材料或复合材料构成。密封聚合物外套通常称为外套，是围绕外加强结构件挤压成型的套。该外套的作用尤其是保护外加强结构件以防腐蚀，当柔性管浸没于水底时尤其如此。
[0010]尽管耐压套对于碳氢化合物和其他输送的流体例如水是密封的，但是少量气体可穿过它缓慢散逸，当温度和压力高时尤其如此。这种现象主要涉及小尺寸分子，尤其是气态水、以及二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和甲烷(CH4)。因此，当天然气和/或石油流体包含一种或多种所述气体时，一种或多种所述气体可穿过不密封的内骨架，然后穿过耐压套散逸，再积聚到位于耐压套与外套之间的环形空间中。由于环形空间中存在水——水例如可能源于外套意外破裂或者穿过耐压套散逸的气态水的冷凝，这些气体可能造成金属元件腐蚀以及外加强结构件的可能存在的复合材料件的化学老化。外加强结构件的金属元件的腐蚀于是可能导致柔性管过早破裂。
[0011]因此有必要提供一种具有有限破裂危险的、用于浸没在水域内的输送天然气和/或石油流体的柔性管。

技术实现思路

[0012]为此，本专利技术提出一种用于输送天然气和/或石油流体的柔性管，柔性管用于浸没在水域内，所述柔性管从其外向内具有：
[0013]-密封外套，用于限制水域的水进入柔性管内，
[0014]-至少一个外加强结构件，用于加强柔性管以抵抗内部径向力和/或拉力，
[0015]-保护内套，
[0016]-环形空间，由密封外套和保护内套限定，外加强结构件布置在环形空间内，
[0017]-管形内加强结构件，用于加强柔性管以抵抗施加在柔性管上的外部径向力，管形内加强结构件具有：
[0018]-异型带，异型带呈螺旋状卷绕以形成管形内加强结构件，所述异型带的相邻螺旋圈彼此卡扣，所述异型带限定至少一个螺旋形空隙。
[0019]本专利技术的特征在于管形内加强结构件还具有：
[0020]-至少一个密封件，用于限制天然气和/或石油流体从内部通道流向环形空间，密封件呈螺旋状卷绕于至少一个螺旋形空隙内。
[0021]内加强结构件具有螺旋形间隙，天然气和/或石油流体中含有的气体小分子例如二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)或甲烷(CH4)又或者气态水分子可能通过这些螺旋形间隙进入、然后穿过密封聚合物内套散逸。根据本专利技术，密封件封闭这些螺旋形间隙中的至少部分间隙，以阻止天然气和/或石油流体穿透内加强结构件流通。这样，内加强结构件不再允许天然气和/或石油流体通过，从而形成大大限制了可能从柔性管内散逸到环形空间中的气体量的一种密封结构件。因此，借助于本专利技术，环形空间中存在的腐蚀性气体量保持极少，低于可能引起外加强结构件劣变的阈值。
[0022]根据本专利技术的一种实施方式，异型带的横截面具有：
[0023]-第一端部区域，具有下支承自由端、由第一横向连接分支部连接于下支承自由端的上支承分支部，
[0024]-第二端部区域，具有下支承分支部、由第二横向连接分支部连接于下支承分支部的上支承自由端，
[0025]-中央区域，具有第三横向分支部，第三横向分支部使第一端部区域的上支承分支部连接于第二端部区域的下支承分支部，
[0026]并且，第一螺旋圈的第二端部区域的上支承自由端插入相邻螺旋圈的第一端部区域的下支承自由端与上支承分支部之间，以形成管形内加强结构件的卡扣。
[0027]内加强结构件的构形可承接外部径向力，通常是与施加在柔性管上的静水压力有关的外部径向力，其可达到300巴，甚至更高。因此，所述卡扣在每个螺旋圈之间形成轴向幅度可改变的一个分离区(d
é
joint)，从而允许柔性管弯曲。分离区的轴向幅度尤其由每个螺旋圈的第二横向连接分支部加以限定。因此，内加强结构件对于柔性管应用来说是足具柔软性和强度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于输送天然气和/或石油流体的柔性管(1)，柔性管用于浸没在水域内，所述柔性管(1)从其外向内具有：-密封外套(2)，用于限制水域的水进入柔性管(1)内，-至少一个外加强结构件(3)，用于加强柔性管(1)以抵抗内部径向力和/或拉力，-保护内套(6)，-环形空间(7)，由密封外套(2)和保护内套(6)限定，外加强结构件(3)布置在环形空间(7)内，-管形内加强结构件(8)，用于加强柔性管(1)以抵抗施加在柔性管(1)上的外部径向力，管形内加强结构件具有：-异型带(9)，异型带呈螺旋状卷绕以形成管形内加强结构件(8)，所述异型带(9)的相邻螺旋圈彼此卡扣，所述异型带(9)限定至少一个螺旋形空隙(10)，其特征在于，管形内加强结构件(8)还具有：-至少一个密封件(11)，用于限制天然气和/或石油流体从内部通道流向环形空间(7)，密封件(11)呈螺旋状卷绕于至少一个螺旋形空隙(10)内。2.根据权利要求1所述的柔性管(1)，其特征在于，异型带(9)的横截面具有：-第一端部区域(12)，具有下支承自由端(15)、由第一横向连接分支部(17)连接于下支承自由端(15)的上支承分支部(16)，-第二端部区域(13)，具有下支承分支部(18)、由第二横向连接分支部(20)连接于下支承分支部(18)的上支承自由端(19)，-中央区域(14)，具有第三横向分支部(21)，第三横向分支部使第一端部区域(12)的上支承分支部(16)连接于第二端部区域(13)的下支承分支部(18)；并且，第一螺旋圈的第二端部区域(13)的上支承自由端(19)插入相邻螺旋圈的第一端部区域(12)的下支承自由端(15)与上支承分支部(16)之间，以形成管形内加强结构件(8)的卡扣。3.根据权利要求2所述的柔性管(1)，其特征在于，螺旋形空隙(10)由第一螺旋圈的第二端部区域(13)的下支承分支部(18)以及由相邻螺旋圈的第一端部区域(12)的下支承自由端(15)径向限定，和/或由第一螺旋圈的第二端部区域(13)的上支承自由端(19)以及由相邻螺旋圈的第一端部区域(12)的下支承自由端(15)径向限定，和/或由第一螺旋圈的第二端部区域(13)的上支承自由端(19)以及由相邻螺旋圈的第一端部区域(12)的上支承分支部(16)径向限定。4.根据权利要求2或3所述的柔性管(1)，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：泰克尼普法国公司，
类型：发明
国别省市：