管测试设备和方法技术

一种用于测试从管切割的环的设备，包括：多个测试腔室部分，当放置在一起时，多个测试腔室部分限定用于接收待测试环的测试腔室，测试腔室部分至少包括限定测试腔室的第一内面的第一测试腔室部分和限定测试腔室的相对的第二内面的第二测试腔室部分，第一内面和第二内面限定环形空间，环形空间被布置成容纳环以将环的内侧与外侧隔离；用于将测试腔室部分夹持在一起以形成腔室的装置；在其中一个腔室部分中的流体入口端口，以允许加压流体在环被接收在腔室中时进入环的外侧的腔室；以及用于测量环的应变和变形以及流体压力的一个或多个传感器，其中环形空间彼此对齐，比待测试环的壁厚更宽，并且基本上完全平坦。并且基本上完全平坦。并且基本上完全平坦。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管测试设备和方法


[0001]本公开涉及一种用于测试诸如用于形成水下管道的管的设备，并且涉及一种使用该设备进行管测试的方法。

技术介绍

[0002]在世界范围内，天然气和/或石油的超深水储层一直在逐步发展。直到最近，超深水被定义为大于约1000米的任何深度。然而，如此多的管道被安装在大于这个深度的深度中，以至于现在超深水的定义超过了2000米。
[0003]管道通常安装为空的，即在环境压力下填充空气，并且仅在安装完成后在压力下填充石油或天然气。在这些深水管道的安装期间经历的主要风险来自于由水施加的压力，该压力导致管变形脱离其初始圆形形状并且变形成几乎平坦的构造。这被称为外部压力塌陷，并且如果不受控制，可能会导致管道的全部损失。因此，超深水管道的尺寸(即直径和壁厚)，以及材料性质都受到外部压力塌陷潜在的约束。
[0004]这与传统的浅水或陆上管道的设计完全不同，在传统的浅水或陆上管道中，壁厚的尺寸是为了抵抗来自要输送的流体的内部压力而不是外部压力。
[0005]已经进行了多种关于外部压力塌陷的理论研究，并且还使用了数值模拟来计算具有特定尺寸的管道可以安全地安装的最大水深。然而，外部压力塌陷的后果如此之大，以至于这些理论研究不足以自信地管理风险。此外，通过增加管的壁厚来减少这种局部塌陷的潜在的最重要的方法是如此昂贵并且可能在技术上无法实现，以至于所提议的管道在商业上很可能不可行。这反过来增加了放弃开采天然气或石油储层的可能性。
[0006]除了将所有的设计建立在理论的结果上之外，另一个选择是进行额外的测试。实际上，从历史上看，对于一定范围的管壁厚进行了若干测试。这些测试涉及将特定制造管的完整的管长度放置在特定压力腔室中，并且增加外部压力直到发生塌陷。目前，拥有适当设施的实验室数量非常有限，而且测试费用非常昂贵。
[0007]已经制定了一些规范，为计算需要在特定的大深度运行的管的尺寸提供依据。这些规范包含安全因素，旨在确保在制造1000千米长的管道时，管尺寸和材料特性的自然变化不会破坏管道承受外部压力而不发生塌陷的能力。然而，这些因素是基于以前为数不多的完整管长度的塌陷测试。在管制造过程中对整个管长度(在工业中也称为“管接头”)进行这种测试的可能性并不现实，因为测试需要很长时间来建立和完成，当然这种测试会破坏被测试的管。
[0008]一条管道只要有一个管接头塌陷，就会淹没或使整条管线失效。关于由于外部压力塌陷导致的管道故障，与“链条中最薄弱的一环”有着直接的相似之处。鉴于实践规范是基于少量有限数量的管接头的塌陷测试结果，设计规范引入了一些因素，以允许影响塌陷压力的许多参数的所有可能变化，从而增加整个深水路线的壁厚。
[0009]最近，人们已经开发了改进的测试方法，旨在复制外部压力导致管接头塌陷的效果，并且这些方法容易(并且比历史上的测试方法更具成本效益)设置和完成。
[0010]这些改进的测试方法基于以下认识：导致外部压力塌陷的变形沿着管是均匀的，因此，对于从管上切割下来的环，与完全经受外部压力的管的整个管接头长度相比，发生外部压力塌陷的情况是一样的。
[0011]从WO2008/114049已知一种用于实施改进的测试方法的现有技术的管测试设备。
[0012]这种管测试设备已被证明对于测试超深水中的厚壁管非常有效。然而，在测试在极端流体静力载荷下遭受通常称为弹性屈曲塌陷的管时出现了问题，诸如直径(D)与壁厚(T)之比为D/T>25的管，这种管可以用于较低的深度，包括150至1000米之间的深度。此外，在实施这些测试方法时，需要一定水平的专业知识和精度。这些测试通常由高技能技术人员在管测试实验室中进行。

技术实现思路

[0013]本专利技术旨在提供一种改进的管测试设备，其允许对在极端流体静力载荷下易于遭受弹性屈曲塌陷的管进行无损测试，并且还旨在提供一种改进的管测试设备，其允许在专用测试实验室之外有效地实施管的无损测试，允许不太熟练的个人进行精确的可重复操作，并且允许测试样品的更高的处理量，而与待测试管的壁厚或其他特性无关。
[0014]代表性特征在以下条款中阐述，这些特征可以单独存在，也可以与说明书的文本和/或附图中公开的一个或多个特征以任何组合方式组合。
[0015]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于测试从管上切割下来的环的设备，包括：多个测试腔室部分，当放置在一起时，所述多个测试腔室部分限定用于接收待测试环的测试腔室，所述测试腔室部分至少包括第一测试腔室部分和第二测试腔室部分，所述第一测试腔室部分限定所述测试腔室的第一内面和所述第二测试腔室部分限定所述测试腔室的相对的第二内面，所述第一内面和所述第二内面限定环形空间，所述环形空间被布置成容纳所述环以将所述环的内侧与外侧隔离；用于将所述测试腔室部分夹持在一起以形成所述腔室的装置；在其中一个所述腔室部分中的流体入口端口，以允许加压流体在接收在所述腔室中时允许进入所述环的外部的腔室；以及一个或多个传感器，其用于测量所述环的应变和变形以及流体压力，其中，所述环形空间彼此对齐，宽于待测试环的壁厚，并且基本上完全平坦。
[0016]通过这样的布置，所述环被接收在所述第一内面和所述第二内面之间，所述加压流体进入所述环外部的外部环形空间，当所述环被接收在所述腔室中时，所述外部环形空间由所述测试腔室部分和所述环限定。
[0017]该设备省略了在参考的现有技术中所需的与第一内面和第二内面相关联的密封元件。该环形空间省略了所有的密封元件。更确切地说，该设备布置成用于与本身设有密封元件的测试环一起使用，或者用于与没有密封元件的测试环一起使用，以便提供的布置省略测试环与设备之间的所有密封元件。测试环设置有密封元件的布置与现有技术直接相反。这两种布置都独特地允许在失效之前对经受横截面变形的管进行测试。
[0018]所述环由第一内面和第二内面容纳，因为在测试期间，环位于第一内面和第二内面之间。例如，在环设有密封元件的布置中，内面可以与环形成密封，用于将环的内侧与外侧隔离。否则，例如，在省略密封元件的布置中，内面可以夹住环，以将环的内侧与外侧隔离。在这种情况下，夹持力将不会防止测试环在测试期间变形/横向移动。
[0019]当测试环设置有密封元件时，环和设备之间的密封以及测试压力通过环的变形来保持。第一内面和第二内面与环形成密封。环形空间是完全平坦的，并允许所需的运动，当环变形时密封元件与环一起运动，以保持对完全平坦的环形空间的密封。
[0020]为了使摩擦最小化，环形空间优选地涂覆有润滑剂。优选地，润滑剂防止环与设备的第一内面和第二内面之间的金属与金属的接触。更优选地，为了使摩擦最小化，环形空间被抛光。它们可以被磨光。
[0021]根据本专利技术的另一方面，提供了一种如上详述的与待测试环相结合的设备，所述环包括基本平行的端面，每个端面设置有密封元件。
[0022]端面优选地开槽以用于接收密封元件。密封元件优选地是有弹性的并且可以包括O形环、唇形密封件或其它。值得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测试从管上切割的环的设备，包括：多个测试腔室部分，当被放置在一起时，所述多个测试腔室部分限定用于接收待测试环的测试腔室，所述多个测试腔室部分至少包括第一测试腔室部分和第二测试腔室部分，所述第一测试腔室部分限定所述测试腔室的第一内面和所述第二测试腔室部分限定所述测试腔室的相对的第二内面，所述第一内面和所述第二内面限定环形空间，所述环形空间被布置成容纳所述环以将所述环的内侧与外侧隔离；用于将所述多个测试腔室部分夹持在一起以形成腔室的装置；在其中一个腔室部分中的流体入口端口，以允许加压流体在接收在所述腔室中时允许进入所述环的外部的腔室；以及一个或多个传感器，用于测量所述环的应变和变形以及流体压力；其中，所述环形空间彼此对齐，宽于待测试所述环的壁厚，并且基本上完全平坦。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述环形空间涂有润滑剂。3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述环形空间被抛光。4.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述环形空间被磨光。5.如前述权利要求中任一项所述的设备，包括用于将所述加压流体提供到所述流体入口端口的加压系统，其中所述加压系统包括贮存器。6.如权利要求5所述的设备，其中，所述贮存器包括气体支撑贮存器。7.如权利要求5或6所述的设备，其中，所述贮存器被配置成改变所述加压系统的刚度。8.如前述权利要求中任一项所述的设备，其与待测试环相结合，所述环包括基本平行的端面，每个端面设有密封元件。9.如权利要求8所述的组合，其中，所述端面被开槽，用于接收所述密封元件。10.如权利要求8或9所述的组合，其中，所述密封元件是弹性的。11.如权利要求8至10中任一项所述的组合，其中，所述密封元件包括O形环或唇形密封件。12.如权利要求8至11中任一项所述的组合，其中，D/T>25，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：维德格管道技术有限公司，
类型：发明
国别省市：