包缠有干纤维的管道制造技术

本发明专利技术涉及一种增强管段（１００），其包括金属管（１１０）、围绕金属管（１１０）设置的干纤维层（１２０）和覆盖干纤维层（１２０）的外部管衬（１３０）。一种制造增强管段（１００）的方法包括在金属管（１１０）上包缠干纤维层（１２０）和用外部管衬（１３０）覆盖干纤维层（１２０），从而形成第一包缠有干纤维（１２０）的金属管（１１０）。一种增强品质下降的金属管（１１０）的方法包括用干纤维层（１２０）包缠品质下降的金属管（１１０）以增加该品质下降的金属管（１１０）的圆周强度，和用外部管衬（１３０）覆盖所述干纤维层（１２０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及增强的金属管段和用于制造这类增强管段的方法，上 述增强的金属管段包括供在高压流体输送应用中使用的包缠有干纤维的金属管。
技术介绍
随着全世界范围对天然气的需求日益增长，对开发位于远处的天然气 源的需要变得越来越重要。然而，经常是，建造为从这种远的位置输送天 然气所必需的基础设施的高成本打消了对开发这些天然气源的经济鼓励。 因此，有必要降低与建造如输送天然气到市场上的管线的设施有关的成本。近年来，已有几家主要的石油和天然气公司把相当大的资源投入到研制供在大直径天然气管线、如直径范围从36英寸到54英寸范围的管线中 4吏用的高强度钢。美国石油组织(API)规范5L已发展出简写的专用术语 来表示管线钢的等级，其中使用字母"X"，其后跟随与它的最小屈服强 度相对应的数字。例如，X100钢具有100,000磅/平方英寸(psi)的最小 屈服强度，同样，X120钢具有120，000psi的最小屈服强度。 一般，X70或 更低等级(的钢)被认为是"普通强度钢，，，而高于X70的等级、通常从 等级X80开始(的钢)被认为是"高强度钢"。高强度钢具有较低的抗裂性，因此如果管道变损坏并形成裂紋，则该 裂紋可以沿着管线传播许多英里。为了防止这些扩展蔓延的裂紋，可以沿 着管线在一些位置处、例如每2-4英里放置止裂器。止裂器可包括围绕管 道外表面设置的焊接的钢环或粘结的复合材料环。代表性的复合材料止裂 器由德克萨斯州休斯顿的Clock Spring公司制造和销售。此外，高强度钢5的制造能力低、高强度钢的焊接复杂，并且高强度钢比普通强度钢的塑性 应变能力低，上述情况会限制高强度钢在要求高塑性应变能力的应用、如 安装在例如永冻土层和地震区中的管线中的使用。因此，为了开发位于远方的天然气源，需要将天然气输送到市场上的 经济的方式。
技术实现思路
本专利技术涉及一种增强管段，所述增强管段包括金属管、围绕所述金属 管设置的干纤维层和覆盖所述干纤维层的外部管衬。在一实施例中，干纤 维层增加金属管的圆周强度。在另一实施例中，金属管包括具有约为70，000psi (X70)或更小的屈服强度的普通钢管，或者包括具有大于 70，000psi的最小屈服强度的高强度钢管。金属管可包括耐蚀合金。在一实 施例中，金属管抑制在使用期间可能会产生的裂紋。金属管可包括棵露管 或涂层管，其中金属管可以预涂覆一有机涂层或阳极金属涂层。在另一实 施例中，金属管通过巻绕到金属管上的铝阳极条或者通过施加到干纤维层 上的pH掺加盐(pH spiking salt)来防止腐蚀。在另一实施例中，金属管 包括品质下降的管道。干纤维可以选自包括玻璃纤维、碳纤维、高密度聚乙烯纤维、或酰胺 类纤维的组，而干纤维层可包括由多个平行绞合线束所形成的丝带，每个 绞合线束都包括多个长丝。外部管衬可包括喷涂的或者包缠的管衬。在一 实施例中，外部管衬包括弹性体管衬，所述弹性体管衬包括聚脲、聚氨酯、 或者HNBR橡胶。在另一实施例中，外部管村包括围绕干纤维形成的焊接 金属包层。在又一实施例中，外部管衬形成防潮层。金属管可包括足够承受在使用期间所施加的轴向载荷的壁厚。在一实 施例中，干纤维层的厚度基本上等于金属管的壁厚，且干纤维层可使金属 管的圆周强度近似加倍。金属管可具有在64英寸或更小的范围内的标称直 径。在一实施例中，增强管还包括绝热层。在各种不同实施例中，气体管 线、液体管线、隔水管(riser)、或者节流和压井管线(choke and kill line)包括增强管段。在另一方面，本专利技术涉及一种制造增强管段的方法，所述方法包括在金属管上包缠干纤维层，和用外部管衬覆盖所述干纤维层，从而形成第一 包缠有干纤维的金属管。在一实施例中，包缠干纤维层包括围绕金属管环形巻绕多个干纤维。在各实施例中，用外部管衬覆盖干纤维层包括喷涂涂 层或者包缠管衬。在又一实施例中，所述方法包括在干纤维层上包缠绝热材料层。所述方法还可包括邻近第一包缠有干纤维的金属管设置第二包 缠有干纤维的金属管，通过焊接部将第二包缠有干纤维的金属管连接到第一包缠有干纤维的金属管上，用干纤维层包缠所述焊接部，及在围绕焊接 部设置的干纤维层上形成外部管衬，从而形成包缠有干纤维的焊接区。在 一实施例中，第一和第二包缠有干纤维的金属管在制造设施中形成，而包 缠有干纤维的焊接部在野外场所形成。在又一方面，本专利技术涉及增强品质下降的金属管的方法，所述方法包 括用干纤维层包缠品质下降的金属管以增加品质下降的金属管的圆周强 度，和用外部管衬覆盖所述干纤维层。附图说明为了更详细说明本专利技术，现在参见附图，其中图l是包缠有干纤维的金属管的放大的侧剖图2是图1的包缠有干纤维的金属管的放大的端^L图3是金属管段当用干玻璃纤维包缠时的侧面透视图4是图3的包缠有干纤维的管段当用形成外部弹性体管衬的涂层喷涂时的侧面透^L图5是两个分别如图3和4所示地被包缠和喷涂的包缠有干纤维的管段在焊接在一起之前的放大的侧视图6是焊接在一起的图5所示的两个管段的侧面透视图，其中焊接部由干玻璃纤维包缠；图7是图6的焊接的管道在焊接部用干纤维包缠然后用形成外部弹性体管衬的涂层喷涂之后的侧面透视图；和图8是图7的焊接的管道在试验受到失效压力之后的侧面透视图，其 中所述失效压力近似为没有干纤维包层的焊接的管道的失效压力的两倍。具体实施例方式在下面的说明书和权利要求书中，用某些术语来表示具体的安装部件。 本文不打算在那些名称不同但功能相同的那些部件之间进行区分。在下面 的讨论和权利要求书中，术语"包括"和"包含"以开放式的方式使用， 并因此应理解为是指"包括，但不限于……"。如本文所用的，术语"管道，，表示任何运送加压气体或液体的管状物， 如管线、隔水管、管路、及节流和压井管线。如本文所用的，管道的术语"压力能力，，、"额定压力"和"圆周强 度"全都涉及在径向方向上不会由于爆裂而破坏的情况下，管道所能包含 的以磅/平方英寸(psi)为单位测量的内部压力的量。如本文所用的，管道的术语"轴向强度"和"轴向能力"二者均涉及 在轴向不断裂的情况下，管道所能承受住的以psi为单位测量的轴向载荷。如本文所用的，术语"普通强度钢，，涉及具有70，000psi或更小最小屈 服强度的钢，亦即X70等级或更低等级的钢。如本文所用的，术语"高强度钢"涉及具有大于70,000psi的最小屈服 强度的钢，亦即大于X70等级的钢材。如本文所用的，术语"耐蚀合金"涉及含有合金元素如镍、铬、钛或 钴的材料。这些材料包括不锈钢、镍基合金、钬合金等。通常使用的等级 是奥氏体不锈钢如合金316、马氏体不锈钢如合金13Cr、双相不锈钢如合 金2205、和镍基合金如合金625。现在参照附图说明包缠有干纤维的管道的各种不同实施例，其中在多 个视图中始终将相同的标号用于相同的部件。附图中示出了并且本文将详 细说明包缠有干纤维的管道的一些具体实施例，同时应该理解，本公开仅 是代表性的，不应认为本专利技术限于那些本文图示的和说明的实施例。本文所公开的包缠有干纤维的管道的实施例及制造这种管道的方法可以在任何 受其额定压力限制的金属管线系统中使用，无论该额定压力是由高压气体 或高压液体产生。本领域的普通技术人员很容易意识到，包缠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强管段，包括：　金属管；　干纤维层，所述干纤维层围绕所述金属管设置；和　外部管衬，所述外部管衬覆盖所述干纤维层。

【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：MM萨拉玛，
申请(专利权)人：科诺科菲利浦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]