改进型导管制造技术

一种导管（１００），包含外部硬管（３０）和内部管状结构，内部管状结构包含柔性软管（１０），其中所述软管包含布置在内部和外部夹紧构件之间的管体，所述管体包括密封层，并是由能承受低温温度的材料形成，其中内部管状结构具有足够保护外部硬管不受内部管状结构中流动的低温流体的低温影响的隔热性能。

【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导管，特别是涉及一种适用于低温用途的导管。 尤其地，本专利技术涉及的是适合用在海床上或附近的海底管道。
技术介绍
有许多系统从离岸结构，如轮船或其它平台，运输流体到海底管 道。所述系统的示例包括(1 ) 传统的多浮筒系泊(multi-buoy mooring, CMBM )系统。 在该系统中， 一立管(riser)直接从离岸接头向下伸入 管道，在软管的长度上间或布置支撑浮筒。(2 ) 单塔式单系泊(single tower mono-mooring, STM)系统。 在该系统中， 一系泊塔被固定到海床上并延伸到海平 面。系泊塔支撑了从海平面延伸到离岸结构的管道。软 管或其它管子可从离岸结构延伸并在系泊塔顶被连接 到软管的端部。(3) 单锚腿系泊(single anchor-leg mooring, SALM)系统。在该系统中， 一浮筒定位于离岸结构附近，浮筒附加于 并支撑着位于海床上或海床附近的连接器单元。立管从 离岸结构延伸到连接单元，然后从连接单元到管道。管 子另外的部分从连接器单元伸入管道。(4) 悬链锚腿系泊(catenary anchor-leg mooring, CALM)系 统。在该系统中， 一浮筒定位于离岸结构附近。立管从 浮筒伸向通常位于海床上或海床附近的水下连接器单 元。管子另外的部分从连接器单元伸入管道。软管或另 外的管子可从离岸结构延伸并在浮筒上连接到软管的 末端。CALM系统有各种不同的设置，包括"陡S(SteepS)"系统，"缓S (Lazy S)"系统和"灯笼(Chinese Lantern)"系统。上述的所有系统是在本领域中己知的，并且还存在其它没有在上 面介绍过的其它有可能的系统，如使用中间离岸结构。所有这些系统 中必要的特征是能将流体从离岸结构(如轮船)运送到水下结构(如 管道)的立管。立管以及立管支撑结构的详细设置，可随着特定离岸 位置处占优的情况改变。根据系统的特定细节，立管包括水中的，漂 浮的和空中的部分。管道通常是由两种方法中的一种制造而成。第一种也是最常见的 一种用于岸上和离岸管道的方法是通过将长度短的金属导管焊接在一 起。该金属导管可进行防腐蚀涂层保护，并且在海底应用中经常会存 在重量和机械保护的混凝土涂层。在一些应用中，会施加上厚涂层， 比如合成聚氨酯，进行隔热。涂层通常会在接合处制作之后施加。在 离岸结构中，接合处或是与铺管驳船基本处于水平的位置(所谓的"S 式铺设(Slay)"方法)或是处于接近垂直的位置(所谓的"J式铺设(Jlay)"方法)。J式铺设方法在深水管道建造中通常是优选的方法。 在离岸铺管驳船上将短的导管段接起来的备选方案是缠巻法(reeling method),其中连续的管道有一定塑性形变地被存储在大巻轴 上。当管路从巻轴上退下来的时候，它穿过矫直器反转存储带来的塑 性形变。在一些应用中，在热性能和水深的容许量这两方面对隔热的需求 使得开发出了管中管系统。在这里，长度相对较短的导管被布置在另 一管的内部，它们结合在一起形成连续的管道。同心导管之间的环形 通道或是被填充上隔热体或是抽成真空。对低温用途而言的比较短的离岸管道是常见的，并且这些管道典 型地由奥氏体不锈钢制造而成，所述不锈钢适于在与液氮相关的约 -196i:和与液态天然气-163X:的温度下工作。岸上的管道用途现有的 问题是管道在从环境温度冷却到所运送的液态天然气的温度时发生的 热收縮。对于奥氏体不锈钢来说，这等于约为2.8mm/m的收縮量。为 了控制随之产生的热应力，膨胀环(expansion loop)被规则地布置在管道中。Osaka Gas及其他的更新进展是使用由36%的镍和64%的铁 的合金制成的管道。该合金亦以INVAR (注册商标)的商标名为人所 知。该合金，在1896年由Charles-EdouardGuillaume发现，它具有在 温度变化下尺寸改变最小的性能。当从环境温度冷却到液态天然气的 温度时，收縮量是0.3mm/m，比奥氏体不锈钢小一个数量级。这是特 别有利的，它基本上减少了广泛使用膨胀环的需求。作为金属，奥氏体不锈钢和INVAR (RTM)不具有有效的隔热性能 并且因此要么就要施加传统隔热体，要么就要让管道能让自身建立冰 层来隔热。到此为止，没有海底管道是为了低温用途而建造的。运送低温流 体的海底管道必须解决热膨胀和隔热两个问题。这导致了在传统管中 管设计基础上发展的同心管设计。这些设计用INVAR (RTM)解决了热 膨胀问题，并且在得到的环形空间(ammli)中使用高隔热表现的材料 如气凝胶来解决隔热的问题。这些设计在材料和制造方面看是昂贵的。本专利技术特别地涉及通常位于海床上或海床附近的管道。所述管道 典型地包含外部管，内部管，和布置于内外管之间的隔热层。如上所 述，在现有技术中，外观可以是不锈钢的，而内部管可以是铁镍合金 的，比如以INVAR的商标名出售的材料。选用INVAR (RTM)材料是 因为它具有低的热膨胀系数，因此不管内外管之间的温度如何改变， 内外管都膨胀和收縮近似的量，这主要地是由隔热层的出现所引起的。 尽管管道带有INVAR (RTM)内管能有效地运输低温流体，它们却由于 镍的含量而十分昂贵。WO 2006044053公开了一种将低温流体从轮船运送到水下位置的 系统。然而，该专利不包含任何有关如何设计出运送低温流体的管道 的信息。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种导管，所述导管具备将流体有效地运输 通过管道所需要的耐用特性和耐温特性。依照本专利技术的第一方面，提供了一种导管，其包含外部硬管和内部管状结构，内部管状结构包含柔性软管，其中所述软管包含布置在内部和外部夹紧构件之间的管体，所述管体包括密封层并由能承受低温温度的材料形成，其中，内部管状结构具有足够保护外部硬管不受内部管状结构中流动的低温流体的低温影响的隔热性能。在特别有利的实施例中，硬管和柔性软管的端部被密封起来以防止流体进入硬管和柔性软管之间。在进一步特别有利的实施例中，导管的至少一端适于连接到水下立管。依照本专利技术的导管适合用于水下位置。然而，应当理解到在使用中，不是所有导管都必须布置在水下。优选地，管体至少包含至少两个加固层，它们之间夹着密封层。优选地，另外的加固层位于外部夹紧构件和轴向加强装置之间。优选地，对于8"(200mm)直径的软管，加固层的极限强度在IOO到700kN之间。优选地，加固层失效处的弯曲应变在2%到15%的范围内。优选地，软管进一步包括轴向加强装置。优选地，轴向加强装置包含大致管状的护套，所述护套是由管状形状的薄片材料形成，从而护套可在遭到轴向张力时保持它管状形状的完整性。软管可配有两个或多个管状护套，以便进一步改进软管在轴向张力下的表现。特别优选地，轴向加强装置是大体管状织带形式的。在本说明书中，术语"织带"是指由两个或多个编结形成细长结构的纤维或纱线形成的材料。织带的特征是它可以在受到轴向张力时伸长。织带另外的特征是当形成管状形式时，在织带受到轴向张力时它的直径会减小。因此，通过在管体周围或管体结构内部提供管状织带，织带可在受到轴向张力时对至少部分的管体施加径向向内的作用力。优选地，整个管状护套是织带形式的。然而，可能仅有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导管，包含外部硬管和内部管状结构，内部管状结构包含柔性软管，其中所述软管包含布置在内部和外部夹紧构件之间的管体，所述管体包括密封层并由能承受低温温度的材料形成，其中，内部管状结构具有足够保护外部硬管不受在内部管状结构中流动的低温流体的低温影响的隔热性能。

【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：JA维茨，DC考克斯，
申请(专利权)人：BHP比尔利顿石油私人有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]