用于保持流体中的最小温度的方法和装置制造方法及图纸

一种用于保持海底装置中的、特别地涉及装置（100）中的流体的温度的装置和方法。具有关于相变的高潜热的材料用于当流体温度朝向阈值减小时将潜热释放至流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于保持海底装置中的、特别地涉及装置（100）中的流体的温度的装置和方法。具有关于相变的高潜热的材料用于当流体温度朝向阈值减小时将潜热释放至流体。【专利说明】用于保持流体中的最小温度的方法和装置
本专利技术涉及一种用于在管一更特别是柔性管——中或上设置一层或更多层热活性材料的方法和装置。特别地，但非排外地，本专利技术涉及热活性材料的一个或更多个封装的或包封的区域的使用，其中，热活性材料即为有效地在第一组条件下吸收热能并且在第二组条件下释放热能的材料。热活性材料设置在柔性管体的一个或更多个层中。热活性材料在特定实施方式中为具有关于相变的高潜热的材料。合适的材料还被称为相变材料(PCM)0在本专利技术中，热活性材料充当储热能蓄存器，该储热能蓄存器用于根据其所经受的当地环境的温度来吸收热量或释放“所储存”的热。本专利技术还涉及一种用于防止或延迟在管特别是柔性管中由生产流体形成诸如蜡状物或水合物之类的固体的方法和装置。本专利技术尤其可应用于当在海底环境中使用或定位时的这种方法和装置，其中，一个示例为根据海底储量开采和运输油。更特别地，本专利技术涉及一种用于在停工/关断时间段期间(即，当生产流体处于管中但未被活动地输送)防止或延迟在管特别是柔性管中由生产流体形成诸如蜡状物或水合物之类的固体的方法和装置。通常在该时间段中，在管中的流体由于流体温度高于(至少最初地)周围环境的温度而经受冷却。根据本专利技术的热活性材料的使用对于柔性管是特别有利的，但这种用途不限于柔性管。根据本专利技术的相变材料的使用对于其它类型的海底管(比如刚性管)、装置以及安装也是有利的，其中一定程度的温度控制是理想的位置处。显著地，热活性材料在待输送的流体经受环境冷却的方面是有利，优点在于延长了在流体温度降低至低于阈值之前的时间段。在特别的应用中，阈值为固体材料(比如蜡状物或水合物)从流体沉积时的温度。
技术介绍
传统地，柔性管用于将生产流体从一个位置运输至另一个位置。生产流体为在比如与采油有关的海底环境中被输送(至少部分地输送)的流体，比如油和/或气和/或水。柔性管在将海底位置连接至另外的海底位置或海平面位置方面是特别有用的。柔性管通常形成为柔性管体和一个或更多个端部配件的组件。管体通常形成为形成了流体和承压导管的层状材料的组件。管结构允许在不导致对管在其寿命期间的功能性产生损害的弯折应力的情况下的大的偏斜。管体通常但不是必需构造为包括未结合的金属层和聚合物层的复合结构。这种未结合的柔性管已推动了深水(小于3300英尺(1006米))和超深水(大于3300英尺)开发超过15年。可利用的技术能够使得在工业上于20世纪90年代早期在深水中最初地生产并且在20世纪90年代后期在达大约6500英尺(1981米)的超深水中生产。大于6500英尺的水深推动在典型的自由悬置的上升管构型和柔性管通常能够操作的位置处的包封。非常理想的是使柔性管的孔中的流体处于合适的温度或大于合适的温度，例如大于30°C，更特别地大约40°C或更高，从而防止在流体中形成固体，其中，该固体的特别显著的示例为蜡状物和水合物。这种固体易于当生产流体的温度降低至低于一定(已知)温度时形成并且从而在管中导致堵塞。固体开始形成的温度将根据例如流体的特别组分而改变，而该温度的值通常是大约40°C。用于保持所需温度的特定手段在普通操作期间可以是理想的，但由于所输送的流体的温度往往比在流体中开始形成固体时的温度更高，因此该用于保持所需温度的特定方法可以不是必需的。在流体经受显著的冷却时，尤其还在当流体在管内本质上是静态时的停工时间段期间，保持所需的最小温度是特别重要的。常规地，本领域已经进行了探索以通过形成了管结构的一部分的隔绝层而实现该最小温度，并且该隔绝层用于减小从腔内流体进入至外部环境中的热损耗率。对于柔性管而言，这些隔绝层定位在压力护套与管的外部护套之间，更普遍地定位在外部铠装层与外部护套之间。被动隔绝的一种现有技术方法尝试通过在构架与压力护套之间提供隔绝而限制至环境的热量损耗，从而使腔内流体与外部环境隔离并且使热量保留。这种方法在下述意义方面是有利的:该方法简单地减小了热量从包含在腔内的流体损耗的速率，但没有主动地再引入将热来保持腔内温度。另一个现有技术方法包括通过电能、热水、蒸汽或管的其它直接在内部加热管来主动地加热柔性管。这种方法在下述意义方面是有利的:该方法能够无限制性得应用在管系统中。然而，非常显著的缺点在于，需要相当大量的动力，并且这是比被动隔绝更复杂的系统。偶尔，作为可替代方案，冷的流体沿柔性管的孔被运输。这又有助于调节这种流体的温度以防止流体的从周围相对温暖的环境的不合需要的加热。用于提供隔热层的已知的现有技术方法是在柔性管体的制造期间将由隔热材料制造的带以螺旋的方式围绕下置层缠绕。有时，已经使用了由呈空心玻璃球的聚丙烯基质形成的带，该带提供了低的热导率(k)值并且能够合理地承载高的流体静压力。然而，带中的空心玻璃球易于破碎，并且内部压力和外部压力操作成能够挤压带层，从而减小了厚度并且因而减小了隔热效果。用于提供隔热层的另外的现有技术方法是在制造柔性管体期间在下置层之上挤压隔热材料层。普遍已经使用了包含了空气泡沫和/或玻璃球体的聚合物基质。然而，这种方法包括附加的并且复杂的制造步骤，该步骤能够是在制造期间涉及仔细的对准、加热步骤和冷却步骤的复杂过程。而且在挤压过程期间难以控制几何公差，并且这种方法能够引发对在这种挤压层的外侧径向地形成的随后的层的连锁反应。通过上文提到的带或挤压层技术，直到目前为止所使用的材料限制了可利用的导热率(k)值。而且，迄今使用的隔绝材料已经限制了蓄热能力并且不能证明能够防止在所需的时间长度期间尤其是在停工时间段期间在管中的蜡状物、水合物等材料的固化。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少部分地缓解上文提到的问题。本专利技术的一些实施方式的目的是提供一种柔性管体，该柔性管体能够用于形成能够运输生产流体的类型的柔性管，并且柔性管体包括热活性材料。热活性材料有效地在第一组条件下吸收热能和在第二组条件下释放热能方面。本专利技术的一些实施方式的目的是提供一种在构架层中和/或在构架层与屏障层之间具有所述材料的柔性管体。本专利技术的实施方式的目的是提供一种上升管组件、跨接管、流动管路和/或制造能够在深水和超深水环境中操作的柔性管的方法。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于在柔性管中提供热活性材料层的装置，包括:设置在柔性管体层中的所述材料的一个或更多个封装的或包封的区域。在优选的实施方式中，热活性材料为相变材料。优选地，相变材料的相变为:在相变材料暴露于热时从固体变化至液体、或者从第一固相至第二固相。优选地，热活性材料具有从大约SOKJkg—1 (千焦每千克)至大约SOOKJkg—1的熔化潜热。根据本专利技术的第二方面，提供了一种制造柔性管体的方法，包括下述步骤:在柔性管体的层中提供热活性材料的一个或更多个封装区域。根据本专利技术的第三方面，提供了一个或更多个封装的或包封的热活性材料区域的在柔性管层中的使用。根据本专利技术的第四方面，提供了一种用于在柔性管中提供热活性层的装置，包括:设置在柔性管体的层中的热活性材料的一个或更多个封装的区域。根据本专利技术的第五方面，提供了一种用于在柔性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·卡拉贝拉斯，邓肯·爱德华·雷伊，
申请(专利权)人：韦尔斯特里姆国际有限公司，
类型：
国别省市：