[發明專利]用于海底應用的臍帶

無效

• 申請號: 201280018097.8
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN103477020A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: S·M·納爾遜;D·W·伊斯泰普;T·A·里甘;M·L·韋斯利
• 申請（專利權）人: 提克納有限責任公司
• 主分類號: E21B17/01
• 分類號: E21B17/01;F16L11/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 汪宇偉

本申請涉及于2011年4月12日提交的題為“UMBILICAL?FOR?USE?IN?SUBSEA?APPLICATIONS”的美國臨時專利申請序列號61/474,467，其以引用方式并入本文。

背景技術

臍帶常用于在海面和位于海床的設備之間的流體和/或電信號的傳輸。這種臍帶一般包括一個或多個管道和收集成捆的導電體/導線、至少部分排布在管道和導電體/導線周圍和之間的填料材料和封閉管道、導電體/導線和填料材料的保護套。為了幫助加強這種臍帶，已經做出將拉擠碳纖維棒用作單獨的負載承載元件的嘗試。在例如Ju等人的美國專利號7,798,234和Figenschou等人的美國專利號7,754,966中更詳細地描述了示例性臍帶設計，出于所有目的，所述美國專利號7,798,234和7,754,966的全部內容以引用方式并入本文。然而這種棒的顯著的問題是它們依賴熱固性樹脂(如乙烯基酯)以幫助達到希望的強度特性。在制造過程中難以使用熱固性樹脂并且熱固性樹脂不擁有優良的用于與其它材料形成層的結合特征。

因此，當前存在對包含由熱塑性材料形成的拉擠纖維棒，并且還依然能夠達到希望的強度和耐用性的臍帶的需要。

本發明綜述

依據本發明的一個實施方案，公開了用于海底應用的臍帶。臍帶包含多個沿縱向方向延伸的臍帶元件、至少一個增強棒和封裝臍帶元件和增強棒的外護套。棒具有包含多個熱塑性浸漬粗紗的芯，所述熱塑性浸漬粗紗包含沿縱向方向取向的連續纖維和纖維嵌入的熱塑性基體。連續纖維構成約25wt.%-約80wt.%的芯并且熱塑性基體構成約20wt.%-約75wt.%的芯。

以下更詳細地展示本發明的其它特征和方面。

附圖說明

本發明的完整和可行的公開內容，包括對本領域技術人員來說的最佳模式，更具體地展示在說明書的剩余部分中，包括參照附圖，其中：

圖1為可以與本發明臍帶的一個實施方案結合使用的系統；

圖2為本發明臍帶的一個實施方案的剖面圖；

圖3為本發明臍帶的另一個實施方案的剖面圖；

圖4為本發明臍帶的又一個實施方案的剖面圖；

圖5為用于在本發明中使用的固結條帶的一個實施方案的透視圖；

圖6為用于在本發明中使用的固結條帶的另一個實施方案的剖面圖；

圖7為用于在本發明中使用的浸漬系統的一個實施方案的示意圖；

圖8為圖7中顯示的浸漬模具的剖面圖；

圖9為用于可以在本發明中采用的浸漬模具的歧管組件和柵級(gate)通道的一個實施方案的分解圖；

圖10為可以在本發明中采用的至少部分定義浸漬區的板的一個實施方案的透視圖；

圖11為可以在本發明中采用的拉擠系統的一個實施方案的示意圖；

圖12為可以依據本發明形成的連續纖維增強熱塑性棒的一個實施方案的透視圖；

圖13為可以依據本發明采用的多種校準模具的一個實施方案的頂部剖面圖；

圖14為可以依據本發明采用的校準模具的一個實施方案的側面剖面圖；

圖15為可以依據本發明采用的校準模具的一個實施方案的一部分的正視圖；和

圖16為可以依據本發明采用的成型輥的一個實施方案的正視圖。

本發明說明書和附圖中重復使用附圖標記特征意圖表示與本發明相同或類似的特征和要素。

代表性實施方案的具體說明

本領域技術人員將理解本討論僅是示例性實施方案的描述，并且不打算作為對本發明更寬泛方面的限制。

一般而言，本發明涉及用于轉移流體和/或電流/信號，特別是在海表面和部署在海床上(如在深水中)的儀器之間轉移的臍帶。臍帶包含封裝在外護套(如塑料護套)內的多個細長的臍帶元件(如2個或更多)，例如通道元件、流體管道、導電體/導線(如光纖電纜)、鎧裝導線(armoring?wire)等。臍帶也包含至少一個由熱塑性聚合物基體內嵌入的多個單向對齊纖維粗紗形成的增強棒。本發明人已經發現可以通過浸漬過程上的選擇性控制，并且也通過對在棒的形成和成形過程中施加至粗紗的壓制程度上的控制，以及最終的棒幾何外形的校準，顯著地改進由熱塑性聚合物基體浸漬粗紗的程度。這種充分浸漬的棒具有非常小的空隙度，其帶來用于增強臍帶元件的優秀強度特性。