[發明專利]包含含有耐熱增強型聚乙烯的層的水下軟質管

有效

• 申請號: 201380050158.3
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN104662349B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: F·托尼克
• 申請（專利權）人: 泰克尼普法國公司
• 主分類號: F16L11/08
• 分類號: F16L11/08;B32B27/32;B32B1/08
• 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: 張力更

技術領域

本發明涉及用于在深水中運送烴的水下軟質管。

用于運送烴的軟質管從管的外部到內部包含：

-外部聚合物密封護套，用于保護整個管并且尤其用于防止海水滲透到其厚度中，

-拉伸防護層，

-壓力拱，

-內部聚合物密封護套，以及

-任選地，金屬構架(carcasse)(圖)。

如果所述管包含金屬構架，則其被稱作粗膛管。如果所述管不包含金屬構架，則其被稱作滑膛管。通常為了運送烴，優選包含構架的管，而不包含構架的管將適合用于運送水和/或加壓水蒸氣。

金屬構架和壓力拱由具有短間距的纏繞的縱向元件構成，并且它們賦予所述管耐受徑向力，而拉伸防護層由按照長間距纏繞的金屬線構成以分散軸向力的荷載。

構成軟質管的各層的性質、數目、尺寸和組織基本上與它們的安裝和使用條件相關。所述管除了上述層之外還可包含另外的層，例如一個或多個中間聚合物層(所謂“中間聚合物護套”)，其位于兩個上述相鄰層之間并且參與該軟質管的隔離。

在本申請中，以短間距纏繞的概念是指按照接近90°、典型地為75°-90°的螺旋角的任何螺旋纏繞。以長間距纏繞的概念本身涵蓋了對于防護層來說小于55°、典型地為25°-55°的螺旋角。

這些軟質管尤其適合用于運送流體，尤其是在海底的烴，并且這是在大的深度下。更特別地，它們是未粘結類型的并且它們因而被描述于由美國石油協會(American Petroleum Institute(API))出版的標準文獻中，API 17J(第3版–2009年1月1日)和API RP 17B(第3版–2002年3月)。

所述軟質管可在巨大深度下使用，典型地低至2500米的深度，并且有利地低至3000米的深度。它們能夠運送流體，尤其是烴，其具有典型地達到130℃并且可超過150℃的溫度以及可達到1,000巴甚至1,500巴的內部壓力。

聚合物密封護套的構成材料應當是化學穩定的并且能夠機械耐受被運送流體及其特性(組成、溫度和壓力)。所述材料應當兼具延展性、隨時間的強度(通常，所述管應當具有至少20年的壽命)、機械強度、耐熱性和耐壓性。對于構成被運送流體的化合物來說，所述材料應當尤其是化學惰性的。典型地，被運送烴包含原油、水和加壓氣體。

各種聚合物材料被用作內部、中間或外部聚合物密封護套，尤其是交聯或未交聯的聚乙烯(PE)。該聚乙烯可尤其是高密度聚乙烯(HDPE)。

例如，專利申請CA 2,064,226(COFLEXIP)描述了一種用于運送烴的軟質管狀管線，其包含含有硅烷接枝的聚乙烯的內部密封護套，所述聚乙烯通過硅烷的水解和偶聯而交聯。申請WO 03/078134(NKTFLEXIBLES)描述了一種用于運送烴的軟質管狀管線，其包含含有聚乙烯的密封護套，所述聚乙烯通過在電磁輻射下過氧化物的處理而交聯。申請WO 2004/065092(WELLSTREAM INTERNATIONAL LIMITED)描述了一種用于運送烴的軟質管狀管線，其包含含有通過電子束輻射交聯的聚乙烯的密封護套。

不過，基于聚乙烯的護套會經歷起泡現象。在軟質管中，由聚合物材料制成的密封護套用于在壓力和溫度下運送由原油、水和加壓氣體構成的流體。在這些使用條件下，該密封護套的聚合物材料吸收石油流體中所含的氣體，這取決于它們的化學性質(通過它們的溶解度系數)以及它們中每一種的分壓。聚合物的飽和時間，即系統的平衡本身取決于擴散系數并且因而基本上取決于溫度。如果軟質管中的壓力變得降低，則被吸收的氣體傾向于從聚合物中被提取出以保持內部和外部濃度之間的平衡。如果平衡的打破非?？欤爝^氣體離開聚合物的擴散速度(就如在生產停止或關機的情況下)，則系統不再處于平衡。氣體在聚合物護套中的過飽和導致產生氣體濃度和溫度梯度，這會產生氣體的或多或少顯著且突然的膨脹(快速氣體減壓)，這會產生不可逆的損害，例如出現氣泡或裂紋，甚至形成在材料的厚度中不均勻分布的微孔。因而，氣泡的出現歸因于在護套內可溶性氣體的捕獲或者歸因于所述管的過快減壓無法允許氣體從護套擴散出。這種起泡現象對于密封護套來說并且因而對于包含其的軟質管來說可能是災難性的，因為這可導致其密封功能的喪失。