[發(fā)明專利]柔性管體、制造其的方法以及細長帶元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480033566.2
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN105473248B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S.沃納庫拉蘇里亞
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣石油和天然氣英國有限公司
• 主分類號: B21D5/08
• 分類號: B21D5/08;F16L11/08;F16L11/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;譚祐祥

公開了一種細長帶元件、柔性管體和制造柔性管體的方法。所述帶元件（508）具有截面輪廓，所述截面輪廓包括：體部分（510），所述體部分位于抗塌帶繞組（501）之間，使得每個體部分（510）至少部分地位于在相鄰抗塌帶的繞組（501）之間的間隙中；以及至少一個翼部分（516），所述至少一個翼部分從所述體部分的端區(qū)域延伸，所述至少一個翼部分構(gòu)造為跨越所述間隙，并且分別與相鄰抗塌帶繞組的徑向內(nèi)表面鄰接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及細長帶元件和形成柔性管體的方法。具體地，但并不排他地，本發(fā)明涉及一種用于形成一層柔性管體的帶元件。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上，柔性管用于將產(chǎn)出流體（諸如，石油和/或天然氣）從一個位置輸送到另一個位置。柔性管特別地用于將海底位置（其可以是深水下，例如，1000米或者更深）連接至海平面位置。管可以具有通常高達約0.6米的內(nèi)徑（例如，直徑的范圍可以為從0.05 m達到0.6m）。柔性管通常形成為柔性管體和一個或者多個端部接頭的組件。管體通常形成為層狀材料的組合，這些層狀材料形成承壓導(dǎo)管。管結(jié)構(gòu)允許大偏轉(zhuǎn)，但不會產(chǎn)生損害管的壽命內(nèi)的功能性的彎曲應(yīng)力。管體通常構(gòu)建為組合結(jié)構(gòu)，該組合結(jié)構(gòu)包括聚合物層、和/或復(fù)合材料層、和/或金屬層。例如，管體可以包括聚合物層和金屬層、或者聚合物層和復(fù)合材料層、或者聚合物層、金屬層和復(fù)合材料層。

在許多已知柔性管設(shè)計中，管體包括一個或者多個抗壓層。這類主要負荷層由徑向力形成。例如，壓力鎧裝層通常具有特定截面輪廓以聯(lián)鎖，以便能夠保持和吸收由施加于管上的外部壓力或者內(nèi)部壓力造成的徑向力。纏繞線的截面輪廓有時被稱為抗壓輪廓，該纏繞線防止管因壓力而倒塌或者爆炸。當(dāng)壓力鎧裝層由形成環(huán)部件的螺旋纏繞線形成時，來自于管上的外部壓力或者內(nèi)部壓力的徑向力使環(huán)部件膨脹或者收縮，從而將拉力負荷置于線上。

無粘結(jié)柔性管已用于深水（小于3,300英尺（1,005.84米））開發(fā)和超深水（大于3,300英尺）開發(fā)。對石油的需求日益增長，這樣會使探測在環(huán)境因素更極端的更深處發(fā)生。例如，在這種深水環(huán)境和超深水環(huán)境中，海底溫度增加了這樣一種風(fēng)險：產(chǎn)出流體冷卻到可以導(dǎo)致管堵塞的溫度。增加的深度也增加了與環(huán)境有關(guān)的壓力，在該環(huán)境中，柔性管必須操作。例如，柔性管可能需要使用作用于管的外部壓力來操作，該外部壓力的范圍為從0.1MPa至30 MPa。同樣，輸送石油、天然氣或者水很可能產(chǎn)生從內(nèi)部作用于柔性管的高壓，例如，從孔流體作用于管的范圍為從零至140 MPa的內(nèi)部壓力。結(jié)果，增加了柔性管體的壓力鎧裝層和拉力鎧裝層對高水平性能的需求。

柔性管也可以用于淺水應(yīng)用（例如，小于約500米深）或者甚至可以用于海濱（陸上）應(yīng)用。

改進負荷響應(yīng)，從而改進鎧裝層性能的一種方式是制造更厚更堅固的層，從而制造更穩(wěn)健的材料。例如，對于通常由具有在層聯(lián)鎖中的相鄰繞組（winding）的纏繞線形成的壓力鎧裝層，由更厚的材料制造線會導(dǎo)致強度適當(dāng)?shù)靥岣摺Ｈ欢S著更多材料的使用，柔性管的重量也隨之增加。最后，在使用柔性管過程中，柔性管的重量可能成為限制因素。另外，使用越來越厚的材料來制造柔性管會適當(dāng)?shù)卦黾硬牧铣杀荆@也是一個缺點。

另外，由于某些抗壓輪廓，與壓力鎧裝層相鄰的層可能會受到損害，特別是在相鄰層的材料移動到在壓力鎧裝層的相鄰繞組之間的間隙中時。按照行業(yè)規(guī)則，所有柔性管結(jié)構(gòu)在售出之前必須接受工廠驗收試驗（FAT）。這包括通過使用流體（諸如，在是平常使用壓力的1.5倍的壓力下的水）來使管孔增壓。該水因此為增壓介質(zhì)。