[發(fā)明專利]柔性管的角位移

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580065873.3
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN107407548B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設計）人: J.麥克納布;P.M.諾特;G.S.格雷厄姆;A.沃頓
• 申請（專利權）人: 通用電氣石油和天然氣英國有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;F16L11/08
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

公開了一種用于確定柔性管的彎曲半徑的方法和設備。該設備包括至少一個彎曲傳感器元件，其包括伸長柔性基底和基底上的至少一個彎曲敏感元件，該至少一個彎曲敏感元件具有響應于基底的角位移的至少一個電特性。該設備還包括支撐和環(huán)繞彎曲傳感器元件的柔性抗壓伸長殼體。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于確定柔性目標結構的彎曲半徑的設備和方法。具體而言但不排外地，本發(fā)明涉及將保持住柔性彎曲傳感器的殼體定位在柔性管或彎曲加強物上或其中的預定位置處。當傳感器的基底在殼體內(nèi)彎曲時，傳感器的彎曲敏感元件的電阻或其他此類特性指示與傳感器所處的位置處的柔性管相關聯(lián)的彎曲半徑。

背景技術

傳統(tǒng)上，柔性管用于將開采流體(諸如油和/或氣體和/或水)從一個位置輸送至另一個位置。柔性管在海底位置(其可為深水下，即1000米或更深)與海平面位置的連接中特別有用。該管可具有通常直到大約0.6米的內(nèi)徑(例如，直徑可范圍從0.05 m直到0.6 m)。柔性管大體上形成為柔性管本體以及一個或多個端部配件的組件。管本體通常形成為分層材料的組合，其形成包含壓力的管道。管結構允許較大的偏轉，而不會引起在其壽命內(nèi)削弱管的功能性的彎曲應力。存在不同類型的柔性管，諸如，根據(jù)API 17J制造的無束縛柔性管，或復合物類型的柔性管等。管本體大體上構造為組合結構，包括聚合物層和/或復合物層和/或金屬層。例如，管本體可包括聚合物和金屬層，或聚合物和復合物層，或聚合物、金屬和復合物層。取決于使用的柔性管的層和柔性管的類型，一些管層可粘合在一起或保持無束縛。

一些柔性管已經(jīng)用于深水(小于3300英尺(1005.84米))和超深水(大于3300英尺)的開發(fā)。石油需求的增長引起鉆探發(fā)生在越來越大的深度處(例如，超過8202英尺(2500米))，在那里環(huán)境因素更為極端。例如，在此深水和超深水的環(huán)境中，海床溫度提高了開采流體冷卻至可導致管堵塞的溫度的風險。實際上，柔性管通常設計成在-30℃到+130℃的操作溫度下執(zhí)行。增大的深度還增大了與柔性管必須在其中操作的環(huán)境相關聯(lián)的壓力。例如，柔性管可能需要在范圍從0.1 MPa到30 MPa的外部壓力作用到管上的情況下操作。同樣，輸送油、氣體或水也可能引起從內(nèi)作用在柔性管上的高壓力，例如，其中來自作用于管上的鉆孔流體的內(nèi)部壓力范圍從零到140 MPa。結果，增加了對于柔性管本體的壓力防護和張力防護層的高性能水平的需要。出于完備性的原因要注意的是，柔性管還可用于淺水應用(例如，小于大約500米深度)，或甚至用于岸上(陸上)應用。

改進負載響應且因此防護層的性能的一種方式在于將層制造成較厚且較強且因此更堅固的材料。例如，對于其中的層通常由纏繞的線形成的壓力防護層，其中層中的相鄰線圈聯(lián)鎖，由較厚的材料制造線造成強度適當?shù)卦龃蟆Ｈ欢捎谑褂昧烁嗖牧希嗜嵝怨艿闹亓吭龃蟆Ｗ罱K，柔性管的重量可能變?yōu)槭褂萌嵝怨艿南拗埔蛩亍４送猓褂迷絹碓胶竦牟牧现圃烊嵝怨苊黠@增加材料成本，這也是缺點。

已知的是，在安裝期間或在使用柔性管時，不論什么類型都可能經(jīng)歷由柔性管的至少一個端部處的運動引起的彎曲。例如，當浮式生產(chǎn)儲油(FPSO)船舶在海面上起伏或擺動時，由柔性管形成的立管必須彎曲以適應該運動。重要的是確保在使用中，此彎曲不引起柔性管彎曲超過彎曲半徑小于該柔性管的設計中指定的最小彎曲半徑的點。出于此原因，期望能夠監(jiān)測柔性管的一個或多個區(qū)域處的角位移。用于測量此彎曲的常規(guī)技術已經(jīng)聚焦于繩索和從繩索的高度的測量。此測量技術趨于有較大誤差，且可能證明難以安裝在柔性管上。當柔性管安裝或投入使用時，它們還在其敏感性和其提供實時數(shù)據(jù)的能力方面受限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于至少部分地減輕上述問題。

本發(fā)明的某些實施例的目的在于提供一種用于確定諸如柔性管或纜繩等的結構的彎曲半徑的方法和設備。

本發(fā)明的某些實施例的目的在于提供一種柔性管或環(huán)繞柔性管的彎曲加強物，其攜帶隨彎曲加強物或柔性管一起移動的殼體中的一個或多個彎曲傳感器。