[發(fā)明專(zhuān)利]柔性管體及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710949657.6
• 申請(qǐng)日: 2013-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107718482B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 烏普·山提拉爾·費(fèi)爾南多;內(nèi)維爾·多茲;杰弗里·斯蒂芬·格雷厄姆;米歇爾·戴維森;彼得·科頓;菲利普·諾特;安德魯·湯普森
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電氣石油和天然氣英國(guó)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B29C48/10
• 分類(lèi)號(hào): B29C48/10;B29C48/18;B29C48/151;B29C71/00;F16L11/08;F16L57/02;B29K27/00;B29L23/00
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 王艷波;姚開(kāi)麗

本發(fā)明公開(kāi)了一種柔性管體和制造柔性管體的方法。該方法可包括：提供聚合物材料的管狀長(zhǎng)度以形成柔性管體的聚合物層；從該聚合物層徑向向外提供強(qiáng)度層；以及用非環(huán)境溫度和壓力處理該聚合物層。

本申請(qǐng)是2013年4月18日遞交的申請(qǐng)?zhí)枮?01310136395.3，發(fā)明名稱(chēng)為“柔性管體及其制造方法”的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柔性管體及其制造方法。具體但不排除地，本發(fā)明涉及包括用于形成一層或多層柔性管體的熱塑性材料的聚合物的應(yīng)用，以及一種增強(qiáng)該聚合物特性的處理方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)柔性管用于從一個(gè)位置向另一位置運(yùn)輸產(chǎn)品流體，諸如油和/或氣體和/或水。柔性管在連接海底位置(其可以是深水水下，例如1000米或更多)到海平面位置中特別有用。該管可以具有典型地高達(dá)約0.6米的內(nèi)直徑。柔性管一般形成為柔性管體和一種或多種端部配件的組件。該管體典型地形成為形成耐壓管道的層狀材料的組合體。該管結(jié)構(gòu)允許大撓度而不引起在其整個(gè)使用期內(nèi)損害管的功能性的彎曲應(yīng)力。該管體一般制成為包括金屬層和聚合物層的組合結(jié)構(gòu)。

無(wú)粘合柔性管已經(jīng)用于深水(小于3300英尺(1005.84米))開(kāi)發(fā)和超深水(大于3300英尺)開(kāi)發(fā)。對(duì)于石油的增長(zhǎng)需求正在引起在越來(lái)越深的環(huán)境因素更極端的深度進(jìn)行勘探。例如，在這種深水環(huán)境和超深水環(huán)境中，洋底溫度增加產(chǎn)品流體冷卻至可以導(dǎo)致管阻塞的溫度的風(fēng)險(xiǎn)。增加的深度也增加與該柔性管必須工作的環(huán)境相關(guān)的壓力。結(jié)果，增加了對(duì)來(lái)自該柔性管體層的高水平性能的需要。

柔性管也可以用于淺水應(yīng)用(例如小于約500米深)或甚至用于海岸(陸路)應(yīng)用。

在柔性管中經(jīng)常使用可以通過(guò)擠出而形成的聚合物，諸如PVDF(聚偏二氟乙烯)。大部分聚合物將具有遠(yuǎn)大于材料損壞風(fēng)險(xiǎn)的特定的最大容許應(yīng)變。在聚合物層鄰接于鎧裝層(諸如聚合物阻擋層鄰接金屬壓力鎧裝層)的柔性管中，該聚合物層可能會(huì)承受相當(dāng)嚴(yán)重的不均一的高度局部應(yīng)變。這是因?yàn)樵撴z裝層通常由特定橫截面的互鎖線(xiàn)形成，而且在鄰接的纏繞物之間具有特定間隙。在壓力下，該聚合物層傾向于變形并進(jìn)入到該間隙中。

依照行業(yè)法規(guī)，柔性管結(jié)構(gòu)在銷(xiāo)售之前必須經(jīng)歷工廠驗(yàn)收試驗(yàn)(FAT)。這包括在1.5倍的通常使用壓力下用諸如水的流體來(lái)加壓管孔。因此，水是加壓介質(zhì)。

對(duì)該管施加內(nèi)部壓力(即來(lái)自該孔內(nèi)的壓力)在所有的層中產(chǎn)生徑向膨脹，而且這時(shí)聚合物層經(jīng)歷變形并傾向于進(jìn)入到上覆的鎧裝層的間隙。在高壓(約8000psi/55MPa或更高)下，聚合物層內(nèi)所得的應(yīng)變分布可能被高度集中到該間隙周?chē)膮^(qū)域，而聚合物材料會(huì)通過(guò)空化(cavitation)而不是塑性流動(dòng)而變形。這可以反過(guò)來(lái)導(dǎo)致微裂紋(microcrazing)或微裂縫(microcracking)形成在聚合物層的徑向內(nèi)表面上。在任何后續(xù)的裝載(諸如正常用于輸送產(chǎn)品流體過(guò)程中經(jīng)歷的裝載)過(guò)程中，此微裂紋可以隨后延伸以形成遍及聚合物層的更長(zhǎng)/更深的裂縫。這增加聚合物層的破壞風(fēng)險(xiǎn)，并最終導(dǎo)致壓力密封損失。對(duì)柔性管的壽命具有不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種制造柔性管體的方法，包括：

提供聚合物材料的管狀長(zhǎng)度(tubular length)以形成柔性管體的聚合物層；

從該聚合物層徑向向外提供強(qiáng)度層；以及

用非環(huán)境溫度和壓力處理該聚合物層。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種制造柔性管體的方法，包括：

提供聚合物材料的管狀長(zhǎng)度以形成柔性管體的聚合物層；

從該聚合物層徑向向外提供強(qiáng)度層；以及

用化學(xué)品來(lái)處理該聚合物層的表面以從而改變?cè)搶拥囊环N或多種物理性能。