[發明專利]電連續性和/或徑向支撐的設置

有效

• 申請號: 201880018504.2
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN110546305B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王邃;A.羅伯茨;L.鮑德溫;R.克萊門茨
• 申請（專利權）人: 貝克休斯能源科技英國有限公司
• 主分類號: F16L58/00
• 分類號: F16L58/00;F16L11/127;C23F13/06;C23F13/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華;劉茜

公開了柔性管主體、柔性管和制造管主體的方法。柔性管主體包括抗拉防護層和在抗拉防護層的徑向外部或徑向內部并且與抗拉防護層成鄰接關系的支撐層。支撐層包括螺旋纏繞的限制條帶元件和螺旋纏繞的導電條帶元件。

本發明涉及用于橫跨并且圍繞柔性管的抗拉防護金屬絲或其它多部件金屬結構設置電連續性的方法和設備。特別地但不排他地，本發明涉及在至少一個抗拉防護層之上具有支撐層的柔性管主體，由此，支撐層使抗拉防護層的金屬絲互相電連接，以在其之間設置連續性，并且附加地在金屬絲上設置限制作用，以為其設置徑向支撐。

傳統柔性管用于將產品流體（諸如，石油和/或氣體和/或水）從一個位置輸送到另一位置。柔性管特別是用于將深海位置（其可為水下的深位置，比如，1000米或更深）連接到海面位置。管可具有通常達0.6米左右的內部直徑（例如，直徑的范圍可從0.05m高達0.6m）。柔性管總體上形成為柔性管主體和一個或更多個端部配合件的組件。管主體通常形成為層狀材料的組合，所述層狀材料形成承壓管道。在管的壽命下，管結構允許大偏轉，而不導致損害管的功能的彎曲應力。存在有不同類型的柔性管，諸如，根據API 17J制造的非粘結柔性管或復合物型柔性管或類似物。管主體總體上被構建為組合結構，包括聚合物層和/或復合物層和/或金屬層。例如，管主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。層可由單件（諸如，擠出管）形成，或通過以期望的螺距螺旋纏繞一個或更多個金屬絲形成，或通過將同心并排布置的多個分離的環圈連接在一起形成。根據所使用的柔性管的層以及柔性管的類型，管層中的一些可粘結在一起，或保留為非粘結的。

一些柔性管已用于深水（小于3300英尺（1005.84米））和超深水（大于3300英尺）開發。對于石油的不斷增長的需求導致在越來越深的深度（例如，超過8202英尺（2500米））處進行勘探，其中，環境因素更加極端。例如，在此類深水和超深水環境中，海底溫度增加了產品流體冷卻到可導致管堵塞的溫度的風險。在實踐中，柔性管常規地被設計為在-30°C至+130°C的操作溫度下執行，并且正被開發用于甚至更極端的溫度。增加的深度也增加了與環境相關的壓力，柔性管必須在所述環境中操作。例如，可要求柔性管在范圍從0.1MPa至30MPa的外部壓力作用在管上的情況下操作。同樣地，輸送石油、氣體或水也可導致從內作用在柔性管上的高壓力，例如，在范圍從零至140MPa的來自孔流體的內部壓力作用在管上的情況下。因此，增加了對于來自某些層（諸如，柔性管主體的管骨架或抗壓防護或抗拉防護層）的高水平性能的需要。應注意的是，為了完整起見，柔性管也可用于淺水應用（例如，深度小于500米左右）或甚至用于岸上（陸上）應用。

已知的是，柔性管的內流體保持層（通常被稱為襯層或阻擋層）和外流體保持層（被稱為外護套）在其之間限定環形區域，各種金屬結構可位于所述環形區域中。例如，此類金屬結構是抗拉防護纏繞部或抗壓防護纏繞部或類似物。此外，已知的是，如果柔性管的外護套在使用中或在安裝時破裂，則海水到環形區域中的侵入可導致金屬部件的腐蝕。為了防止腐蝕，已使用了陰極保護。陰極保護是用于設置腐蝕保護的機構，并且此類陰極保護是本領域技術人員熟知的。例如，所推薦的慣例DNV-RP-B401或所推薦的慣例DNV-RP-F103設置了指引，用于設置陰極保護（CP）系統，用于海底管道和柔性管立管。總之，此類CP系統依賴于包括金屬陽極，諸如，鋁或鋅塊，所述金屬陽極更不惰性，并且因此比柔性管的待被保護的金屬區域具有更低的參考電勢。在其中陽極所位于的接觸點處，柔性管金屬（諸如，鋼纏繞部）將具有陽極的電勢。此電勢沿著柔性管主體的長度遠離陽極逐漸增加。電勢中的變化由衰減作用以及其它因素導致，所述衰減作用由于金屬元件的結構的電阻而導致。

由于這些熟知的衰減作用，并且由于用作CP系統的一部分的陽極常規地已被裝配到柔性管的端部配合件，因此在下一相鄰端部配合件之間的柔性管主體的有效長度已被限定。常規地已使用了比期望的有效更多的端部配合件，以便沿著管道以所要求的頻率水平設置配合到端部配合件的陽極。沿著柔性管包括“額外”端部配合件的此要求常規地增加了與設置海底管道和/或立管相關的成本和復雜性。