[发明专利]柔性管体、制造其的方法以及细长带元件

说明书

公开了一种细长带元件、柔性管体和制造柔性管体的方法。所述带元件（508）具有截面轮廓，所述截面轮廓包括：体部分（510），所述体部分位于抗塌带绕组（501）之间，使得每个体部分（510）至少部分地位于在相邻抗塌带的绕组（501）之间的间隙中；以及至少一个翼部分（516），所述至少一个翼部分从所述体部分的端区域延伸，所述至少一个翼部分构造为跨越所述间隙，并且分别与相邻抗塌带绕组的径向内表面邻接。

技术领域

本发明涉及细长带元件和形成柔性管体的方法。具体地，但并不排他地，本发明涉及一种用于形成一层柔性管体的带元件。

背景技术

传统上，柔性管用于将产出流体（诸如，石油和/或天然气）从一个位置输送到另一个位置。柔性管特别地用于将海底位置（其可以是深水下，例如，1000米或者更深）连接至海平面位置。管可以具有通常高达约0.6米的内径（例如，直径的范围可以为从0.05 m达到0.6m）。柔性管通常形成为柔性管体和一个或者多个端部接头的组件。管体通常形成为层状材料的组合，这些层状材料形成承压导管。管结构允许大偏转，但不会产生损害管的寿命内的功能性的弯曲应力。管体通常构建为组合结构，该组合结构包括聚合物层、和/或复合材料层、和/或金属层。例如，管体可以包括聚合物层和金属层、或者聚合物层和复合材料层、或者聚合物层、金属层和复合材料层。

在许多已知柔性管设计中，管体包括一个或者多个抗压层。这类主要负荷层由径向力形成。例如，压力铠装层通常具有特定截面轮廓以联锁，以便能够保持和吸收由施加于管上的外部压力或者内部压力造成的径向力。缠绕线的截面轮廓有时被称为抗压轮廓，该缠绕线防止管因压力而倒塌或者爆炸。当压力铠装层由形成环部件的螺旋缠绕线形成时，来自于管上的外部压力或者内部压力的径向力使环部件膨胀或者收缩，从而将拉力负荷置于线上。

无粘结柔性管已用于深水（小于3,300英尺（1,005.84米））开发和超深水（大于3,300英尺）开发。对石油的需求日益增长，这样会使探测在环境因素更极端的更深处发生。例如，在这种深水环境和超深水环境中，海底温度增加了这样一种风险：产出流体冷却到可以导致管堵塞的温度。增加的深度也增加了与环境有关的压力，在该环境中，柔性管必须操作。例如，柔性管可能需要使用作用于管的外部压力来操作，该外部压力的范围为从0.1MPa至30 MPa。同样，输送石油、天然气或者水很可能产生从内部作用于柔性管的高压，例如，从孔流体作用于管的范围为从零至140 MPa的内部压力。结果，增加了柔性管体的压力铠装层和拉力铠装层对高水平性能的需求。

柔性管也可以用于浅水应用（例如，小于约500米深）或者甚至可以用于海滨（陆上）应用。

改进负荷响应，从而改进铠装层性能的一种方式是制造更厚更坚固的层，从而制造更稳健的材料。例如，对于通常由具有在层联锁中的相邻绕组（winding）的缠绕线形成的压力铠装层，由更厚的材料制造线会导致强度适当地提高。然而，随着更多材料的使用，柔性管的重量也随之增加。最后，在使用柔性管过程中，柔性管的重量可能成为限制因素。另外，使用越来越厚的材料来制造柔性管会适当地增加材料成本，这也是一个缺点。

另外，由于某些抗压轮廓，与压力铠装层相邻的层可能会受到损害，特别是在相邻层的材料移动到在压力铠装层的相邻绕组之间的间隙中时。按照行业规则，所有柔性管结构在售出之前必须接受工厂验收试验（FAT）。这包括通过使用流体（诸如，在是平常使用压力的1.5倍的压力下的水）来使管孔增压。该水因此为增压介质。