[发明专利]用于制造柔性管状管道的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造柔性管状管道的方法，该管道用于传送碳氢化合物，还涉及一种由这样的方法制成的柔性管状管道。

背景技术

这样的管道特别地用于在海底装备和表面装备之间的碳氢化合物的离岸传输。

它们由多个叠置金属和塑料层构成，这在它们上赋予机械属性，和将它们对它们所传输的碳氢化合物和周围环境密封的属性。并且，柔性管状管道从内部朝向外部通常包括：由切割螺旋带制成的金属骨架、聚合物材料压力护套、金属线制成、具有短节距且形成压力顶的螺旋缠绕件、以长节距绕所述压力顶缠绕的至少一层牵引铠装线和外保护套。

如果管道被减压，金属骨架使得可以防止覆盖的压力护套向内坍塌。在柔性管状管道制造期间，压力护套绕金属骨架同轴地直接挤出，该金属骨架通过挤出头平移驱动。压力护套通常由热塑性聚合物制成，且特别是基于聚偏氟乙烯的聚合物。在压力护套已经被冷却之后，至少一个金属线以短节距绕其螺旋地缠绕，形成非毗连线圈。以此方式形成的压力顶将使得可以针对径向应力保护压力护套，所述径向应力通过海床的外部静水压力(hydrostatic pressure)施加且通过金属骨架内循环的碳氢化合物流体施加。此外，通过其构造，其允许管道弯曲。

线圈在它们之间限定间隔或空间，通常称为“绕包间隙(butt gaps)”。这些绕包间隙的宽度和深度是金属线形状、其厚度以及螺旋节距的函数。然后则绕压力顶以长节距螺旋地缠绕至少一层，其包括多个铠装牵引线，特别地使得可以吸收施加在管道上的牵引力。最后，铠装牵引线覆盖有外保护护套，其经由挤压头直接挤出。

柔性管状管道则是通过将内部带到特定压力一特定时间段而被证明和测试。施加在管道上的压力则被按照内部压力的函数预先限定，该内部压力是其开始服役时容易受到的压力。根据分别涉及由美国石油学会起草的未胶结柔性管道和Kill&Choke系统的文件API 17J和API 16C以及其参照的应用标准，在适当时，该压力是服役压力的1.3或1.5倍。后者高达大约一千巴，或甚至几千巴。

当管道被加压时，例如通过将水注入到内部，压力护套将不仅压靠压力顶的内部面，且还在绕包间隙的位置处局部地变形。压力护套的外表面因此倾向于在绕包间隙内蠕变(creep)，同时在压力护套厚度内，收缩发生在蠕变区域的每侧。此外，在相反侧，朝向与骨架接触的压力护套的内表面，观察到空穴现象的结果。

管道的加压，特别是在测试阶段期间，因此通过使压力护套在外在压力顶的绕包间隙的位置处和在内在骨架的位置处局部地变形而弱化该压力护套。在绕包间隙的位置处，聚合物材料径向地变形，且出现可导致材料脱层的内部应力。并且，服役中管道的老化加速，特别是对于在巨大深度的应用，那里温度和压力都高。

为了缓解压力护套蠕变到顶的绕包间隙中的问题，已经设想在压力护套和压力顶之间施加抗蠕变层。例如在缠绕压力顶的金属线之前，该抗蠕变层通过将聚合物的带绕着压力护套螺旋缠绕而被制造。

但是，利用该蠕变层需要补充的操作，即使其通过防止压力护套蠕变到绕包间隙而解决与空穴相关的问题，其表示附加的成本。此外，如果要求压力护套没有蠕变，这还涉及确保该层的整体性被保持至少二十年。

发明内容

并且，产生的且本发明目的要解决的问题是能够制造一种柔性管状管道，不仅使得当管道加压时其压力护套保持其完整性，且使得其可以有利成本制造。

为此，根据第一方面，本发明提出一种制造柔性管状管道的方法，所述管道用于传输碳氢化合物(hydrocarbons)，所述方法包括以下步骤：a)形成热塑性聚合物材料的可变形管状压力护套，所述护套具有外表面和相对的内表现，所述内表面限定用于碳氢化合物的内部流动空间；b)将金属线以短节距绕所述压力护套螺旋地缠绕，以便形成置于所述外表面上的线圈(turns)，所述线圈在其之间限定相继的(successive)间隔；c)将多个铠装(armoring)牵引线以长节距螺旋地绕所述线圈缠绕；和最终d)将所述内部流动空间变为比给定压力P_d大的压力P，从而所述压力护套的所述外表面在所述间隔的位置处径向地变形。根据本发明，在步骤d)中，所述压力护套同时变为比给定温度T_d大的温度T，以便能够释放所述变形的外表面的所述聚合物材料的内应力，以在所述间隔的位置处获得径向变形部的小幅度。