[发明专利]使用于输送烃类的柔性管的内部流通空间加压的加压方法

说明书

本专利申请涉及一种用于使用于输送烃类的海底柔性管的内部流通空间加压的加压方法，所述加压方法包括以下步骤：a)提供具有一加强层的柔性管，加强层由至少一种具有非相邻线匝的金属线围绕一个限定一内部空间的热塑性聚合物护套以短节距卷绕构成，然后b)柔性管的内部空间装满油，然后c)增大柔性管的内部压力Pi直至至少10MPa，内部压力由所述油施加，然后d)以至少10MPa的压力保持柔性管的内部压力Pi至少一分钟的持续时间D，其特征在于，所述油根据ASTM D445标准测得的在40℃下的运动粘度大于10mm²/s。该方法可降低甚至防止在聚合物护套上空穴和裂纹的出现。

技术领域

本发明涉及一种用于使用于在深水中输送烃类的柔性管的内部流通空间加压的加压方法。

背景技术

柔性管可用于大深度，通常直至3000米的深度。柔性管可输送流体，尤其是烃类流体，其温度通常达到130℃，甚至可能超过150℃，内部压力可达到100MPa(1000巴)，甚至达到150MPa(1500巴)。

用于输送烃类的柔性管从管的外部向内部一般具有一加强层和一个聚合物护套。

聚合物护套确保管的密封性。聚合物护套的构成材料必须在化学上稳定，能够在机械上耐抗输送的流体及其特征(成分、温度和压力)。聚合物护套的材料必须综合具有挠性、长使用寿命(管一般必须具有至少20年的使用寿命)、机械强度、耐热、抗压的特征。这种材料尤其必须对构成输送流体的化合物在化学上呈惰性。通常，输送的烃类包括原油、加压水和加压气体。多种聚合物材料，例如聚烯烃，聚酰胺、尤其是聚铣胺11，或者氟化聚合物如聚偏氟乙烯(PVDF)，通常用于柔性管的聚合物护套。

加强层使管耐抗径向作用力。其由纵向卷绕元件构成，通常是由具有非相邻线匝的金属线卷绕构成，以确保柔性管的挠性。因此，加强层的每个线匝之间存在一个称为“绕包间隙”的空间。绕包间隙的形状和尺寸(宽度、深度)取决于线的形状、其厚度和布置间距(图2)。

根据现行工业标准，用于输送烃类的柔性管必须在销售之前经受工厂验收测试(FAT)，其为在柔性管内部流通空间的加压测试。这种测试在比柔性管使用条件更严格的条件下进行，以便预测柔性管的任何故障。测试在标准API 17J第10.3节进行了描述(2009年1月1日，第3版)。测试时，管的内部空间装满水，然后加压，该压力由水施加。测试的压力通常是设计压力的1.3倍，其中，设计压力是上述标准中规定的压力。对于用于海底烃类输送的柔性管来说，设计压力在某些情况下可大于或等于68MPa(680巴)，因此，工厂验收测试以大于或等于100MPa(1000巴)(15kPSI)的压力进行。这种测试通常由两个加压周期构成。

在管内压力的作用下，相对柔软的聚合物护套贴靠在加强层的内端面上。聚合物护套的在局部上未由加强层支承的部分(即面对绕包间隙的部分)，在压力的作用下变形(图5)。聚合物护套在加强层的绕包间隙的这种变形现象称为聚合物护套的蠕变或者膨化。在下列情况下，这种变形更大：

-压力大，

-温度高，以及

-聚合物护套厚度小。

在工厂验收测试的内部压力下，聚合物护套在绕包间隙中的变形很大。在很多情况下，变形程度是这样的，加强层的绕包间隙完全填满(即蠕变高度等于绕包间隙的深度)。

在这些条件下，这些变形起初可能在聚合物护套上出现空穴和/或裂纹。空穴现象是材料中因机械应力(变形)而出现和/或增大微孔。这种现象可能与材料漂白有关或者没有关系。当变形是只有空穴现象不再适应变形时，就会出现裂纹现象。这些空穴和/或裂纹可导致出现裂隙，失去聚合物护套的密封性。

申请EP2653291描述了柔性管的制备方法，柔性管具有一个聚合物护套和在聚合物护套的外表面上的一加强层，所述制备方法包括：