[发明专利]连接和阴极保护

说明书

公开了柔性管主体和设置电连续性的方法。柔性管主体包括由金属条带元件的螺旋缠绕部形成的第一防护层、由其它金属条带元件的螺旋缠绕部形成的其它防护层以及在第一防护层和其它防护层之间的至少一个中间层，所述中间层包括螺旋缠绕的电绝缘条带元件（800₀、800₁、800₂、800₃、800₄）和螺旋缠绕的导电条带元件（810₀、810₁、810₂、810₃、810₄）。

本发明涉及用于在柔性管的相邻层之间设置电连续性的方法和设备。特别地但不排他地，本发明涉及柔性管主体，所述柔性管主体在防护层之间具有中间层，由此，中间层包括电绝缘和导电条带元件。

传统柔性管用于将产品流体（诸如，石油和/或气体和/或水）从一个位置输送到另一位置。柔性管特别是用于将深海位置（其可为水下的深位置，比如，1000米或更深）连接到海面位置。管可具有通常达0.6米左右的内部直径（例如，直径的范围可从0.05m高达0.6m）。柔性管总体上形成为柔性管主体和一个或更多个端部配合件的组件。管主体通常形成为层状材料的组合，所述层状材料形成承压管道。在管的寿命下，管结构允许大偏转，而不导致损害管的功能的弯曲应力。存在有不同类型的柔性管，诸如，根据API 17J制造的非粘结柔性管或复合物型柔性管或类似物。管主体总体上被构建为组合结构，包括聚合物层和/或复合物层和/或金属层。例如，管主体可包括聚合物和金属层或聚合物和复合物层或聚合物、金属和复合物层。层可由单件（诸如，挤出管）形成，或通过以期望的螺距螺旋缠绕一个或更多个金属丝形成，或通过将同心并排布置的多个分离的环圈连接在一起形成。根据所使用的柔性管的层以及柔性管的类型，管层中的一些可粘结在一起，或保留为非粘结的。

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）开发。对于石油的不断增长的需求导致在越来越深的深度（例如，超过8202英尺（2500米））处进行勘探，其中，环境因素更加极端。例如，在此类深水和超深水环境中，海底温度增加了产品流体冷却到可导致管堵塞的温度的风险。在实践中，柔性管常规地被设计为在-30°C至+130°C的操作温度下执行，并且正被开发用于甚至更极端的温度。增加的深度也增加了与环境相关的压力，柔性管必须在所述环境中操作。例如，可要求柔性管在范围从0.1MPa至30MPa的外部压力作用在管上的情况下操作。同样地，输送石油、气体或水也可导致从内作用在柔性管上的高压力，例如，在范围从零至140MPa的来自孔流体的内部压力作用在管上的情况下。因此，增加了对于来自某些层（诸如，柔性管主体的管骨架或抗压防护或抗拉防护层）的高水平性能的需要。应注意的是，为了完整起见，柔性管也可用于浅水应用（例如，深度小于500米左右）或甚至用于岸上（陆上）应用。

已知的是，柔性管的内流体保持层（通常被称为衬层或阻挡层）和外流体保持层（被称为外护套）在其之间限定环形区域，各种金属结构可位于所述环形区域中。例如，此类金属结构是抗拉防护缠绕部或抗压防护缠绕部或类似物。此外，已知的是，如果柔性管的外护套在使用中或在安装时破裂，则海水到环形区域中的侵入可导致金属部件的腐蚀。为了防止腐蚀，已使用了阴极保护。阴极保护是用于设置腐蚀保护的机构，并且此类阴极保护是本领域技术人员熟知的。例如，所推荐的惯例DNV-RP-B401或所推荐的惯例DNV-RP-F103设置了指引，用于设置阴极保护（CP）系统，用于海底管道和柔性管立管。总之，此类CP系统依赖于包括金属阳极，诸如，铝或锌块，所述金属阳极更不惰性，并且因此比柔性管的待被保护的金属区域具有更低的参考电势。在其中阳极所位于的接触点处，柔性管金属（诸如，钢缠绕部）将具有阳极的电势。此电势沿着柔性管主体的长度远离阳极逐渐增加。电势中的变化由衰减作用以及其它因素导致，所述衰减作用由于金属元件的结构的电阻而导致。