[发明专利]适于实现对通过柔性管环形空间的抗腐蚀流体进行控制和强制循环的柔性管连接器

说明书

柔性管连接器，其适合于实现对通过包括多个连接段的柔性管的内外套之间的环形空间的抗腐蚀流体的控制和强制循环，该柔性管连接器包括：用于连接到柔性管段端部的附接机构：用于分配抗腐蚀流体的至少两个分配环，该至少两个环配置成位于柔性管的环形空间内；其中至少一个分配环具有通到柔性管环形空间的流体入口，该分配环配置成流体连接到相邻连接器中不具有通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环；不具有通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环，该分配环配置成流体连接到相邻连接器中包括通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月30日申请的BR 10 2017 011388-4的优先权，这里通过引用将其全文并入于此。

技术领域

本发明涉及管道和立管技术。更特别地，本发明涉及管道连接器，其具有用于对通过管道环形空间的流体进行控制和强制循环的系统。

背景技术

近海环境中的石油开采广泛使用上升的管道，称作立管。这种管道可以是柔性的或刚性的，其收集由水下油井开采的石油并输送到浮动单元，然后输送到油轮或者直接输送到陆上设施。

根据标准API Spec 17J和API RP 17B(其描述的内容这里通过引用并入)设计的“非粘合”式柔性管拥有通常由碳钢和碳锰钢构成的铠装(armouring)，该铠装被限制在两个可渗透聚合物层之间的环形空间内，第一层(称作“阻挡层”)用于隔离在管道内部输送的流体，第二层用于隔离周围环境(称作“外套”或“外罩”)。即阻挡层和外罩可以认为是管道的内套和外套。本文件中使用的术语“环形空间”指的是阻挡层与外罩之间的这个空间。

铠装容易被腐蚀性气体(CO₂和H₂S)和从管道内部穿过阻挡层的聚合物渗透的水腐蚀。外套的任何气密性的损失也会导致环形空间中存在水。

腐蚀可以导致故障机理，比如由CO₂或者由H₂S造成的应力腐蚀以及点状腐蚀。由CO₂(SC-CO₂)造成的应力腐蚀是没有由用于柔性管的当前版本的国际标准(API Spec 17J和ISO-13628-2)覆盖的故障机理。ISO-13628-2标准的内容也是相关的，通过引用将其并入于此。

当前，柔性管通常在不具有(管体和连接器的)整体系统的情况下构造用于与外罩和阻挡层之间的环形空间强制循环，这样可以使可能在其环形空间中存在的腐蚀性气体移动，以便于降低其它们的浓度或者挥发性并且阻止它们的腐蚀效应或者使它们的腐蚀效应最小化。

在石油工业的某些情形中，柔性管的各个部分或各段在它们的端部处设有法兰，它们具有它们的相互连接的环形空间以便于能够降低腐蚀性气体的浓度。然而，由于环形空间中水的凝结或者由于海水的进入而导致环形空间不完整，这种传统的技术方案不足以防止腐蚀。总之，环形空间是非常受限的，使得渗透的气体和其他流体难以循环。结果，如果没有使用强制循环或者柔性管的设计特征没有变化，腐蚀性流体的可接受的移除或稀释程度也变得困难。

当前市场上的柔性管在它们的环形空间上具有多层，使得流体循环困难，并且由于一些金属层(例如“Z形”、“T形”或“C形”层，正如实用建议API RP 17B的图7中所示的)和金属与聚合物层之间的空隙或者这些层之间布置的元件(比如耐磨带或抗屈曲带)的几何特征而可以将CO₂液滴或气泡与溶解的水约束其中。

例如，文献US20130068465A1披露了一种用于通过柔性立管的环形空间循环流体的方法，其需要使用脐带件(umbilical)，该脐带件具有用于使例如阻蚀剂在环形空间中循环的管道。然而，对于柔性管或连接器的结构，该文献没有提供能够缓减柔性管铠装腐蚀问题(比如SC-CO₂和点状腐蚀)所需要的改变。该文献仅考虑了单个连续立管，而没有考虑由多段构成的立管。