[发明专利]用于浸没在水域内的输送天然气和/或石油流体的柔性管

说明书

用于浸没在水域内的输送天然气和/或石油流体的柔性管。本发明涉及用于输送天然气和/或石油流体的柔性管，用于浸没在水域内，柔性管从外向内具有：密封外套，用于限制水域的水进入柔性管内；至少一个外加强结构件，用于加强柔性管以抵抗内部径向力和/或拉力；保护内套(6)；环形空间，由密封外套和保护内套(6)限定，外加强结构件布置在环形空间内；管形内加强结构件(8)，用于加强柔性管以抵抗施加在柔性管上的外部径向力，具有至少一个螺旋形空隙(10)和用于限制天然气和/或石油流体从内部通道流向环形空间的至少一个密封件(11)，密封件(11)呈螺旋状卷绕于至少一个螺旋形空隙(10)内。本发明可减少外加强结构件的腐蚀。

技术领域

本发明涉及用于在水域内输送天然气和/或石油流体的柔性管的技术领域。

本发明的技术领域尤其涉及非粘合(英文术语为“unbonded”)型柔性管。

背景技术

一般来说，在海底环境输送天然气和/或石油流体的柔性管浸没在深度可能超过3000米的水域内。其尤其有利于在海底设备与海面设备之间载送天然气和/或石油流体。其也可用于连接两个海底设备。一些柔性管还可用于连接两个海面设备。

柔性管的结构在现有技术中广为公知，尤其在美国石油研究所公布的标准文献API RP 17B(Recommended Practice for Flexible Pipe《柔性管的推荐使用》))和API17J(Specification for Unbonded Flexible Pipe《非粘合柔性管的技术规格》)中述及。

柔性管一般由一组叠置的同心层形成。该柔性管被视为“非粘合”型，因为柔性管多层中的至少一层能在柔性管弯曲时相对于相邻层纵向移动。特别是，非粘合柔性管是没有连接形成柔性管各层的粘结材料的柔性管。

柔性管从内向外一般具有通常称为骨架或内骨架的内加强结构件、密封聚合物内套、至少一个外加强结构件、以及密封聚合物外套。

内骨架的主要作用是承接例如与静水压力有关的径向紧压作用力。内骨架用异型金属带以短螺距卷绕以形成彼此间卡扣的螺旋圈而制成。表述“以短螺距”体现了螺旋形盘绕圈的特征，螺旋形盘绕圈具有绝对值为70°至90°之间的螺旋角。内骨架的螺旋角的绝对值一般接近85°。一般来说，金属带截面呈S形。因此，金属带的每个螺旋圈与相邻螺旋圈配合，从而形成内加强结构件的卡扣。

密封聚合物内套更通常地称为“耐压套”(英文术语为“pressure sheath”)或“内套”，是围绕内加强结构件挤压成型的套。其主要作用是使天然气和/或石油流体禁闭在柔性管内部。因此，密封聚合物内套限定用于天然气和/或石油流体流通的内部通道。内套布置在外加强结构件内侧。

外加强结构件用于加强柔性管以抵抗径向力和/或轴向力。柔性管一般具有两个加强结构件。例如，柔性管从内向外具有一耐压铠甲和一些抗拉铠装层。耐压铠甲(英文术语为“pressure armor”)一般由金属型丝以短螺距围绕密封聚合物内套按接合的螺旋圈卷绕而形成。因此，耐压铠甲可承接与柔性管中流通的流体的压力有关的径向力。耐压铠甲具有绝对值一般接近85°的螺旋角。抗拉铠装层的作用是承接施加在柔性管上的拉力。这些抗拉铠装层由以长螺距围绕耐压铠甲卷绕的铠装件形成。表述“以长螺距”体现了螺旋形盘绕的特征，所述螺旋形盘绕具有绝对值小于或等于60°的螺旋角。柔性管一般具有一对或两对交叉的抗拉铠装层，这些层的螺旋角的绝对值通常为20°至60°之间，有利地为25°至55°之间。铠装件通常称为铠装丝，一般由金属材料或复合材料构成。密封聚合物外套通常称为外套，是围绕外加强结构件挤压成型的套。该外套的作用尤其是保护外加强结构件以防腐蚀，当柔性管浸没于水底时尤其如此。