[发明专利]具有径向气体通道的柔性管、其制造方法及用途

说明书

柔性流体输送管，具有：管形聚合物护套，限定具有中轴线的流体流道；压力拱，围绕管形护套布置在其外，具有由至少一异型丝(40)以短螺距卷绕扣锁成的卷绕部，异型丝(40)具有多个扣锁匝圈(42)，每个匝圈(42)在沿轴向中平面的截面具有如下型廓：其限定至少一个凸头(50，56)且对于凸头(50，56)还限定与凸头(50，56)邻接的凹槽(52，58)，凸头(50，56)能被扣锁到压力拱(27)的异型丝(40)的相邻匝圈的凹槽(58，52)中；布置在压力拱外的至少一个铠装层；在凸头(50，56)中和/或在凹槽(58，52)的底部(60，54)中限定至少一附加通道(68)，供气体从压力拱内到外穿过压力拱流通，附加通道(68)允许气体在压力拱内外之间流通，在一匝圈(42)的凸头(50，56)与相邻匝圈的凹槽(58，52)的底部(60，54)之间还具有至少一个间隙(J1，J2)，或者在一匝圈(42)的凸头(50，56)与相邻匝圈的凹槽(58，52)的底部(60，54)之间没有间隙。

技术领域

本发明涉及一种用于流体输送的柔性管，具有：

-管形护套，由聚合物制成，限定具有中轴线的流体流道；

-压力拱，围绕管形护套布置在管形护套外，压力拱具有由至少一条异型丝以短螺距卷绕扣锁而成的卷绕部，异型丝具有多个扣锁的匝圈，每个匝圈在沿轴向中平面的截面具有这样的型廓：型廓限定至少一个凸头而且对于凸头还限定与凸头邻接的凹槽，所述凸头能被扣锁到压力拱的异型丝的相邻匝圈的凹槽中；

-至少一个铠装层，布置在压力拱外。

背景技术

柔性管例如在美国石油研究所(API)出版的标准化文献API17J(2014年5月，第四版)、API RP 17B(2014年3月，第五版)中述及。

这种柔性管尤其用作生产管线、注水或注气管线、天然气输出管线、用户管线，特别是油气工业中的深海管线。其一般在地面设施和水底装置之间或者在两个水底装置之间穿过水域延伸。这些管线还可以在两个地面设施之间延伸。

地面设施的例子包括驳船、半潜式平台、浮式采油储油和卸油系统(FPSO)、浮式液化天然气系统(FLNG)、浮式储油船(FSU)，或者其他浮式装置。

柔性管通常具有限定内容积的外保护套、以及布置在内容积内的至少一个不透液体的内护套。内护套通常是压力护套，限定流体流道。

这种管输送的流体尤其是碳氢化合物混合物，其可能含有高含量腐蚀性气体例如二氧化碳(CO₂)和/或硫化氢(H₂S)。

外保护套和内护套在它们之间限定环形空间，环形空间通常接纳至少一个金属加强层。

金属加强层例如具有压力拱，压力拱通过将异型金属丝围绕压力护套布置扣锁而成的卷绕部形成。型廓扣锁成以限制压力护套在内部压力影响之下蠕变。

金属加强层还具有抗拉铠装层，其由在环形空间中围绕压力拱布置的金属丝层形成，以提供良好的抗拉强度。

容纳压力拱和抗拉铠装层的环形空间一般经受穿过内护套扩散的来自输送流体的酸性气体。环形空间内的这些酸性气体的局部压力有时比较高。

在存在水的情况下(其中水可能来自于穿过内护套向环形空间迁移的输送的碳氢化合物中含有的水，或者在外护套破裂情况下来自于水域)，位于该环形空间中的金属加强层、尤其是压力拱和抗拉铠装层则易受腐蚀。

根据环形空间中环境的严重程度，这可能导致管的机械性能完整性丧失，甚至可能使其毁坏。

另外，与(源于制造步骤和工作负载的)机械负载相关联的腐蚀环境的组合可能导致应力腐蚀开裂(SCC)。

由于压力拱扣锁，大量腐蚀性气体会聚积在压力拱内的环形空间中。这使护套护套和压力拱之间的环境尤具腐蚀性。