[发明专利]环空连接

说明书

本发明公开了用于端接柔性管主体的端部的设备和方法，该设备包括细长端部接头主体，细长端部接头主体与中心纵向轴线相关联，该细长端部接头主体包括能够以背对背的关系固定到另一端部接头主体并设置在细长端部接头主体的第一端处的连接器凸缘区域、在端部接头主体的剩余端处的开口、设置在第一端和剩余端之间的中央凸缘区域以及在中央凸缘和连接器凸缘之间的颈部区域，其中颈部区域包括径向内端部接头颈部区域部分和径向外端部接头颈部区域部分，径向外端部接头颈部区域部分与径向内端部接头颈部区域部分间隔开并且位于径向内端部接头颈部区域部分的径向外侧，以在径向内端部接头颈部区域部分和径向外端部接头颈部区域部分之间提供封闭腔室区域。

本发明涉及一种用于端接柔性管主体的方法和设备。具体地但非排他性地，本发明涉及一种用于端接柔性管主体的端部接头和方法，其在端部接头的颈部中提供封闭腔室区域。该封闭腔室区域可以用作用于排放流体的流体连通通路的一部分，或者用作可以提供用于各种目的的辅助装备的外壳。

传统上，柔性管用于将采出液诸如油和/或气和/或水从一个位置输送到另一个位置。柔性管在将海底位置(其可以是深海，比如1000米或更深)连接到海平面位置时特别有用。管可具有通常高达约0.6米的内径(例如，直径可在0.05m至高达0.6m的范围内)。柔性管通常形成为柔性管主体和一个或多个端部接头的组件。管主体通常形成为层状材料的组合，该层状材料的组合形成承压导管。管结构允许大的挠曲，而不会引起会在其寿命期间损害管的功能的弯曲应力。存在不同类型的柔性管，诸如根据API 17J制造的非粘结柔性管或复合型柔性管等。管主体通常被构建为包括聚合物层和/或复合层和/或金属层的组合结构。例如，管主体可包括聚合物层和金属层，或聚合物层和复合层，或聚合物层、金属层和复合层。层可由单件(诸如挤压管)形成，或者通过以期望的节距螺旋地缠绕一根或多根线材形成，或通过将同心地并排布置的多个离散的环连接在一起形成。根据所使用的柔性管的层和柔性管的类型，管层中的一些管层可被粘结在一起或保持非粘结。

一些柔性管已被用于深水(小于3,300英尺(1,005.84米)和超深水(大于3,300英尺)的开发。对于需在越来越大的深度(例如，超过8202英尺(2500米))进行勘探的石油的需求日益增长，其中环境因素变得越来越极端。例如，在此类深水环境和超深水环境中，洋底温度增加了采出液冷却至可导致管堵塞的温度的风险。在实施过程中，柔性管传统地被设计成在-30℃至+130℃的操作温度下工作，并且正在开发用于甚至更极端的温度。增加的深度还增加了与柔性管必须在其中操作的环境相关联的压力。例如，可能需要柔性管以作用于管上的0.1MPa至30MPa范围内的外部压力操作。同样，输送油、气或水可很好地产生从内部作用于柔性管上的高压，例如作用于管上的来自井筒流体的零至140MPa范围内的内部压力。因此，增加了对柔性管主体的某些层(诸如管胎体层或压力铠装层或拉伸铠装层)的高水平性能的需求。需注意，为了完整起见，柔性管也可用于浅水应用(例如，深度小于约500米)或甚至用于海岸(陆上)应用。

在柔性管的操作期间，管环空需要排放，管环空是限定在最内流体保持层的径向外表面与诸如外部护套的外流体保持层的径向内表面之间的区。此类操作必须在柔性管中的孔的部分减压或完全减压之前发生。在正常操作程序期间，通过连续地或重复地将气体从环空排出到水面船舶或平台来避免流体在环空中积聚，在水面船舶或平台，排放的流体可经由火炬系统燃烧。在柔性管主体的多个节段与端部接头之间提供连续的排放路径是具有挑战性的。然而，在不排放的情况下，环空中的压力可随着时间而增加。最终，积聚的压力可超过正常操作中的孔压力，从而导致破裂。另选地，如果需要将立管从水面船舶或平台上拆下(例如，在不利的天气条件的情况下)，则有意地执行对孔的减压。这导致孔压力潜在地小于可能导致破裂的积聚环空压力。

常规地，已经提出了可以包括排放通道的端部接头的各种设计。这些设计中的许多工作良好，但可能具有某些缺点。例如，虽然许多常规端部接头能够提供排放路径或连接通路，以允许柔性管主体的环空区域或其他区域排放或互连，但是这种机构在其有用性方面受到限制和/或是复杂的并且因此实现起来是昂贵的。