[发明专利]端部接头设备和方法

说明书

本发明公开了一种用于柔性管的端部接头(400)。该端部接头包括窗口(410)和腔(402)，该腔设置在该窗口的径向向内的该端部接头中并且被配置成与该柔性管的环形物流体连通，其中该腔(402)的至少一部分经由该窗口从该端部接头的外部可见。该端部接头进一步包括设置在该腔内或与该腔流体连通的可溶解性或可分散性材料。

本发明涉及一种端部接头和方法。具体地但非唯一地，本发明涉及一种用于柔性管的端部接头，以及检测包括端部接头的柔性管中的溢流事件的方法。

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。柔性管具体地用于将海底位置(其可以是深海)连接到海平面位置。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。管主体通常被构建为包括聚合物层和/或金属层和/或复合材料层的组合结构。例如，管主体可包括聚合物层和金属层，或聚合物层和复合材料层，或聚合物层、金属层和复合材料层。

API推荐做法17B为用于陆上、海底和海洋应用的柔性管和柔性管系统的设计、分析、制造、测试、安装和操作提供指导。

标题为“Specification for Unbonded Flexible Pipe”的API规范17J定义了安全的、在尺寸和功能上可互换的柔性管的技术要求，这些柔性管被设计和制造成统一的标准和准则。

柔性管的端部接头可用于将柔性管主体的区段连接在一起或用于将其连接到终端设备，诸如刚性海底结构或浮动设施。因此，在其他不同用途中，柔性管可用于提供用于将流体从海底流动管线输送到浮动结构的立管组件。在这种立管组件中，柔性管的第一区段可连接到柔性管的一个或多个另外的区段。柔性管的每个区段包括至少一个端部接头。图2示出了适用于将采出液诸如油和/或气和/或水从海底位置201输送到浮动设施202的立管组件200。

图3中示出了已知端部接头组件300的横截面。端部接头300包括端部接头主体301，该端部接头主体包括沿其长度延伸的内部孔302。端部接头主体由钢或其他此类刚性材料制成。在端部接头主体301的第一端部处限定了开口区域303，柔性管主体100的区段的端部位于该开口区域中并且然后终止该开口区域。端部接头主体301的另一端部处为连接器304。这在端部接头主体上形成为基本上盘状的扩口区域。连接器可直接连接到柔性管主体的相邻区段的另一个端部接头主体的匹配连接器。这可使用螺栓或一些其他形式的固定机构来完成。在此类配置中，端部接头将位于背对背配置中。另选地，连接器304可连接到浮动或固定结构，诸如船、平台或其他此类结构。将各层柔性管主体引入至端部接头组件，切割成适当的长度，并且与端部接头的特定部分密封地接合。

众所周知，为柔性管主体的端部提供端部接头存在相关联的许多不同问题。端部接头必须确保良好的紧固和良好的密封两者。需要用端部接头的孔来密封柔性管主体的孔。当多层柔性管主体的各种特定层终止时出现特定问题。柔性管主体可以包含具有非常不同材料特性的层，例如单个聚合物层和/或互锁金属层。在端部接头中，这些层中的每一层的终止都会带来特性问题。例如，柔性管主体通常包括流体保持层(称为阻挡层或衬里)，该流体保持层通常形成为聚合物护套或压力护套。此类层作为主流体保持层操作。为了防止由输送流体的压力引起的此类层的破裂，互锁线层(称为压力铠装层)通常位于流体保持层的径向外侧。如果压力铠装层未沿其长度得到支撑，则流体保持层或其他此类下层的部分可能在压力下破裂并导致终端结构失效。

柔性管主体的层可以经历各种应力，并且有时可以发生对层或多个层的损坏。在一些情况下，这可以导致柔性管的环形物的流体溢流。例如，外部密封层的破裂可以允许海水进入环形物，或者流体保持层的失效可以允许输送流体(例如，油或气)进入环形物。

已知使用各种专用传感器等来监测柔性管是否发生溢流事件。感测设备可以包含在柔性管主体和/或端部接头装置内。此类感测设备可能是昂贵的并且难以维护。