撓性管彎曲限定裝置的制作方法

專利名稱：撓性管彎曲限定裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于限定一撓性管的彎曲的裝置，特別是在管子具有一直徑大于管子直徑的配件的情況之下，更為具體地說，涉及一種裝置，包括一加強件，旨在配裝于一撓性管，通過此管流動一種灼熱液體，其溫度超過80℃。
這種撓性管，其結構為人熟知，特別在石油工業中用于從一海底井口裝置把烴類提升或輸送到一座平臺或浮動設備，諸如縮寫為FPSO的一種浮動式采儲缸油船。這種撓性管在美國石油學會出版的文件“撓性管薦用操作規程-API薦用操作規程17B”。
符合本發明的彎曲限定器也可以與其他各類型的撓性管線一起使用，特別是在海底采油裝置情況下的撓性管線，諸如稱作管纜的多管撓性管線或電纜。
當撓性管以靜力方式工作時，如同當它靜置在海底上時即是這種情況，不易受到彎曲。另一方面，當它以動力方式工作時，如同當它用作一主管時即是這種情況，它就承受反轉的變形，尤其是彎曲，這樣會導致所述撓性管的顯著彎曲。此時，最大彎曲半徑(MBR)必需不小于一定的數值(上面引用的文件API RP17B中給出這方面的提示)。為了把彎曲半徑限定于一可接受的數值，使用一些可在各關鍵部位處減小管子彎曲的加強件(在API RP17B中之“彎曲加強件”為各所說明的加強件)。比如，一加強件配裝在撓性管接合于一端部配件或在撓性管兩端處配裝于撓性管的兩端部配件的區域內，如API RP17B中各為“端部配件”所述，一端部配件則包括，一方面，一撓性管終端構件(“端部終端”)，以及另一方面，的構件(“端部連接器”)一用于連接于撓性管所連接的各相應管線，特別是一海底井口裝置和/或一在諸如一船船或一平臺上的船面或臺面上的支座。
一加強件也可以裝在撓性管的工作長度上，離開端部配件某一距離，比如在一中間支座(管邊墊座)的邊緣處，所處情況是，一撓性管用作一具有一“緩S”或“陡S”形態的主管，如API RP17B中所述，或者另外，用在一保護撓性管上部的剛性導引管角的端部處，如WO92/12376的

圖11、12和13之中或EP-565445(Coflexip的插裝加強件)之中所述。
這些加強件都是為人熟知的。它們可以包括單獨的一個由聚氨基甲酸乙酯模制彈性主體，并可以另外地是一種內部增強構件，如WO92/12376之中或GB-A-2291686之中所述。它們也可以是熱耗散裝置，如在本申請人名下未發表的FR-9514114之中，以及GB-A-2291686之中，所薦用者。此種熱耗散裝置旨在耗散在加強件的彈性主體與撓性管之間界面處的某些熱量，所述熱量來自流經所述撓性管的液體。這一點是需要的，因為已經發現，所述熱量會因接觸海水的水解作用而損害加強件的塑料(聚氨基甲酸乙酯)，水解作用會導致損失加強件的機械特性，尤其是損失剛度。
在使用加強件的所有情況下，加強件通常在各端部配件配裝和裝接之前配置在撓性管上，而撓性管之間的徑向間隙可允許端部配件沿著撓性管被滑動。一當各端部配件已經配裝于撓性管，通過滑動加強件，被裝上相應的端部配件并被固接在上面，固接時采用至少部分地在各先前技術文件中有所說明的適當裝置。另外，如果加強件應當沿著管子的工作長度予以裝設，它通過暫時或永久裝接接置，諸如一圍繞管子系緊的套環，被定位在所需地點處。
情況是，包括撓性管、各端部配件和加強件的整個組件要運送到使用地點；這一組件通常纏繞在一卷筒上面或排放在一筐籠里面以供運送。纏繞到一卷筒上面和隨后的運送造成了一些至今仍未適當解決的嚴重問題。一項問題是，與撓性管的和各端部配件的重量無關，重要的是要指出，每一加強件可能具有可以屬于4米量級長的一段，并且與端部配件結合起來可能構成一可以多達大約3噸的局部載荷。這就導致了龐大、平衡和裝卸等各種問題，嚴重地影響了從管子制作結束和其裝到船上，直至將其裝設在近海地點等所有的作業實施。特別是，使加強件穿過各種各樣的管子處理裝置，諸如軌道式張拉器，或者彎曲式支座或滑輪的槽溝，都需要棘手和冗長的。
在實踐中，加強件的尺寸目前受限于這些由于它們配裝于撓性管這一事實而造成的裝卸問題。目前，撓性管的直徑和重量以及海水深度方面的持續增大意味著，目前存在著對更重的加強件的需求，以及其長度或許超過5米的加強件，由于裝卸的困難，這是實際上無法實現的事情。
為了克服這些困難，很自然的會想到在鋪管船上裝配撓性管時就地配裝加強件。由于作業所需時間過長和由于周圍條件所限，一種圍繞管子從事模型覆蓋的裝配方法顯然要予以排除。從另外的來源了解到制成兩半的加強件，它們可以最后予以配裝并借助諸如螺栓連接式套環圍繞撓性管使之接合在一起，如FR-2446981中所述，但經驗表明，這類加強件不能夠呈現出所需的機械特征，無論管子的彎曲方向如何。
本發明的目的是，克服前面提及的各項缺點并提出一種簡單和有效的解決辦法而不會增加以上指出的組件的制造成本。
本發明的主題是一種彎曲限定器，用于一條配有設置在撓性管兩端處的端部配件的撓性管，此管包括至少一個加強件，配置得圍繞一段所述撓性管并由一后面部分固定于一插裝支座，限定器的其特征在于，它還包括一用于加強件的壓靠件，配置在撓性管與加強件之間并包括至少一個可彎曲變形和伸過至少處在加強件后面部分與前面端部之間的一段撓性管的部分。
本發明的一項重要優點在于以下事實，即加強件或各加強件和配有其兩個工廠配裝的端部配件的撓性管可以彼此無關地予以運送，加強件或各加強件隨后在安裝地點予以配裝，不需要有別于那些通常可供使用于把所述撓性管裝配體從鋪管上安放就位的裝置，其方式與把諸如浮筒這樣的不同的管子附件安放就位的方式是一樣的。
事實上，在制作一種其中心通孔的內徑至少等于端部配件的最大直徑的加強件時，給定或采用一些公差，就可能使加強件套在撓性管外面并圍繞端部配件予以安放，然后使之圍著或在配件之內滑動以使之進入圍繞支承件、撓性管上的正確位置。
端部配件的最大直徑被理解為指的是由加強件需要圍繞而通過的、端部配件的尺寸最大的不可解脫的部分所呈現的外部尺寸。當端部配件包括或永久性地裝接于一帶有超過配件中心主體(端部終端)的橫向尺寸的連接凸緣(端部連接器)時，正是所述凸緣的尺寸構成了最大直徑，因為在這種情況下，加強件需要能夠滑越所述連接凸緣。自不待言，當端部配件沒有連接凸緣時，或者它已經與所述凸緣分離開來，則正是中心配件主體的外部尺寸形成了最大直徑。
同樣，當加強件配裝在管子的工作長度上并裝接于遠離一端部配件的一中間裝接構件時，而且如果所述中間構件的直徑超過端部配件和/或各相關零件的直徑，則最大直徑將是所述中間構件的直徑。事實上，應當考慮的最大直徑是加強件應當滑越過去的最大構件的直徑。
在所有以下內容中，當簡單和明晰起見而提及直徑概念，這時假定，所涉及的各零件都是帶有旋轉對稱性的圓筒形的。不過，自不待言，所述各零件可以不具有旋轉對稱性，而所涉及的內和/或外徑可以是所述各零件的內部和/或外部橫向尺寸。
另一項優點是，在制造工廠與采油地點之間運送期間的各種龐大、不均衡和裝卸問題，或者至少那些直接關聯于(各)加強件的問題，都幾乎被完全消除，因為加強件或各加強件不再是工廠配裝于撓性管了。
本發明的另一優點是，支承和壓靠件可以構成一磨損件，當比如由于水解作用而磨損出現時不難更換而不需要實際的加強件加以更換，當支承件包括幾部分或幾段時，更換這種零件特別容易。再有，支承和壓靠件當它由幾部分制成時可以在工廠或生產地點處配裝于撓性管。
另一優點是，在一加強件發生磨損或損壞的情況下，有可能為此在安裝地點予以更換而不必需卸除可以支座，諸如一平臺或一船舶，予以接近的端部配件，撓性管的一端是裝接于這一支座的。這項優點特有好處，因為更換用的配件和配裝這種配件都是很昂貴的，并且因為對這類離岸地區的任何介入都由于所需的后勤支援和生產停頓而大為提高正常成本，并且還因為更換一個配件需要減少撓性管的長度而可能造成一些問題。
當想要消散由沿著撓性管流動的液體所放出的熱量外，有可能在帶有由本發明給予的附加優點的情況下，使用先前技術中的措施，此優點是，不是在加強件之中采取這種措施，由于考慮到所述加強件的沉重，這往往是很難的，而是在很容易制造的支承和壓靠件之中。熱量耗散裝置，無論它以各金屬鑲嵌件作為輻射體而利用傳導，或是使用各槽道而利用對流，它們本身都非常容易適于支承和壓靠件。再有，當利用海水流通槽溝時，它們可以或是制成在支承和壓靠件的內部表面上，以便通過直接接觸來冷卻撓性管的外部表層，或是制成在支承和壓靠件的外部表面上，以便同時冷卻加強件的內部表面和撓性管的外部表層，這時要合理選擇用以制作支承和壓靠件的材料。不過，沒有理由說，為何這種海水流通槽溝不能配置在加強件的內部表面上。
加強件具有一能動的前面部分，伴隨撓性管在其彎曲變形之中，同時限定這種彎曲的幅度，支承件包括至少一個前面部分，加強件的能動部分沿著其整個長度壓靠在它上面，而它的前端至少與加強件的前端齊平并最好是超出此端。由于加強件能動部分的前端部分通常具有截圓錐形的整體形狀，支承件的前面部分因而可以具有一端部，它延長了加強件，并且其外部表面可以在加強件外部輪廓的延伸段上或是圓筒形的，或是截圓錐形的。
一如所知，加強件包括一后面插裝部分，一般為圓筒形狀，并且借助于它，加強件以一種可抵擋由于撓性管的活動和可能的軸向載荷所造成的彎矩和側向載荷的方式裝接到一插裝支座里面。插裝支座可以是一固緊于撓性管的剛件構件，一般諸如一圍繞撓性管收緊的配件或套環。在此情況下，加強件通常圍繞插裝支座或圍繞一固緊于它的插裝構件而予以插裝。另外，插裝支座可以是一個獨立于撓性管并配置得圍繞此管的剛性構件，諸如一剛性管筒的端部。在后一情況下，加強件通常插裝到插裝支座里面。一般，支承件與支承件內部軸向通道或撓性管外部表面之間的一徑向間隙然后允許后者相對于加強件和插裝支座自由地滑動。
在這些不同的實施例中，支承件最好是包括一個用以把它固定在撓性管軸向上的后面裝接部分。支承件可以通過粘合于撓性管的外表面而在軸向上予以裝接。
作為優先之處，利用一種裝接支座，它具有一環形整體形狀，或者包括以一些圓形環段的方式圍繞管子接合在一起的幾件，而這幾種具有的環形整體形狀對應于支承件的形態。用于裝接壓靠件的支座可以配置在支承件里面，以及固緊在撓性管，特別是狀為一圍繞管子收緊的金屬或塑料套環，或者狀為一配件外部表面上的圓筒形壓靠表面。特別是，當加強件的插裝支座獨立于撓性管并在其外面時，用于裝接壓靠件的支座還可以包括一個零件，構成加強件或插裝支座的一個組成部分或固緊于加強件或插裝支座的一個構件。
壓靠件可以借助任何已知的裝接手段，比如單獨地借助粘合，在其后面部分上接合于裝接支座。有效的是，裝接支座可以借助諸如連接于插裝支座或一中間構件的各徑向銷柱這樣的裝接附件在管子軸向上予以鎖定。作為優先之處，裝接支座包括一個能夠使之壓靠在壓靠件后面部分一相應圓筒形壓靠表面上的圓筒形壓靠表面。特別是，可以使用一種徑向夾緊裝置，可以固緊于裝接支座或壓靠件，并且其使用方式是，消除了所述各圓筒形壓靠表面之間的間隙和可能在這些表面之間施加一徑向夾緊力。
當加強件插裝到一配件上時，其后面插裝部分可以有效地配置得圍住在配件表面處的一個圓筒形壓靠表面，如果這一壓靠表面具有的直徑超過連接構件-諸如為在其端部連接管子而提供的一凸緣-的直徑的話。壓靠件隨后經由一配置在撓性管外部表面與加強件之間的環形裝接支座沿軸向裝接于配件。另外，當連接構件具有的直徑超過包含管子終端構件在內的配件主體的直徑時，加強件的后面插裝部分可以配置得圍住配件主體，并由一可以是用以相對于配件鎖定壓靠件的裝接支座的環形構件與之隔開。由于加強件的軸向中心通道具有一大致上圓筒形的表面，加強件因此在其后面插裝部分處壓靠在裝接支座上，而加強件的其余部分壓靠在壓靠件上。
在另一實施例中，特別是當加強件配裝在配置在管子外面的一插裝支座上時，壓靠件可以或是直接地或是借助于一裝接支座而裝接于插裝支座，為此目的，插裝支座可以包括一裝接壓靠表面，它可以是圓筒形的，或者圓錐形的，或者另外在一垂直于管子軸線的平面內。在這類配件的情況下，裝接于加強件插裝支座的壓靠件可以具有相對于撓性管的徑向間隙，而且這將允許后者在加強件中心通道之中自由滑動。
壓靠件可以包括一單件的圓筒形環狀構件，可以未來單獨制成再圍繞撓性管裝好，然后配裝各端部配件。一個這類的單件或壓靠件也可以按以下方式制成，即圍繞管子纏繞一條帶材或從事模型覆蓋，以致隨后有可能在各配件已經配裝于一條已經完成和經過測試的撓性管道之后來配裝壓靠件，或者可以使得以下作法成為可能，即必要時在撓性管正被使用的現場上更換一壓靠件而不必更換可以接近的端部配件。
按照另一項特別有效的實施例，壓靠件包括多塊或多段，可以接合在一起，這樣制成的組件具有一大致上圓筒形環狀的整體形狀。構成其組件各表面的、各塊的側面邊緣一般可以形成通過撓性管軸線的各個徑向平面，或者仍可另外形成各個螺旋表面。有利的是，在各塊的側面邊緣之間存在一微小間隙。這樣獲得的周向間隙具有一個選來適合撓性管直徑的數值，這種直徑一般可以在大致30至50毫米與大約500毫米之間變動。把對應于各塊之間每一間隔的各微之間隙累加起來而獲得的總周向間隙因而可以在較小撓性管的大約5毫米與較大撓性管的大約30至60毫米之間變動。
有利的是，壓靠件，在它永久性地配裝之前，具有一相對于撓性管和相對于加強件插裝支座的徑向間隙。壓靠件可以由于裝接支座而鎖定在其最終位置上，辦法是，使壓靠件的后面裝接部分壓緊于撓性管和/或插裝支座的方式致使徑向間隙消除，卻最好是在支承件前面部分處保留某一徑向間隙。此徑向間隙，由彼此面對的兩個圓筒形表面直徑之差所形成，對于小管子可以是一毫米的十分之幾，對于大管子可以大至5到10毫米。
當壓靠件由一裝接支座鎖定就位時，后者可以構成一單件的環形構件而予以配裝，正象壓靠件那樣，而后配裝各配件。按照一項有效的實施例，裝接支座可以制成至少兩部分，可以分開做成并象一個套環那樣圍繞管子接合在一起，以致一方面，壓靠件可以裝接于裝接支座，而另一方面，后者可以鎖定在一配件上和/或在管子或一固緊于插裝支座和/或撓性管的一構件外面、加強件的一插裝支座上。本發明還涉及一種用于配裝支承件和加強件的方法，此方法包括比如以下各步驟-定成撓性管的制作，-配裝事先制成的壓靠件圍住管子，-配裝各配件，-壓力測試之后把纏繞好的管子裝放到一卷筒上面與一筐籠里面，-裝放加強件和裝接支座到用于把撓性管運送到離岸地點并予以鋪設的鋪管船上，-配裝加強件圍住撓性管-從事一種端部配裝，可以或是在對應于從貯放裝置松放出來的管子開端的、第一端部處的端部配裝，或者穿過加強件的第二端部的端部配裝，-配裝用于裝接壓靠件的支座，-把撓性管定位在加強件插裝支座的里面-當后者屬于在管子外面上的類型，-把支承件裝接于其裝接支座、把裝接支座鎖定支配件上和/或撓性管上和/或插裝支座上，以及把加強件鎖定在其外部插裝支座上或配件上，進行這三項作業的順序可以變動，取決于安裝工作的特征和用于鋪設撓性管的程序。
將會很容易理解本發明提出的所有另外方式的安裝程序，比如，在鋪管船上最后配裝一制成兩或三段的壓靠件；或者在工廠處制作過程末尾配裝裝接支座圍住撓性管，而后配裝各配件。
盡管由于其龐大和其重量，配裝加強件圍住撓性管和裝卸最終的組件構成了一種困難的作業，但本發明可使它們容易在鋪管船上或從諸如FPSO型一平臺或一船舶這樣的浮動臺座上進行，用作一主管的撓性管從臺座上懸吊下來。最為通常的撓性管鋪設方式是，把它在鋪管船甲板之上水平地松卷開來，或是出自一貯放筐籠，由一或多個多軌直線張拉器提供拉力，或是出自一臺把貯放和拉拽兩種動能結合起來的絞車，而管子隨后圍繞一個諸如一彎曲支座或轉輪這樣的致撓構件(船外裝置)纏繞大約90°，直至它朝向海底墜出船身以外為止。加強件隨后可以裝設在或是正好在致撓構件以下的撓性管鉛直部分上，或是在張拉器與致撓構件之間管子的水平部分上。在后一情況下，使得此項作業可以容易一些的辦法是，采用眾多已知手段之中的一種，使得諸如一加強件這樣的附件圍著致撓構件通過，即使這一附件比較剛硬并在一很大的長度上具有較大的直徑。有可能比如采用一種圍繞一水平心軸轉動而又保持相切于致撓構件圓形輪廓的操作臺。加強件起初水平地裝設在操作臺上，以致第一端部的端部配件可以穿過加強件，或者另外地，通過使用一牽引纜繩使它圍繞，以便允許第二端部的端部配件穿過加強件，然然再使操作臺傾斜，以便落下加強件，直到它使致撓構件通過為止。
按照一項特別有效的實施例，撓性管從一種在專利EP478742中有所說明的稱作VLS(鉛直鋪設系統)的裝置上予以鋪設。加強件可以從船舶甲板帶進起重吊桿而在鉛直方向上安置在主張拉裝置的下面，此裝置包括比如一由吊桿予以支承并沿著此裝置軸線的四軌道系統，這些軌道可以沿側向分開以允許加強件的上部通過。因而有可能或是穿過加強件落下第一端部配件和從吊桿頂部降下的撓性管，或是，在所考慮的管段鋪設末尾，采用一牽引纜繩沿鉛直方向提起第二端部配件，以便使其向上連同撓性管一起穿過加強件。另外，還可能在加強件仍然置放在甲板上的情況下，使端部配件和撓性管的端部穿過其中心通道，而所述撓性管已經從其沿著吊桿軸線的鉛直方向偏轉到一水平方向。
一般，壓靠件主要包括一狀為一套筒的圓筒形環狀部分，由單獨一件或圍繞撓性管接合在一起的幾段制成。當撓性管承受一很大的軸向載荷而彎曲時，采取的曲率作為加強件的抗彎剛度的函數而受到限制，壓靠件與撓性管和/或加強件之間的徑向各間隙在撓性管內部凹下一側-可以稱作彎段內側上被消除了，而壓靠件在加強件與撓性管之間這一彎曲區域內側承受一稍為顯著的徑向壓縮作用。壓靠件壁部賴以制成的材料需要顯示的主要性質是有能力抵擋這一壓縮作用，在最大載有作用下的變形必須保持協調于加強件的工作，這就是說，實際上低于大約5至10％。壓靠件必須另一方面具有足夠的撓性以伴隨撓性管的彎曲，并且因而在動態應用場合下必須能夠抵擋對應于交替地采取彎段外側和內側位置的、支承件不同區域的大量拉壓反復循環。
壓靠件可以包括一狀為一塑料制套筒的構件。這種材料可以是均勻的，特別是一種熱塑料或一種合成橡膠，或者多孔狀的，或者另外可以是屬于復合類型的，包含諸如短小或連續纖維這樣的填料，或者諸如微型小球這樣的粒狀填料。取決于所用材料的剛度，壓靠件可以，除了它的在撓性管與加強件之間傳遞徑向載荷的主要機械功能之外，具有一種與加強件的撓曲剛度相配合的撓曲剛度并可達到大至加強件剛度的1/4或1/3。
壓靠件還可以包括幾件剛性圓環，比如由金屬制成、沿著壓靠件的長度間隔開來和嵌置在一塑料基體之中。
在一項特定實施中，壓靠件可以包括幾個鉸連的環狀件，每一件有可能相對于在其兩側上的兩件作偏轉以便順隨撓性管的曲率直至它們彼此頂靠為止，從而限定了曲率。這類的壓靠件的工作方式與通常由類似脊椎骨的各元件制成的彎曲限定器(定義于API RP 17B)是一樣的。各鉸連的環狀件可以具有的截面狀為一首尾相聯的U形或狀為一具有不同直徑的兩個圓形壓靠表面的Z形，或者另外具有形成球形接頭的各承接表面。
其他一些特性和優點從閱讀本發明幾項實施例的說明中，以及從所附各圖中，將變得比較清楚，附圖中圖1是一配裝符合本發明的裝置的、撓性管縱向的部分剖面視圖，加強件配裝在一端部配件上；圖2和3是圖1Ⅱ-Ⅱ上的截面視圖，符合熱耗散裝置的兩項實施例；圖4是帶有另一熱耗散裝置的一支承和壓靠件的視圖；圖5是制成幾部分的一支承和壓靠件的簡略部分；圖6是一配裝符合本發明的裝置的、撓性管縱向的部分剖面視圖，加強件配裝得離開一端部配件某一距離；圖7至21是設置在符合本發明的裝置之中的、加強件裝接裝置的連接裝置的簡略剖面視圖。
在以下說明中，提及一配裝一個端部配件的撓性管，但應當理解，本發明適用于帶有兩個端部配件的各撓性管。同樣，本發明可以在沿著撓性管的任一必需限制曲率的部位處予以施用。
在圖1畫出一撓性管1，其一端部2連接于一端部配件3。在所畫出的實例中，端部配件3包括一連接凸緣4，具有超出主體5的外部尺寸并被認為是具有最大直徑DM的部分。正如早先所曾料想的那樣，如果凸緣4較小，如圖6中所畫，則配件3的主體5被認為具有最大直徑。
一支承和壓靠件6配置得圍繞一撓性管1，此管在其延伸長度上具有一預定的外徑，比如D1。此支承和壓靠件具有一內徑D2，或多或少地等于D1，以致在它已經配裝在所需的位置上之后可以緊壓在撓性管1周圍。
一加強件7，其結構是為人熟知的并在早先提及的各文件中有所說明，包括一中心貫穿通道8，其直徑D3稍微超過直徑DM，以致在配件3已經配裝在撓性管1上面之后它可以滑過連接凸緣4并被安排就位。在無應力存在的情況下，中心通道8的直徑D3同樣稍微超過件6的直徑D4，以致管子曲率很小或為零時，加強件7可以被滑移以便使之安排在圍繞件6的所需位置上。最好是，直徑D1、D2、D3和D4如此選定，致使比值(D2-D1)/D2和(D3-D4)/D4小于或等于5％。一般，配件3固定地連接于一支座，諸如一平臺、一船舶或一海下結構，并連接于一固緊于此支座的一條管道的端部。在撓性管之中的張力與撓性管相對于配件軸線的角位移的綜合影響下，撓性管1和加強件7，象件6那樣，受到彎曲而具有一由加強件提供的反力所限定的曲率，此曲率在動態應用場合下可以在相反的方向上作周期性交變。為此，件6包括至少一個部分，能夠彎曲變形并伸過至少范圍在加強件7后部與前端之間的一段撓性管。在這樣工作狀況下的加強件7受到支承并在其彎曲處的內側部分上連續地壓靠在件6上，以致后者可以由所述加強件7壓緊。件6、加強件7和配件3由包括加強件各插裝構件的連接裝置和用于固定件6的支座接合在一起，此連接裝置的各種實施例在早先提及的現有技術各文件中有所說明。所述連接裝置示意性地和象特征性地畫在圖1之中由虛線表明的并由9標示的方框里面，一些具體的示范實施例特別圖示于圖7至21。
適于撓性管1工作所處的環境條件的加強件7具有各個尺寸且特別是一項長度，這些尺寸確定得適合撓性管1的外部直徑D1和使用條件，特別是撓性管中的張力和在其超出加強件的大致平直部分上它相對于配件3的軸線所形成的角度可能達到的最大值。件6的前部，在離開配件3的相反一側，連續地伸過加強件7的整個長度，件6的前端最好是伸出加強件7的前端以外，形成自由端10。
當加強件7裝在連接于一配件的撓性管1的端部上時，其后部插裝部分最好是配置得圍繞至少是配件主體5的前部。圖1表明這樣一種情況，此時，順便說一下，配件3主體5的最大直徑D5小于構成配件連接構件的凸緣4的直徑。在此情況下，件6的后部，最好是結合一作為所述件的后面延伸段的用于裝接所述件的支座，具有一圓柱形表面，具有與件6前部同樣的直徑D4并伸過加強件7的和加強件各插裝構件18的整個長度。在配件主體5的直徑大于或等于配件連接構件直徑的情況下，加強件7的后面插裝部分最好是直接壓靠配件主體5的圓柱形外部表面上。件6，最好是結合一裝接支座，則具有一圓柱形外表面，其直徑D4大致上等于配件主體的直徑D5，以致由配件主體和件6形成的組件構成一圓柱形壓靠表面以沿其整個長度支承加強件7，在用于裝接件6的支座與配件5主體或裝接支座的部位之間可能具有一間斷。
為加強件7和件6選擇材料需要考慮各自的具體特性。
按照一項特別簡單和經濟的實施例，用一種均勻、密致和無填料的(fillerless)塑料制作件6可以獲得優異的結果。由于加強件7的主體同樣可以由一塊單純的塑料構成，或者可以另外包含某一稍許剛硬的加強內芯，所以，支承配件的材料可以等同于用于加強件的塑料，比如Adiprene L167，其肖氏A(Shore A)硬度為95和而楊氏模量為70MPa，或者Adiprene L100，其肖氏A硬度為90而楊氏模量為50MPa。對于很大的加強件，可以設想使用一種硬的材料，其肖氏D硬度為60而楊氏模量為140MPa，而用于支承和壓靠件6的材料可以是硬度較低的Adiprene L167或L100。
材料Adiprene L167和L100都是聚氨基甲酸酯的特殊混合物，ADIPRENE則是屬于UNIROYAL公司的商標。其他塑料，特別是彈性塑料或熱塑性塑料，比如聚乙烯、聚丙烯和PVC，均可使用。
也可以采用一種撓性和彈性適當地大于加強件材料的材料來制作支承和壓靠件，假如所用材料在10巴的壓力下的壓碎(crushimg)不會超過百分之幾，最大5到10％。
加強件中的貫穿通道8，為脫模方便，可以不是完全圓柱形的，而因此是稍帶錐形的，錐度從1到3。這于是用來相對于加強件對中支承和壓靠件。
在圖2至4中非常簡略地畫出制成在支承和壓靠件6上面的冷卻裝置。一般，這種冷卻裝置可以由一些通道構成，諸如制成在件6的壁上或其表面上的并允許海水沿著件6的長度流動的槽道。
第一裝置11(圖2)包括制成在支承和壓靠件6內部表面13上的一些槽溝12，它們面對管子1的外部表面，冷卻液體沿著所述各槽溝12流動并直接冷卻所述撓性管的外部表皮，以及，至少部分地，冷卻加強件7的內側，只要件6的厚度不是很大。
第二裝置等同于圖2的那種，區別在于，各冷卻槽溝12′制成在支承和壓靠件6的外部表面14上，面對加強件7的內部表面(圖3)。由于各槽溝12′，加強件7直接受到冷卻，而撓性管1至少部分地受到冷卻，只要支承和壓靠件6的厚度不是很大。
也可以把示于圖2的槽溝12與示于圖3的槽溝12′結合起來。
在圖4的第三實施例中，冷卻裝置包括制成在支承和壓靠件6上并穿過件6的壁厚的各長孔口15，所述各孔口15經由各通道16彼此連通。各孔口15允許加強件7和撓性管1的有效冷卻。
各槽溝12和12′，或者另外各孔口15和各通道16可以沿縱向取向，平行于撓性管的軸線。它們也可以具有一螺旋形整體形狀。
支承和壓靠件6可以由單獨一件制成，如圖1中所畫，或者分成幾部分。圖5中所畫是一支承和壓靠件6，比如由三個等同的部分17構成的單獨的三塊，它們一旦圍繞撓性管1接合起來，就形成一圓筒形的環形構件。這使得可以在撓性管的裝設和使用地點就地配裝且能夠在磨損或損壞的情況下就地更換件6。在大直徑管子的情況下，需要具有相當直徑和長度的一支承件6，這就另外使得可以通過減少待加工部分的橫截面尺寸而降低加工成本。再有，可能形成在各塊之間的環向間隙可以以有利于裝置的配裝和校正作業的方式予以確定。其次，撓性管的裝卸和運輸可以容易一些，因為管子是光溜的，沒有預配的件6。同樣，可以通過將以不同尺寸加工成的各塊接合在一起而制成支承和壓靠件6。當然，支承和壓靠件6可以做成兩個半圓筒狀的部分，或者做成具有三個以上的部分。
圖6中所畫是一帶有支承件6的加強件7，它們配置得在離開端部配件3的某一距離處圍繞撓性管1。加強件7剛性地裝接于一插裝支座19或固緊于這樣一個支座的各插裝構件，插裝支座固緊于一海洋結構，諸如一固定或浮動平臺、一船舶或一海下結構，諸如一浮臺或一固定式潛沒結構。插裝支座19可以很靠近于端部配件3，但通常遠離配件一段可以是幾十或幾百米的距離。按照一項特別誘人的實施例，配件3配置得致使它可以從一平臺或一船舶上予以接近或設置在一沉箱(caisson)(“轉塔”)的頂部中，一船舶可以圍繞沉箱自由地轉動同時保持錨固于此沉箱，或者通過動力定位保持不動，管子1在它離開配件3時沿一鉛直或傾斜方向穿過海洋結構垂下(droppingthrough the marine structure)。插裝支座19在撓性管1離開海洋結構底部而穿過水面朝向海底的位置處裝接于海洋結構，一般表現為一鏈狀。
目的在于確保壓靠件6、加強件7和加強件的插裝支座19的一種實際和有效的聯接，此裝置最好是包括用于裝接壓靠件6的一支座20，它一方面配置在支承件6后面并固緊于它，而另一方面，作為優選之處，裝接于插裝支座19或者可以裝接于撓性管1。
當完成此組件的裝配作業之后，撓性管1本身可能被固緊于支承件6和裝接支座20。另外，符合本發明的裝置最好是使得撓性管1留有相對于加強件7和插裝支座19沿軸向滑動的可能性。作為優選之處，通過一方面的具有外徑D1的撓性管1與另一方面的包括具有內徑D2的裝接支座20和支承件6的組件之間的一徑向間隙，使得滑動成為可能，而裝接支座20此時固緊于插裝支座19并獨立于撓性管。另外，通過一方面的具有外徑D4的裝接支座20和支承件6與另一方面的具有內徑D3的插裝支座和加強件7之間的一徑向間隙，可以獲得滑動，而裝接支座20此時固緊于撓性管1。
插裝支座19是一強固的剛硬零件，一般由鋼制成，包括一圓筒形中心部分，其內部表面具有的直徑稍微超過壓靠件6的外徑D4并構成所謂加強件7主動前部的軸向內部通道的一個延伸段。支座19的圓筒形部分包括一前段21，其外部表面為加強件7的后面內部部分構成一壓靠表面并伸過足夠的長度以便能夠確保撓性管1和加強件7通過支承件6的正確相對定位和插裝。作為優選之處，如圖6中所示，插裝支座19的圓筒形部分還包括一后段22，其內部表面為用于裝接件6的支座20構成一壓靠表面。各裝接附件，諸如各徑向銷柱，特別在軸向上為件6的裝接支座20提供相對于插裝支座19的鎖定。加強件在支座19上的插裝最好是使用已知的手段通過采用已知的裝接手段把加強件7的后部阻扼并固定于支座19而予以加強，這種裝接手段就象簡略地表明在圖6之中的那種，狀為一與支座19形成一體的凸緣23。
其次，插裝支座19在其在圖6之中象特征性地由凸緣24表明的周邊部分上包括各裝接區域或構件(未畫出)，允許它剛性地裝接于海洋結構，采用的是已知的機械組裝手段，諸如螺絲、螺栓、鉸接套環、抓鉤等手段。
插裝支座19可以由幾塊制成，這幾塊以一分段套環的方式圍繞撓性管1接合在一起。另外，支座19可以由一件制成，其圓筒部分的內徑稍許超過加強件7必須套過的、端部配件的最大直徑DM。在圖6的情況下，這一直徑DM等于配件3主體的直徑D5，而凸緣4的直徑D6小于直徑D5。
裝配撓性管1和包括加強件7和支承件6的組件以及裝接于插裝支座和海洋結構的作業可以比如完成如下在一第一步驟中，在撓性管1貯放在鋪管船的一卷筒上或一滾筒中的情況下，其終止在配件3處的自由端被放出，以便在配裝加強件7之后，通過在一后隨步驟中將其鋪設出去而繼續撓性管鋪設作業直至所謂第一端部連接于有待連接的海洋結構為止。為了進行這第一步驟，起點是把支承件6和/或其裝接支座20安裝在撓性管的自由端周圍，如果這些件不曾在一開始就是在廠內配裝的話。然后，如早先所曾說明，可以使加強件7以這樣一種方式圍繞配件3和撓性管端部通過，即它圍繞支承件6和其裝接支座20安裝就位，加強件的內徑D3稍微大于支承件的和件6的外徑D4。這一初步配裝作業通過使插裝支座19安置到位而告完成，其圓筒形中心部分的前段21被推入加強件7的前插裝部分并推上支承件6，而后段22被配置得圍繞裝接支座20。由于圓筒形內部21-22的直徑最好是大于配件的最大直徑DM，包括加強件7和裝接支座19的此組件可以在使其圍繞配件3通過之前單獨地配合和牢固地組裝起來。在一效果良好的實施例中，這兩個組件，一個包括加強件7和其插裝支座19，而另一個包括支承件6和其裝接支座20，隨后通過把裝接支座20堵在圓筒段22上而接合在一起并彼此裝接，裝接支座20和支承件可以沿著撓性管1一起滑動。
以一種已知的方式，如專利EP 565445中所述，通過將兩個所述組件接合在一起而造成的此裝置隨后暫時固定在撓性管1的期望位置上。所述裝置可以予以固定的方式是，把它連接于一圍繞撓性管1上緊的套環，或借助于臨時固緊裝置連接于配件3，這種固緊裝置可以以不同方式予以破斷或解脫，特別是通過在一施加于撓性管上的一較高拉力作用下破斷，或者依靠任何直接作用在臨時固緊裝置上面并由遠控裝置或由一潛水員或從一ROV(遠控船)予以操縱的機械手段。
下一步在于利用所謂“引入”方法從鋪管船放出撓性管1，配件3一般連接于從一裝設在配件3將與之連接的海洋結構上的絞車處予以操作的一條操作纜繩。配件3因而到達海洋結構底部上的一個孔口，此孔口有利的是配備一導引裝置，諸如一喇叭形構件(鐘形口)。然后可以繼續作用于纜繩以便拉拽管子使之在較大或較小程度上穿進海洋結構，直至插裝支座抵達海洋結構底部上的所述孔口。按照一效果良好的實施例，插裝支座19的整個寬度方向上的尺寸(諸如在圖6簡略和象征的描繪中凸緣24的外徑)大于限定海洋結構底部孔口的通道孔眼的徑向尺寸。裝接支座20因而固定在限定所述孔口的環形壁上，相應的一般是徑向或錐形的互補的壓靠表面于是在施加于操作纜繩上的拉力作用下彼此壓靠。然后啟動鎖定裝置以便直接把插裝支座19阻扼在海洋結構的孔口之中。暫時固緊裝置接著被破斷或解脫，而這樣就把撓性管1從包括加強件7、支承件6、裝接支座20和插裝支座19的插裝裝置中解脫出來，這一插裝裝置此時被固緊于海洋結構。
通過拉拽裝設撓性管1第一端部的作業終止于配件3的連接構件4連接于固緊于海洋結構的一條管線的相應端部。
撓性管1鋪設作業隨后可以通過隨著撓性管以一種一般方式鋪設在海底上而繼續從駛離海洋結構的鋪管船上放出來繼續下去。
圖7至21表明符合本發明的一插裝裝置的不同的具體實施例。
在圖7、8和9的情況下，端部配件3構成了加強件7裝在其上的插裝支座。
圖7表明一種其中配件3的最大直徑DM等于配件主體5直徑D5的情況。在加強件7的插裝后部25中，中心通道8由一最好是由金屬制成的一剛性圓筒壁板26限定。加強件7還包括一業已周知的、由一環形徑向金屬平板27構成的剛性后板，固定于內部圓筒形壁板26，以及一埋置在加強件彈性材料之中的加強內芯。
在示于圖7的有益實施例中，支承件6包括一后端部分29，也是圓筒形的，但不象件6主要部分那么厚。在外側上，所述后端部分29在加強件由金屬圓筒壁板26使之剛硬的區域上壓靠在加強件上。在內側上，后端部分29壓靠在裝接支座20的一個圓筒形中間部分30上，以致件6的后端部分29被夾持在加強件7的壁板26與支座20的中間部分30之間。由于金屬壁板26這樣壓靠在配件的主體5和支承件6的后端部分29上，有利的是它向前延伸，以致其前端31處在裝接支座20前端32的前面。堵住件6后端29的裝置有利的是由裝接支座20的兩個徑向環形件予以補足，這些件位于其中間部分30的兩側，一個徑向件33在后面而面朝外，并形成件6后端部分29的一軸向心動件，而另一個徑向件34在前面而面向內，以致裝接支座20具有一S或Z形的截面。
裝接支座20經由一連接件35裝在配件3上，此連接件包括一金屬環件，一方面包括一徑向壓靠表面36，壓靠在配件主體5的一相應前壓靠表面上并借助于諸如許多螺絲或螺栓37裝接于此表面，而另一方面包括一圓筒形部分38。著眼于加強加強件7和支承件6相對于撓性管1的軸向對中，借助于裝接支座20，圓筒形部分38一方向沿徑向由其外部表面壓靠在裝接支座20的圓筒形部分30上，另一方面經由其內部表面壓靠在撓性管1的外部表面上，管壁簡略地示出由一外殼、強化層40和一內部41。裝接支座20經由一連接件35借助于諸如各徑向銷柱42這樣的裝接附件沿軸向裝接于配件3。壓靠和支承件6的軸向裝接可以通過各銷柱42實現，但這可以通過粘合支承件6的后面部分壓靠在支座20圓筒形端部30上的界面43而有效地予以加強。
其次，加強件7以一種已知的方式通過一插裝構件聯鎖在配件3上，此構件包括一金屬凸緣18，具有形狀為壓靠加強件7剛性后壁27的一環形徑向平板44的這一部分和壓靠配件主體的一圓筒形部分45。在示于圖7的實例中，軸向裝接實現的方式是，借助于諸如一些螺帽或螺栓46把加強料28的自由端部阻擋在徑向部分44上，以及把圓筒形部分45插裝在制成在配件主體5外部表面上的一條槽溝47之內。凸緣18制成至少兩部分，呈一分段套環樣式，以致它可以在加強件7已經套過配件和支承件6之后配裝得圍住配件3。在凸緣18的圓筒形部分45因而裝放在槽溝47之內時，凸緣接著用比如螺栓連接牢固地裝配起來。作業是通過向回推移加強件直至環形徑向平板27和44之間出現接觸和通過把加強件裝接于軸向裝接裝置46而完成的。
在示于圖8和9的各實例的情況下，加強件裝在一配件上，其主體5具有的外徑D5小于凸緣4的直徑D6。
圖8所示用于安裝加強件及其支承件的裝置包括一連接件35′，它包括一壓靠在撓性管1上的圓筒形前部38，正象示于圖7的實例的情況下那樣。連接件35′還包括一旋轉對稱的后部48，其內部表面壓靠在配件的主體5上，而其外部表面具有的直徑對應于支承件6的外徑D4，稍微大于凸緣4的直徑D6，加強件7從后面向前壓靠在連接件35′上和支承件6上。連接件制成至少兩部分，它們可以圍繞配件主體5接合在一起，軸向的鎖定是由伸進配件主體5一槽溝50的后部48的一突起49實現的。連接件35′因而在軸向上堵住通過各銷柱42與之連接的裝接支座20。加強件7經由連接件35′裝接于配件3。為此，制成至少可以接合在一起的兩件的凸緣18，一方面由裝置46固緊于加強件7，并在另一方面通過在件35′表面上的一槽溝51中伸進一凸起的環形部分45而固定在連接件35′上。
示于圖9的裝置沒有象件35或35′那樣的連接件，裝接支座20經由一諸如一凸緣18′的插裝構件被鎖定在配件上，此凸緣18′制成至少兩部分，可以圍繞配件接合在一起，在配件上，此凸緣由于一內圓筒形部分45′伸進配件主體5表面上的一槽溝47之中而被固定。裝接支座20借助諸如各螺絲的裝置52被裝接于凸緣18′，加強件7也借助前述裝置46裝接于同一凸緣18′。
由于裝接支座20具有沿軸向壓靠在配件主體5的前面周邊壓靠表面上的一前面徑向件34，將要指出，不象圖7和8的各實例，件6的端部29在此沿徑向經由裝接支座20圓筒形中間部分30壓靠在主體5上。
圖10至16表明安裝加強件7在一海洋結構上的不同實例，這些實例設計成加強件7與撓性管1之間的連接經由一符合本發明的支承件6予以實現。海洋結構由海洋結構上的孔口的各邊緣53簡略地畫出，加強件必須裝接于這一孔口，而且撓性管1必須穿過這一孔口。加強件經由一插裝支座19裝接于孔口各邊緣53，此支座制成具有旋轉對稱性的一剛性件19的形狀，包括凸緣23和24，借助諸如螺絲或螺栓這樣的裝置46′和54分別裝接于加強件7和孔口各邊緣53。
圖10至13表明各裝置，其中支承件6裝接于插裝支座的內側，特別在軸向，而撓性管1可相對于支承件6沿軸向自由滑動。
在圖10、11和12的情況下，插裝支座19包括一圓筒形部分，其內部表面是在加強件內部的通道8的內部表面的延伸并壓靠在支承件6上。所述圓筒形部分包括凸緣23與24之間的一中間段55，它壓靠在支承件6的后端部分29。在加強件7后部插裝部分25上，中心通道8的表面由一裝進加強件的剛性圓筒件26予以限定，而此件的內徑超過加強件的直徑D3，以致插裝支座的圓筒形部分包括一前段21，置放在支承件6與剛性件26之間的環形空間之中，這種配置具有增強加強件7插裝在插裝支座19上面的作用。
其次，支承件6經由裝接支座20裝接于插裝支座19，支承件的后端部29在里面壓靠在構成裝接支座20前部區域的一圓筒形部分30′上。支承件6通過任何已知的手段相對于裝接支座20沿軸向被保持不動，比如，以簡單而有效的方式通過把件6的后部29與裝接支座20的前面圓筒形部分30′之間的界面43粘合起來。
由于撓性管1相對于加強件7和相對于插裝支座19的對中主要是由支承件6形成的，所以這種對中作用由裝接支座20予以補充，其圓筒形內部表面處在支承件6的直徑D2內部表面的延伸段上。
示于圖10、11和12的另外一些形式的不同之處主要在于裝接支座20裝接于插裝支座19的方式。
在圖10的情況下，裝接支座20經由一制成至少兩段的連接件56裝接于插裝支座19，以致此連接件可以以旋轉對稱方式圍繞裝接支座20的一后面部分57接合在一起，以及可以沿徑向壓靠在此部分上。連接件56具有的截面狀為一角形支架，具有插裝到支座20后面部分57表面上的一槽溝59之中的一圓筒形部分58，以及狀為借助諸如螺絲或螺栓的裝配裝置61鎖定于插裝支座19的一凸緣60的徑向部分。
示于圖11的插裝支座19包括一圓筒形部分，具有壓靠在裝接支座20后面部分57上的一后段22，支座20因而可以借助任何已知類型的裝配裝置62，比如螺絲或螺栓，被裝接于插裝支座19。
在圖12的情況下，裝接支座20經由一徑向環形連接件，諸如一凸緣63，予以安裝，此連接件最好是制成可以接合在一起的至少兩段，并借助任何已知類型的裝配裝置64和61′，比如螺絲或螺栓，被裝接于裝接支座20和插裝支座。
代替如在圖10、10和12的情況下通過與插裝支座組裝在一起而實現裝接支座的安裝，示于圖13之中的裝接支座的安裝是通過使用諸如一凸緣65的裝配裝置把它接合于加強件7的。凸緣65由裝接裝置66和67鎖定于裝接支座20和構成加強件7插裝后部25的內部和后部邊緣的各金屬板件26和27。
圖14、15和16表明包括一固定在撓性管1上的支承件6，如此形成的組件需要時有可能沿軸向在由加強件7和插裝支座19所組成的組件之內滑動。
在圖14的情況下，支承件6經由裝接支座20沿軸向鎖定在撓性管上，它是例如通過把它與裝接支座20前面圓筒形部分30′之間的界面43粘合起來而固緊于裝接支座20的。支座20之固定在撓性管上是由于一制成至少兩部分的夾緊套環68，兩部分圍繞撓性管1和裝接支座20兩者接合在一起，然后借助諸如螺栓69這樣的裝置以將套環68鎖定在撓性管上并使其錨固于支座20的方式予以上緊，而錨固作用可以通過把屬于套環68和支座20的彼此面對的兩端做為搭蓋起來的形狀從而造成如圖14中所示的軸向聯鎖而得以確保。
圖15表明一簡化實施例，支承件6通過把它的內部表面后面部分與管子外部表面之間的界面70粘合起來而直接固定在撓性管上。
圖16表明類似于圖15者的另一實施例，支承件6后面部分的鎖定是通過一種圍繞撓性管1夾緊的純粹機械作用而實現的。支承件至少在其后面部分處制成由各槽縫100分隔開的幾段并可以夾緊在一起，以致它們以一種分段套環的方式壓緊在撓性管上，這種夾緊作用可以任何已知的諸如螺栓71這樣的手段予以實現。
圖17表明另一實施例，其中支承件6也固定在撓性管上，而加強件7，如在圖7情況下那樣，裝在一配件3上。支承件的鎖定是通過在撓性管1上夾緊一套環72來實現的，套環72安放在件6外部表面上的一敞開環形凹槽之中。
圖18表明另一實施例，其中支承件6從內側裝接于插裝支座19。裝接支座20′包括一前面部分73，其外部表面75是錐形的，而不是象圖10、11、12、13和14各實例中的前面部分30′的那種情況中的圓筒形。插裝支座19后面部分的內部表面具有一錐形壓靠表面74。在裝設作業的起初階段，示于圖18a，由加強件7和插裝支座19組成的組件向前移動以露出支承件6的后面部分。裝接支座20′隨后被推向前，以致在支座20′前面的壓靠表面75用作象是一擴張器，逐漸抬起件6，其后面部分呈現一示于圖18b之中喇叭狀錐形形態，支座20′的逐漸前行，亦即圖18中朝右的行進，當裝接支座20′的一徑向壓靠表面76沿軸向頂靠支承件6的后端時，被停止下來。在此情況下，支承件6的后面部分從直徑D4的圓筒形表面向外伸出。通過使固緊于加強件7的插裝支座19向后，裝接支座20′的圓筒形壓靠表面101被插裝到插裝支座19中去，裝接支座20′的錐形壓靠表面74把伸出在插裝支座19內徑之外的支承件的那部分向內驅壓，以致支承件6的后端部分29′本身被緊緊地夾持在插裝支座19與裝接支座20′的前面部分73之間(圖18c)。件6部分29′的錨固作用可以通過在插裝支座19內部表面的部分77上做出一些細溝或波紋而予以加強。顯然，壓靠件6的后面部分29′也可以壓靠于加強件7的內部表面。
圖19表明類似于圖7者的另一實施例，裝接支座20與配件3之間的連接是由一不同的方法完成的，此方法特別適合于帶有50mm到120mm量級的一較小內徑的管子的情況。一連接件35"首先借助裝置37裝接于配件3。屬于連接件35"前面部分30"和支座20的、相互面對的兩表面，遍及它們的部分長度，具有互補的螺紋78，以致支座20可以借助于連接件35"，通過圍繞撓性管的軸線擰轉包括支座20和支承件6的組件直至螺紋78被完全上緊而鎖定在配件3上。
在另一具體實施例中，支承件對于撓曲變形具有足夠的抗力，以致它可起到一加強件的作用以補充加強件7。在圖20所示實例的情況下，加強件7裝在一插裝支座19上。既作為主加強件7的一支承和壓靠件、也作為撓性管1的一加強件的件6′，借助裝置79牢固地裝接于既作為件6′的一裝接支座、又作為一附加插裝支座的一個構件80而本身則借助諸如機加工而成的圓筒形表面81的裝置而精確地定位在插裝支座內部。支承件6′作為一附加加強件在其功能方面的有效性可以通過一內部加強芯件82，比如如同在專利WO92/12376中所述的那種，予以提高。目的同樣在于提高附加的加強效應，內部插裝支座80有利地包括一圓筒形前面部分83，件6′的后面插裝部分壓靠在它上面。
加強芯件82包括一些細長件，按照它們取決于撓性管彎曲方向而屬于彎段的外側還是屬于彎段的內側，它們承受拉伸或壓縮載荷。加強芯件82各細長件的后端穿過內部插裝支座80的一前面部分84并由諸如焊接點79或螺栓的裝接裝置予以鎖定，以致縱向拉伸和壓縮載荷可以由內部支座80承接下來。這些與件6′作為一加強件的工作相關聯的縱向載荷由裝接支座19經由分別借助諸如螺栓的裝接裝置86和87裝接于內部支座80和插裝支座的一環形凸緣85承接下來。
在另一未畫出的實施例中，插裝支座由配件3組成；在此情況下，內部插裝支座80的外部表面構成一壓靠在加強件的一相應的強化部分上的圓筒形接觸壓靠表面，而內部插裝和裝接支座80進而通過插裝裝接于端部配件3的前端。
在示于圖21的具體實施例中，支承件6″包括將撓性管曲率限定于一預定最大值的一些阻扼件(blocking element)。包括加強件7和支承件6″組合的組件因此既是一加強件，又是一彎曲限定器(按照API RP 17B中的定義，“彎曲加強件”和“彎曲限定器”)。
各阻扼件包括一組涂擦式圓環(embrocated ring)，具有一U形截面，開口交替地在各內環88的情況下面向外邊，而在各外環89的情況下面向內邊。按照所謂具有“脊椎”的一類彎曲限定器的本身已知的原理，相鄰圓環之間的縱向距離限定在給定的最大與最小值之間。在圖21的有效實施例的情況下，當在彎段內側上的各元件88各側面邊緣相接觸，而在彎段外側上當一只圓環88的一側面部分觸及一只圓環89的一側面部分時，可獲得最小彎曲半徑。各圓環88和89的側面部分有利地具有一環形槽溝，以致它們可以裝放由彈性材料90和91制成的各環形件，分別配置在屬于各元件88的彼此面對的各側向邊緣之間，以及在一圓環88的一側面部分與一圓環89的一側面部分之間的每一空間之內。撓性管1因而通過壓緊彎段內側上的各圓環90和壓緊彎段外側上的各圓環91直至各圓環88和89的彼此面對的壓靠表面分別發生接觸而逐漸和不帶沖擊地在其最小彎曲半徑處鎖定下來。圓環式支承件6″與加強件7的組合使得可以制作一種用于控制曲率是特別具有吸引力的裝置，因為它結合了各彎曲限定器的優點，即包括在一高程度最大曲率情況下把曲率限定于一固定值且同時體積相對較小，且加強件能夠以動態方式工作，而已知類型的脊椎式限定器局限于靜態應用場合。圖21表明裝置處于其極限狀態，在由支承和彎曲限定件6″覆蓋的區域內撓性管1呈現出一等于其最小值RM的彎曲半徑。在所示實例的情況下，由于各內環88彼此類似，各外環89也是如此，可以在同一類型的兩個鄰近圓環，比如兩個內環88，的軸線之間形成的角度的極限值具有一由圖21中角度2α表明的給定值。另外，這一角度可以沿著裝置的長度變化，假如不同圓環從裝置的后面向前具有不同尺寸。接續的各圓環之間的角度偏移會累加起來，以致在件6″前面部分的位置處的撓性管的軸線相對于端部配件3的軸線偏轉一角度θ。
各圓環88和89由一種機械強度大的硬化材料特別是金屬制成，金屬的選擇則具體地取決于特定的腐蝕條件，或另外由塑料制成，特別是一種纖維加強塑料。各外環89最好是做成為許多可以接合在一起的元件，比如做成兩個半圓環。在圖21實例的情況下，加強件7裝在一端部配件3上，總體配置則類似于圖8的實例。把作為加強件7的支座的功能和限定曲率的功能結合起來的件6″由一連接構件35"裝接于配件3，此構件35前面部分具有一可以與一限定一凹狀部分的突起側向部分卡緊在一起的外形，其輪廓類似于一阻扼圓環的一半，比如在此圖示情況下為圓環89的一半。正象各外環89那樣，連接件35由可以接合在一起幾段組成，比如可以用各螺栓92接合在一起的兩半。件35的內部表面具有一突起部分49，嵌合在配件主體5表面上的一環形槽溝50之中。由于件6″由一組剛性圓環組成，所以它不具有類似于用在主要由塑料制成的各種可供代換型式的支承件6的情況下的支座19的插裝支座，并且通過件6″的最后面圓環，比如一內環88，與件35的前面部分夾緊在一起而直接固緊于連接件35，而所述前面部分因此具有與各外環89一樣的卡緊外形。加強件7套過件6″和連接構件35，并由一凸緣18裝接于配件3，凸緣18的內部邊緣裝放在連接構件35表面上的一環形凹槽51里面。
在未畫出的另一形式中，一類似于圖21的件6″的用于加強7和用于阻扼曲率的支承和壓靠件可以用在加強件裝在一離開端部配件某一距離的插裝支座19上的一些情況中。這樣一種件6″可以借助于一連接構件35裝接于插裝支座19，此構件35通過以示于圖21的同樣方式通過卡緊固緊于件6″。由于連接構件35在徑向上配置在撓性管1與插裝支座19之間，它可以借助類似于上述用于把裝接支座20的后面部分57裝配于插裝支座的那種裝置裝接于插裝支座。因而，比如，可以采用其截面狀為類似于圖10所示連接件56的一角形支架的一個套環，或者另外，如圖11所示，可以采用各螺栓62把連接構件35裝接于插裝支座19的一圓筒形后段22。
本發明的另一優點在于以下事實，即加強件可以在已經進行壓力測試之后裝在撓性管上，而且這可以在離開工廠之后在撓性管開始安放在鋪管船上諸如筐籠這樣的貯放裝置之內的時候予以完成。
本發明在具有很大配件的撓性管的情況下也是有利的。特別是，可以采用畫在圖20之中的實施例，而這使得可以制成具有極高性能水平的彎曲限定器，這種水平是采用現有工業設施制作出來的加強件所無法獲得的。因而很明顯，如果加強件在配件裝配之前予以裝設，也將不偏離本發明的范疇。
權利要求
1．一種用于一撓性管(1)的彎曲限定器，撓性管配裝有配置在所述撓性管兩端處的各端部配件(3)，限定器包括至少一個加強件(7)，此件配置得圍繞一段所述撓性管并通過一后面部分固定于一插裝支座，其特征在于，它還包括一用于加強件(7)的壓靠件(6,6′,6″)，配置在撓性管(1)與加強件(7)之間，并包括至少一個可彎曲變形并伸過一段至少處在加強件的后面部分與前端之間的撓性管的部分，所述加強件具有一內徑，大于所述各端部配件(3)之一的最大外徑(DM)，以致所述加強件(7)可以圍繞所述端部配件(3)滑過。
2．按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6)在至少所述各端部配件(3)之一配裝之前配置得圍繞撓性管。
3．按照權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述壓靠件可變形部分的內徑和外徑在操作中分別大體上等于撓性管的外徑和加強件的內徑。
4．按照權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，插裝支座包括一端部配件。
5．按照權利要求4所述的裝置，其特征在于，端部配件(3)包括一主體(5)，其外徑等于最大直徑，以及壓靠件(6,6′,6″)配置在所述主體(5)前端的前面。
6．按照權利要求4所述的裝置，其特征在于，端部配件(3)包括一連接構件(4)，其外徑等于最大直徑，以及壓靠件(6,6′,6″)包括一圍繞主體(5)配置的后面部分(29)。
7．按照權利要求4所述的裝置，其特征在于，端部配件(3)包括一連接構件(4)，其外徑等于最大直徑，以及壓靠件(6,6′,6″)固緊于配置在配件(3)的主體(5)與加強件(7)之間的一環形構件(35′,35″)。
8．按照權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，插裝支座包括一與所述端部配件(3)分離并圍繞所述撓性管配置的插裝件(19)。
9．按照權利要求8所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6′,6″)固定于插裝支座(9)并相對于撓性管外部表面具有徑向間隙，以便允許壓靠件(6,6′,6″)與撓性管之間的相對縱向移動。
10．按照前述各項權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6′,6″)在一10巴的壓力下被壓碎不到10％。
11．按照前述各項權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6′,6″)由柔性塑料制成。
12．按照權利要求11所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6′,6″)具有大于30的肖氏A硬度。
13．按照前述各項權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6′,6″)由圍繞撓性管配置的幾段(17)制成。
14．按照權利要求1至12中任何一項所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6′,6″)包括一套筒，在與加強件后面部分同一側帶有各槽縫(100)。
15．按照前述各項權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，它還包括熱交換裝置。
16．按照權利要求15所述的裝置，其特征在于，熱交換裝置包括海水從中流過的各槽道(12,12′)。
17．按照權利要求16所述的裝置，其特征在于，各槽道包括制成在壓靠件內部表面上的各槽溝(12)。
18．按照權利要求16所述的裝置，其特征在于，各槽道包括制成在壓靠件外部表面上的各槽溝(12′)。
19．按照前述各項權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，它包括一裝接支座(20,20′,80)，壓靠在撓性管和插裝支座(3,19)上，所述裝接支座沿軸向一方面裝接于壓靠件(6,6′, 6″)，并且另一方面裝接于插裝支座(3,19)，以便相對于插裝支座鎖定壓靠件。
20．按照權利要求19所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6′)包括一圓筒形后面部分(29)，壓靠在裝接支座(20,80)的一圓筒形部分(30,30′,83)上。
21．按照權利要求22所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6′)的圓筒形后面部分(29)配置在裝接支座(20,80)圓筒形部分(30,30′,83)的外側上。
22．按照權利要求20或21所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6)在撓性管的軸向上裝接于裝接支座(20)，方式是，在屬于壓靠件(6)的后面部分(29)和屬于裝接支座(20)圓筒形部分(30,30′)的彼此面對的表面之間的界面(43)處粘合起來。
23．按照權利要求8和19所述的裝置，其特征在于，裝接支座(20′)包括一具有一錐形外部表面(74)的前面部分(73)，其允許壓靠件(6)的一后面部分(29′)被壓靠于插裝支座(19)的內部表面。
24．按照權利要求19所述的裝置，其特征在于，裝接支座(20,20′,80)具有一圓筒形壓靠表面(101,81)，壓靠在插裝支座(3,19)上，以便允許裝接支座(20,20′,80)被直接插裝在插裝支座(3,19)上。
25．按照權利要求19所述的裝置，其特征在于，它包括一連接件(35,35′,35″,56,63)，經由各壓靠表面一方面壓靠于裝接支座，并且另一方面壓靠于插裝支座，以及能夠至少部分地允許裝接支座(20)被插裝在插裝支座(3,19)上。
26．按照權利要求25所述的裝置，其特征在于，連接件由可以接合在一起的至少兩段制成。
27．按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6)的后面部分通過把它固定在撓性管軸向上的夾緊裝置(71,72)被裝接于撓性管(1)。
28．按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，壓緊件(6)通過粘合壓緊件后面部分與撓性管之間的界面區域而被固定在軸向上。
29．按照權利要求19所述的裝置，其特征在于，它包括一套環(68)，圍繞撓性管(1)收緊并裝接于裝接支座(20)，以便沿軸向固定壓靠件(6)。
30．按照權利要求8和20所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6)的后面部分(29)配置在插裝支座(19)的一圓筒形部分(55)與裝接支座(20)的前面部分(30′)之間。
31．按照權利要求8所述的裝置，其特征在于，插裝支座包括一圓筒形后面部分(22)，裝接支座(20)的后面部分(57)與之壓靠。
32．按照權利要求4和19所述的裝置，其特征在于，屬于連接件(35″)的前面部分(30″)和屬于裝接支座(20)的、彼此面對的表面具有互補的螺紋(78)。
33．按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6′)具有對于彎曲變形的足夠抗力以便能夠構成一附加的加強零件，其作用與加強件(7)的作用相結合以減少撓性管(1)的彎曲。
34．按照權利要求33所述的裝置，其特征在于，壓靠和附加加強零件由一種柔性塑料制成，此塑料具有的拉伸彈性模量至少是50MPa，最好是包含埋置在所述塑料之中的增強纖維。
35．按照權利要求33或34所述的裝置，其特征在于，壓靠和附加加強零件(6′)包括一金屬內芯(82)，包括連續伸過一定長度的各細長件，且所述各細長芯件的后端伸出壓靠和附加加強零件(6′)的后端之外，以致可以由裝接裝置(79)錨固于用作內部插裝支座的裝接支座(80)，此支座通過插裝被裝接于插裝支座(19)。
36．按照權利要求8和35所述的裝置，其特征在于，裝接和內部插裝支座(80)的外部表面構成一圓筒形接觸壓靠表面，壓靠在插裝支座(19)的一相應的壓靠表面上。
37．按照權利要求4和35所述的裝置，其特征在于，內部插裝支座(80)的外部表面構成一圓筒形接觸壓靠表面(81)，壓靠在加強件(7)內部表面的一相應部分上，內部插裝支座(80)通過插裝被裝接于端部配件(3)。
38．按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6″)包括由剛硬材料制成的各圓環。
39．按照權利要求38所述的裝置，其特征在于，壓靠件(6,6″)包括各金屬圓環(88,89)，構成一種把撓性管(1)的彎曲限定于規定最大值的阻扼裝置，每一圓環(88,89)的兩個環形邊緣包括各徑向突起，配入相鄰圓環的各徑向突起之間，以致包括加強件(7)以及壓靠和彎曲阻扼件(6,6′)的組件構成一綜合了加強件和彎曲限定器的功能的、控制撓性管彎曲的控制裝置。
40．按照權利要求39所述的裝置，其特征在于，壓靠和彎曲阻扼件(6″)包括各阻扼圓環(88,89)，它們迭蓋起來并且它們的截面狀為一U字，交替地向內敞開和向外敞開。
41．按照權利要求40所述的裝置，其特征在于，各阻扼圓環(88,89)由各環形彈性元件(90,91)分隔開，當各圓環相對于彼此運動時這些元件被壓緊，以致各圓環固定在一個位置上，此位置對應于被阻扼在所述最大值處的彎曲度。
全文摘要
本發明涉及一種用于限定一撓性導管的彎曲半徑的裝置,包括至少一個彎段加強件(7),配置得圍繞一段撓性導管并由一后面部分固定在一固定的端部支座(19)上,此裝置的特征在于,它還包括一個用于抑制彎段加強件(7)的器件(6,6′,6″),配置在撓性導管(1)與彎段加強件(7)之間并包括至少能夠作彈性彎曲的一部分,此部分伸過至少位于彎段加強件的前面部分與端部之間的一段撓性導管。
文檔編號E21B17/01GK1220717SQ9880029
公開日1999年6月23日 申請日期1998年2月25日 優先權日1997年3月14日
發明者菲利普·塞徹爾, 約翰·史密斯, 安托萬·費利克斯-亨利 申請人:科菲萊克西普公司