用于碳氫化合物管道的柔性接頭、檢測該接頭中泄漏的方法及用于檢測該接頭中碳氫化 ...的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于碳氫化合物管道的柔性接頭、一種檢測該接頭中泄漏的方法、以及一種用于檢測該接頭中碳氫化合物泄漏的系統。
【背景技術】
[0002]在大深度(大于1000米(m))處鉆孔已發展到使用浮式生產儲存卸貨裝置(floating product1n storage and off loading, FPSO)單兀平臺。這種駁船通過被稱為“升管”的金屬管道連接到井，被稱為“升管”的金屬管道能夠將未加工的碳氫化合物輸送到表面。其他管道被用于將水或氣體注射到井中或被用于將已處理的石油輸送到運輸裝置(船舶，管線等)。
[0003]這種管道被構建為首尾連接在一起的鋼管的組裝件。管道的一端通過柔性接頭連接到FPS0，柔性接頭適用于管道和FPSO之間的不同角度，以在FPSO移動時限制管道上的應力。
[0004]柔性接頭被安裝在FPSO平臺上。根據平臺的船上油罐被裝滿的程度，柔性接頭可以在水下或者在水上。然而，柔性接頭可以浸入的深度不超過數米。
[0005]在通用方式中，目前的柔性接頭包括管狀容器，該管狀容器設置有上游端和下游端，上游端用于與上游管柔性且不漏地連接，下游端用于與下游管不漏地連接。
[0006]在這種接頭中，上游端是開口的且在容器的內側上支撐柔性截頭圓錐形鄰接件，用于以不漏的方式接納上游流體入口管道(用于輸送碳氫化合物)的翻邊端。
[0007]下游端是以可移除且不漏的方式安裝在管狀容器上的蓋，并且該蓋包括基本上面對柔性截頭圓錐形鄰接件的管狀停止件(朝向容器的內側)以及用于連接到下游流體出口管道的連接管(朝向容器的外側)。
[0008]在可能受到爆炸性減壓的管道上，截頭圓錐形鄰接件是橡膠/金屬層壓件，并且通過金屬波紋管(由鉻鎳鐵合金制成的波紋管)使截頭圓錐形鄰接件免受碳氫化合物侵害。
[0009]波紋管是管狀的，且以不漏的方式首先圍繞管狀停止件被緊固到蓋，然后被緊固到上游流體入口管道的翻邊端，翻邊端壓靠截頭圓錐形鄰接件。因此，波紋管在正常操作中限定兩個相對于彼此密封的空間:位于波紋管內側的內部空間，流體流動通過該內部空間；以及位于波紋管、蓋、側壁、和截頭圓錐形鄰接件之間的外圍空間，該外圍空間被充滿不可壓縮的流體。
[0010]金屬波紋管的密封件中的破裂(裂縫等)導致柔性接頭的容器被碳氫化合物污染，從而面臨破壞由橡膠/金屬層壓件制成的截頭圓錐形鄰接件的風險，并因此可能導致面臨造成接頭在爆炸性減壓時破裂的風險，這隨后會導致污染周邊環境。
[0011]為了避免這種情況，定期檢查柔性接頭，以確保由橡膠/金屬層壓件制成的截頭圓錐形鄰接件是完好無損的。
[0012]然而，這并不能防止事故。另外，檢查金屬波紋管需要拆卸接頭并停止管道的操作，而停止操作代表非常大的財政開銷。
【發明內容】
[0013]因此，本發明試圖能夠使得以可靠的方式跟蹤柔性墊圈的維護，而不需要中斷石油生產，并且能夠抵擋與使用接頭有關的操作應力(壓力，溫度)和環境應力(海水和腐蝕性物質)。
[0014]本發明提出提供一種具有至少一個傳感器的柔性接頭，所述傳感器用于檢測不可壓縮的液體中的流體(碳氫化合物)以及用于在這種檢測時生成信號。
[0015]為此，本發明提供一種用于輸送流體、例如碳氫化合物的管道的柔性接頭，用于以不漏且柔性的方式聯接兩個管道，所述接頭包括管狀容器，所述管狀容器設置有:
[0016]上游端，所述上游端用于與上游管柔性且不漏地連接；
[0017]下游端，所述下游端用于與下游管不漏地連接；和
[0018]管狀波紋管，所述管狀波紋管以不漏的方式被緊固到所述容器的內側，由此限定在正常操作中以密封的方式相互隔開的兩個同心空間:所述上游端和所述下游端之間的內部空間，所述流體在所述內部空間中流動；以及外圍空間，所述外圍空間位于所述內部空間和所述容器的側壁之間且被充滿不可壓縮的液體，
[0019]所述接頭還包括至少一個傳感器，所述傳感器用于在所述內部空間和所述外圍空間之間的密封件破裂時檢測所述不可壓縮的液體中的流體。
[0020]在其他實施方式中:
[0021]所述上游端可以是開口端，且在所述容器的內側上支撐柔性截頭圓錐形鄰接件，所述柔性截頭圓錐形鄰接件用于以不漏的方式接納上游流體入口管道的翻邊端；
[0022]所述下游端可以是以可移除且不漏的方式安裝在所述管狀容器上的蓋，且所述蓋包括:朝向所述容器的內側，基本上面對所述柔性截頭圓錐形鄰接件的管狀停止件；以及朝向所述容器的外側，用于連接到下游流體出口管道的連接管；
[0023]可以防止所述流體泄漏的所述管狀波紋管以不漏的方式首先圍繞所述管狀停止件被緊固到所述蓋，然后被緊固到所述上游流體入口管道的翻邊端，所述翻邊端壓靠所述截頭圓錐形鄰接件，由此限定在正常操作中彼此密封的兩個空間:位于所述波紋管內側的內部空間，所述流體流動通過所述內部空間；以及外圍空間，所述外圍空間位于所述波紋管、所述蓋、所述側壁、和所述截頭圓錐形鄰接件之間，且被充滿不可壓縮的液體；
[0024]用于檢測不可壓縮的液體中的碳氫化合物流體的所述傳感器可以是電子傳感器；
[0025]用于檢測不可壓縮的液體中的流體的所述傳感器可以是選自電阻傳感器和電容傳感器的電子傳感器；
[0026]所述傳感器可以是具有第一電極和第二電極的電容傳感器，所述第一電極和所述第二電極由介電常數比所述流體的介電常數和所述不可壓縮的液體的介電常數低的材料隔開;
[0027]所述電極可以是圓形的且可以被同心地布置；
[0028]所述電極可以由銅制成，低介電常數的所述材料可以是聚醚醚酮；和/或
[0029]所述柔性接頭可以包括多個傳感器，所有的傳感器都位于所述外圍空間中，以在其中限定多個不同的檢測區域。
[0030]本發明還提供一種檢測如上所述的用于輸送流體、例如碳氫化合物的管道的柔性接頭中不可壓縮的液體中的流體的方法，所述檢測方法包括以下步驟:
[0031]a)借助于根據本發明的柔性接頭以不漏且柔性的方式聯接兩個流體管；
[0032]b)激活所述傳感器中的至少一個傳感器，用于檢測所述柔性接頭的所述不可壓縮的液體中的流體；
[0033]c)收集來自所述傳感器中的至少一個傳感器的數據；
[0034]d)將在步驟c)中收集的數據發送給控制模塊，所述控制模塊能夠處理所收集的數據、生成處理結果、以及如果所述處理結果與檢測所述接頭中的流體和不可壓縮的液體的混合物一致，則發出報警信號。
[0035]步驟b)至步驟d)可以連續地執行或者應請求執行。
[0036]本發明還提供一種用于檢測如上所述的用于輸送流體、例如碳氫化合物的管道的柔性接頭中不可壓縮的液體中的流體的混合物的系統，所述系統包括:
[0037]上述的柔性接頭；
[0038]數據獲取和預處理模塊，所述數據獲取和預處理模塊用于獲取和預處理來自放置在所述柔性接頭中的所述傳感器中