抗磨損或抗摩擦的功能，允許子層420A和420B和層420和404之間的相對運動。
[0063]根據本方面的另一方面，提供了一種防止管組件的流體阻擋層擠出的方法。例如，根據本發明的一個或多個實施例，提供了一種防止位于環箍強度層的空隙之間的管流體阻擋層泄露的方法，該方法包括在管組件的流體阻擋層外部形成抗擠出層，所述抗擠出層包括至少一個金屬層，并且也在不偏離本發明保護范圍的情況下，管組件的抗擠出層外部形成復合環箍強度層。
[0064]例如，在一個或多個實施例中，該方法包括在管組件的流體阻擋層外部或外表面形成抗擠出層。設置具有至少一個金屬層的抗擠出層可增強管的環箍強度，也可防止流體阻擋層擠壓進層疊的環箍強度層堆疊之間的空隙。在一個或多個實施例中，復合環箍強度層復合環箍強度層包括其間具有空隙的非互鎖螺旋卷帶。
[0065]在一個或多個實施例中，金屬互鎖層可以螺旋纏繞流體阻擋層外部，復合非互鎖螺旋卷帶螺旋纏繞在金屬非互鎖環箍強度層外部。金屬互鎖環箍強度層提供流體阻擋層的抗泄露性能，并且有助于提供管道的環箍強度，抵抗內部和外部壓力以及在安裝過程中的外部機械負荷。在一個或多個實施例中，該復合非互鎖層還能夠額外抵抗內部和外部壓力以及在安裝過程中的外部機械負荷。
[0066]在一個或多個實施例中，與復合非互鎖層相同，每個金屬互鎖環箍強度層的厚度是可優化的。例如，在一個或多個實施例中，可增加金屬層的厚度以增加管道的重量從而提高管道的穩定性或增加重量與管外徑的比率以獲得安裝或使用柔性管時所期望的流體動力負載。可選的，在一個或多個實施例中，所述金屬層可以是相對薄的，以提高管的可制造性，這是由于很難在小直徑的管道上形成厚的金屬互鎖層，或厚層的形成條件超過了制造設備的能力。因此，在一個或多個實施例中，互鎖的和非互鎖的層的厚度可根據可制造的管道進行調節，或者實現期望的重量，或者實現期望的抗內部壓力或外部壓力塌陷性能，或者抗粉碎性，或者熱絕緣性。
[0067]參考圖5，示出了根據本發明的實施例的柔性管的剖視圖。如圖所示，金屬互鎖螺旋卷帶層520可位于流體阻擋層502外部。進一步的，如圖所示，復合環箍強度層504位于層520外部。如上所述，環箍強度層504包括或由層疊的聚合物帶堆疊505組成，可包括纖維如玻璃纖維、芳綸、碳和/或其他用于聚合結構材料的纖維，并以相對較大的捻角纏繞，例如60°至89°。在一個或多個實施例中，金屬互鎖螺旋卷帶層520為抗擠出層。可選的，如上所述，在一個或多個實施例中，金屬互鎖螺旋卷帶層520為非互鎖環箍強度層，或抗擠出層和非互鎖環箍強度層的結合。
[0068]進一步的，在一個或多個實施例中，層520包括至少一層螺旋纏繞金屬層。例如，在一個或多個實施例中，層520包括一個或多個子層(圖中未示出)，其中一個或多個子層為金屬層。在一個或多個實施例中，金屬層包括一個或多個金屬成型線525.如上所述，在一個或多個實施例中，所述金屬成型線為鋼。然而，本領域中的技術人員將了解，在不偏離本發明保護范圍的情況下，所述金屬成型線525不一定被限于鋼，還可有其他任何材料形成。例如，金屬條為鋁、鈦、或抗腐蝕合金。
[0069]在一個或多個實施例中，任意一個金屬成型線525包括一個或多個連接件529。在一個或多個實施例中，金屬成型線525的所述連接件529被用于與相鄰的金屬成型線525的連接件529相結合已形成互鎖金屬層520。盡管在圖5所示出的一個實施例中，金屬成型線525被用于與相鄰的金屬成型線525相結合，本領域中的技術人員將了解，金屬成型線的其他配置方式也可用于形成互鎖金屬層，本發明不限于圖5所示的結構。例如，在一個或多個實施例中，金屬成型線可以為C形或U形的，且與相鄰的金屬成型線相結合。可選的，在一個或多個實施例中，金屬條可以為T形的或具有框架輪廓的，并與相鄰的金屬成型線或條相咬合。本發明中的金屬成型線525中的互鎖壓力防護輪廓的示例可以在美國石油協會規范17B中找到，以上全部內容通過引用的方式包含于此。
[0070]優選的，壓力防護層包括具有至少一層與復合非互鎖環箍強度層相結合的金屬層的抗擠出層，比現有技術中的壓力防護層具有更好的抗內部壓力性能、更輕的重量以及更高的抗破壞性能。采用復合材料的抗擠出層以及復合材料環箍強度層的全復合材料壓力防護層可能在內部高溫或高壓時不具有足夠抵抗底層向環箍強度層的空隙中擠壓的性能。與金屬材料相比，由于復合材料具有較小的伸長率、更小的彈性模量和/或更小的蠕變阻力，因此采用復合材料的抗擠出層的抗擠出性能較差。
[0071 ] 全金屬壓力防護層遠遠重于采用復合材料和金屬材料制成的壓力防護層。此外，用于柔性管中的壓力防護層的鋼鐵材料可被用于消除包括腐蝕、氫或硫化物應力導致的開裂等破壞機制，所述破壞機制可在柔性管用于運輸包括高純度的0)2和H2S在內的產液時滲透至柔性管管道中。然而，阻擋上述破壞機制的抗腐蝕合金具有更高的成本，且很難制作成成型線，并且難以將該成型線螺旋纏繞在柔性管外部。較厚的成型線部件對于螺旋纏繞工藝而言是一項挑戰，需要高壓設備。采用相對薄的抗腐蝕合金的柔性管壓力防護可克服這些缺陷，主要對于抗擠出層和層疊的復合環箍層，以及提供抵抗爆裂的內部耐壓力和/或用于抵抗由于外部負載引起的塌陷或粉碎的外部耐壓力。較薄的抗腐蝕金屬材料成本較低，并能夠較容易的形成并纏繞于管道上。復合防護材料用于被選作用于抵擋上述破壞機制的環箍強度層。
[0072]因此，采用金屬材料是實現抗擠出功能的關鍵，采用復合材料是實現環箍強度功能的關鍵，每種材料的最優使用被用于形成比僅采用金屬材料或僅采用復合材料的壓力防護層具有較高的耐壓性、較輕的重量、較容易的制造難度、較低的成本以及改進的抗破壞機制能力的壓力防護層。
[0073]進一步的，在本發明的一個或多個實施例中的空隙控制可提供阻止泄露的最小需求。根據美國石油協會規范17J，表6，“由于支撐結構層應該占所有負載總額的30%，(內壓力鞘的)壁厚的最大允許減小值應小于最小設計值。”盡管這項規定為傳統柔性管指定，該規定同樣可以用于柔性纖維增強管，并且是阻止流體阻擋層、內壓力鞘或襯底泄露的規定。
[0074]根據本發明的一個或多個實施例，環箍強度層或環箍增強層，如圖1、2、3、4中的104、204、304、304，可分別以相對較大的捻角卷繞于管的縱軸上，例如60°至89°，用于在柔性管應用時提供抵抗爆裂的內部耐壓力和/或用于抵抗由于外部負載引起的塌陷或粉碎的外部耐壓力。
[0075]此外，在本發明的一個或多個實施例中，提供了結構層的相鄰卷帶中的空隙控制，以便于防止流體阻擋層或空隙控制層下方的其它層的泄露。此外，根據一個或多個實施例，具有一個或多個金屬層的抗擠出層在需要更少的層數的同時能夠增強抗擠出層的硬度。因此，允許抗擠出層的較少的卷帶和/或配件，從而增加可形成的柔性管的有效性。進一步的，較少的卷帶和/或配件可減小管徑，從而降低成本和重量。
[0076]此外，本發明的一個或多個實施例被用于采用內部框架設計、自由排氣設計、標準環設計、和/或任何其他能夠防止泄露或增強結構容量的管設計的管道，包括非互鎖鋼管層。此外，在一個或多個實施例中的空隙控制層可位于管的任意兩個連續的卷帶層之間。
[0077]根據本發明的一個方面，提供了一種柔性管，該柔性管包括流體阻擋層；第一壓力防護層；以及第二壓力防護層；以及位于第一壓力防護層和第二壓力防護層之間的抗塌陷鞘層。所述第一壓力防護層包含金屬互鎖抗擠出和環箍強度層，如美國石油協會規范17J中所定義。所述第二壓力防護層包含具有非互鎖螺旋卷帶的環箍強度層。換而言之，根據本發明的實施例的柔性管可包括具有整體抗塌陷層的壓力防護。具有整體抗塌陷層的壓力防護可消除對位于流體阻擋層和非互鎖環箍強度層之間的分離的抗擠出層的需要。此外，抗塌陷層允許壓力防護層位于抗塌陷層的任意一面以實現自由彎曲。抗塌陷鞘層允許金屬壓力防護層以增加管道的抗塌陷性，并增加柔性管的水深等級。同樣的，根據一個或多個實施例，本發明的柔性管不限于具有位于流體阻擋層和環箍強度層之間的分離的抗擠出層。
[0078]參考圖6，示出了根據本發明的一個或多個實施例的柔性管600的等距視圖。如圖所示，柔性管600包括框架R0，內壓力鞘E0，第一壓力防護層R1，抗塌陷鞘層E1，以及第二壓力防護層R2。
[0079]在一個或多個實施例中，缺陷RO為用于防止內壓力鞘EO塌陷的互鎖金屬結構。在一個或多個實施例中，內壓力鞘EO為運輸內部流體的導管。進一步的，第一壓力防護層Rl (如前文所述的層220、320、420和520)可以為抗擠出層并且可以是金屬層，用于抵抗內部壓力和機械粉碎負載。在一個或多個實施例中，第一壓力防護層Rl可以是互鎖金屬層或非互鎖金屬