軟管與間隔部件的連接套接管、相關的軟管和方法
【技術領域】 陽001]本發明設及流體輸送軟管的連接套接管,軟管包括至少一管套和位于管套外的至 少一鏈裝層,鏈裝層包括多個絲狀的鏈裝零件,套接管包括:
[0002] -每個鏈裝零件的至少一端段;
[0003] -端部拱形件和固定在端部拱形件上的外罩,端部拱形件與外罩之間形成端段接 雙室;
[0004] -接受室的充填材料,端部段埋在該材料中。 陽〇化]特別是,管道為無連接軟管,用于穿過水體如海洋、湖泊或河流輸送油氣(碳氨化 合物)。
【背景技術】
[0006] 例如該軟管根據美國石油學會建立的標準文件API17J(無連接軟管標準)和API RP17B(對軟管建議使用的)形成。
[0007] 管道一般由一組同屯、并重疊的層形成。它在本發明的意義上被看作是"無連接" 的,因此,當管道彎曲時,管道的其中至少一層能夠相對相鄰層縱向移動。特別是,無連接管 是沒有連接形成管道的層的連接材料的管道。
[0008] 管道一般穿過水體,位于用于接受在水體底部開采的流體的底部組件與用于收集 和分配流體的浮動或固定水面組件之間。水面組件可W是半潛式平臺、FPSO或另一浮動組 件。
[0009] 在某些情況下,為了在深水開采流體,軟管的長度大于800m。管道的端部具有套接 管,用于連接水底組件與和水面組件連接,W及用于中間連接。
[0010] 運些管道承受非常大的軸向拉伸力,尤其是管道位于其中的水體非常深時。
[0011] 在運種情況下,使管道與水面組件連接的上套接管應承受非常大的軸向張力,該 張力可能達到幾百噸。運些力通過沿管道延伸的拉伸鏈裝層傳遞給套接管。
[0012] 軸向張力不僅具有較高的平均值,并且在波浪導致的水體擾動的作用下隨著水面 組件和管道的垂直運動持續變化。
[0013] 軸向張力變化可W達到幾十噸,并且在管道使用過程中繼續重復。因此,二十年的 循環數量可能達到二千萬W上。
[0014] 因此,需要保證拉伸鏈裝層與套接管體之間特別牢固的固定。
[0015] 為此,在已知套接管中,一般通過鏈裝線與誘注在拱形和外罩形成的室內的環氧 樹脂之間的摩擦保證鏈裝的固定。
[0016] 另外,與鏈裝線的螺旋路徑有關的絞盤作用也有助于鏈裝的固定,可W通過改變 套接管中的線形成的螺旋直徑相對該螺旋在在流動長度(longueurcourante)的直徑增加 該絞盤作用,例如按照上升錐形逐漸增加該直徑,然后沿下降錐形減小該直徑。
[0017] 另外,可W在每個鏈裝線的端部形成鉤形、波浪形、或螺旋形變形,W便嵌在環氧 樹脂中,W實現抵抗施加的張力的機械鎖定。運些變形產生建立絞盤作用所需的力。
[0018] 該套接管不能完全令人滿意。有時,拉伸鏈裝的固定隨時間疲勞衰退。
[0019] 衰退可能出現在后部,在鏈裝與流動長度直徑脫離的區域,安裝時,由于套接管就 位需要的折疊或展開,運部分更脆弱。
[0020] 為了解決該問題,WO2013/074098描述一軟管套接管,其中內套的相嵌從前面進 行,W避免運里由復合材料構成的鏈裝零件的變形。
[0021] 當套接管就位時,鏈裝零件的端段采用從后向前發散的形狀,并在套接管中保持 該形狀。
[0022] 該套接管不能完全令人滿意。實際上,端段的形狀使它們在接受樹脂的室內互相 接觸。
[0023] 每個端段與樹脂之間的接觸表面比更傳統結構的套接管減小,運就降低了套接管 的抗疲勞強度,或者運就需要大大加長套接管,W保持它承受軸向張力。
【發明內容】
[0024] 本發明的目的是得到具有有效承受軸向張力的軟管套接管,在該套接管中,疲勞 衰退的危險,尤其是在鏈裝端段中的衰退的危險大大減小,而無需明顯增加套接管的長度。 [00巧]為此,本發明的目標是上述類型的套接管,其特征在于,套接管包括內貼在至少一 鏈裝層的鏈裝零件端段的至少一分隔部件,每個分隔部件在所述鏈裝層的鏈裝零件的至少 一端段上限定沿所述端段軸向分隔的接觸區,接觸區之間界定填充材料與端段之間中間接 觸間隙。
[00%] 本發明的套接管可W包括W下單獨的或按照可能的技術組合的特征中的一個或 幾個:
[0027] -對于至少一鏈裝層,包括彼此軸向隔開的多個分隔部件,每個分隔部件在所述鏈 裝層的一鏈裝零件的至少一端段上具有一接觸區;
[0028] -對于至少一鏈裝層,包括纏繞在鏈裝層內的分隔部件,該分隔部件限定彼此軸向 隔開的多個螺旋,每個螺旋具有在鏈裝層的鏈裝零件的至少一端段上的接觸區;
[0029] -包括至少一內鏈裝層和至少一外鏈裝層,至少一分隔部件位于內鏈裝層的鏈裝 零件的端段與外鏈裝層的鏈裝零件的端段之間,在每個端段上限定沿端段軸向隔開的接觸 區,接觸區之間界定填充材料與每個鏈裝零件之間的中間接觸間隙;
[0030] -與分隔部件和至少一鏈裝層的鏈裝零件的端段的前接觸區相對的分隔部件的 徑向厚度不同于并最好大于與分隔部件和同一端段的后接觸區相對的分隔部件的徑向厚 度;
[0031] -包括限定前接觸區的至少一前分隔部件,和與前接觸區分離的至少一后分隔部 件,后分隔部件界定后接觸區,前分隔部件的最大徑向厚度不同于并最好大于后分隔部件 的最大徑向厚度;
[0032] -至少一鏈裝層的鏈裝零件的端段彼此側向地分隔,并且它們之間限定填充材料 與鏈裝零件之間的圓周接觸間隙;
[003引-圓周接觸間隙和中間間隙互相連通,W便在每個端段上限定至少一周邊接觸區, 在該周邊區域內,填充材料與端段在端段的整個周邊上與端段接觸;
[0034]-至少一鏈裝層鏈裝零件的每個端段離開套接管的縱軸線從后剝離點向前自由端 發散延伸;
[0035] -包括至少一內鏈裝層,和至少一外鏈裝層,外鏈裝層的鏈裝零件的端段的開放角 大于內鏈裝層的鏈裝零件的端段的開放角,分隔部件在內鏈裝層的鏈裝零件的端段與外鏈 裝層的鏈裝零件的端段之間接觸地布置;
[0036]-至少一鏈裝層的鏈裝零件的每個端段包括從后剝離點離開(套接管)縱軸線發 散延伸的后區,和從后區向套接管的縱軸線收斂延伸到前自由端的前區;
[0037]-鏈裝零件至少部分由復合材料為基礎上形成;
[0038]-包括徑向圍繞最外鏈裝層的端段的至少一外環髓,外環髓阻止外罩與最外鏈裝 層的端段之間的接觸。
[0039] 本發明的目標還在于輸送流體的軟管,其特征在于,其包括: 陽040]-管套;
[0041]-位于管套外的至少一拉伸鏈裝層,拉伸鏈裝層包括多個絲狀的鏈裝零件; 陽042]-安裝在管套端部的如上所述的套接管。
[0043] 本發明的目標還在于安裝軟管套接管的安裝方法,該方法包括W下步驟: W44]-提供管套;
[0045] -將至少一拉伸鏈裝層放置在管套外,拉伸鏈裝層包括多個絲狀的鏈裝零件,每個 鏈裝零件包括一端段;
[0046]-使端部拱形件和固定在端部拱形件上的外罩就位,端部拱形件與外罩之間界定 端段的接受室;
[0047]-使填充材料進入接受室,W掩埋端段;
[0048] 其特征在于,該安裝方法在引入填充材料之前包括使至少一分隔部件從內貼靠至 少一鏈裝層的鏈裝零件就位,分隔部件在所述鏈裝層的鏈裝零件的至少一端段上限定沿所 述端段軸向隔開的接觸區,引入填充材料后,接觸區之間界定填充材料與端段之間的中間 接觸間隙。
[0049] 本發明的方法可W包括W下單獨或按照任何可能技術組合的一個或幾個特征:
[0050]-使至少一鏈裝層的鏈裝零件的端段放松,W便在分隔部件就位前處于靜止形態。
【附圖說明】
[0051]-圖1是本發明第一軟管中屯、段的局部剝開透視圖;
[0052]-圖2是與圖1類似的視圖,是圖1的管的套接管;
[0053]-圖3是圖2的套接管中的鏈裝層沿軸向中間平面的剖面細節圖;
[0054]-圖4是沿本發明第一軟管的套接管沿軸向中間平面的局部剖面圖;
[0055]-圖5是本發明第二軟管的套接管的與圖4類似的圖;
[0056]-圖6是本發明第S軟管的套接管的與圖4類似的圖;
[0057]-圖7是圖6的套接管中鏈裝零件的端段的側視圖;
[005引-圖8是本發明一實施例的分隔部件的剖面圖。
【具體實施方式】
[0059] 下面"外"和"內"整體相對管道的A-A'軸線徑向延伸,"外"為更徑向遠離管道的 A-A'軸線延伸,"內"為更徑向接近管道的A-A'軸線延伸。
[0060] "前"和"后"相對管道的A-A'軸線軸向延伸,"前"更遠離管道的中間并更靠近它 的其中一端,"后"更靠近管道中間,并更遠離它的其中一端。管道中間是管道距它的二端等 距的點。
[0061] 圖1部分地表不符合本發明的第一軟管10。
[0062] 軟管10包括圖1部分地表示的中屯、段12。軟管10在中屯、段12的每個軸向端包 括端部套接管14(圖1中看不到),它的有關部分示于圖2。
[0063] 參照圖1,軟管10形成流體并最好是石油流體流動的中屯、通道16。中屯、通道16 沿軸線A-A'延伸在管道10的上游端與下游端之間,并穿過套接管14。
[0064] 軟管10用于穿過水體(未出示)位于流體尤其是油氣開采設備中。 陽0化]例如水體是海、湖或大洋。例如流體開采設備處的水體深度在500m到3000m之間。
[0066] 流體開采設備包括水面尤其是浮動組件和水底組件(未出示),它們通過軟管10 互相連接。
[0067] 軟管10最好是"無連接"管道(英文用"unbonded"表示)。 W側當軟管彎曲時,軟管10的至少兩個相鄰層可W互相自由縱向移動。例如美國石油 學會(API)發表的標準文件API17