软管与间隔部件的连接套接管、相关的软管和方法
【技术领域】 阳001]本发明设及流体输送软管的连接套接管,软管包括至少一管套和位于管套外的至 少一链装层,链装层包括多个丝状的链装零件,套接管包括:
[0002] -每个链装零件的至少一端段;
[0003] -端部拱形件和固定在端部拱形件上的外罩,端部拱形件与外罩之间形成端段接 雙室;
[0004] -接受室的充填材料,端部段埋在该材料中。 阳〇化]特别是,管道为无连接软管,用于穿过水体如海洋、湖泊或河流输送油气(碳氨化 合物)。
【背景技术】
[0006] 例如该软管根据美国石油学会建立的标准文件API17J(无连接软管标准)和API RP17B(对软管建议使用的)形成。
[0007] 管道一般由一组同屯、并重叠的层形成。它在本发明的意义上被看作是"无连接" 的,因此,当管道弯曲时,管道的其中至少一层能够相对相邻层纵向移动。特别是,无连接管 是没有连接形成管道的层的连接材料的管道。
[0008] 管道一般穿过水体,位于用于接受在水体底部开采的流体的底部组件与用于收集 和分配流体的浮动或固定水面组件之间。水面组件可W是半潜式平台、FPSO或另一浮动组 件。
[0009] 在某些情况下,为了在深水开采流体,软管的长度大于800m。管道的端部具有套接 管,用于连接水底组件与和水面组件连接,W及用于中间连接。
[0010] 运些管道承受非常大的轴向拉伸力,尤其是管道位于其中的水体非常深时。
[0011] 在运种情况下,使管道与水面组件连接的上套接管应承受非常大的轴向张力,该 张力可能达到几百吨。运些力通过沿管道延伸的拉伸链装层传递给套接管。
[0012] 轴向张力不仅具有较高的平均值,并且在波浪导致的水体扰动的作用下随着水面 组件和管道的垂直运动持续变化。
[0013] 轴向张力变化可W达到几十吨,并且在管道使用过程中继续重复。因此,二十年的 循环数量可能达到二千万W上。
[0014] 因此,需要保证拉伸链装层与套接管体之间特别牢固的固定。
[0015] 为此,在已知套接管中,一般通过链装线与诱注在拱形和外罩形成的室内的环氧 树脂之间的摩擦保证链装的固定。
[0016] 另外,与链装线的螺旋路径有关的绞盘作用也有助于链装的固定,可W通过改变 套接管中的线形成的螺旋直径相对该螺旋在在流动长度(longueurcourante)的直径增加 该绞盘作用,例如按照上升锥形逐渐增加该直径,然后沿下降锥形减小该直径。
[0017] 另外,可W在每个链装线的端部形成钩形、波浪形、或螺旋形变形,W便嵌在环氧 树脂中,W实现抵抗施加的张力的机械锁定。运些变形产生建立绞盘作用所需的力。
[0018] 该套接管不能完全令人满意。有时,拉伸链装的固定随时间疲劳衰退。
[0019] 衰退可能出现在后部,在链装与流动长度直径脱离的区域,安装时,由于套接管就 位需要的折叠或展开,运部分更脆弱。
[0020] 为了解决该问题,WO2013/074098描述一软管套接管,其中内套的相嵌从前面进 行,W避免运里由复合材料构成的链装零件的变形。
[0021] 当套接管就位时,链装零件的端段采用从后向前发散的形状,并在套接管中保持 该形状。
[0022] 该套接管不能完全令人满意。实际上,端段的形状使它们在接受树脂的室内互相 接触。
[0023] 每个端段与树脂之间的接触表面比更传统结构的套接管减小,运就降低了套接管 的抗疲劳强度,或者运就需要大大加长套接管,W保持它承受轴向张力。
【发明内容】
[0024] 本发明的目的是得到具有有效承受轴向张力的软管套接管,在该套接管中,疲劳 衰退的危险,尤其是在链装端段中的衰退的危险大大减小,而无需明显增加套接管的长度。 [00巧]为此,本发明的目标是上述类型的套接管,其特征在于,套接管包括内贴在至少一 链装层的链装零件端段的至少一分隔部件,每个分隔部件在所述链装层的链装零件的至少 一端段上限定沿所述端段轴向分隔的接触区,接触区之间界定填充材料与端段之间中间接 触间隙。
[00%] 本发明的套接管可W包括W下单独的或按照可能的技术组合的特征中的一个或 几个:
[0027] -对于至少一链装层,包括彼此轴向隔开的多个分隔部件,每个分隔部件在所述链 装层的一链装零件的至少一端段上具有一接触区;
[0028] -对于至少一链装层,包括缠绕在链装层内的分隔部件,该分隔部件限定彼此轴向 隔开的多个螺旋,每个螺旋具有在链装层的链装零件的至少一端段上的接触区;
[0029] -包括至少一内链装层和至少一外链装层,至少一分隔部件位于内链装层的链装 零件的端段与外链装层的链装零件的端段之间,在每个端段上限定沿端段轴向隔开的接触 区,接触区之间界定填充材料与每个链装零件之间的中间接触间隙;
[0030] -与分隔部件和至少一链装层的链装零件的端段的前接触区相对的分隔部件的 径向厚度不同于并最好大于与分隔部件和同一端段的后接触区相对的分隔部件的径向厚 度;
[0031] -包括限定前接触区的至少一前分隔部件,和与前接触区分离的至少一后分隔部 件,后分隔部件界定后接触区,前分隔部件的最大径向厚度不同于并最好大于后分隔部件 的最大径向厚度;
[0032] -至少一链装层的链装零件的端段彼此侧向地分隔,并且它们之间限定填充材料 与链装零件之间的圆周接触间隙;
[003引-圆周接触间隙和中间间隙互相连通,W便在每个端段上限定至少一周边接触区, 在该周边区域内,填充材料与端段在端段的整个周边上与端段接触;
[0034]-至少一链装层链装零件的每个端段离开套接管的纵轴线从后剥离点向前自由端 发散延伸;
[0035] -包括至少一内链装层,和至少一外链装层,外链装层的链装零件的端段的开放角 大于内链装层的链装零件的端段的开放角,分隔部件在内链装层的链装零件的端段与外链 装层的链装零件的端段之间接触地布置;
[0036]-至少一链装层的链装零件的每个端段包括从后剥离点离开(套接管)纵轴线发 散延伸的后区,和从后区向套接管的纵轴线收敛延伸到前自由端的前区;
[0037]-链装零件至少部分由复合材料为基础上形成;
[0038]-包括径向围绕最外链装层的端段的至少一外环髓,外环髓阻止外罩与最外链装 层的端段之间的接触。
[0039] 本发明的目标还在于输送流体的软管,其特征在于,其包括: 阳040]-管套;
[0041]-位于管套外的至少一拉伸链装层,拉伸链装层包括多个丝状的链装零件; 阳042]-安装在管套端部的如上所述的套接管。
[0043] 本发明的目标还在于安装软管套接管的安装方法,该方法包括W下步骤: W44]-提供管套;
[0045] -将至少一拉伸链装层放置在管套外,拉伸链装层包括多个丝状的链装零件,每个 链装零件包括一端段;
[0046]-使端部拱形件和固定在端部拱形件上的外罩就位,端部拱形件与外罩之间界定 端段的接受室;
[0047]-使填充材料进入接受室,W掩埋端段;
[0048] 其特征在于,该安装方法在引入填充材料之前包括使至少一分隔部件从内贴靠至 少一链装层的链装零件就位,分隔部件在所述链装层的链装零件的至少一端段上限定沿所 述端段轴向隔开的接触区,引入填充材料后,接触区之间界定填充材料与端段之间的中间 接触间隙。
[0049] 本发明的方法可W包括W下单独或按照任何可能技术组合的一个或几个特征:
[0050]-使至少一链装层的链装零件的端段放松,W便在分隔部件就位前处于静止形态。
【附图说明】
[0051]-图1是本发明第一软管中屯、段的局部剥开透视图;
[0052]-图2是与图1类似的视图,是图1的管的套接管;
[0053]-图3是图2的套接管中的链装层沿轴向中间平面的剖面细节图;
[0054]-图4是沿本发明第一软管的套接管沿轴向中间平面的局部剖面图;
[0055]-图5是本发明第二软管的套接管的与图4类似的图;
[0056]-图6是本发明第S软管的套接管的与图4类似的图;
[0057]-图7是图6的套接管中链装零件的端段的侧视图;
[005引-图8是本发明一实施例的分隔部件的剖面图。
【具体实施方式】
[0059] 下面"外"和"内"整体相对管道的A-A'轴线径向延伸,"外"为更径向远离管道的 A-A'轴线延伸,"内"为更径向接近管道的A-A'轴线延伸。
[0060] "前"和"后"相对管道的A-A'轴线轴向延伸,"前"更远离管道的中间并更靠近它 的其中一端,"后"更靠近管道中间,并更远离它的其中一端。管道中间是管道距它的二端等 距的点。
[0061] 图1部分地表不符合本发明的第一软管10。
[0062] 软管10包括图1部分地表示的中屯、段12。软管10在中屯、段12的每个轴向端包 括端部套接管14(图1中看不到),它的有关部分示于图2。
[0063] 参照图1,软管10形成流体并最好是石油流体流动的中屯、通道16。中屯、通道16 沿轴线A-A'延伸在管道10的上游端与下游端之间,并穿过套接管14。
[0064] 软管10用于穿过水体(未出示)位于流体尤其是油气开采设备中。 阳0化]例如水体是海、湖或大洋。例如流体开采设备处的水体深度在500m到3000m之间。
[0066] 流体开采设备包括水面尤其是浮动组件和水底组件(未出示),它们通过软管10 互相连接。
[0067] 软管10最好是"无连接"管道(英文用"unbonded"表示)。 W側当软管弯曲时,软管10的至少两个相邻层可W互相自由纵向移动。例如美国石油 学会(API)发表的标准文件API17