对软管的改进的制作方法

专利名称：对软管的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及软管，更具体地，涉及超长软管以及用于制造超长软管的 方法和装置。本发明尤其涉及可以在低温状态下使用的软管。
背景技术：
软管的常规应用包括在压力下从流体贮存器中泵送流体。实例包括向 锅炉供给家庭取暖用油或LPG;从固定或浮动采油平台向轮船货舱或从轮 船货舱向岸基存储单元输送所采的油田液体和/或气体；尤其在一级方程式 的加燃料过程中向赛车输送燃料；以及输送腐蚀性流体例如硫酸。
众所周知的是在低温下采用软管输送流体例如液化气。这种软管通常 被用于输送液化气例如液化天然气(LNG)和液化丙垸气(LPG)。
软管的许多应用要求软管沿其长度得到支承。这一点尤其适用于输送 上述所生产的液体和/或气体。在没有附加支承件的情况下，常规软管经常 不能支承其自身的重量，或者其中含有的流体的重量。
用于在升高的压力(例如至少2barg)下输送流体的大孔径应用使用三 种主要类型的软管。这些软管是
1. 橡胶(橡胶包套得到硫化以形成软管主体)。
2. 波纹管(旋绕形钢管)。
3. 复合物(在两个螺旋线之间的薄膜和织物)。 本发明涉及复合软管。
橡胶软管与复合软管和波纹软管的不同之处在于它们在内表面上不具 有钢成分。
橡胶软管通常通过绕涂有脱模剂的心轴包套多层橡胶材料以及一些钢 和织物层而制成。 一些橡胶软管在心轴上采用挤压橡胶内衬套作为最内层 并随后在那一层之上进行包套。其它橡胶软管包括在衬套内用于耐外挤的 互锁构架。最终的结构之后得到硫化，由此使橡胶包套物结合在一起。最终的软管组件包括也在心轴上并包套在软管主体结构内的终端接头，通过 拉动和旋转将该软管组件从心轴上取下。在这一抽取过程中软管和心轴由
一系列滚子支承。橡胶软管通常被制成长度达到12m并且孔径达到至少 1.2m。
实质上，波纹和复合软管的常规制造方法与橡胶软管的制造方法相同。 波纹软管由支承在钢心轴上的几部分形成并且如果需要绝缘或保护层，则 绕波纹管包套这些层。复合软管通常由螺旋缠绕在钢心轴上的钢线以及之 后的多个薄膜和织物层来形成。随后通过应用第二螺旋线形成软管主体。
可以广泛利用孔径达到200mm并且长度达到大约30m的波纹和复合 软管。然而，采用常规的制造技术难以以大于10m的合理长度制造和抽出 任意一种类型的大于400mm的大孔径的软管。橡胶软管不是这样，因为它 们不具有内部钢成分。
目前波纹和复合软管被制造在钢心轴上，钢心轴对于小直径非常有效 并且是行业标准，但随着直径增大，摩擦效应急剧增大。软管与心轴之间 的接触表面面积随着直径的增大线性增加，但心轴的重量大致随着直径的 平方而增加。这两个因素的乘积是随着在抽出过程中穿过软管抽出心轴重 量时软管与心轴之间的摩擦。
影响顺利抽出的其它因素包括 .钢心轴与钢丝之间的磨损。
两种材料之间的摩擦系数。
软管的重量。
.采用被用于控制心轴偏斜的支承滚子。
试图采用常规技术制造软管己经得到具有所需的孔径但太短或者具有 所需孔径和长度但在抽出过程中受到损坏的软管。还存在的情况是心轴在 抽出过程中已经受到损坏，因此在工业装配中这一过程将是不实用且不经 济的。
在许多现有技术的文献例如包括EP-0076540A1和WO01/96772中描述 了复合软管。如上所述，这种软管的特征在于在制造过程中难以从心轴上 取下内部金属结构。因此对现有技术能够生产的软管的尺寸以及对保持在 不利环境中例如在低和高温状态下以及在海上应用中进行操作的能力存在实际的限制。
GB2303574、 DE2948416、 JP08336845、 JP08011138和JP03075132公
开了制造软管或管路的方法，但它们没有公开波纹软管的制造。
波纹软管专门制造在金属心轴上；心轴可以排他地包括不锈钢或者可 以由不锈钢覆盖。在2005年，碳钢心轴成本通常大约为￡25,000并且在其 工作寿命中其能够被用于制造大约25-30个单个的软管。然而，由于软管 的金属内部元件经常由不锈钢制成，因此碳钢心轴存在问题。当采用碳钢 心轴制造这种软管时，碳钢的一部分会被转移到不锈钢内部元件的表面， 这样出现了腐蚀内部元件的部位，从而导致在极端环境下的快速失效。为 此，在波纹软管和复合软管中采用的心轴通常必须由不锈钢制成。不锈钢 软管的成本是碳钢心轴的三到四倍。
现在我们已经发现了制造软管的改进方法，这种方法可以制造长度和 直径在之前未能实现的有效软管。因而，本发明实质上包含制造软管的方 法，制造软管的装置以及软管。

发明内容
根据本发明的一方面，提供一种软管，包括在两个端部接头之间连续 延伸的管形软管部分，所述软管部分包括布置在内和外夹紧元件之间的管 形主体，管形主体包括至少一个密封层和至少一个加强层，其中软管部分 的内径为至少200mm并且软管部分的长度为至少30m。
将会认识到软管部分在端部接头之间连续延伸。因而，根据本发明的 软管不同于现有技术的软管，现有技术的软管包括通过将端部接头连接在 一起而依次连接在一起的更短长度的软管。
在优选实施方式中，软管部分的长度为至少31m,更优选为至少32m。 软管部分符合要求的是长度为至少35m。按照要求，软管部分的长度可以 比30m更长。因而，软管部分可以具有达到50m或者甚至达到60m的长 度。软管部分的长度通常位于上述范围内，最小为至少30m。
软管部分的内径优选为至少100mm，或者为至少150mm，或者为至少 200mm,或者为至少250mm，更优选为至少300mm，还更优选为至少350mm 并且最优选为至少400mm。根据本发明的优选实施方式，软管部分的内径为至少450mm，至少500mm,至少550mm或至少600mm。直径超过750mm 的软管部分不可能是所需要的，通常软管直径不超过600mm。
更优选地，软管部分的长度从30m或35m直到大约50m，与从200m 到600mm，优选从300mm到600mm，更优选从400mm到600mm的内径
相结合。
根据本发明的另一方面，提供一种软管，其包括在两个端部接头之间 连续延伸的管形软管部分，所述软管部分包括布置在内和外夹紧元件之间 的管形主体，管形主体包括至少一个密封层和至少一个加强层，其中软管 部分的内径为至少300mm并且软管部分的长度为至少5m。
在优选实施方式中，软管部分的长度为至少8m，更优选为至少10m， 更优选为至少15m，还更优选为至少20m，或至少25m。在尤其优选的实 施方式中，软管部分的长度可以为至少30m。按照要求，软管部分的长度 可以比30m大得多。因而，软管部分的长度可以达到50m，或者甚至达到 60m。
软管部分的内径优选为至少350mm，更优选为至少400mm。根据本发 明的优选实施方式，软管部分的内径可以为至少450mm，至少500mm，至 少550mm或至少600mm。软管部分的直径超过750mm不可能是所需要的， 通常软管部分的直径不超过600iran。
更优选地，软管部分的长度为从8m或10m达到大约50m，与从400mm 到600mm的内径相结合。
根据本发明的软管部分的内径与其上形成软管部分的非金属心轴的外 径相对应。软管部分的长度与制造软管之后端部接头之间的距离相对应。 还应该指出，由于材料的属性和制造过程，软管尺寸通常存在大约+/-3。％的 误差。
重要的是要认识到本发明提供一种长度和/或直径比现有技术中可以 得到的更大的作业复合软管。在现有技术的软管中存在直径和/或长度落入 上述范围内的实例，但这些软管并不是作业软管，也就是说它们不能在它 们的常规操作压力下操作而不发生泄漏。
根据本发明的软管可以具有较高或较低的作业温度，包括低温作业温度。例如，当软管在高温下使用时，软管的作业温度可以为至少40。C，或 至少60°C，或至少80°C或至少100°C，最大达到200°C或300°C。
当软管在低温下使用时，软管的作业温度可以从0°C降到-200。C或 -220。C。通常作业温度为-20。C或以下，-40°C或以下，-60°C或以下，或 者-80。C或以下。对于低温场合，作业温度通常从-100。C到-170。C， -200°C 或-220。C。范围从-100。C到-220。C的作业温度适于大多低温场合，包括输 送LNG、液氧(沸点-183。C)或液氮(沸点-196。C)。
通常，软管的作业压力处于大约500kPa表压，或l，000kPa表压，达到 大约2,000kPa表压，或可以达到大约2，500kPa表压。这些压力与软管的操 作压力相关，但不是破裂压力(必须大几倍)。
作业容积流速取决于流体介质、压力和内径。通常作业流速从1,000m3/h 到12，000m3/h。
优选的作业温度和压力在从500kPa表压，优选l，OOOkPa表压，达到 2,000kPa表压或2,500kPa表压的压力下可以从-100。C到-200。C。 根据本发明的软管还可以被用于腐蚀性材料例如强酸。 根据本发明的另一方面，提供上述软管在上述作业温度、作业压力和/ 或作业流速下使用以穿过软管输送液体而不会发生任何液体穿过软管的泄 漏。
在根据本发明的复合软管中，内夹紧元件优选是螺旋形夹紧元件，最 优选是导线。同样，外夹紧元件优选是螺旋形夹紧元件，最优选是导线。 通常内夹紧元件和/或外夹紧元件是金属，优选是不锈钢。 管形主体优选包括夹在内和外加强层之间的密封层。 软管部分有利地还包括轴向加强装置，其适于在轴向加强装置遭受轴 向张力时向管形主体的至少一部分施加径向向内的力。在尤其有利的实施 方式中，以大体上管形编织物的形式设置轴向加强装置。在本说明书中， 术语"编织物"指的是由已经相互交纽以形成细长结构的两个或多个织物 或纱线形成的材料。编织物的特征在于其可以在遭受轴向张力时变得细长。 编织物的另一特征在于当以管形形式设置时，其直径将在编织物遭受轴向 张力时减小。因而通过绕管状主体或在管形主体的结构内提供管形编织物， 编织物将在管形主体遭受轴向张力时向管形主体的至少一部分施加径向向
13内的力。编织物优选是管形护层形式的，通过将其拉到软管的已经布置在 心轴上的部分上方而将编织物施加在软管结构上。 加强层和密封层优选绕内夹紧元件包套。
软管还可以包括一个或多个另外的加强层，与一个或多个绝缘层以及 提高软管浮力的一个或多个层。软管可以包括一个或多个保护层。优选地， 在外夹紧元件上覆盖至少一个保护层。
在本申请中采用的最优选的复合软管在WO01/96772、 WO2004/044472 和WO2004/079248中得到了描述，这些文献的内容在此引入作为参考。软 管的结构可以与在这些公开物中描述的软管基本上相同，只是因根据本发 明的制造过程的改进使本发明能够生产更长和/或直径更大的作业软管。用 于软管的端部接头也可以如以上三个公开物中所述的端部接头。
上述软管可以通过下文进一步描述的方法和装置制成，所述方法和装 置可以使软管的长度和直径比之前可以得到的更大。
根据本发明的另一方面，提供一种制造软管的方法，所述软管包括在 两个端部接头之间连续延伸的管形软管部分，所述软管部分包括布置在内 和外夹紧元件之间的管形主体，管形主体包括至少两个层并包括至少一个 密封层和至少一个加强层，其中所述方法包括绕非金属心轴缠绕内夹紧元 件，绕内夹紧元件包套第一管形主体层，绕第一管形主体层包套第二管形 主体层，绕第二加强层缠绕外夹紧元件，向软管部分的每一端施加相应的 一个端部接头，以及从心轴上取下软管。
优选在从心轴上取下软管之前施加端部接头，尽管如此在一些情形下 也可以在从心轴上取下软管之后施加端部接头。优选地，心轴由纸基材料、 木基材料或塑料聚合物基材料例如高密度聚乙烯、或它们的混合物制成。 在一种尤其有利的实施方式中，心轴是纸板，也就是由纸浆制成的板。
在复合软管的制造过程中，尤其重要的是确保心轴具有足够的径向刚 度以承受在软管部分的成形过程中施加的较大的挤压力。因而，有利的是 心轴具有足够的径向刚度，使得可以在心轴上形成软管部分而不会导致心 轴的横截面形状发生任何实质的变化。
为实现这一目的，在一种有利的实施方式中，心轴由弹性模量(E)与 密度(p)的比率在O.l-lOGPa.mVMg (也就是千兆帕斯卡X米3/兆克)范围内的材料制成。优选地，E/p的比率大于0.3 GPa.m3/Mg，更优选大于 0.5GPa.m3/Mg，最优选大于0.8GPa.m3/Mg。优选地，E/p的比率小于 10GPa.m3/Mg，更优选小于5GPa.m3/Mg，最优选小于3GPa.m3/Mg。因而， 将会认识到最优选的E/p的比率从0.8GPa.m3/Mg到3GPa.m3/Mg。
尤其优选用于心轴的两种材料一纸板和高密度聚乙烯的E/p值分别为 大约1.2GPa.mVMg和1.0GPa.mVMg。现有技术的心轴材料一不锈钢的值为 大约20GPa.m3/Mg。
在一些情形下，采用复合材料也就是布置在基体内的织物作为心轴是 符合要求的。复合材料具有接近不锈钢的E/p比率，但密度低得多。因而 在备选实施方式中，心轴的材料的E/p处于20-22GPa.m3/Mg的范围内并且 密度处于1.0-3.0Mg/n^的范围内。通常，复合材料包括布置在适当聚合物 基体内的碳、玻璃或聚合织物。
当然将会认识到，尽管心轴由非金属材料制成，但心轴优选可以包括 金属或陶瓷填充物。因而本发明包括采用具有金属或陶瓷填充物的纸板心 轴。然而，心轴的大部分仍保持为非金属。
心轴可以以一个连续长度提供，或者也可以设置成更短长度的多个心 轴部分，它们现场组装以形成最终的心轴。这样的目的是便于心轴的运输。
通常心轴基本上为圆柱形。
心轴的长度通常比需要在心轴上制成的软管部分的长度更大大约 1000mm到2000mm。心轴的外径通常与需要在心轴上制成的软管部分的内 径基本上相等。因而，心轴通常具有200mm或300mm到600mm的外径。
有利地，心轴是中空的，从而驱动轴可以沿纵向布置在心轴内。另外， 插塞优选布置在心轴的至少一端，这种布置使得插塞可以牢固地固定在心 轴上，由此插塞的旋转促使心轴旋转。优选地，所述插塞中的一个布置在 心轴的每一端。当心轴为中空时，心轴的厚度(也就是其内径与外径之间 的差值)通常为大约10mm到25mm。
如上所述，非金属心轴应该由足够强度的材料制成，使得心轴可以在 软管构造过程中准确支承软管。此外，除了可以设置在金属内或外表面上 的任何涂层之外，整个心轴优选由同一非金属材料制成。
驱动轴优选固定在每个插塞上，并且符合要求的是具有可以与驱动电机相连的突出端，由此驱动轴的旋转促使每个插塞旋转并由此促使心轴旋 转。本发明的优选特征是心轴旋转同时一部分或全部的内部和/或外部结构 在心轴上布置就位。优选地，驱动电机具有变速箱。
在备选方案中，可以不存在驱动轴，并且可以通过利用驱动电机使一 个插塞或两个插塞(如果存在)旋转来驱动心轴旋转。
在一种优选实施方式中，心轴是牺牲心轴，从而有助于从心轴上取下 软管。在该实施方式中，通过牺牲心轴并将其从软管内取出而从心轴上取
下软管；可以在牺牲心轴之前取下任何插塞和驱动轴。可以通过以下方法
使心轴牺牲，例如使心轴具有预先弱化的区域，其承受应力以促使心轴牺
牲；或者使心轴具有穿孔，心轴可以沿其被撕开；或者使心轴具有拉链结 构，由此沿心轴长度拖动拉链会促使心轴牺牲。用于使心轴成为牺牲心轴 的确切方式是常规的，可以代替采用以上未描述的其它常规技术。将要指 出心轴的牺牲导致其被破坏，这意味着其不能重新使用。由于本发明的心 轴是由廉价可循环利用的材料制成，因此是非常经济的。
当心轴由因接触适当选择的流体而弱化的材料制成时，用于取下心轴 的另一技术是使心轴润湿以使其由流体弱化，随后取出已弱化的心轴。使 心轴润湿的一种方式是将整个软管和心轴结构浸入流体罐中。优选的流体 是水，但可以采用其它流体例如弱醋酸或乙醇溶液。
在另一优选实施方式中，通过从软管上旋下心轴来将其取下。这一点 符合要求的是通过向驱动轴施加转矩同时防止软管旋转来实现。当软管内 部结构包括螺旋形元件时，这一技术尤其合适，因为螺旋形元件可以在心 轴上形成微小压痕，这样有助于从软管上旋下心轴。
在一种实施方式中，心轴可以在软管组装之前具有预涂层，以有助于 从心轴上取下制成的软管。预涂层可以用于降低心轴与制成的软管之间的 摩擦。
根据本发明的另一方面，提供一种用于制造软管的装置，所述软管包 括在两个端部接头之间连续延伸的管形软管部分，所述软管部分包括布置 在内和外夹紧元件之间的管形主体，并且管形主体包括至少两个层并包括 至少一个密封层和至少一个加强层，其中所述装置包括基本上为圆柱形的 非金属中空心轴，在其周围可以布置软管，插塞布置在心轴的每一端，插
16塞固定在心轴上，由此施加在插塞上的转矩被传递到心轴以使心轴绕其纵 向轴线旋转，并且驱动轴沿心轴内部纵向延伸，驱动轴与插塞相连，由此 施加在驱动轴上的转矩被传递到插塞以使插塞旋转，驱动轴在心轴的至少 一端从插塞和心轴向外突出。
优选地，驱动轴在心轴的每一端从插塞和心轴向外突出。 在优选实施方式中，所述装置还包括布置成使驱动轴旋转的驱动电机。 在现有技术中，采用碳钢或更通常的不锈钢心轴排他地实施复合软管 的制造，还没有想到任何其它材料是合适的。但我们已经出人意料地发现
其它材料是合适的，它们与现有技术相比具有许多优点。因而，在2005年， 与用于碳钢心轴的至少￡25,000和用于不锈钢心轴的至少￡75,000相比，可 以大约￡150的成本获得合适的纸板心轴。尽管根据本发明通常使用不超过 一次，但仍然相当节省成本。
此外，与现有技术的钢心轴相比，可以更容易地从制成的软管中取出 根据本发明的非金属心轴。
根据本发明的非金属心轴比在现有技术中采用的钢心轴更轻。这意味 着它们更容易操纵和运输。还意味着非金属心轴不需要支承与钢心轴所需 相同的量级。这样使软管的制造过程更容易。
根据本发明的心轴的一个尤其重要的优点在于实践中可以使它们比现 有技术的钢心轴更长和/或直径更大。因而，如上所述，之前不能制造长度 在大约25m到30m之上或直径在大约200mm到300mm之上的作业复合软 管。作业软管可以在通常操作状态下使用而不会泄漏。
因此，在前不能制造具有任何有效直径、长度大于25m到30m的作业 复合软管。


现在参照附图，图中
图l是根据本发明的复合软管的示意性横截面图2A， 2B， 2C和2D表示根据本发明的软管的四个应用；
图3是根据本发明用于制造软管的装置的透视图；以及图4是在图3中所示的装置的横截面图。
具体实施例方式
在图1中总体由IO表示根据本发明的复合软管。为了表示清楚在图1 中未示出多个层的缠绕。
软管IO包括管形主体12，其包括内加强层14、外加强层16以及夹在 层14与16之间的密封层18。绕外加强层16的外表面布置提供轴向加固的 大体上管形的护层20。
管形主体10和管形护层20布置在内螺旋形盘绕线22与外螺旋形盘绕 线24之间。内和外线22和24被布置成使得它们相互偏离的距离与螺旋线 圈的节距的一半相对应。
绕外线24布置绝缘层26。绝缘层可以是常规绝缘材料，例如塑料泡沫， 或者可以是在WO01/96772中针对图7描述的材料。
加强层14和16包括合成材料的机织织物，例如UHMWPE和芳族聚 酰胺纤维。在WO01/96772的图3中详细描述了适当的加强层的结构。
密封层18包括绕内加强层14的外表面缠绕以在内、外加强层14和16 之间提供流体密封的多个塑料薄膜层。
软管10可以包括在护层20与外丝线24之间布置的另一加强层(未示 出)。所述另一加强层可以具有与护层20和管形主体12类似的特征。
管形护层20由得到编织以形成管形编织物的两组织物20a和20b形成。 这一点在WO01/96772的图4A和图4B中示出。
在WO01/96772的图6中更详细地示出了密封层18。密封层18包括由 第一聚合物(例如高取向UHMWPE)制成的多个薄膜层，其与由第二聚合 物(例如PFTE和FEP)制成的多个薄膜层交织，两种聚合物具有不同的 刚度。所述层绕内加强层14的外表面缠绕以在内、外加强层14和16之间 提供流体密封。将会认识到如果需要，密封层18可以由单个类型的聚合物 制成，也就是其不必包括两种或更多不同类型的聚合物。
软管10的端部可以利用在WO01/96772中所示和/或在 WO2004/079248中描述的端部接头200得到密封。端部接头在图1中示意 性示出并由附图标记28表示。图2A-2D表示软管10的三个应用。在图2A-2C中，浮式采油、存储 和卸载船只(FPSO) 102通过本发明的软管IO与LNG承载器104相连。 软管10承载从FPSO 102的存储罐到LNG承载器104的存储罐的LNG。 在图2A中，软管IO位于海平面106之上。在图2B中，软管10浸没在海 平面106以下。在图2C中，软管10在海表面附近浮动。在每种情形下， 软管10承载LNG无需任何中间支承件。在图2D中，LNG承载器经由软 管10与岸基存储设备108相连。
软管10可以被用于图2A-2D所示应用之外的许多其它场合。软管可 以用于低温和非低温状态下。
图3和4表示根据本发明的装置300。可以在用于制造本发明的软管的 本发明的方法中采用该装置300。
装置300包括长度和直径与软管10和200所需长度和直径相一致的心 轴302。心轴302的外径与软管10或200的内径相对应。心轴302的长度 通常比软管10或200的长度大大约l-2m。心轴300基本上为圆形横截面， 尽管如此，在一些情形下其它形状也是合乎要求的。
转矩传递插塞304固定在心轴300的每一端，并且驱动轴306在插塞 304之间沿心轴长度延伸，并沿心轴302的端部向外延伸。驱动电机308 可以是电动机，其被设置成驱动驱动轴306旋转。将会认识到驱动轴306 可以向插塞304传递转矩，插塞304又可以将转矩传递到心轴302以使心 轴302旋转。通常心轴将以10-60rpm的速率旋转。
软管10应用到心轴300上导致较大的径向力导向心轴。例如，内线22 通常是必须利用机械绕心轴缠绕的非柔性刚性钢材料。因而，重要的是心 轴300具有足够的径向刚度，使得可以在心轴上形成软管部分而不会导致 心轴的横截面形状产生任何实质上的改变。这一点是重要的，因为如果心 轴向内变形，则软管会变形，并且有可能在使用过程中失效。选择适当径 向刚度的心轴的一种方式是如上所述选择具有适当弹性模量(E)与密度(p)
比率的材料，但其它技术对本领域技术任意也是显而易见的。
现在将参照复合软管10对利用装置300制造软管进行描述。首先，装 置300被设置在适当位置，并且操作驱动电机308使心轴302以所需速率 旋转。作为第一步骤，内线22绕心轴302缠绕以提供具有所需节距的螺旋形布置。如上所述，心轴302的外径与软管IO的所需内径相对应。内加强 层14随后绕内线22和支承心轴包套，使得以所需角度ct设定翘曲方向W。
组成密封层18的多个塑料薄膜18a， 18b的层随后绕内加强层14的外 表面包套。通常，薄膜18具有基本上比软管10的长度更小的长度，使得 必须绕内层14缠绕多个单独长度的薄膜18。
随后绕密封层18包套外加强层16，从而以所需角度(可以是ot，或者 可以是接近a的某一其它角度)设定翘曲方向W。管形轴向加强护层20 被拉到外加强层16的外部。如果需要，另一加强层21随后被拉到护层20 上方。
外线24随后绕另一加强层21包套，以提供具有所需节距的螺旋形布 置。外线24的节距通常与内线22的节距相同，并且线24的位置通常被设 置成使得线24的线圈与线22的线圈偏离的距离与节距长度的一半相对应； 这一点在图l中示出，其中节距长度由p表示。
聚氨基甲酸酯树脂随后被喷涂在护层20的外表面上以在护层20和外 线24上形成树脂涂层。树脂随后被放置到硬化以形成层26a。另外，或者 代替地，可以绕护层20的外表面设置在WO2004/044472中描述的成形包 套。
将会认识到在上述包套步骤过程中，心轴302旋转，因此每一层简单 地需要被放置在心轴302上的所需位置，与心轴302的纵向轴线成所需角 度。包括护层的任何层(例如层20和另一加强层)被拉到心轴和底层软管 上，并沿纵向被拉到正确位置，心轴302的旋转可以在施加任何护层的同 时中断。
可以通过将套筒巻曲在软管10内的插入件上来对软管10的端部进行 密封。通常在从心轴上取下软管IO之后施加这一终端装置。
软管10的端部利用端部接头28得到密封。当端部接头28处于适当位 置时，可以通过任何所需方式从心轴302上取下软管10。在一种实施方式 中，可以例如通过撕裂简单地破坏心轴302。在另一实施方式中，在与施加 软管10时的方向相反的方向上操作驱动电机308以驱动心轴302。
在已经从心轴302上取下软管10之后，可以丢弃心轴302。插塞304、 驱动轴306和驱动电机308可以保留以与另一心轴302 —起使用。
20将会认识到在权利要求的范围内可以对以上描述的本发明进行修改。
权利要求
1. 一种软管，包括在两个端部接头之间连续延伸的管形软管部分，所述软管部分包括布置在内、外夹紧元件之间的管形主体，其中管形主体包括至少一个密封层和至少一个加强层，且其中，软管部分的内径为至少200mm并且软管部分的长度为至少30m。
2. 如权利要求1所述的软管，其特征在于，软管部分的长度为至少 35mc
3. 如权利要求l所述的软管，其特征在于，软管部分的长度为从30m 到50m。
4. 如权利要求l， 2或3所述的软管，其特征在于，软管部分的内径为 至少300mm。
5. 如权利要求l， 2或3所述的软管，其特征在于，软管部分的内径为 至少400mm。
6. 如权利要求l， 2或3所述的软管，其特征在于，软管部分的内径为 从400醒至lj 600匪。
7. 如权利要求l， 2或3所述的软管，其特征在于，软管部分的长度为 从30m到50m，并且软管部分的内径为从400mm到600mm。
8. —种软管，包括在两个端部接头之间连续延伸的管形软管部分，所 述软管部分包括布置在内、外夹紧元件之间的管形主体，其中管形主体包 括至少一个密封层和至少一个加强层，软管部分的内径为至少300mm并且 软管部分的长度为至少5m。
9. 如权利要求8所述的软管，其特征在于，软管部分的长度为至少 10m。
10. 如权利要求8所述的软管，其特征在于，软管部分的长度为至少30m。
11. 如权利要求8， 9或10所述的软管，其特征在于，软管部分的内径 为至少400mm。
12. 如权利要求8， 9或10所述的软管，其特征在于，软管部分的内径 为从400mm到600mm。
13. 如权利要求8所述的软管，其特征在于，软管部分的长度为从10m 到50m，并且软管部分的内径为从400mm到600mm。
14. 如在前任一权利要求所述的软管，其特征在于，还包括轴向加强装 置，其适于在轴向加强装置遭受轴向张力时向管形主体的至少一部分施加 径向向内的力。
15. 如权利要求14所述的软管，其特征在于，轴向加强装置包括管形 护层形式的编织物。
16. 如权利要求14或15所述的软管，其特征在于，管形主体包括夹在 两个加强层之间的密封层。
17. 如在前任一权利要求所述的软管，其特征在于，所述软管能够在 500kPa以上的压力下操作而不会泄漏。
18. 如在前任一权利要求所述的软管，其特征在于，所述软管能够在 1000kPa以上的压力下操作而不会泄漏。
19. 如权利要求17或18所述的软管，其特征在于，所述软管能够在 -100。C到-220。C的温度范围内操作而不会泄漏。
20. 如在前任一权利要求所述的软管的使用，其中所述软管在 500kPa-2，500kPa压力下使用不会出现软管泄漏。
21. 如权利要求1-19中任意一项所述的软管的使用，其中所述软管在 1 ，000kPa-2，000kPa的压力下使用不会出现软管泄漏。
22. 如权利要求20或21所述的使用，其特征在于，所述使用处于-100。C 到-220。C的温度范围内。
23. 如权利要求20或21所述的使用，其特征在于，所述使用处于-100。C 到-200。C的温度范围内。
24. —种制造软管的方法，所述软管包括在两个端部接头之间连续延伸 的管形软管部分，所述软管部分包括布置在内、外夹紧元件之间的管形主 体，并且管形主体包括至少两个层并包括至少一个密封层和至少一个加强 层，所述方法包括绕非金属心轴缠绕内夹紧元件，绕内夹紧元件包套第一 管形主体层，绕第一管形主体层包套第二管形主体层，绕第二加强层缠绕 外夹紧元件，向软管部分的每一端施加相应的一个端部接头，以及从心轴 上取下软管。
25. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，心轴具有足够的径向刚 度以使得可以在心轴上形成软管部分而不会导致心轴的横截面形状发生任 何实质的变化。
26. 如权利要求24或25所述的方法，其特征在于，心轴由纸基材料、 木基材料或塑料聚合物基材料、或者它们的混合物制成。
27. 如权利要求24， 25或26所述的方法，其特征在于，心轴是纸板。
28. 如权利要求24-27中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴由弹 性模量(E)与密度(p)的比率在0.3-10GPa,mS/Mg (也就是千兆帕斯卡X 米V兆克)范围内的材料制成。
29. 如权利要求24-27中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴由具 有0.8-3GPa.m3/Mg的材料制成。
30. 如权利要求24或25所述的方法，其特征在于，心轴由弹性模量(E) 与密度(p)的比率在20-22 20GPa,mVMg范围内并且密度在1.0-3.0 20Mg/m3 范围内的材料制成。
31. 如权利要求24-30中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴基本 上为圆柱形。
32. 如权利要求24-31中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴是中 空的，使得驱动轴可以沿纵向布置在心轴内。
33. 如权利要求24-32中任意一项所述的方法，其特征在于，插塞布置 在心轴的至少一端，这种布置使得插塞牢固地固定在心轴上，由此插塞的 旋转促使心轴旋转。
34. 如权利要求33所述的方法，其特征在于，当从属于权利要求32 时，驱动轴优选固定在该或每个插塞上，并具有可以与驱动电机相连的突 出端部，由此驱动轴的旋转促使每个插塞旋转并由此促使心轴旋转。
35. 如权利要求24-34中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴是牺 牲心轴，从而有助于从心轴上取下软管。
36. 如权利要求24-35中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴在软 管组装之前具有预涂层以有助于从心轴上取下制成的软管。
37. 如权利要求24-36中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴具有 至少200mm的外径。
38. 如权利要求24-37中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴具有 至少300mm的外径。
39. 如权利要求24-38中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴具有 至少5m的长度。
40. 如权利要求24-39中任意一项所述的方法，其特征在于，心轴具有 至少30m的长度。
41. 一种用于制造软管的装置，所述软管包括在两个端部接头之间连续 延伸的管形软管部分，其中所述软管部分包括布置在内、外夹紧元件之间 的管形主体，并且管形主体包括至少两个层并包括至少一个密封层和至少 一个加强层，所述装置包括基本上为圆柱形的非金属中空心轴，在其周围 可以布置软管，插塞布置在心轴的每一端，插塞固定在心轴上，由此施加 在插塞上的转矩被传递到心轴以使心轴绕其纵向轴线旋转，并且驱动轴沿 心轴内部纵向延伸，驱动轴与插塞相连，由此施加在驱动轴上的转矩被传 递到插塞以使插塞旋转，驱动轴至少在心轴的一端从插塞和心轴向外突出。
42. 如权利要求41所述的装置，其特征在于，心轴具有足够的径向刚 度以使得可以在心轴上形成软管部分而不会导致心轴的横截面形状发生任 何实质的变化。
43. 如权利要求41所述的装置，其特征在于，心轴具有足够的弯曲刚度以保持其足够直，使得在将各波纹部分固定在一起之前，软管部分的各 相邻波纹部分可以基本上在其端部的整个圆周上形成大体上的对准。
44. 如权利要求41， 42或43所述的装置，其特征在于，心轴由纸基材 料、木基材料或塑料聚合物基材料、或者它们的混合物制成。
45. 如权利要求44所述的装置，其特征在于，心轴是纸板。
46. 如权利要求41-45中任意一项所述的装置，其特征在于，心轴由弹 性模量(E)与密度(p)的比率在0.3-10GPa,mVMg (也就是千兆帕斯卡X 米V兆克)范围内的材料制成。
47. 如权利要求41-45中任意一项所述的装置，其特征在于，心轴由具 有0.8-3GPa.m3/Mg的材料制成。
48. 如权利要求41， 42或43所述的装置，其特征在于，心轴由弹性模 量(E)与密度(p)的比率在20-22 200 3.1113舰§范围内并且密度在1.0-3.0 20Mg/m3范围内的材料制成。
49. 如权利要求41-48中任意一项所述的装置，其特征在于，心轴具有 至少200mm的外径。
50. 如权利要求41-49中任意一项所述的装置，其特征在于，心轴具有 至少300mm的外径。
51. 如权利要求41-50中任意一项所述的装置，其特征在于，心轴具有 至少5m的长度。
52. 如权利要求41-51中任意一项所述的装置，其特征在于，心轴具有 至少30m的长度。
53. 如权利要求41-52中任意一项所述的装置，其特征在于，心轴在心轴的每一端从插塞和心轴向外突出。
54. 如权利要求41-53中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括布 置成使驱动轴旋转的驱动电机。
全文摘要
本发明涉及复合软管，其能够在不发生泄漏的情况下得到使用，并具有比之前可以得到的更大的长度和/或直径。复合软管(10)包括布置在内、外螺旋形缠绕的线(22，24)之间的柔性材料的管形主体(12)。软管(10)还包括适于在管形主体(12)遭受轴向张力时减小管形主体(12)的变形的轴向加强装置(20)，该轴向加强装置(20)适于在轴向加强装置(20)遭受轴向张力时向管形主体(12)的至少一部分施加径向向内的力。软管(10)长度在30m之上并且直径在400mm之上。还描述了用于制造软管(10)的方法和装置，包括采用非金属心轴。
文档编号F16L11/08GK101535699SQ200780021629
公开日2009年9月16日 申请日期2007年5月8日 优先权日2006年5月8日
发明者D·考克斯, G·A·霍尔, J·A·维茨, R·史密斯 申请人:Bhp比尔利顿石油私人有限公司