专利名称：柔性管的制造方法
技术领域：
本发明涉及由不同材料的多个层形成的成本较低的软管，这种软管 适于在海底和陆地上使用。发明内容本发明提出一种柔性管，其包括确定一纵向通道的管状件；在该 管状件上缠绕的金属条；以及在该金属条上延伸的外套；其中该金属 条具有恒定的厚度并弯曲以具有 一 个横截面，该横截面形成一 大体水 平的内部分以及 一 与该内部分径向向外间隔开的大体水平的外部分， 该金属条这样缠绕成，使得该金属条的该外部分与其相邻巻绕件的相 应内部分重叠，并使该金属条的该内部分由相邻巻绕件的相应外部分 重叠，以获得互锁效果，其特征在于，所述大体水平的内部分从该金 属条的一边缘延伸到该金属条的弯曲部分，并且所述大体水平的外部 分与该内部分和该弯曲部分整体形成，以及所述大体水平的外部分从该弯曲部分延伸到该金属条的其他边缘。本发明提出一种柔性管，其包括确定一纵向通道的管状件；在该 管状件上缠绕的金属条；以及在该金属条上延伸的外套；其中该金属 条具有恒定的厚度，并且其特征在于，该金属条的横截面具有凸部分 和凹部分，该凸部分包括经由一大体水平的外部分从该金属条的一边 缘延伸到该金属条的一弯曲部分的第一弯曲区，该凹部分包括经由一 大体水平的内部分从该金属条的其他边缘延伸到该金属条的该弯曲部分的另一弯曲区，该凸部分和凹部分整体形成，该金属条的该凸部分 与其相邻巻绕件的相应凹部分重叠，并且该金属条的该凹部分与其相 邻巻绕件的相应凸部分重叠，以获得互锁效果。本发明提出 一 种制造柔性管的方法，该方法包括提供多个巻曲的 具有大致圓形横截面的该金属丝，其特征在于，将该金属丝展开，同 时使该金属丝的展开部分通过相对轧辊，以便使该圆形的横截面成形 为大致矩形的横截面，并且围绕管状件至少缠绕该金属丝的 一部分， 以形成第一抗拉伸层。本发明提出 一种制造柔性管的方法，该方法包括提供巻绕的薄板 材料，其特征在于，将该薄板展开，同时使该薄板的的展开部分通过 在该薄板的运行路径上的多个间隔开的切割刀具，以便将薄板切割成 多个金属丝，每一金属丝具有大致矩形横截面，并且围绕管状件至少 缠绕该金属丝的一部分，以形成第一抗拉伸层。
图l是纵向横截面图，其示出本发明实施例的柔性管； 图2是纵向横截面图，其示出本发明另一实施例的柔性管； 图3A-3C是纵向横截面图，其示出图l和图2所示实施例的管子 的一层的另一实施例。
具体实施方式
图1示出本发明实施例的柔性管，该柔性管总的用标记IO表示。 该管子10由内部管件形成，该管件最好由塑料套12形成，其管内孔 用于传送流体。该套可以用常规方式采用聚合物等制成。层14缠绕在套12上，以抵抗内部压力、液l争压力造成的破坏和石皮 裂。层14形成的方法是将一最好由碳钢做的连续的金属条螺旋状地缠 绕，以使相邻的巻绕层互锁，形成一柔性层，这种柔性层提供了高的 环向强度和轴向强度。这种层14由本发明的受让人，即Wellstream，Inc. /〉司，以商标名为"Flexlok"在市场上出售。缠绕的金属丝组件16在层14上延伸，该组件由一系列金属丝16a 和另一系列的金属丝16b组成，前者围绕层14外部螺旋形地缠绕，以 形成第一抗拉伸层，而后者围绕第一系列金属丝16a缠绕，以形成在 第一抗拉伸层上延伸的第二抗拉伸层。该金属丝16a和16b具有大体 圆形的截面，并以较高的捻向角缠绕，从而形成高的环向强度和轴向 强度。优选的是，金属丝16a和16b中至少一部分金属丝用具有阳极镀层的碳钢制成。应当注意到，层14可以防止该套12膨胀进入到抗 拉伸层16a和16b的金属丝之间的间隙中。在金属丝组件16上螺旋状地缠绕一层或多层的带18，该带可以是 塑料或金属形成，并可以用玻璃、金属或强度较大的塑料增强。虽然 在附图中未示出，但是应当明白，该带也可以在层14和金属丝组件16 之间延伸，以及在一系列的金属丝16a和16b之间延伸。保护性外绝缘管套20在带18上延伸，该管套最好用常规方法挤压 在带18上，该带具有便于挤压的光滑表面。管套20是可选择的，只 在带18不足够保护管子10的其余部件时才需要。图2示出管子10，，该管子类似于图1所示的管子10,并包括图1 所示的一些部件，这些部件用相同的标i己表示。在图2的实施例中， 金属丝组件26在层14上延伸，该金属丝由一系列的金属丝26a和26b 组成，其横截面基本上为矩形。金属丝26a螺旋状地围绕层14缠绕， 以形成第一抗拉伸层，而金属丝26b围绕第一系列金属丝26a缠绕， 以形成在第 一抗拉伸层延伸的第二抗拉伸层。按照本发明方法的实施例，金属丝26a和26b的矩形外形的成形方 法是，将缠绕在心轴等上的巻取金属丝退巻展开，使金属丝穿过相对 的轧辊，用轧辊将金属丝压成大致矩形的横截面。按照成形金属丝26a和26b的另 一种方法，是将细长的金属板从金 属丝巻退巻展开，并在金属板的运行路径上放置许多间隔开的切割刀 具，将金属板切成多个金属丝。这些切割刀具间隔开，以这样的方式 切割成多个具有矩形横截面的金属丝。上述两种方法均可以避免采用价格贵的专用滚轧机，在这种轧机 中，需要用重复的轧辊成型和热处理操作来加工圓形碳钢金属丝巻。另外，在图2的实施例中，也应当明白，与带层18相同的缠绕带 还可以在层14和金属丝组件26之间以及在一系列金属丝26a和26b 之间延伸。按照图2的实施例，也可以在套12内设置内层28。该内层28最 好由多个螺旋形缠绕的、有波紋的和/或互锁的条形成，以便提供额外 的抗压扁和抗径向压缩强度。如果设置由内层28,在套12可以在层 28的外表面上4齐压成形。应当强调指出，金属丝组件26和内层28 二者均可包括在管子10和/或10，中，或只包含一个，而没有另一个。图3A-3C是在管子10和/或管子IO，中使用的层14的另一实施例。 参照图3A,最好为碳钢的连续金属条30,螺旋状地围绕相邻的内部件 (未示出)缠绕。用附图标记30a和30b表示两个相邻的内巻绕件， 而分别用标记30c、 30d和30e表示三个相邻的外巻绕件。将条30这样 缠绕成，以使得巻绕件30d叠置在巻绕件30a和30b上，巻绕件30c 叠置在巻绕件30a和其相邻的内巻绕件(未示出)上，而巻绕件30e 叠置在巻绕件30b和其相邻的内巻绕件(未示出)上，等等。将条30 按这种方式巻绕在管子10或IO，的整个长度上，应当明白，可以改变 沿径向隔开的巻绕件的数目，由此可以改变该层的厚度。按照图3B所示的实施例，围绕相邻内部件(未示出)螺旋缠绕连 续的最好是碳钢的金属条34 。可用任何已知的方式成型或加工该条34, 使其横截面具有大体水平的第 一 内部分34a、与第 一 内部分34a径向向 外间隔开的大体水平的第二内部分34b 、以及在部分和34b之间延 伸的弯曲部分34c，该条34最好是碳钢条，螺旋地围绕相邻的内部件 (未示出)缠绕。将该条34缠绕成，使得部分34b叠置在其相邻巻绕 件的内部分上，而部分34a由其相邻巻绕件的外部分叠置，由此获得 互锁效果。该条34缠绕在管子10或10，的整个长度上，应当明白，可 以改变径向隔开巻绕件的数目，由此可以改变形成的层的厚度。按照图3C的实施例，在相邻内部件(未示出)上螺旋一大地缠绕最 好是碳钢的连续金属条38。可以采用任何已知方法成型或加工该条38， 使其形成的横截面具有从凹部分38b延伸出的凸部分38a。将该条38 这样缠绕，以使得该凸部分38a叠置在其相邻巻绕件的凹部分上，而 使凹部分38a由其相邻巻绕件的凸部分叠置，由此获得互锁效果。该 条38缠绕在管子10和10，的整个长度上，应当明白，可以改变径向间 隔开的巻绕件的数目，由此可以改变形成的层的厚度。变型1. 在各个上述实施例中，除了管子10中的一系列的金属丝16a和 16b以及管子10，中一系列的金属丝26a和26b之外，还可以设置额外 的抗拉伸金属丝层。2. 可以从上述各个实施例中省去碳钢条的层14,在这种情况下，可 以将第一抗拉伸层16a直接巻绕在套12上。
3. 如果如变型2中所述，省去碳钢条，则可以设置可选择的类似于 带18的巻绕带，该巻绕带可以在套12和第一抗拉伸层16a之间延伸。
4. 形成该层14的条的相邻巻绕件不一定必须互锁。
5. 在极端恶劣的条件下，在上述各个实施例中，可以围绕该层20 设置类似于层14的外层，以增加保护。
6. 在极端恶劣的条件下，可以围绕该层20设置类似于层14的外层， 以增加保护。应当明白，空间术语例如"在上"、"在下"、"之间"、"外部"、 "内部"和"围绕"只是用于说明的目的，不限制上述层的特定取向 和位置。因为在上述公开的实施例中，可以进行其它的改变、变型和替换， 所以最好以广泛的意义和以本发明范围相一致的方式解释所附的权利 要求书。
权利要求
1.一种制造柔性管的方法，该方法包括提供多个卷曲的具有大致圆形横截面的该金属丝，其特征在于，将该金属丝展开，同时使该金属丝的展开部分通过相对轧辊，以便使该圆形的横截面成形为大致矩形的横截面，并且围绕管状件至少缠绕该金属丝的一部分，以形成第一抗拉伸层。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，围绕该管状件缠绕该金属丝的一部分，并且还包括围绕该金属丝的缠绕部分的外部缠绕该 金属丝的另 一部分，以形成在该第一所述抗拉伸层之上延伸的另 一抗 拉伸层。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括在该缠绕步 骤之前将金属条巻绕在该管状件上，该金属丝缠绕在该金属条上。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，该金属条具有恒定的 厚度。
5. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，该金属条的相邻巻绕 件是互锁的。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，该金属条的横截面具 有大体水平的内部分、与该内部分径向向外间隔开的大体水平的外部 分、以及在该内部分与该外部分之间延伸的弯曲部分。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，这样缠绕该金属条， 即，使得该金属条的该外部分与其相邻春绕件的相应内部分重叠，并 使该金属条的该内部分与其相邻巻绕件的相应外部分重叠，以获得互 锁效果。
8. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，该金属条的横截面具 有从凹部分延伸出的凸部分。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，这样缠绕该金属条， 即，使得该金属条的该凸部分与其相邻巻绕件的相应凹部分重叠，并 且该金属条的该凹部分与其相邻巻绕件的相应凸部分重叠，以获得互 锁效果。
10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括在该缠绕的 金属丝之上形成一外套。
11. 一种制造柔性管的方法，该方法包括提供巻绕的薄板材料，其特征在于，将该薄板展开，同时使该薄板的的展开部分通过在该薄板 的运行路径上的多个间隔开的切割刀具，以便将薄板切割成多个金属 丝，每一金属丝具有大致矩形橫截面，并且围绕管状件至少缠绕该金 属丝的一部分，以形成第一抗拉伸层。
12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，围绕该管状件缠绕 该金属丝的一部分，并且还包括围绕该金属丝的缠绕部分的外部缠绕 该金属丝的另 一部分，以形成在该第 一 所述抗拉伸层之上延伸的另一 抗拉伸层。
13. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，其还包括在该缠绕步骤之前将金属条巻绕在该管状件上，该金属丝缠绕在该金属条上。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，该金属条具有恒定 的厚度。
15. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，该金属条的相邻巻 绕件是互锁的。
16. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，该金属条的横截面 具有大体水平的内部分、与该内部分径向向外间隔开的大体水平的外 部分、以及在该内部分与该外部分之间延伸的弯曲部分。
17. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，这样缠绕该金属条， 即，使得该金属条的该外部分与其相邻巻绕件的相应内部分重叠，并 使该金属条的该内部分与其相邻巻绕件的相应外部分重叠，以获得互 锁效果。
18. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，该金属条的横截面 具有/人凹部分延伸出的凸部分。
19. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，这样缠绕该金属条， 即，使得该金属条的该凸部分与其相邻巻绕件的相应凹部分重叠，并 且该金属条的该凹部分与其相邻巻绕件的相应凸部分重叠，以获得互 锁效果。
20. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，其还包括在该缠绕 的金属丝之上形成一外套。
全文摘要
一种柔性管(10)的制造方法，按照其方法该管由不同材料的多个层(12、14、16、18、20)形成，该管适于在海底和陆地上的应用。特别是包括提供多个卷曲的具有大致圆形横截面的该金属丝，其中将该金属丝展开，同时使该金属丝的展开部分通过相对轧辊，以便使该圆形的横截面成形为大致矩形的横截面。
文档编号F16L11/04GK101255934SQ20081008318
公开日2008年9月3日 申请日期2000年11月4日 优先权日1999年11月5日
发明者A·麦科尼, D·J·弗拉泽尔, M·D·卡尔曼, R·G·赫夫林 申请人:韦尔斯特里姆国际有限公司