用于碳氢化合物管道的柔性接头、检测该接头中泄漏的方法及用于检测该接头中碳氢化 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于碳氢化合物管道的柔性接头、一种检测该接头中泄漏的方法、以及一种用于检测该接头中碳氢化合物泄漏的系统。
【背景技术】
[0002]在大深度(大于1000米(m))处钻孔已发展到使用浮式生产储存卸货装置(floating product1n storage and off loading, FPSO)单兀平台。这种驳船通过被称为“升管”的金属管道连接到井，被称为“升管”的金属管道能够将未加工的碳氢化合物输送到表面。其他管道被用于将水或气体注射到井中或被用于将已处理的石油输送到运输装置(船舶，管线等)。
[0003]这种管道被构建为首尾连接在一起的钢管的组装件。管道的一端通过柔性接头连接到FPS0，柔性接头适用于管道和FPSO之间的不同角度，以在FPSO移动时限制管道上的应力。
[0004]柔性接头被安装在FPSO平台上。根据平台的船上油罐被装满的程度，柔性接头可以在水下或者在水上。然而，柔性接头可以浸入的深度不超过数米。
[0005]在通用方式中，目前的柔性接头包括管状容器，该管状容器设置有上游端和下游端，上游端用于与上游管柔性且不漏地连接，下游端用于与下游管不漏地连接。
[0006]在这种接头中，上游端是开口的且在容器的内侧上支撑柔性截头圆锥形邻接件，用于以不漏的方式接纳上游流体入口管道(用于输送碳氢化合物)的翻边端。
[0007]下游端是以可移除且不漏的方式安装在管状容器上的盖，并且该盖包括基本上面对柔性截头圆锥形邻接件的管状停止件(朝向容器的内侧)以及用于连接到下游流体出口管道的连接管(朝向容器的外侧)。
[0008]在可能受到爆炸性减压的管道上，截头圆锥形邻接件是橡胶/金属层压件，并且通过金属波纹管(由铬镍铁合金制成的波纹管)使截头圆锥形邻接件免受碳氢化合物侵害。
[0009]波纹管是管状的，且以不漏的方式首先围绕管状停止件被紧固到盖，然后被紧固到上游流体入口管道的翻边端，翻边端压靠截头圆锥形邻接件。因此，波纹管在正常操作中限定两个相对于彼此密封的空间:位于波纹管内侧的内部空间，流体流动通过该内部空间；以及位于波纹管、盖、侧壁、和截头圆锥形邻接件之间的外围空间，该外围空间被充满不可压缩的流体。
[0010]金属波纹管的密封件中的破裂(裂缝等)导致柔性接头的容器被碳氢化合物污染，从而面临破坏由橡胶/金属层压件制成的截头圆锥形邻接件的风险，并因此可能导致面临造成接头在爆炸性减压时破裂的风险，这随后会导致污染周边环境。
[0011]为了避免这种情况，定期检查柔性接头，以确保由橡胶/金属层压件制成的截头圆锥形邻接件是完好无损的。
[0012]然而，这并不能防止事故。另外，检查金属波纹管需要拆卸接头并停止管道的操作，而停止操作代表非常大的财政开销。
【发明内容】
[0013]因此，本发明试图能够使得以可靠的方式跟踪柔性垫圈的维护，而不需要中断石油生产，并且能够抵挡与使用接头有关的操作应力(压力，温度)和环境应力(海水和腐蚀性物质)。
[0014]本发明提出提供一种具有至少一个传感器的柔性接头，所述传感器用于检测不可压缩的液体中的流体(碳氢化合物)以及用于在这种检测时生成信号。
[0015]为此，本发明提供一种用于输送流体、例如碳氢化合物的管道的柔性接头，用于以不漏且柔性的方式联接两个管道，所述接头包括管状容器，所述管状容器设置有:
[0016]上游端，所述上游端用于与上游管柔性且不漏地连接；
[0017]下游端，所述下游端用于与下游管不漏地连接；和
[0018]管状波纹管，所述管状波纹管以不漏的方式被紧固到所述容器的内侧，由此限定在正常操作中以密封的方式相互隔开的两个同心空间:所述上游端和所述下游端之间的内部空间，所述流体在所述内部空间中流动；以及外围空间，所述外围空间位于所述内部空间和所述容器的侧壁之间且被充满不可压缩的液体，
[0019]所述接头还包括至少一个传感器，所述传感器用于在所述内部空间和所述外围空间之间的密封件破裂时检测所述不可压缩的液体中的流体。
[0020]在其他实施方式中:
[0021]所述上游端可以是开口端，且在所述容器的内侧上支撑柔性截头圆锥形邻接件，所述柔性截头圆锥形邻接件用于以不漏的方式接纳上游流体入口管道的翻边端；
[0022]所述下游端可以是以可移除且不漏的方式安装在所述管状容器上的盖，且所述盖包括:朝向所述容器的内侧，基本上面对所述柔性截头圆锥形邻接件的管状停止件；以及朝向所述容器的外侧，用于连接到下游流体出口管道的连接管；
[0023]可以防止所述流体泄漏的所述管状波纹管以不漏的方式首先围绕所述管状停止件被紧固到所述盖，然后被紧固到所述上游流体入口管道的翻边端，所述翻边端压靠所述截头圆锥形邻接件，由此限定在正常操作中彼此密封的两个空间:位于所述波纹管内侧的内部空间，所述流体流动通过所述内部空间；以及外围空间，所述外围空间位于所述波纹管、所述盖、所述侧壁、和所述截头圆锥形邻接件之间，且被充满不可压缩的液体；
[0024]用于检测不可压缩的液体中的碳氢化合物流体的所述传感器可以是电子传感器；
[0025]用于检测不可压缩的液体中的流体的所述传感器可以是选自电阻传感器和电容传感器的电子传感器；
[0026]所述传感器可以是具有第一电极和第二电极的电容传感器，所述第一电极和所述第二电极由介电常数比所述流体的介电常数和所述不可压缩的液体的介电常数低的材料隔开;
[0027]所述电极可以是圆形的且可以被同心地布置；
[0028]所述电极可以由铜制成，低介电常数的所述材料可以是聚醚醚酮；和/或
[0029]所述柔性接头可以包括多个传感器，所有的传感器都位于所述外围空间中，以在其中限定多个不同的检测区域。
[0030]本发明还提供一种检测如上所述的用于输送流体、例如碳氢化合物的管道的柔性接头中不可压缩的液体中的流体的方法，所述检测方法包括以下步骤:
[0031]a)借助于根据本发明的柔性接头以不漏且柔性的方式联接两个流体管；
[0032]b)激活所述传感器中的至少一个传感器，用于检测所述柔性接头的所述不可压缩的液体中的流体；
[0033]c)收集来自所述传感器中的至少一个传感器的数据；
[0034]d)将在步骤c)中收集的数据发送给控制模块，所述控制模块能够处理所收集的数据、生成处理结果、以及如果所述处理结果与检测所述接头中的流体和不可压缩的液体的混合物一致，则发出报警信号。
[0035]步骤b)至步骤d)可以连续地执行或者应请求执行。
[0036]本发明还提供一种用于检测如上所述的用于输送流体、例如碳氢化合物的管道的柔性接头中不可压缩的液体中的流体的混合物的系统，所述系统包括:
[0037]上述的柔性接头；
[0038]数据获取和预处理模块，所述数据获取和预处理模块用于获取和预处理来自放置在所述柔性接头中的所述传感器中