鞘保护的制作方法

鞘保护的制作方法
【专利摘要】本发明涉及鞘保护。公开一种用于保护柔性管的外层的设备和方法。设备包括保护性套管本体，保护性套管本体包括第一端部区域和另一个端部区域。还提供至少一个连接器元件，其可固定到套管本体的第一端部区域上，以相对于位于磨损危害部附近的柔性管固定套管本体。套管本体可以不覆盖的方式在柔性管的外部鞘的一部分上面固定在外部鞘和磨损危害部之间，而使柔性管的受保护部分的弯曲刚度基本等于柔性管的未被套管本体覆盖的其余部分的弯曲刚度。
【专利说明】鞘保护
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于保护柔性管的方法和设备。特别但不专有地，本发明涉及将保护性套管定位在柔性管的外层上面，由此柔性管的被套管覆盖的部分得到保护，以在磨损危害部(wear hazard)和柔性管在一起摩擦时,阻止相邻磨损危害部损伤外层。
【背景技术】
[0002]传统上，利用柔性管来将生产流体(诸如油和/或气体和/或水)从一个位置输送到另一个位置。已经发现柔性管可用于将海底位置连接到海平面位置。柔性管一般形成为柔性管本体和一个或多个端部配件的组件。管本体传统上形成为一组分层材料，它们形成承压管道。管结构允许在使用中有较大偏转，而不引起弯曲应力，弯曲应力会损害管在其使用寿命中的功能性。管本体一般建设成组合结构，包括典型地未结合的管状金属层和聚合物层。
[0003]这样的未结合的柔性管已经用于深水(小于3300英尺(1005.84米))和超深水(大于3300英尺(1005.84米))开采。当然，柔性管也可用于浅水应用(例如小于大约500米深)或者甚至岸上(陆地)应用。
[0004]有时，已知柔性管位于磨损危害部上或其附近。也就是说，柔性管可位于柔性管的外表面(典型地被称为外部鞘)将往往摩擦或撞击到附近物体上的位置处。例如，磨损危害部可为石质海床，或立管触地位置，或碰撞区域，或管路相交区，或浮力元件上的接触表面。在跨接件铺设在水中(mid-water)拱(MWA)和摩擦套筒上的情况下也会产生磨损危害部，摩擦套筒用来承受轴向载荷，并且隔开鹅颈管与由于漂浮式生产存储和卸载(FPSO)系统移动而产生的使用载荷。虽然因为存在摩擦套筒而几乎没有轴向相对移位的发生，但可出现显著的相对移位，因为FPSO和漂浮装置沿横向移动以及水流作用可牵拉管线。这个相对移位可导致柔性立管外部鞘在显著摩擦之后破裂。这可潜在地使抗拉铠装线材直接接触MWA浮筒，不会用任何种类的聚合物鞘覆盖MWA浮筒，而是可仅用几毫米厚的环氧基涂料涂MWA浮筒。
[0005]这个问题的解决方案包括沿着管的整个长度在柔性管的外部鞘外部的额外牺牲层。但是，这种解决方案会导致刚度提高，以及制造柔性管的成本增加。

【发明内容】

[0006]本发明的目标是至少部分地减轻上面提到的问题。
[0007]本发明的某些实施例的目标是对相邻磨损危害部对柔性管引起的问题提供局部化解决方案。
[0008]本发明的某些实施例的目标是提供用于保护柔性管的外层的设备和方法。
[0009]本发明的某些实施例的目标是提供用于以可改装到现场柔性管上的方式保护柔性管的外部鞘的方法和设备。
[0010]本发明的某些实施例的目标是提供可容易和快速地装配以及如有必要可更换的解决方案。
[0011]根据本发明的第一方面，提供一种用于保护柔性管的外层的设备，包括:
保护性套管本体，其包括第一端部区域和另一个端部区域；以及
至少一个连接器元件，其可固定到第一端部区域上，以相对于位于磨损危害部附近的柔性管固定套管本体；其中
套管本体可以不覆盖(uncovered)的方式在柔性管的外部鞘的一部分上面固定在所述外部鞘和所述磨损危害部之间，以使柔性管的受保护部分的弯曲刚度基本等于柔性管的未被所述套管本体覆盖的其余部分的弯曲刚度。
[0012]适当地，套管本体的外表面和内表面是基本平滑和圆柱形的。
[0013]适当地，套管本体是具有共同横截面厚度和刚度，以及沿着套管本体的整个长度具有基本圆形横截面的整体元件。
[0014]适当地，开口在套管本体的第一端和另一端之间延伸通过套管本体。
[0015]适当地，连接器元件是可连接到被固定到柔性管上的摩擦夹具上的中间连接器。
[0016]适当地，套管本体包括单个牺牲材料层，其随着柔性管相对于套管本体沿轴向或侧向移位而在外部鞘磨蚀之前磨蚀。
[0017]适当地，牺牲层是聚合物层。
[0018]适当地，套管本体是单层耐磨材料，其在柔性管被反复地推靠在磨损危害部上时抵抗由磨损危害部引起的磨蚀。
[0019]适当地，耐磨层的材料具有复合结构。
[0020]适当地，保护性套管本体是多层本体，多层本体包括内部牺牲层和外部耐磨层，内部牺牲层随着柔性管相对于套管本体沿轴向或侧向移位而在外部鞘磨蚀之前磨蚀，而外部耐磨层则抵抗随着柔性管被反复地推靠在磨损危害部上而由磨损危害部引起的磨蚀。
[0021]适当地，套管本体是成条带的双稳态材料。
[0022]适当地，条带具有第一状态和另一个状态，在第一状态中，材料围绕垂直于条带的纵向轴线的滚动轴线卷曲，而在另一个状态中，材料围绕基本平行纵向轴线的夹持轴线而包绕。
[0023]适当地，套管本体可选择性地延伸到其中条带沿周向包绕在管周围的状态。
[0024]适当地，柔性管是立管或跨接件。
[0025]适当地，磨损危害部是石质海床，或立管触地位置，或碰撞区域，或管路相交区，或浮力部件的接触表面。
[0026]根据本发明的第二方面，提供一种保护柔性管的外层的方法，包括以下步骤:通过以不覆盖的方式固定在位于磨损危害部附近的柔性管的外部鞘的一部分上面的
保护性套管本体，提供柔性管的受保护部分，其中，套管本体位于外部鞘和磨损危害部之间，所述受保护部分的弯曲刚度基本等于柔性管的未被所述套管本体覆盖的其余部分的弯曲刚度。
[0027]适当地，方法进一步包括以下步骤:
在柔性管的外部鞘的所述部分上面在外部鞘和所述磨损危害部之间提供保护性套管本体；以及
通过至少一个连接器元件，相对于柔性管固定套管本体。[0028]适当地，固定套管本体的步骤包括以下步骤:将中间连接器元件固定到被固定到柔性管上的摩擦夹具上；以及将套管本体固定到中间连接器元件上。
[0029]适当地，方法进一步包括，随着柔性管相对于套管本体沿轴向或侧向移位，使套管本体的材料在外部鞘磨蚀之前磨蚀。
[0030]适当地，方法进一步包括以下步骤:随着柔性管被反复地推靠在磨损危害部上，使套管本体的材料在外部鞘磨蚀之前磨蚀。
[0031]适当地，提供保护性套管本体的步骤包括以下步骤:提供多层套管本体，多层套管本体至少包括内部牺牲层和外部耐磨层。
[0032]适当地，提供保护性套管本体的步骤包括以下步骤:
使具有基本平滑内表面和外表面的基本圆柱形伸长套管本体沿着柔性管滑动，以覆盖外部鞘的所述部分。
[0033]适当地，提供保护性套管本体的步骤包括以下步骤:
扩大在套管本体的端部之间延伸的开口；
促使管通过开口 ；以及
关闭开口，从而将套管本体定位成围绕外部鞘。
[0034]适当地，提供保护性套管本体的步骤包括以下步骤:
将双稳态本体定位成处于延伸状态，在延伸状态中，双稳态本体的至少一部分沿周向包绕在外部鞘的所述部分周围。
[0035]适当地，方法进一步包括将套管本体改装到现场柔性管上的步骤。
[0036]根据本发明的第三方面，提供一种基本如前面参照附图描述的那样构造和布置而成的设备。
[0037]根据本发明的第四方面，提供一种基本如前面参照附图描述的那样的方法。
[0038]本发明的某些实施例对与安装在水中漂浮装置(诸如MWA)中的柔性立管相关联的、与磨损有关的问题提供模块化和局部解决方案，而不影响柔性管结构的设计。
[0039]本发明的某些实施例在需要的地方提供管的受保护部分，但避免了需要沿着柔性管的整个长度使用额外的牺牲层，额外的牺牲层本来会对结构的弯曲刚度和总成本有影响。
[0040]本发明的某些实施例利用双稳态复合技术，双稳态复合技术容许在需要对系统进行最小量干涉的情况下将耐磨套管改装到已经在使用的柔性管上。
[0041]本发明的某些实施例利用双层系统来制造保护性套管，以允许通过在最内层中使用软材料，以及在外表面上使用耐磨材料，来保护柔性管的外部鞘。这使得能够选择最适合套管和外部鞘和套管和相邻磨损危害部之间的接口的材料。
【专利附图】

【附图说明】
[0042]现在将参照附图，仅以示例的方式在下面描述本发明实施例，其中:
图1示出柔性管本体；
图2示出柔性管的使用；
图3示出浮力支承件上的可起磨损危害部的作用的夹具；
图4示出将保护性套管附连到夹具上；图5示出不同类型的套管本体；
图6示出将保护性套管附连到端部配件上；
图7示出由双稳态材料制成的保护性套管；
图8示出图7中显示的固定到中间连接器上的双稳态套管的端部；以及图9示出双稳态套管保护柔性管不受磨损危害部的影响。
[0043]在图中，相同参考标号指示相同部件。
【具体实施方式】
[0044]在这个描述中，将参照柔性管。将理解的是，柔性管是管本体的一部分和一个或多个端部配件的组件，管本体的相应的端部管终结在各个端部配件中。图1示出根据本发明的实施例，如何用一组分层材料形成管本体100，分层材料形成承压管道。虽然在图1中示出多个特定的层，但要理解的是，本发明可广泛地应用于包括由各种可行材料制成的一个或多个层的同轴管本体结构。要进一步注意的是，仅为了说明而显示层厚度。
[0045]如图1中示出的那样，管本体包括可选的最内部构架层101。构架提供互锁结构，互锁结构可用作最内部层，以完全或部分地阻止内部压力鞘102由于管减压、外部压力和/或抗拉铠装压力和机械挤压载荷而塌陷。将理解的是，本发明的某些实施例可应用于‘平滑膛孔’运行(即，没有构架)以及这种‘粗制膛孔’应用(具有构架)。
[0046]内部压力鞘102用作流体固持层，并且包括确保内部流体完整性的聚合物层。要理解的是，这个层本身可包括多个子层。将理解的是，当利用可选的构架层时，本领域技术人员通常将内部压力鞘称为阻隔层。在没有这种构架的运行(所谓的平滑膛孔运行)中，内部压力鞘可被称为衬套。
[0047]可选的压力铠装层103是结构层，结构层具有带有接近90°捻角的元件，该捻角会提高柔性管对内部和外部压力和机械挤压载荷的抵抗力。层还在结构上支承内部压力鞘，并且典型地是互锁结构。
[0048]柔性管本体还包括可选的第一抗拉铠装层105和可选的第二抗拉铠装层106。各个抗拉铠装层是具有典型地介于10°和55°之间的捻角的结构层。各个层都用来承受拉伸载荷和内部压力。抗拉铠装层常常成对互逆地缠绕。
[0049]显示的柔性管本体还包括可选的胶带层104，它们各个帮助约束下面的层，并且可用作牺牲磨损层，以帮助阻止相邻层之间的磨蚀。
[0050]柔性管本体还典型地包括可选的绝缘层107和外鞘层108，外鞘层包括用来帮助保护管不被海水渗透以及免受其它外部环境、腐蚀、磨蚀和机械损害的影响的聚合物层。
[0051]各个柔性管包括管本体100的至少一个部分(该部分有时被称为节段或区段)，以及位于柔性管的至少一个端部处的端部配件。端部配件提供在柔性管本体和连接器之间形成过渡的机械装置。例如如图1中显示的那样，不同的管层终结在端部配件中，使得在柔性管和连接器之间传递载荷。
[0052]图2示出适于将生产流体(诸如油和/或气体和/或水)从海底位置201输送到漂浮设施202的立管组件200。例如，在图2中，海底位置201包括海底流管线的端部。柔性流管线205包括柔性管，柔性管完全或部分地支托在海床204上，或者埋在海床下面，并且在静态应用中使用柔性管。漂浮设施可由平台和/或浮体或(如图2中示出的那样)船提供。将立管组件200设置为柔性立管，即，将船连接到海床装置上的柔性管203。柔性管可为柔性管本体的单个区段或节段，其端部配件的两端相连。
[0053]将理解的是，存在不同类型的立管，如本领域技术人员众所周知的那样。本发明的实施例可用于任何类型的立管，诸如自由悬浮的立管(自由下垂立管)、在某些程度上受(浮体、链条)约束的立管、完全受约束的立管或密闭在管中的立管(I管或J管)。图2还帮助示出如何可选地利用柔性管的一部分作为流管线205或跨接件206。
[0054]图3示出海底拱300，其帮助示出磨损危害部310，根据本发明的某些实施例，可保护柔性管免受磨损危害部310的影响。海底拱300包括拱结构315，拱结构315为刚性钢框架320，多个浮力单元325位于刚性钢框架320内。本领域技术人员将理解，可将呈立管形式的柔性管在拱的弯曲背部上面铺设在槽33(^33(^33(^中。槽330各自包括弯曲支承表面340，弯曲支承表面340支承柔性管，并且防止在使用中突破柔性管的最小弯曲半径(MBR)。各个槽330都与相应的夹具34(^34(^34(^相关联，夹具34(^34(^34(^在拱的顶点或其它这种位置处相对于海底拱300将柔性管固定在固定位置上。本领域技术人员将理解，也可利用系泊系统和锚底座来将海底拱定位在海床和海面之间的期望位置处。
[0055]各个夹具340都承载在支托在与夹具相关联的相应的槽中的柔性管的外部鞘108的外表面上。提升力沿图3中的箭头A示出的方向潜在地作用于柔性管的一个或多个端部上。侧向力沿图3中的箭头B显示的方向潜在地作用于各个柔性管的一个或多个端部上。因此，当柔性管支托在槽中且刚性地夹持到海底拱上时，槽330中的支承表面340的一部分或全部都起磨损危害部310的作用。在没有本发明的某些实施例提供的保护的情况下，当外部鞘和金属支承表面反复地在一起摩擦时，随着时间的推移，这可磨蚀位于槽中的柔性管的外部鞘。根据本发明的某些实施例，保护性套管350固定到各个夹具340上，并且位于管和磨损危害部之间，从而避免这种疲劳。在图3中，示出了第一保护性套管350i和另一个保护性套管3502相对于夹具34(^以背对背的关系固定在海底拱结构300的左侧端处。套管各自通过相应的连接器3701、3702连接到夹具上。将理解的是，仅一个保护性套管可以可选地在夹具的预计有特定力的一侧上固定到夹具上，该特定力本来会引起相当大的摩擦。同样，拱上的各个夹具可不包括保护性套管，或在一侧或两侧上包括保护性套管。
[0056]图4示出柔性管100可如何固定到海底拱上的夹具340上，使得保护性套管350以不覆盖的方式定位在柔性管100的外部鞘108的一部分上面的另一个视图。套管本体固定在外部鞘108和在柔性管附近的磨损危害部310之间。例如，关于图3和4所示出的磨损危害部310是海底拱300的槽的支承表面335，柔性管悬垂在其上。
[0057]图4中示出的实施例的保护性套管350是具有外表面410和内表面420的套管。套管的外表面和内表面是基本平滑和圆柱形的，而且套管本身是具有共同横截面厚度和刚度的整体件。沿着套管的整个长度的横截面基本为圆形。内表面420具有等于(或可选地略微大于)柔性管的鞘108的外径的内径 。因而套管在距离d上完全包围柔性管达，距离d从套管的自由端430延伸到套管的另一端440，在另一端440，套管固定到中间连接器370上。
[0058]通过将套管固定到中间连接器370上，然后通过将那个中间连接器370连接到夹具340上，可相对于刚性夹具不动地固定套管，从而将套管定位在管上面以及在柔性管的外表面和相邻磨损危害部(诸如支承表面，本来支承表面会摩擦柔性管)之间的期望位置处。适当地，保护性套管可以可移除地固定到夹具上。选择保护性套管的长度d，使得柔性管的一部分在预计有摩擦和/或切割力处受到保护。选择外部套管的材料和厚度，使得柔性管的被套管覆盖的部分的弯曲刚度具有基本类似于柔性管的其余部分的刚度。只是通过在预计有磨损危害处提供保护性套管，而非通过沿着柔性管的整个长度提供另一个套管层，就可大大降低制造成本。
[0059]图5示出套管的各种选择。在图5A中显示的选择A中，利用聚合物层510。聚合物层用作牺牲层。选择柔性管外部鞘108的抗磨损性和材料套管510的抗磨损性，使得外部鞘108的抗磨损性大于制造套管时使用的聚合物的抗磨损性。在预计柔性管和保护性套管之间预计有显著轴向移位的情况下，这个构造是有利的。有效地，这出现在套管或外部鞘保持相对不动而其它则相对于其沿长度方向滑动时。套管510的厚度较厚。适当地，厚度为大约5 mm至20 mm。这是因为保护性套管用作牺牲层，其在柔性管100的外部鞘磨蚀之前不断磨蚀。
[0060]图5B示出另一个选择,其包括由耐磨材料制成的较薄的套管520。适当地,保护性套管520的材料为复合材料。使用这个选择作为保护性套管特别适合预计管和保护性套管之间没有轴向移位的情形。例如，预计在套管连接到管的端部配件上或固定到被固定在管上的夹具上时有这种情况。适当地，耐磨套管可较薄。适当地，厚度为大约I mm至8 mm。
[0061]图5C示出第三备选保护性套管，它是混合式的且利用了双层系统，双层系统包括较软的最内材料层530和最外耐磨层540。当预计管相对于刚性结构的相对移动显著，以及还预计管相对于套管的轴向移位显著或者轴向移位与管和附近的危害部之间的冲击载荷结合起来时，这个构造是有利的。适当地，可利用超过两个层，各个层由材料制成，并且具有为了最大程度地减小随着时间的推移对外部鞘造成的损害而选择的厚度。
[0062]适当地，较软的内层由聚亚安酯或热塑性弹性体或硅橡胶制成，而外层由纤维增强的复合材料、钢带卷绕体或用聚四氟乙烯(PTFE)或其它适当的聚合物浸溃的、用钢索增强的带卷绕体，或另一种肖氏D硬度高的实心聚合物或聚合物合金层(诸如与用于最内层的聚亚安酯不同级别的聚亚安酯)制造而成。
[0063]关于前面的图所描述的实施例全部都使得能够在用端部配件终结柔性管之前，将保护性套管定位在柔性管的外部鞘上面，然后在现场将柔性管固定到刚性结构上。在制造期间，将套管可滑动地装配在柔性管的外部鞘上面，然后可使套管滑动到存在磨损危害部的期望位置，以及将套管连接到中间连接器上，然后将中间连接器固定到刚性结构上。
[0064]适当地，套管可具有模制或以别的方式结合到其长度的至少一个端中的固定元件，这样的元件可固定在中间连接器中的区段或固持特征后面，或者固定在其中，或者固定在其下面。
[0065]图6示出本发明的备选实施例，其中，保护性套管620可固定到用来终结柔性管的柔性管本体的端部635的端部配件630上。端部配件630具有端部配件本体640，端部配件本体640在其第一端处具有用于以传统方式将柔性管固定到另一个结构上的凸缘645。端部配件本体640的另一端限定开口口部，开口口部接纳柔性管本体的一个或多个层。端部配件的外部夹套650包围端部配件本体，并且柔性管的剥离层在这个夹套内终结。通过螺栓660或其它这种重复使用元件将开口套筒655固定到夹套的端部上。套筒具有由套筒的内表面665限定的圆柱形膛孔，并且在横截面上为基本L形。环670在套筒655的凹陷(切口)区域上面延伸，并且保护性套管620的端部被夹在环670的径向最内表面675和套筒655的径向最外表面680之间。利用固定螺栓685或其它这样的固定元件来将环670固定到套筒655上，并且稳固地将套管620的端部夹在它们之间。套管620的其余区段朝自由端(未显示)延伸远离端部配件。因而套管本体固定到端部配件上，由此套管本体从由端部配件的由环670的端部和套筒655的端部限定的端部到保护性套管的自由端，以不覆盖的方式固定在柔性管100的外部鞘的一区域上面。图6中显示的套管看起来非常短，但为了清楚只显示了截短后的样子。适当地，套管从端部配件以不覆盖的方式延伸I m -30 m。适当地，套管从端部配件延伸3 m -20m。适当地，套管可具有模制或以别的方式结合到其长度的至少一个端部中的固定元件，这样的元件可固定在端部配件中的夹持或固持特征后面，或者固定在其中。
[0066]适当地，不是在制造柔性管时，以及在用端部配件终结柔性管本体之前提供外部套管，本发明的某些实施例而是可利用可改装到现场柔性管上的保护性套管。例如，套管本体不是整个圆柱形套管，而是沿着其长度有槽口。这使得能够通过在提供槽口处拉开套管本体的相对的区段来打开套管，然后将柔性管推过形成于套管本体的被拉开的部分之间的开口 口部。然后套管本体可在柔性管的外部鞘周围封闭，以及固定到中间连接器或如前文描述的那样固定到端部配件上的连接器上。
[0067]图7示出本发明的备选实施例，可在磨损危害部所处的位置处将其改装到柔性管上。更特别地，图7示出套管本体750，在不覆盖状态中，套管本体750可用来保护柔性管的区域。套管的本体750由双稳态复合材料制造而成。可预先对这样的材料施加应力，使得当从平直的盘绕状态展开时，它们有望卷曲成刚性圆管结构。图7示出套管本体的端部760如何以平直的盘绕状态布置在卷765中。在材料从盘绕展开的地方出现套管的中间区域770。其余端部780显示材料如何自然地卷曲成刚性圆管790。
[0068]图8示出由这种双稳态复合材料制造而成的套管可如何用来提供根据本发明的实施例的保护性套管，以及可如何在现场将其改装到柔性管100上。在使用中，套管将以其平直盘绕状态运送到柔性管经历或很可能经历磨损危害部引起的磨蚀的位置。在需要时，套管材料的缠绕卷将从位于柔性管108的外部鞘108附近的卷逐渐展开。在材料展开时，它使卷处于平直状态区域800中，然后开始卷曲成圆管。出现这种情况时，套管本体的相对的边缘810、820朝彼此卷曲在一起。出现这种情况时，套管本体包围和包封柔性管的外部鞘108。选择套管的宽度，使得套管正好卷曲在外部鞘周围。备选地，使宽度过大，使得当卷曲成处于圆管状态时，一个边缘与另一个边缘重叠。备选地，使宽度过小，使得当包绕在管的外部鞘周围时，边缘仍然间隔开。套管本体的端部780以紧密卷曲构造固定到中间连接器870上。然后中间连接器870可如期望的那样固定到夹具340上(或端部配件或其它刚性结构)。
[0069]图9A示出图7和8中示出的保护性套管750如何固定在柔性管100周围，柔性管100本身悬垂在浮力元件900上面。通过夹具940将柔性管固定到浮力元件900上，以阻止柔性管相对于浮力元件900沿轴向运动。中间连接器870固定到双稳态套管本体750的端部780上，并且然后固定到夹具940上。套管本体的另一端保持在卷765中，卷765可旋转地安装到支承件950上，支承件950稳固地紧固到浮力元件900上。通过首先将卷固定到支承件950上，套管材料可从卷朝夹具区域容易地展开。将理解的是，根据本发明的某些其它实施例，可利用处于其卷曲状态的双稳态套管本体的整个长度，使得整个套管本体围绕柔性管的外部鞘108卷曲。因而，不需要提供支承件950来支承套管的盘绕端，但仍然可以可选地提供支承件950，以在展开阶段期间进行协助。
[0070]将理解的是，虽然已经关于人造物体提供的磨损危害部来论述了许多描述的实施例，但本发明的某些其它实施例广泛地适合使用保护性套管来在任何类型的磨损危害部可能处的位置处覆盖柔性管的部分。在这个意义上，磨损危害部是在柔性管的使用寿命期间可潜在地摩擦或切割柔性管的任何本体或部件或特征。当柔性管和引起磨损危害的物体之间有相对运动时，这是可能发生的。例如，柔性管可往往摩擦或撞击在附近的物体上。磨损危害部可为石质海床区域，或立管触地位置，或碰撞区域，或管路相交区，或浮力元件上的接触表面等。因而磨损危害部可为自然物体或人造物体。
[0071]本发明的某些实施例对与柔性管相关联的与磨损有关的问题提供模块化和局部解决方案。作为示例，本发明的某些实施例可用来保护安装在水中漂浮装置(诸如MWA)中的柔性立管，而不影响柔性管结构的设计。
[0072]本发明的某些实施例避免了沿着柔性管的整个长度使用额外的牺牲层。因而它们对结构的弯曲刚度和总成本有较小影响。
[0073]本发明的某些实施例利用双稳态复合技术，以容许以对整体运行系统的干涉最小的方式来改装到已经在使用的柔性管上。
[0074]本发明的某些实施例可使用双层系统来制造保护性套管。这允许通过在最内层中使用软材料，来保护柔性管外部鞘，以及通过在外表面中使用高耐磨材料来减小整体磨损速率。
[0075]在这个说明书的描述和权利要求中，词语“包括”和“包含”及其变型表示“包括但不限于”，而且它们不意于(且不)排除其它部分、添加、构件、整体或步骤。在这个说明书的描述和权利要求中，单数包括复数，除非上下文另有要求。特别地，在使用了不定冠词时，说明书要理解为构想到了复数和单数，除非上下文另有要求。
[0076]与本发明的特定方面、实施例或示例结合起来描述的特征、整体、特性或组要理解为它们可应用于本文描述的任何其它方面、实施例或示例，除非与它们不相容。这个说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征，以及/或者这样公开的任何方法或过程的所有步骤都可以任何组合结合，除了至少一些特征和/或步骤相互排斥的组合。本发明不限于任何前述实施例的任何细节。本发明可扩展到这个说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征中的任何新颖特征或新颖特征组合，或者像这样公开的任何方法或过程的步骤中的任何新颖步骤或任何新颖步骤组合。
[0077]读者应注意与和本申请相关的这个说明书同时或在其之前提交的且针对此说明书向公众开放检索的所有文件和文献，而且所有这样的文件和文献的内容都通过引用而结合在本文中。
【权利要求】
1.一种用于保护柔性管的外层的设备，包括:保护性套管本体，其包括第一端部区域和另一个端部区域；以及至少一个连接器元件，其可固定到所述第一端部区域上，以相对于位于磨损危害部附近的柔性管来固定所述套管本体；其中所述套管本体可以不覆盖的方式在所述柔性管的外部鞘的一部分上面固定在所述外部鞘和所述磨损危害部之间，而使柔性管的受保护部分的弯曲刚度基本等于所述柔性管的未被所述套管本体覆盖的其余部分的弯曲刚度。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述套管本体的外表面和内表面为基本平滑和圆柱形的。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述套管本体是具有共同横截面厚度和刚度，以及沿着所述套管本体的整个长度具有基本圆形横截面的整体元件。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，开口在所述套管本体的第一端和另一端之间延伸通过所述套管本体。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述连接器元件是可连接到被固定到所述柔性管上的摩擦夹具上的中间连接器。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，其特征在于，所述套管本体包括单个牺牲材料层，其随着所述柔性管相对于所述套管本体沿轴向或侧向移位而在所述外部鞘磨蚀之前磨蚀。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述牺牲层是聚合物层。`
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，其特征在于，所述套管本体是单个耐磨材料层，其在所述柔性管被反复地推靠在所述磨损危害部上时抵抗由所述磨损危害部引起的磨蚀。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述耐磨层的材料具有复合结构。
10.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，其特征在于，所述保护性套管本体是多层本体，所述多层本体包括:内部牺牲层，其随着所述柔性管相对于所述套管本体沿轴向或侧向移位而在所述外部鞘磨蚀之前磨蚀；以及外部耐磨层，其在所述柔性管被反复地推靠在所述磨损危害部上时抵抗由所述磨损危害部引起的磨蚀。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述套管本体是成条带的双稳态材料。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，进一步包括:所述条带具有第一状态和另一个状态，在所述第一状态中，所述材料围绕垂直于所述条带的纵向轴线的滚动轴线卷曲，而在所述另一个状态中，所述材料围绕基本平行于所述纵向轴线的夹持轴线而包绕。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，进一步包括:所述套管本体可选择性地延伸到其中所述条带沿周向包绕在所述管周围的所述另一个状态。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，进一步包括:所述柔性管是立管或跨接件。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，进一步包括:所述磨损危害部是石质海床，或立管触地位置，或碰撞区域，或管路相交区，或浮力部件的接触表面。
16.一种保护柔性管的外层的方法，包括以下步骤:通过以不覆盖的方式固定在位于磨损危害部附近的柔性管的外部鞘的一部分上面的保护性套管本体，来提供柔性管的受保护部分，其中，所述套管本体位于所述外部鞘和所述磨损危害部之间，所述受保护部分的弯曲刚度基本等于所述柔性管的未被所述套管本体覆盖的其余部分的弯曲刚度。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:在所述外部鞘和所述磨损危害部之间在所述柔性管的所述外部鞘的所述部分上面提供保护性套管本体；以及通过至少一个连接器元件，来相对于所述柔性管固定所述套管本体。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述固定所述套管本体的步骤包括以下步骤:将中间连接器元件固定到被固定到所述柔性管上的摩擦夹具上，以及将所述套管本体固定到所述中间连接器元件上。
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:随着所述柔性管相对于所述套管本体沿轴向或侧向移位，使所述套管本体的材料在所述外部鞘磨蚀之前磨蚀。`
20.根据权利要求16至19中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:随着所述柔性管被反复地推靠在所述磨损危害部上，使所述套管本体的材料在所述外部鞘磨蚀之前磨蚀。
21.根据权利要求16至20中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:提供多层套管本体，所述多层套管本体至少包括内部牺牲层和外部耐磨层。
22.根据权利要求16至21中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:使具有基本平滑的内表面和外表面的基本圆柱形的伸长套管本体沿着所述柔性管滑动，以覆盖所述外部鞘的所述部分。
23.根据权利要求16至21中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:扩大在所述套管本体的端部之间延伸的开口；促使所述管通过所述开口 ；以及关闭所述开口，从而使所述套管本体定位成围绕所述外部鞘。
24.根据所权利要求16至21中的任一项述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:使双稳态本体定位成处于延伸状态，在所述延伸状态中，所述双稳态本体的至少一部分沿周向包绕在所述外部鞘的所述部分周围。
25.根据权利要求16至21中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤:将所述套管本体改装到现场柔性管上。
【文档编号】E21B17/10GK103867137SQ201310691237
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】R.克莱门茨, F.德索萨皮雷斯, J.德阿西斯克莱维拉里奥 申请人:韦尔斯特里姆国际有限公司