用于保持流体中的最小温度的方法和装置制造方法

用于保持流体中的最小温度的方法和装置制造方法
【专利摘要】一种用于保持海底装置中的、特别地涉及装置（100）中的流体的温度的装置和方法。具有关于相变的高潜热的材料用于当流体温度朝向阈值减小时将潜热释放至流体。
【专利说明】用于保持流体中的最小温度的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在管一更特别是柔性管——中或上设置一层或更多层热活性材料的方法和装置。特别地，但非排外地，本发明涉及热活性材料的一个或更多个封装的或包封的区域的使用，其中，热活性材料即为有效地在第一组条件下吸收热能并且在第二组条件下释放热能的材料。热活性材料设置在柔性管体的一个或更多个层中。热活性材料在特定实施方式中为具有关于相变的高潜热的材料。合适的材料还被称为相变材料(PCM)0在本发明中，热活性材料充当储热能蓄存器，该储热能蓄存器用于根据其所经受的当地环境的温度来吸收热量或释放“所储存”的热。
[0002]本发明还涉及一种用于防止或延迟在管特别是柔性管中由生产流体形成诸如蜡状物或水合物之类的固体的方法和装置。
[0003]本发明尤其可应用于当在海底环境中使用或定位时的这种方法和装置，其中，一个示例为根据海底储量开采和运输油。
[0004]更特别地，本发明涉及一种用于在停工/关断时间段期间(即，当生产流体处于管中但未被活动地输送)防止或延迟在管特别是柔性管中由生产流体形成诸如蜡状物或水合物之类的固体的方法和装置。通常在该时间段中，在管中的流体由于流体温度高于(至少最初地)周围环境的温度而经受冷却。
[0005]根据本发明的热活性材料的使用对于柔性管是特别有利的，但这种用途不限于柔性管。根据本发明的相变材料的使用对于其它类型的海底管(比如刚性管)、装置以及安装也是有利的，其中一定程度的温度控制是理想的位置处。显著地，热活性材料在待输送的流体经受环境冷却的方面是有利，优点在于延长了在流体温度降低至低于阈值之前的时间段。在特别的应用中，阈值为固体材料(比如蜡状物或水合物)从流体沉积时的温度。
【背景技术】
[0006]传统地，柔性管用于将生产流体从一个位置运输至另一个位置。
[0007]生产流体为在比如与采油有关的海底环境中被输送(至少部分地输送)的流体，比如油和/或气和/或水。
[0008]柔性管在将海底位置连接至另外的海底位置或海平面位置方面是特别有用的。柔性管通常形成为柔性管体和一个或更多个端部配件的组件。管体通常形成为形成了流体和承压导管的层状材料的组件。管结构允许在不导致对管在其寿命期间的功能性产生损害的弯折应力的情况下的大的偏斜。管体通常但不是必需构造为包括未结合的金属层和聚合物层的复合结构。
[0009]这种未结合的柔性管已推动了深水(小于3300英尺(1006米))和超深水(大于3300英尺)开发超过15年。可利用的技术能够使得在工业上于20世纪90年代早期在深水中最初地生产并且在20世纪90年代后期在达大约6500英尺(1981米)的超深水中生产。大于6500英尺的水深推动在典型的自由悬置的上升管构型和柔性管通常能够操作的位置处的包封。[0010]非常理想的是使柔性管的孔中的流体处于合适的温度或大于合适的温度，例如大于30°C，更特别地大约40°C或更高，从而防止在流体中形成固体，其中，该固体的特别显著的示例为蜡状物和水合物。这种固体易于当生产流体的温度降低至低于一定(已知)温度时形成并且从而在管中导致堵塞。固体开始形成的温度将根据例如流体的特别组分而改变，而该温度的值通常是大约40°C。用于保持所需温度的特定手段在普通操作期间可以是理想的，但由于所输送的流体的温度往往比在流体中开始形成固体时的温度更高，因此该用于保持所需温度的特定方法可以不是必需的。在流体经受显著的冷却时，尤其还在当流体在管内本质上是静态时的停工时间段期间，保持所需的最小温度是特别重要的。
[0011]常规地，本领域已经进行了探索以通过形成了管结构的一部分的隔绝层而实现该最小温度，并且该隔绝层用于减小从腔内流体进入至外部环境中的热损耗率。对于柔性管而言，这些隔绝层定位在压力护套与管的外部护套之间，更普遍地定位在外部铠装层与外部护套之间。
[0012]被动隔绝的一种现有技术方法尝试通过在构架与压力护套之间提供隔绝而限制至环境的热量损耗，从而使腔内流体与外部环境隔离并且使热量保留。这种方法在下述意义方面是有利的:该方法简单地减小了热量从包含在腔内的流体损耗的速率，但没有主动地再引入将热来保持腔内温度。
[0013]另一个现有技术方法包括通过电能、热水、蒸汽或管的其它直接在内部加热管来主动地加热柔性管。这种方法在下述意义方面是有利的:该方法能够无限制性得应用在管系统中。然而，非常显著的缺点在于，需要相当大量的动力，并且这是比被动隔绝更复杂的系统。
[0014]偶尔，作为可替代方案，冷的流体沿柔性管的孔被运输。这又有助于调节这种流体的温度以防止流体的从周围相对温暖的环境的不合需要的加热。
[0015]用于提供隔热层的已知的现有技术方法是在柔性管体的制造期间将由隔热材料制造的带以螺旋的方式围绕下置层缠绕。有时，已经使用了由呈空心玻璃球的聚丙烯基质形成的带，该带提供了低的热导率(k)值并且能够合理地承载高的流体静压力。然而，带中的空心玻璃球易于破碎，并且内部压力和外部压力操作成能够挤压带层，从而减小了厚度并且因而减小了隔热效果。
[0016]用于提供隔热层的另外的现有技术方法是在制造柔性管体期间在下置层之上挤压隔热材料层。普遍已经使用了包含了空气泡沫和/或玻璃球体的聚合物基质。然而，这种方法包括附加的并且复杂的制造步骤，该步骤能够是在制造期间涉及仔细的对准、加热步骤和冷却步骤的复杂过程。而且在挤压过程期间难以控制几何公差，并且这种方法能够引发对在这种挤压层的外侧径向地形成的随后的层的连锁反应。
[0017]通过上文提到的带或挤压层技术，直到目前为止所使用的材料限制了可利用的导热率(k)值。
[0018]而且，迄今使用的隔绝材料已经限制了蓄热能力并且不能证明能够防止在所需的时间长度期间尤其是在停工时间段期间在管中的蜡状物、水合物等材料的固化。

【发明内容】

[0019]本发明的目的是至少部分地缓解上文提到的问题。[0020]本发明的一些实施方式的目的是提供一种柔性管体，该柔性管体能够用于形成能够运输生产流体的类型的柔性管，并且柔性管体包括热活性材料。热活性材料有效地在第一组条件下吸收热能和在第二组条件下释放热能方面。
[0021]本发明的一些实施方式的目的是提供一种在构架层中和/或在构架层与屏障层之间具有所述材料的柔性管体。
[0022]本发明的实施方式的目的是提供一种上升管组件、跨接管、流动管路和/或制造能够在深水和超深水环境中操作的柔性管的方法。
[0023]根据本发明的第一方面，提供了一种用于在柔性管中提供热活性材料层的装置，包括:
[0024]设置在柔性管体层中的所述材料的一个或更多个封装的或包封的区域。
[0025]在优选的实施方式中，热活性材料为相变材料。
[0026]优选地，相变材料的相变为:在相变材料暴露于热时从固体变化至液体、或者从第
一固相至第二固相。
[0027]优选地，热活性材料具有从大约SOKJkg—1 (千焦每千克)至大约SOOKJkg—1的熔化潜热。
[0028]根据本发明的第二方面，提供了一种制造柔性管体的方法，包括下述步骤:
[0029]在柔性管体的层中提供热活性材料的一个或更多个封装区域。
[0030]根据本发明的第三方面，提供了一个或更多个封装的或包封的热活性材料区域的在柔性管层中的使用。
[0031]根据本发明的第四方面，提供了一种用于在柔性管中提供热活性层的装置，包括:
[0032]设置在柔性管体的层中的热活性材料的一个或更多个封装的区域。
[0033]根据本发明的第五方面，提供了一种用于在柔性管体中提供层的带，包括:
[0034]长形带本体部，带的穿过本体部的横截面包括保持热活性材料的至少一个通道区域。
[0035]本发明的一些实施方式提供了柔性管体，在柔性管体中，至少一个层基本上由热活性材料形成。这种材料除了其充当储热蓄存器的能力之外，在至少一些实施方式中，这种材料还可以提供非常闻效的隔绝层。
[0036]本发明的一些实施方式提供了柔性管体，在柔性管体中，热活性材料的层径向地形成在流体保持层的紧内侧。该层根据当时的条件尤其根据周围环境的当地温度将热量释放至柔性管的腔内或相反地从柔性管的腔内吸收热量。可替代地，柔性管应当用于运输冷的流体比如液氮，因此，隔热层操作用于防止在孔区域中的不合需要的加热。
[0037]本发明的一些实施方式提供了柔性管体，在柔性管体中，热活性材料的层形成为靠近柔性管体的外部护套。这能够在下述实例的情况下将热保持在柔性管的大多数层中:例如在停工时间段期间热的流体被运输并且热的流体还允许热量被释放至管体中的流体。可替代地，如果冷的流体被传输时，这种热活性层的位置能够有助于使柔性管体中的多个层保持冷却。
[0038]贯穿本申请文件，将涉及一个或更多个热活性材料。在本说明书的实施方式的上下文中，热活性材料为下述材料:该材料具有当可逆地经受从第一状态至第二状态的状态改变时从其环境吸收热高吸收力(每单位体积)并且当从第二状态改变至第一状态时释放所吸收的热量。在从第一状态至第二状态的改变时间段期间，或在从第二状态至第一状态的改变时间段期间，热活性材料在其温度方面未呈现显著的改变。
[0039]特别地在文中，热活性材料为具有与相或状态的改变相关联的高潜热的材料。
[0040]相的改变可以为固体至液体的改变、固体至气体的改变、液体至气体的改变或固体至固体的改变(即，从一个固相改变至另一个固相)。在本发明的上下文中，优选的是当加热时从固体至液体的状态改变(并且，可逆的是当冷却时从液体至固体的改变)。从液体至气体或从气体至液体的状态改变、或从固体至气体或从气体至固体的状态改变涉及体积的大幅变化，该体积的大幅变化将被理想地符合本发明。
[0041]如优选的，在热活性材料的相变是从固体至液体和从液体至固体的情况下，与相变相关联的潜热为熔化潜热。因此，优选的是，热活性材料具有高的熔化潜热。
[0042]优选的热活性材料具有至少80的熔化潜热(由KJkg—1表示)，该熔化潜热特别地为至少90或至少100、或至少150、或至少200、或250或更大、或300或更大，比如大约350或大约400或大约500。
[0043]一些合适的优选的热活性材料具有在60至200范围内的熔化潜热(由KJkg—1表示)，该范围特别地为 80 至 150，比如 80、90、100、120、140、150、170、190 或 200。
[0044]其它合适的优选的热活性材料具有在210至300范围内的熔化潜热(由KJkg—1表示)，该熔化潜热比如为210、220、240、250、260、280或300。
[0045]另外合适的优选的热活性材料具有在310至500或更大的范围内的熔化潜热(由KJkg-1表示)，该熔化潜热特别地在310至大约400的范围内，比如310、320、340、350、360、380,400或更大。
[0046]合适的热活性材料呈现下述延长的时期:在该时期期间，当对材料进行加热时，在材料的温度不升高的情况下发生从固相至液相的相变。在这期间，熔化潜热被热活性材料吸收。
[0047]明显地，熔化潜热的高值对于在本发明中的热活性材料而言是最理想的。
[0048]类似地，当处于液态的热活性材料冷却时，材料呈现下述延长的时期:在该延长的时期期间，在温度不下降的情况下发生从液体至固体的相变。在这期间，熔化潜热通过活性材料来释放。
[0049]如上文指出的，本发明旨在使在管体中的流体保持处于所需的最小温度之上。更特别地，当管体经受通过外部环境的冷却时，比如在当流体被活动地输送时的停工期间，所需的最小温度保持尽可能长的时间。以这种方式，延迟或防止了固体材料特别是蜡状物和水合物的形成(即，固体材料从流体沉积)。该效果通过使用还被称为相变材料的热活性材料来实现。
[0050]如通常的情况，当通过柔性管输送的流体比管的周围环境更温暖时，热活性材料通过流体来加热并且改变了相或状态。如指出的，相变更优选地是从固体至液体。当将材料加热至其熔点时，并且在相变的时间段，来自被输送的流体的热量被热活性材料吸收。特别地，热活性材料当从固相改变成液相时吸收熔化潜热。
[0051]在管中的流体不再流动的情况下，S卩，流体是存在的但不通过管来输送，流体经受冷却，并且在流体中可以最终形成固体。这通常会发生在停工的时间段期间。在管结构中存在热活性材料缓和了这个问题。当流体开始冷却时，热活性材料也冷却并且将热量释放至管中的流体。由于热活性材料选择为具有高熔化潜热，通过热活性材料将足够的热释放至管中的流体从而限制了流体的冷却。特别地，流体的冷却被限制至在管中未形成诸如蜡状物或水合物之类的固体材料的程度。
[0052]根据本发明重要的是选择热活性材料，该热活性材料具有与应当优选地保持管中的流体所处的最小温度相关联的熔点(或根据情况，相关的相变发生时所处的其它温度)。热活性材料的熔点理想地为使得在正常操作温度下热活性材料处于液态。在管中输送的流体的温度根据应用的不同而改变，但通常在大约30°C至大约125°C的范围中，其中一些系统以150°C或更高的温度操作。用于管中的流体的正常操作温度的上限通常不是至关重要的，只要热活性材料选择为能够在管的操作寿命期间经受该温度即可。管中的流体的使诸如蜡状物或水合物之类的固体开始从管中的流体沉积时所处的温度是更重要的。为了方便起见，该温度被称为“沉积温度”。通常，该沉积温度为大约30°C至50°C，尤其为大约40°C。明显地，沉积温度将根据例如管中所输送的流体的成分、其来源和流体已经受到的先前处理(如果有的话)而改变。理想地，热活性材料的熔点应当比管中的流体的沉积温度大不多于大约5°C至10°C。
[0053]要理解的是，根据本发明的热活性材料的使用允许更长时间段的停工(当流体存在于管中但不被输送)，比如在维修期间，该活性材料的使用还/或允许使在柔性管的制造中使用的更小量的隔绝。
[0054]基于本申请文件的示教，本领域的普通技术人员将能够选择适合于任何特别应用的合适的热活性材料，例如以确保热活性材料的熔点与被输送的流体的沉积温度相关。技术人员将自然地选择能够经受比如与海底应用相关联的可能的极端温度之类的操作条件的热活性材料。而且，技术人员将选择具有有效的使用寿命的热活性材料，该热活性材料的有效的使用寿命与具有热活性材料或采用热活性材料的管(或其它装置)的使用寿命一致。
[0055]已知许多热活性材料，例如为水合盐、脂肪酸、酯类、多种链烷烃(比如正十八烷)以及离子液体。
【专利附图】

【附图说明】
[0056]下文参照附图仅通过示例对本发明的实施方式进行描述，在附图中:
[0057]图1示出了柔性管体；
[0058]图2示出了悬链式上升管、流动管路和跨接管；
[0059]图3示出了包括热活性材料的区域的构架层；
[0060]图4示出了图3的构架层中的缠绕部；
[0061]图5示出了包括热活性材料的区域的可替代的构架层；
[0062]图6示出了包括热活性材料的区域的构架层；
[0063]图7示出了图6的构架层中的缠绕部；
[0064]图8示出了构架层缠绕部的互锁；
[0065]图9示出了包括热活性材料的带；
[0066]图10示出了能够缠绕图9中示出的带的方式；
[0067]图11示出了能够缠绕图9中示出的带的方式；[0068]图12示出了构架层；
[0069]图13示出了图12的包括被充填的通道区域的构架层；
[0070]图14示出了可替代的构架层；
[0071]图15示出了箍元件；
[0072]图16示出了互锁的箍元件；
[0073]图17示出了可替代的互锁的箍元件；
[0074]图18示出了可替代的互锁的箍元件；
[0075]图19示出了互锁的箍元件；
[0076]图20示出了具有翅片的箍；
[0077]图21示出了具有加强梁的箍；以及
[0078]图22为根据本发明的包括热活性材料的海底管的代表性典型冷却曲线。
[0079]在附图中，相同的附图标记指代相同的部分。
【具体实施方式】
[0080]贯穿本申请文件，将参照柔性管。要理解的是，柔性管为管体的一部分与一个或更多个端部配件一管体的相应端部终止于每个端部配件中一的组件。图1示出了管体100根据本发明的实施方式由形成含压导管的层状材料复合体形成的方式。尽管图1中示出多个特定的层，要理解的是，本发明能够广泛地应用于包括由多种可能的材料制造的两个或更多个层的复合管体结构。还要注意的是，仅出于说明性目的而示出了层厚。
[0081]如图1所示，管体包括可选的最内部的构架层101。构架提供能够用作最内层的互锁构造，从而完全地或部分地防止内压护套102由于管减压、外压、以及拉伸防护压力以及机械破坏载荷而坍缩。要了解的是，本发明的某些实施方式能够应用于“滑腔(smoothbore)”以及这种“粗腔(rough bore)”应用。
[0082]内压护套102用作流体保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，这种层自身可以包括多个子层。要了解的是，当采用可选的构架层时，内压护套通常被本领域技术人员称为屏障层。在没有这种构架的操作(所谓的滑腔操作)中，内压护套可被称为衬套。
[0083]可选的压力铠装层103是具有接近90°的铺设角度的结构层，该结构层增大了柔性管对内压和外压以及机械破坏载荷的抵抗性。该层还结构性地支承内压护套。
[0084]柔性管体还包括可选的第一拉伸铠装层104和可选的第二拉伸铠装层105。每一个拉伸铠装层是具有通常介于20°与55°之间的铺设角度的结构层。每个层用于承受拉伸载荷和内压。拉伸铠装层被成对地反向缠绕。
[0085]所示出的柔性管体还包括可选的带层106，该带层106有助于容纳下置层，并且在一定程度上防止了相邻层之间的磨损。
[0086]柔性管体通常还包括可选的外部护套107，该外部护套107包括聚合物层，聚合物层用于针对海水渗透和其它外部环境、腐蚀、磨损以及机械损坏对管进行保护。
[0087]每个柔性管包括有时与位于柔性管的至少一端处的端部配件一起被称为管体100的区段或部段的至少一个部分。端部配件提供了形成柔性管体与连接器之间的过渡的机械装置。例如如图1示出的不同的管层以在柔性管与连接器之间传递载荷的方式终止在端部配件。
[0088]图2示出了适用于将诸如油和/或气体和/或水之类的生产流体从海底位置201运输至浮动设施202的上升管组件200。例如，在图2中，海底位置201包括海底流动管路。柔性流动管路205包括柔性管，该柔性管完全地或部分地置于海床204上或埋在海床下并且用于静态应用中。浮动设施可以由平台和/或浮标提供，或如图2所示由船提供。上升管组件200设置为柔性上升管，也就是说，将船连接至海床设备的柔性管。
[0089]要了解的是，如本领域技术人员所周知的，存在不同类型的上升管。本发明的实施方式可以与任何类型的上升管一起使用，上升管例如为自由悬浮的上升管(自由链状上升管)、在一定程度上受限制的上升管(浮标、链条)、完全受限制的上升管或被包封在管(I型或J型管)中的上升管。
[0090]图2还示出了柔性管体的部分能够用作流动管路205或跨接管206的方式。
[0091]图3中示出了通过以螺旋的方式缠绕带300使得相邻的缠绕体能够互锁而制成的构架层101。带300具有基本为Z形的形状并且带的本体为中空的。该本体可以为几乎全部中空的，在该情况下本体如同壳(如图3中所示)，或可替代地，该本体可以仅是部分中空的使得仅横截面的区域是中空的或多个分离区域是中空的。因此，带的本体封装或包封了在带内的至少一个空隙、室或通道区域。通道区域可以优选地为基本上沿带的整体长度延伸的封闭的腔。该通道区域301填充有热活性材料350，并且热活性材料在使用中保持在通道区域301中。
[0092]如图3中示出的，Z形形状的带300的相邻的缠绕部通过附加地将连接带303以螺旋的方式缠绕在构架带的相邻的缠绕部之间而互锁。连接带缠绕部303具有大致为H形形状的横截面。
[0093]图4更详细地示出了图3的缠绕部。所缠绕的带形成了沿柔性管体的长度轴向地延伸的层。构架带300的横截面具有假想的中心线C并且在带的第一边缘处具有向内转向的鼻状部400。鼻状部400结合至水平区域401中，随后带弯折至大致为线性的区域402中，该大致为线性的区域402首先朝向中心线延伸并且随后延伸离开中心线。之后，在再次朝向假想中心线C弯折从而在另外的鼻状部404中终止之前，带的中央区域402离开第一边缘的方向而转向至另外的水平区域403中。该另外的向内转向的鼻状部形成了构架带的另一边缘。对于图4中示出的缠绕部，第一鼻状部朝向假想中心线向下转向，并且另外的鼻状部朝向假想的中心线向上转向。要理解的是，虽然在该示例和另外的示例中所示出的鼻状部具有倒圆的端部，其它形状的端部是可用的。
[0094]如图4中所示出的，连接带303具有大致为H形形状的横截面，这提供了面朝上大致水平的安置表面410和相反的大致平行间隔开的面朝下的大致水平的另外的安置表面412。如图4示出的，第一缠绕部的向上转向的鼻状部404安置成靠着端部之间的连接带的面朝下的水平安置表面412，该端部充当形成了界定安置表面的抵接表面413。这允许相邻的缠绕部之间的一定侧向运动。相邻缠绕部的向下转向的鼻状部400能够安置在相应的抵接表面414之间的H形连接器带的面朝上安置表面410上，该相应的抵接表面414形成了安置表面的侧边界。
[0095]构架带在缠绕以制造构架层之前预形成，并且带的本体内形成的通道区域301或每一个通道区域301填充有热活性材料350。以这种方式，带的本体封装了热活性材料350。即，热活性材料350被包封和保持在带的通道区域301中。当连续的缠绕部被缠绕并且与连接带互锁在一起时，效果在于热活性材料的一个或更多个封装的区域沿柔性管体的轴向长度在层中布局/展开。
[0096]要理解的是，在构架带的制造期间(也就是说在制造柔性管的阶段之前)，带内的通道区域能够首先可选地被排空以有助于减小贯穿带的热导率。而且，使用刚性材料(比如金属或复合材料等)来制造带的本体意味着可以使用低密度的热活性材料，因为带材料的刚度充当给予带强度的壳体。
[0097]图5示出了图3和图4中示出的构架层的可替代方案，其中构架层带的相邻的缠绕部通过将一个缠绕部的钩状区域嵌套至相邻的缠绕部的凹谷状区域而互锁。因此，不需要连接带。
[0098]如图5中示出的，构架层101通过将带490以螺旋的方式缠绕使得相邻的缠绕部能够互锁而形成。构架带490的横截面为大致Z形形状，并且带的本体是完全或部分中空的。正如先前的示例，本体能够是封装单一通道的壳或能够通过具有部分填充的体腔区域而限定多于一个的通道。因此，带的本体封装或包封在带内的至少一个通道区域。该通道区域301填充有热活性材料。因此，所缠绕的带形成了沿柔性管体的长度轴向地延伸的层。构架带390的横截面具有假想的中心线C并且具有在带的第一边缘处的向内转向的鼻状部500。鼻状部500结合至水平区域501中，之后，带首先朝向中心线弯折至大致为线性的区域502中并且随后离开中心线。随后，在再次朝向假想中心线C弯折从而在另外的鼻状部504中终止之前，带的中央区域502离开第一边缘转向至另外的水平区域503中。该另外的向内转向的鼻状部形成了构架带的另一边缘。对于图5中示出的缠绕部，第一鼻状部500朝向假想中心线向下转向，并且另外的鼻状部朝向假想中心线向上转向。
[0099]如图5中示出的，构架层带490的相邻的缠绕部互锁在一起。就该意义而言，第一鼻状部、第一水平区域501、和中央线性区域502的一部分形成了钩状部，而中央线性区域502的剩余的部分、另外的水平部503和另外的向上转向的鼻状部504限定了凹谷状区域。与缠绕部的钩状部相关联的鼻状部嵌套在由相邻的缠绕部限定的凹谷状区域中。因此，缠绕部的鼻状部能够安置在限定在相邻的缠绕部中的位于另外的鼻状部与缠绕部的中央区域之间的区域中。这防止了在构架层中的缠绕部变得分离，而允许缠绕部的一定侧向运动使得由构架层形成的柔性管体能够挠曲。在制造期间当构架带被缠绕时，执行嵌套。
[0100]构架带490在被缠绕以制造构架层之前预形成，并且带的本体内形成的通道区域或每一个通道区域填充有热活性材料。以这种方式，带的本体封装了热活性材料。即，热活性材料在带的通道区域中被包封和保持在带的本体内。当缠绕部被缠绕并且互锁在一起时，效果是，热活性材料的一个或更多个封装区域在柔性管体的层中布局。
[0101]要理解的是，在构架带的制造期间(也就是说在制造柔性管的阶段之前)，带内的通道区域能够首先可选地被排空以有助于减小贯穿带的热导率。而且，使用刚性材料(比如金属或复合材料等)来制造带的本体意味着可以使用低密度的热活性材料。
[0102]图6示出了针对图3至图5中示出的构架层的可替代方案。如图6示出的，具有波纹状横截面的构架层带的相邻的缠绕部能够以螺旋的方式缠绕以形成构架层。相邻的缠绕部通过在相邻的缠绕部之间的界面处使用连接带而被互锁。
[0103]如图6示出的，构架层101通过将带590以螺旋的方式缠绕而形成，使得相邻的缠绕部以一定形式互锁。构架带590的横截面为包括高峰和低谷的波纹状，并且带的本体是完全或部分中空的。因此，带的本体在带内封装自身具有波纹形状的通道区域。该通道区域301填充有因此采用波状的横截面的由热活性材料制成的本体。从而所缠绕的带形成了沿柔性管体的长度轴向地延伸的层。
[0104]图7以剖面的形式示出了图6中示出的以螺旋的方式缠绕的构架带590，图中示出了通过将以螺旋的方式缠绕构架带590而形成构架层101的方式。构架层带呈具有六个完整的低谷TOO1至7006的波纹状轮廓。该低谷为波纹部的在由缠绕的带限定的腔中最内部径向地延伸的部分。波纹状带还包括限定了构架层的径向最外部部分的六个完整的高峰7011至7016。当然能够使用具有不同数量的高峰和低谷并且针对所示出的高峰和低谷具有不同节距的带。当缠绕部被缠绕时，具有大致为H形形状的横截面的连接带也在构架层带494的相邻的缠绕部之间的界面处同时地以螺旋的方式被缠绕。在图7中示出了具有H形形状的横截面的连接带603。当然能够使用具有允许互锁的不同横截面形状的其它连接带。
[0105]图8示出了构架层带590的相邻的缠绕部互锁在一起所在的区域的横截面。构架带590的横截面具有假想的中心线C并且在带的第一边缘处具有向内转向的鼻状部800。鼻状部800结合至水平区域801中，之后带朝向中心线以倾斜的角度弯折。线性区域802朝向第一低谷区域延伸通过中心线，该第一低谷区域限定了对于构架带而言的径向最内部折叠部或波纹部。在该低谷处，带在另外的线性区域中朝向第一高峰区域701径向地向外延伸之前被弯折。另外的高峰和低谷布置成跨过波纹状构架带690的横截面。在带再次朝向假想中心线C弯折从而在另外的鼻状部804中终止之前，带从最后的高峰7016延伸至另外的水平区域803中。该另外的向内转向的鼻状部形成了构架带的另一边缘。根据图6、图7和图8中示出的缠绕部，第一鼻状部800朝向假想中心线向下转向，并且另外的鼻状部804朝向假想中心线向上转向。
[0106]如图8中示出的，连接带603具有大致为H形形状的横截面，该连接带603提供了面朝上大致水平的安置表面810和相反的大致平行间隔开的面朝下的大致水平的另外的安置表面812。如图8示出的，第一缠绕部的向上转向的鼻状部804安置成靠着位于抵接表面813之间的连接带的面朝下的水平安置表面812，该抵接表面813形成了安置表面的边界。这允许在相邻的缠绕部之间的一定侧向运动。相邻缠绕部的向下转向的鼻状部800能够安置在位于形成了安置表面的侧边界的相应的抵接表面814之间的H形连接器带的面朝上的安置表面810上。
[0107]构架带590在缠绕以制造构架层之前预形成，并且形成在带的本体内的通道填充有热活性材料。以这种方式，带的本体封装了热活性材料。即，热活性材料被包封和保持在通道区域内。可以形成一个、两个或更多个通道以包含热活性材料。在存在多于一个通道的情况下，不同的热活性材料可以用在不同的通道中。当缠绕部被缠绕并且与连接带互锁在一起时，效果是，热活性材料的一个或更多个封装区域在柔性管体的层中布局。
[0108]要理解的是，在构架带的制造期间(也就是说在制造柔性管的阶段之前)，在带内的通道区域能够首先可选地被排空以有助于减小贯穿带的热导率。而且，使用刚性材料(t匕如金属或复合材料等)来制造带的本体意味着可以使用低密度的热活性材料。
[0109]要理解的是，波纹状构架带可以在鼻状部区域处被修改，使得波纹状带的相邻的缠绕部以与图5示出的缠绕部类似的方式互锁并且不需要连接带的介入。[0110]除了在柔性管的构架层中设置热活性材料的封装的区域，包括热活性材料的带可以附加地、或可选地在其它位置处被缠绕，使得能够根据需要设置热活性材料的一个或更多个可替代的层或另外的层。例如，热活性材料的层可以形成在柔性管体的外部护套107的紧内侧。这种热活性材料的层将有助于保持贯穿柔性管体的多个层的如由沿柔性管体的腔运输的流体的温度所确定的温暖或冷的温度。更特别地，当流体另外经受加热或冷却(t匕如在停工时间段期间，在冷却的情况下)时，热活性材料的层将柔性管体的腔中的流体的温度保持在所需的温度范围(显著地高于最小温度)内更长的时间段。可替代地或附加地，热活性层可以在拉伸铠装层的紧外侧或紧内侧径向地形成，使得能够将那些拉伸铠装层的金属部分保持在预定的温度范围内。在贯穿柔性管体的横截面的任何其它所需的位置处可以形成有热活性材料的层或多个层。
[0111]图9以横截面的方式示出了带890，该带890在柔性管体的制造期间围绕下置层以螺旋的方式缠绕。如图9中标示的，带890具有形成了带的本体的外表面900。本体900包括大致为平面的顶表面，该大致为平面的顶表面与下方的底表面902间隔开并且与下方的底表面902基本上平行。侧壁将顶表面901与底表面902连接。因此，本体900的第一侧壁903、本体900的另外的侧壁904与顶表面和底表面一起形成了壳状本体。由侧壁、底表面和顶表面的内表面限定的中央区域905限定了通道906。该通道填充有热活性材料350。
[0112]图9中示出的带能够以多种方式螺旋地卷绕以在柔性管体中形成层。例如图10中示出的，柔性带在第一层1001中以螺旋的方式缠绕，其中相邻的缠绕部并排地定位。带890的另外的层缠绕在该第一层1001上以形成上置覆盖层1002。如图10中示出的，该上置覆盖层1002能够置于处于下置层中的相邻的缠绕部的互相连接部上。可替代地，上置覆盖层能够直接缠绕在下置层的顶部上。因此，产生了由多个子层制成的热活性材料层。
[0113]图11示出了可替代的方式，其中图9中示出的隔绝带890能够缠绕在下置层上。如图11示出的，继被适当地缠绕的先前缠绕之后，相继的缠绕部1101被缠绕使得相继的缠绕部1101的一部分位于先前的缠绕部1102的下方部之上。图10和图11中示出的两种方法的合成效果为产生了具有隔绝带890的厚度I的两倍的厚度的热活性材料的层。要理解的是，如果仅采用使用了图10中示出的技术的一个缠绕部，则产生具有厚度I的热活性材料的层。
[0114]图12示出了在柔性管体的长度上的构架层IOI，其中构架层带1190的相邻的缠绕部互锁在一起。因此，每一个缠绕部形成了围绕腔区域的内周延伸的环形元件。如图12示出的，构架层101通过将带1190以螺旋的方式缠绕而形成，使得相邻的缠绕部互锁。构架带1190的横截面为大致Z形形状，并且带的本体为完全或部分中空的。与先前所描述的示例相同，带本体能够为封装单个通道的壳，或带本体能够通过具有被部分地填充的体腔区域或将中央通道分离的板元件而限定多于一个的通道。尽管实际上通道区域填充有热活性材料，通道区域1201在图12中示出为中空的。在如图13中示出的某些实施方式中，通道或一些通道能够填充有加强材料1350。例如，加强元件1350能够由金属材料比如碳、不锈钢等形成，而带1190的本体由复合材料比如玻璃纤维、碳纤维、增强塑料等制成。
[0115]因此，所缠绕的带形成了沿柔性管体的长度轴向地延伸的层。构架带1190的横截面具有假想中心线C并且在带的第一边缘处具有向内转向的鼻状部1300。鼻状部1300结合至水平区域1301中，随后带朝向中心线折曲至大致为线性的区域1302中，并且随后离开中心线。随后中央区域1302离开第一边缘转向至凸缘区域1303中。如图12中示出的，带1190由第一弯曲壁和另外的弯曲壁形成。这些是带元件。示出的带元件具有类似的和恒定的横截面。适当地，带元件能够具有不同的横截面，而且这些横截面可选地为非恒定的。形成了第一鼻状部1300、水平部1301、中央区域1302和第一凸缘部1303的第一弯曲壁在其中间区域中形成为与另外的弯曲壁间隔开。另外的弯曲壁包括向内转向的鼻状部1310，该向内转向的鼻状部1310形成了构架带的另外的边缘。该向内转向的鼻状部延伸至水平区域1311中，该水平区域1311随后朝向假想中心线延伸以作为线性区域1312。该线性区域朝向形成了另外的凸缘区域1313的带中的第一边缘展开。弯曲壁一体地形成，或弯曲壁可以分开制造并且随后通过比如焊接、粘接等固定在一起。
[0116]如由本领域技术人员所理解的，由并置的弯曲壁形成的带可以以螺旋的形式被缠绕以形成构架层。外部弯曲壁的鼻状部和内部弯曲壁的凸缘区域形成了钩状区域，而内弯曲壁的鼻状部和第一弯曲壁的凸缘区域形成的凹谷状区域。当制造构架层时，缠绕部的钩状区域嵌套在相邻的缠绕部的凹谷状区域中。通道区域1201在构架带的弯曲壁的内表面之间形成在平行间隔开的区域中。在制造柔性管体之前，该通道可以全部地或部分地填充有热活性材料。可替代地，某些通道区域可以填充有具有与由带的弯曲壁形成的本体区域的机械性能不同的机械性能的材料。因此，能够使用特定的材料以形成带本体，而相同的材料或不同的材料能够用于全部地或部分地填充沿构架带的中央延伸的通道区域。这允许了柔性管体的制造者根据制造柔性管的目的而裁剪所选择的材料。构架带的每一个缠绕部形成了环形元件，该环形元件因此围绕腔区域的内周而延伸。通道区域设置在构架带的本体部内。
[0117]图14示出了针对图12和图13示出的构架带的可替代的构架带。在许多方面，该构架带与图12和图13中示出的构架带类似，然而，构架带的本体的弯曲壁具有相对于图12和图13示出的构架带的对应部分为长形的水平部1401、1411。这使得对于每个缠绕部构架带中的通道区域能够具有更大体积并且提供了下述另外的方式:以此方式，能够根据使用包括构架层的柔性管的目的而修改构架带的物理特性。特别地，通道区域包含热活性材料。带、带本体的材料和在带内保持在通道中的材料的宽度和/或厚度能够基于需要根据在柔性管体中需要的性能参数而选择。适当地，带的宽度与厚度比为2:1或更大。适当地，宽度与厚度比为3:1或更大。
[0118]图15示出了包括中空通道区域1501的箍1500，该中空通道区域1501能够保持空心或可以填充有热活性材料或其它隔绝材料或加强材料。多个箍可以以并排的同轴关系挨着彼此对齐。独立的箍能够与互锁在一起的相邻的箍互锁在一起，使得能够形成柔性管体的构架层。箍1500为具有构架层的环形元件，该构架层当形成时包括相邻的互锁环形元件，该互锁环形元件各自通过围绕腔区域的内周延伸的本体部而制成。通道区域1501设置在每个箍的本体部内。
[0119]如图15不出的,每一个箍兀件具有圆形外表面。箍1500的横截面具有假想中心线C并且在箍的第一边缘处具有部分向内转向的鼻状部1550。鼻状部1550结合至水平区域1601中，其中水平区域的外表面提供了箍的圆形外横截面。随后水平区域1601朝向假想中心线弯折并且之后在大致为线性的中央区域1602中离开中心线。该中央区域1602随后离开箍的第一边缘转向至凸缘区域1603中。如图15所示出的，箍1500由第一弯曲壁和另外的弯曲壁形成。这些是带元件。所示出的带元件具有类似的和恒定的横截面。适当地，带元件能够具有不同的横截面并且可选地可以具有非恒定的横截面。形成了第一鼻状部1550、水平部1601、中央区域1602和第一凸缘部1603的第一弯曲壁在其中间区域中形成为与另外的弯曲壁间隔开。另外的弯曲壁包括向内转向的鼻状部1610，该向内转向的鼻状部1610形成了箍水平部1611的另外的边缘，该箍水平部1611具有形成了箍的内表面的内表面。另外的弯曲壁的水平区域1611在另外的凸缘区域1613中朝向箍的第一边缘弯折之前，首先朝向假想中心线弯折并且之后继续在另外的线性中央区域1612中离开中心线。
[0120]与通过将带以螺旋的方式缠绕而形成构架层不同，通过图15中示出的类型的多个箍元件而制造的柔性管体的构架层通过下述方式制造:将箍元件一个接一个的并排定位，并且将箍的第一边缘处的鼻状部1550弯折至先前的箍的竖直的鼻状部1619上。图16示出了从图15中示出的部分倾斜的位置1550向内地弯折的鼻状部1600。
[0121]外弯曲壁的鼻状部和内弯曲壁的凸缘区域形成了钩状区域，而内弯曲壁的鼻状部和第一弯曲壁的凸缘区域形成了凹谷状区域。当制造构架层时，箍的钩状区域嵌套在相邻的箍的凹谷状区域中。通道区域1501在构架箍的并置的弯曲壁之间形成在平行间隔开的区域中。在制造柔性管体之前，该通道可以完全地或部分地填充有所需的材料，特别是填充有热活性材料。附加地，某些通道可以填充有比如隔绝材料之类的不同的材料，例如气凝胶材料。可替代地，通道区域或某些通道区域填充有具有与由箍的弯曲壁形成的本体区域的机械性能不同的机械性能的材料。因此,能够使用特定的材料以形成箍本体,而可选地能够使用不同的材料(特别是热活性材料)用于完全地或部分地填充沿箍的中央延伸的通道区域。这允许柔性管体的制造者根据制造柔性管体的目的而裁剪所选择的材料。在构架层中的每一个独立的箍形成了环形元件，该环形元件因此围绕腔区域的内周延伸。通道区域设置在构架箍的本体部内。
[0122]使用独立的箍元件——该独立的箍元件以并排同轴的关系与相邻的箍元件互锁在一起——而形成构架层的优点在于，箍元件可以各自由不同的材料制造。因此，可以沿柔性管体的长度形成轮廓，该柔性管体具有在一个区域处呈特定的物理特性的区(由相同的或类似的材料制造的箍所提供)和沿柔性管体的长度在所需的位置处的一个或更多个另外的区，该所需的位置处，用于在那些区中制造柔性管体的箍元件通过与用于第一区中的箍元件的材料不同的材料来制造。
[0123]图17不出了可以通过将具有与图15和图16不出的箍的横截面轮廓不同的横截面轮廓的独立的箍互锁而制造构架层的方式。在许多方面，在图17中示出的箍元件的横截面与图15和图16中示出的箍元件的横截面类似。然而，第一弯曲壁的水平部和另外的弯曲壁的水平部相对于图15和图16中示出的对应的部分被伸展。这使得能够采用箍的不同的宽度与厚度之比。适当地，箍的宽度与厚度之比为2:1或更大。适当地，宽度与厚度之比为3:1或更大。宽度与厚度之比的变化使得能够根据柔性管体在使用中所经受的环境因素而选择通道区域的体积。
[0124]使用图15、图16和图17中示出的箍来制造构架层的优点在于，每一个箍元件在制造柔性管体之前能够被独立地制造。之后这些箍元件可以在当要制造柔性管体的时刻之前被储存。用于制造每一个箍元件的材料能够根据箍所需要的物理性能而选择。箍能够被一体地形成或能够由固定在一起的两个或更多个分体的壁来制成。这些弯曲的壁能够由相同的或不同的材料制造。因此，每一个箍在制造构架层之前被预形成，并且形成在箍的本体中的通道能够保持为空的或可以填充有所需的材料，特别是热活性材料。如果需要具有高程度的绝热的构架层，则气凝胶材料或某些其它的隔绝材料可以装入通道中。要理解的是，在箍的制造期间，在箍中的通道区域首先能够可选地被排空以有助于减小贯穿箍的热导率。而且，使用刚性材料(比如金属或复合材料等)制造箍本体意味着可以可选地使用包括气凝胶和热活性材料的低密度材料。
[0125]可替代地，在每个箍中的某些通道区域能够至少部分地填充有将增大箍的强度的材料。这就是说，增大箍的强度的材料将提高箍的抵抗破坏力的能力。当然，通道区域能够填充有针对成品构架层提供所需的物理特性的任何材料。
[0126]图18示出了能够采用不具有通道区域的箍1800以提供用于柔性管体的构架层的方式。如图18中示出的，箍具有大致为S形的形状。每一个箍元件1800具有假想的中心线C并且箍的第一边缘1801通过箍元件的水平部1802而形成，该箍元件的水平部1802自身部分地往回弯折以形成鼻状部1803。随后，水平部1802在第一弯曲部1804处朝向中心线C弯折至中央大致线性的区域1805中，之后，该中央大致线性的区域1805继续而在另外的弯折区域1806处弯折至另外的水平区域1807之前离开中心线。该另外的水平区域1807在箍1800的横截面中与第一水平部1802大致平行。另外的水平部之后自身往回弯折以形成箍的延伸至向内转向的鼻状部1809中的另外的边缘1808。
[0127]如图18中示出的，多个箍元件Isoo1USOO2-1SOO1Jg够以并排同轴的关系对齐并且互锁使得能够形成柔性管体中的构架层。在箍的第一边缘处的向内转向的鼻状部1803与相邻的箍中的向内转向的鼻状部1809互锁，从而确保了箍元件在使用期间不被分离。
[0128]图19示出了由互锁的箍1900来制造构架层的方式。图19中示出的每一个箍由图18中示出的类型的第一弯曲壁和形成为第二弯曲壁的该弯曲壁的并置的镜像图像形成，该第二弯曲壁与第一弯曲壁固定或与第一弯曲壁一体地形成。每一个箍1900具有假想中心线C、外部假想中心线D1和内部假想中心线D2。箍的第一边缘1901包括由内水平部1902和外水平部1902形成的双环，该内水平部1902和外水平部1902往回弯折以形成相应的内鼻状部1903和外鼻状部1903。内水平部1902和外水平部1902中的每一者随后朝向相应的假想内中心线D2和假想外中心线D1而弯折离开主中心线C。从相应的中央大致线性的区域1905，形成了另外的弯折区域1906，该另外的弯折区域1906将每一个弯曲侧壁转向至相应的水平区域1907?、1907#中。该另外的水平区域1907与第一水平部1902大致平行。另外的水平部自身随后在另外的边缘1908处往回弯折，另外的边缘1908形成为两个相异的环。往回弯折的水平部形成了内部向内转向的鼻状部1909和外部向内转向的鼻状部1909。如本领域技术人员要理解的，构架层可以通过下述方式制造:将箍一个接一个或多个同时地互相连接——通过将箍的边缘推挤在一起使得在箍的第一边缘处的鼻状部区域与相邻的箍的鼻状部区域互锁。箍可以通过相同或不同的材料制造。每个箍的弯曲壁可以一体地形成或可以通过焊接、胶接、铆接等固定在一起。
[0129]图20示出了具有实心横截面(也就是说没有内部通道)的箍可以连接在一起以形成构架层的方式。这些箍各自具有相应的翅片2001,该翅片2001为从箍的内表面延伸的板。箍可以在制造过程期间被对齐和互相连接，使得翅片沿柔性管体的长度轴向地以线性阵列的方式精确地对齐。可替代地，一组箍的翅片或每一个翅片可以相对于相邻的箍或相邻的组中的翅片径向地偏移。因此，要理解的是，在翅片之间的旋转偏移能够引起在沿柔性管体的腔输送的流体中的旋转运动。这在特定的环境中和/或当特定类型的运输流体被运输时能够是有利的。当然，翅片能够与先前描述的包括内部通道的箍一起使用。
[0130]图21示出了多个箍可以互锁在一起以形成柔性管体的构架层的方式。如图21中示出的，箍包括延伸跨过箍的直径的横梁2101。另外的横梁2102还延伸跨过箍的直径，该另外的横梁2102与第一横梁成直角。要理解的是，每一个横梁充当加强元件使得能够增大每一个箍兀件的抗破坏性。每一个箍中可以米用一个、两个或更多个横梁。互锁在一起以形成构架层的箍的横梁可以相对于彼此对齐或可以以旋转的方式偏移。可替代地，成组的箍的横梁可以对齐或可以与在箍元件的另外的组中的横梁以旋转的方式偏移。横梁的偏移能够用于引起在腔区域中输送的流体的旋转运动。可替代地/附加地，横梁的偏移能够提供以不同的径向角度抵抗破坏力的柔性管体。当然，横梁能够可替代地延伸跨过箍的仅一部分而非延伸跨过直径。
[0131]图22示出了在停工/关断时间段期间用于常规海底管中的流体的典型原位冷却曲线(实线)和用于根据本发明的海底管中的流体的对应的典型冷却曲线(点划线)。管周围的海的环境温度示出在A处，并且在管中的流体的正常操作温度示出在B处。因此，在停工时间段开始处，流体处于温度B并且两个冷却曲线在该温度处开始。代表常规管的实线遵循所预期的平顺的基本指数的冷却曲线。然而，示出了根据本发明的管的点划线曲线示出了在时刻D与时刻E期间处于温度C的“停止”时间段，流体的温度在时刻E后开始减小之前在时刻D与时刻E期间保持基本恒定。温度C与根据本发明的管中的热活性材料的冻结点相关，并且在该温度处在时刻D与时刻E期间，热活性材料的熔化潜热释放至管中的流体。在从D至E的时间段中通过热活性材料释放的热能用于使流体的温度在时刻D与时刻E期间保持处于至少几乎恒定的值。温度C选择为与流体的沉积温度相关，并且实际上温度C可以便利地达到比流体的沉积温度(如上文所限定的)大大约5°C至10°C。
[0132]能够制成具有圆形外部形状的箍，而箍被填充使得柔性管体的内部腔具有非圆形的横截面。
[0133]根据发明的柔性管体可以包括附加的层，比如由具有与上文描述的任何对应的层对应的结构的箍元件形成的构架层、带层或层，该柔性管体可以具有通道区域或不具有通道区域。存在通道区域的位置处，可以在整个区、面积或区域或在特别的区、面积或区域中使用不同的材料以取代热活性材料。例如，这种通道区域可以包含隔绝材料。隔绝材料的一个优选的示例为气凝胶材料。特定优选的气凝胶材料为由互相连接的纳米结构的网状物组成的中空的、多孔的固体泡沫，并且气凝胶材料呈现了不小于50%的多孔性(非实心体积)。要理解的是，术语“多孔的”指的是包含直径从2nm (纳米)至50nm范围的气孔的材料。要理解的是，气凝胶能够由多种物质制成，多种物质包括但不限于大多数过渡金属氧化物(例如，氧化铁等)、二氧化硅、生物聚合物(比如果胶、琼脂等)、碳纳米管、有机聚合物(t匕如间苯二酚树脂、聚丙烯酸酯等)。气凝胶材料能够使用许多不同的技术来制造。例如，硅胶使用溶胶凝胶过程而生产，在溶胶凝胶过程中，悬浮在液体溶液中的纳米粒子被调用以互相连接并且贯穿流体介质的体积形成颗粒的连续多孔的纳米结构的网状物。
[0134]要理解的是，术语气凝胶指的是具有非常低的导热系数的材料。这就是说，导热系数优选地为0.05ff/mK (瓦每米开尔文)或更小并且适当为0.02ff/mK或更小。[0135]气凝胶材料倾向于为亲水性的，但能够通过添加比如三甲基硅烷基-Si (CH3)3之类的防水物质而制成为疏水性的。用于气凝胶的典型的导热率在0.004W/mK至0.04W/mK之间。这是与使用在具有0.15ff/mK至0.18ff/mK的k值的柔性管技术中典型的隔绝材料(但为非气凝胶)相比较。
[0136]在可替代的变形中，通道能够保持真空，隔绝带包含玻璃微球、泡沫等。
[0137]贯穿本申请文件的说明书和权利要求，措辞“包括(comprise)”和“包含(contain)”和其变形意味着“包括但不限于”，并且这些措辞不意在(不)排出其它部分、添加部、部件、整体或步骤。贯穿本申请文件的说明书和权利要求，未指明是单数或复数的包含复数，除非上下文指明是复数。特别地，使用不定冠词处，本申请文件可以理解为考虑复数以及单数，除非上下文另有说明。
[0138]要将与本发明的特定的方面、实施方式或示例相结合地描述的特征、整体、特性、混合物、化学部分或组理解为能够应用于文中所述的任何其它方面、实施方式或示例，除非与其它方面、实施方式或示例不兼容。在本申请文件(包括任何的所附权利要求、摘要和附图)中公开的全部特征、和/或所公开的任何方法或过程的全部步骤可以以任何的组合形式相结合，除非是这些特征和/或步骤中的至少一些特征和/或步骤相互排斥的组合。本发明不限于任何以上实施方式的细节。本发明扩展至本申请文件(包括任何的所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的特征或任何新颖的组合，或扩展至所公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的步骤或任何新颖的组合。
[0139]读者的注意力要指向与本申请文件同时提交的或先于本申请文件而提交的与本申请相关联且与本申请一起向公众的查阅开放的所有文件和文献，并且全部的这些文件和文献的内容通过参引而并入本文。
【权利要求】
1.一种用于在柔性管中提供热活性材料层的装置，包括: 设置在柔性管体层中的所述热活性材料的一个或更多个封装的或包封的区域。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述热活性材料为相变材料。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述相变材料的相变为:在所述相变材料暴露于热时从固体至液体、或者从第一固相至第二固相。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中，所述热活性材料具有从大约SOKJkg—1至大约sooKjkg-1的熔化潜热。
5.根据任一前述权利要求所述的装置，其中: 所述一个或更多个区域包括沿所述柔性管体的一部分轴向地延伸的热活性材料的至少一个封装的或包封的连续层。
6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中: 所述一个或更多个区域包括以基本上端对端的构型设置的所述热活性材料的多个封装的或包封的片，所述多个封装的或包封的片各自沿所述柔性管体的相应部分延伸。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的装置，还包括: 至少一个内套筒构件和至少一个外套筒构件，所述至少一个外套筒构件与所述内套筒同轴并且与所述内套筒间 隔开，从而在所述至少一个内套筒构件与所述至少一个外套筒构件之间提供有室区域，所述室区域封装或包封所述热活性材料并且至少部分地填充有所述热活性材料。
8.根据权利要求7所述的装置，其中: 每一个内套筒构件和外套筒构件为大致圆筒形，并且所述室区域为在所述每一个内套筒构件与所述每一个外套筒构件之间同轴地延伸的环形区域。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的装置，其中: 所述内套筒构件和所述外套筒构件中的每一者沿其相应的长度具有波纹状轮廓。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中: 每一个内套筒构件在其第一端部和第二端部处被密封至相应的外套筒构件的相应的第一端部和第二端部。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其中: 每一个内套筒构件或每一个外套筒构件为金属管元件或者为管元件的金属部分。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，还包括具有大致为H形形状的横截面的多个连接环，相应的连接环位于对热活性材料的相邻层进行封装的套筒构件之间。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中: 所述一个或更多个区域包括在带的横截面中的封装的或包封的通道区域，所述带形成以螺旋的方式缠绕的带层，所述通道区域至少部分地填充有所述热活性材料，相邻的缠绕部和相应的封装的通道区域延伸为沿所述柔性管体的层。
14.根据权利要求13所述的装置，其中: 所述带的横截面还包括凹谷状区域和钩状区域，所述凹谷状区域和所述钩状区域使所述带层中的相邻缠绕部互锁。
15.根据权利要求13所述的装置，其中: 所述带的横截面呈波纹状，从而包括至少一个高峰和低谷区域。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的装置，还包括: 能够定位在所述带的相邻缠绕部之间的大致为H形形状的连接带。
17.根据权利要求13所述的装置，而且其中: 所述带的横截面呈大致矩形。
18.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中: 所述一个或更多个区域包括在箍元件的横截面中的环形通道区域，多个所述箍元件以并排同轴的关系设置从而提供所述层。
19.一种包括根据任一项前述权利要求所述的装置的柔性管体。
20.根据权利要求19所述的柔性管体，其中: 所述层包括所述柔性管体的隔绝层和/或构架层。
21.根据权利要求19中所述的柔性管体，其中: 所述层包括径向地位于铠装层的外侧的并且/或者接近所述柔性管体的外部护套层的内表面的层。
22.一种包括一个或更多个端部配件以及根据权利要求19至21中任一项所述的柔性管体的柔性管。
23.一种包括根据权利要求22所述的柔性管的跨接管、上升管或流动管路。
24.—种制造柔性管体的方法，包括下述步骤: 在所述柔性管体的层中提供热活性材料的一个或更多个封装的或包封的区域。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括下述步骤: 通过沿所述柔性管体的相应部分设置热活性材料的一个或更多个封装的层来提供所述封装的或包封的区域。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括下述步骤: 以基本上端对端的构型提供热活性材料的多个封装片，并且经由至少一个相应的H形形状的连接环将并置的封装层固定。
27.根据权利要求24所述的方法，还包括下述步骤: 通过将带以螺旋的方式缠绕而提供所述封装的或包封的区域，所述带具有包括通道区域的横截面，所述通道区域围绕所述柔性管体中的下置层至少部分地填充有所述热活性材料。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括下述步骤: 通过将缠绕部的钩状区域嵌套至相邻的缠绕部的凹谷状区域中而使所述带的相邻缠绕部互锁。
29.根据权利要求27所述的方法，还包括下述步骤: 通过将连接带同时地缠绕于隔绝带的相邻缠绕部之间的界面区域处而使相邻缠绕部互锁。
30.根据权利要求24所述的方法，还包括下述步骤: 通过将以并排的大致同轴的关系布置的多个箍元件互锁来提供所述封装的或包封的区域，每一个箍元件包括环绕整个所述箍元件的环形通道。
31.一个或更多个封装的或包封的热活性材料区域的在柔性管层中的使用。
32.一种用于在柔性管中提供热活性层的装置，包括:设置在柔性管体的层中的热活性材料的一个或更多个封装的或包封的区域。
33.一种用于在柔性管体中提供层的带，包括: 长形带本体部，所述带的穿过所述本体部的横截面包括保持热活性材料的至少一个通道区域。
34.根据权利要求33所述的带，其中: 所述带的所述横截面呈波纹状，所述通道区域保持热活性材料的波状体。
35.根据权利要求33或权利要求34所述的带，其中: 所述带具有:假想中心线；鼻状部，所述鼻状部位于所述带的第一边缘区域处、朝向所述中心线向内地转向；以及另外的鼻状部，所述另外的鼻状部位于所述带的另外的边缘区域处、朝向所述中心线向内地转向。
36.根据权利要求35所述的带，其中: 第一鼻状部和另外的鼻状部沿相反的方向转向。
37.根据权利要求33所述的带 ，其中: 所述带的横截面呈大致Z形形状并且包括钩状区域和凹谷状区域。
38.一种防止或延迟在海底管中的流体被冷却低于预定阈值温度的方法，所述方法包括提供具有热活性材料的层或体的管，所述热活性材料被选择以在流体温度接近所述阈值温度时将潜热释放至流体。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述热活性材料的熔点比所述阈值温度大不超过大约5°C至10°C。
40.根据权利要求38或权利要求39所述的方法，其中，所述阈值温度代表所述管中的流体开始沉积固体材料或者沉积固体材料时的温度。
41.构造成防止或延迟流体被冷却低于预定阈值温度的海底管、管体或管元件，所述流体存在于所述海底管、管体或管元件中，所述海底管、管体或管元件包括热活性材料的层或体，所述热活性材料的层或体构造成当在使用中流体温度接近所述阈值温度时、或者如果在使用中流体温度接近所述阈值温度，则将潜热释放至流体。
42.根据权利要求41所述的海底管、管体或管元件，其中，所述热活性材料的熔点比所述阈值温度大不超过大约5°C至10°C。
43.根据权利要求41或权利要求42所述的海底管、管体或管元件，其中，所述阈值温度代表所述管中的流体开始沉积固体材料或者沉积固体材料时的温度。
44.根据权利要求33至37中任一项所述的带、或者根据权利要求24至30或38至40中任一项所述的方法、或者根据权利要求31所述的使用，其中，所述热活性材料为具有高熔化潜热的材料。
45.根据权利要求33至37中任一项所述的带、或者根据权利要求24至30或38至40中任一项所述的方法、或者根据权利要求31所述的使用，其中，所述热活性材料为相变材料。
46.根据权利要求45所述的带或方法或使用，其中，所述相变材料的相变为:在所述相变材料暴露于热时从固体至液体、或者从第一固相至第二固相。
47.根据权利要求44、45或46所述的带或方法或使用，其中，所述热活性材料具有从80至SOOKJkg-1的熔化潜热。
48.根据权利要求47所述的带或方法或使用，其中，所述热活性材料具有至少IOOKJkg-1或至少ISOKJkg-1或至少ZOOKJkg-1或至少ZSOKJkg-1的熔化潜热。
49.一种基本上如参照附图在文中描述的方法。
50.一种构造和 布置成基本上如参照附图在文中描述的装置。
【文档编号】F16L59/153GK103748399SQ201280031010
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年6月22日 优先权日:2011年6月22日
【发明者】乔治·卡拉贝拉斯, 邓肯·爱德华·雷伊 申请人:韦尔斯特里姆国际有限公司