CN101255934A - 柔性管的制造方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

柔性管的制造方法

本申请为以申请日2000年11月4日的申请号00818233.7且名称为“柔性管及其制造方法”的分案申请。

本申请要求享有1999年11月5日提交的临时申请S.N.60/163908的优先权。

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卷绕件的相应内部分重叠，并使该金属条的该内部分由相邻卷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卷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卷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。

本发明提出一种制造柔性管的方法，该方法包括提供卷绕的薄板材料，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。

附图说明

图1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1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10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、液静压力造成的破坏和破裂。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，以使相邻的卷绕层互锁，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.公司，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记表示。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卷取金属丝退卷展开，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卷退卷展开，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圆形碳钢金属丝卷。

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、有波纹的和/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的外表面上挤压成形。

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10’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表示两个相邻的内卷绕件，而分别用标记30c、30d和30e表示三个相邻的外卷绕件。将条30这样缠绕成，以使得卷绕件30d叠置在卷绕件30a和30b上，卷绕件30c叠置在卷绕件30a和其相邻的内卷绕件(未示出)上，而卷绕件30e叠置在卷绕件30b和其相邻的内卷绕件(未示出)上，等等。将条30按这种方式卷绕在管子10或10’的整个长度上，应当明白，可以改变沿径向隔开的卷绕件的数目，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34a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叠置在其相邻卷绕件的内部分上，而部分34a由其相邻卷绕件的外部分叠置，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，可以改变径向隔开卷绕件的数目，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)上螺旋状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叠置在其相邻卷绕件的凹部分上，而使凹部分38a由其相邻卷绕件的凸部分叠置，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卷绕件的数目，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直接卷绕在套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的卷绕带，该卷绕带可以在套12和第一抗拉伸层16a之间延伸。

4.形成该层14的条的相邻卷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。

Claims (20)

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卷绕在该管状件上，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，该金属条的相邻卷绕件是互锁的。

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卷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卷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卷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卷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，该方法包括提供卷绕的薄板材料，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。

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卷绕在该管状件上，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，该金属条的相邻卷绕件是互锁的。

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卷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卷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从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卷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卷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。

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