CN101529149A - 改进型导管 - Google Patents

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CN101529149A CNA2007800378136A CN200780037813A CN101529149A CN 101529149 A CN101529149 A CN 101529149A CN A2007800378136 A CNA2007800378136 A CN A2007800378136A CN 200780037813 A CN200780037813 A CN 200780037813A CN 101529149 A CN101529149 A CN 101529149A
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BHP Billiton Petroleum Pty Ltd
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Abstract

一种导管(100)，包含外部硬管(30)和内部管状结构，内部管状结构包含柔性软管(10)，其中所述软管包含布置在内部和外部夹紧构件之间的管体，所述管体包括密封层，并是由能承受低温温度的材料形成，其中内部管状结构具有足够保护外部硬管不受内部管状结构中流动的低温流体的低温影响的隔热性能。

Description

改进型导管
技术领域
本发明涉及一种导管，特别是涉及一种适用于低温用途的导管。尤其地，本发明涉及的是适合用在海床上或附近的海底管道。
背景技术
有许多系统从离岸结构，如轮船或其它平台，运输流体到海底管道。所述系统的示例包括：
(1)传统的多浮筒系泊(multi-buoy mooring，CMBM)系统。
在该系统中，一立管(riser)直接从离岸接头向下伸入管道，在软管的长度上间或布置支撑浮筒。
(2)单塔式单系泊(single tower mono-mooring，STM)系统。
在该系统中，一系泊塔被固定到海床上并延伸到海平面。系泊塔支撑了从海平面延伸到离岸结构的管道。软管或其它管子可从离岸结构延伸并在系泊塔顶被连接到软管的端部。
(3)单锚腿系泊(single anchor-leg mooring，SALM)系统。
在该系统中，一浮筒定位于离岸结构附近，浮筒附加于并支撑着位于海床上或海床附近的连接器单元。立管从离岸结构延伸到连接单元，然后从连接单元到管道。管子另外的部分从连接器单元伸入管道。
(4)悬链锚腿系泊(catenary anchor-leg mooring，CALM)系统。在该系统中，一浮筒定位于离岸结构附近。立管从浮筒伸向通常位于海床上或海床附近的水下连接器单元。管子另外的部分从连接器单元伸入管道。软管或另外的管子可从离岸结构延伸并在浮筒上连接到软管的末端。CALM系统有各种不同的设置，包括“陡S(SteepS)”系统，“缓S(Lazy S)”系统和“灯笼(ChineseLantern)”系统。
上述的所有系统是在本领域中已知的，并且还存在其它没有在上面介绍过的其它有可能的系统，如使用中间离岸结构。所有这些系统中必要的特征是能将流体从离岸结构(如轮船)运送到水下结构(如管道)的立管。立管以及立管支撑结构的详细设置，可随着特定离岸位置处占优的情况改变。根据系统的特定细节，立管包括水中的，漂浮的和空中的部分。
管道通常是由两种方法中的一种制造而成。第一种也是最常见的一种用于岸上和离岸管道的方法是通过将长度短的金属导管焊接在一起。该金属导管可进行防腐蚀涂层保护，并且在海底应用中经常会存在重量和机械保护的混凝土涂层。在一些应用中，会施加上厚涂层，比如合成聚氨酯，进行隔热。涂层通常会在接合处制作之后施加。在离岸结构中，接合处或是与铺管驳船基本处于水平的位置(所谓的“S式铺设(S lay)”方法)或是处于接近垂直的位置(所谓的“J式铺设(J lay)”方法)。J式铺设方法在深水管道建造中通常是优选的方法。
在离岸铺管驳船上将短的导管段接起来的备选方案是缠卷法(reeling method)，其中连续的管道有一定塑性形变地被存储在大卷轴上。当管路从卷轴上退下来的时候，它穿过矫直器反转存储带来的塑性形变。
在一些应用中，在热性能和水深的容许量这两方面对隔热的需求使得开发出了管中管系统。在这里，长度相对较短的导管被布置在另一管的内部，它们结合在一起形成连续的管道。同心导管之间的环形通道或是被填充上隔热体或是抽成真空。
对低温用途而言的比较短的离岸管道是常见的，并且这些管道典型地由奥氏体不锈钢制造而成，所述不锈钢适于在与液氮相关的约-196℃和与液态天然气-163℃的温度下工作。岸上的管道用途现有的问题是管道在从环境温度冷却到所运送的液态天然气的温度时发生的热收缩。对于奥氏体不锈钢来说，这等于约为2.8mm/m的收缩量。为了控制随之产生的热应力，膨胀环(expansion loop)被规则地布置在管道中。Osaka Gas及其他的更新进展是使用由36％的镍和64％的铁的合金制成的管道。该合金亦以INVAR(注册商标)的商标名为人所知。该合金，在1896年由Charles-Edouard Guillaume发现，它具有在温度变化下尺寸改变最小的性能。当从环境温度冷却到液态天然气的温度时，收缩量是0.3mm/m，比奥氏体不锈钢小一个数量级。这是特别有利的，它基本上减少了广泛使用膨胀环的需求。
作为金属，奥氏体不锈钢和INVAR(RTM)不具有有效的隔热性能并且因此要么就要施加传统隔热体，要么就要让管道能让自身建立冰层来隔热。
到此为止，没有海底管道是为了低温用途而建造的。运送低温流体的海底管道必须解决热膨胀和隔热两个问题。这导致了在传统管中管设计基础上发展的同心管设计。这些设计用INVAR(RTM)解决了热膨胀问题，并且在得到的环形空间(annuli)中使用高隔热表现的材料如气凝胶来解决隔热的问题。这些设计在材料和制造方面看是昂贵的。
本发明特别地涉及通常位于海床上或海床附近的管道。所述管道典型地包含外部管，内部管，和布置于内外管之间的隔热层。如上所述，在现有技术中，外观可以是不锈钢的，而内部管可以是铁镍合金的，比如以INVAR的商标名出售的材料。选用INVAR(RTM)材料是因为它具有低的热膨胀系数，因此不管内外管之间的温度如何改变，内外管都膨胀和收缩近似的量，这主要地是由隔热层的出现所引起的。尽管管道带有INVAR(RTM)内管能有效地运输低温流体，它们却由于镍的含量而十分昂贵。
WO 2006044053公开了一种将低温流体从轮船运送到水下位置的系统。然而，该专利不包含任何有关如何设计出运送低温流体的管道的信息。
发明内容
本发明的目标是提供一种导管，所述导管具备将流体有效地运输通过管道所需要的耐用特性和耐温特性。
依照本发明的第一方面，提供了一种导管，其包含外部硬管和内部管状结构，内部管状结构包含柔性软管，其中所述软管包含布置在内部和外部夹紧构件之间的管体，所述管体包括密封层并由能承受低温温度的材料形成，其中，内部管状结构具有足够保护外部硬管不受内部管状结构中流动的低温流体的低温影响的隔热性能。
在特别有利的实施例中，硬管和柔性软管的端部被密封起来以防止流体进入硬管和柔性软管之间。
在进一步特别有利的实施例中，导管的至少一端适于连接到水下立管。
依照本发明的导管适合用于水下位置。然而，应当理解到在使用中，不是所有导管都必须布置在水下。
优选地，管体至少包含至少两个加固层，它们之间夹着密封层。
优选地，另外的加固层位于外部夹紧构件和轴向加强装置之间。
优选地，对于8”(200mm)直径的软管，加固层的极限强度在100到700kN之间。优选地，加固层失效处的弯曲应变在2％到15％的范围内。
优选地，软管进一步包括轴向加强装置。优选地，轴向加强装置包含大致管状的护套，所述护套是由管状形状的薄片材料形成，从而护套可在遭到轴向张力时保持它管状形状的完整性。软管可配有两个或多个管状护套，以便进一步改进软管在轴向张力下的表现。特别优选地，轴向加强装置是大体管状织带形式的。在本说明书中，术语“织带”是指由两个或多个编结形成细长结构的纤维或纱线形成的材料。织带的特征是它可以在受到轴向张力时伸长。织带另外的特征是当形成管状形式时，在织带受到轴向张力时它的直径会减小。因此，通过在管体周围或管体结构内部提供管状织带，织带可在受到轴向张力时对至少部分的管体施加径向向内的作用力。优选地，整个管状护套是织带形式的。然而，可能仅有管状护套长度的一个或多个部分是织带形式的。还优选地，织带始终围绕管状护套的周边延伸。然而，可能仅有管状护套周边的一部分是织带形式的。织带可以是二轴形式的(也就是，该形式中织带是仅由两根编结的纤维或纱线形成)或三轴形式的(也就是，该形式中还存在纵向延伸的纤维或纱线，以增加轴向强度)。
尽管优选提供织带形式的轴向加强装置，它还可以成为满足上面所指定的功能要求的其它形式。因此，轴向加强装置可以是围绕管体螺旋地包缠的绳索或带的合适结构。
因此，可选地，或另外地，轴向加强装置包含多个轴向加强条带，所述条带沿着软管的长度上延伸。优选地，轴向加强条带围绕软管的周边平均间隔分布。可能存在两根，三根，四根，五根，六根，七根，八根或更多的条带。更优选的是存在三根，四根，五根或六根条带，且其中四根或六根条带是最优选的。优选地，每根轴向加强条带是由具有经线和纬线的织物制成。更优选地，每根轴向加强条带的经线方向相对于软管纵轴的角度为0°到10°。还更优选地，每根轴向加强条带的经线方向相对于软管纵轴的角度为0°到5°。最优选地，每根轴向加强条带的经线方向相对于软管纵轴的角度为0°到2°。
轴向加强装置可被布置在外部夹紧构件或管体之间。可选地，轴向加强装置可结合在管体内部，也就是，在加固层和密封层之间。
软管构造的材料应当选择成能够在它所要工作的环境下进行工作。因此，就需要软管能够在其中运输加压流体而不让流体穿过其壁发生泄漏。还需要软管能承受反复的挠曲和承受由软管和流体重量的组合所引起轴向应力。并且，如果软管打算用于传输低温流体，则材料应该能够在非常低的温度下工作并且性能不会明显降低。所述或每一加固层的主要目的是承受软管在其中运输流体过程中所受到的环应力(hoop stress)。因此，任何具有要求的变形度并可承受必要应力的加固层，都是适合的。并且，如果软管要用于运输低温流体，那么所述或每一加固层必须能够承受低温。
优选地，所述或每一加固层是由薄片材料形成，所述材料通过将薄片材料以螺旋形式缠绕而被缠绕成管状形式。这意味着所述或每一加固层没有很多对轴向张力的抗力，施加轴向作用力会将绕组拉分。所述或每一加固层可包含薄片材料的单连续层，或可包含两个或多个薄片材料的单连续层。然而，更通常地(取决于软管的长度)，所述或每一薄片材料层可以由沿软管的长度设置的多个独立长度的薄片材料形成。
在优选实施例中，所述或每一加固层包含织物，最优选为编织的织物。所述或每一加固层可以是天然或合成材料。传统地，所述或每一加固层是由合成聚合物，如聚酯，聚酰胺或聚烯烃形成。合成聚合物可以是纤维，或纱线形式的，织物是由它们生成的。
当所述或每一加固层包含聚酯时，它优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)。当所述或每一加固层包含聚酰胺时，它可以是脂肪族聚酰胺(aliphatic polyamide)，如尼龙，或者可以是芳香族聚酰胺，如芳纶化合物。例如，所述或每一加固层可以是聚对苯二甲酰对苯二胺(poly-(p-phenyleneterephthalamide))，如KEVLAR(注册商标)。
当所述或每一加固层包含聚烯烃时，它可以是聚乙烯，聚丙烯或聚丁烯均聚物，或共聚物或三聚物，优选地为单轴向或双向定位。更优选地，聚烯烃是聚乙烯，并且最优选地聚乙烯是高分子量聚乙烯，尤其是UHMWPE。在优选实施例中，轴向加强装置也是UHMWPE。
本发明中使用的UHMWPE一般具有的平均分子量是400,000以上，典型地为800,000以上，通常是1,000,000以上。平均分子量通常不超过大约15,000,000。UHMWPE优选地以分子量从大约1,000,000到6,000,000为特征。UHMWPE在本发明中最有用的是高定向和可以通常在一个方向上拉伸至少2-5次和在另一方向上至少10-15次。
UHMWPE在本发明中最有用的是具有大于80％的平行定位，更通常地为大于90％，优选地为大于95％。结晶度一般大于50％，更通常地为大于70％。85-90％的结晶度是可能的。
UHMWPE在例如下述专利文献中有描述，US-A-4344908，US-A-4411845，US-A-4422993，US-A-4430383，US-A-4436689，EP-A-183285，EP-A-0438831，和EP-A-0215507。
特别有利地是，所述或每一加固层包括高定向UHMWPE，如从DSM高性能纤维BV(荷兰公司)可获得的商品DYNEEMA，或者US公司联信公司(AlliedSignal Inc.)的商品SPECTRA。关于UHMWPE的其它细节由DSM高性能纤维BV发行的，版本为02/98，命名为“DYNEEMA；纤维的最高性能；特性和应用”的贸易手册公开。关于SPECTRA的其它细节由联信公司发行的，版本为5/96，命名为“Spectra性能材料”的贸易手册公开。这些材料自从20世纪80年代就可以得到。
在优选实施方式中，所述或每一加固层包括由布置在纬线和经线方向上的纤维形成的机织物。我们发现特别有利地是，所述或每一加固层设置为使织物经线方向相对于软管轴向的角度小于20°；此角度最好大于5°。在优选实施方式中，所述或每一加固层设置为使织物经线方向相对于软管轴向的角度为10°到20°，最优选地为大约15°。
密封层的目的主要是防止运输的流体穿过管体泄漏。因此任何具有要求的柔度和能够提供所需的密封功能的密封层都是适合的。并且，如果软管要用于运输低温流体的话，那么密封层必须能承受低温。
密封层可由与所述或每一加固层相同的基础材料制成，特别是UHMWPE。可选地，密封层可以是含氟聚合物，比如：聚四氟乙烯(PFTE)；氟化乙烯丙烯共聚物(fluorinated ethylene propylenecopolymer)，如：从杜邦氟制品的商品特富龙FEP得到的六氟丙烯和四氟乙烯的共聚物(四氟乙烯-全氟丙烯)；或者氟化烃-全氟烷氧基烷烃(fluorinated hydrocarbon-perfluoralkoxy)-从杜邦氟制品的商品特富龙PFA得到。这些薄膜可以通过挤压或者吹制制成。
优选地，密封层由以螺旋方式缠绕成管状的薄片材料形成。与加固层一样，也就是说当施加轴向力将缠绕部分拉开时，所述或每一密封层对于轴向拉力不具有很多阻力。密封层可以包括薄片材料的一个单一连续层，或者可以包括薄片材料的两个或更多单一连续层。但是，更通常地(取决于软管的长度)，所述或每一薄片材料层可以由沿软管的长度设置的多个独立长度的薄片材料形成。如果需要的话，可以在内部加固层设置包括一个或多个热收缩密封套筒(即管状)的密封层。
我们希望密封层包括多个薄膜叠层。优选地为至少2层，更优选地为至少5层，更好为至少10层。实际上，密封层可以包括20，30，40，50或者更多薄膜层。层数的上限取决于软管的整体尺寸，但是不可能需要超过100层。通常，最多50层已经足够了。每一薄膜层的厚度范围典型地为50-100微米。
当然，设置多于一个密封层是希望的。
隔热层可贴附于硬管的内侧，也就是布置在硬管的内侧。可选地，隔热层可被布置在软管和硬管之间，作为与软管和硬管分开的层。
然而，优选地，隔热层是被结合在软管中的。隔热层可被贴附于软管的外面，也就是置于外部夹紧构件的外面，或者它可在外部夹紧构件内被置于外部夹紧构件和管体的密封层之间。隔热层可包含任何传统的用于在低温仪器中隔热的材料，比如合成泡沫材料。
在一个优选实施例中，隔热层包含细长构件，所述细长构件由隔热材料制成且具有相反纵边缘，细长构件螺旋地缠绕在管体周围，使得所述层的相反纵边缘处于相邻或搭接的形式，其中每个纵边缘包括能够与相反的纵边缘上的配合结构相咬合的结构。优选地，细长构件被置于外部夹紧构件的外面，并且从而形成外部层的覆盖层。适合的细长构件在2004/044472中有更详细的介绍。
在另一优选实施例中，隔热层包括玄武岩纤维(basalt fibres)形成的织物。适合的玄武岩纤维织物可从Sudaglass纤维公司得到，商品名为BT-5，BT-8，BT-10，BT-11和BT-13。优选地，织物厚度从大约0.1mm到大约0.3mm。如果需要的话，可使用多层玄武岩织物。
应当理解到可以提供出多于一层的隔热层，并且软管可包括两种或多种不同类型的隔热层。
优选地，在软管的每一端配有端部配件。优选地，端部配件是在WO01/96772或WO 2004/079248中介绍的类型。
软管的内部和外部夹紧构件优选为螺旋夹紧构件，更优选为螺旋线。因此，优选地，每个夹紧构件形成夹紧和保持管体的线圈，以及任何其它的居间层。优选地，内部和外部线圈以具有相同节距的螺旋形态施加，并且外部线圈的线圈位置被安置成与内部线圈线圈位置偏离半个节距的长度。
本发明重要的特征是外部硬管被充分地保护免受在内部管状结构中运输的低温流体温度的影响。外部管典型地为金属的或加固塑料，并且重要的是保持外部硬管的内表面温度在大约-20℃之上，从而针对上述膨胀/收缩效应提供足够的保护。优选地，外部硬管的内表面温度应当与导管周围的水温保持在30℃以内，更优选在20℃以内。环境水温典型地在5℃到大约30℃范围之内。因此优选地，外部硬管的内表面温度优选在大约5℃到大约20℃的范围之内。
重要的是外部硬管的内表面温度应当保持在管材脆化温度(brittletemperature)以上。该脆化温度典型地在-20℃以下，并且取决于对材料的选择。
要求的隔热效果可以通过许多方式实现。一种方式是单单依赖由内部管状结构的管体提供的隔热效果。管体的材料可以是能让它们提供要求的隔热效果的材料。另外，在优选的实施例中，管体的材料是通过围绕芯轴缠绕多个层而形成，在工艺中在层中留下一定量的空气，这样会提供额外的隔热效果。
在另一实施例中，内部管状结构配有隔热材料形成的隔热层。隔热层可以是管体的特有层，或可以是形成在外部夹紧构件周围的层。
在另一实施例中，由隔热材料形成的隔热层位于内部管状结构和外部管之间。
在另一实施例中，隔热体可通过布置在内部管状结构和外部管之间的空隙中的颗粒状隔热材料(如小球)实现。隔热颗粒可典型地包含玻璃微球，珍珠岩(perlite)，聚苯乙烯颗粒。颗粒可以简单地通过将它们泵入内部管状结构和外部管之间而布置在空隙中。
要求的隔热效果可通过上述特定技术的任意组合实现。
硬管典型地由钢制成，特别是碳素钢或奥氏体不锈钢。它可配有外和/或内涂层，所述涂层优选为防水的。示例性涂层为熔结环氧(fusion bonded epoxy)，聚丙烯和聚乙烯。所述管为任意所需形状的管状结构，但典型地，它具有圆形的横截面形状。
软管和硬管的尺寸大小可选择成让软管和硬管相接触，或者优选地，在软管和硬管之间存在间隙。优选地，在内部管状结构和外部硬管之间存在一个或多个间隔器，以便维持所述管相对于内部管状结构的间隔位置关系。所述或每一间隔器优选包含围绕软管外侧延伸的环。沿软管的长度上可存在多个所述环。所述或每一间隔器环可以是，例如，聚氨酯，PTFE，或木头如轻木或软木。所述或每一间隔器环可以是橡胶的，如果在下面存在足够保护橡胶间隔器不受内部管状结构中流动的低温流体的温度影响的隔热体的话。
在另一实施例中，间隔器可以是螺旋地包缠在内部管状结构和外部管之间的绳或条的形式。所述包缠物可以是长螺距的和/或短螺距的。绳或条可以是，例如，聚酯绳，横截面为长方形的聚氨酯条带或横截面为圆形的橡胶。
依照本发明的导管在非常多样的应用中都是有用处的，但是它在对低温流体的运输中特别有用，特别是温度低于-100℃的流体，更优选是温度为或低于约-104℃的流体(也就是乙烯的沸点)，以及最优选是温度为或低于约-150℃的流体。导管可以有效地运输温度约-162℃的LNG，并且可以有效地运输温度分别约为-183℃或-196℃的液氧或液氮。所述流体不能用传统的橡胶软管有效地运送。导管可以使用的最低实际温度是从约-200℃到-220℃。
硬管的内径优选为至少150mm。更优选地，软管的内径优选为至少150mm。软管的内径可大到400mm乃至大到600mm或800mm。
典型地，导管所给出的长度从5m到20m，但是有可能给出更长或更短的导管长度。导管段可以结合在一起形成所需长度的管道，所述长度可能是几十或几百米或长达几千米。
依照本发明的导管可以通过将软管或包含多个首尾相接的软管段的串拉过所述硬管而布置在硬管内的方式制造。
大体上，导管的工作压力范围在大约500kPa测量值到大约2000kPa测量值，或者可能达到大约2500kPa测量值。这些压力涉及软管的工作压力，而不是爆裂压力(其必须大几倍)。体积流速取决于流体介质、压力和内径。典型地流速为从1000m3/h到12000m3/h。
依照本发明的另一方面，提供了一种管道，其包含多个如上所述的导管，所述导管首尾相接。管道长度可以是几米，但优选管道长度至少为100m，更优选为至少200m，最优选为至少500m。管道长度优选不超过5000m，更优选不超过2000m，并且长度可以小于1000m。典型地，长度从大约100m到2000m。
依照本发明的导管在涉及将流体，尤其是低温流体，沿海床运输的应用中特别有用。导管可能会需要在两个离岸水面结构之间，或离岸水面结构和陆上结构之间运输流体。
离岸水面结构可以是永久性的结构或临时结构，并且它被设置在水面上；应当理解到在一般的环境中一些结构会延伸到水面上而一些结构会被水浸没。永久性结构是一种安装后就永远保持固定在海床的位置上的结构。永久性结构的例子包括钢套(steel jacket)支撑结构和重力底座(gravity base)支撑结构。临时结构是一种可以从一个位置移动到另一个位置的结构。临时结构的例子是漂浮艇，通常具有钢或混凝土外壳，比如轮船或驳船或潜式或张力腿平台(tension legplatform)另一个临时结构的例子是浮式采油存储和卸货单元。离岸水面结构可具有从海床下采油或采气的装置。另外，或不然的话，离岸水面结构可具有储油或储气的装置，并且所述气体可以是液态形式的。
因此依照本发明的另一方面，提供了一种在第一离岸水面结构和第二离岸水面结构之间运输流体的系统，其包含：第一立管，所述第一立管工作连接到第一离岸水面结构以及连接到沿海床布置的管道的第一端部上；以及第二立管，所述第二立管工作连接到第二离岸水面结构以及连接到所述管道的第二端部上，由此流体可从第一离岸水面结构流动到第二离岸水面结构或反之亦然，其中至少部分管道是由依照本发明如上所述的导管形成。
依照本发明的另一方面，提供了一种在第一离岸水面结构和陆上结构之间运输流体的系统，其包含：第一立管，所述第一立管工作连接到第一离岸水面结构以及连接到沿海床布置的管道的第一端部上；以及导管，所述导管工作连接到陆上结构以及连接到所述管道的第二端部上，由此流体可从第一离岸水面结构流动到陆上结构或反之亦然，其中至少部分管道是由依照本发明如上所述的导管形成。陆上结构可以是，例如，存储设施。
在一个实施例中，所述系统包括位于水面上的浮筒，第一和/或第二立管从所述浮筒延伸到离岸水下结构，并且软管由浮筒支撑。前面介绍过的CALM系统就是所述系统的一个例子。
然而，依照本发明的系统可以是CMBM系统，其中依照本发明的软管直接从离岸水面结构延伸到离岸水下结构。
或者，依照本发明的系统可以是SALM系统，其中水面浮筒被附加在位于海床上的水下连接器上，并且软管直接从离岸水面结构延伸离岸水下结构。
在上述的系统中，优选地进一步具有由浮筒支撑的流体连接器。流体连接器适于与从离岸水下结构延伸的立管上端部流体连通，并且与离岸水下结构延伸的管子流体连通。通过这种方式，流体可以通过连接器从管子流动到立管中。连接器优选为可旋转的，从而离岸水面结构可以绕浮筒旋转。这种形式的连接器通常被称作“回转连接器”(″swivel connector″)。适于运输低温流体的回转连接器的例子在EP0833769中公开。
依照本发明的系统还可用于在WO2006/044053中介绍过的那种类型的系统，其中提供了潜式浮筒。因此，依照本发明的另一方面，提供了一种在离岸水面结构和离岸水下结构之间运输流体的系统，包含：a)具有第一端部和第二端部的第一低温立管，其中第一立管的竖直位置是可调节的，所述第一立管的所述第二端部位于水体中并与所述离岸水面结构流体连通；以及b)第一潜式转台连接器，其联结到所述第一立管的所述第一端部，所述第一连接器适于可释放地联结到离岸水面结构上从而低温流体可在所述离岸水面结构和所述第一立管的所述第一端部之间相通，所述第一连接器泊于所述水体的底部以使得所述第一连接器的竖直位置可改变，其中第一连接器适于让所述离岸水面结构绕所述水体表面上的所述第一连接器旋转，此时所述第一艇被连接到所述第一连接器上，其中第一立管是依照本发明的软管，如上所述。
应当理解到水面及水下离岸结构都是离岸设置的，也就是，位于海，洋，湖泊，海港或其它水体中。然而，对结构与海岸的距离没有特别的限制，那就是说，例如，几米，几百米，几千米或几百千米。
依照本发明的另一方面，提供了一种水下运输低温流体的方法，包含使流体流动通过依照本发明如上所述的导管，其中所述导管被布置在水下位置。优选地，导管位于海床上。
附图说明
现在参照附图，其中：
图1是依照本发明导管的一部分的横截面视图；
图2是图1中所示导管的软管的横截面视图；以及
图3是依照本发明画出了用于将低温流体从轮船运送到导管的系统的示意图。
具体实施方式
首先参见图1和2，依照本发明的导管一般用100表示。导管包含软管10和硬管30。
软管10包含管体12，所述管体包含内部加固层14、外部加固层16、以及夹在层14和16之间的密封层18。环绕着外部加固层16外表面布置用于提供轴向加强的织带形式的大致管状护套20。
管体12和管状护套20位于内部螺旋线圈线22和外部螺旋线圈线24之间。内部和外部线22和24被布置为它们彼此偏移对应于线圈半个螺旋节距长度的一段距离。
隔热层26围绕外部线24布置。隔热层26可以是，例如，传统的隔热材料的，如泡沫塑料的。
加固层14和16包含合成材料如UHMWPE或芳香族酰胺纤维制成的编织织物。
密封层18包括多个环绕内部加强层14的外表面包缠的塑料薄膜层，以在内部和外部加强层14和16之间提供流体密封。
端部配件28被配备在内部管10的每一端部处，并起到端接导管10的作用。端部配件28可以是，例如，在WO01/96772或WO2004/079248中介绍过的那种类型的端部配件。
软管10可通过下述步骤形成：将内部线22围绕芯轴包缠；将内部加强层14围绕内部线22包缠；将密封层18围绕内部加强层14包缠；将外部加强层16围绕密封层16包缠；将管状护套20拉过外部加强层16；将外部线24围绕护套20包缠；并将隔热层26施加在外部线24和护套20上。
硬管30包含金属管32，所述金属管具有外部防水层34。
在金属管30和软管10之间形成环形空间36。环形空间36可被留作空隙，或可以被部分地或全部地填充上隔热材料38(如图1中所示)。当环形空间留作空隙时，间隔器(未画出)可被用来保持软管10与硬管30之间的相对位置。间隔器可以是盘状的，它带有容纳软管10的内部圆孔。
要运输的流体可以在软管10内的基本为筒形的间隙40中流动。
图3是一个使用依照本发明的导管100的示例性系统的示意图。在图3中所示的系统是CALM系统，但导管100可以同样适用于其他系统，比如SALM系统，CMBM系统和STM系统。
在图3中，含有LNG存储单元(未画出)的轮船300漂浮在海302平面上。海下管道304沿着海床306延伸。水面系泊浮筒308漂浮在水面上，与轮船300有一段距离。浮筒308包括位于其顶部的回转连接器310，所述回转连接器可相对于浮筒308的下面部分回转。系泊绳索312从轮船300上延伸到转盘310上，并且锚链314从浮筒308的基部延伸到海床306。
软管316从轮船300上延伸到浮筒308。软管316具有高浮力，因此它可以浮在水面上。
软管318从浮筒308上延伸到管道304上。软管318连接到软管316，由此，流体可以从轮船302上的存储单元流动到管道304中(或反之亦然)。管道314是由一些在图1中所示的导管10制造而成。
应当理解到上面所述的本发明可以在权利要求的范围内进行修改。

Claims (25)

1.一种导管，包含外部硬管和内部管状结构，内部管状结构包含柔性软管，其中所述软管包含布置在内部和外部夹紧构件之间的管体，所述管体包括密封层并由能承受低温温度的材料形成，其中，内部管状结构具有足够保护外部硬管不受在内部管状结构中流动的低温流体的低温影响的隔热性能。
2.如权利要求1所述的导管，其中所述硬管和柔性软管的端部被密封起来以防止流体进入硬管和柔性软管之间。
3.如权利要求1所述的导管，其中所述导管的至少一端适于连接到水下立管。
4.如权利要求1，2或3所述的软管，其中所述管体至少包含至少两个加固层，它们之间夹着密封层。
5.如权利要求1，2，3或4所述的软管，其中所述软管进一步包括轴向加强装置。
6.如权利要求5所述的软管，其中所述轴向加强装置包含大体管状的织带，所述织带是由提供为管状形状的薄片材料形成。
7.如权利要求5或6所述的软管，其中所述轴向加强装置包含沿着软管的长度延伸的多个轴向加强条带。
8.如上述权利要求之一所述的软管，其中所述或每一加固层是由在内管中缠绕成管状形式的薄片材料形成。
9.如上述权利要求之一所述的软管，其中所述密封层是由在软管中缠绕成管状形式的薄片材料形成。
10.如上述权利要求之一所述的软管，其中所述隔热层结合于软管中。
11.如上述权利要求之一所述的软管，其中所述隔热层被布置在内部和外部夹紧构件之间。
12.如上述权利要求之一所述的软管，其中所述隔热层覆盖在外部夹紧构件上。
13.如权利要求12所述的软管，其中所述隔热层包含由隔热材料制成的具有相反纵边缘的细长构件，细长构件围绕管体螺旋地缠绕，使得所述层的相反纵边缘处于相邻或搭接形式，其中每个纵边缘包括能够与相反的纵边缘上的配合结构相咬合的结构。
14.如权利要求10，11或12所述的软管，其中所述隔热层包括由玄武岩纤维形成的织物。
15.如上述权利要求之一所述的软管，进一步包含布置在软管每一端上的端部配件。
16.如上述权利要求之一所述的软管，其中所述软管的内部和外部夹紧构件是螺旋夹紧构件。
17.如上述权利要求之一所述的软管，其中所述软管的内部和外部夹紧构件为螺旋线。
18.一种管道，其包含多个如上述权利要求之一所述的导管，所述导管首尾相接。
19.一种在第一离岸水面结构和第二离岸水面结构之间运输流体的系统，其包含：第一立管，所述第一立管工作连接到第一离岸水面结构以及连接到沿海床布置的管道的第一端部上；以及第二立管，所述第二立管工作连接到第二离岸水面结构以及连接到所述管道的第二端部上，由此流体可从第一离岸水面结构流动到第二离岸水面结构或反之亦然，其中至少部分管道是由依照本发明如上所述的导管形成。
20.一种在第一离岸水面结构和陆上结构之间运输流体的系统，其包含：第一立管，所述第一立管工作连接到第一离岸水面结构以及连接到沿海床布置的管道的第一端部上；以及导管，所述导管工作连接到陆上结构以及连接到所述管道的第二端部上，由此流体可从第一离岸水面结构流动到陆上结构或反之亦然，其中至少部分管道是由依照本发明如上所述的导管形成。
21.一种水下运输低温流体的方法，其包含使流体流动通过如权利要求1到17之一所述的导管，其中所述导管被布置在水下位置。优选地，所述导管位于海床上。
22.一种导管，基本如参见附图所述和如附图中所示。
23.一种管道，基本如参见附图所述和如附图中所示。
24.一种在第一离岸水面结构和第二离岸水面结构或陆上结构之间运输流体的系统，基本如参见附图所述和如附图中所示。
25.一种水下运输低温流体的方法，基本如参见附图所述和如附图中所示。
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