CN105229256B - 用于向柔性管提供新纤维元件和移除现存纤维元件的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于提供纤维元件的方法和设备。该方法包括如下步骤:在沿着柔性管(100)延伸的第一腔(310)的近端区域处打开第一控制阀元件(355);在沿着柔性管(100)延伸的第二腔(320)的远端区域处打开第一通风阀元件(382);经由在第二腔(320)的近端区域处的开口(350)沿着第二腔(320)提供新纤维元件;以及关闭第一通风阀元件(382)和第一控制阀元件(355)。
Description
技术领域
本发明涉及用于沿着柔性管的区域提供纤维的方法和设备。尤其是但不专有地，本发明涉及一个或更多个光导纤维可如何沿着柔性管的长度安装，并之后作为管线完整性监测解决方法的部分使用。
背景技术
传统地，柔性管已经被利用来从一个位置向另一个位置输送例如油和/或气体和/或水的产液。已经发现柔性管有益于将海底位置连接至海平面位置。柔性管通常形成作为柔性管主体和一个或更多个端部接头的组装。管主体通常形成作为形成压力包含管道的分层材料的组合。管结构允许在使用中的大的偏移，而不在管的寿命期间引起损害管的功能性的弯曲应力。管主体通常构建为组合结构，包括典型地未粘着的管状金属性和聚合物层。
这样的未粘着的柔性管已经用于深水（少于3300英尺（1005.84米））和极深的水（大于3300英尺（1005.84米））的开发。当然，柔性管也可用于浅水应用（例如，少于大约500米深度）或甚至用于岸上（陆上）应用。
柔性管是一种结构的实例，该结构可具有充分的长度或高度或宽度，其中，时时监测与结构相关的某些参数是有利或必要的。带有多个故障模式的复杂结构是与结构相关的参数何时应当重复地或不断地被监测以用于故障的证明或用于故障可能将要发生的指示。
在使用中，柔性管暴露于严酷的环境和挑战性的条件，其使结构遍及器材的使用寿命遭受基本上是未知或不被注意的需要的物理严格。在应变、温度和压力上对极限和大波动的抗性深植于管设计，但是管通常由于外部物体引起的对外护罩的偶然的损坏而被破坏。该损坏的早期知晓对于限制由与海水的接触引起的金属线的退化是重要的，并且可引起破坏的迅速补救动作的早期知晓来防止可导致昂贵的修复或更换的管的进一步的恶化。使用纤维光学件作为分布的温度传感器，器件的整个长度可连续地被监测，并且在管的外护罩中的破坏的影响可被有效地捕捉到。
已经建议了各种技术以用于监测例如柔性管的结构的性能的状态。光导纤维通常单独地或作为包括许多连接的光导纤维的分布式系统使用，来提供在结构中的例如温度、应变、震动等参数的测量。
常规地，在光导纤维作为监测系统的部分被需要的任何地方，光导纤维元件首先必须被组装作为任何柔性管的柔性管主体的部分。这具有用来产生结构的复杂的常规制造技术。而且，例如柔性管的许多结构当前在操作中，它们原始地未被制造成包括一个或更多个纤维元件。截止至今更新和/或更换柔性管以便提供光导纤维构件是不可能的或至少尤其困难的，并因而是昂贵的，该光导纤维构件可随后用作监测/感测系统的部分。
发明内容
本发明的目的在于至少部分地减轻上述问题。
本发明的某些实施例的目的在于提供一种沿着柔性管的期望区域提供纤维元件的方法。
本发明的某些实施例的目的在于，提供一种包括在柔性管中的设备，其允许纤维元件按照需要被提供和/或移除，以便能够更新新纤维元件和/或引入和/或更换新纤维元件，以用于可被期望的任何随后的目的。
本发明的某些实施例的目的在于提供一种方法和设备，以用于沿着柔性管更新纤维元件，该设备不需要接近可能不可接近的柔性管的端部，且不对现存的管线带有显著的变化。
本发明的某些实施例的目的在于相对常规技术增加用于沿着柔性管泵送光导纤维构件的可能的泵送距离。
本发明的某些实施例的目的在于，在受损的纤维的变化期间允许纤维的主动感测。
根据本发明的第一方面，在此提供一种沿着柔性管的区域提供纤维元件的方法，包括如下步骤：
在沿着柔性管延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件；
在沿着柔性管延伸的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件；
经由在第二腔的近端区域处的开口沿着第二腔提供新纤维元件；以及
关闭第一通风阀元件和第一控制阀元件。
适当地，该方法还包括通过在第一腔中提供正压力来打开第一通风阀元件，该正压力在通风阀唯一正压力临界值之上。
适当地，该方法还包括通过提供少于通风阀唯一正压力临界值的在第一腔中的压力来关闭第一通风阀元件。
适当地，该方法还包括通过沿着第二腔从近端区域向远端区域泵送液体流和在近端区域处利用液体流拖拽纤维元件提供新纤维元件。
适当地，该方法还包括在沿着第二腔提供纤维元件的步骤之后，用净化流体泵送第二腔。
适当地，该方法还包括关闭第一通风阀元件，并然后关闭第一控制阀元件或关闭第一控制阀元件并然后关闭第一通风阀元件。
适当地，该方法还包括经由另一控制阀将纤维泵送单元连接为与第二腔流体连通；分开纤维泵送单元；以及经由另一控制阀将气体泵送单元连接为与第二腔流体连通。
根据本发明的第二方面，在此提供一种移除沿着柔性管的区域定位的纤维元件的方法，包括如下步骤：
在沿着柔性管延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件；
在沿着柔性管延伸并容纳现存的纤维元件的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件和第一出口阀元件；
经由第一出口阀元件将现存的纤维元件从第二腔移除，直至所有的现存纤维元件已经经由第一出口阀元件退出第二腔；以及
关闭第一出口阀元件。
适当地，该方法还包括通过提供在出口阀正压力临界值之上的在第一腔中的正压力来打开第一通风阀元件和第一出口阀元件。
适当地，该方法还包括通过提供少于出口阀正压力临界值的在第一腔中的压力来关闭第一出口阀元件。
适当地，该方法还包括经由在引导通道中的单向阀将第一腔连接至第二腔，该引导通道在第一腔和第二腔之间延伸。
根据本发明的第三方面，在此提供一种沿着柔性管的区域更换纤维元件的方法，包括如下步骤：
通过在沿着柔性管延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件来移除现存的纤维元件；
在沿着柔性管延伸并容纳现存的纤维元件的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件和第一出口阀元件；
经由在第二腔的近端区域处的开口沿着第二腔提供现存的纤维元件，直至所有现存的纤维元件已经经由第一出口阀元件脱离第二腔；
关闭第一出口阀元件；以及
经由如下方法提供新纤维元件：包括通过在沿着柔性管延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件；
在沿着柔性管延伸的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件；
经由在第二腔的近端区域处的开口沿着第二腔提供新纤维元件；以及
关闭第一通风阀元件和第一控制阀元件。
根据本发明的第四方面，在此提供一种用于提供新纤维元件和/或从柔性管的区域移除现存的纤维元件的设备，其包括：
第一腔，其沿着柔性管从近端区域延伸至柔性管的远端区域；
第二腔，其沿着柔性管从近端区域延伸至远端区域；
至少一个引导通道，其经由单向阀连接第一腔和第二腔；
第一控制阀和另一控制阀，它们分别在第一腔和另一腔的近端区域处；以及
至少第一通风阀，其与在第二腔的远端区域处的引导通道流体连通。
适当地，该设备还包括在第二腔的远端区域处的至少第一出口阀，其与引导通道流体连通。
适当地，在第一腔中提供第一通风阀，其在正压力在通风阀唯一正压力临界值之上时打开。
适当地，在第一腔中提供第一出口阀，其在正压力在出口阀正压力临界值之上时打开。
适当地，设备还包括另一引导通道，其经由另一单向阀连接第一腔与第二腔，该单向阀与所述单向阀的相对应的路径对置的路径关联。
适当地，该设备还包括另一通风阀和另一出口阀，其在第二腔的远端区域处与另一引导通道流体连通。
适当地，在第二腔中提供该另一通风阀，其在正压力在通风阀唯一正压力临界值之上时打开，并且在第二腔中提供另一出口阀，其在正压力在出口阀正压力临界值之上时打开。
根据本发明的第五方面，在此提供一种柔性管，其包括沿着柔性管从近端区域延伸至柔性管的远端区域的第一腔；
第二腔，其沿着柔性管从近端区域延伸至远端区域；
至少一个引导通道，其经由单向阀连接第一腔和第二腔；
第一控制阀和另一控制阀，它们分别在第一腔和另一腔的近端区域处；以及
至少第一通风阀，其在第二腔的远端区域处与引导通道流体连通。
适当地，第一腔和第二腔各包括相对应的伸长中空部件，其作为柔性管的铠装线圈盘绕。
适当地，各个铠装线圈是柔性管的抗拉铠装线圈。
适当地，各个铠装线圈是柔性管的抗拉铠装线圈。
适当地，各个引导通道、单向阀、通风阀以及出口阀在柔性管的远端处提供在端部接头上。
适当地，各个控制阀在柔性管的近端处提供在端部接头上。
适当地，柔性管是立管或跨接线或流线。
根据本发明的第六方面，在此提供一种设备，其基本如参照附图在此之前描述地构造和布置。
根据本发明的第七方面，在此提供一种基本如参照附图在此之前描述那样的方法。
根据本发明的第八方面，在此提供一种沿着结构的区域提供纤维元件的方法，其包括如下步骤：
在沿着结构延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件；
在沿着结构延伸的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件；
经由在第二腔的近端区域处的开口沿着第二腔提供新纤维元件；以及
关闭第一通风阀元件和第一控制阀元件。
根据本发明的第九方面，在此提供一种移除沿着结构的区域定位的纤维元件的方法，包括如下步骤：
在沿着结构延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件；
在沿着结构延伸并容纳现存的纤维元件的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件和第一出口阀元件；
经由第一出口阀元件将现存的纤维元件从第二腔移除，直至所有的现存纤维元件已经经由第一出口阀元件退出第二腔；以及
关闭第一出口阀元件。
根据本发明的第十方面，在此提供一种移除沿着结构的区域更换纤维元件的方法，包括如下步骤：
通过在沿着结构延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件来移除现存的纤维元件；
在沿着结构延伸并容纳现存的纤维元件的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件和第一出口阀元件；
经由在第二腔的近端区域处的开口沿着第二腔提供现存的纤维元件，直至所有现存的纤维元件已经经由第一出口阀元件退出第二腔；
关闭第一出口阀元件；以及
经由如下方法提供新纤维元件：包括通过在沿着结构延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件；
在沿着结构延伸的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件；
经由在第二腔的近端区域处的开口沿着第二腔提供新纤维元件；以及
关闭第一通风阀元件和第一控制阀元件。
根据本发明的第十一方面，在此提供一种用于提供新纤维元件和/或从结构的区域移除现存的纤维元件的设备，其包括：
第一腔，其沿着结构从近端区域延伸至结构的远端区域；
第二腔，其沿着结构从近端区域延伸至远端区域；
至少一个引导通道，其经由单向阀连接第一腔和第二腔；
第一控制阀和另一控制阀，它们分别在第一腔和另一腔的近端区域处；以及
至少第一通风阀，其在第二腔的远端区域处与引导通道流体连通。
根据本发明的第十二方面，在此提供一种结构，其包括沿着结构从近端区域延伸至结构的远端区域的第一腔；
第二腔，其沿着结构从近端区域延伸至远端区域；
至少一个引导通道，其经由单向阀连接第一腔和第二腔；
第一控制阀和另一控制阀，它们分别在第一腔和另一腔的近端区域处；以及
至少第一通风阀，其与在第二腔的远端区域处的引导通道流体连通。
本发明的某些实施例因而提供在用于纤维感测技术后安装的纤维的安装的柔性管系统中提供在解决方案中的构造。
本发明的某些实施例允许预先安装的纤维光学元件的移除和更换，而不需要在不可能或难以接近的区域中的活动。例如，本发明的某些实施例可适用柔性管，其中，纤维光学元件的移除和更换可被执行而不需要海底活动。
本发明的某些实施例允许新光导纤维按照且在需要时沿着在结构中的预先确定的路径引入。
本发明的某些实施例可适用监测结构，其使用行进穿过被禁止接近的受污染的区域的系统。感测/监测系统的部分可从在结构上的可接近位置安装和/或随后移除和/或更新，而不需要向难以到达位置的进入。
附图说明
本发明的实施例将参照附图仅仅借助于实例描述，其中：
图1示出了柔性管主体；
图2示出了柔性管的使用；
图3示出了用于在柔性管结构中的光导纤维的引入和移除的系统；
图4示出了阀单元的功能性；
图5示出了纤维引入工序；
图6示出了纤维移除工序；以及
图7示出了在端部接头上的连接件。
具体实施方式
在图中，相同的标号意指相同的部分。
遍及该描述，将对结构进行引用。将理解的是，本发明的某些实施例可应用至的结构的类型可能是十分广泛的。一些结构可为刚性的而一些可为柔性的。这样的结构的实例是建筑、帆船、工厂、发电站等。本发明的某些实施例可应用于使用光导纤维的感测和监控系统的使用，其中，在结构内的一个或更多个区域是尤其不可接近的，因为这些区域是危险的或因为它们被封锁并且接近那些区域将需要结构的某些部分的破坏。这样的结构的实例是在其中接近某些“热”区域是被限制的核能工业。本发明的某些实施例可用于具有伸长特性的结构。即，它们具有相对于两个另外的尺寸尤其长的尺寸。包括一个或更多个柔性管的管线是这样的伸长结构的实例。
遍及该描述，也将对柔性管进行引用。将理解的是，柔性管是管主体的节段和一个或更多个端部接头的组装，并且管主体的相对应的端部终止于该一个或更多个端部接头的每一个中。图1示出了管主体100的一部分（称为节段）如何由形成压力包含管道的成层材料的组合形成。尽管在图1中示出了多个特定的层，但是应当理解的是，本发明广泛地可应用于同轴管主体结构，其包括由多种可能的材料制成的一个或更多个层。还应当注意到的是，层厚度仅仅显示为用于示范目的。尽管对未粘着类型的柔性管进行引用，但是将理解的是，本发明的某些实施例可应用于与粘着管结构一起使用。
如在图1中所示出，管主体包括可选的最内部构架层101。构架提供互锁构造，其可用作最内层来完全或部分防止由管减压、外部压力、和/或抗拉铠装压力以及机械断裂载荷引起的内压力护层102的塌陷。将理解的是，本发明的某些实施例可应用于“平滑孔”操作（即，不带有构架），和这样的“粗糙孔”应用（带有构架）。
内压力护层102充当流体保持层并且包括聚合体层，其确保内部流体完整性。应当理解的是，该层自身可包括多个子层。将认识到的是，在利用可选择的构架层时，内压力护层通常被本领域技术人员称为阻挡层。在不带有这样的构架的操作中，内压力护层通常称为衬套。
可选的压力铠装层103是带有具有接近90°的层角度的元件的结构层，该层角度增加了柔性管对内压和外压以及机械断裂载荷的抵抗。层还结构地支撑内压力护层，并且典型地为互锁结构。
柔性管主体还包括可选择的第一抗拉铠装层105和可选择的第二抗拉铠装层106。各个抗拉铠装层是带有典型地在10°和55°之间的层角度的结构层。各个层用来支撑拉伸载荷和内压力。抗拉铠装层通常成对地逆向盘绕。
显示的柔性管主体还包括可选择的带层104，其各有助于包含下层，并可充当牺牲磨耗层来便于防止在相邻层之间的磨损。
柔性管主体还典型地包括可选择的绝缘层107和外护套108，该外护套包括聚合物层，其有助于保护管免于海水和其它外部环境的渗透、腐蚀、磨损、以及机械损坏。
各个柔性管因而包括管主体100的至少一部分或节段，以及定位在柔性管的至少一个端部处的端部接头。端部接头提供一种机械装置，其形成在柔性管主体和连接件之间的过渡。例如在图1中显示的不同的管层在端部接头中以关于在柔性管和连接件之间传递负载的这样的方式终止。
图2示出了立管组件200，其适于将例如油和/或气体和/或水的产液从海底位置201输送至漂浮设备202。例如，在图2中，海底位置201包括海底流线的端部。柔性流线205包括柔性管，其全部或部分地置于海床204上或埋在海床之下并在静止应用中使用。漂浮设备可通过平台和/或浮标或如在图2中示出的船提供。立管组件200提供作为柔性立管，即，将船连接至海床装置的柔性管203。柔性管可为带有端到端连接的端部接头的柔性管主体的单个节段或柔性管主体的多个节段。
将认识到的是，存在如本领域技术人员公知的不同类型的立管。本发明的某些实施例可适用任意类型的立管，例如，自由悬浮立管（自由、悬链立管）、一定程度受限制的立管（浮标、链）或全部受限制的立管等。本发明的某些其它实施例可用作流线或跨接线。
存在可用于测量并用作器材的健康的指示的柔性管的各种物理特性。通常，现有的条件监测的方法落入三个主要的种类：管退化监测、管性能监测和具体的影响发生探测。退化监测可包括如下技术，例如，聚合物试样监测、环排出气监测、动态应力或应变测量（为了疲劳寿命评估），同时例如堵塞探测的性能监测可确保流动。外护套破坏是影响发生探测的实例，并且将由警示操作者不被期望的情况已经发生以便采取行动的一些机构支持。所有类型的条件监测共有的是感测技术的采用。基于电学、磁学以及光学的系统用来直接（例如，金属强度元件的应变）或间接地（例如，使用气体分析来推断腐蚀的开始）测量物理属性。包括分布式感测的纤维-光学感测已经被发现是十分适当的应用。分布式感测可提供数十千米的感测距离，并且典型地可提供低达0.5m的空间分辨率。三原理类型的基于纤维的感测系统为瑞利、布里渊以及拉曼。布里渊技术将在应变和温度之间不区别，引起在柔性管的应用中产生不断波动的温度和动作的技术挑战，而拉曼方法将提供与应变独立的温度读取。
本发明的某些实施例因而利用光导纤维分布传感器，来提供温度、应变、和/或震动的同时分布测量。温度、应变以及震动是可使用光导纤维监测的参数的实例。光导纤维系统提供小于不使用光导纤维传感器的现有裂缝探测系统的临界值的在气体管线中探测和定位小裂缝的方式，并且探测参数和预测导致例如裂缝的问题的条件和现象。光导纤维是应当遍及结构时时提供的纤维元件的实例。电线或绳索是另一种实例，并且将理解的是，本发明的某些实例不限制为与光导纤维一起使用。
图3示出了本发明的某些实施例如何被利用来沿着柔性管主体的长度引入和/或移除和/或改进纤维元件（例如，光导纤维）。在图3中示出的系统300包括第一腔310和第二腔320。各个腔提供沿着其可定位光导纤维的通信通道。图3实质上是示意的，并且包括上区段330、中间区段335和下区段340。上区段可选择性地包括纤维操作单元345，其可连接至第一腔310的顶端部，而另一纤维操作单元350可连接至第二腔320的相对应的顶端部。纤维操作单元可为纤维泵送单元或气体净化单元，其选择性地可移除且经由开口可连接至腔的端部。第一控制阀355连接至第一腔310，而另一控制阀360连接至第二腔320。各个控制阀355、360可选择地打开或关闭来允许流体被引入相对应的腔。流体可为液体或气体，并且引入的流体的压力可为一定的或选择地变化的。上区段易于接近例如表面位置的区域，并且腔的上端部称为近端。
系统300的中间区段是例如柔性管主体100的节段的结构，其包括作为在抗拉铠装层105、106中的抗拉铠装线圈中的一种盘绕刚性绕管。将因而理解的是，虽然在图3中示出的腔310、320示出为实际上沿着大体平直的路径，但是这些腔在沿着柔性管主体的长度螺旋地盘绕时将采用大体螺旋的形状。
系统300的下区段340包括第一腔310的远端365和第二腔320的远端370。第一引导通路375经由止回阀380从第一腔310延伸至在第二腔320处的阀单元382。另一引导通路385经由止回阀390延伸至在第一腔310的端部处的另一阀单元392。下区段难以适当地接近例如海底位置的区域。
图4更详细地示出了阀单元382。将理解的是，在第一腔310的端部上的阀单元392是相同的，除了被连接至不同的腔和引导通道之外。阀单元382包括通风阀400和出口阀410。通风阀400的控制器415与引导通路375流体连通。在引导通路375中的流体压力因而起作用来控制通风阀400的状态。当在打开状态中时，通风阀400打开来形成流体连接，从而允许在外孔口420和连接至腔的导管连接端口425之间产生通风路径，该腔未连接至阀单元382。跨过通风阀提供恒定的泄放孔405。
出口阀410还包括控制器430，其连接至引导通路375，该引导通路375导向至在其端部处未连接至阀单元382的腔。因而，在容纳在控制压力输入孔口435处的引导通道中的流体压力用来控制出口阀的状态。在关闭状态下，出口阀410密封第二腔320的端部。在打开状态下，出口阀向导向至出口孔口440的腔提供延续。跨过出口阀提供恒定的泄放孔445。
打开通风阀和出口阀的在引导通道中的压力可通过相对应地选择适当的弹簧刚度K1和K2设置。通风阀具有预定的压力临界值Pw，其小于出口阀的预定的压力临界值PEV。即，当在引导通道中的压力达到第一预定正压力临界值时，通风阀打开。如果在引导通路中的压力增加，那么最终出口阀将打开。如果在引导通路中的压力然后减少，那么出口阀将关闭，同时通风阀将保持打开。如果在引导通路中的正压力然后进一步减少，那么通风阀将在压力下降至通风压力临界值之下时关闭。
图5有助于示出一种用于安装或将纤维引入腔的工序。将理解的是，虽然描述的实例意指沿着第一腔310的纤维的引入，但是基本相同的工序可用来沿着另一腔引入纤维。两个腔作为一对协作来允许纤维在控制下沿着一个腔引入，该控制通过改变在一对中的剩下的腔的压力实行。当然可在结构中利用多于一对的腔。如在图5中所示出，在由S500示出的开始之后，将泵单元附接至第一腔310的端部。该附接步骤由步骤S510示出。第二腔320的控制阀360然后在步骤S520处打开。在这些步骤期间，控制阀355保持关闭。然后经由该腔的控制阀360将压力引入第二腔320。引入第二腔320的压力打开止回阀390并促动阀单元392。打开止回阀390的步骤在步骤S530中示出。在第二腔中的压力增加时，其达到足以打开第一腔的通风阀的临界值压力。在通过在图5中的步骤S540示出。这允许了流体流动穿过第一腔。在引导通路385中的压力不增加至与第一腔310的端部处的阀单元392中的出口阀关联的临界值压力PEV。
可然后如在步骤S550中所示出沿着第一腔310泵送纤维。这通过操作附接至第一腔的顶部的泵送单元执行。纤维由于出口阀在第一腔的底部处处于关闭状态而停止。纤维沿着腔的整个长度适当地定位的事实可通过常规技术，例如通过测量安装在腔等中的纤维的长度感测。泵送单元将然后从第一腔的顶部移除，并且将净化单元固定在其位置中。在通过在图5中的步骤S560示出。将理解的是，这些当然可彼此独立地作为单个步骤执行。然后操作净化单元来移除泵送流体，该泵送流体用来沿着第一腔引入纤维。在确保已经实现充分的泵送流体的移除的计算的预定的时间和接近泵送的结束时，在第二腔320中的压力经由控制阀360降低至环境压力。这关闭了止回阀390，并然后在短期时间后，在阀单元392的通风阀400中的小泄放孔405关闭通风阀。然后移除气体净化装备。实际上分离且截然不同的这些步骤在图5中示出为步骤S570，并且该安装被认为完成。
图6示出了通过其可将纤维从腔移除的工序。该工序在步骤S600处开始，并且将泵单元固定至第一腔的近端。这通过步骤S610示出。第一腔310的控制阀355关闭。在该对中的第二腔320上的控制阀360然后打开并且这被示出为步骤S615。流体压力被引入第二腔320并且压力打开在引导通路385中的止回阀390。止回阀390的该打开示出为步骤S620。在移除步骤中在第二腔320和引导通路385中提供的压力大于在第一腔30的远端处的在阀单元392中的出口阀的临界值压力PEV。即，压力足以打开第一腔的出口阀和通风阀两者。这些将在彼此之后或同时打开。这示出为步骤S625。然后操作附接至第一腔310的顶端部的纤维泵送单元345来将纤维泵送出腔310。纤维被经由出口孔口440穿过出口阀泵送出。可在不可接近区域（例如，海底环境）中的移除的纤维仅仅作为废物卷入相邻的区域。在纤维完全地从导管移除时，这通过常规技术（例如，通过监测泵送流体的体积并应用增量因素来确保腔310的全部体积已经在远端处喷出）确定，在第二腔320中的压力降低至出口阀的临界压力PEV之下。这如在图6A中的步骤S635所示出地关闭了出口阀。
在图6B以在图6A中示出的工序的顺序执行。在该阶段处，关于新纤维是否被添加入现有的空置的腔310进行确定。如果确定为这样的纤维待被引入，那么然后如在图5中所示出，接着从步骤550向前进行步骤。如在那时没有及时添加新纤维，那么然后压力可进一步降低，来在第一腔310的远端部处关闭在阀单元392中的通风阀，并且泵单元可被移除。这两个单独的事件/活动在图6B中示出为步骤S645，之后进行步骤S650。
图7有助于示出延伸穿过柔性管主体的腔如何在端部接头、在腔的上（近）端部和下（远）端部处脱离。图7显示了包括连接件710的端部接头700，该连接件710可被栓接或另外固定至相邻的端部接头或刚性结构。该端部接头具有中心孔720，沿着该中心孔720承载通过柔性管输送的流体。柔性管的柔性管主体的端部在端部接头中经由在许多方面是常规的技术终止。包壳730配合至端部接头主体735,从而在铠装线终止的两部分之间形成间隔740。如在图7中所示出，一个或更多个常规铠装线可由导管替换，该导管足够刚性而在使用和制造期间不被压坏，但其足够柔性来沿着柔性管主体的长度如铠装线圈那样盘绕。形成纤维元件可沿着其移动的腔的其它容器形状当然可根据本发明的某些实施例被利用。形成腔310、320的一部分的导管的端部区域750行进穿过垫片755，该垫片755行进穿过在端部接头主体735的凸缘760中的孔口。导管端终止于连接件765中，该连接件765在行进穿过端部接头主体735的另一凸缘775的孔770的端部处。端部连接件780终止腔，并且该连接件780可在壳体790中封闭，该壳体790密封并合并远端阀布置。这样的壳体对本领域技术人员是已知的。
本发明的某些实施例提供一种纤维感测的综合方法和在柔性管系统内的纤维装置。安装在柔性管中的传感器导管可连接至阀和出口元件，来提供用来移除和/或引入光导纤维而不需要海底操作的泵送工序的控制。这避免了潜水员和远程操纵潜水器相互作用的需要。本发明的某些实施例将证明柔性管安装，来在当开发该科技时和的时候允许它们包括传感器技术。本发明的某些实施例当然可设计为滑动单元，其更新作为通过潜水者或远程操纵潜水器操作的一次性工序，使得纤维可随后按照需要被引入和移除。
遍及本说明书的描述和权利要求，术语“包括”和“包含”以及它们的变型指的是“包括但不限于”，并且它们不意图（并且不）排除其它部分、活动、构件、整体或步骤。遍及该说明书的描述和权利要求，单数形式包括复数除非文中相反地要求。特别是，在使用模糊条款时，说明书将被理解为包括复数和单数，除非文中另外要求。
结合本发明的特定的方面、实施例或实例描述的特征、整体、特性或组合应当理解为可应用于在本文中描述的任何其它方面、实施例或实例，除非与此矛盾。在该说明书（包括任何附图、摘要和图示）中公开的所有的特征，和/或所有的如此公开的任意的方法或工序的步骤可结合在除了其中特征和/或步骤中的至少一些是互斥的组合之外的任意组合中。本发明不限于任何前述实施例的任何细节。本发明延伸至在本说明书（包括任何附图、摘要和图示）中公开的特征的任何一个新颖特征、或新颖特征组合，或者如此公开的任何方法或工序的步骤的任何一个新颖步骤、或任何新颖步骤组合。
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Claims (25)
1.一种沿着柔性管的区域提供纤维元件的方法，包括如下步骤：
在沿着柔性管延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件；
在沿着所述柔性管延伸的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件；
经由在所述第二腔的近端区域处的开口沿着所述第二腔提供新纤维元件；以及
关闭所述第一通风阀元件和所述第一控制阀元件。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：
通过在所述第一腔中提供正压力来打开所述第一通风阀元件，所述正压力在通风阀唯一正压力临界值之上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括下列步骤：
通过提供小于所述通风阀唯一正压力临界值的在所述第一腔中的压力来关闭所述第一通风阀元件。
4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括下列步骤：
通过沿着所述第二腔从所述近端区域向所述远端区域泵送液体流和在所述近端区域处利用所述液体流拖拽纤维元件提供所述新纤维元件。
5.根据权利要求1或2所述的方法，还包括下列步骤：
在沿着所述第二腔提供所述纤维元件的步骤之后，用净化流体净化所述第二腔。
6.根据权利要求1或2所述的方法，还包括下列步骤：
关闭所述第一通风阀元件并然后关闭所述第一控制阀元件，或者关闭所述第一控制阀元件并然后关闭所述第一通风阀元件。
7.根据权利要求1或2所述的方法，还包括下列步骤：
将纤维泵送单元连接成经由所述开口与所述第二腔流体连通；
分离所述纤维泵送单元；以及
将气体净化单元连接成经由所述开口与所述第二腔流体连通。
8.一种移除沿着柔性管的区域定位的纤维元件的方法，包括如下步骤：
在沿着柔性管延伸的第一腔的近端区域处打开第一控制阀元件；
在沿着所述柔性管延伸并容纳现存的纤维元件的第二腔的远端区域处打开第一通风阀元件和第一出口阀元件；
经由所述第一出口阀元件将所述现存的纤维元件从所述第二腔移除，直至所有的所述现存纤维元件已经经由所述第一出口阀元件脱离所述第二腔；以及
关闭所述第一出口阀元件。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括下列步骤：
通过提供在出口阀正压力临界值之上的在所述第一腔中的正压力来打开所述第一通风阀元件和所述第一出口阀元件。
10.根据权利要求8或9所述的方法，还包括下列步骤：
通过提供小于所述出口阀正压力临界值的在所述第一腔中的压力来关闭所述第一出口阀元件。
11.根据权利要求8或9所述的方法，还包括下列步骤：
经由在引导通道中的单向阀将所述第一腔连接至所述第二腔，所述引导通道在所述第一腔和所述第二腔之间延伸。
12.一种沿着柔性管的区域更换纤维元件的方法，包括如下步骤：
经由如在权利要求8至11中的任一项中所述的方法移除现存的纤维元件；以及
经由如在权利要求1至7中的任一项中所述的方法提供新纤维元件。
13.一种用于提供新纤维元件和/或从柔性管的区域移除现存的纤维元件的设备，包括：
第一腔，其沿着柔性管从近端区域延伸至所述柔性管的远端区域；
第二腔，其沿着所述柔性管从所述近端区域延伸至所述远端区域；
至少一个引导通道，其经由单向阀连接所述第一腔和所述第二腔；
第一控制阀和另一控制阀，它们分别在所述第一腔和所述第二腔的所述近端区域处；以及
至少第一通风阀，其与在所述第二腔的所述远端区域处的所述引导通道流体连通。
14.根据权利要求13所述的设备，还包括：
在所述第二腔的远端区域处的至少第一出口阀，其与所述引导通道流体连通。
15.根据权利要求13或14所述的设备，还包括：
当在所述第一腔中提供在通风阀唯一正压力临界值之上的正压力时所述第一通风阀打开。
16.根据权利要求14所述的设备，还包括：
当在所述第一腔中提供在出口阀正压力临界值之上的正压力时所述第一出口阀打开。
17.根据权利要求13或14所述的设备，还包括：
另一引导通道，其经由另一单向阀连接所述第一腔与所述第二腔，所述另一单向阀和与所述单向阀的相对应的路径对置的路径关联。
18.根据权利要求17所述的设备，还包括：
另一通风阀和另一出口阀，其在所述第二腔的所述远端区域处与另一引导通道流体连通。
19.根据权利要求18所述的设备，还包括：
当在所述第二腔中提供在通风阀唯一正压力临界值之上的正压力时所述另一通风阀打开，并且当在所述第二腔中提供在出口阀正压力临界值之上的正压力时所述另一出口阀打开。
20.一种包括根据权利要求13至19中的任一项所述的设备的柔性管。
21.根据权利要求20所述的柔性管，其中，所述第一腔和所述第二腔各包括相对应的伸长中空部件，其作为所述柔性管的铠装线圈盘绕。
22.根据权利要求21所述的柔性管，其中，各个铠装线圈是所述柔性管的抗拉铠装线圈。
23.根据权利要求20至22中的任一项所述的柔性管，还包括：
各个引导通道、单向阀、通风阀以及出口阀在所述柔性管的远端处提供在端部接头上。
24.根据权利要求20至22中的任一项所述的柔性管，还包括：
各个控制阀在所述柔性管的近端处提供在端部接头上。
25.根据权利要求20至22中的任一项所述的柔性管，其中，所述柔性管是立管或跨接线或流线。
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