CN105378213A - 管部件及制造方法 - Google Patents

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CN105378213A CN201480030863.1A CN201480030863A CN105378213A CN 105378213 A CN105378213 A CN 105378213A CN 201480030863 A CN201480030863 A CN 201480030863A CN 105378213 A CN105378213 A CN 105378213A
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袁家北
谭志敏
侯玉成
张艳秋
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Abstract

一种连接器组件，所述连接器组件包括：本体部分(824)，所述本体部分位于挠性管上并且布置成可连接至一个或多个浮力补偿元件(800)或与一个或多个浮力补偿元件(800)整体地形成；以及一个或多个突出部(826)，所述一个或多个突出部从所述本体部分(824)延伸并且布置成在使用中减少或中断所述挠性管周围的水中的涡激振动。

Description

管部件及制造方法
技术领域
本发明涉及用于挠性管的部件及制造部件的方法。具体地但不唯一地，本发明涉及可联接至柔性管并且连接至浮力补偿元件或连接在两个浮力补偿元件之间的部件。
背景技术
传统地，利用挠性管将诸如油和/或气体和/或水的生产流体从一个位置输送到另一个位置。挠性管在将海下位置(可以是大约1000米或更深的深水或大约250米到1000米的浅水)连接至海平面位置方面特别有用。管可具有典型地多达大约0.6米的内径。挠性管通常形成为挠性管本体和一个或多个端部配件的组件。管本体典型地形成为分层材料的组合，分层材料形成含压导管。管结构允许大挠度，而不会产生损害管在其寿命期间的功能性的弯曲应力。管本体通常包括金属层和聚合物层。
在许多已知的挠性管设计中，管本体包括一个或多个抗拉铠装层。该层上的主载荷为拉力。在高压应用中，例如在深水环境和超深水环境(深水被认为小于3,500英尺(1,005.84米)并且超深水被认为大于3,500英尺)中，抗拉铠装层经受来自内部压力端盖载荷和挠性管的自支撑重量的组合的高拉伸载荷。因为长时期地经受这种状况，所以这能够导致挠性管的失效。
过去尝试以某种方式缓和上述的问题的一种技术是在沿立管的长度的预定位置处添加浮力工具。浮力工具提供向上的升力以抵消立管的重量，从而沿其长度在多个点处有效地带走立管的一部分重量。浮力工具的实施例与诸如中水拱形结构的一些其它的构型相比牵涉相对较低的安装成本并且还使安装时间能够相对更快。
使用浮力工具以支撑立管的已知的立管构型的示例为例如在W02007/125276中公开并在图1中示出的阶梯式立管构型100，其中，浮力工具101被设置在沿挠性管103的离散位置处。替代性地，浮力工具能够被成组地(即，2个或多个浮力工具)设置在沿挠性管的离散位置处。立管适合于将例如油和/或气体和/或水的生产流体从海下位置输送到诸如平台或浮标或船的漂浮设施105。使用浮力工具的已知的立管构型的另一示例为图2中示出懒波(lazywave)构型200，其中，浮力工具201被设置在沿挠性管203的点(位置)处以便在立管中设置“拱曲(hogbend)”。懒波构型通常优选用于浅水应用。在这种应用中，通常由于船舶或平台运动、涌流和海洋状态而在挠性管中产生大的动态运动。这些能够导致管本体的层中的大的应力变化并且因此累积疲劳损坏。这能够通过浮力的存在而加剧，浮力增大了涌流作用的挠性管构型的附带的横截面。
W02007/125276公开了一种挠性管，该挠性管在沿立管组件的一个或多个点处包括刚性浮力支撑件。刚性浮力支撑件提供刚性表面以将浮力工具固定至挠性管，从而避免由于随浮力工具被附接而施加的压缩载荷引起的挠性管的挤压。
其它的立管构型可要求将压载配重添加至挠性管以减小管道在一个或多个位置处的浮力以适合具体的海洋环境或生产流体提取装备。
挠性管具体地在使用在立管构型中时经受的问题是流经管的水导致涡旋脱落(vortexshedding)。涡旋在管的下游侧上产生，涡旋从交替的侧脱落并且能够引起压力变化并导致管的过度运动。现有技术中已经创造术语涡激振动(vortexinducedvibration，VIV)来描述导致这种问题的现象。
如果足够强烈并且足够地均匀或一致，则涌流能够导致涡旋脱落，涡旋脱落能够激起管线的固有共振/振荡频率。随着一些运动和能量从振动管传送给管线，传送给管线的动能能够在这些情况下足够大以导致管的疲劳失效和对包围或连接结构的破坏。
立管的浮力部段能够受到这些涡旋脱落力。对于可具有圆柱形形状、在水下使用中的浮力工具而言，绕浮力工具经过的水流能够形成边界层。作为结果的涡旋改变沿浮力工具的表面的压力分布并且合力可导致浮力工具横向地移动。如果VIV的频率接近包括浮力工具的管线在其安装构型中的共振频率，立管将经受较大的振荡运动并且这可导致立管系统的失效。
如本文所使用的，术语“浮力补偿元件”被使用以包含用于增大浮力的浮力工具和用于减小浮力的压载配重。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于在挠性管上连接在浮力补偿元件之间的连接器组件，所述连接器组件包括：
本体部分，所述本体部分位于挠性管上并且布置成可连接至一个或多个浮力补偿元件或与一个或多个浮力补偿元件整体地形成，以及
一个或多个突出部，所述一个或多个突出部从所述本体部分延伸并且布置成在使用中减少或中断挠性管周围的水中的涡激振动。
根据本发明的第二方面，提供了一种立管组件，所述立管组件包括挠性管、如第一方面中描述的连接器组件和连接至连接器组件或与连接器组件成整体的浮力补偿元件。
根据本发明的第三方面，提供了一种制造用于在挠性管上连接在浮力补偿元件之间的连接器组件的方法，所述方法包括：
设置位于挠性管上的本体部分，所述本体部分布置成可连接至一个或多个浮力补偿元件或与一个或多个浮力补偿元件整体地形成，以及
形成从本体部分延伸的一个或多个突出部，所述一个或多个突出部布置成在使用中减少或中断挠性管周围的水中的涡激振动。
本发明的某些实施例提供了以下优点：与已知的构型相比，由VIV施加在挠性管或立管装置上的力可以被减小。某些实施例提供了以下优点：可在挠性管或立管组件的浮力部段处抑制涡激振动。
本发明的某些实施例使连接器组件、挠性管和/或立管组件能够以有成本效益的方式被生产和安装。
本发明的某些实施例提供了以下优点：可以延长挠性管或立管的寿命。
附图说明
下文参考附图来进一步描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出了已知的立管构型；
图2示出了另一个已知的立管构型；
图3示出了挠性管本体；
图4示出了立管构型；
图5示出了处于打开构型的浮力工具；
图6示出了处于封闭构型的浮力工具；
图7示出了挠性管上具有浮力工具的浮力装置；
图8示出了处于打开构型的浮力工具和连接器；
图9示出了处于封闭构型的浮力工具和连接器；
图10示出了连接至挠性管的浮力工具装置；
图11示出了连接至挠性管的浮力工具装置；
图12示出了连接至挠性管的浮力工具装置；
图13示出了连接器的平面视图；
图14示出了连接至挠性管的浮力工具装置；
图15示出了图13的连接器的横截面视图；以及
图16至图18示出了不同的连接器的其它的平面图。
在附图中，相同的附图标记指的是相同的部件。
具体实施方式
本说明书自始至终提及挠性管。应理解，挠性管为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在一个或多个端部配件中的每个中终止。图3示出了管本体300如何根据本发明的实施例由形成含压导管的分层材料的组合形成。尽管图3中示出了一些具体的层，但是应理解，本发明广泛地适用于包括由多种可能的材料制造的两个或多个层的同轴管本体结构。应进一步注意，仅由于示意性的目标而示出了层厚度。
如图3所示，管本体包括可选的骨架层301。骨架提供了互锁构造，互锁构造能够被用作最内层以完全地或部分地防止由于管降压、外部压力和拉伸铠装压力以及机械断裂载荷引起的内部压力护套302的破裂。应明白，本发明的某些实施例适用于“滑镗孔”操作(即，不具有骨架)以及这种“粗镗孔”应用(具有骨架)。
内部压力护套302充当流体保持层并且包括确保内部流体完整性的聚合物层。应理解，该层本身可包括一些子层。应明白，当可选的骨架层被利用时，内部压力护套通常被本领域技术人员称为阻挡层。在没有这种骨架的操作(所谓的滑镗孔操作)中，内部压力护套可以被称为衬垫。
可选的压力铠装层303为具有接近90°的铺设角度的结构层，该结构层增加了挠性管对内部压力和外部压力以及机械断裂载荷的耐抗性。该层还在结构上支撑内部压力护套并且典型地由互锁构造构成。
挠性管本体还包括可选的第一拉伸铠装层305和可选的第二拉伸铠装层306。每个拉伸铠装层为具有典型地10°和55°之间的铺设角度的结构层。每个层被使用以承受拉伸载荷和内部压力。拉伸铠装层通常成对地反向缠绕。
所示的挠性管本体还包括可选的带层304，可选的带层304帮助包括下层并且在一定程度上防止相邻的层之间的磨损。
所示的挠性管本体典型地还包括可选的绝缘层307和外部护套308，外部护套308包括聚合物层，聚合物层被使用以保护管抵抗海水和其它外部环境的渗透、腐蚀、磨损和机械损伤。
每个挠性管可包括至少一个部分，所述至少一个部分有时与位于挠性管的至少一个端部处的端部配件一起被称为管本体300的节段或部段。端部配件提供了在挠性管本体和连接器之间形成过渡的机械器件。例如图3中示出的不同的管层按照以下的方式在端部配件中终止：以便将挠性管和连接器之间的载荷转移。
替代性地，挠性管本体的节段可通过例如在W02009/150443中描述的其它类型的中线连接件被接合至管本体的另一节段。中线连接件被认为是使用中介于船舶或平台和海床之间的挠性管本体节段之间的任意连接。
图4示出了立管组件400，立管组件400适合于将诸如油和/或气体和/或水的生产流体从海下位置401输送至漂浮设施402。例如，在图4中，海下位置401包括海下流线。海下流线405包括完全地或部分地靠在海床404上或埋入海床下方并且使用在静态应用中的挠性管。漂浮设施可由平台和/或浮标提供或如图4所示为船。立管组件400被设置为挠性立管，即，将船连接至海床装置的挠性管403。挠性管可以位于具有如上讨论的连接端部配件的挠性管本体的节段中。
应明白，如本领域技术人员所周知的，存在不同类型的立管。本发明的实施例可与任何类型的立管一起使用，例如，自由悬浮的立管(自由、悬状的立管)、某种程度上受约束的立管(浮标、链条)、完全约束的立管或封在管道(I管或J管)中的立管。图4还示出了挠性管的部分如何能够被用作流线405或跳线406。例如，根据本发明的立管组件可布置成如图4所示或如图1或图2所示。
图5和图6示出了浮力补偿元件(浮力工具)500的示例。浮力工具500包括第一本体部分502和另一本体部分504。本体部分可相互连接以形成浮力工具。在所示的示例中，浮力工具分成两个大体上相同的本体部分。本体部分502、504被配置成可相互连接。本体部分可通过螺栓(未示出)来接合，以将所述部分固定至彼此。螺栓被插入尺寸适当的中空腔中并被拧紧。替代性地，应明白，许多其它形式的构型能够被使用以将本体部分连接，例如为条带或绕接合部分的其它绕组或例如粘合剂或焊件的形式。
每个本体部分的切去部分516(尺寸和形状)被配置成使得当本体部分被连接时，本体部分将包围挠性管。因为切去部分为半圆柱形，所以切去部分将形成圆柱形通道以容纳挠性管。
浮力工具500在该示例中包括护壳以遮盖本体部分的外表面。所述壳可由钢、复合材料或将给予浮力工具免于海水侵蚀的保护等级的任何其它材料形成。本体部分的内部部分在该示例中是复合泡沫塑料(syntacticfoam)。本体部分还沿半圆柱形的切去部分(在该示例中由钢制成)具有放射状的内层。该放射状的内层被设置以在复合泡沫塑料本体和挠性管之间形成耐摩擦界面。
浮力工具500还包括用于将浮力工具连接至其它部件的连接器522。在图5和图6中，连接器522呈从第一端面506和/或第二端面508突出的凸缘的形状，连接器能够被连接至例如另一浮力工具的凸缘或挠性管的一部分。连接器可以是任何适合的构型，连接器例如呈从第一端面506和/或第二端面508突出的凸缘的形状，连接器通过适当的零件(未示出，但是例如螺栓或现有技术中已知的紧固连接器单元)将凸缘连接至另一部件，所述另一部件可以是另一浮力元件或挠性管的一部分。
如图7的横截面所示，在阶梯式立管构型中，例如可以使用包括附接至挠性管的一些连接的浮力工具的浮力部段。每个浮力元件500经由连接器5221-n被连接至一个或多个相邻的浮力元件。第一浮力工具经由中线连接件被固定至挠性管，并且其它的浮力工具依次被固定至第一浮力工具。这样，来自后添加的浮力工具的任何力通过早添加的浮力工具传递给中线连接件。
例如，连接器5221被布置成与挠性管700的中线连接件525连接。在此，中线连接件为接合在背对背构型中的一对端部配件。连接器5221牢固地夹合在中线连接件上以在两个部件之间形成牢固接合。形成连接件的零件可以是任何种类的机械配件(螺钉型、凸型/凹型等)、螺栓或其它零件。因为浮力工具500被夹紧到为刚性结构的中线连接件上，所以不会对挠性管本体施加过度的断裂载荷。连接器5222可以按照背对背构型的方式抵靠另一连接器5223定位并且连接器例如通过螺栓固定到一起。
还可在形成的组件内使用对中器以便保持浮力工具抵靠管的相对位置。对中器在现有技术中已知并且可以沿管被定位在预定间隔处。
图8和图9示出了包括根据本发明的实施例的浮力工具部分801和连接器8221,2的浮力工具装置800。装置800与图5和图6中示出的浮力工具500类似。然而，浮力工具的第一端部806和另一端部808处的连接器8221,2与图5和图6中示出的那些相比被改型。连接器822包括本体部分824和突出部826，突出部826在这种情况下为从本体部分824延伸的边条。连接器822通过在制造过程期间焊接被连接至浮力工具的端面806/808。
边条826为从本体部分824大体上径向地延伸并绕本体部分从本体部分的第一端部到另一端部螺旋形地缠绕的单个突出部或凸起。在该实施例中，尽管突出部能够延伸任何几何学上允许的距离，例如，2厘米、5厘米、10厘米、20厘米，但是突出部从本体部分沿径向方向向外延伸大约1厘米。替代性地，可设置绕本体部分螺旋形地缠绕的多个边条。在此，边条具有大约半圆形、通常圆形的横截面。边条与管的纵向轴线的螺旋角将被选择成提供最大利益并且可以为10度、或30度、或45度、或60度、或80度。
每个连接器822还在连接器的距浮力工具部分801很远的端部处包括凸缘8281,2。凸缘828为接合元件，使得凸缘可以通过螺栓或其它固定机构(例如，夹具)与相邻的浮力工具装置的另一凸缘配合。按照这种方式，两个或多个浮力工具可以连续地连接在同轴构型中，从而包围挠性管(如图10所示)。图10为一般的透视图，尽管出于示意目的，但是示出了挠性管的全长。根据图7，第一浮力工具装置的第一连接器被布置成与挠性管的中线连接件连接。第一连接器夹合在中线连接件上。于是另一浮力工具装置的另一连接器可以按照背对背构型抵靠第一连接器定位，并且连接器例如通过螺栓来固定到一起。其它的浮力工具装置可以根据需要以类似的方式添加。
在该实施例中，浮力工具部分801(不包括连接器)具有大约1.5米的长度和0.75米的直径，并且每个连接器822具有大约0.25米的长度和大约0.4米的直径(具有拥有大约0.6米的直径的凸缘)。当然，这些尺寸可以变化以适合使用的特定环境、挠性管的长度等。替代性地，边条可以被施加至将两个连接器元件822n和822n+1连接的夹具，夹具本身具有与浮力工具部分801相同的外径，并且使得边条突出到浮力工具部分801的外径以外。
连接器822在这种情况下完全由金属、碳钢形成。当然，其它的材料可以被使用以形成连接器，例如，不锈钢、其它金属、复合材料、聚合物、它们的混合物等。凸缘可以由与本体部分不同的另一种材料形成。
图11示出了本发明的另一实施例，其中，浮力工具11021-n被附接至挠性管1104。在该实施例中，连接器11061-n作为单独的元件被提供给浮力工具11021-n并且随管从例如漂浮平台或船放入水中被添加至挠性管1104。连接器与浮力工具交替，例如，添加第一浮力工具、然后添加连接器、然后添加浮力工具等。图11为一般的透视图，尽管出于示意目的，但是示出了挠性管的全长。
连接器11061-n在该实施例中各自为离散元件。因此，在两个浮力工具之间设置了单个连接器，而不是各自与一起配合的相应的浮力工具有关的两个连接器(如上文参考图9和图10描述的)。
连接器1106在该实施例中由本体部分1108形成。本体部分1108本身由可移动以便夹紧在挠性管的一部分上的两个铰接的和/或螺栓连接的部分形成。在其它的实施例中，连接器可以形成为单件或在可连接至彼此以形成连接器的3个或多个部分中形成(与图8中示出的连接器类似)。连接器1106包括本体部分1108和从本体部分1108延伸的突出部(边条)1110。连接器在这种情况下由聚氨酯形成。
本体部分1108(在其使用中的位置)为中空的、大致圆柱形的管状，本体部分具有使连接器能够夹紧在挠性管的一部分上(例如，与挠性管的一部分同轴)的尺寸。在此，每个连接器1106具有大约0.3米的长度和大约0.5米的直径。当然，这些尺寸可以变化以适合使用的特定环境、挠性管的长度等。
本体部分被配置成可与相邻的浮力工具连接。尽管附图中未示出，但是本体部分被配置成具有接合零件(接合元件)，例如，任何种类的机械配件(螺钉型、凹型/凸型等)、螺栓或其它零件。接合零件使连接器能够被连接至相邻的浮力工具。浮力工具可以因此被配置成以便与连接器配合。例如，连接器和浮力工具可各自分别具有突出部和/或腔以与相应的突出部/腔配合。
在这种情况下，连接器被配置成夹紧到挠性管上，而相邻的浮力工具被连接至连接器(因此不被连接至挠性管本身)。当然，在其它的实施例中，浮力工具可夹紧到挠性管上，并且连接器可不夹紧但是可相对于管具有运动的自由度。其它的组合也是可能的以将浮力工具和连接器适当地布置在挠性管上。
边条1110在连接器1106上形成方螺纹表面。边条为从本体部分大体上径向地延伸并绕本体部分从本体部分的第一端部到另一端部螺旋形地缠绕的突出部。在该实施例中，尽管突出部可以延伸确定以提供最大利益效果的任何适合的、几何学上允许的距离，但是突出部沿径向方向从本体部分延伸大约2厘米。
图12示出了本发明的与图11类似的示例。然而，边条具有通常为三角形的横截面。另外，边条缠绕的螺距与上文参考图11描述的相比相对较小，其中，缠绕的下部分接触相邻的缠绕的上部分。因此，边条覆盖本体部分的整个表面。
在以上示例的每个中，边条被设置以使用中减少或中断由挠性管周围的水中的振动激起的涡旋。因为海洋中的管趋于导致在管的下游侧上产生涡旋，所以突出部被设置以便驱散或减少那些涡旋。按照这种方式，涡旋很少会与挠性管的固有谐波共振频率相配，并且因此可防止或减少VIV。
应明白，连接器的多种尺寸和其它的参数以及立管构型可以根据环境和特定使用、海洋气象数据和立管的其它部分的相对尺寸(管长度、宽度、重量、浮力工具的尺寸等)来优化。适当的连接器参数可以通过软件模拟或计算流体动力学(computationalfluiddynamics，CFD)软件(例如，Shear7或VIVA)、比例模型试验或通过反复试验来确定。例如，可设计阶梯式立管构型(包括立管长度、浮力工具尺寸、浮力工具的位置和净浮力)。构型然后受到极限强度和相对于海洋气象数据的干扰分析。然后分析系统的VIV响应(模数、VIV运动幅度等)。然后，多种尺寸的连接器可在分析中被试验以寻找抑制VIV振动的方案。
浮力元件的长度和浮力元件之间的空间可被优化以便减少VIV。这可包括优化这些尺寸的比率。
图13、图14和图15示出了本发明的另一实施例。连接器1302被设置成具有本体部分1304和连接至本体部分并从本体部分延伸的鳍板元件1306。鳍板部分为另一种类型的突出部，鳍板部分起到在使用中减少或中断挠性管周围的水中的涡激振动的作用。
如图15的横截面视图所示，本体部分1304的形状被设置成以便靠在相邻的浮力工具13081,2的相应的颈部部分上。颈部部分和本体部分以使本体部分沿挠性管1310的纵向轴线具有运动自由度的程度互锁。本体部分的径向内表面靠在颈部部分的径向外表面上。本体部分可相对于浮力工具的颈部部分旋转。因此，本体部分1304和连接器1302可关于轴线A绕挠性管1310自由旋转(图14)。
如图13的平面视图所示，连接器1302具有本质上为平面件的四个鳍板元件1306，鳍板元件1306以大约相等的间隔从本体部分1304向外延伸。在此，鳍板元件延伸的距离大于相邻的浮力工具1308的外表面。
在此，鳍板元件使连接器的长度延伸，以便影响流体沿连接器的长度的流动。
鳍板元件1306被布置成使得至少一个鳍板元件将位于绕挠性管流动的水的路径中并且充当轮叶。随着鳍板元件被水推动，整个连接器将绕挠性管1310旋转(如图13和图14中的箭头所示)。鳍板部分将破坏该区域中的水的流体流动。
在该示例中，连接器由不锈钢形成并且长度为1米并在本体部分处的直径为0.8米，其中，每个鳍板元件近似为矩形(长度1米、宽度0.75米、深度0.1米)。
图14的装置可通过例如夹紧到管的一个或多个浮力工具或端部连接器或夹紧到中线连接器的浮力工具被附接至挠性管。
图16、图17和图18示出了具有不同数量的鳍板元件和不同的鳍板元件尺寸的连接器的替代性装置。图16示出了与图13中所示的连接器类似的连接器，但是具有两个鳍板元件。图17和图18示出了与图13和图16中的那些类似的连接器，但是在平面视图中具有非平面的弯曲的横截面。所述的所有连接器都是具有布置成捕捉挠性管的区域中的流体流动并影响该区域附近的流体流动的鳍板元件的连接器的示例。
再次，具有作为突出部的鳍板元件的连接器被设置成在使用中减少或中断挠性管周围的水中的涡激振动。突出部被设置成以便破坏或减少管周围产生的涡旋。按照这种方式，涡旋很少会与挠性管的固有谐波共振频率相配，并且因此可防止或减少VIV。
在以上的实施例中的任一个中，连接器可被使用以控制浮力元件之间的纵向位移，从而帮助影响流体流动和减少挠性管中的VIV。
技术人员应明白，管周围流动的流体将具有与管壁相邻的流体的受到剪切力的一部分，从而导致具有在不同速度下流动的流体的更加湍急的流动(涡旋)。流体的通常远离管的另一部分将相对不受来自管壁的力的影响。受剪切力影响的区域和不受剪切力影响的区域之间的边界被称为边界层。
突出部被布置成破坏流经挠性管的流体的边界层。突出部起到有效地驱散涡旋结构的作用，而本身不会导致大的湍流。
可对上述的详细设计做出多种改型。例如，尽管上述的连接器822在制造期间被连接至浮力工具，但是连接器可替代性地与浮力工具整体地形成，例如由与浮力工具本体的一部分相同的材料形成。
虽然上述的浮力补偿元件包括复合泡沫塑料，但是浮力提供材料可以反而是空气、气体或气体材料或材料的组合，以给出适合的正浮力。替代性地，材料可以是适合的压载配重，例如沙、粗砂或金属或合金，例如颗粒形式或气体适合形状的铅或钢。例如仅是所描述的气体材料。应理解，虽然上述的浮力补偿元件中的一些由一个或两个本体部分形成，但是它们可以由三个或多个本体部分形成。
如上所述，两个或多个浮力补偿元件能够通过相应的连接器部分被接合到一起以形成浮力补偿元件的同轴构型。虽然附图中已经示出了四个浮力补偿元件，但是可以使用任何数量的浮力补偿元件。
虽然本发明的一些示例通过本体部分的每个端部处的连接器被描述，但是应明白，浮力补偿元件可仅具有配置成与相邻的浮力补偿元件的本体的相应部分配合的一个连接器。
尽管上述的边条为绕连接器的本体部分连续地延伸的单螺旋形缠绕边条，但是边条可以为间断的，例如不连接但形成螺旋的通常形状的多个突出部(具有任何长度)。
边条的螺旋缠绕的螺距可以变化以适合特定使用。
尽管上述的边条具有通常为圆形的横截面，但是突出部的横截面可以采用多种形式，例如方向或矩形或三角形、另一多边形形状、凸面突出部(任何向外突出的形状)、梯形、半圆形或不均匀的形状。
上述的具有鳍板元件的连接器可具有任何数量的鳍板元件，例如1个或3个或5个或6个或更多个。连接器和鳍板元件可具有不同的尺寸、不同的形状和不同的布置。例如，鳍板元件可具有扭曲表面以便捕捉沿不只一个方向的水流。例如，连接器可具有大约0.1米和3米之间的长度。
鳍板元件可能不沿连接器的整个长度延伸，而是仅沿连接器的一部分长度延伸。
连接器可直接地连接至挠性管或可不直接地连接至挠性管。在后者的情况下，连接器可连接至相邻的浮力元件。连接器可绕挠性管自由地旋转或可绕挠性管部分地旋转或根本不可旋转。
边条或鳍板元件不作为用于中断挠性管周围的涡旋的突出部，突出部可以是其它的构造，例如，分流板、拖尾条带、整流罩(hairfairing)或执行相同的功能的形状的式样。
适宜地，连接器的长度大约为每个浮力元件的长度的1/4或1/2或与每个浮力元件的长度相同的长度。
通过上述的装置，已经发现：连接器的外表面上的突出部的制备与已知的设计相比起到减少剪切层振荡和管本体周围流动的流体的涡旋的作用。这样，总速度和压力振荡在与已知的设计相比的位置中在幅度和导致改进的流体流动和高频振动的低风险的严重性方面被减小，高频振动导致管部件或设备的疲劳失效的风险。
因此，上述的本发明应当有助于防止有害的立管振鸣，这将进而改进疲劳寿命并且增加挠性管的寿命。
浮力补偿元件和有关的连接器将在陆上制造和陆上安装方面成本更低。
本发明针对挠性管的通常竖直的截面位于水下(例如，深水或超深水应用)的立管构型具有特定使用。本发明可使挠性管随涌流和/或波浪的运动能够被减少并且使管的总位置能够相对于顶部悬挂点(例如，管从船舶悬挂的点)和海床被控制。本发明还可防止挠性管的过度弯曲。
本发明在减小立管拉力方面特别有用并且导致针对拉伸铠装层的需求的其它利益。
通过连接器或包括分成两个或多个主体部分的连接器的浮力装置，连接器能够例如在挠性管降低到海洋中以前在安装时容易地改装到挠性管上。
浮力装置可以应用于例如1000米或2000米或甚至3000米的水深处以供使用。每个浮力装置的净浮力可以例如为10公吨(10,000千克)。当使用浮力装置的同轴构型时，净浮力可以例如为100公吨。
本领域技术人员很清楚，关于上述的是实施例中的任何一个所述描述的构造能够可交换地应用在不同的实施例之间。上述的实施例为示出本发明的多种特征的示例。
贯穿说明书和本说明书的权利要求，词语“包括(comprise)”和“包括(contain)”和它们的变型意味着“包括但不限于”，但是它们并不意在(并且不)排除其它的部分、添加物、部件、整体或步骤。贯穿说明书和本说明书的权利要求，除非文中另有规定，单数包含复数。具体地，除非文中另有规定，在使用不定冠词的情况下，说明书应被理解为考虑复数以及单数。
除非与其不相容，结合本发明的特定方面、实施例或示例描述的特征、整体、特性、混合物、化学部分或组应被理解为适用于本文所描述的任何其它的方面、实施例或示例。除了这种特征和/或步骤中的至少一些互相排斥的情况下的组合以外，本说明书中公开的所有特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)和/或因此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合结合。本发明并不限于任何前述的实施例的细节。本发明延伸至本说明书中公开的特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)的任何一个新颖特征或特征的任何新颖的组合或因此公开的任何方法或过程的步骤的任何一个新颖步骤或步骤的任何新颖的组合。
读者的注意力指向与本说明书一起提交或在本说明书之前提交的与本说明书相关的、且与本说明书一起供公众查阅的所有论文和文献，并且所有这些论文和文献的内容通过引用的方式并入本文。

Claims (20)

1.一种用于在挠性管上连接在浮力补偿元件之间的连接器组件，包括：
本体部分，所述本体部分位于挠性管上并且布置成可连接至一个或多个浮力补偿元件或与一个或多个浮力补偿元件整体地形成，以及
一个或多个突出部，所述一个或多个突出部从所述本体部分延伸并且布置成在使用中减少或中断所述挠性管周围的水中的涡激振动。
2.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述连接器组件具有预定以减少或中断涡激振动的长度。
3.根据权利要求1或2所述的连接器组件，所述本体部分还包括配置成可连接至浮力补偿元件的接合元件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中，所述一个或多个突出部包括从所述本体部分螺旋形地突出的一个或多个边条。
5.根据权利要求4所述的连接器组件，其中，所述一个或多个边条为连续的或间断的。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器组件，其中，所述本体部分为大致圆柱形的，并且其中，所述一个或多个突出部包括从所述本体部分向外并且在沿圆柱体的纵向轴线延伸的方向上突出的鳍板构件。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器组件，其中，所述一个或多个突出部包括分流板、拖尾条带、整流罩或形状的式样，所述形状包括多边形、条纹、Z字形、方形、菱形、矩形、三角形、圆形、椭圆形或它们的任意组合，或者所述一个或多个突出部包括由这些形状的式样的锯齿状腔产生的突出部。
8.根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中，所述连接器组件配置成直接连接至挠性管。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的连接器组件，其中，所述连接器组件配置成可连接至相邻的浮力补偿元件并且绕挠性管至少部分地可旋转。
10.根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中，所述连接器组件具有大约0.1米和3米之间的长度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中，所述突出部从所述本体部分延伸至少2厘米。
12.根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中，所述突出部从所述本体部分径向地延伸。
13.一种立管组件，包括挠性管、根据权利要求1至12中任一项所述的连接器组件和连接至所述连接器组件或与所述连接器组件成整体的浮力补偿元件。
14.根据权利要求12所述的立管组件，还包括另一浮力补偿元件，所述另一浮力补偿元件连接至所述连接器组件或与所述连接器组件成整体。
15.根据权利要求13或14所述的立管组件，其中，所述连接器组件和所述浮力补偿元件或每个浮力补偿元件各自具有相对于彼此预定以减少或中断涡激振动的长度。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的立管组件，其中，所述浮力补偿元件或每个浮力补偿元件配置成夹紧到所述挠性管上。
17.一种制造用于在挠性管上连接在浮力补偿元件之间的连接器组件的方法，包括：
设置位于挠性管上的本体部分，所述本体部分布置成可连接至一个或多个浮力补偿元件或与一个或多个浮力补偿元件整体地形成，以及
形成从所述本体部分延伸的一个或多个突出部，所述一个或多个突出部布置成在使用中减少或中断所述挠性管周围的水中的涡激振动。
18.一种大致如下文参照附图所述的连接器组件。
19.一种大致如下文参照附图所述的立管组件。
20.一种大致如下文参照附图所述的方法。
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