CN105492190B - 可卷绕本体、装置及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

公开了制造柔性导管本体(100)的方法和装置。该方法包括将至少一个复合本体卷绕在下面的导管层周围的步骤，该复合本体具有大致螺旋的固有形状。

Description

可卷绕本体、装置及其生产方法
本发明涉及用于制造柔性导管以及用于提供螺旋形复合本体的方法和装置。具体地，但是非排他地，本发明涉及使用本体的方法，该本体在固有状态中具有螺旋形状，其可围绕下面的层卷绕以形成柔性导管的防护层。
传统上，柔性导管用于将诸如油和/或气体和/或水的产出流体从一个位置运输到另一个位置。已发现柔性导管在将海底位置连接到海平面位置时是有用的。柔性导管通常形成为柔性导管本体和一个或多个端部接头的组件。导管本体常规地形成为分层材料的组合，该组合形成包含压力的管道。导管结构允许在使用中的大的偏转而不引起弯曲应力，弯曲应力在导管的寿命期间损害其功能。导管本体大体构建为包括管状金属和典型地彼此非粘着的聚合物层的组合结构。
这种非粘着柔性导管已用于深水(小于3300英尺(1005.84米))和超深水(大于3300英尺(1005.84米))开发。当然，柔性导管也可用于浅水应用(例如，小于大约500米深度)或甚至用于岸上(陆上)应用。
通常，常规非粘着柔性导管包括配置在下面的层周围的金属加强“线”(诸如热塑性衬垫)以承载箍和由柔性导管经受的轴向负载。典型地，可具有矩形截面或互锁截面的这些线由金属材料(诸如钢)形成，然而，已建议可使用复合结构。然而，复合结构表现为几乎完全是弹性地且在制造期间不能塑性变形，因此不能容易地制造出适合于构建非粘着柔性导管的形状。事实上，常规地，这种复合结构通常必须就地模制。
某些解决方案已通过将预先固结的薄带堆叠在一起以及将它们结合到“线”配置内而创造出这种结构。其然后作为复合线卷绕以形成柔性导管层。如通常的防护线卷绕的那样以常规技术执行卷绕。然而所有这些建议的解决方案都呈现出其自身的缺点。例如，生产速度是抑制因素，以及，仍然存在保留在防护层中的残余应力，其可最终导致导管失效。
本发明的目标是至少部分地缓和上述问题。
本发明的某些实施例的目标是提供拉挤成型工艺，其可用于制造具有固有螺旋形状的复合本体。
本发明的某些实施例的目标是提供可螺旋地卷绕在柔性导管中的复合线，该线可经由比常规技术更快的生产工艺制造。
本发明的某些实施例的目标是提供一种用于使用拉挤成型工艺提供螺旋复合本体的方法和装置，在拉挤成型工艺期间，拉挤成型工艺的参数是变化的，使得固化复合本体的最终产品提供成带有螺旋形状。
本发明的某些实施例的目标是提供柔性导管本体，其中，防护层中的一个或多个线或所有线通过具有固有螺旋形状的复合本体提供。
本发明的某些实施例的目标是使用螺旋形的复合本体用于制造一个或多个层的柔性导管的目的。
根据本发明的第一方面，提供一种制造柔性导管本体的方法，所述方法包括卷绕至少一个复合本体的步骤，该至少一个复合本体在下面的导管层周围具有大致螺旋的固有形状。
该方法还适宜地包括将多个螺旋复合本体同时卷绕在下面的层周围以提供防护层。
该方法还适宜地包括通过卷绕该多个螺旋复合本体来提供压力防护层或拉伸防护层。
该方法还适宜地包括卷绕螺旋复合本体，该螺旋复合本体在防护层形成时具有与防护层的相邻绕线互锁的截面轮廓。
该方法还适宜地包括卷绕螺旋复合本体，该螺旋复合本体沿着本体的长度具有足够的轴向刚度以将防护层中的相邻绕线之间的间隙维持得低于预定最大间隙距离。
该方法还适宜地包括卷绕中空复合本体。
该方法还适宜地包括卷绕具有至少部分地填充内部区域的气凝胶材料的至少一个中空复合本体。
根据本发明的第二方面，提供了一种提供螺旋复合本体的方法，其包括如下步骤：通过牵拉至少一个纤维元件穿过树脂池提供树脂浸渍纤维，且通过在线性模具中固化树脂浸渍纤维提供固化的复合本体；由此，通过确定与模具中的浸渍纤维相关联的至少一个参数以螺旋形状提供固化复合本体。
该方法还适宜地包括通过改变与固化浸渍纤维的步骤相关联的至少一个操作参数来确定所述至少一个参数。
该方法还适宜地包括通过使纤维元件上的牵拉力的作用位置从与模具关联的直通路径偏移来改变所述至少一个操作参数。
该方法还适宜地包括通过使牵拉固化复合本体的牵拉单元关于模具选择性地旋转来改变所述至少一个操作参数。
该方法还适宜地包括通过在模具的至少一个区域中选择变化的温度轮廓来改变所述至少一个操作参数。
该方法还适宜地包括在模具的至少一个区域中提供有差别的温度轮廓。
该方法还适宜地包括通过改变沿着浸渍纤维的长度和/或宽度的轴向和/或扭转刚度来确定所述至少一个参数。
该方法还适宜地包括提供带有浸渍纤维的至少一个横向纤维和/或横向织物。
该方法还适宜地包括在线过程。
该方法适宜地包括连续生产过程。
该方法适宜地包括拉挤成型方法。
该方法适宜地提供：固化复合本体是伸长本体，其具有沿着复合本体的长度的大致共同的截面。
根据本发明的第三方面，提供了用于提供螺旋复合本体的装置，其包括用于固化从树脂池提供的树脂浸渍纤维的线性模具；以及从线性模具牵拉固化复合本体的牵拉单元；其中，通过牵拉单元提供的牵拉力的作用位置从与模具关联的直通路径偏移，和/或牵拉单元和模具可关于彼此选择性地旋转，以提供具有固有螺旋形状的复合本体。
该牵拉单元适宜地是夹固和牵拉单元，其关于模具的出口孔口具有可选择的位置。
牵拉单元适宜地可围绕纵向牵拉单元轴线旋转。
模具适宜地包括至少两个间隔开的加热器元件以在模具中提供至少两个温度受控区。
装置还适宜地包括树脂池，该树脂池包括树脂源。
装置还适宜地包括在树脂池和模具之间的至少一个张力/引导板。
装置还适宜地包括至少一个线轴架元件，其包括单向或多向加强件。
装置还适宜地包括至少一个加强元件，其包括纤维垫或纤维粗纱或碳纤维或无纺面纱。
根据本发明的第四方面，提供了大致如前文参考附图描述的那样构造和配置的装置。
根据本发明的第五方面，提供了大致如前文参考附图描述的方法。
本发明的某些实施例可提供用于提供螺旋复合本体的方法和装置。通过在复合本体中产生螺旋形状，该本体可在下面的结构周围螺旋地卷绕，且只要绕线的节距大致匹配复合本体的固有状态的节距，则绕线和层中由多个这种绕线产生的应力和应变几乎完全或完全地消除。
本发明的某些实施例可提供用于经由拉挤成型工艺制造螺旋本体的方法和装置。因此，可用于形成柔性导管绕线的复合本体的制造速率相对于现有技术极大地提高。
本发明的某些实施例可用于形成非粘着柔性导管，其具有带有减小的比重的柔性导管本体。可引入单独的复合加强元件来替换等同的常规功能金属元件以形成完全或部分(混合式)复合非粘着柔性导管。
本发明的某些实施例可提供具有可根据用途按照需要选择的截面的螺旋复合本体的方法。例如，在制造期间在螺旋复合本体中可形成方框形截面或大致Z形截面或C形截面。
本发明的某些实施例可对另外的平面区段拉挤成型件以弯曲和扭曲方式模制，以在将本体应用到柔性导管(诸如拉伸或压力防护卷绕)时有助于使所应用的弯曲应变和所发生的扭曲尽可能小。这排除了对于这种目的使用直拉挤成型的缺点，直拉挤成型具有在加载为导管结构的部分之前在弯曲和扭曲情况下利用拉挤成型件的部分内在强度的缺点。相对于本发明所提供的解决方案，直拉挤成型的使用导致较低的效率且因此在较低的总体应用负载下失效。
现在将参考附图仅通过示例在下文中描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出柔性导管本体；
图2示出柔性导管的使用；
图3示出拉挤成型工艺的示意图；
图4示出线性模具中的两个加热区；
图5示出在复合本体中形成弯曲；
图6示出螺旋复合本体；
图7示出具有与图6中示出的节距不同的节距的螺旋复合本体；
图8示出螺旋复合本体；
图9示出具有非常紧凑的节距的螺旋复合本体；
图10示出中空复合本体的卷绕。
在附图中，类似的参考标号指的是类似的部分。
贯穿该描述，将参考柔性导管。可以理解，柔性导管是导管本体的部分和一个或多个端部接头的组件，在端部接头的每一个中，导管本体的相应端部终止。图1示出导管本体100的一部分(称为节段)如何从形成包含压力的管道的层状材料的组合形成。虽然在图1中示出若干特定的层，但是应当理解本发明宽泛地适用于包括从多种可能的材料制造的一个或多个层的同轴导管本体结构。例如，导管本体可由金属层、复合层或不同材料的组合形成。还应当注意到层厚度仅为了说明目的示出。
如图1中所示，导管本体包括可选的最内部的骨架层101。骨架提供可用作最内部的层的互锁构造以完全或部分地防止由于导管减压、外部压力和/或拉伸的防护件压力以及机械挤压负载而导致的内部压力护套102的破坏。骨架层通常是金属层，其例如由碳钢形成。骨架层还可由复合材料、聚合物或其他材料或材料的组合形成。可以理解，本发明的某些实施例适用于‘平滑孔’操作(即，没有骨架)以及这种‘粗糙孔’应用(带有骨架)。
内部压力护套102用作流体保持层且包括确保内部流体完整性的聚合物层。应当理解，这种层本身可包括一定数目的子层。可以理解，当利用可选的骨架层时，内部压力护套通常被本领域技术人员称为屏障层。在没有这种骨架的操作中，内部压力护套可称为衬垫。
可选的压力防护层103是带有具有接近90°的层角度的元件的结构层，其增大柔性导管对内部和外部压力以及机械挤压负载的抵抗力。该层还结构性地支撑内部压力护套，且典型地是利用接近90°的层角度卷绕的线的互锁构造。压力防护层通常是金属层，其例如由碳钢形成。压力防护层还可由复合材料、聚合物或其他材料或者材料的组合形成。
柔性导管本体还包括可选的第一拉伸防护层105和可选的第二拉伸防护层106。每个拉伸防护层用于承受拉伸负载和内部压力。拉伸防护层通常由多个金属线形成(用以赋予层强度)，该多个金属线定位在内部层上且以典型地在大约10°到55°之间的层角度沿着导管的长度螺旋地卷绕。拉伸防护层通常成对逆向卷绕。拉伸防护层通常是金属层，其例如由碳钢形成。拉伸防护层还可由复合材料、聚合物或其他材料或者材料的组合形成。
所示出的柔性导管本体还包括可选的带层104，其各自帮助包纳下面的层且可用作牺牲的磨损层以帮助防止相邻层之间的磨损。
柔性导管本体典型地还包括可选的绝缘层107和外部护套108，外部护套108包括聚合物层，其用于帮助保护导管免于海水渗透和其他外部环境、腐蚀、磨损和机械损害。
每个柔性导管因此包括导管本体100的至少一个部分或节段和定位在柔性导管的至少一端处的端部接头。端部接头提供形成柔性导管本体和连接器之间的过渡的机械器件。如例如在图1中示出的不同的导管层以在柔性导管和连接器之间转移负载这样的方式终止在端部接头中。
图2示出立管组件200，其适合于将诸如油和/或气体和/或水的产出流体从海底位置201运输到浮动设备202。例如，在图2中，海底位置201包括海底流动管线的端部。柔性流动管线205包括柔性导管，其完全或部分地停留在海床204上或埋入海床下方且在静止应用中使用。浮动设备可通过平台和/或浮体或如图2中图示的那样通过船只提供。立管组件200提供为柔性立管，也就是说，将船只连接到海床设施的柔性导管203。柔性导管可为单个节段的柔性导管本体或带有端对端连接的端部接头的多个节段的柔性导管本体。
可以理解，存在不同类型的立管，如本领域技术人员公知的那样。本发明的某些实施例可与任何类型的立管一起使用，诸如自由悬浮立管(自由、悬链式立管)、一定程度受约束的立管(浮体、链)或完全受约束的立管。本发明的某些其他实施例可用作流动管线或跨接器等。
图3帮助图示了连续的拉挤成型方法如何可用于生产连续长度的纤维强化本体。这种复合本体可然后用作柔性导管中的绕线或用于其他目的。图示的制造系统300包括六个纤维加强线轴架3100，1，2(示出三个)，其储存处于卷绕状态的加强纤维。当然也可利用其他数目的线轴架和线。这些加强纤维320从线轴架拉出，且通过支撑件325以期望的配置对准。额外的单向和/或多向加强件可以可选地在该位置处在纤维和任何额外加强件进入树脂池330之前组织。池330是保持许多处于液态形式的可固化树脂的容器。树脂适宜地来自环氧树脂、乙烯酯、聚酯或聚氨酯的族等。树脂池中的引导件335可选地用于帮助将加强纤维保持在对准和期望的定向。纤维粗纱从承坐在书架型机架中的中拉式卷装(package)分配。大辊中供应的纤维垫从简单的纺锤从外切线拉出。可选地粗纱可从纺锤切向地分配，那里需要消除最终产品中的粗纱扭曲。适宜地，其他加强件和铺面材料，诸如碳纤维和无纺面纱切向地分配。
包括加强纤维320和任何其他加强元件的纤维元件利用树脂池330中的树脂基质340浸渍。对准模块345包括张力和引导板以帮助正好在进入热模具350之前精确地形成浸渍加强。模具适宜地是加工成期望的零件的最终尺寸的钢模具。模具内的一个或多个区域内的温度轮廓由温度控制器355控制。这在图4中更详细地图示。
图3帮助说明牵拉单元360如何用来牵拉来自热模具的固化产品和强化纤维。在所示的示例中，牵拉单元360在离开模具的零件上施加牵拉力。这将来自线轴架的材料牵拉穿过树脂池和引导区域345进入且最终穿过热模具350到绕线工位370或切断工位(未示出)，其自动地将零件切割成期望的制造长度。
图3帮助说明了牵拉单元360可如何沿北-南和/或东-西方向偏移，以从模具350的出口端处的出口孔口385将拉挤成型件380牵拉。牵拉力的作用位置可因此关于由图3中标记为390的线所图示的直通路径偏移。牵拉单元可从沿北-南方向的这种直通路径偏移角度φ对准和/或沿东-西方向关于直通路径偏移角度θ对准。可以理解，牵拉单元可沿东西和北南定向的组合偏移。可以理解，绕线单元370可选地偏移对应量以匹配牵拉单元的偏移量。牵拉单元和绕线单元适宜地一起移动。图3示出许多可能的定向中的两个，其中，第一位置以实线示出，且另一个位置以虚线示出。
图4帮助说明模具350和直通路径390，直通路径390与固化强化纤维沿着与模具350关联的直接路径的移动相关联。第一温度产生元件400朝模具的第一端410定位在模具周围。另一个温度产生元件420朝模具410的另一个下游端430定位在模具周围。加热器可用于发热且其可为感应加热器或基于电阻的加热器等。控制器355可通过确定由每个加热元件400、420产生的热量选择性地且独立地控制模具内的第一区域A和另一个区域B中的温度。可以理解，一个、两个、三个或更多个加热元件可定位在模具周围或定位在模具内，以便可精确地调整和控制模具内期望的温度轮廓。适宜地在模具内的至少两个区(尽管可使用多于两个)可具有不同的温度设置且这些可连续地维持或连续地变化。适宜地，加热区在模具的整个外部圆周周围沿周向延伸。适宜地，加热元件定位在模具的恰好顶部和底部部分。这使得温度改变能够沿着模具的长度且在沿着长度的任何点处径向地越过模具是可选择的。沿着模具的长度的温度轮廓和在沿着其长度的任何点处越过模具的本体的温度轮廓可如期望的那样可选地设置。适宜地，加热元件围绕模具沿周向间隔开定位。在图4中图示的示例中，T1是贯穿区域A建立的温度，且温度T2是贯穿区域B建立的温度。可以理解，对于任何进来的树脂浸渍和强化元件，该区域中且实际上模具的上部和下部区域中产生的温度可选择以便生产离开出口孔口385的非直线挤压成型产品。本发明的某些实施例使用离开出口孔口385的拉挤成型件380，其具有通过在固化期间为树脂浸渍纤维提供偏移和扭曲而产生的固有螺旋形。可选地，偏移和扭曲通过关于模具350偏移和扭曲牵拉单元360而产生。这可通过旋转和移动模具或旋转和移动牵拉单元或两者的组合而实现。
图5A和图5B说明在固化拉挤成型件中扭转可如何产生为使得牵拉单元不需要从出口孔口偏移，或牵拉单元不需要如其将在固化拉挤成型件形成为带有大体直线形状时的那样从直通路径偏移。如图5A中所示，拉挤成型件380是大体伸长的本体，其具有与下表面510间隔开的上表面500。伸长本体与通过图5A中的箭头A图示的轴向方向以及通过图5中的箭头T所图示的横向轴线关联。如图5A中所示，单向线320在拉挤成型件的本体的中部内间隔开，且其沿着拉挤成型件380的长度沿纵向延伸。拉挤成型件的区域中的纤维的密度可为恒定的或非恒定的。图5A中图示的拉挤成型件380包括横向加强的上部层530。也就是说，沿横向方向延伸的材料形成为应用到拉挤成型件的核心区域的上表面540。横向加强件550的下部层550应用到拉挤成型件的核心区域的下表面560。上部加强层530和下部加强层550的至少一个参数(诸如厚度或材料组成)可以是不同的。在这种意义上，上部加强层和下部加强层是应用在拉挤成型件本体的核心的表面上的不对称横向加强层。例如，不对称层的厚度可以是不同的。因为与加强层关联的参数方面的不对称性质，相比沿横向方向的单向层，不对称横向层将沿横向方向收缩得较少，因为其是由纤维支配的。这在固化拉挤成型件中产生扭转。扭转效应通过图5B中的箭头R图示。因此通过选择拉挤成型件上的加强件的材料和/或厚度和/或对准或者通过选择拉挤成型件的上表面或下表面如何在模具中处理(或这些的组合)，可能在固化拉挤成型件中产生自然的卷曲倾向。这种卷曲连同通过旋转牵拉单元和/或模具所引起的扭转运动可用于在最终产成的拉挤成型件中产生固有螺旋结构。卷曲运动可用于提高通过关于模具偏移牵拉单元所产生的卷曲，或者可作为备选使用，以便牵拉单元不需要从通过模具的直通路径偏移。因此，引起线性弯曲可与扭转的扭曲组合以形成螺旋。
添加横向纤维和/或表面棉麻织物到拉挤成型件具有至少两个积极的影响。首先，主要为单向的拉挤成型件沿横向方向强化，这有助于防止在材料完全固化或当材料存储在卷筒上之前形成的裂缝。进一步地，这种加强件的包含可用于在成品拉挤成型件中引起弯曲。
通过控制参数(诸如固化速率或固化材料或厚度或有差别的压力或有差别的温度或不同的材料组合)，带有恒定弯曲和恒定扭转的拉挤成型(即，其在没有外部负载的情况下形成螺旋形状)可根据本发明的某些方面提供。在制造期间改变参数当然可形成具有沿着其长度变化的节距和半径的拉挤成型件。这对于一些用途是有利的，而产生具有恒定节距和半径的拉挤成型件对于其他用途是有利的(例如，当用作柔性导管本体中的绕线时)。拉挤成型件适宜地具有平面区段。如图5中所示，拉挤成型件的截面适宜地是大体矩形的本体，其可选地具有由一种纤维类型的主要地单向纤维构造的圆化转角。不同的纤维类型可在拉挤成型件的截面的选定区域中选择性地使用以控制拉挤成型件的性能以及控制拉挤成型件中期望的固有形状的形成。如图5中所示，拉挤成型件可利用单向不对称分布的不同纤维或编织带或织物提供。适宜地，越过拉挤成型件的轮廓在T±ΔT的范围中应用有差别的温度，其中，T是用于所考虑的复合材料系统的特征固化温度，且ΔT是50℃。适宜地ΔT是60℃。适宜地ΔT是40℃。
越过纤维馈送的张力控制在每一千束大约0到200N左右的范围内。牵引偏移由轴向模具方向和输送路径之间的角度限定。适宜地牵引偏移在大约0到50°左右的范围中。适宜地牵引偏移在大约20-40°左右的范围中。适宜地牵引偏移在大约0-25°左右的范围中。较低角度的偏移帮助减少纤维损坏的风险。
旋转牵引偏移也是可被控制以创造具有固有螺旋形状的拉挤成型件380的参数。适宜地，旋转牵引偏移在0-180°的范围内。适宜地旋转牵引偏移在0-90°的范围内。适宜地旋转牵引偏移在0-45°的范围内。
每个参数单独的或协力的应用将提供在大约5m-1到0.1m-1左右的范围内的拉挤成型件曲率，以及与发生在0到1.5π弧度/米长度的范围内的扭曲组合的在2m-1到10m-1的范围内的扭转，但是不限于矩形平坦区段。
可以理解，所实现的曲率半径将根据拉挤成型件的几何形状以及模具中的拉挤成型件所应用和经受的有差别的张力、温度、牵引偏移和其他参数以及拉挤成型件的构造变化。适宜地，可以可选地利用不同的纤维类型，使得热膨胀系数在拉挤成型件固化时越过拉挤成型件不同。还可应用编织带或织物。每种途径都可用于影响产品沿期望方向弯曲的程度。适宜地，可提供具有2.4m-1的恒定曲率的4 mm x15 mm的矩形截面，即，带有3.6m-1的恒定扭转的0.42米的曲率半径。还可提供每米长度π弧度的扭曲。
图6示出螺旋拉挤成型件680。也就是说，图6帮助说明拉挤成型件在固有状态(也就是说，其中没有压力或作用力应用到拉挤成型件的状态)中如何倾向于采用自然的螺旋形状。根据本发明的某些实施例，可创造任何偏手性或手性的螺旋。适宜地，螺旋形状是具有恒定条带曲率和恒定扭转的圆形螺旋的形状。图7示出拉挤成型件780可如何形成为具有固有螺旋形，其相比图6中示出的节距具有较小的节距。螺旋的节距是一个完整的螺旋匝平行于与螺旋关联的轴线Z测量的宽度。可做出对节距pt和半径r的选择，使得用于特定最终用途的拉挤成型件的有效率尽可能大。
可以理解，因为图6中示出的长螺旋的节距相对长，所以这种类型的复合本体将非常适合于卷绕为柔性导管中的拉伸防护绕线。节距pt当然可在制造期间确定，以便精确地或至少大致匹配待制造的柔性导管本体中期望的节距。因此，当这种绕线卷绕为防护绕线时，其可在没有不适当的应力和应变(其可另外地减少绕线的强度)的情况下卷绕。
通过对比，图7中图示的弯曲拉挤成型件的节距pt要短得多。这种拉挤成型件可适宜地用作用于压力防护层的非互锁绕线。这种绕线可通过在WO2008/116560中描述的过程制造，该文献的公开内容通过参考并入本文。
图8示出具有短的长度的拉挤成型件880。图8中示出的拉挤成型件仅由三匝构成。虽然这种绕线在其应用到柔性导管中具有受限的用途，但是可以理解，本发明的某些实施例不限于与柔性导管一起使用。而是，本发明的某些实施例涉及用于制造具有固有螺旋形状的拉挤成型件的方法和装置。这种螺旋拉挤成型件可具有许多不同的用途，并且图8中示出的类型的短区段在某些环境中将特别有用。
图9示出另一个短长度的拉挤成型件980。图9中图示的拉挤成型件980由四匝形成。当然可以理解，本发明的某些实施例不受限于将拉挤成型件产生为具有全部数目的匝。相比图8中图示的拉挤成型件，图9中图示的拉挤成型件的匝具有小得多的节距。事实上，该形状使得相邻的匝几乎彼此邻接或者事实上邻接。然而可以理解，匝不互锁。这种拉挤成型件的绕线具有足够的弹性或轴向刚度以保持相邻绕线之间的间隙完全地闭合或几乎闭合。
图10示出本发明的某些实施例如何可用于形成不具有大体矩形截面的拉挤成型件1000。如图10中所示，其示出形成为具有小的节距的螺旋拉挤成型件的三个相邻匝。这种拉挤成型件的匝在截面中具有互锁结构，使得当固化复合本体离开制造模具时，创造出呈现几乎闭合的外表面的螺旋结构。例如，如图10中所示，第一匝1010具有径向最外部的表面1015和径向最内部的表面1020。该匝的截面的第一端1025具有鼻状突出1030，其从径向最外部的表面1015经由截面的凹入区域1035延伸到径向最内部的表面1020。匝的截面的剩余端1045同样具有鼻状突出1050，其从径向最内部的侧1020经由凹入区域1055朝径向最外部的侧1015延伸。复合本体是中空的，具有中心空间1060。适宜地，这种中心空间1060全部或至少部分地充满气凝胶材料或空气或其他这样的绝缘材料。具有其他物理性质的材料当然可用作填充材料。可以理解，拉挤成型件的截面使得一个匝的凸面部分互锁到相邻匝的凹入区域内。相邻匝之间(诸如匝1010和相邻匝1070之间)的间隙g可保持较小。间隙适宜地小于5 mm。间隙适宜地小于2 mm。提供具有这种互锁截面且包括如此靠近的匝的拉挤成型件对于形成某些类型的结构是有用的。例如，这种绕线可用作对于常规非粘着柔性导管骨架层和/或压力防护层的金属加强件的直接替换。
本发明的某些实施例因此利用了拉挤成型方法，其为适合于制造伸长平面区段轮廓的连续生产方法。该过程允许复合元件以弯曲螺旋形式连续制造，且这些复合元件可根据要求随后存储且然后使用或直接用于形成由不粘着到彼此(或机械互锁)的多个复合线材构成的层。
本发明的某些实施例利用大致单向的纤维和树脂的馈入来使弯曲拉挤成型件的拉伸强度尽可能大。
本发明的某些实施例利用本体，其具有螺旋固有形状以卷绕在下面的导管层周围。虽然可如何形成这种螺旋本体的一个示例已经在前文中关于图3和图4描述，但是可以理解，本发明的某些实施例宽泛地适用于当形成柔性导管本体时使用具有固有螺旋形状的螺旋本体作为绕线。例如，如上文中所述，WO2008/116560描述了伸长的塑料轮廓可如何产生为具有三维形状。本发明的某些实施例利用这种结构用于制造柔性导管本体。
除了大致单向的纤维外，本发明的某些实施例还可以可选地结合横向纤维和织物以帮助影响沿最终导管轴线的轴向和扭转方面的刚度。
如现有技术的公开中那样，在导管制造之前，中间步骤的复合材料注入和固化不是必需的。相反，注入和固化步骤作为制造过程的部分在线执行，且最终固化形状以可用于导管结构的状态离开该过程。这帮助避免在条状或盘绕形式的在后应用的预固化材料中的弯曲和应力以及因此导致的损坏。
本发明的某些实施例可用作用于另外的常规非粘着柔性导管的金属加强件的直接替换。这通过使用长螺旋作为拉伸防护绕线的直接替换实现，其中，多个线形成为连续地填充层。类似地，环箍加强层可由带有单个或多个起点的闭合螺旋形成，其中，轮廓截面可配置成互锁或配置成具有足够的弹性或轴向刚度(例如，通过添加横向加强件)，以保持绕线之间的间隙完全或至少部分地闭合。
这种方法可适宜地用于在柔性导管中形成压力防护层。
本发明的某些实施例使用弯曲拉挤成型技术，其可创造中空截面，以使第二面积矩尽可能大且提供高效的破坏抵抗层。中空区段可以可选地填充有低导热材料，诸如气凝胶或空气等，以提供高度绝缘的层。
贯穿该说明书的描述和权利要求，词语“包括”和“包含”和其变型意味着“包括但不限于”，且其不意图(并且不)排除其他部分、添加物、构件、整体或步骤。贯穿该说明书的描述和权利要求，单数包含复数，除非在上下文中另外要求。特别地，在使用不定冠词的地方，说明书应理解为考虑复数以及单数，除非在上下文中另外要求。
结合本发明的特定方面、实施例或示例描述的特征、整体、特性或群组应当理解为适用于本文中所述的任何其他方面、实施例或示例，除非与其不相容。在该说明书中公开的所有特征(包括任何伴随的权利要求、摘要和附图)，和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤，可以在任何组合下组合，但是其中至少一些特征和/或步骤相互排斥的组合除外。本发明不限于任何前述实施例的任何细节。本发明扩展到在该说明书(包括任何伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的一个或新颖的组合，或扩展到如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的一个或任何新颖的组合。
读者的注意力贯注到与该应用相关的与本说明书同时或在本说明书之前提交且与本申请文献一起公开接受公众审查的所有论文和文献，且所有这些论文和文献的内容通过参考并入本文中。

Claims (19)

1.一种提供螺旋复合本体的方法，所述方法包括如下步骤：
通过将至少一个纤维元件牵拉穿过树脂池提供树脂浸渍纤维；以及
通过在线性模具中固化所述树脂浸渍纤维提供固化复合本体；由此
在所述线性模具中，通过改变沿着所述浸渍纤维的长度和/或宽度的轴向和/或扭转刚度，以螺旋形状提供所述固化复合本体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：使所述纤维元件上的牵拉力的作用位置从与所述模具关联的直通路径偏移。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：使牵拉所述固化复合本体的牵拉单元关于所述模具选择性地旋转。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在所述模具的至少一个区域中选择变化的温度轮廓。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
在所述模具的至少一个区域中提供有差别的温度分布。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
为所述浸渍纤维提供至少一个横向纤维和/或横向织物。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括在线过程。
8.根据权利要求1到6中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括连续生产过程。
9.根据权利要求1到6中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括拉挤成型方法。
10.根据权利要求1到6中的任一项所述的方法，其特征在于，所述固化复合本体是伸长本体，其具有沿着所述复合本体的长度的大致共同的截面。
11.一种用于提供螺旋复合本体的装置，包括：
线性模具，其用于固化从树脂池提供的树脂浸渍纤维；以及
牵拉单元，其从所述线性模具牵拉固化的复合本体；其中，
在所述线性模具中的固化期间，改变沿着所述浸渍纤维的长度和/或宽度的轴向和/或扭转刚度，以提供具有固有螺旋形状的复合本体。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，由所述牵拉单元提供的牵拉力的作用位置从与模具关联的直通路径偏移，和/或所述牵拉单元和所述模具可关于彼此选择性地旋转。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
所述牵拉单元是夹固和牵拉单元，其关于所述模具的出口孔口具有可选择的位置。
14.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述牵拉单元可围绕纵向牵拉单元轴线旋转。
15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
所述模具包括至少两个间隔开的加热器元件以在所述模具中提供至少两个温度受控区。
16.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
包括树脂源的所述树脂池。
17.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
在所述树脂池和所述模具之间的至少一个张力/引导板。
18.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
包括单向或多向加强件的至少一个线轴架元件。
19.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
包括纤维垫或纤维粗纱或碳纤维或无纺面纱的至少一个加强元件。
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