CN109983269A - 牺牲保护件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于提供对柔性管的骨架层的自互锁缠绕件的侵蚀防御的方法和设备。该方法包括以下的步骤：经由定位在骨架层的自互锁缠绕件的面向内部的表面的至少部分之上的缠绕的牺牲插入部，保护至少每个自互锁缠绕件的面向流的边缘区域免受沿着柔性管的孔从上游位置流动到下游位置的孔流体所携带的研磨成分的侵害。

Description

牺牲保护件
技术领域
本发明涉及在柔性管中提供侵蚀防御。具体地，但非排他地，本发明涉及使用螺旋形地缠绕于柔性管的骨架层的内侧表面上的缠绕的插入件，以防御骨架层的全部或部分免受由运输的孔流体中所携带的快速移动的研磨颗粒引起的可能的侵蚀。
背景技术
传统上，柔性管用于将诸如油和/或气体和/或水的产出流体从一个位置运输至另一位置。柔性管在将海底位置(其可位于水下很深处，例如，1000米或更多)连接到海平面位置时特别地有用。该管可具有大体上多达大约0.6米的内径(例如，直径可从在从0.05m直到0.6m的范围内变动)。柔性管大体上形成为柔性管主体和一个或多个端部配件的组件。管主体典型地形成为层状材料的组合，该层状材料形成耐压导管。在不引起在管的寿命期间损害管的功能性的弯曲应力的情况下，管结构允许大的偏转。存在不同类型的柔性管，诸如根据API 17J制造的非粘结柔性管或复合式柔性管等。管主体大体上构建为组合结构，包括聚合物层和/或复合物层和/或金属层。例如，管主体可包括聚合物及金属层、或聚合物及复合物层，或聚合物、金属及复合物层。层可由单件(诸如，挤出成型式管道)或通过使一个或多个线以期望的间距螺旋形地缠绕或通过使同中心地并排布置的多个离散的箍连接在一起形成。取决于所使用的柔性管的层和柔性管的类型，管层中的一些可粘结在一起或保持非粘结。
一些柔性管已用于深水(小于3300英尺(1005.84米))和超深水(大于3300英尺)开发。对于油的增加的需求引起在越来越大的深度处(例如，超过8202英尺(2500米))进行勘探，在该深度处，环境因素更加极端。例如，在这样的深水和超深水环境中，洋底温度增大产出流体冷却至可导致管阻塞的温度的风险。实际上，柔性管常规地设计为在-30℃至+130℃的操作温度下执行，且正开发成用于甚至更加极端的温度。增加的深度还增加与柔性管必须在其中操作的环境关联的压力。例如，可要求柔性管以在作用于管上的在从0 .1 MPa到30 MPa的范围内变动的外部压力操作。同样地，运输油、气体或水也可引起从其内作用于柔性管上的高压，例如利用来自作用于管上的孔流体的在从零到140 MPa的范围内变动的内部压力。结果，增加对于某些层(诸如，柔性管主体的管骨架或压力防护和拉伸防护层)的高水平性能的需要。注意到，考虑到完整性，柔性管也可用于浅水应用(例如，小于大约500米深度)，或甚至用于海滨(陆上)应用。
关于某些常规的柔性管的问题是，在使用中，流体(诸如，沿着柔性管的孔运输的液体)可能随时间推移而侵蚀柔性管的最内骨架层的缠绕件的材料的内表面。结果，用于形成骨架层的带必须由专业级材料制造或具有选择为具有内置冗余的厚度。换言之，必须使用昂贵的极硬材料避免侵蚀，或必须初始使用较厚的带，以便在柔性管的预测的寿命终止时，预测的其余的材料仍然具有足以使骨架层按需执行的厚度。备选地，在正运输的流体的侵蚀特性具有超过预测值的值的情况下，存在骨架层可能受侵蚀且因而在某些位置中减薄至柔性管可失效的程度的风险。
另外的问题是无论沿着孔的流的方向如何，骨架层的缠绕件都未对即将到来的流体流呈现完全相同的轮廓。实际上，已观察到，在某些区域中，由沿着柔性管孔沿一个方向流动引起的侵蚀作用将始终超过由于沿相反方向流动导致的侵蚀作用。典型地，预期使用的方向通常在制造柔性管时未指定，并且，这可能取决于管投入服务的哪个定向的方向，造成不可预测的磨损速率。
发明内容
本发明的目标在于至少部分地缓解上文中所提到的问题中的一个或多个。
本发明的某些实施例的目标在于提供骨架层和制造骨架层的方法，其中，牺牲插入件可同时地与骨架层缠绕件缠绕，以有助于全部地或至少部分地保护内表面免受利用孔流体携带的研磨成分的侵害。
本发明的某些实施例的目标在于使用成本有效的材料和/或制造方法提供对骨架层的内表面的防御。
本发明的某些实施例的目标在于提供骨架层和制造骨架层的方法，骨架层包括牺牲构件，牺牲构件可在制造柔性管主体的时候添加，柔性管主体另外预设计为当实际操作特性随后确定为不同于起初预测的操作特性时，在某些操作特性下执行。换言之，本发明的某些实施例旨在提供对骨架层的耐侵蚀性的“最后一刻”助推或“加满”。
本发明的某些实施例的目标在于提供无论主孔流体流的方向如何，都呈现基本上共同的侵蚀易损性和侵蚀模式的骨架层。
根据本发明的第一方面，提供一种方法，该方法提供对柔性管的骨架层的自互锁缠绕件的侵蚀防御，该方法包括以下的步骤：
经由定位在骨架层的自互锁缠绕件的面向内部的表面的至少部分之上的缠绕的牺牲插入件，保护至少每个自互锁缠绕件的面向流的边缘区域免受沿着柔性管的孔从上游位置流动到下游位置的孔流体所携带的研磨成分的侵害。
适当地，该方法还包括经由缠绕的牺牲插入件保护面向流的边缘区域，缠绕的牺牲插入件包括细长带元件，牺牲插入件按与骨架层的自互锁缠绕件相等的间距缠绕，自互锁缠绕件具有包括至少部分地可定位于相邻的自互锁缠绕件之间的间隙中的定位主体部分和轴向地延伸的主体部分的截面，保护面向流的边缘区域的所述步骤包括以定位主体部分和/或轴向地延伸的主体部分中的至少一个覆盖边缘区域。
适当地，该方法还包括经由缠绕的带元件保护骨架层的径向内表面的全部的至少80%。
适当地，该方法还包括经由为折叠式条的带元件保护面向流的边缘区域。
适当地，该方法还包括经由具有大体上T形截面的折叠式条保护面向流的边缘区域，带元件的截面的中心主体部分定位于自互锁式缠绕件之间的间隙中，并且，主体部分的每一侧上的截面的第一翼部分和另外的翼部分定位成覆盖相邻的骨架缠绕件的相应的区域。
适当地，该方法还包括经由折叠式条保护骨架层的径向内表面的全部，由此，折叠式条的相邻的缠绕件的相应的第一翼部分和另外的翼部分朝向彼此轴向地延伸，且具有当柔性管处于不弯曲状态时触碰或至少部分地重叠的翼尖端。
适当地，该方法还包括经由具有大体上C形截面的折叠式条保护面向流的边缘区域，包括轴向地延伸的主体部分的折叠式条的截面的中心大体上扁平主体部分定位在骨架层的自互锁缠绕件的协作的扁平区域之上，并且，折叠式条的截面的弧形端部定位在所述自互锁缠绕件的相应的协作的弯曲区域之上。
适当地，该方法还包括经由为细长模制式元件或复合物元件的带元件来保护面向流的边缘区域。
适当地，该方法还包括保护面向流的边缘区域免受液体孔流体或多相孔流体所携带的研磨成分的侵害。
适当地，该方法还包括经由包括硬化的外表面的带元件来保护。
适当地，该方法还包括硬化的外表面，所述硬化的外表面包括已火焰硬化或冷轧或喷丸的表面。
根据本发明的第二方面，提供用于粗糙孔柔性管的柔性管主体，其包括：
阻挡层；和
骨架层，其包括定位于阻挡层的径向内侧的自互锁式缠绕件；其中，
螺旋形地缠绕的折叠式条以与自互锁式缠绕件相同的间距缠绕，折叠式条的截面包括至少部分地可定位于相邻的自互锁式缠绕件之间的间隙中的至少一个定位主体部分和至少一个轴向地延伸的部分，由此，主体部分和轴向地延伸的部分中的至少一个至少部分地覆盖每个自互锁式缠绕件的面向流的边缘区域。
适当地，折叠式条具有大体上T形截面，所述截面包括：包括定位主体部分的中心主体部分；和包括所述轴向地延伸的部分的第一翼部分和另外的翼部分，其中，相邻的折叠式条缠绕件的翼部分朝向彼此轴向地延伸，且具有当管处于不弯曲状态时触碰或至少部分地重叠的翼尖端。
适当地，折叠式条具有大体上C形截面，所述截面包括：中心大体上扁平主体部分，包括定位主体部分的中心大体上扁平主体部分定位在骨架层的自互锁缠绕件的协作的扁平区域之上；以及弧形端部，包括所述轴向地延伸的部分的弧形端部定位在所述自互锁缠绕件的相应的协作的弯曲区域之上。
根据本发明的第三方面，提供了使用在柔性管的骨架层的相邻的自互锁缠绕件内且至少部分地在柔性管的骨架层的相邻的自互锁缠绕件之间螺旋形地缠绕的牺牲插入件，以对所述骨架层提供侵蚀防御。
适当地，该使用包括给骨架层提供免受液体孔流体或多相孔流体中的研磨成分的侵害的侵蚀防御。
适当地，该使用包括螺旋形地缠绕的插入件的使用，该插入件具有包括用于定位于相邻的骨架层的自互锁缠绕件之间的间隙中的至少一个主体部分和至少一个轴向地延伸的部分的截面，由此，主体部分和轴向地延伸的部分中的至少一个至少部分地定位在所述自互锁缠绕件中的每个的面向流的边缘区域之上。
根据本发明的第四方面，通过使细长骨架带元件螺旋形地缠绕在下面的基本上圆柱形表面之上，来提供骨架层，由此，细长骨架带元件的相邻的缠绕件自互锁；和
同时地使细长牺牲插入件至少部分地螺旋形地缠绕于骨架带元件的相邻的缠绕件之间的间隙中，从而以相应的插入件缠绕件的牺牲插入件的至少部分覆盖骨架带元件的每个缠绕件的面向流的边缘。
适当地，该方法包括：使牺牲插入件缠绕，由此，来自牺牲插入件的相邻的缠绕件的相邻的翼部分的尖端触碰或至少部分地重叠。
适当地，该方法还包括在缠绕之前对细长骨架带进行表面硬化。
适当地，该方法还包括经由冷轧或火焰硬化或喷丸过程进行表面硬化。
根据本发明的第五方面，提供基本上如前文参考附图所描述的那样构造且布置的设备。
根据本发明的第六方面，提供基本上如前文参考附图所描述的那样的方法。
本发明的某些实施例提供包括骨架层的柔性管主体和制造这样的柔性管主体的方法，其中，牺牲插入件可便利地定位在骨架层的内表面的一部分或多部分之上，以提供覆盖，且因而对骨架层提供免受如柔性管的孔中的运输流体所携带的砂那样的研磨成分(诸如，微粒物质)的侵害的保护防御。
本发明的某些实施例提供插入件，其可以方便的方式由初始扁平条制造/形成，且可此后用于提供对于骨架层的侵蚀防御。
本发明的某些实施例提供一种方式，其中，螺旋形地缠绕的插入件可用于有助于增强柔性管的孔的内侧上的侵蚀防御。这在柔性管将在当运输流体初始或始终或稍后投入预期包括高度地研磨的成分(其在其它情况下将很可能引起柔性管在预期的寿命终止日期之前失效)的服务时的环境下使用时特别地有用。
出于新目的(其为在骨架层的间隙之间的螺旋形缠绕件插入件在其它情况下将尚未使用的情况下，将提供柔性管中的侵蚀防御)，本发明的某些实施例利用骨架层的内侧上的螺旋形地缠绕的插入件。
本发明的某些实施例提供包括牺牲插入件的骨架层，牺牲插入件有助于无论孔流体流方向如何，都对即将到来的流体流呈现类似的表面轮廓。
附图说明
现在将参考附图仅经由示例在下文中描述本发明的某些实施例，其中：
图1图示柔性管主体；
图2图示柔性管的使用；
图3图示骨架层；
图4图示带有缠绕的插入件的骨架层的两个缠绕件的更接近的视图；
图5图示备选的插入件缠绕件；
图6图示备选的缠绕的插入件截面；
图7图示侵蚀之前的主骨架缠绕件和插入件缠绕件的厚度；
图8图示由侵蚀引起的材料损失如何局限于T-插入件的区；
图9图示由于第一方向上的管孔流导致的无插入件的情况下的骨架侵蚀；并且，
图10图示由于与图9中所示出的第一方向相反的另外的方向上的管孔流导致的无插入件的情况下的骨架侵蚀。
在附图中，类似附图标号指类似部分。
具体实施方式
贯穿本描述，将参考柔性管。将意识到，本发明的某些实施例可适用于与多种多样的柔性管一起使用。例如，本发明的某些实施例可关于根据API 17J制造的类型的柔性管及相关联的端部配件使用。这样的柔性管通常称为无粘结柔性管。同样地，本发明的某些其它实施例可与柔性管和用于复合型结构的柔性管的相关联的端部配件一起使用。这样的复合型柔性管及其制造目前通过API标准化。这样的柔性管可包括粘结在一起的相邻的管状层。
转到图1，将理解，所图示的柔性管是管主体的部分和一个或多个端部配件(未示出)的组件，管主体的相应的端部端接于这些端部配件中的每个中。图1图示如何由形成承压导管的层状材料的组合形成管主体100。如上文中所注意到的，虽然在图1中图示许多具体层，但将理解，本发明的某些实施例广泛地可适用于包括由各种各样的可能的材料制造的两个或更多个层的同轴管主体结构。管主体可包括一个或多个包括复合材料的层，形成管状复合物层。将进一步注意到，层厚度仅出于图示性的目的示出。如本文中所使用的，术语“复合物”用于广泛地指由两种或更多种不同材料形成的材料(例如，由基质材料和增强纤维形成的材料)。在下文中描述某些其它可能的示例。
管状复合物层因而是具有由复合材料形成的大体上管状形状的层。备选地，管状复合物层是具有由多个构件(这些构件中的一个或多个由复合材料形成)形成的大体上管状形状的层。该层或复合物层的任何成分可经由挤出成型、拉挤成型或沉积过程制造，或通过缠绕过程(其中，本身具有复合物结构的带的相邻的缠绕件与相邻的缠绕件固结在一起)制造。无论所使用的制造技术，复合材料都能够可选地包括具有第一特性的材料的基质或主体，具有不同的物理特性的另外的成分嵌入于该基质或主体中。换言之，在一定程度上对准的细长纤维或随机地定向的较小纤维可设置到主要主体或球中，或其它规则或不规则形状的颗粒可嵌入于基质材料或上文的材料中的不止一种材料的组合中。适当地，基质材料是热塑性材料，适当地，热塑性材料是聚乙烯或聚丙烯或尼龙或PVC或PVDF或PFA或PEEK或PTFE或这样的材料与由玻璃、陶瓷、玄武岩、碳、碳纳米管道、聚酯、尼龙、芳纶、钢、镍合金、钛合金、铝合金或类似材料中的一种或多种制造的增强纤维或由玻璃、陶瓷、碳、金属、巴克敏斯特富勒烯、金属硅酸盐、碳化物、碳酸盐、氧化物或类似材料制造的填料的合金。
图1中所图示的管主体100包括充当流体保留层的内部压力护套110，且包括确保内部流体完整性的聚合物层。该层提供任何输送的流体的边界。将理解，该层可本身包括许多子层。将意识到，当利用骨架层120时，内部压力护套通常由本领域技术人员称为阻挡层。在不存在这样的骨架的操作(所谓的滑孔操作)中，内部压力护套可称为内衬。在图1中图示阻挡层110。
注意到，骨架层120是耐压层，其提供互锁构造，该互锁构造可用作最内层，以完全地或部分地防止由于管降压、外部压力以及拉伸防护压力和机械压碎载荷导致的内部压力护套110的塌陷。骨架是耐压碎层。将意识到，本发明的某些实施例因而可适用于‘粗糙孔’应用(带有骨架)。适当地，骨架层是金属层。适当地，骨架层由不锈钢、耐腐蚀镍合金或类似材料形成。适当地，骨架层由复合物、聚合物、或其它材料或材料和构件的组合形成。骨架层径向地位于阻挡层内。
压力防护层130是耐压层，其提供提高柔性管对内部和外部压力以及机械压碎载荷的耐性的结构层。该层还在结构上支承内部压力护套。适当地，如图1中所图示的，压力防护层形成为管状层。适当地，对于无粘结型柔性管，压力防护层由带有接近于90°的捻角的线的互锁构造组成。适当地，在此情况下，压力防护层是金属层。适当地，压力防护层由碳钢、铝合金或类似材料形成。适当地，压力防护层由拉挤成型式复合物互锁层形成。适当地，压力防护层由通过挤出成型或拉挤成型或沉积形成的复合物形成。压力防护层径向地位于下面的阻挡层或内衬的外侧。
柔性管主体还包括可选的第一拉伸防护层140和可选的第二拉伸防护层150。每个拉伸防护层用于承受拉伸载荷，且可选地还承受内部压力。适当地，对于一些柔性管，拉伸防护缠绕件是金属(例如，钢、不锈钢或钛或类似材料)。对于一些复合物柔性管，拉伸防护缠绕件可为聚合物复合带缠绕件(例如，提供有热塑性(例如，尼龙)基质复合物或热固性(例如，环氧树脂)基质复合物)。对于无粘结柔性管，拉伸防护层典型地由多个线形成。(为了对该层赋予强度)，该层定位于内层之上，且以典型地属于大约10°至55°之间的捻角沿着管的长度螺旋形地缠绕。适当地，拉伸防护层成对地逆向缠绕。适当地，拉伸防护层是金属层。适当地，拉伸防护层由碳钢、不锈钢、钛合金、铝合金或类似材料形成。适当地，拉伸防护层由复合物、聚合物、或其它材料或材料的组合形成。
适当地，柔性管主体包括可选的层的带160，其有助于包含下面的层，且在一定程度上防止相邻的层之间的磨耗。带层能够可选地为聚合物或复合物或材料的组合，还可选地包括管状复合物层。带层可用于有助于防止金属与金属接触，以有助于防止磨损。拉伸防护部之上的带层还可有助于防止“局部扭曲”。
柔性管主体还包括可选的绝缘层165和外部护套170，外部护套170包括用于防御管免受海水渗入和其它外部环境、腐蚀、磨耗以及机械损伤的聚合物层。任何热绝缘层都有助于限制穿过管壁至周围环境的热损失。
每个柔性管包括管主体100的至少一部分(称为节段或区段)连同定位于柔性管的至少一个端部处的端部配件。端部配件提供形成柔性管主体与连接器之间的过渡部的机械装置。例如在图1中示出的不同的管层以这样的方式端接于端部配件中，以便于在柔性管与连接器之间传递载荷。
图2图示立管组件200，立管组件200适合于将产出流体(诸如，油和/或气体和/或水)从海底位置221运输到浮动设备222。例如，在图2中，海底位置221包括海底流动管线225。柔性流动管线225包括柔性管，其全部地或部分地安置于海床230上或埋藏于海床下方且在静态应用中使用。浮动设备可由平台和/或浮标提供，或如图2中所图示的，由船提供。立管组件200作为柔性立管(换言之，使船连接到海床设施的柔性管240)提供。柔性管可位于柔性管主体的带有连接的端部配件的节段中。
将意识到，如本领域技术人员所熟知的，存在不同类型的立管。本发明的某些实施例可与任何类型的立管(诸如，自由悬置(自由悬吊、悬链式立管)、在一定程度上受约束的立管(浮标、链条)、完全地受约束的立管或封闭于管道(I或J管道)中)一起使用。这样的配置的一些(但并非全部)示例可在API 17J中找到。图2还图示柔性管的部分可如何作为跨接部250利用。
图3更详细地图示骨架层120。如图3中所示出的，骨架层是由具有大体上S形截面的细长带的自互锁式缠绕件形成的大体上管状结构。每个缠绕件3001-6 由折叠式条形成，且通过使异型条(profile strip)缠绕在下面的基本上圆柱形层之上(由此，每个新的缠绕件将与紧接着的前面的缠绕件自互锁)制造。以此方式，每个缠绕件形成抵抗在外部施加于柔性管上的塌陷压力的有效的箍。
图3还有助于图示牺牲插入件350可如何缠绕于骨架层的缠绕件的径向内表面上。如图3中所图示的，牺牲插入件由具有大体上T形截面的折叠式条形成。将意识到，本发明的某些其它实施例提供相邻的骨架缠绕件之间缠绕的牺牲插入件，相邻的骨架缠绕件具有其它截面，且不由折叠式条形成。例如，如下所述，牺牲插入件可具有C形。备选地，模制式或复合物主体可作为牺牲插入件缠绕。如图3中所示出的，插入件350具有包括第一翼部分360和另外的翼部分370的截面，第一翼部分360终止到由折叠式条的边缘形成的尖端365，翼部分370同样地具有由折叠式条的另一边缘形成的尖端375。位于插入件条的截面的中心处的是大体上U形主体部分380，主体部分380远离由骨架层和阻挡层形成的中心孔B径向地向外延伸。在使用中，随着柔性管主体(其包括骨架层120)弯曲且挠曲，缠绕件取决于其相对于弯曲部位的位置移动得更近和更远。牺牲插入件的主体部分380有助于保持插入件相对于骨架带的相邻的缠绕件恰当地定位，牺牲插入件缠绕件在此处定位。
图4图示两个骨架缠绕件3006、3005的更接近的视图，且图示沿图4中的箭头所图示的方向J流动的液体孔流体400的流如何流过由骨架层缠绕件和插入件缠绕件提供的径向内表面。如图4中所图示的，液体孔流体400包括多个研磨颗粒410，并且，所示出的小箭头大体上指示孔流体流中所夹带和携带的那些研磨颗粒(诸如，砂颗粒)可如何提供骨架层的径向内表面的高速轰击。
更详细地，图4有助于更详细地图示每个骨架缠绕件的大体上S形截面。骨架缠绕件自互锁。换言之，每个缠绕件与相邻的缠绕件互锁，而不要求另外的构件锁定元件以便元件不可分离。每个骨架缠绕件包括基本上平面的径向内部部分420和基本上平面的径向外部部分4305。每个骨架缠绕件的内部和外部平面部分由骨架缠绕件条的中心连接部分440联结在一起。
图4有助于图示每个骨架缠绕件的面向流的边缘表面550如何大体上面向柔性管的孔中的从上游位置U流动到下游位置D的液体流。此外，图4有助于图示具有端部555的牺牲插入件的大体上U形主体380如何大体上位于骨架层的相邻的缠绕件之间的凹陷部560中。插入件缠绕件的翼360、370和主体部分380保护骨架缠绕件的面向流的边缘，以便孔液体中的研磨成分未有效地对骨架层进行“喷砂”，且因而侵蚀骨架层。随时间推移，将侵蚀牺牲插入件，且在此意义上，牺牲插入件牺牲。
图4因而有助于图示在柔性管的骨架层的相邻的自互锁缠绕件内且至少部分地在其间螺旋形地缠绕，以提供对骨架层的侵蚀防御的牺牲插入件的使用。适当地，进行这样的牺牲层的使用，以便给骨架层提供免受液体孔流体中的研磨成分的侵害的侵蚀防御。覆盖骨架层的内侧上的间隙的插入件先前尚未与液相基流体运输一起利用。适当地，牺牲插入件的截面包括当插入件恰当地定位时将至少防御骨架层的每个缠绕件的面向流的边缘的部分。这样的区域否则将承受能量的冲击和孔液体中的微粒物质的侵蚀能力。
图5a和图5b有助于图示根据本发明的某些其它实施例的备选的牺牲插入件的截面。图5a和图5b两者都图示具有配置成包括翼部分(其与来自相邻的缠绕件的翼部分至少触碰或至少部分地重叠)的截面的牺牲插入件。以此方式，通过保护内表面免受孔流体中的侵蚀颗粒的侵害，可防御骨架层的整个径向内侧表面。更详细地，图5a图示各自包括中心U形主体部分5301、5302、5303的三个相邻的缠绕件5201、5202、5203。每个缠绕件具有大体上T形截面，且可由初始扁平条形成，初始扁平条然后具有三个易于制造(且因而便宜)的折叠部，这些折叠部在初始扁平条中制作，以形成所示出的截面。翼540、545的端部处的尖端预成形，以嵌套在一起。换言之，如图5a中所图示的，第一缠绕件5201包括左手边的(在图5a中示出)翼5401和右手边的另外的翼5451。两个翼彼此背向，且远离截面的中心主体部分。第一翼5401的翼尖端5471具有面向下方的大体上矩形凹陷部。另外的翼5451的端部处的翼尖端5481具有面向上方的大体上矩形凹陷部。以此方式，随着牺牲插入件的相邻的缠绕件缠绕，进入的缠绕件的前翼尖端嵌套于前面的缠绕件的后翼部分的后翼尖端的协作的凹陷部中。作为备选，代替利用图5a来图示的矩形凹陷部，图5b有助于图示每个翼尖端567、568如何成角度，以便于有助于与相邻的缠绕件的翼尖端的协作的角部分嵌套。当然可利用翼尖端处的其它嵌套形状。同样地，如果形成牺牲插入件的条的厚度薄，则一个插入件缠绕件的翼尖端可覆于另一个插入件缠绕件的翼尖端上，不必存在任何凹陷部。
图6更详细地图示备选的骨架层620中的两个骨架缠绕件3006、3005的更接近的视图。骨架层是由具有大体上S形截面的细长带的自互锁式缠绕件形成的大体上管状结构。图6图示牺牲插入件650可如何缠绕于骨架层的径向内表面上。如图6中所图示的，牺牲插入件由具有大体上C形截面的折叠式条形成。形成插入件的折叠式条是可与形成骨架层的条一起螺旋形地缠绕的长带。如图6中所示出的，插入件650具有包括轴向地延伸的中心主体部分660且在每个端部处包括弯曲定位主体部分的截面。第一弯曲端部665在图6的左手边处图示，而间隔开的弯曲定位主体部分670作为第二弯曲端部670在图6中的截面的右手边上示出。带的截面的每个弯曲端部具有选择为与骨架层缠绕件的径向内表面上的相应的曲线协作的曲线。大体上C形截面的每个端部因而起作用，以将牺牲插入件660 相对于相关联的骨架层缠绕件的特定区域定位。定位主体端部因而有助于将牺牲插入件缠绕件相对于骨架层的特定缠绕件定位。牺牲插入件660的中心扁平部分保护骨架层缠绕件的由牺牲插入件的中心部分覆盖的区域。同样地，弯曲以有助于将牺牲插入件恰当地定位且维持于适当的位置中的每个端部保护骨架带缠绕件的相应的恰当地覆盖的区域。以此方式，凭借按与每个骨架层缠绕件共同的间距缠绕的牺牲插入件，至少保护骨架层的每个自互锁缠绕件的面向流的边缘区域680免受由孔流体(诸如，液体)中的具体物质引起的侵蚀。牺牲插入件的截面如此，使得通过以扁平条(其具有最终形成牺牲插入件的截面的尖端的边缘，且其中，制作两个折叠部，以提供图6中所图示的曲线形状660)开始，可便利地且因而便宜地制造牺牲插入件。C形牺牲插入件的弯曲端部紧密地适形于骨架层缠绕件的弯曲边缘，且因而可定位于相邻的自互锁缠绕件之间的间隙690中。利用图6中所图示的牺牲插入件660意味着骨架层的几乎整个内表面可经由缠绕的牺牲插入件保护。仅牺牲插入件的相邻的缠绕件的端部处的相邻的尖端之间的小的开口允许孔流体中的颗粒的任何渗入到达骨架层缠绕件的径向内表面。这样的开口很“深”地放置到骨架层的如下的深度中：任何流体速度都很可能低或可忽略。作为结果，侵蚀作用最小。
如上文中所注意到的，虽然已描述本发明的某些实施例，并且，这些实施例使用折叠式条来提供牺牲插入件，但将意识到，本发明的某些其它实施例可利用模制式牺牲插入件来提供带元件，该带元件可与骨架层缠绕件一起缠绕，且可相对于骨架层缠绕件恰当地定位于所选择的位置处，以至少部分地保护骨架层的区域，在该区域否则将预期发生最大程度的侵蚀。
将同样地意识到，本发明的某些实施例(包括但不限于关于图3、4、5a以及5b描述的实施例)有助于确保无论流动方向如何，暴露于沿着柔性管的孔流动的流体的表面轮廓都相同。这有助于当管投入服务时，无论管的定向如何，都提供侵蚀的可预测性。
本发明的某些实施例提供对骨架层的主缠绕件的内表面的侵蚀防御。各种各样的测试和/或建模技术可用于示出牺牲插入件的使用的有益作用。例如，这样的侵蚀特性可根据在“无粘结柔性管的大型侵蚀测试”(其由来自DNV GL Oil & Gas的J.F. Helgaker；来自Woodside Energy的S Ijzermans；以及来自DNV GL Oil & Gas的T.J. Landheim、T.B.Eeg、S.N. Hverven和P.Piotrowski著作，受石油工程师学会的版权©2016保护，发布于2016 年SPE杂志)中公开的测试程序测量且测试。使用这样的测试程序以及显微镜测量，可计算结合用作保护元件的牺牲条时的对于主骨架缠绕件本身的侵蚀速率。
图7有助于更详细地图示包括主骨架缠绕件和插入件缠绕件的骨架层的截面厚度和相对位置。该图以经由箭头F图示的沿着孔的流的方向示出初始时间点的骨架层。
图8有助于图示插入件的前边缘区域在长期暴露于携带孔流体的砂之后如何受侵蚀。前翼的尖端区域800和从插入件的中心主体向其余的翼尖端延伸的前弯曲区域810示出显著减薄。这与由侵蚀引起的材料损失相对应。如图8中所示出的，材料损失局限于插入件的区域。骨架层的主缠绕件的材料未遭受材料损失。骨架缠绕件的暴露的材料大体上与和孔流体流相关联的主矢量相切。因此，这样的区经历很少的碰撞/研磨力或未经历碰撞/研磨力。这样的暴露的区当然可经由图5a和图5b的实施例保护。
图9有助于图示保持25微米直径的砂颗粒的孔流体沿方向A以20 m/s流动之后的骨架层的主缠绕件上的高至低的材料损失的区域。这没有就位的插入件。图10示出相同作用，但沿着孔沿相反方向流动。这些图有助于图示在不存在根据本发明的某些实施例的插入件的情况下，来自主骨架缠绕件的材料损失如何取决于方向。根据本发明的某些实施例的插入件的对称性质有助于解决该问题，且使管流动方向独立。
贯穿本说明书的描述和权利要求，词语“包括”和“包含”及其变型意味着“包括但不限于”，且其不旨在(以及不)排除其它部分、添加物、构件、整体或步骤。贯穿本说明书的描述和权利要求，单数涵盖复数，除非在上下文中另外要求。具体地，在使用不定冠词的地方，说明书应当理解为考虑到复数以及单数，除非在上下文中另外要求。
结合本发明的具体方面、实施例或示例描述的特征、整体、特性或组将理解为适用于本文中所描述的任何其它方面、实施例或示例，除非与其不兼容。在本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可按任何组合组合，除了其中至少一些特征和/或步骤相互排斥的组合之外。本发明不限于任何前述实施例的任何细节。本发明延伸到在本说明书(包括任何所附权利要求、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，或延伸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。
读者的注意力集中于结合本申请的本说明书同时或在其之前提交且与本说明书一起向公众开放的所有论文和文献，并且，所有这样的论文和文献的内容通过引用并入本文中。

Claims (23)

1.一种对柔性管的骨架层的自互锁缠绕件提供侵蚀防御的方法，包括以下的步骤：
经由定位在骨架层的自互锁缠绕件的面向内部的表面的至少部分之上的缠绕的牺牲插入件，保护至少每个自互锁缠绕件的面向流的边缘区域免受研磨成分的侵害，所述研磨成分由沿着所述柔性管的孔从上游位置流动到下游位置的孔流体所携带。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由缠绕的牺牲插入件保护所述面向流的边缘区域，所述牺牲插入件包括细长带元件，所述牺牲插入件按与所述骨架层的所述自互锁缠绕件相等的间距缠绕，所述骨架层的自互锁缠绕件具有截面，所述截面包括：至少部分地能够定位在相邻的自互锁缠绕件之间的间隙中的定位主体部分；和轴向地延伸的主体部分，保护所述面向流的边缘区域的所述步骤包括利用所述定位主体部分和/或所述轴向地延伸的主体部分中的至少一个覆盖所述边缘区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由缠绕的所述带元件保护所述骨架层的径向内表面的全部的至少80%。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由为折叠式条的带元件保护所述面向流的边缘区域。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由具有大体上T形截面的折叠式条保护所述面向流的边缘区域，所述带元件的截面的中心主体部分定位在所述自互锁式缠绕件之间的间隙中，并且，所述主体部分的每一侧上的截面的第一翼部分和另外的翼部分定位成覆盖相邻的骨架缠绕件的相应的区域。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由所述折叠式条保护所述骨架层的径向内表面的全部，由此，所述折叠式条的相邻的缠绕件的相应的第一翼部分和另外的翼部分朝向彼此轴向地延伸，且所述相应的第一翼部分和另外的翼部分具有当所述柔性管处于不弯曲状态时触碰或至少部分地重叠的翼尖端。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由具有大体上C形截面的折叠式条保护所述面向流的边缘区域，包括所述轴向地延伸的主体部分的所述折叠式条的所述截面的中心大体上扁平主体部分定位在所述骨架层的自互锁缠绕件的协作的扁平区域之上，并且，所述折叠式条的截面的弧形端部定位在所述自互锁缠绕件的相应的协作的弯曲区域之上。
8.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由为细长模制式元件或复合物元件的带元件保护所述面向流的边缘区域。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
保护所述面向流的边缘区域免受液体孔流体或多相孔流体所携带的研磨成分的侵害。
10.根据权利要求2和从属于权利要求2的任何权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由包括硬化的外表面的带元件进行保护。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述硬化的外表面包括已火焰硬化或冷轧或喷丸的表面。
12. 一种用于粗糙孔柔性管的柔性管主体，包括：
阻挡层；和
骨架层，其包括定位于所述阻挡层的径向内侧的自互锁式缠绕件；其中，
螺旋形地缠绕的折叠式条以与所述自互锁式缠绕件相同的间距缠绕，所述折叠式条的截面包括：至少部分地能够定位于相邻的自互锁式缠绕件之间的间隙中的至少一个定位主体部分；和至少一个轴向地延伸的部分，由此，所述主体部分和轴向地延伸的部分中的至少一个至少部分地覆盖每个自互锁式缠绕件的面向流的边缘区域。
13.根据权利要求12所述的柔性管主体，其特征在于，所述柔性管主体还包括：
所述折叠式条具有大体上T形截面，所述截面包括：中心主体部分，所述中心主体部分包括所述定位主体部分；以及第一翼部分和另外的翼部分，所述第一翼部分和另外的翼部分包括所述轴向地延伸的部分，其中，相邻的折叠式条缠绕件的所述翼部分朝向彼此轴向地延伸，且相邻的折叠式条缠绕件的所述翼部分具有当所述管处于不弯曲状态时触碰或至少部分地重叠的翼尖端。
14.根据权利要求12所述的柔性管主体，其特征在于，所述柔性管主体还包括：
所述折叠式条具有大体上C形截面，所述截面包括：中心大体上扁平主体部分，包括所述定位主体部分的所述中心大体上扁平主体部分定位在所述骨架层的自互锁缠绕件的协作的扁平区域之上；以及弧形端部，包括所述轴向地延伸的部分的所述弧形端部定位在所述自互锁缠绕件的相应的协作的弯曲区域之上。
15.使用一种在柔性管的骨架层的相邻的自互锁缠绕件内且至少部分地在柔性管的骨架层的相邻的自互锁缠绕件之间螺旋形地缠绕的牺牲插入件，以对所述骨架层提供侵蚀防御。
16.根据权利要求15所述的使用，其特征在于，所述使用还包括：
给所述骨架层提供免受液体孔流体或多相孔流体中的研磨成分的侵害的侵蚀防御。
17.根据权利要求15或16所述的使用，其特征在于，所述使用还包括：
使用螺旋形地缠绕的插入件，所述插入件具有截面，所述截面包括：用于定位于所述骨架层的相邻的自互锁缠绕件之间的间隙中的至少一个主体部分；和至少一个轴向地延伸的部分，由此，所述主体部分和轴向地延伸的部分中的至少一个至少部分地定位在所述自互锁缠绕件中的每个的面向流的边缘区域之上。
18. 一种制造柔性管主体的方法，包括以下的步骤：
通过使细长骨架带元件螺旋形地缠绕在下面的基本上圆柱形表面之上，来提供骨架层，由此，所述细长骨架带元件的相邻的缠绕件自互锁；以及
同时地使细长牺牲插入件至少部分地螺旋形地缠绕在所述骨架带元件的相邻的缠绕件之间的间隙中，从而以相应的插入件缠绕件的所述牺牲插入件的至少部分覆盖所述骨架带元件的每个缠绕件的面向流的边缘。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
使所述牺牲插入件缠绕，由此，来自所述牺牲插入件的相邻的缠绕件的相邻的翼部分的尖端触碰或至少部分地重叠。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在缠绕之前，对所述细长骨架带进行表面硬化。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由冷轧或火焰硬化或喷丸过程进行表面硬化。
22.一种设备，基本上如前文参考附图所描述的那样构造和布置。
23.一种方法，基本上如前文参考附图所描述的那样。
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