CN111065791B - 适于实现对通过柔性管环形空间的抗腐蚀流体进行控制和强制循环的柔性管连接器 - Google Patents

适于实现对通过柔性管环形空间的抗腐蚀流体进行控制和强制循环的柔性管连接器 Download PDF

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Abstract

柔性管连接器，其适合于实现对通过包括多个连接段的柔性管的内外套之间的环形空间的抗腐蚀流体的控制和强制循环，该柔性管连接器包括：用于连接到柔性管段端部的附接机构：用于分配抗腐蚀流体的至少两个分配环，该至少两个环配置成位于柔性管的环形空间内；其中至少一个分配环具有通到柔性管环形空间的流体入口，该分配环配置成流体连接到相邻连接器中不具有通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环；不具有通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环，该分配环配置成流体连接到相邻连接器中包括通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环。

Description

适于实现对通过柔性管环形空间的抗腐蚀流体进行控制和强 制循环的柔性管连接器
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年5月30日申请的BR 10 2017 011388-4的优先权，这里通过引用将其全文并入于此。
技术领域
本发明涉及管道和立管技术。更特别地，本发明涉及管道连接器，其具有用于对通过管道环形空间的流体进行控制和强制循环的系统。
背景技术
近海环境中的石油开采广泛使用上升的管道，称作立管。这种管道可以是柔性的或刚性的，其收集由水下油井开采的石油并输送到浮动单元，然后输送到油轮或者直接输送到陆上设施。
根据标准API Spec 17J和API RP 17B(其描述的内容这里通过引用并入)设计的“非粘合”式柔性管拥有通常由碳钢和碳锰钢构成的铠装(armouring)，该铠装被限制在两个可渗透聚合物层之间的环形空间内，第一层(称作“阻挡层”)用于隔离在管道内部输送的流体，第二层用于隔离周围环境(称作“外套”或“外罩”)。即阻挡层和外罩可以认为是管道的内套和外套。本文件中使用的术语“环形空间”指的是阻挡层与外罩之间的这个空间。
铠装容易被腐蚀性气体(CO2和H2S)和从管道内部穿过阻挡层的聚合物渗透的水腐蚀。外套的任何气密性的损失也会导致环形空间中存在水。
腐蚀可以导致故障机理，比如由CO2或者由H2S造成的应力腐蚀以及点状腐蚀。由CO2(SC-CO2)造成的应力腐蚀是没有由用于柔性管的当前版本的国际标准(API Spec 17J和ISO-13628-2)覆盖的故障机理。ISO-13628-2标准的内容也是相关的，通过引用将其并入于此。
当前，柔性管通常在不具有(管体和连接器的)整体系统的情况下构造用于与外罩和阻挡层之间的环形空间强制循环，这样可以使可能在其环形空间中存在的腐蚀性气体移动，以便于降低其它们的浓度或者挥发性并且阻止它们的腐蚀效应或者使它们的腐蚀效应最小化。
在石油工业的某些情形中，柔性管的各个部分或各段在它们的端部处设有法兰，它们具有它们的相互连接的环形空间以便于能够降低腐蚀性气体的浓度。然而，由于环形空间中水的凝结或者由于海水的进入而导致环形空间不完整，这种传统的技术方案不足以防止腐蚀。总之，环形空间是非常受限的，使得渗透的气体和其他流体难以循环。结果，如果没有使用强制循环或者柔性管的设计特征没有变化，腐蚀性流体的可接受的移除或稀释程度也变得困难。
当前市场上的柔性管在它们的环形空间上具有多层，使得流体循环困难，并且由于一些金属层(例如“Z形”、“T形”或“C形”层，正如实用建议API RP 17B的图7中所示的)和金属与聚合物层之间的空隙或者这些层之间布置的元件(比如耐磨带或抗屈曲带)的几何特征而可以将CO2液滴或气泡与溶解的水约束其中。
例如，文献US20130068465A1披露了一种用于通过柔性立管的环形空间循环流体的方法，其需要使用脐带件(umbilical)，该脐带件具有用于使例如阻蚀剂在环形空间中循环的管道。然而，对于柔性管或连接器的结构，该文献没有提供能够缓减柔性管铠装腐蚀问题(比如SC-CO2和点状腐蚀)所需要的改变。该文献仅考虑了单个连续立管，而没有考虑由多段构成的立管。
同样，文献US20130068465A1没有考虑在环形空间例如由于一个区域(例如一个特定的段，当柔性管是由多段构成时)中的外套破坏而气密性损失的情况下如何缓减柔性管铠装中的腐蚀。在这种方案中，会中断其中环形空间充满海水的该区域中的循环。此外，US20130068465A1教导的该方法在每个立管的平台上需要额外的支撑以由所述脐带件服务。
文献EP1867906A1涉及一种用于为柔性管提供连接器的设备和方法。该文献涉及在连接器连接到柔性管的过程中使用的组装方法和设备，其中将连接器的本体推到柔性管的本体上。
文献EP1867905B1涉及一种提供柔性管连接器的设备和方法。特别地，该文献涉及柔性管的内和/或外颈圈，其中它们中的至少一个包括在将柔性管本体安装在连接器中时控制柔性管铠装层的线缆曲率半径的异形表面。
文献WO2008037867A1涉及一种用于柔性管的连接器，其具有增大的管道拉出阻力。
文献US2011109079A1涉及用于将柔性管固定到另一柔性管的方法和设备。特别地，该文献涉及用于将柔性管段连接在一起以形成输送管的方法，其中约束在柔性管环形区域中的气体在管线的一部分中可以被转移到管线的某个其他部件或某些其他部件中相应的环形区域。
文献WO2012022908A1描述了一种用于连接输送低温流体的柔性管的连接器，包括波纹内管、布置在波纹内管周围的至少一层拉伸铠装、布置在铠装层周围的至少一层隔热层以及布置在隔热层周围的外密封层。该文献中的连接器还包括前部，该前部一方面包括用于将波纹管保持在其限定位置中的前端法兰，另一方面包括用于紧固铠装层的元件。该连接器还包括后部，该后部包括用于在外层上施加压力以及用于将隔热层保持就位的至少一个后端法兰，前端和后端分别通过连接元件连接在一起。最后，所描述的连接器包括分别置于前端法兰与后端法兰之间的隔热设施以便于将连接器的后部与前部隔离。
文献WO2012126999A1描述了一种用于在海洋环境中输送流体的柔性管连接器，其中该柔性管属于非粘合式的，其用于油气层的近海勘探。
该文献还涉及用于在非粘合式柔性管的一端处连接所述的这种连接器的方法。
文献WO2014174244A1涉及用于将柔性管本体固定在连接器中的方法和设备。特别地，该文献描述了密封环的使用，该密封环用于在柔性管本体的聚合物层与连接器之间提供流体密封。
最后，文献WO2016092282A1涉及一种柔性管连接器以及用于制造柔性管连接器的设备和方法。该文献给出了制造柔性管连接器的细节，其中通过粘结工艺首先将连接器的至少一个元部件成形为近净成形(NNS)前体，其形状接近成品形状，然后进行抛光以形成该元部件。
因此明显的是现有技术不包括这样的柔性管连接器：对柔性管的环形空间进行控制并提供通入该环形空间的入口，以允许N2或其他非腐蚀性流体通过该环形空间进行强制循环，以便于使上面提到的由于水和诸如CO2或H2S之类的不理想的气体的存在而造成的腐蚀效应最小化。
正如下面将要更详细描述的，本发明旨在以实际且有效的方式解决上述的现有技术的问题。
发明内容
因此提供一种能够对柔性管的环形空间进行控制并提供入口以允许诸如N2之类的抗腐蚀性流体或其他非腐蚀性流体通过该环形空间进行强制循环以便于使上面提到的由于水和诸如CO2或H2S之类的不理想的气体的存在而造成的腐蚀效应最小化的柔性管连接器是理想的。
根据本发明，提供了一种柔性管连接器，其适合于实现对通过包括多个连接段的柔性管的内外套之间的环形空间的抗腐蚀流体进行控制和强制循环，该柔性管连接器包括如下的一个或多个：用于连接到柔性管段端部的附接机构：用于分配抗腐蚀流体的至少两个分配环，该至少两个环配置成位于柔性管的环形空间中，其中至少一个分配环具有通到柔性管环形空间的流体入口，该分配环配置成流体连接到相邻连接器中的不具有通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环；以及不具有通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环，该分配环配置成流体连接到相邻连接器中包括通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环。这两个分配环能够将抗腐蚀流体分配或收集在特定管段内，同时能够使该流体与相邻管段联通。
可选地，该连接器还包括如下的一个或多个：第一歧管，其配置成控制抗腐蚀流体流到或流过连接器的具有通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环；以及第二歧管，其配置成控制抗腐蚀流体流到或流过连接器的不具有通到柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环。
可选地，连接器的不具有通到柔性管环形空间的入口的分配环与两个流体联通通道流体联通，所述流体联通通道配置成与两个相邻的柔性管连接器流体联通。
可选地，连接器的包括通到环形空间的入口的分配环包括两个环形腔室，其中：第一环形腔室配置成与配置成连接到相邻连接器的流体联通通道、至少一个收集或注射管以及第一歧管流体联通；第二环形腔室配置成与第一歧管流体联通并且经由一个面中的孔与柔性管的环形空间流体联通。
可选地，第二歧管包括配置成与相邻连接器的第一歧管流体联通的通道；第一歧管包括配置成与相邻连接器的第二歧管流体联通的通道。
可选地，柔性管连接器还包括检查口。
可选地，柔性管连接器还包括用于检查口的可移除盖。
可选地，歧管适合于由远程操纵的水下车辆致动。
可选地，柔性管连接器还包括至少一个入口通道，用于所述连接器内部抗腐蚀流体的注射或收集。
可选地，连接器的不具有通到环形空间的入口的分配环包括环形腔室、与第二歧管联通的联通通道以及如下的一个或多个：连接到一个面的至少一个注射管4；连接到一个面的至少一个收集管4；将环形腔室流体连接到辅助环形腔室的管道；以及至少一个收集或注射管，其连接到环形腔室的至少一个延伸部，其中收集或注射管沿着柔性管的拉伸铠装螺旋分布。
可选地，柔性管连接器还包括保护元件，该保护元件包括如下的其中之一：配置成固定到柔性管的靠近连接器的端部的夹紧环和固定到连接器的相对的另一端部的夹紧环；配置成固定到柔性管的靠近连接器的端部的夹紧环和配置成固定到柔性管的靠近相邻连接器的端部的夹紧环；其中这些夹紧环经由远离连接器的保护条连接，用于安装在海床上的板固定在保护条上。
根据另一方面，提供了一种连接柔性管段的方法，以实现对通过柔性管内外套之间的环形空间的抗腐蚀流体的控制和强制循环，该方法包括如下的一个或多个：将柔性管段的端部附接到第一连接器，包括定位第一连接器的两个分配环，用于在柔性管段的环形空间中分配抗腐蚀流体；其中一个分配环具有通到柔性管环形空间的流体入口，该方法还包括将该分配环流体连接到相邻连接器中的分配环，相连连接器中的该分配环不具有通到柔性管环形空间的流体入口；其中另一个分配环不具有通到柔性管环形空间的流体入口，该方法还包括将该分配环流体连接到相邻连接器中的另一个分配环，相邻连接器中的该另一个分配环具有通到柔性管环形空间的流体入口。
根据本发明的一个方面，提供了一种柔性管连接器，其适合于实现对通过包括连接到一柔性管的设施的该柔性管的环形空间的抗腐蚀流体的控制和强制循环。该连接器还包括用于分配位于柔性管环形空间内的抗腐蚀流体的至少两个环，其中：至少一个分配环包括通到柔性管环形空间的流体入口，其中该分配环流体连接到不具有通到至少一个相邻连接器的柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环；至少一个分配环不具有通到柔性管环形空间的流体入口，该分配环流体连接到包括通到至少一个相邻连接器的柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环。
根据本发明的另一方面，提供了一种柔性管连接器，其适合于实现对通过包括连接到一柔性管的设施的该柔性管的环形空间的抗腐蚀流体的控制和强制循环，其特征在于其包括用于分配位于柔性管环形空间内的抗腐蚀流体的至少两个环，其中：至少一个分配环包括通到柔性管环形空间21的流体入口，该分配环21流体连接到不具有通到至少一个相邻连接器的柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环；至少一个分配环不具有通到柔性管环形空间22的流体入口，该分配环流体连接到包括通到至少一个相邻连接器的柔性管环形空间的流体入口的至少一个分配环。
可选地，柔性管连接器特征在于其包括：第一歧管11，其适合于控制抗腐蚀流体流到或流过包括通到柔性管环形空间21的流体入口的所述至少一个分配环；以及第二歧管12，其适合于控制抗腐蚀流体流到或流过不具有通到柔性管环形空间22的流体入口的所述至少一个分配环。
可选地，柔性管连接器特征在于不具有通到柔性管环形空间22的入口的分配环与两个流体联通通道8流体联通，这两个流体联通通道适合于与两个相邻的柔性管连接器流体联通。
可选地，柔性管连接器特征在于包括通到环形空间21的入口的分配环包括两个环形腔室211、212，其中：第一环形腔室211与连接到相邻连接器的流体联通通道8、至少一个收集或注射管4以及第一歧管11流体联通；第二环形腔室212与第一歧管11流体联通，并且经由一个面中的孔216与柔性管的环形空间流体联通。
可选地，柔性管连接器特征在于：第二歧管12包括用于与相邻连接器的第一歧管11流体联通的通道8；第一歧管11包括用于与相邻连接器的第二歧管12流体联通的通道8。
可选地，柔性管连接器特征在于其包括具有可移除盖71的观察孔70。
可选地，柔性管连接器特征在于歧管11、12适合于由远程操纵的水下车辆致动。
可选地，柔性管连接器特征在于其包括至少一个入口通道80用于所述连接器内部抗腐蚀流体的注射或收集。
可选地，柔性管连接器特征在于不具有通到环形空间22的入口的分配环包括环形腔室220、与第二歧管12联通的联通通道8和如下的至少一个：连接到一个面的至少一个注射管4；连接到一个面的至少一个收集管4；经由小管道223流体连接到辅助环形腔室221的主环形腔室220；以及连接到主环形腔室220的至少一延伸部224的至少一个收集或注射管4，其中收集或注射管4沿着柔性管的拉伸铠装螺旋分布。
可选地，柔性管连接器特征在于其包括保护元件9，该保护元件包括如下的其中之一：固定到柔性管的靠近连接器的端部的夹紧环90和固定到连接器的相对的端部的夹紧环90；固定到柔性管的靠近连接器的端部的夹紧环90和固定到柔性管的靠近与第一连接器紧邻的连接器的端部的夹紧环90，其中这些夹紧环经由远离连接器的保护条91连接，用于安装在海床上的板92固定在保护条91上。
附图说明
下面呈现的详细说明涉及附图以及它们各自的附图标记。
图1示出了根据一种可选配置的适合于实现对通过柔性管环形空间的抗腐蚀流体的控制和强制循环的两个相邻柔性管连接器。
图1A和1B示意性地示出了如图1中所示的第一和第二柔性管连接器。
图2示出了根据一种可选配置的柔性管连接器的透视图。
图3示出了根据一种可选配置的柔性管连接器的透视图，其中示出了检查口处于其打开配置中。
图4示出了根据一种可选配置的柔性管连接器的剖视图。
图5示出了图4中的柔性管连接器的细节A的近视图。
图6示出了图4中示出的柔性管连接器的配置的侧视图。
图6A示出了图6的细节6A。
图7示出了不具有通到环形空间的入口的分配环的第一可选配置的视图。
图7A示出了图7中的不具有通到环形空间的入口的分配环的正视图。
图7B示出了图7A中标示出的不具有通到环形空间的入口的分配环的截面AA的视图。
图7C示出了图7B的细节7C的视图。
图7D示出了图7的不具有通到环形空间的入口的分配环在一种可选应用中的视图。
图8示出了不具有通到环形空间的入口的分配环的第二可选配置的视图。
图8A示出了图8的不具有通到环形空间的入口的分配环在一种可选应用中的视图。
图9示出了不具有通到环形空间的入口的分配环的第三可选配置的视图。
图9A示出了图9的不具有通到环形空间的入口的分配环在一种可选应用中的视图。
图10示出了具有通到环形空间的入口的分配环的第一可选配置的视图。
图10A示出了图10的不具有通到环形空间的入口的分配环的正视图。
图10B示出了图10A中标示出的具有通到环形空间的入口的分配环的截面BB的视图。
图10C示出了图10B的细节10C的视图。
图10D示出了图10的具有通到环形空间的入口的分配环在一种可选应用中的视图。
图11示出了根据第一可选配置的具有连接器保护元件的柔性管连接器的视图。
图12示出了根据第二可选配置的具有连接器保护元件的柔性管连接器的视图。
图13示出了从图11的具有保护元件的柔性管连接器的不同角度看的视图。
具体实施方式
首先，需要强调的是下面的描述是基于优选实施方式。然而，正如对于本领域技术人员显而易见的，本发明并不局限于该特殊实施方式。
图1示出了根据本发明的一种可选配置的适合于实现对通过柔性管环形空间的抗腐蚀流体的控制和强制循环的两个相邻的柔性管连接器。图1A和1B示意性地示出了如图1中所示的第一和第二柔性管连接器。
柔性管连接器适合于实现对通过所述柔性管环形空间的抗腐蚀流体的控制和强制循环，并且包括用于连接到柔性管的设施。
连接器与柔性管之间的各种连接设施可以从现有技术中获知，故为此选择最佳的设施对于本领域技术人员来说不会具有任何难度。因此，本发明设想使用管道与端部连接器的之间的任何可用连接设施。
柔性管连接器包括用于分配抗腐蚀流体的至少两个环21、22。在使用中，这些环21、22可以位于柔性管的环形空间内。至少一个分配环可以包括通到与其连接的柔性管的环形空间21的流体入口。至少一个分配环可以不具有通到与其连接的柔性管的环形空间22的流体入口。
具有通到柔性管环形空间21的流体入口的所述至少一个分配环可以流体连接(并且不必要直接连接)到不具有通到至少一个相邻连接器的柔性管环形空间22的流体入口的至少一个分配环。该相邻连接器可以在相关管段的另一端处，或者可以在经由其中设有分配环21的连接器连接的另一管段中。
进而，不具有通到柔性管环形空间22的流体入口的所述至少一个分配环可以流体连接(并且不必要直接连接)到具有通到至少一个相邻连接器的柔性管环形空间21的流体入口的至少一个分配环。该相邻连接器可以在相关管段的另一端处，或者可以在经由其中设有分配环21的连接器连接的另一管段中。
此外，每个柔性管连接器可以包括第一歧管11，该第一歧管11适合于控制抗腐蚀流体流到或流过柔性管的环形空间。该柔性管连接器还可以包括第二歧管12，该第二歧管12适合于控制抗腐蚀流体流到或流过不具有通到柔性管环形空间22的流体入口的所述至少一个分配环。
不具有通到柔性管环形空间22的流体入口的分配环不允许从环形空间注射或收集抗腐蚀流体。因此，该环22对具有通到相邻连接器的环形空间21的入口的分配环起到了支撑的作用。
为此，第二歧管12包括用于与相邻连接器流体联通的至少一个通道8。在相邻连接器中，这些通道8可以连接到第一歧管11，第一歧管将会控制抗腐蚀流体进入到具有通到相邻连接器的环形空间21的入口的分配环。
相反，包括通到环形空间21的入口的分配环配置成用于将抗腐蚀流体注射到柔性管的环形空间中或者用于从柔性管的环形空间收集抗腐蚀流体。因此，该环21可以根据需要将抗腐蚀流体注射到柔性管的环形空间中或者从柔性管的相同环形空间收集该流体。
为此，第一歧管11也包括用于与相邻连接器流体联通的至少一个通道8。在相邻连接器中，这些通道8连接到第二歧管12，第二歧管将控制抗腐蚀流体进入到不具有通到相邻连接器的环形空间22的入口的分配环。
需要强调的是前面段落中所描述的是用于所述连接器与多达两个相邻连接器的联通。在图1、1A和1B中示出的情形中，实际上仅示出了一个相邻连接器。然而，还可以在柔性管段的相对端处设置所述的连接器。因此，在这些情形中，用于流体联通的通道8可以穿过柔性管的所述环形空间。本文随后会描述这种配置。
需要注意的是本文中术语包括通到柔性管环形空间21的流体入口的分配环也称作具有通到环形空间21的入口的分配环。类似地，术语不具有通到柔性管环形空间22的流体入口的分配环可以称作不具有通到环形空间22的入口的分配环。因为这些术语是同义的，所以相信这种替换对于读者不会造成任何混淆。还要注意的是，懂技术的读者会从这里的描述理解具有通到环形空间21的入口的分配环具有通到环形空间的直接入口，例如通孔216。相反，还会理解的是，不具有通到环形空间22的入口的分配环虽然其可以流体连接(例如经由其他分配环)到环形空间，但是不具有通到环形空间的直接入口(例如其没有孔216的等效物)。
图2示出了根据一种可选配置的柔性管连接器的透视图，其中可以看到其外部元件。需要强调的是为了便于可视化以简化的层段示出了柔性管。
根据所呈现的这种配置，提供了具有检查口70的连接器。检查口70可以具有盖71，盖71可以用于观察和维修连接器的内部元件。本说明书后面会更详细地呈现该特征。
在替代性配置中，连接器的外壁可以包括凹槽，在凹槽中会插入明管并防止明管碰撞。因此，可以省去检查口70的盖71。
图3示出了根据本发明的一种可选配置的柔性管连接器的透视图，其中示出了检查口70处于其打开配置，即省去了其盖71。可以看到打开的检查口70提供了接近连接器内部元件的入口以维修和/或各种可能必要的检查。
图4示出了根据本发明的一种可选配置的柔性管连接器的截面视图。其更清楚地示出了在第一歧管11与包括通到环形空间21的入口的分配环之间以及在第二歧管12与不具有通到环形空间22的入口的分配环之间的连接。如上所述，所有这些联通是通过用于流体联通的通道8实现的。
可选地，歧管11、12适合于由远程操纵的水下车辆(正如本领域技术人员广泛知晓的ROV)或者通过来自于固定开采单元(SPU)的液压操作来致动，用于控制抗腐蚀流体的流动。
需要强调的是，第一歧管11和第二歧管12适合对于连接有连接器的柔性管每段(部分)独立地控制抗腐蚀流体的流动。
可选地，第一歧管11可以适合于提供通到环形空间的入口，用于流体的注射、抽吸或取样。如果第一歧管11要由如上所述的ROV远程操纵，那么歧管12可以适于经由ROV提供通到环形空间的入口，这可以适于实施流体的注射、抽吸或取样操作。
图5示出了图4中的柔性管连接器的细节A的近视图，更详细地示出了具有和不具有通到环形空间21、22的入口的分配环。
参见不具有通到环形空间22的入口的分配环，要注意的是其与两个流体联通通道8流体联通。这些通道8使不具有通到环形空间22的入口的分配环与两个相邻的连接器流体联通。因为该分配环22不具有通到环形空间的入口，所以抗腐蚀流体被约束在环内，因此该环仅辅助该流体的联通(正如下面更详细解释的，分配环22还连接到管4用于输送抗腐蚀流体)。
就其本身而言，可以将具有通到环形空间21的入口的分配环分隔成两个环形腔室211、212。在这种配置中，第一环形腔室211与流体联通通道8流体联通，流体联通通道8连接到相同管段上的相邻连接器(例如正如在图6A中示出的，下面会讨论)，并且连接到第一歧管11。其还连接到用于输送抗腐蚀流体的管4，正如下面更详细解释的。进而，第二环形腔室212也与第一歧管11流体联通，并且与柔性管的环形空间流体联通。
可以以各种方式提供第二环形腔室212与柔性管的环形空间的流体联通，包括经由在径向布置在分配环21上的孔216，或者经由纵向地布置在柔性管环形空间中的流体注射管或流体收集管。
图6示出了图4中示出的柔性管连接器的配置的侧视图。这里可以更清楚地看到连接器可选地包括用于将抗腐蚀流体注射到所述连接器内部或者从所述连接器内部收集抗腐蚀流体的入口80。在示出的配置中，该入口通过连接到流体联通通道8进而连接到第一歧管11的入口通道80提供。
因此，除了控制抗腐蚀流体进入到具有通到环形空间21的入口的分配环之外，第一歧管11还控制该流体进入到所述连接器的内部。所以，除了防止柔性管环形空间的内部元件中的腐蚀之外，所述的这种布置还辅助防止连接器本身腐蚀，这样显著增加了其可靠性，尤其相比于现有技术的连接器。
图6A示出了图6的细节6A。在该图中，可以详细看到连接到管段另一端处的相邻连接器且从分配环的第一环形腔室211开始的流体联通通道8可选地插在柔性管的保护层下方。该通道8保持在保护层下方一直到相邻连接器，相邻连接器包括与示出的连接器相同的元件，因此流体联通通道8可以连接到不具有通到环形空间22的入口的分配环，正如本文中已经描述过的。
图7示出了不具有通到环形空间22的入口的分配环的第一可选配置的视图，其包括环形腔室220、用于与第二歧管12联通的通道225以及连接到一个面的至少一个注射管4。优选地，许多收集管或注射管连接到该面。为了简化，没有示出用于连接到具有通到相邻连接器中环形空间21的入口的分配环的通道8。
图7A示出了图7中不具有通到环形空间22的入口的分配环的正视图(包括至少一个连接的注射管4的那一面)。
图7B示出了图7A中标示出的不具有通到环形空间22的入口的分配环的截面AA的视图，图7C示出了图7B中的细节7C的视图。
可以在这些图中更清楚地看到环形腔室220的横截面的矩形格式。要强调的是可以使用其他格式，比如圆形、椭圆形等等。
图7D示出了图7中不具有通到环形空间22的入口的分配环在一种可选应用中的视图，其中用于注射或收集的管沿着柔性管的拉伸铠装5螺旋分布。在这种配置中为了定位收集或注射管，省去了拉伸铠装5的一些线缆。
图8示出了不具有通到环形空间22的入口的分配环的第二可选配置的视图，其包括经由小管道223流体连接到辅助环形腔室221的主环形腔室220。设置通道225用于与第二歧管12联通，至少一个注射管4连接到一个面。
在这种配置中，用于与第二歧管12联通的通道225位于辅助环形腔室221中并且这样经由小管道223与主环形腔室220联通。优选地，多个收集或注射管连接到主环形腔室220的明面。
图8A示出了图8中不具有通到环形空间22的入口的分配环在一种可选应用中的视图，其中用于注射或收集的管沿着柔性管的拉伸铠装5螺旋分布。在这种配置中，为了定位收集管或注射管，省去了拉伸铠装5的一些线缆。
图9示出了不具有通到环形空间22的入口的分配环的第三可选配置的视图，其包括经由小管道223流体连接到辅助环形腔室221的主环形腔室220、用于与第二歧管12联通的通道225以及连接到主腔室220的至少一个延伸部224的至少一个注射管4。
在这种配置中，用于与第二歧管12联通的通道225位于辅助环形腔室221内，并且这样经由小管道223与主环形腔室220联通。优选地，多个收集或注射管连接到主环形腔室220的明面。
图9A示出了图9的不具有通到环形空间22的入口的分配环在一种可选应用中的视图，其中用于注射或收集的管沿着柔性管的拉伸铠装5螺旋分布。在这种配置中，为了定位收集或注射管，省去了拉伸铠装5的一些线缆。
可以在该图中看到由于主腔室220的延伸部224，收集或注射管甚至相比拉伸铠装5的线缆更向内插入。
图10示出了具有通到环形空间21的入口的分配环的第一可选配置的视图，其中具有通到环形空间21的入口的该分配环包括两个环形腔室211、212。
第一环形腔室211与至少一个收集或注射管4流体联通，并且经由与第一歧管11联通的通道215与第一歧管11流体联通。
此外，第一环形腔室211包括连接到不具有通到相邻连接器的环形空间22的入口的分配环的流体联通通道8。该图中未示出该特征，但是在图4和5中进行了示出和描述。
第二环形腔室212经由与第一歧管11联通的通道215与第一歧管11流体联通，并且经由在一个面中的孔216与柔性管的环形空间流体联通。
图10A示出了图10中不具有通到环形空间22的入口的分配环的正视图(包括用于与环形空间流体联通的孔216的面)。
图10B示出了图10A中标示出的具有通到环形空间21的入口的分配环的截面BB的视图，图10C示出了图10B的细节10C的视图。
在这些图中可以更清楚地看到环形腔室211、212的横截面的矩形格式。要强调的是可以使用其他格式，比如圆形、椭圆形等等。
还可以看到第一腔室211和第二腔室212包括在它们之间的隔板，其防止流体在这些腔室之间流体联通。
图10D示出了图10中的具有通到环形空间21的入口的分配环在一种可选应用中的视图，其中用于注射或收集的管沿着柔性管的拉伸铠装5螺旋分布。在这种配置中，为了定位收集或注射管，省去了拉伸铠装5的一些线缆。
因此，将会理解的是包括歧管11、12、分配环21、22、管4、通道8和例如孔216的系统实现了根据需要要被控制的抗腐蚀流体的循环。流体可以从管段通到管段，并且可以根据具体情况通过一段或多段的环形空间循环。
图11示出了根据本发明的第一种可选配置的连接器的具有保护元件的柔性管连接器的视图。在这种配置中，保护元件9包括固定到柔性管的靠近连接器的端部的夹紧环90以及固定到连接器的相对端的夹紧环90。为了实现保护，这些夹紧环通过远离连接器的保护条91连接。
图12示出了根据本发明的第二种可选配置的连接器的具有保护元件9的柔性管连接器的视图。在这种配置中，保护元件9包括固定到柔性管的靠近连接器的端部的夹紧环90以及固定到柔性管的靠近紧邻第一连接器的连接器的端部的夹紧环90。为了实现保护，这些夹紧环也通过远离连接器的保护条91连接。
保护条91的格式和配置以及它们与连接器的距离可以根据应用进行变化。每种应用可以进一步限定这些特征。
此外，可以将用于安装在海床上的板92优选地从外部固定在保护条91上。这些板92提供了连接器在海床上的更好地安装，使得由于水和连接器本身的运动导致的下沉到沙子中的效应最小化。此外，这些板92对于各种冲击提供了更大的保护，起到了连接器的防护物的作用。
图13示出了从不同角度看到的图11中示出的具有保护元件的柔性管连接器的视图，其中可以看到保护器9适于提供通到歧管11、12的入口。换言之，不必要将用于安装在海床上的板92定位在歧管11、12上。为了在必要时(维修或者任何种类的检查)便于ROV或技术人员接近该元件，该特征是重要的。
除了上面描述的以外，在本发明的其他可选配置中可以设想许多特征和元件。
还可以想到这些连接器包括至少一个压力控制阀，其与至少一个流量控制阀连接，适合于为柔性管的每段独立地提供环形空间与收集或注射管之间的联通。
这些压力控制阀能够调节再循环流体的流量以便于注射压力不会超过柔性管外套的断裂强度。
可选地，为了对环形空间气密性损失有视觉指示，该连接器可以包括至少一个自动操作的用于校准设备中水面压力的视觉指示器。
还可选地，所述的连接器可以包含由ROV致动的截止阀，其仅在柔性管开始操作之前确认了管的气密性和完整性之后才可以打开。该阀的目的是防止在安装过程中如果管4(收集或注射管)遭到破坏的情况下环形空间注水。收集管的另一种选择是安装单向阀(止回阀)，但不需要由ROV进行打开操作。
为了便于接近这些阀以及由ROV对其致动，例如在安装在海床上的柔性管各段之间连接的情况下，可以在连接器上安装浮动件或保护器9(比如图11、12和13中描述的那些)，以保持连接器远离海底。
可选地，为了在柔性管上进行测试，可以在连接器中使用熔断阀系统。在这种配置中，如果在安装柔性管之后立即就进行的完整性测试中所述管得到认可，那么熔断阀会配置成仅从预先确定的压力水平开始打开，为立管的环形空间提供入口。如果在安装过程中管发生注水，熔断阀会防止环形空间注水。
因此，显然上面披露的内容解决了正如所提出的现有技术的问题，尤其通过提供柔性管连接器，其使得已经渗透到柔性管环形空间的水蒸气、约束在金属铠装中、聚合物层中、连接器和各层的界面和缝隙处以及柔性管环形空间各层之间的CO2、H2S和CO2气泡或液滴发生移动。
因此，该连接器通过使抗腐蚀流体穿过所述环形空间强制循环降低了CO2、H2S或者溶解在液相中的任何其他腐蚀性元素的含量。所用的抗腐蚀流体可以是N2。
该连接器还提供了对柔性管环形空间的控制和通到该环形空间的入口，以便于实现流体的强制循环以及在环形空间注水的情况下降低水中诸如CO2和H2S之类的腐蚀性气体的浓度，以及用溶水移除或破坏CO2气泡或液滴，其可能被约束在金属铠装中、聚合物层中、连接器或各层的界面和空隙处或者柔性管环形空间各层之间。
落入本申请保护范围内的无数种变型是被允许的。这样表明本发明并不局限于上述特定配置/实施方式。同样，上述设备和方法的修改、不同可行变型之间的组合以及对于本领域技术人员来说显而易见的本发明的各方面的变型旨在落入权利要求的精髓和范围内。

Claims (16)

1.柔性管连接器，所述柔性管连接器适于对通过位于包括多个连接的段的柔性管的内套和外套之间的环形空间的抗腐蚀流体进行控制和强制循环，该柔性管连接器包括：
用于连接到柔性管的段的端部的附接机构；
用于分配抗腐蚀流体的至少两个分配环，所述至少两个分配环配置成位于柔性管的环形空间内；
其中，至少一个分配环具有通到所述柔性管的环形空间的流体入口，具有通到所述柔性管的环形空间的流体入口的所述至少一个分配环配置成与第一相邻连接器中的不具有通到柔性管的环形空间的流体入口的至少一个分配环流体连接；以及
其中，至少一个分配环不具有通到柔性管的环形空间的流体入口，不具有通到柔性管的环形空间的流体入口的所述至少一个分配环配置成与第二相邻连接器中的具有通到柔性管的环形空间的流体入口的至少一个分配环流体连接。
2.根据权利要求1所述的柔性管连接器，还包括：
第一歧管，所述第一歧管配置成控制抗腐蚀流体流到或流过柔性管连接器的具有通到柔性管的环形空间的流体入口的所述至少一个分配环；以及
第二歧管，所述第二歧管配置成控制抗腐蚀流体流到或流过柔性管连接器的不具有通到柔性管的环形空间的流体入口的所述至少一个分配环。
3.根据权利要求2所述的柔性管连接器，其中，所述柔性管连接器的不具有通到柔性管的环形空间的流体入口的所述至少一个分配环与两个流体联通通道流体联通，所述两个流体联通通道配置成与两个相邻的柔性管连接器流体联通。
4.根据权利要求2所述的柔性管连接器，其中，所述柔性管连接器的具有通到所述环形空间的流体入口的所述至少一个分配环包括两个环形腔室，其中：
第一环形腔室配置成与连接到相邻连接器的流体联通通道、至少一个收集管或注射管、以及第一歧管流体联通；
第二环形腔室配置成与第一歧管流体联通，并且经由所述第二环形腔室的一个面中的孔与柔性管的环形空间流体联通。
5.根据权利要求3所述的柔性管连接器，其中，所述柔性管连接器的具有通到所述环形空间的流体入口的所述至少一个分配环包括两个环形腔室，其中：
第一环形腔室配置成与连接到相邻连接器的流体联通通道、至少一个收集管或注射管、以及第一歧管流体联通；
第二环形腔室配置成与第一歧管流体联通，并且经由所述第二环形腔室的一个面中的孔与柔性管的环形空间流体联通。
6.根据权利要求2所述的柔性管连接器，其中：所述柔性管连接器的第二歧管包括配置成与相邻连接器的第一歧管流体联通的通道；所述柔性管连接器的第一歧管包括配置成与相邻连接器的第二歧管流体联通的通道。
7.根据权利要求3所述的柔性管连接器，其中：所述柔性管连接器的第二歧管包括配置成与相邻连接器的第一歧管流体联通的通道；所述柔性管连接器的第一歧管包括配置成与相邻连接器的第二歧管流体联通的通道。
8.根据权利要求1或2所述的柔性管连接器，还包括检查口。
9.根据权利要求8所述的柔性管连接器，还包括用于所述检查口的可移除盖。
10.根据权利要求2所述的柔性管连接器，其中，所述第一歧管和第二歧管适于由远程操纵的水下车辆致动。
11.根据权利要求3所述的柔性管连接器，其中，所述第一歧管和第二歧管适于由远程操纵的水下车辆致动。
12.根据权利要求1或2所述的柔性管连接器，还包括用于在所述柔性管连接器内注射或收集抗腐蚀流体的至少一个入口通道。
13.根据权利要求2所述的柔性管连接器，其特征在于，所述柔性管连接器的不具有通到所述环形空间的流体入口的所述至少一个分配环包括环形腔室、与第二歧管联通的联通通道、以及如下的一个或多个：连接到该至少一个分配环的一个面的至少一个注射管；连接到该至少一个分配环的一个面的至少一个收集管；将所述环形腔室流体连接到辅助环形腔室的管道；以及连接到所述环形腔室的至少一个延伸部的至少一个收集管或注射管，其中，该收集管或注射管沿着柔性管的拉伸铠装螺旋地分布。
14.根据权利要求3所述的柔性管连接器，其特征在于，所述柔性管连接器的不具有通到所述环形空间的流体入口的所述至少一个分配环包括环形腔室、与第二歧管联通的联通通道、以及如下的一个或多个：连接到该至少一个分配环的一个面的至少一个注射管；连接到该至少一个分配环的一个面的至少一个收集管；将所述环形腔室流体连接到辅助环形腔室的管道；以及连接到所述环形腔室的至少一个延伸部的至少一个收集管或注射管，其中，该收集管或注射管沿着柔性管的拉伸铠装螺旋地分布。
15.根据权利要求1或2所述的柔性管连接器，其中，所述柔性管连接器包括保护元件，该保护元件包括如下之一：
配置成固定到柔性管的靠近所述柔性管连接器的端部的夹紧环，以及固定到连接器的相对端的夹紧环；以及
配置成固定到柔性管的靠近所述柔性管连接器的端部的夹紧环，以及配置成固定到柔性管的靠近相邻连接器的端部的夹紧环；
其中，所述夹紧环经由远离连接器的保护条连接，用于安装在海床上的板被固定在所述保护条上。
16.连接柔性管的各段以实现对通过柔性管的内套和外套之间的环形空间的抗腐蚀流体进行控制和强制循环的方法，该方法包括：
将柔性管的段的端部附接到第一连接器，包括将第一连接器的用于分配抗腐蚀流体的两个分配环定位在柔性管的段的环形空间中；
其中，一个分配环具有通到柔性管的环形空间的流体入口，该方法还包括将该一个分配环流体连接到第一相邻连接器中的分配环，相邻连接器中的该分配环不具有通到柔性管的环形空间的流体入口；
其中，另一分配环不具有通到柔性管的环形空间的流体入口，该方法还包括将该另一分配环流体连接到第二相邻连接器中的再一分配环，所述第二相邻连接器中的该再一分配环具有通到柔性管的环形空间的流体入口。
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