CN111247366B - 用于对管的环空中的缓蚀流体进行控制和强制循环的管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于对管的环空中的缓蚀液进行控制和强制循环的管，该环空位于管的内部压力屏障(6)和外覆盖件(8)之间并包含多个层，所述管包括：环空内的两层抗拉铠装(1)；至少一根注入管(2)，其螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；至少一根回流管(2)，其螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；环空内的通风层(10)，所述通风层构造成促进流体纵向流动通过所述管的环空。

Description

用于对管的环空中的缓蚀流体进行控制和强制循环的管

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月30日提交的BR 10 2017 011386﹣8的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及管道和立管技术。更具体地，本发明涉及具有用于对通过管道的环空的流体进行控制和强制循环的系统的管道。

背景技术

海上环境中的石油生产使得被称为立管的上升管道得到广泛使用。这样的管道包括立管和与立管相连的出油管，所述立管和所述出油管固定在海床上,可以是柔性的也可以是刚性的，所述管道具有收集由水下井产出的油、将油输送到浮式单元或平台、然后将油送往油轮或直接送往陆上设施的功能。立管和出油管也用于从浮式单元或平台向井中注入气体、化学物质和其他流体，以用于各种目的，诸如井的增注或将腐蚀性气体储存在罐中。

根据标准API Spec 17J和API RP 17B(其描述通过引用并入本文)设计的“非粘结”型柔性管具有铠装，该铠装通常由碳钢和碳锰钢构造而成，所述铠装被限制于两个可渗透的聚合物层之间的环空内，第一层(称为“屏障”)用于隔离在管内输送的流体，第二层用于隔离周围环境(称为“外覆盖件”或“外护套”)。即，屏障和外覆盖件可以被认为是管的内护套和外护套。在本文中，术语“环空”用来指屏障和外覆盖件之间的空间。

铠装易于受到腐蚀性气体(CO₂和H₂S)和水的腐蚀，水从管内部渗透穿过屏障的聚合物。环形空间的气密性的任何损失也会导致在环空中存在水。

腐蚀可能导致失效机理，例如点蚀和由CO₂或H₂S引起的应力腐蚀。由CO₂(SC﹣CO₂)引起的应力腐蚀是一种当前版本的柔性管国际标准(API Spec 17J和ISO-13628-2)未涵盖的失效机理。标准ISO﹣13628﹣2的内容也相关，在此通过引用并入本文。

当前，柔性管通常被构造为不具有集成系统(对于至管体和连接器而言)，用于利用位于外覆盖件和屏障之间的环空进行强制循环，这将使得可能移走存在于其环空中的腐蚀气体，以降低其浓度或逸度并防止或最小化其腐蚀作用。

在石油工业中的某些情况下，柔性管的各个区段或分段在其端部处设有凸缘，使得它们的环形空间相互连接，以允许降低腐蚀性气体的浓度。然而，该常规技术方案不足以防止因环空中的水的凝结或由于海水进入而导致环空的完整性丧失而引起的腐蚀。通常，环空非常有限，从而使得已经渗透的气体的循环和其他流体的循环变得困难。因此，如果不使用强制循环或者柔性管的设计特征没有变化，则将腐蚀性流体去除或稀释到可接受的水平也变得困难。

当前市场上的柔性管在其环空上具有多层，这使得流体循环难以进行，并且在所述层中的具有溶解的水的CO₂液滴或气泡由于某些金属层(例如，如实际推荐API RP 17B中的图7所示的“Z形”，“T形”或C形”层)的几何特性可能被捕获并且被捕获在金属层和聚合物层之间的间隙中或者否则被捕获在布置在这些层之间的元件(诸如抗磨带或抗屈曲带)中。

例如，文献US20130068465A1公开了一种用于使流体循环通过挠性立管的环空的方法，该方法需要使用带管的脐带件，以允许例如腐蚀抑制剂在环空中循环。但是，该文件没有提供允许减轻柔性管的铠装中的腐蚀问题(例如SC﹣CO₂和点蚀)所必需的柔性管或连接器的结构改变。该文献仅考虑单根连续的立管，而不是由多个分段组成的立管。

因此，文献US20130068465A1没有考虑，例如由于某个区域(例如，在柔性管由若干分段构成时的特定分段)中的外覆盖件中有损坏而使得环空的气密性丧失的情况下如何减轻在柔性管的铠装中的腐蚀。在这种情况下，在环空被海水淹没的区域中中断循环。此外，由US20130068465A1教导的方法需要在平台中有用于连接每个脐带件的附加支撑，脐带件将允许在立管的环空中进行必要的循环。

文献US8857521涉及一种柔性管和连接器的系统，该系统允许在快速减压的情况下释放已渗透到管道的各层(环空)中的气体，以避免层塌陷。对于管道铠装中的防腐蚀问题，该文件没有提及。

即使为了使环空中的流体通风而提出在US8857521中提及的用于使环空连接到柔性管道内部的方法和连接器，但这种通风是不可能的。这是因为在操作中环空和管道内部连接到柔性管的情况下，管道内部的压力将大于环空中的压力。这将不允许环空中的流体返回到管道内部，因此不会去除可能累积的任何腐蚀性化学物质。此外，还存在一种可能性，出现在管道内部输送的流体直接迁移到环空，这会增加腐蚀性。

文献WO2011026801A1基于铠装的防腐蚀，从而在开始操作柔性管之前考虑在柔性管的环形空间中填充保护液，例如MEG(单乙二醇)和甲醇。该文件考虑了在输送到安装地点之前在制造工厂或在码头周围或在存储卷盘或转盘上时用保护液填充管。防腐蚀原理基于通过用选定的流体填充环空的所有空的空间来形成物理屏障，从而防止水和腐蚀性流体与铠装金属丝接触。重要的是指出该原理不会阻止腐蚀性气体渗透通过屏障。

此外，一旦这些气体已渗透到环空中，仍然有可能在环空中形成CO₂的气泡或液滴，这不能保证所述CO₂的气泡或液滴穿过环空并且渗透到海洋中而不与铠装的金属接触和粘附，或者甚至可能被捕获在各层之间的间隙中或在各层的间隙中。

在任何情况下，出现使得环空暴露于大海的覆盖物损坏将使得保护液逸入大海中。除了其可能的环境影响之外，还取决于所选择的流体，这意味着存在海水将逐渐进入并形成与已渗透的腐蚀性气体相关的腐蚀性环境。对于竖直立管或甚至铺设在不平坦的海床上的出油管而言，腐蚀性流体和水进入环空可能由于密度不同而促进腐蚀性流体和水以及保护液之间的相分离，从而促进未受保护区段中的腐蚀。

文献EP2729723B1涉及一种利用两个环形空间和连接器的柔性管，这允许已渗透到两个环形空间中的流体被排出。使用两个环形空间意味着已渗透到管道最外层环空的气体所达到的浓度低于仅使用一个环空所期望的浓度。然而，尽管存在减小抗拉铠装的环空中浓度的趋势，但是目前尚不知道什么样的CO₂浓度极限会避免激发最外环空中应力腐蚀和由CO₂引发的点蚀过程。

一旦水开始在具有相当大的腐蚀性气体浓度的最里面环空中凝结，则将激发应力腐蚀和由CO₂引起的点蚀过程并且可能将无法使其停止，这是因为EP2729723B1没有设想使流体在环空中强制循环，这会移除捕获在各层之间的间隙中的CO₂(或其他腐蚀性气体)的液滴或气泡。

文献US8820412B2设想使用管来代替抗拉铠装的封闭在带中的一些金属丝或管。该文件考虑了将缓冲流体冲洗通过立管的整个长度，该流体从最上端进入和离开立管环空。它涉及使用沿着管长度穿孔的用于缓冲流体的管的构思，以及还涉及一种管具有实心壁并且仅在与引入缓冲流体的端部相对的端部敞开的构思。

对于本文件的使用沿柔性管的长度穿孔的管的构思，一旦水开始在环空中凝结(或进入)，将难以通过管注入流体。管中的孔与环空中的气液边界线的相互作用将阻止完全循环，从而允许形成腐蚀性环境。

对于该文献的基于使用仅在供应流体的相对端部敞开的管的构思，仅当存在单个柔性管道分段时才考虑流体的循环。没有考虑在一个以上分段中使用，这是因为有必要将未穿孔的管互连到柔性管的相邻分段，这在US8820412B2中并未设想。

因此，文献US8820412B2中描述的技术局限于在仅具有一段柔性管分段的系统中使用，这妨碍了对于是柔性管系统的典型情况的具有多于一个分段的系统的有效应用。

即使在基于使用沿管长度穿孔的管或仅在端部处穿孔的管的构造中，流体的循环也不足以去除CO2(或其他腐蚀性气体)的气泡或液滴，它们被捕获并粘附到例如压力铠装的层之间的间隙或各层的间隙，所述压力铠装可以具有复杂的几何形状(例如，C形轮廓，Zeta形轮廓等)。

文献WO2014023311A1仅限于解决由压力铠装腐蚀引起的问题，防止该压力铠装与海水接触的层称为中间密封护套，该中间密封护套位于抗拉铠装内部。在这种情况下，产生两个独立的环形空间，第一个环空位于管外层和中间密封护套之间，第二个环空位于中间密封护套和在WO2014023311A1中称为内部密封护套的内部压力护套之间。

WO2014023311A1指示仅在包含压力铠装的第二(最内部)环空中使用排放层(即用于排放气体)。针对压力铠装仅设想了用于防止或减轻腐蚀的流体循环，而在第一环空中未提供类似的循环，从而使抗拉铠装暴露于腐蚀性介质。WO2014023311A1还设想了使用由复合材料制成的抗拉铠装，其本身仅表示一种认识：如果使用金属铠装，则所公开的技术将不能防止第一环空中的腐蚀。

因此，明显的是现有技术没有一种柔性管，该柔性管能够通过使N₂或其他非腐蚀性流体强制循环通过所述环空来减小溶解在水相中的CO₂或H₂S的含量而允许已渗透到环空任何层中的水蒸气、CO₂、H₂S或CO₂的气泡或液滴或任何其他潜在的腐蚀性元件移出。

“环空的任何层”是指位于金属铠装中，在聚合物层或带中，在连接器的界面处和空隙中，在柔性管的环空的最外层与最内层之间等。

如将在下面更详细描述的那样，本发明旨在以实用和有效的方式至少部分地解决上述现有技术的问题。

发明内容

因此，期望提供一种柔性管，该柔性管允许已渗透到该管的环空的任何层中的水蒸气、CO₂、H₂S或CO₂的气泡或液滴或任何其他潜在的腐蚀性元素移出。

本公开提供了一种用于对在管的环空中的缓蚀流体进行控制和强制循环的管，该环空位于该管的内部压力屏障和外覆盖件之间并且包含多个层，该管包括至少以下之一：环空内的两层抗拉铠装；至少一根注入管，其螺旋地铺设在该管的纵向延伸部上；至少一根回流管，其螺旋地铺设在该管的纵向延伸部上；环空内的通风层，该通风层构造成促进流体纵向流动通过管的环空。

因此，该管允许经由注入管和回流管供应和去除防腐流体，与此同时还提供通风带以实现流体可以在环空中适当地循环。该管可以是柔性类型的，例如在立管中使用的柔性管。

可选地，通风层包括螺旋地铺设在管的纵向延伸部分的至少一部分上的通风带。

可选地，通风带包括横过通风带的宽度的槽。

可选地，通风带被铺设成使得槽对准，从而相对于管的纵向轴线形成纵向通道。

可选地，通风带包括穿过通风带的宽度的孔。

可选地，通风带被铺设成使得孔对准以相对于管的纵向轴线形成纵向通道。

可选地，通风带由以下之一制成：布；金属；聚合物；芳纶线；玻璃丝；挤压材料和螺旋编织带。

可选地，管还包括螺旋地施加在内部压力屏障上的一层抗膨胀或抗挤压带，其中该带施加为相继的重叠环的形式，并且其中，该带包含孔以允许流体通过。

可选地，通风层位于两层抗摩带之间，所述两层抗摩带位于两层抗拉铠装之间。

可选地，定位至少一根注入管和至少一根收集管，以替代抗拉铠装的金属丝。

可选地，至少一根注入管和至少一根收集管螺旋地布置在填充层内，该填充层由保护该管免受径向压缩的结构元件组成。

可选地，至少一根注入管和至少一根收集管位于管的外覆盖件上。

可选地，至少一根注入管和至少一根收集管的横截面形状选自：圆形；椭圆；和矩形。

可选地，至少一根注入管和至少一根收集管包括涂覆有聚合物层的金属。

可选地，至少一根注入管和至少一根收集管是抗流体静压塌陷类型的软管。

可选地，通风层构造成增加管的环空的横截面中的空隙的面积。

本公开还提供一种通过连接根据前述权利要求中的任一项所述的多个管而形成的立管。

本公开还提供了一种构造管的方法，该管用于对在其环空中的缓蚀流体进行控制和强制循环，该环空位于管的内部压力屏障和外覆盖件之间并包含多个层，所述方法包括：在环空内提供两层抗拉铠装；提供至少一根注入管，其螺旋地铺设在该管的纵向延伸部上；提供至少一根回流管，其螺旋地铺设在该管的纵向延伸部上；和在环空内提供通风层以增加管的环空的横截面中的空隙面积，该通风层构造成促进流体纵向流动通过管的环空。

本公开还提供了一种在具有环空的管中抑制腐蚀的方法，该环空位于该管的内部压力屏障和外覆盖件之间并且包含多个层，该方法包括：经由螺旋地铺设在管的纵向延伸部上的至少一根注入管向管的环空提供缓蚀流体；使缓蚀流体在管的环空内循环，包括循环通过设置在环空内的通风层，以增加环空的横截面中的空隙面积；通过至少一根螺旋地铺设在管的纵向延伸部上的回流管从管的环空中去除缓蚀流体。

本公开还提供了一种用于对管的环空中的流体进行控制和强制循环的柔性管，其中该环空包括多个层，所述层包括：沿着至少两个编织方向布置的至少两层抗拉铠装；至少一根注入管，其螺旋地铺设在柔性管的整个纵向延伸部上；至少一根回流管，其螺旋地铺设在柔性管的整个纵向延伸部上；其中环空包括通风层，该通风层包括用于促进流体流动的装置。

本公开还提供了一种用于对管的环空内的缓蚀流体进行控制和强制循环的柔性管，其中位于聚合物层(6)和(8)之间的环空包含多个层，所述层包括：在至少两个编织方向上布置的至少两层抗拉铠装(1)；至少一根注入管，其螺旋地铺设在柔性管的整个纵向延伸部上；至少一根回流管，其螺旋地铺设在柔性管的整个纵向延伸部上，其特征在于，所述环空包括至少一个通风层10，所述通风层10包括用于促进流体纵向流向所述管道的装置。

可选地，通风层10包括至少一根螺旋地铺设在柔性管的纵向延伸部的至少一部分上的通风带10，其中通风带10在其整个长度上包括纵向槽11和位于其整个长度上的纵向孔12中的至少之一，其中，当铺设通风带10时，相继的槽11对准，从而相对于管道的纵向轴线形成纵向通道；在铺设通风带10时，相继的纵向孔12对准，从而形成纵向通道。

可选地，至少一根通风带10由以下之一制成：布；金属；聚合物；芳纶线；玻璃丝；挤压材料和螺旋编织带。

可选地，环空还包括螺旋地施加在其上的压力屏障的抗膨胀或抗挤压带的层，其中所述带重叠并且包含用于防止形成第二环空的孔。

可选地，通风层10位于抗摩带9层的内部，该抗摩带9的层位于沿至少两个编织方向布置的至少两层抗拉铠装1之间。

可选地，至少一根注入管2和至少一根收集管2按照以下方式之一定位：代替抗拉铠装1的至少一根金属丝；或螺旋地邻近填充层3布置，所述填充层3由保护管免受径向压缩的结构元件组成。

可选地，至少一根注入管2和至少一根收集管2包括选自以下的横截面形式：圆形2A；椭圆形2B；矩形2C，所述注入管2和收集管2是金属的并涂有聚合物层。

可选地，至少一根注入管2和至少一根收集管2是抗流体静压塌陷类型的软管。

附图说明

在下文中呈现的详细描述涉及附图及其各自的附图标记。

图1示出了根据第一可选构造的柔性管的示意图。

图1A示出了图1的细节1A。

图1B示出了图1所示的柔性管的可选构造的前视图。

图2示出了用于注入/收集管的横截面形式的三种构造。

图3示出了根据第二可选构造的柔性管的示意图。

图4示出了根据第三可选构造的柔性管的示意图。

图4A示出了螺旋地铺设的通风带的视图。

图5示出了根据可选构造的通风带的一区段的细节。

图5A示出了图5中的通风带的构造的区段的近景前视图。

图6示出了根据可选构造的如图4所示的通风带的一区段的细节D。

图6A示出了图6的通风带的构造的区段的近景前视图。

具体实施方式

首先，要强调的是，以下描述是基于优选实施例。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明不限于该特定实施例。

本公开涉及一种用于对在管的环空中的流体进行控制和强制循环的柔性管。环空可包括多个层，所述层包括以下中的一层或多层：沿至少两个编织方向布置的至少两层抗拉铠装；至少一根注入管，其螺旋地铺设在柔性管的整个纵向延伸部上；至少一根回流管，其螺旋地铺设在柔性管的整个纵向延伸部上。环空可包括通风层，该通风层包括用于促进流体流动的装置。根据下面给出的附图和描述，这些特征将变得更加清楚。

图1示出了根据第一可选构造的柔性管的示意图。可以看出的是，柔性管包括环空。环空包括多个层。在所描绘的实施例中，除了包括骨架7(例如，用于有助于防止管道塌陷)和外护套8之外，这些层还包括沿至少两个编织方向布置的两层抗拉铠装1、压力铠装5和压力或流体屏障6。

应该理解的是，石油技术领域的技术人员，特别是柔性管领域的技术人员将知道如何确定构成这些层中的每一层的各种最佳元件。

另外，本公开设想采用螺旋地铺设的至少一根注入管和至少一根回流管来代替抗拉铠装1的至少两根金属丝。注入管和回流管可以沿不同的编织方向铺设。

这些注入管或回流管2使得流体的注入和循环成为可能。流体的再循环可以确保水分子的蒸发，水分子包括俘获在抗拉铠装1和压力铠装5的间隙中或在压力铠装5下面的那些水分子。这些水分子可能已经从柔性管的内部渗透，蒸发掉水分子可防止凝结或饱和以及随之而来的水相出现，这构成了腐蚀过程的必要条件。这样，注入管2可以将流体从上游源(例如，经由相邻的管分段)输送到管分段的环空。相反地，回流管2可用于从管分段的环空接收流体并将其返回到源(再次，例如经由相邻的管分段)。可以在管分段端部的连接器中提供用于从管的环空分散和收集流体的机构，在本文中未对其进行详细考虑。

可以使用的流体包括：惰性气体(例如N₂)、非腐蚀性气体(例如CH₄)或液体(例如乙醇和MEG)。然而，要强调的是，本领域技术人员将能够确定要使用的最佳流体，使得这种选择不限制本发明的保护范围。

图1B示出了图1所示的柔性管的构造的前视图。在该图中可以看出，抗拉铠装1的多根金属丝已经被注入/收集管2代替，以便引起流体的强烈的再循环。

图1A示出了图1的细节1A，其中可以看出的是，对于注入/收集管2而言，在所示构造中，横截面形式可选地采用矩形。这种形式的优点在于：其类似于抗拉铠装1的金属丝的形式。这可以在管2和抗拉铠装1的金属丝之间产生较小的摩擦。

图2示出了可用于注入/收集管2的三种可能的横截面形式。除了包括矩形形式2c外，形式选项还包括圆形2a形式和椭圆形2b形式。但是要强调的是，只要保持用于特定应用的流动条件，为了设计人员方便，可以自由地采用其他选择。

可选地，注入/收集管2可以是金属的。在那种情况下，它们可以进一步涂覆有聚合物层，以防止与抗拉铠装1金属-金属接触。

图3示出了根据第二可选构造的柔性管的示意图。可以看出的是，柔性管包括环空，该环空包括多个层。除了外护套和骨架之外，所述层可包括沿至少两个编织方向布置的两层抗拉铠装1、压力铠装5和压力屏障6、至少一层抗屈曲带、至少一层抗磨带4或抗屈曲带。

在该可选构造中，柔性管包括至少一根注入/收集管2，该注入/收集管2螺旋地布置在填充层3中，该填充层3可以位于抗磨或抗屈曲带4层上方。如图所示，可以在整个填充层3中螺旋地布置多根注入/收集管2。

当采用这种构造时，填充层3以及收集/注入管2可以位于外部抗拉铠装1上或位于抗屈曲带上或位于抗磨带4(所述抗磨带4可以安装在抗屈曲带上)。可以在管的层上使用附加的抗屈曲带的情况下采用这种设计。

可以看出的是，在图3的可选图示中，注入/收集管2的横截面采用圆形形式。但是，如已经说明的那样，根据每种应用可以采用任何横截面形式。

当采用这种构造时，可选地，注入管和回流管2是抗流体静压塌陷类型的软管。

在第三种可选构造中，包括螺旋地布置的注入/收集管2的填充层3位于每个分段的外覆盖件上。这种构造可以提供机械保护，以防止在处理和安装柔性管期间可能对外覆盖件造成损坏。这种构造还可以在注入/收集管2的层上使用一层抗屈曲带。

图4示出了根据第三可选构造的柔性管的示意图。可以看出的是，柔性管包括具有多个层的环空。所述层可包括抗拉铠装1(可选地沿着至少两个编织方向布置的两层或更多层抗拉铠装1)、压力铠装5和压力屏障6、至少一层抗屈曲带和至少一层抗磨带4。

当采用该构造时，可选地，注入管和回流管2是抗流体静压塌陷类型的软管。

在该图中，尤其可以看出的是，柔性管包括至少一层抗摩带9，该抗摩带9位于沿着至少两个编织方向布置的两层抗拉铠装1之间。这些带被用来使两层抗拉铠装1之间的摩擦最小。然而，抗摩带9的层的缺点在于：它不促进流体循环通过柔性管的环空。

出于在先前段落中描述的原因，设想抗摩带9层应该包括通风层10，该通风层10包括用于促进流体在该区域中流动的装置。

因此，换句话说，设想该构造的柔性管应该包括位于两层抗摩带9之间的通风层10，而两层抗摩带9又位于沿着至少两个编织方向径向布置的两层抗拉铠装1之间。

可选地，抗摩带9的层包括螺旋地铺设在柔性管的纵向延伸部的至少一部分上的抗摩带9。

类似地，通风层10可选地包括通风带10，所述通风带10螺旋地铺设在柔性管的纵向延伸部的至少一部分上，如图4A示意性所示。

可选地，为了确保夹带腐蚀性流体所必需的更高的流体注入压力，可以在分段的外覆盖件上安装高强度带，并且必要时可以在该带上安装保护性覆盖件。

图5示出了根据通风带10的第一可选构造的如图4所示的通风带10的一区段的细节。图5A示出了图5中的通风带10构造的区段的一部分的近景前视图(即，穿过管的横截面)。

根据图5和图5A，可以看到的是，通风带10包括槽11。槽横过带10的宽度。如图所示，槽在管道的整个长度上沿管道的纵向方向布置。即，当将通风带10围绕管螺旋地铺设时，相继的槽11可以对准，从而形成促进流体沿着管流动的通道。

图6示出了根据通风带10的第二可选构造的如图4所示的通风带10的一区段的细节D。图6A示出了图6中的通风带10构造的区段的近景前视图(即，穿过管的横截面)。

根据图6和图6A，可以看到的是，通风带10包括横过带10的宽度的孔12。将理解的是，这并不必然意味着槽11垂直于带10的侧面。而是它们从带10的一侧到另一侧横过带10的宽度，并且该横过可以成一角度。如图所示，孔在管道的整个长度上沿管道的纵向方向布置。即，当将通风带10螺旋地铺设时，相继的纵向孔12可以对准，从而形成促进流体流动的通道。

尽管已经提出了通风带10的两种不同的构造，但是强调的是，对于这些通风带，可以采用很多种构造，使得通风带10的构造不限于图5、图5A、图6和图6A所示的构造。

因此，在任何构造中，通风层10可以在柔性管的每个分段的环空中提供较大的流动面积，从而增大柔性管的横截面的空隙面积，并因此使得在结构的环空中的循环流更均匀。

通风层10可以由布、金属、聚合物、芳纶线、玻璃丝、编织材料的任何类型的线中的任何一种制成，其构造通过胶带或附聚元件(例如聚合物或形成复合部件的任何材料的基体)来保持，其目的是在工厂进行水压试验之前或尽可能接近水压试验时，根据柔性管的原始构造来保持屏障的几何形状。它也可以被挤出或者呈沿着带槽11的分段螺旋地放置的带的形式，如附图所示。

强调的是，尽管在图5和图6中已经将通风层10定位在沿至少两个编织方向布置的两层抗拉铠装1之间，但是通风层10可定位在径向布置在环空中的层之间的不同界面处。例如，通风层10可以定位在外铠装与覆盖件或叠置在其上的层之间；以及位于屏障或铺设在屏障上的层与压力铠装5之间。

另外，在采用压力铠装5的柔性管中，为了防止溶解有水的CO₂的气泡或液滴被捕集在难以去除的位置，或者由于限制流体在压力铠装5的内面上循环的屏障6蠕变或溶胀，可能采用呈带或挤出层形式的抗溶胀或抗挤出层。该层可包含孔，以避免形成第二环空(即，通过将主环空分隔成两个同心环)，这可能会由于柔性管的快速减压而导致塌陷。如果将带螺旋地铺设在屏障6上，相继的螺旋形环与前一个环重叠，则带由于上述原因本身可以包括孔以允许流体通过。

可以在柔性管道的制造过程中螺旋地铺设抗溶胀层，向要限制的屏障施加足够的张力。可替代地，通风层10和防溶胀层可以使得它们的功能结合在单个层中。

为了获得更大的强度，通风层10可以包括具有更高抗压强度的材料芯，以保持层的几何形状并防止形成不期望的失效模式，并且还可以可选地用包封材料芯的聚合物层覆盖在上表面和下表面上。

另外，使用抗磨带可能期望：增加厚度，该厚度考虑到由于柔性管的周期性弯曲载荷而与金属层的摩擦所引起的磨损；和/或使用复合材料或金属材料，其目的是保持各层的构造和柔性管结构的径向刚度。例如，抗磨带4可以涂覆有聚合物材料，目的是最小化由于动态载荷而引起的这些带的磨损或柔性管的铠装的磨损，从而防止引起柔性管的其层松动的构造变化。

可选地，为了获得对于扭转而言平衡的柔性管的结构，当柔性管承受诸如拉力和压力之类的载荷时，可以调节抗拉铠装1的倾角，目的在于补偿由于存在螺旋地安装在柔性管的主体上的管而引起的扭转不平衡。

因此，本公开的柔性管能够允许在柔性管的任何层之间的流动并且使得环空的状态均匀，从而降低腐蚀性气体的浓度。这些优点是通过使用单独的管进行连通和控制柔性管的各分段的环空来实现的。例如，在前面的段落中描述的通风层10的引入促进了这种强制流动。

可选地，除了为柔性管系统设计的阴极保护之外，在柔性管的结构中，抗拉铠装1和/或压力铠装还通过阳极金属化涂覆以进行防腐蚀保护。

铝和铝合金的防腐蚀涂层直接施加在钢铠装的表面上，在与腐蚀性介质接触时大大提高了其使用寿命。

直接施加在钢铠装表面上的抗压防腐涂层能够在钢铠装中引入残余的压应力，从而即使遭受严重的塑性变形，也可以大大延长了其疲劳寿命。

因此，本公开提供了一种柔性管，该柔性管能够允许已渗透到环空中的水蒸气、CO₂、H₂S和CO₂的气泡或液滴移出，它们被捕获在金属铠装中、在聚合物层中或胶带中，或者在连接器的接口处和空隙之间、以及在柔性管的环空的各层中或各层之间，并因此通过N₂或其它非腐蚀性流体强制循环通过所述环空来降低溶解在水相中的CO₂或H₂S的含量。

本公开的管还允许在用水冲洗环空的情况下降低水中诸如CO₂和H₂S之类的腐蚀性气体的浓度，以及夹带或破坏具有溶解的水的CO₂的气泡或液滴，所述具有溶解的水的CO₂的气泡或液滴可能会被捕获在金属铠装中、在聚合物层或带中，或者管在连接器中的各层的接口处和空隙中，和柔性管的环空的层中或各层之间。

因此，除了包括促使减小如上所述的腐蚀性气体的浓度之外，柔性管在使环空的腐蚀环境的均匀性最大化时还减轻了点蚀的侵蚀性，该点蚀是由CO₂引发的应力腐蚀过程的因素之一。

尤其是在完整性丧失的环形空间中，N₂或某些其他流体的高速循环会经由外覆盖件的损坏区域(或在安装柔性管之后形成的孔以用于引导流动)使腐蚀性流体从环空中夹带和排出加强。

因此，如果环空的状态超过了腐蚀性流体引发上述失效机理的状态的极限，如果需要的话，则将最小化这些腐蚀性流体的影响，从而扩展操作的可能性直到维护有效为止。

允许落入本申请的保护范围内的无数变化。这加强了本发明不限于上述特定构造/实施例的事实。这样，对本领域技术人员显而易见的是，上述设备和方法的修改、不同变化之间的可行的组合以及对本领域技术人员而言显而易见的本发明的各方面的变化均旨在落入权利要求的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种用于对管的环空中的缓蚀流体进行控制和强制循环的管，所述环空位于所述管的内部压力屏障和外覆盖件之间并包含多个层，所述管包括：

环空内的两层抗拉铠装；

至少一根注入管，所述至少一根注入管螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；

至少一根回流管，所述至少一根回流管螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；和

环空内的通风层，所述通风层构造成促进流体纵向流动通过管的环空。

2.根据权利要求1所述的管，其中，所述通风层包括螺旋地布置在所述管的纵向延伸部的至少一部分上的通风带。

3.根据权利要求2所述的管，其中，所述通风带包括横过所述通风带的宽度的槽。

4.根据权利要求3所述的管，其中，所述通风带铺设成使得所述槽对准，从而相对于所述管的纵向轴线形成纵向通道。

5.根据权利要求2所述的管，其中，所述通风带包括穿过所述通风带的宽度的孔。

6.根据权利要求5所述的管，其中，所述通风带铺设成使得所述孔对准，以相对于所述管的纵向轴线形成纵向通道。

7.根据权利要求2所述的管，其中，所述通风带由以下材料中的一种制成：布；金属；聚合物；芳纶线；玻璃丝；挤压材料和螺旋编织带。

8.根据权利要求1或2所述的管，所述管还包括螺旋地施加在所述内部压力屏障上的一层抗溶胀或抗挤压的带，其中所述抗溶胀或抗挤压的带被施加为相继的重叠环，并且其中所述抗溶胀或抗挤压的带包含孔，以允许流体通过。

9.根据权利要求1所述的管，其中，所述通风层位于两层抗摩带之间，所述两层抗摩带位于所述两层抗拉铠装之间。

10.根据权利要求1所述的管，其中，所述至少一根注入管和所述至少一根回流管被定位为用作所述抗拉铠装的金属丝的替代物。

11.根据权利要求1所述的管，其中，所述至少一根注入管和所述至少一根回流管螺旋地布置在填充层内，所述填充层包括保护所述管免受径向压缩的结构元件。

12.根据权利要求1所述的管，其中，所述至少一根注入管和所述至少一根回流管位于所述管的所述外覆盖件上。

13.根据权利要求1所述的管，其中，所述至少一根注入管和所述至少一根回流管具有选自以下的横截面形状：圆形；椭圆形；和矩形。

14.根据权利要求1所述的管，其中，所述至少一根注入管和所述至少一根回流管包括涂覆有聚合物层的金属。

15.根据权利要求1所述的管，其中，所述至少一根注入管和所述至少一根回流管是抗流体静压塌陷类型的软管。

16.根据权利要求1所述的管，其中，所述通风层构造成增加所述管的环空的横截面中的空隙面积。

17.一种构造管的方法，所述管用于对管的环空内的缓蚀流体进行控制并强制循环，所述环空位于所述管的内部压力屏障和外覆盖件之间并包含多个层，所述方法包括：

在环空内提供两层抗拉铠装；

提供至少一根注入管，所述至少一根注入管螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；

提供至少一根回流管，所述至少一根回流管螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上；和

在所述环空内提供通风层以增加所述管的环空的横截面中的空隙面积，所述通风层构造成促进流体纵向流动通过所述管的环空。

18.一种在具有环空的管中抑制腐蚀的方法，所述环空位于所述管的内部压力屏障与外覆盖件之间并且包含多个层，所述方法包括：

经由螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上的至少一根注入管向所述管的环空提供缓蚀流体；

使所述缓蚀流体在所述管的环空内循环，包括通过在所述环空内设置的通风层来增加所述环空的横截面中的空隙面积；

经由螺旋地铺设在所述管的纵向延伸部上的至少一根回流管从所述管的环空中移除缓蚀流体。

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