專利名稱：低溫輸送軟管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低溫輸送軟管，包括內(nèi)部軟管和外部軟管， 所述外部軟管位置與內(nèi)部軟管壁間隔在一定距離內(nèi)。
背景技術：
用于輸送原油的水下軟管可從US 3，809，128獲知。在這份文 獻中，內(nèi)部軟管和外部軟管之間的空間內(nèi)的空氣的量被選擇性地控 制用于調(diào)節(jié)軟管的浮力。為了保持內(nèi)部軟管和外部軟管之間的充分 的空氣空間，并且為了防止外部軟管由于水壓塌陷到內(nèi)部軟管上， 螺旋形的間隔元件巻繞在內(nèi)部軟管的外表面周圍。軟管的各部分通 過位于內(nèi)部軟管上的端部凸緣相互連接，所述凸緣沿著長度方向突 出到外部軟管的端面外。由于內(nèi)部軟管在連接凸緣處沒有被外部軟 管包圍，因此它暴露到環(huán)境中，并且因此已知的內(nèi)部軟管不適用于 輸送低溫流體，例如可具有-161°C溫度的LNG或可具有-194°C溫度 的液氮。根據(jù)DE 27 05 361，公開了一種具有兩個同心碳氫化合物管 道的軟管結構的軟管，例如適用于輸送LNG，其中，使用了柔性金 屬加強的軟管。內(nèi)部和外部軟管通過連接端凸緣相互連接，所述凸 緣永久連接到內(nèi)部和外部軟管的壁。連接凸緣密封地接合，并且通 過多個螺栓相互連接。流體通道位于連接凸緣中，以允許氣體在軟 管之間的空間中循環(huán)。內(nèi)部和外部軟管之間的距離由間隔元件保持。已知的軟管的缺點在于內(nèi)部軟管部分不能從外部軟管部分中 取出用于更換或者修理，如同在一個實施例中，連接凸緣永久焊接 到內(nèi)部和外部軟管。另外，當外部軟管的連接釋放時，內(nèi)部軟管被 分離，從而，不可能在沒有損失它的流體容納特性的同時進行內(nèi)部 軟管的檢修。在另一個實施例中，內(nèi)部軟管部分的連接元件可以自 由沿著軸向方向滑動，這會由于壓力變化和熱波動造成的大的收縮 導致泄露。根據(jù)US 4,111,466，可以獲知一對同心軟管，其由柔性彈性材料制成，所述一對同心軟管被徑向間隔開以限定圍繞內(nèi)部軟管的 環(huán)狀空間。兩個軟管在它們的每個端部處被固定到共同的連接環(huán)， 用于將雙軟管的連續(xù)長度固定在一起。當冷卻時，內(nèi)部軟管的收縮 會導致泄露路徑形成在內(nèi)部凸緣處。再次，連接環(huán)的分離將同時使 內(nèi)部和外部軟管分離。根據(jù)US 4,108,476，剛性管道的同心結構被公開，其中，內(nèi) 部管道的端部部分被滑動地相互連接，并且內(nèi)部管道的外壁上的凸 緣被夾持在外部管道的兩個內(nèi)部環(huán)之間。從而，內(nèi)部和外部管道部 分形成整體部件，其中，內(nèi)部管道不能從外部管道拆下用于檢修、 更換或者維修。同樣，外部管道部分的釋放會使內(nèi)部管道部分分開。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種低溫輸送軟管，其適用于從第一結 構例如FPS0到第二結構例如運載船(carrier)的低溫流體的海上 運輸，其可以方便地安裝、修理和/或更換。本發(fā)明的另一個目的是提供一種低溫輸送軟管，在使用過程 中當由于加壓或者由于溫度變化造成膨脹和收縮時，其保持軟管部分之間流體密封連接。本發(fā)明的另一個目的是提供一種低溫輸送軟管，其可以安全 地跨接相對長的距離，并且長度可以方便地調(diào)節(jié)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種同心結構的低溫輸送軟管， 其中，外部軟管部分可以被分離，同時不會喪失內(nèi)部軟管的流體密 封特性。本發(fā)明的又另一個目的是提供一種同心類型的低溫輸送軟 管，其允許由于熱波動和/或內(nèi)部軟管的加壓造成的內(nèi)部軟管相對 于外部軟管的相對運動，同時保持它的流體密封特性。對此，根據(jù)本發(fā)明的低溫輸送軟管在使用中在海洋環(huán)境中延 伸，并且長度至少20米，優(yōu)選至少100米，包括-內(nèi)部軟管，具有至少兩個部分，所述內(nèi)部軟管部分通過至 少兩個沿著橫向方向延伸的內(nèi)部連接元件相互連接，所述內(nèi)部軟管 是柔性的，并且包括柔性加強壁，所述加強壁具有至少10厘米的 內(nèi)部直徑，-外部軟管，圍繞內(nèi)部軟管，并且包括不透水的彈性或者復 合材料，外部軟管包括至少兩個部分，所述至少兩個部分通過兩個外部連接元件相互連接，外部軟管具有至少2厘米的壁厚、至少2 米的彎曲半徑和至少20厘米的內(nèi)部直徑，-內(nèi)部軟管通過多個間隔元件與外部軟管保持一定距離，所 述間隔元件跨接內(nèi)部軟管的外壁和外部軟管的內(nèi)壁之間的距離(hi)，所述距離在內(nèi)部軟管的內(nèi)部直徑(k的0. 1和0.8倍之間， 其中， 一對內(nèi)部連接元件的縱向位置位于一對外部連接元件的縱向 位置處或者附近，其中，內(nèi)部連接元件跨接內(nèi)部和外部軟管壁之間 的距離hi，并且包括內(nèi)部軟管壁的凸緣部分，位于外部軟管壁上的兩個橫向抵靠表面固定到其處，所述凸緣部分可釋放地接合在抵靠 表面之間，用于防止當內(nèi)部軟管部分發(fā)生膨脹和收縮時、在所述成 對的外部和內(nèi)部連接元件的縱向位置處或者附近、在內(nèi)部和外部部 分之間沿著兩個軸向方向的相對軸向運動。由于柔性內(nèi)部軟管通過連接元件軸向連接到外部軟管，內(nèi)部 軟管部分可以以預加應力的方式在周圍溫度連接到外部軟管部分。這樣，在輸送LNG過程中，產(chǎn)生例如10 bar的壓力，內(nèi)部軟管由 于壓力膨脹到它的通常的長度。尤其是在開始過程中，當?shù)蜏貎?nèi)部 軟管被冷的氣體緩慢加壓時，內(nèi)部和外部軟管的互連部件相對彼此 的軸向固定防止了沿著凸緣氣體發(fā)生泄露。通過使相互連接元件分 開，內(nèi)部和外部軟管部分可以作為整體單元被拆下，并且其中，內(nèi) 部軟管部分可以被拆下，并且從外部軟管部分被取出到陸上位置用 于檢查、維護和更換。在另一個實施例中，凸緣部分可從內(nèi)部軟管壁釋放，和/或抵 靠表面可從外部軟管壁釋放，從而當把凸緣部分和/或抵靠表面從 內(nèi)部軟管和外部軟管之間的間隙去除時，內(nèi)部軟管的所有壁部分與 外部軟管的壁間隔一定距離。因為內(nèi)部軟管的凸緣部分可從內(nèi)部軟管壁釋放、和/或抵靠表 面可從外部軟管壁釋放，因此外部軟管可以從內(nèi)部軟管分離，同時 不會對內(nèi)部軟管的流體密封特性產(chǎn)生不利影響，這允許檢査或者維 修。另外，在拆下凸緣部分和/或抵靠表面之后，內(nèi)部軟管可以自 由移動穿過外部軟管，從而，內(nèi)部軟管部分可以從外部軟管取下用 于檢查、維修或者更換。內(nèi)部軟管是這樣的軟管，其特別適用于輸送低溫流體，并且 機械方面相對弱，但是由外部軟管保護，其本身可以是用于輸送原油的軟管。軟管套軟管的結構為架空、浮動、或者水下低溫輸送系 統(tǒng)提供了提高的安全性，因為外部軟管保護內(nèi)部軟管防止與其它軟管、吊車、LNG運載體或者其它容器例如拖輪或者工作船發(fā)生碰撞， 并且防止水進入。與內(nèi)部軟管相比，外部軟管相對堅固，但是仍然 足夠柔性，當不使用時，能夠被存儲在浮筒或塔架上的豎直或者水 平軟管巻軸上，或者容器上，或者存儲在槽中的容器的臺上。分段執(zhí)行允許將軟管方便地裝配到它所需要的長度。所述部 分還允許將LNG輸送系統(tǒng)的一部分非常容易的進行離岸更換，用于 檢查、維護和修理。根據(jù)US 4，417，601可以獲知一種低溫輸送軟管，其用于將離 岸平臺連接到油船，包括內(nèi)部螺旋金屬彈簧、偏離半個節(jié)距的外部 螺旋彈簧和位于彈簧之間的一層聚合物材料。隔熱層圍繞內(nèi)部金屬 軟管。已知的低溫軟管由單個部件構成，并且在發(fā)生故障的情況中 需要被完全更換。另外，低溫金屬軟管似乎相對脆弱，并且不能被 外部隔離層有效保護，所述外部隔離層直接連接到加強的復合材料 內(nèi)部軟管。此處使用的"低溫"表示溫度低于-60X的液化氣體，例如溫 度為-162。C的LNG。對于此處使用的"柔性加強壁"，復合材料的或者金屬軟管壁 被包括在內(nèi)，其具有例如通過波紋管狀結構提供的柔性，并且具有 螺旋彈簧狀結構或者類似的壁結構，與片層材料的平坦壁相比，所 述結構為軟管提供增強的柔性。對于此處使用的"海洋"環(huán)境，軟管可以在水面上的位置、 浮在水面上的位置、沉入水下的位置使用，或者可以是它們的任意 組合。對于"復合材料"，表示包括兩個或多個不同層的材料，例如 通過織物、橡膠、金屬線或者它們的組合加強的柔性金屬層。在一個實施例中，內(nèi)部軟管的凸緣是內(nèi)部軟管壁的整體部分， 并且接納在具有基本U形橫截面的軸向固定環(huán)的腿部之間，所述環(huán) 可釋放地連接到外部軟管壁。這樣，內(nèi)部軟管部分可以方便地獨立 于外部軟管部分裝配，并且隨后可以通過固定環(huán)連接到外部軟管。 固定環(huán)可以落坐在外部軟管壁內(nèi)側(cè)上的環(huán)形凹部中?？商鎿Q的是， 固定環(huán)可以通過環(huán)的每一側(cè)上的一對環(huán)形槽口連接到外部軟管壁。在另一個實施例中，由于內(nèi)部軟管的溫差和/或加壓，內(nèi)部軟 管相對于外部軟管沿著長度方向可伸長和/或收縮總的軟管長度的至少0.5%，內(nèi)部軟管在內(nèi)部連接元件處或者附近沒有連接到外部 軟管。當輸送LNG時，可移動的內(nèi)部軟管防止應力積聚。當沒有輸 送LNG時，對于內(nèi)部和外部軟管，連接元件可以獨立地沿著軸向方 向?qū)R，這有助于在通常的環(huán)境條件下裝配和/或更換軟管部分。為了允許由于熱或者壓力引起的加強的內(nèi)部軟管的膨脹和收 縮，內(nèi)部連接器元件包括位于一個內(nèi)部軟管部分上的套筒和位于另 一個內(nèi)部軟管部分上的管狀端部，所述管狀端部可滑動地接納在套 筒內(nèi)或者周圍。內(nèi)部軟管部分的滑動的相互連接允許那些軟管部分 沿著長度方向膨脹和收縮，同時能夠相對于外部軟管移動。復合材料或者金屬波紋管可以密封地連接到兩個內(nèi)部軟管部 分，波紋管以密封的方式與套筒端部的兩側(cè)上的內(nèi)部軟管的外周表 面接合。這樣，在內(nèi)部軟管部分的滑動相互連接部周圍提供有效密 封?？商鎿Q的是，內(nèi)部軟管可以沿著彎曲路徑設置在外部軟管內(nèi)， 從而能夠相對于外部軟管沿著長度方向膨脹例如外部軟管的總長度的0. 5%-3%。在另一個實施例中，內(nèi)部軟管的連接元件通過附接元件連接 到外部軟管的連接元件，用于正確地對齊內(nèi)部軟管，并且將它相對 于外部軟管保持在限定位置。內(nèi)部軟管可以由可伸長材料制成，當由于LNG造成加壓時， 所述材料膨脹，其可具有大約3-4bar的壓力，并且升高到例如10 bar。這引起的長度延伸可以是3-4%。在一個實施例中，在將內(nèi)部 連接元件軸向連接到外部軟管的連接元件之前，內(nèi)內(nèi)部軟管被預加 應力，內(nèi)部軟管當不使用時向外部軟管上施加軸向的收縮力。這樣，當?shù)蜏亓黧w被泵送通過內(nèi)部軟管時，內(nèi)部軟管施加在 外部軟管上的軸向力被最小化，同時，當沒有低溫流體被輸送通過 內(nèi)部軟管時，外部軟管受到收縮力。優(yōu)選的是，外部軟管由相對堅 固的材料制成，以避免當沒有負載被輸送時的收縮。為了允許隔熱在內(nèi)部和外部軟管之間的空間中循環(huán)，例如防 凍流體、惰性氣體、空氣，或者為了產(chǎn)生隔熱真空，為了將外部軟 管保持在安全溫度，所述安全溫度優(yōu)選不低于-60°C,軸向通道設 置在連接元件中，所述連接元件跨接所述內(nèi)部和外部軟管之間的空 間。在達到兩百米深度的水中，為了承受外部壓力，外部軟管可 設置有加強環(huán)。


下面通過非限制性的實例參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的柔性低溫輸送軟管的一些實施例，附圖中圖1示出了 LNG輸送系統(tǒng)的示意圖，出了根據(jù)本發(fā)明的軟管套軟管 (hose-in-hose)的低溫輸送組件的縱向剖視圖、沿著線AA截取 的橫向剖視圖、和平面圖，圖3示出了一個實施例，其中，內(nèi)部軟管的連接凸緣夾持在 兩個間隔件半部之間，圖4示出了一個實施例，其中，內(nèi)部軟管的連接凸緣抵靠間 隔元件的臺肩部，圖5示出了一個實施例的縱向剖視圖，其中，內(nèi)部軟管的連 接凸緣連接到外部軟管的連接凸緣，圖6a和6b分別示出了內(nèi)部軟管的縱向剖視圖和平面圖，內(nèi) 部軟管相對于外部軟管可沿著長度方向移動，圖7a和7b分別示出了一個實施例的縱向剖視圖和平面圖， 其中，間隔件構造在內(nèi)部軟管的凸緣周圍，圖8a和8b分別示出了一個實施例的縱向剖視圖和平面圖， 其中，內(nèi)部軟管包括可滑動的連接元件，圖9示出了包括密封波紋管的內(nèi)部軟管的滑動連接元件的縱 向剖視圖，圖IO示出了包括多個面密封件的內(nèi)部軟管的夾持連接元件的 縱向剖視圖，圖11示出了內(nèi)部軟管的示意性縱向剖視圖，內(nèi)部軟管沿著彎 曲的軌跡在外部軟管內(nèi)延伸，從而可以伸長，和圖12-14示出了內(nèi)部和外部軟管部分之間可釋放連接的不同 實施例。
具體實施方式
在圖1中，示出了離岸的生產(chǎn)單元1，其例如包括FSRU (浮 動存儲和再氣化單元)2，所述單元1通過錨索4錨固到海床3。 通過產(chǎn)品提升器(riser)5，碳氫化合物例如天然氣從水下海井(sub sea well) 6被輸送從而在FSRU 2中被處理。FSRU 2包括液化裝 置，其在-16rC的溫度將天然氣冷卻和液化成LNG (液化天然氣)。 LNG通過低溫輸送軟管7被輸送到LNG運輸船8的船體中間的歧管， 在這個實施例中，軟管7沉入水下，但是也可以完全地或者部分地 是架空(aerial)軟管，或者可以在水面上浮動，在運輸船中，它 在船中間的卸載位置被卸載。低溫輸送軟管7是柔性的，因為它可 以彎曲到例如IO米或者更大的彎曲半徑，優(yōu)選大約3米或者更大。 當不使用時，軟管7可以巻繞在水平或者豎直的巻軸上，或者儲存 在FSRU 2的甲板上。軟管7由相互連接的部分構成，并且包括輸送LNG的內(nèi)部加 強軟管和由加強彈性體或者另一種復合材料制成的外部軟管，所述 彈性體或者復合材料保護外部軟管防止海水，并且為組合軟管提供 機械強度和保護。在內(nèi)部軟管發(fā)生故障的情況中，并且在各部分的 檢測和輸送過程中，它還提供了安全屏障(barrier)。在圖2中，內(nèi)部軟管10和外部軟管11的各部分更詳細地示 出。內(nèi)部軟管10包括部分12和13，所述部分12和13通過連接 部件14、 15相互連接，連接部件14、 15包括通過螺栓18連接的 凸緣16、 17。外部軟管11包括部分20、 21，所述部分20、 21通 過連接部件22、 23相互連接，部件22、 23包括通過螺栓26連接 的凸緣24、 25。內(nèi)部軟管和外部軟管的部分例如可具有IO米的長 度，但是不需要具有相同長度。內(nèi)部軟管的部分例如可具有20米 的長度，而外部軟管的部分可具有IO米的長度，或者反之亦然。外部軟管11和內(nèi)部軟管iO之間的空間27由間隔件(spacer) 28、 29跨接(bridge),間隔件28、 29支撐在內(nèi)部軟管10的外表 面上和/或外部軟管11的內(nèi)表面上。間隔件30設置在內(nèi)部連接元 件的凸緣16、 17周圍，并且固定內(nèi)部凸緣16、 17相對于外部凸緣 24、 25的位置，從而將軟管11固定到軟管10，同時允許內(nèi)部軟管 10沿著長度方向的微小運動。間隔件30通過保持件65、 66連接 到外部軟管11的內(nèi)壁，保持件65、 66可以是焊接到外部軟管內(nèi)壁 的環(huán)。間隔件30包括抵靠表面34、 35，抵靠表面位于內(nèi)部軟管凸 緣16、 17的任一側(cè)上，而沒有固定地連接到內(nèi)部軟管10。通道31 設置在間隔件30中，用于允許氣體例如惰性氣體或者空氣沿著軟 管10、 11的長度方向的循環(huán)。外部軟管的內(nèi)部直徑d。的范圍可以從20厘米到100厘米，而 外部軟管11的壁厚Wi可以在2厘米和15厘米之間。內(nèi)部軟管10 的內(nèi)部直徑山在10厘米和60厘米之間，而環(huán)形空間27的寬度hi 在2厘米和20厘米之間。內(nèi)部軟管的壁厚Wi可以在1厘米和15 厘米之間。內(nèi)部軟管10可以是柔性低溫波紋狀金屬軟管，例如Konrad Friedrichs， Fritz Papmahl and Herbert Backhaus， Offshore Technology Conference 3844 of May 5-8 1980中所描述的，或 者是如美國專利No. 4， 417， 603和W001/96772中描述的巻繞的鉻鎳 鋼加強的復合材料軟管。外部軟管11可以是用于輸送原油的軟管，例如由Trelleborg AB， Trelleborg, Sweden以Trelline商標生產(chǎn)的，由Dunlop Oil and Marine, North East Lincolnshire, United Kingdom以Dunlop 商標生產(chǎn)的，或者由Coflexip SA， Paris, France生產(chǎn)的。由于其結構和使用了加強的彈性材料，因此外部軟管11比內(nèi)部低溫軟 管io更加堅固。外部軟管保護內(nèi)部軟管防止環(huán)境力，并且在裝載 或者卸載過程中，吸收作用在內(nèi)部軟管IO和外部軟管11上的軸向力的50%以上，優(yōu)選95%以上。環(huán)形空間27用于將彈性體外部軟管11從冷的內(nèi)部軟管10隔 離開，并且可以填充有防凍流體、惰性氣體、脫水空氣、凝膠、柔 性泡沫或者可以被排空。當LNG輸送穿過內(nèi)部軟管使得惰性氣體被 液化時，封閉的空間27內(nèi)的惰性氣體的使用將產(chǎn)生真空。同樣， 空氣可以在空間27中循環(huán)，從而確保外部軟管11被保持在安全的 相對高的溫度，并且空間27可用于泄露檢測的目的?？諝饪梢员?加壓到恰好高于所輸送的LNG的壓力，從而在內(nèi)部軟管被破壞的情 況中，避免LNG泄露到空間27中。使內(nèi)部和外部軟管10、 11或多或少地保持共軸的間隔件28、 29由隔熱(insulating)材料制成，例如通過塑料或者陶瓷材料 制成、以"Tufol"商標銷售的材料，但是可以由泡沫或者凝膠代 替，或者由一個或多個緊密巻繞的螺旋塑料管代替，其可以壓縮從 而允許內(nèi)部軟管相對于外部軟管的相對運動或者移動，所述運動或 者移動是由于當輸送LNG時溫差所導致的收縮造成的。這種結構在 US3，809，128中詳細描述。間隔件28、 29可以由保持件鎖定在適 合的位置，所述保持件例如可以是焊接到外部軟管壁的環(huán)，從而固 定間隔件28、 29的位置，并且從而固定內(nèi)部軟管凸緣的位置。如圖2b所示，間隔件30由兩個半部圓柱體形成，所述半部 圓柱體可以放置在內(nèi)部軟管10的外部直徑周圍。間隔件30可以由 隔熱材料制成，例如由Tufnol Composites Ltd, Birmingham, United Kingdom制造、以"Tufnol"商標銷售的。在圖3中，示出了這樣一種結構，其中，間隔件30由兩個半 部30a、 30b構成，所述兩個半部沿著豎直線67分開。當外部軟管 通過凸緣24、 25被組裝時，所述兩個半部30a、 30b以密封的方式 由保持件65、 66擠壓。從而，氣密通風孔或者通道31形成，同時 內(nèi)部軟管10的軸向位置由凸緣16、 17確保，凸緣16、 17被夾持 在間隔件的半部30a、 30b之間。在圖4的實施例中，間隔件30包括沿著軸向方向的單個部件， 并且與內(nèi)部軟管IO上的凸緣16、17通過臺肩67和卡扣環(huán)68接合。在圖5的實施例中，間隔件30由隔熱材料制成，并且剛性連 接到外部軟管11的凸緣24、 25,從而內(nèi)部軟管10的軸向和徑向 位置，尤其在凸緣處，相對于外部軟管被精確地確定。優(yōu)點是如 果外部軟管部分的凸緣需要被打開以修理或者維護，那么內(nèi)部軟管 的凸緣可以直接接近，因為在動態(tài)海洋環(huán)境中的使用過程中它們不 能在外部軟管內(nèi)移動或者偏移。在這個實施例中，外部軟管11將 承受大部分的軸向負荷。在圖6a和6b所示的實施例中，內(nèi)部軟管10在外部凸緣24、 25和內(nèi)部凸緣16、 17的位置處沒有固定到外部軟管11。間隔件 32、 33具有圓形形狀，例如是球的形式，其適用于允許內(nèi)部和外 部軟管10、 11的軸向運動，以避免通過熱或者壓力引起的收縮和 膨脹造成的應力。在圖7a和7b的實施例中，間隔件40用于將內(nèi)部軟管10徑 向定位在外部軟管11內(nèi)，而且還通過間隔件40上的抵靠表面40a、 40b將外部軟管部分20、 21相對于內(nèi)部軟管軸向定位，所述間隔 件包圍內(nèi)部軟管的凸緣24、 25。連接環(huán)41插入外部軟管11的兩 個斜坡(bevel) 42、 43之間，并且通過軸向螺栓45連接到所述在圖8a和8b的實施例中，內(nèi)部軟管10的部分12包括套筒 45，部分13的端部可滑動地接納在套筒45中。密封件設置在所述 兩個滑動表面之間，以確保無泄露的裝配。套筒45的內(nèi)側(cè)和部分 13的端部的外側(cè)涂覆有可滑動材料，例如聚丙烯或者Teflon。再 次，固定到軟管ll內(nèi)部的保持件可以被增設以限制滑動距離。在圖9的實施例中，內(nèi)部軟管10的部分12、 13的端部47、 48設置有密封波紋管(bellow) 49、 50，所述波紋管放置在端部 47、 48周圍，并且延伸經(jīng)過所述部分的端部開口 51、 52，以密封 地接合靜止的密封環(huán)53。在圖10的實施例中，內(nèi)部軟管10的部分12、 13的端部47、 48放置在夾持套筒55中，套筒55通過多個密封環(huán)56、 57密封地 接合內(nèi)部軟管10的邊界表面。夾持套筒55的凸緣59由隔熱材料 60和保護性護套(jacket) 61包圍。在圖11的實施例中，示出了內(nèi)部軟管10具有位于(直的) 外部軟管11內(nèi)的彎曲路徑，內(nèi)部軟管10在凸緣16、 16'、 17、 17' 和24、 24，、 25、 25'的位置處通過間隔件30、 30'連接到外部軟管11。這允許內(nèi)部軟管相對于外部軟管的伸長和收縮。通道63設置在外部軟管11的壁62中，連接到泵64，例如用 于在空間27中施加真空或者用于循環(huán)空氣、稀有氣體等。圖12示出了這樣的實施例，其中內(nèi)部軟管10的內(nèi)部凸緣16、 17被鎖定在間隔件30的半部30a、 30b之間，其沿著軸向方向緊 靠外部軟管11中的臺肩71與上部70接合，從而將收縮力傳遞到 外部軟管11，所述收縮力例如是由于內(nèi)部軟管10的預加載而產(chǎn)生 的。間隔件30的抵靠表面80、 81與內(nèi)部凸緣16、 17接合。雙面密封件78結合在內(nèi)部凸緣16、 17之間。雙面密封件78優(yōu)選包括 高壓金屬密封件，其插入不會彼此接觸的間隔件半部30a、 30b之 間的間隙中。這樣，來自外部軟管中的螺栓的夾持力被直接傳遞到 內(nèi)部軟管凸緣16、 17。間隔件半部30a、 30b的頂部上的鋼/橡膠 密封環(huán)82防止海水進入間隔件半部之間的間隙中。在圖13的實施例中，內(nèi)部軟管10具有連接凸緣，所述連接 凸緣通過將連接到內(nèi)部軟管壁的環(huán)形元件72、 73熱隔離產(chǎn)生。雙 活塞密封件79放置在內(nèi)部軟管IO的抵靠部分之間。抵靠表面80、 81與外部軟管壁中的凹部的臺肩相接合。在圖14的實施例中，環(huán)形元件72、 73徑向在外部軟管11的 壁之間延伸，它們通過螺栓74連接到其處。在這種情況中，抵靠表面80、 81是外部軟管壁的一部分。
權利要求
1.一種用于連接兩個低溫設備的柔性低溫輸送軟管(7)，所述軟管在使用中在海洋環(huán)境中延伸，并且具有至少20米的長度，優(yōu)選至少100米，所述軟管包括-內(nèi)部軟管(10)，具有至少兩個部分(12，13)，所述內(nèi)部軟管部分通過至少兩個沿著橫向方向延伸的內(nèi)部連接元件(16，17；30；30a，30b；70；71；72，73)相互連接，所述內(nèi)部軟管是柔性的，并且包括柔性加強壁，所述加強壁具有至少10厘米的內(nèi)部直徑，-外部軟管(11)，圍繞內(nèi)部軟管，并且包括不透水的彈性或者復合材料，外部軟管包括至少兩個部分(20，21)，所述至少兩個部分通過兩個外部連接元件(24，25)相互連接，外部軟管具有至少2厘米的壁厚、至少2米的彎曲半徑和至少20厘米的內(nèi)部直徑，-內(nèi)部軟管通過多個間隔元件(28，29)與外部軟管保持一定距離，所述間隔元件跨接內(nèi)部軟管的外壁和外部軟管的內(nèi)壁之間的距離(hi)，所述距離在內(nèi)部軟管(10)的內(nèi)部直徑dio的0.1和0.8倍之間，其中，一對內(nèi)部連接元件(16，17；30；30a，30b；70；71，72，73)的縱向位置位于一對外部連接元件(24，25)的縱向位置處或者附近，其中，內(nèi)部連接元件(16，17；30；30a，30b；70；71；72，73)跨接內(nèi)部和外部軟管壁之間的距離hi，并且包括內(nèi)部軟管壁的凸緣部分(16，17，72，73)，兩個橫向抵靠表面(34，35，80，81)位于外部軟管壁上或者固定到外壁，所述凸緣部分(16，17，72，73)可釋放地接合在抵靠表面(34，35，80，81)之間，用于防止當內(nèi)部軟管部分發(fā)生膨脹和收縮時、在所述成對的外部和內(nèi)部連接元件的縱向位置處或者附近、在內(nèi)部和外部部分(12，13；20，21)之間沿著兩個軸向方向的相對軸向運動。
2. 如權利要求l所述的柔性低溫輸送軟管，其特征在于，凸 緣部分(72， 73)可從內(nèi)部軟管壁釋放，和/或其中抵靠表面(34， 35， 80， 81)可從外部軟管壁釋放，從而當將凸緣部分(72， 73) 和/或抵靠表面(34， 35， 80， 81)從內(nèi)部軟管(10)和外部軟管(11)之間的間隙拆除時，內(nèi)部軟管(10)的所有壁部與外部軟管 (11)的壁間隔一定距離。
3. 如權利要求1或2所述的柔性低溫輸送軟管(7)，其特征 在于，內(nèi)部軟管的凸緣是內(nèi)部軟管壁的整體部分，并且接納在具有 基本U形剖面的軸向固定環(huán)的腿部之間，所述環(huán)可釋放地連接到外部軟管壁。
4. 如權利要求3所述的柔性低溫輸送軟管(7)，其特征在于， 固定環(huán)落坐在外部軟管壁內(nèi)側(cè)上的環(huán)形凹部中。
5. 如權利要求3所述的柔性低溫輸送軟管(7)，其特征在于， 固定環(huán)通過環(huán)的每一側(cè)上的一對環(huán)形槽口連接到外側(cè)軟管壁。
6. 如權利要求1或2所述的柔性低溫輸送軟管(7)，其特征 在于，凸緣部分(72， 73)伸出到外部軟管壁連接元件(24， 25) 之間，并且由外壁部分(20， 21)可釋放地接合。
7. —種用于連接兩個低溫設備的柔性低溫輸送軟管(7)，所 述軟管在使用中在海洋環(huán)境中延伸，并且具有至少20米的長度，3優(yōu)選至少100米，所述軟管包括--內(nèi)部軟管(10)，具有至少兩個部分(12， 13)，所述內(nèi)部 軟管部分通過至少兩個沿著橫向方向延伸的內(nèi)部連接元件U6， 17; 30a， 30b; 72， 73)相互連接，所述內(nèi)部軟管是柔性的，包括柔性 加強壁，所述加強壁具有至少IO厘米的內(nèi)部直徑，_外部軟管(11)，圍繞內(nèi)部軟管，并且包括不透水的彈性或 者復合材料，外部軟管包括至少兩個部分(20， 21)，所述至少兩 個部分通過兩個外部連接元件(24， 25)相互連接，外部軟管具有 至少2厘米的壁厚、至少2米的彎曲半徑和至少20厘米的內(nèi)部直 徑，_內(nèi)部軟管通過多個間隔元件(28， 29)與外部軟管保持一 定距離，所述間隔元件跨接內(nèi)部軟管的外壁和外部軟管的內(nèi)壁之間 的距離卜，所述距離在內(nèi)部軟管(10)的內(nèi)部直徑di。的0. l和0.8 倍之間，其中， 一對內(nèi)部連接元件(16， 17; 30a， 30b; 72， 73) 的縱向位置位于外部軟管(11)的一對連接元件(24， 25)的縱向 位置處或者附近，并且其中，內(nèi)部連接元件包括位于一個內(nèi)部軟管 部分(12)上的套筒(45)和位于另一個內(nèi)部軟管部分(13)上的 管狀端部(46)，管狀端部(46)可滑動地接納在套筒內(nèi)或者周圍。
8. 如上述權利要求中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，內(nèi)部軟管可沿著長度方向相對于外部軟管伸長和/或 收縮總軟管長度的至少0.5%。
9. 如權利要求8所述的柔性低溫輸送軟管(7)，其特征在于， 內(nèi)部軟管相對于外部軟管沿著彎曲路徑設置。
10. 如上述權利要求中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)，其特征在于，金屬波紋管(49)密封地連接到兩個內(nèi)部軟管部分(12， 13)，所述波紋管以密封的方式與部分(12， 13)的端部(51， 52) 的兩側(cè)上的內(nèi)部軟管的外周表面接合。
11. 如上述權利要求中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，外部軟管適用于承受至少70%的軸向力，優(yōu)選至少 90%，在使用中，所述軸向力沿著低溫輸送軟管的長度方向施加。
12. 如上述權利要求中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，隔熱材料設置在內(nèi)部軟管的外壁和外部軟管的內(nèi)壁之 間，從而在使用中，外部軟管的溫度被保持在-60°C以上，優(yōu)選在 -50T以上。
13. 如上述權利要求中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，外部軟管和/或內(nèi)部軟管的連接元件包括凸緣，所述 凸緣通過多個螺栓相互連接。
14. 如權利要求1-6中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，在將內(nèi)部連接元件(16, 17; 30a， 30b; 72， 73)軸 向連接到外部軟管(11)之前，內(nèi)部軟管受到軸向拉力，內(nèi)部軟管(10)當不使用時在外部軟管(11)上施加軸向收縮力。
15. 如權利要求14所述的柔性低溫輸送軟管(7)，其特征在 于，外部軟管(11)比內(nèi)部軟管(10)更加堅固，從而在釋放軸向 拉力之后，不會由于內(nèi)部軟管的收縮而被彎曲。
16. 如上述權利要求中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，軸向通道設置在內(nèi)部連接元件(16， 17; 30a， 30b; 72, 73)中。
17. 如上述權利要求中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，惰性氣體包括在內(nèi)部軟管和外部軟管之間的空間中。
18. 如權利要求1-17中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，流體泵(64)通過外部軟管壁(62)中的開口 (63) 連接到內(nèi)部軟管和外部軟管之間的空間，流體例如惰性氣體或空氣 可進入軟管之間的空間或者可以從所述空間排出。
19. 如上述權利要求中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，外部軟管包括外部加強元件，用于承受2和20 bar 之間的外部壓力。
20. 如上述權利要求中任一項所述的柔性低溫輸送軟管(7)， 其特征在于，至少一個密封元件(78)包括在內(nèi)部軟管壁的凸緣部 分(16， 17， 72， 73)之間的間隙中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于連接兩個低溫設備的柔性低溫輸送軟管(7)，所述軟管在使用中在海洋環(huán)境中延伸，并且具有至少20米的長度，優(yōu)選至少100米。所述軟管包括內(nèi)部軟管(10)，具有至少兩個部分(12，13)，所述內(nèi)部軟管部分通過至少兩個內(nèi)部連接元件(16，17；30a，30b；72，73)相互連接，所述內(nèi)部連接元件沿著橫向方向延伸，所述內(nèi)部軟管是柔性的，并且包括柔性加強壁，所述加強壁具有至少10厘米的內(nèi)部直徑，-外部軟管(11)，圍繞內(nèi)部軟管，并且包括不透水的彈性或者復合材料，外部軟管包括至少兩個部分(20，21)，所述至少兩個部分通過兩個外部連接元件(24，25)相互連接，外部軟管具有至少2厘米的壁厚、至少2米的彎曲半徑和至少20厘米的內(nèi)部直徑，-內(nèi)部軟管通過多個間隔元件(28，29)與外部軟管保持一定距離，所述間隔元件跨接內(nèi)部軟管的外壁和外部軟管的內(nèi)壁之間的距離(h_i)，所述距離在內(nèi)部軟管(10)的內(nèi)部直徑d_i。的0.1和0.8倍之間，其中，一對內(nèi)部連接元件(16，17；30a，30b；72，73)的縱向位置位于一對外部連接元件(24，25)的縱向位置處或者附近。內(nèi)部連接元件(16，17；30a，30b；72，73)跨接內(nèi)部和外部軟管壁之間的距離h_i，并且包括內(nèi)部軟管壁的凸緣部分(16，17，72，73)，位于外部軟管壁上的兩個橫向抵靠表面(34，35)，所述凸緣部分(16，17，72，73)可釋放地接合在抵靠表面(34，35)之間，用于防止在所述一對外部和內(nèi)部連接元件的縱向位置處或者附近、在內(nèi)部和外部部分(12，13；20，21)之間的相對軸向運動，其中，凸緣部分(72，73)可從內(nèi)部軟管壁釋放，和/或其中抵靠表面(34，35)可從外部軟管壁釋放，從而當將凸緣部分(72，73)和/或抵靠表面(34，35，80，81)從內(nèi)部軟管(10)和外部軟管(11)之間的間隙拆除時，內(nèi)部軟管(10)的所有壁部與外部軟管(11)的壁間隔一定距離。
文檔編號F16L39/02GK101258356SQ200680029217
公開日2008年9月3日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權日2005年6月8日
發(fā)明者H·威爾, J·波拉克, J-P·凱奧, L·范戴克 申請人:辛格爾浮筒系船公司