專利名稱：軟管系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在海底設(shè)施和海面設(shè)施之間輸送流體的軟管系統(tǒng)。本發(fā)明的軟管系統(tǒng)例如用于將含烴流體從海底設(shè)施如油井輸送到海面設(shè)施如浮式平臺或船舶。
背景技術(shù)：
上述類型的軟管系統(tǒng)在本領(lǐng)域是公知的，并且通常用于輸送轉(zhuǎn)移到海面設(shè)施，尤其是浮式海面設(shè)施，比如浮動平臺和船舶或從其轉(zhuǎn)移出的流體、電力、電磁波和其它介質(zhì)。從海面設(shè)施懸垂至海底設(shè)施的軟管由于氣象條件如風(fēng)、水流和海浪的干擾，會受到很多外力和運動的影響。在海面設(shè)施是浮式設(shè)施的情況下，軟管受到的外力和運動的影響甚至?xí)?。為避免在海面設(shè)施延和海底設(shè)施之間延伸的軟管損壞，例如避免軟管受到小于軟管的允許彎曲半徑(通常稱為軟管的最小彎曲半徑)的彎曲，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出多種軟管系統(tǒng)。大量的軟管系統(tǒng)配置例如已經(jīng)在API (美國石油組織)17B “軟管操作建議規(guī)程，，(2002年第三版)的11. 4. 10章節(jié)有所描述，例如分別以“低彎度S型(LAZY S)，，或“低彎度波形(LAZY WAVE)”和“陡S型(STEEP S)”或“高彎度波形(STEEP WAVE)”命名的舉
油配置。在這些配置中，軟管在海面設(shè)施和中間正浮力件之間呈懸鏈狀延伸，中間正浮力件能在軟管部分長度上對軟管施加轉(zhuǎn)向海底的凹彎曲構(gòu)形。為給軟管提供足以允許風(fēng)標船受到天氣影響時移動的長度，現(xiàn)有的淺水系統(tǒng)通常構(gòu)造成將軟管布置成具有波狀構(gòu)形，如“S”形或類波狀，例如在US4，793，737中描述的那樣。在這樣的波狀構(gòu)形中，軟管在距離海底的一段距離處由支承裝置如像水中隔水導(dǎo)管和水中夾套那樣的海底結(jié)構(gòu)。US4, 906，137所描述的軟管系統(tǒng)包括海底輸油軟管的下部，這部分軟管在安裝在軟管上的ー個或多個浮力裝置和海底的固定點之間保持拉緊。為提供具有一定額外長度的軟管以便移動，同時避免軟管與海底和/或例如船舶產(chǎn)生不期望的接觸，在US6，857，822所描述的系統(tǒng)中包括防止過度松弛的張緊機構(gòu)。US6, 857，822的系統(tǒng)中包括位于海底的基座，該基座具有能沿彼此相反的第一和第二方向轉(zhuǎn)動離開平衡位置的剛性臂。剛性臂包括張カ施加件。布置成從海底設(shè)施向船舶輸送流體的軟管被如此夾到剛性臂上，將使剛性臂響應(yīng)于由船舶移動在升管中產(chǎn)生的張カ而轉(zhuǎn)動。實踐證明上述系統(tǒng)的適用范圍有限，尤其是因為其很難將張緊機構(gòu)調(diào)節(jié)到這樣的位置，在該位置，該張緊機構(gòu)能施加足夠大的張力，同時還能避免轉(zhuǎn)動臂的不可控擺動以及軟管可能有的過度彎曲。本發(fā)明的目的是提供ー種軟管系統(tǒng)，包括用于在海底設(shè)施和海面設(shè)施之間傳遞流體的柔性輸送単元，該柔性輸送單元能適應(yīng)由于天氣條件及海面設(shè)施和/或海底設(shè)施的運動而施加到其上的力，同時還能對柔性輸送單元的運動提供高度的穩(wěn)定性及可控性，從而降低破壞柔性輸送單元的風(fēng)險。
本發(fā)明的另一目的是提供一種易于制造安裝的軟管系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的由權(quán)利要求書所限定的軟管系統(tǒng)來實現(xiàn)。具有其它優(yōu)點的附加的有利技術(shù)方案由從屬權(quán)利要求限定并在下文中加以描述。本發(fā)明的軟管系統(tǒng)尤其適用于在海底設(shè)施和海面設(shè)施之間傳送流體。該軟管系統(tǒng)包括具有支承部段的固定海底結(jié)構(gòu)和具有沿其長度的軸線的且以水平距離和豎直距離布置的海面端和海底端的柔性輸送単元。海面端被連接到海面設(shè)施。海底端是柔性輸送單元的觸地點或是沿柔性輸送單元的連接到始終距離海面端的水平距離較短的海底設(shè)施的點。柔性輸送単元的觸地點是柔性輸送單元與海底接觸的點。柔性輸送単元在由限定柔性輸送単元海面長度的軟管支承區(qū)域處由固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段支承，該柔性輸送單元海面長度是柔性輸送單元從其海面端延伸到軟管支承區(qū)域的長度。柔性輸送単元的至少一部分可沿其軸線相對固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段移動，以使柔性輸送單元海面長度能在最小柔性輸送単元海面長度和最大柔性輸送単元海面長度之間變化。如下所述，軟管系統(tǒng)可包括至少兩個柔性輸送単元，但在下文中主要對ー個柔性輸送單元進行描述。因此，本發(fā)明的軟管系統(tǒng)提供具有波狀構(gòu)形的柔性輸送單元，此構(gòu)形在下文中被稱為“滑動S”構(gòu)形，“滑動S”構(gòu)形給柔性輸送単元提供了長度余量，同時確保由這種長度余量而導(dǎo)致軟管系統(tǒng)破壞的風(fēng)險相比于之前的系統(tǒng)降低了。同時，柔性輸送單元因過度彎曲或觸底以及在海底拖拉和/或被過度的拉伸而可能導(dǎo)致?lián)p壞柔性輸送單元的風(fēng)險被降到最低。海面設(shè)施實際上可能是位于海面上或海面附近的任何設(shè)施，此處的術(shù)語“附近”用于表示相比于海底而言更靠近海面，優(yōu)選海面以下達20米。海面設(shè)施的多個例子包括平臺和船舶。在一個實施例中，海面設(shè)施是浮式裝置，優(yōu)選船舶和浮式平臺。在一個實施例中，海面設(shè)施是系泊浮式設(shè)施。當海面設(shè)施是船舶例如風(fēng)標船或是散射系泊定位船時，軟管系統(tǒng)是最有優(yōu)勢的。風(fēng)標船經(jīng)常用于淺水。淺水系統(tǒng)ー個例子包括風(fēng)標船，在一個實施例中，在共同未決的專利申請DK PA200901333中描述的風(fēng)標船可與本發(fā)明結(jié)合使用。在另ー個實施例中，如在共同未決的專利申請DK PA200901376中描述的包括風(fēng)標船的懸掛系統(tǒng)可以與本發(fā)明結(jié)合使用。然而應(yīng)當明白，任何風(fēng)標船和任何散射系泊定位船實際上都能用作本發(fā)明中的海面設(shè)施?！案∈斤L(fēng)標船”或僅“風(fēng)標船”是這樣的船舶，一個或多個柔性輸送單元從其延伸至海底結(jié)構(gòu)。這樣的風(fēng)標船及散射系泊定位船對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的，它們通常包括外部轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)或內(nèi)部轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)。內(nèi)部轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)引導(dǎo)柔性輸送単元經(jīng)過船體底部，而外部轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)引導(dǎo)柔性輸送單元從頂部懸掛結(jié)構(gòu)延伸越過船體和船欄桿。風(fēng)標船常被系泊到海底，但在某些情況下也可被系泊到至少ー個固定結(jié)構(gòu)，并且其通常被系泊成仍有很大的運動自由度以適應(yīng)例如由風(fēng)、水流、波浪作用于風(fēng)標船的力。在淺水中，天氣狀況對于船舶運動有很大的影響，即使風(fēng)標船被系泊，風(fēng)標船運動也可能變得相當劇烈。術(shù)語“海底” 一般是用于表示海底面，海底設(shè)施是指位于海底或與海底相接觸的設(shè)施。海底設(shè)施可以是例如固定設(shè)施如油井、錨固設(shè)施和/或輔助固定海底結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，海底設(shè)施的類型對于本發(fā)明來說通常并不重要，因此任何海底設(shè)施都能夠被應(yīng)用在本發(fā)明中。大部分情況下，海底端是柔性輸送單元的觸地點。但在某些情況下，海底端是柔性輸送單元的連接到海底設(shè)施的點，就是說在柔性輸送単元被連接到海底設(shè)施而在海上設(shè)施和海底設(shè)施之間沒有任何觸地點的情況下。軟管系統(tǒng)可包括一個或多個柔性輸送單元。柔性輸送単元可以是用于海上應(yīng)用場合的任何一種柔性輸送單元。在一個實施例中，一個或多個柔性輸送單元包括至少ー個未粘合海上軟管。在一個實施例中，一個或多個柔性輸送單元包括至少ー個粘合海上軟管。柔性輸送単元例如可以是柔性升管或管纜。淺水系統(tǒng)優(yōu)選包括多個柔性輸送單元，例如包括多個提升裝置如多個升管和可能有的至少ー根管纜。柔性輸送單元有時也稱為跨接管線例如升管和管纜是本領(lǐng)域所公知的。升管常被用于將石油化學(xué)產(chǎn)品從海底輸送到向海面設(shè)施。管纜常被用于向和/或從海底或遠離海底的設(shè)施輸送流體、電力、信號和其它介質(zhì)。在一個實施例中，柔性輸送單元包括至少ー根軟管。在一個實施例中，柔性輸送單元包括至少ー根管纜。在一個實施例中，柔性輸送単元包括至少ー根柔性升管，例如跨接管線。在一個實施例中，柔性輸送単元包括相互連接且彼此流體連通的至少兩根管。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，如何相互連接這些管以獲得流體連通是公知的。至少兩根連接在一起的管可以是相似類型或不同類型的，只要這些管中的至少ー根管是軟管。在一個實施例中，柔性輸送單元包括基本剛性的剛性管段，該剛性例如由施加到柔性輸送単元的軟管的一段上的基本剛性的包覆層提供。在一個實施例中，柔性輸送単元包括彼此連接且流體連通的剛性管和軟管。在一個實施例中，軟管系統(tǒng)包括至少兩個柔性輸送単元，這些柔性輸送單元優(yōu)選相互并排布置。柔性輸送単元可以是相似類型或不同類型的，具有相似或不同的尺寸。海面端是柔性輸送單元連接到海面設(shè)施的位置。取決于海面設(shè)施的類型和布置，這種連接可提供流體連通或僅僅是固定。在一個實施例中，海面端流體連通到海面設(shè)施。在一個實施例中，海底端是柔性輸送單元的觸地點。大部分情況下，海底端是柔性輸送單元的觸地點，在海面端和海底端之間的水平距離能在最短水平距離和最長水平距離之間變化。由于本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)，在海底觸地點拖拉柔性輸送單元的風(fēng)險大大降低。在最短水平距離和最長水平距離之間的差值優(yōu)選為約50米或更小，例如約40米或更小，約30米或更小，約25米或更小，約20米或更小，約15米或更小，約10米或更小。在觸地點和觸地點附近沿著管的區(qū)域可以被在本領(lǐng)域中公知的額外的外部加強結(jié)構(gòu)覆蓋。在一個實施例中，在海面端和海底端之間的豎直距離是基本固定不變的距離。在此情況下，這個基本固定不變的距離也被稱為豎直最短距離。在一個實施例中，豎直距離可在最短豎直距離和最長豎直距離之間變化，在這里最短豎直距離和最長豎直距離之間的差值優(yōu)選為約10米或更小，例如5米或更小。
在一個實施例中，海底端是柔性輸送單元連接到海底設(shè)施的點。取決于海底設(shè)施的類型和布置，這種連接可提供流體連通或僅僅是固定。在一個實施例中，海底端流體連通到海底設(shè)施。在一個實施例中，在海面端和海底端之間的水平距離是基本固定不變的距離。在此情況下，它也被稱為水平最短距離。在一個實施例中，在海面端和海底端之間的豎直距離是基本固定不變的距離，并且在這種情況下它也被稱為豎直最短距離。海底結(jié)構(gòu)優(yōu)選是以相對剛性的固定方式固定到海底的基本剛性結(jié)構(gòu)。海底結(jié)構(gòu)可以通過任何方式固定于海底，例如通過重錨件(固定負載)保持在海底，通過部分埋入海底或者例如通過設(shè)有沿豎直方向敲入海底的一個或多個樁來固定。在一個實施例中，海底設(shè)施在這樣的位置固定至海底，該位置在海面設(shè)施的至少ー個位置上顯著低于海面設(shè)施。在此實施例中，海面端和海底端之間的最短水平距離是相對短的，例如30米或更短，20米或更短，15米或更短，10米或更短。如果在海面端和海底端之間的最短水平距離太短，則柔性輸送單元發(fā)生過度彎曲的風(fēng)險會増大。在這些情況下，柔性輸送單元可按照這樣的結(jié)構(gòu)布置，即以離海面設(shè)施和海底設(shè)施的最短水平距離往復(fù)蜿蜒延伸，該最短水平距離大于海面端和海底端之間的最短水平距離。在一個實施例中，海面設(shè)施是具有船體的風(fēng)標船，海底結(jié)構(gòu)如此安置在海底，其在風(fēng)標船的至少ー個位置上將會處于風(fēng)標船船體下方。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)在這樣的位置被固定到海底，該位置具有至經(jīng)過柔性輸送單元的海面端和海底端的軟管豎直平面的最短距離，該最短距離可達柔性輸送單元的海面端和海底端之間的最短水平距離的約100%，例如約75%，約50%，約40%，約30%，約20%，約10%，約5%，海底結(jié)構(gòu)優(yōu)選在基本處于軟管豎直面上的某一位置被固定到海底。從海底結(jié)構(gòu)到軟管豎直面的最短距離基本垂直于軟管豎直面來確定。軟管豎直面是ー個假想面，它僅用于描述軟管系統(tǒng)中各構(gòu)件相互之間的位置關(guān)系。當海底結(jié)構(gòu)在基本處于軟管豎直面內(nèi)的位置固定于海底時，柔性輸送單元能以基本筆直的最小水平方向安置在海面端和海底端之間。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)是樁結(jié)構(gòu)，包括一個或多個樁例如單樁。優(yōu)選單樁是因為它們安裝簡單且節(jié)省成本。而多樁結(jié)構(gòu)可能更結(jié)實更穩(wěn)定，在某些應(yīng)用場合中是更優(yōu)的選擇。在一個實施例中，海底設(shè)施是靜負載結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的自重大到能夠?qū)⒑５捉Y(jié)構(gòu)固定到海底。固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段是海底結(jié)構(gòu)的適合以滑動方式支承柔性輸送単元的部分。在大部分情況下，支承部段是海底結(jié)構(gòu)的最上端部分，因為這樣的配置能將柔性輸送單元最簡單安裝到支承部段。然而應(yīng)當理解，支承部段無須是海底結(jié)構(gòu)的最上端部分，該海底結(jié)構(gòu)的多個部分可以豎向突出超過支承部段。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)的支承部段按照離海面的距離D_#B和離海底的距離D-海底女直，距尚D-海面優(yōu)選顯者大于距尚D-海底。除非另有說明，否則所有離海面的距離都應(yīng)在落潮時的靜水位來確定。在不損壞軟管系統(tǒng)且海面設(shè)施完整系泊(如果有)情況下，柔性輸送単元的海面端和海底端之間的最短水平距離可以被確定為最短距離。
柔性輸送単元的海面端和海底端之間的最短豎直距離在漲潮時的靜水位來確定。在一個實施例中，距離D-^底為至少約I米，例如至少約2米，至少約3m，至少約4米，至少約5米,至少約6米,至少約I米,至少約8米,至少約10米,至少約25米,至少約50米，至少約100米。在一個實施例中，距離0-#；!|為海面和海底之間距離的至少約0. 1%，例如至少約1%，至少約2%，至少約3%，至少約4%，至少約5%，至少約10%，至少約15%，至少約20%，至少約30%，至少約40%，至少約50%，至少約60%，至少約70%，如高達約100%，如高達約90%，高達約80%。應(yīng)當明白，本發(fā)明的軟管系統(tǒng)非常適合應(yīng)用在淺水中，例如應(yīng)用在水深約200米，如優(yōu)選深度達約100米，約80米,約70米,約60米,約55米,約50米,約45米,約40米，約35米，約30米，約25米，約20米，約15米，約10米處。然而，由于軟管系統(tǒng)的穩(wěn)定性和簡單性，本發(fā)明的軟管系統(tǒng)可以被應(yīng)用于深水中，例如深度高達3000米或更深，這將在下文中進行闡述。海底結(jié)構(gòu)的支承部段優(yōu)選成形為能提供良好的滑動面，以允許柔性輸送単元相對干支承部段滑動。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)的支承部段包括曲面，該曲面優(yōu)選具有適于支承柔性輸送単元的拱形形狀。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)具有寬度和垂直于該寬度的長度。該寬度優(yōu)選基本上平行于上述軟管豎直面。支承部段優(yōu)選具有拱形形狀，該拱形沿其長度的至少一部分是ー致的。支承部段的長度應(yīng)優(yōu)選至少與柔性輸送單元的至少滑動部段的外徑ー樣長，其中該滑動部段是當柔性輸送單元相對于支承部段從柔性輸送單元海面長度處于最大值的位置滑動到柔性輸送單元海面長度處于最小值的位置時該柔性輸送單元的包括軟管支承區(qū)域的長度部段。在一個實施例中，支承部段的長度足以支承并排的至少兩個柔性輸送単元。為避免至少兩個柔性輸送単元彼此相對滑動，可以在這些柔性輸送單元之間安置分隔板。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)的支承部段具有溝槽結(jié)構(gòu)，其優(yōu)選包括具有溝道底部支承面和ー對側(cè)板的溝道，柔性輸送単元支承于溝道內(nèi)。如果軟管系統(tǒng)包括由相同的支承部段支承的多個柔性輸送單元，則該溝槽結(jié)構(gòu)可以是包括用于每個柔性輸送単元的溝道的多溝道溝槽結(jié)構(gòu)。所述側(cè)板可以具有相同或不同的尺寸及形狀。在一個實施例中，這些相互獨立的側(cè)板具有從溝道底部支承面起的高度(優(yōu)選最小高度)，該高度為柔性輸送單元在其軟管支承區(qū)域的外徑的至少約10%，例如至少約20%，至少約30%，至少約40%，至少約50%，至少約60%，至少約75%，至少約100%，至少約500%，直至高達約1000%。溝道的長度不是重要的， 只要它的長度足以提供穩(wěn)定的支承。在一個實施例中，溝道具有長度并且沿溝道長度該溝道底部支承面呈拱形曲面，而且側(cè)板的距離沿該溝道長度是基本恒定的。在一個實施例中，溝道具有長度，溝道底部支承面沿溝道長度呈拱形曲面，并且側(cè)板在更接近海面端和海底端之一的第一和第三溝道段處的距離充分大于沿在第一和第三溝道段之間的第二溝道段的距離。因此，所述側(cè)板允許柔性輸送單元水平移動。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)的支承部段包括低摩擦材料涂層，該涂層具有足夠小的摩擦，足以使在支承部段和柔性輸送単元的支承區(qū)域之間的摩擦力低于沒有使用低摩擦涂層時的摩擦力。低摩擦材料可以是能在海水中有足夠的強度和耐用性的任何低摩擦材料。在一個實施例中，低摩擦材料選自聚合物，例如粉狀聚合物如聚四氟こ烯(PTFE);陶瓷涂料例如包括氧化鉻和/氧化鋁，以及碳化鎢涂料；金屬涂料例如包括鋅、鋁、不銹鋼和/或鎳。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解也可以應(yīng)用任何其它低摩擦材料。為減小支承部段和柔性輸送単元之間的摩擦，支承部段可包括機械減摩結(jié)構(gòu)，該機械減摩結(jié)構(gòu)可包括由干支承部段和柔性輸送単元之間的相對運動而移動或轉(zhuǎn)動的多個元件。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)的支承部段包括ー個或多個可旋轉(zhuǎn)桿件，用于減小柔性輸送單元的軟管支承區(qū)域和海底結(jié)構(gòu)支承部段之間的摩擦。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)支承部段包括可旋轉(zhuǎn)輪子和可旋轉(zhuǎn)套筒，用于減小柔性輸送單元的軟管支承區(qū)域和海底結(jié)構(gòu)支承部段之間的摩擦。上述的軟管系統(tǒng)可應(yīng)用在淺水和深水中。在一個實施例中，柔性輸送單元的海面端和海底端之間的最短水平距離為至少約2米，例如至少約4米，至少約6米，至少約8米，至少約10米,至少約15米,至少約20米,至少約30米,至少約40米,至少約50米,至少約75米，至少約100米，至少約200米，至少約500米，高達約3000米，高達約2000米，高達約1000 米。在一個實施例中，柔性輸送単元的海面端和海底端之間的最短豎直距離為約3000米或更短，例如2000米或更短，1000米或更短，約500米或更短，約400米或更短，約300米或更短，約200米或更短，約100米或更短，約60米或更短，約50米或更短，約40米或更短，約30米或更短，約20米或更短，約10米或更短。柔性輸送単元的滑動部段原則上可具有任何長度，只要其具有足夠合理的布置以避免柔性輸送単元與海底不期 望的接觸。柔性輸送単元的滑動部段如前文所述。如將在下文中描述地，ー個或多個浮力件可以沿柔性輸送單元海面長度布置，以提供具有W-波狀構(gòu)形的柔性輸送単元，由此降低或消除柔性輸送単元和海底之間產(chǎn)生不期望接觸的風(fēng)險。柔性輸送単元的滑動部段為至少約I米，例如至少約2米，至少約3米，至少約4米，至少約5米,至少約6米,至少約I米,至少約8米,至少約9米,至少約10米,至少約11米，至少約12米,至少約13米,至少約14米,至少約15米,例如高達約50米,高達約40米，高達約35米，高達約30米，高達約25米，高達約20米。在一個實施例中，最大柔性輸送単元海面長度高達柔性輸送單元的海面端和海底端之間的最短水平距離和最短豎直距離之和的約兩倍，最好為從大約最短水平距離加最短豎直距離的10%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的300%之和，例如從大約最短水平距離加最短豎直距離的20%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的200%之和，如從大約最短水平距離加最短豎直距離的50%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的150%之和，如從大約最短水平距離加最短豎直距離的75%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的100%之和。 在一個實施例中，最小柔性輸送単元海面長度比最大柔性輸送単元海面長度短達到約X米，其中X為至少約0. 5米，例如至少約I米，至少約2米，至少約3米，至少約4米，至少約5米,至少約6米,至少約8米,至少約10米,至少約15米,至少約20米,至少約25米，至少約30米,至少約40米,至少約50米,至少約60米,如高達約100米。因此,在不會造成任何破壞或施加拉伸カ的情況下，可以對柔性輸送單元施加一定的推或拉。在一個實施例中，最小柔性輸送単元海面長度至少約為柔性輸送単元的海面端和海底端之間的直線距離，例如至少約為柔性輸送単元的海面端和海底端之間最短水平距離和最短豎直距離之和，例如從大約最短水平距離加最短豎直距離的50%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的400%之和，例如從大約最短水平距離加最短豎直距離的125%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的200%之和。從上述內(nèi)容可以很清楚得出，柔性輸送単元沒有夾持到固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段而不能滑動。柔性輸送單元優(yōu)選不夾持到固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，柔性輸送単元能夠相對于固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段滑動，從而使柔性輸送単元海面長度改變，以便于柔性輸送單元能夠適應(yīng)加載到其上的力的變化和海面設(shè)施的可能有的移動。在一個實施例中，柔性輸送單元布置成當柔性輸送單元中的來自海面設(shè)施的張カ増加超過最大允許張カ限值時，能相對于固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段滑動，以將柔性輸送單元海面長度延長到這樣的位置，在該位置上，柔性輸送単元中的來自海面設(shè)施的張カ基本上不超過最大允許張カ限值。最大允許張カ限值優(yōu)選數(shù)值足夠低，以確保柔性輸送単元和海底結(jié)構(gòu)都不會受到這種張力的破壞。軟管系統(tǒng)可包括在柔性輸送単元海面長度和/或柔性輸送単元海底長度上直接或間接連接到柔性輸送単元上的一個或多個壓載物，以增大對柔性輸送單元相對支承部段滑動的控制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠根據(jù)包括下面的多個例子的本文教導(dǎo)計算出這樣的壓載物的有用位置和重量。在一個實施例中，柔性輸送単元包括一個或多個壓載物，以提供拉カ使柔性輸送単元能相對于固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段滑動，從而縮短柔性輸送單元海面長度到某一位置，在該位置上，柔性輸送単元中的來自海面設(shè)施的張カ基本不超過最大允許張カ限值，當柔性輸送單元已經(jīng)到達其最小柔性輸送単元海面長度位置時，一個或多個壓載物的合力可優(yōu)選布置和選擇成使得基本上沒有合拉力作用在柔性輸送単元上。為了控制柔性輸送單元的滑動部段的長度，在一個實施例中，理想的情況是給柔性輸送單元和/或海底結(jié)構(gòu)提供滑動止擋，例如呈實體塊狀阻擋件的形式。在一個實施例中，柔性輸送単元包括滑動止擋，布置成阻止柔性輸送単元滑動越過滑動止擋，滑動止擋優(yōu)選由實體阻擋件提供。滑動止擋例如由附接到柔性輸送単元上的夾具提供并布置成能在固定于海底結(jié)構(gòu)上的夾具殼體內(nèi)滑動，夾具殼體優(yōu)選具有滑動長度，滑動長度為至少約I米，例如至少約2米，至少約3米，至少約4米，至少約5米，至少約6米，至少約8米，至少約10米，至少約15米，至少約20米，至少約25米，至少約30米，至少約40米，例如長達約50米。在一個實施例中，海底結(jié)構(gòu)是輔助固定海底結(jié)構(gòu)，海底端被夾持到輔助固定海底結(jié)構(gòu)上并且與布置成作為柔性輸送單元的延長部分的軟管流體連通。輔助固定海底結(jié)構(gòu)優(yōu)選具有離海底的高度，該高度至少為海面和海底之間距離的至少約0. 1%，例如至少約1%，至少約2%，至少約3%，至少約4%，至少約5%，至少約10%，至少約15%，至少約20%，至少約30%，至少約40%，至少約50%，至少約60%，至少約70%，高達約100%，高達約90%，高達約80%。與海底結(jié)構(gòu)相比，輔助固定海底結(jié)構(gòu)可具有相同或不同的高度。大部分情況下，希望輔助固定海底結(jié)構(gòu)的高度是海底結(jié)構(gòu)支承部段高度的至少50%。輔助固定海底結(jié)構(gòu)優(yōu)選具有高度并布置成使柔性輸送単元位于海底結(jié)構(gòu)和輔助固定海底結(jié)構(gòu)之間的部段比海底結(jié)構(gòu)和輔助固定海底結(jié)構(gòu)之間的距離長，此時柔性輸送單元海面長度具有其最大柔性輸送単元海面長度，并且還要短到足以使海底結(jié)構(gòu)和輔助固定海底結(jié)構(gòu)之間沒有觸地點，因此，當柔性輸送単元海面長度具有其最小柔性輸送単元海面長度時，該柔性輸送單元不會落在海底。如上文所述，軟管系統(tǒng)可包括布置成支承柔性輸送単元的ー個或多個浮力件。這樣的浮力件在本領(lǐng)域是公知的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)軟管的類型和重量來選擇適用干支承的合適尺寸和形狀的浮力件。在一個實施例中，軟管系統(tǒng)包括至少ー個浮力件，用于在柔性輸送單元海面長度上支承柔性輸送単元。如上面提到的，這樣的浮力件可以被用于減少或消除發(fā)生柔性輸送単元和海底破壞性接觸的任何風(fēng)險。在一個實施例中，柔性輸送單元以懸鏈狀構(gòu)形延伸，這些構(gòu)形優(yōu)選自last-s、低彎度 S 型(LAZY S)和陡 S 型(STEEP S)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供ー種軟管系統(tǒng)，其中柔性輸送単元布置成可相對海底結(jié)構(gòu)支承部段滑動，從而柔性輸送単元海面長度在任何時候都足夠長，以避免由于風(fēng)標船的拉動而造成的損壞，同時柔性輸送單元海面長度也足夠短以避免與海底接觸。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供ー種軟管系統(tǒng)，其中柔性輸送単元被布置成可隨著柔性輸送単元的海面端和海底端之間的最短水平距離和最短豎直距離的變化而相對于海底結(jié)構(gòu)支承部段滑動。軟管系統(tǒng)的ー個或多個部分可涂覆有防污涂層，以避免或減少海洋生物的生長；這樣的防污涂層可包括環(huán)氧樹脂或防污漆。這樣的防污涂層是公知的。本發(fā)明的其它應(yīng)用范圍將從下文所給出的描述中得到體現(xiàn)。然而人們應(yīng)當理解，體現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細描述和具體示例只是以說明方式給出，因為在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)對該細節(jié)描述的變化和改進對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。本發(fā)明由獨立權(quán)項的特征所限定。優(yōu)選實施例由從屬權(quán)項限定。權(quán)項中的任何附圖標記都不打算限制它們的范圍。


以下，結(jié)合優(yōu)選實施例并參考附圖來詳細說明本發(fā)明，其中圖1是本發(fā)明的軟管系統(tǒng)的示意圖。圖1a是圖1所示相同軟管系統(tǒng)的視圖，但已經(jīng)示出了最短水平距離和最短豎直距離。圖2是本發(fā)明軟管系統(tǒng)的示意圖，該軟管系統(tǒng)是圖1所示軟管系統(tǒng)的ー個變型。圖3是本發(fā)明軟管系統(tǒng)的示意圖，該軟管系統(tǒng)是圖1所示軟管系統(tǒng)的另ー變型。圖4是另ー種軟管系統(tǒng)的側(cè)剖視圖。
圖5和圖6分別在兩個不同的位置不出了圖4中軟管系統(tǒng)的一部分。圖7是圖6中的一部分的放大視圖。這些附圖都是示意性的，并且為了清楚而進行了簡化。在所有的附圖中，同樣的附圖標記用于相同的或相應(yīng)的部分。
具體實施例方式圖1和圖1a所示的軟管系統(tǒng)包括具有支承部段3的固定海底結(jié)構(gòu)2以及具有海面端4和海底端5的柔性輸送単元1，海面端和海底端之間的水平距離為HD，豎直距離為VD。海面端4連接到海面設(shè)施6，在這里具有懸掛轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)6a的船舶優(yōu)選為散射系泊定位船舶或風(fēng)標船。海底端5是柔性輸送單元I的觸地點，即柔性輸送單元I接觸海床的點。盡管觸地點5是柔性輸送單元I的海底端，但柔性輸送單元I超出海底端5 —截柔性輸送部段5a，該柔性輸送部段連接到海底結(jié)構(gòu)7例如油井設(shè)施。柔性輸送単元I在軟管支承區(qū)域Ia處由固定海底結(jié)構(gòu)2上的支承部段3支承，這限定了沿柔性輸送單元從其海面端4到軟管支承區(qū)域Ia之間的柔性輸送單元海面長度lb。柔性輸送単元的至少一部分可以沿其軸線相對于固定海底結(jié)構(gòu)2的支承部段3移動，從而柔性輸送單元海面長度Ib可在最短柔性輸送単元海面長度和最長柔性輸送單元海面長度之間變化。在海面設(shè)施6移動時，海面設(shè)施6會使柔性輸送単元I內(nèi)的張カ增加超過最大允許張カ限值，這會造成柔性輸送単元的位于海底端5和軟管支承區(qū)域Ia之間的海底部段Ic被部分拉到支承部段3上的某一位置，在該位置，在柔性輸送単元I內(nèi)基本上沒有來自海面設(shè)施6的超過最大允許張カ限值的張力，從而使海底部段Ic的長度減小，而柔性輸送單元海面長度Ib的長度增加。線8表示海面線。在圖1的實施例中，支承部段3具有曲形形狀，這由具有大致圓形橫截面的形狀提供。為了提供低摩擦表面，支承部段支承部段3例如包括布置在其與柔性輸送単元I的軟管支承區(qū)域Ia相接觸的部分中的一個或多個可轉(zhuǎn)動桿。在另ー個類似的實施例中，海底結(jié)構(gòu)2的支承部段3可呈可旋轉(zhuǎn)輪的形式，或者可設(shè)有可旋轉(zhuǎn)套筒，以降低柔性輸送単元I的軟管支承區(qū)域Ia和海底結(jié)構(gòu)的支承部段3之間的摩擦。圖2所示的軟管系統(tǒng)包括具有支承部段13的固定海底結(jié)構(gòu)12以及具有海面端14和海底端15的柔性輸送単元11，海面端14連接到海面設(shè)施16，海底端15是柔性輸送單元11的觸地點，柔性輸送単元11接觸海底的點。柔性輸送単元11稍微超過海底端15延伸到連接至海底設(shè)施17的柔性輸送部段，柔性輸送単元11具有柔性輸送単元海面長度Ilb和海底部段11c。柔性輸送単元11具有滑動止擋19，例如由夾具或安裝在柔性輸送単元11上的類似機構(gòu)提供，以確保柔性輸送単元11不會在支承部段13上滑動超出軟管的期望位置。如雙向箭頭SL所示，柔性輸送単元11可在支承部段13上滑動長度SL，使得柔性輸送単元海面長度Ilb可以在最短柔性輸送単元海面長度和最長柔性輸送單元海面長度之間變化。當柔性輸送単元11具有海面長度Ilb時，柔性輸送單元11的觸地點15比在任何位置都更接近柔性輸送單元11的海面端14時，柔性輸送單元11的海面端14和海底端15之間的水平距離是柔性輸送単元11的海面端14和海底端15之間的最短水平距離。圖3所示的柔性輸送単元包括具有支承部段23的固定海底結(jié)構(gòu)22以及具有連接到海面設(shè)施26的海面端24和連接到海底設(shè)施27的海底端25的柔性輸送單元21，海底設(shè)施27在這里是輔助固定海底結(jié)構(gòu)。海底端25被夾持到輔助固定海底結(jié)構(gòu)27上并且與軟管21d流體連通，軟管21d可以是柔性輸送單元21的延長部分。在所示實施例中，輔助固定海底設(shè)施27具有高度，該高度基本上與海底結(jié)構(gòu)22的高度接近。柔性輸送單元21具有柔性輸送單元海面長度21b和海底部段21c。海底部段21c具有壓載物29用以確保柔性輸送単元21的滑動不會導(dǎo)致柔性輸送單元海面長度21b變得太長。柔性輸送単元21能夠在支承部段23上滑動，從而柔性輸送単元海面長度21b能夠在最短柔性輸送単元海面長度和最長柔性輸送單元海面長度之間變化。輔助固定海底結(jié)構(gòu)27確保海底部段21c具有足夠的長度，足以允許柔性輸送單元21發(fā)生滑動，而不會在海底部段21c內(nèi)產(chǎn)生不期望有的張力。同時輔助固定海底結(jié)構(gòu)27確保海底部段21c不會和海底接觸。線28表示海面線。圖4至圖7所示的軟管系統(tǒng)包括具有支承部段33的固定海底結(jié)構(gòu)32以及具有海面端34和海底端35的柔性輸送單元31，海面端34連接到海面設(shè)施36，海底端35是柔性輸送單元31的觸地點。柔性輸送單元31超出海底端35 —截柔性輸送部段39，該柔性輸送部段被連接到未示出的海底設(shè)施。海面設(shè)施36在這里是船舶懸掛轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)，船舶優(yōu)選為散射系泊定位船或風(fēng)標船。柔性輸送単元31具有柔性輸送単元海面長度31b和海底部段31c。海底部段31c設(shè)有呈重塊形式的壓載物39a，以控制柔性輸送単元31的滑動，使柔性輸送單元海面長度31b處于期望的位置。柔性輸送単元31的海底部段31c具有滑動止擋，它由附接到柔性輸送単元的海底部段31c上的夾具41提供并布置成在由下夾具擋塊42、上夾具擋塊43和剛性連接件44限定的夾具殼體內(nèi)滑動，剛性連接件44提供夾具41可從下夾具擋塊42移動到上夾具擋塊43的距離。夾具殼體42、43、44連接到海底結(jié)構(gòu)32，使它從支承部段33延伸到輔助支承部段45，輔助支承部段45通過剛性側(cè)桿46連接到海底結(jié)構(gòu)32。支承部段33和支承部段45均設(shè)有未示出的溝槽結(jié)構(gòu)，為柔性輸送單元31提供有效支承。在圖5中，夾具41處于其低位且柔性輸送單元31處于使柔性輸送単元海面長度31b具有最小值的位置，并且在圖6中，夾具41處于其高位且柔性輸送單元31處于使柔性輸送單元海面長度31b具有最大值的位置。當夾具41處于其低位置吋，重塊39a位于海底。當例如從海面設(shè)施36給柔性輸送單元31施加張カ時，柔性輸送單元31將開始在支承部段33上滑動。隨著柔性輸送單元31在支承部段33上滑動，且夾具41朝向其高位置移動時，重塊39a會被從海底提升起來，從而移動柔性輸送單元31的觸地點離開海底結(jié)構(gòu)32。當不再對柔性輸送單元31施加張カ時，重塊39a將會產(chǎn)生一個回滑力，直到從海面設(shè)施36施加的張カ增大了重塊39施加的張力，或是重塊39a再次落在海底。當重塊39a再次落在海底時，柔性輸送單元31的觸地點35會比在其它任何位置時更接近柔性輸送単元31的海面端34，并且柔性輸送單元31的海面端34和海底端35之間的水平距離是柔性輸送単元31的海面端34和海底端35之間的最短水平距離。雖然以上示出ー些優(yōu)選實施例，但需要強調(diào)的是，本發(fā)明并不限于這些優(yōu)選實施例，而是可以按照在以下權(quán)利要求書中的主題內(nèi)所限定的其它方式予以體現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于在海底設(shè)施和海面設(shè)施之間傳送流體的軟管系統(tǒng)，該軟管系統(tǒng)包括具有支承部段的固定海底結(jié)構(gòu)和具有沿其長度的軸線的且以水平距離和豎直距離來布置的海面端和海底端的柔性輸送單元，該海面端被連接到該海面設(shè)施，并且該海底端是柔性輸送單元的觸地點或是沿該柔性輸送單元的連接到始終距該海面端的水平距離較短的海底設(shè)施的點，該柔性輸送單元在由限定柔性輸送單元海面長度的軟管支承區(qū)域處由該固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段支承，該柔性輸送單元海面長度是該柔性輸送單元從其海面端延伸到軟管支承區(qū)域的長度，該柔性輸送單元的至少一部分可沿其軸線相對該固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段移動，以使柔性輸送單元海面長度能在最小柔性輸送單元海面長度和最大柔性輸送單元海面長度之間變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海面設(shè)施是浮式設(shè)施，最好選自船舶和平臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海面設(shè)施是系泊的浮式設(shè)施，優(yōu)選為風(fēng)標船或散射系泊定位船。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底設(shè)施是固定設(shè)施，優(yōu)選自油井、錨固設(shè)施和/或輔助固定海底結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，所述柔性輸送單元包括至少一根軟管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，所述柔性輸送單元包括管纜或柔性升管，例如跨接管線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，所述柔性輸送單元包括相互連接且彼此流體連通的至少兩根管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，所述柔性輸送單元包括基本剛性的剛性管段，該剛性例如由施加到該柔性輸送單元的軟管的一段上的基本剛性的包覆層提供。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該軟管系統(tǒng)包括至少兩個柔性輸送單元，這些柔性輸送單元優(yōu)選并排布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)是以相對剛性的固定方式固定到海底的基本剛性結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)在這樣的位置被固定到海底，該位置具有至經(jīng)過所述柔性輸送單元的海面端和海底端的軟管豎直平面的最短距離，該最短距離可達到該柔性輸送單元的海面端和海底端之間的最短水平距離的約100%，例如約75%，約50%，約40%，約30%，約20%，約10%，約5%，優(yōu)選該海底結(jié)構(gòu)在基本處于軟管豎直面上的某一位置被固定到海底。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)是樁結(jié)構(gòu)，包括一個或多個樁，例如單樁。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)是靜負載結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的自重大到能將該海底結(jié)構(gòu)固定到海底。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)的支承部段按照離海面的距離D-_和離海底的距離D-^is來布置，距離D-#B優(yōu)選顯著大于距離D-誠。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該距離D-#/!|為至少約I米，例如至少約2米，至少約3米，至少約4米，至少約5米，至少約6米，至少約7米，至少約8米，至少約10米，至少約25米，至少約50米，至少約100米。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，距離D-； 為海面和海底之間距離的至少約O. 1%，例如至少約1%,至少約2%，至少約3%，至少約4%，至少約5%，至少約10%，至少約15%，至少約20%，至少約30%，至少約40%，至少約50%，至少約60%，至少約70%，如高達約100%，如高達約90%，高達約80%。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)的支承部段包括曲面，該曲面優(yōu)選具有適于支承該柔性輸送單元的拱形形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)具有寬度和垂直于該寬度的長度，該寬度優(yōu)選基本平行于所述軟管豎直面，該支承部段優(yōu)選具有拱形形狀，該拱形至少沿其長度的一部分是一致的。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)的支承部段具有溝槽結(jié)構(gòu)，該溝槽結(jié)構(gòu)優(yōu)選包括具有溝道底部支承面和一對側(cè)板的溝道，所述柔性輸送單元支承在該溝道內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，相互獨立的側(cè)板中的每一個具有從溝道底部支承面起的高度，優(yōu)選為最小高度，該高度為柔性輸送單元在其軟管支承區(qū)域的外徑的至少約10%，例如至少約20%，至少約30%，至少約40%，至少約50%，至少約60%，至少約75%，至少約100%，至少約500%，如高達約1000%。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該溝道具有長度，該溝道底部支承面優(yōu)選沿該溝道的長度呈拱形曲面，并且所述側(cè)板的距離沿該溝道的長度是基本恒定的。
22.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，溝道具有長度，所述溝道底部支承面沿該溝道的長度呈拱形曲面，并且所述側(cè)板在更接近海面端和海底端之一的第一和第三溝道段處的距離顯著大于沿在第一和第三溝道段之間的第二溝道段的距離。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，所述海底結(jié)構(gòu)的支承部段包括低摩擦材料涂層，該涂層具有足夠小的摩擦，以使在該支承部段和該柔性輸送單元的支承區(qū)域之間的摩擦力低于沒有使用低摩擦涂層時的摩擦力，優(yōu)選該低摩擦材料選自聚合物，例如粉狀聚合物如聚四氟乙烯(PTFE);陶瓷涂料，例如包括氧化鉻和/氧化鋁，以及碳化鎢涂料；金屬涂料，例如包括鋅、鋁、不銹鋼和/或鎳。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)的支承部段包括一個或多個可旋轉(zhuǎn)桿件，用于減小所述柔性輸送單元的該軟管支承區(qū)域和該海底結(jié)構(gòu)的支承部段之間的摩擦。
25.根據(jù)權(quán)利要求1至24中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底結(jié)構(gòu)的支承部段包括可旋轉(zhuǎn)輪子和可旋轉(zhuǎn)套筒，用于減小所述柔性輸送單元的該軟管支承區(qū)域和該海底結(jié)構(gòu)支承部段之間的摩擦。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至25中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元的海面端和海底端之間的最短水平距離為至少約2米，例如至少約4米，至少約6米，至少約8米，至少約10米,至少約15米,至少約20米,至少約30米,至少約40米,至少約50米,至少約75米，至少約100米，至少約200米，至少約500米，高達約3000米，高達約2000米，高達約`1000 米。
27.根據(jù)權(quán)利要求1至26中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元的海面端和海底端之間的最短豎直距離為約3000米或更短，例如2000米或更短，1000米或更短，約500米或更短，約400米或更短，約300米或更短，約200米或更短，約100米或更短，約60米或更短，約50米或更短，約40米或更短，約30米或更短，約20米或更短，約10米或更短。
28.根據(jù)權(quán)利要求1至27中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，所述最大柔性輸送單元海面長度高達該柔性輸送單元的海面端和海底端之間的最短水平距離和最短豎直距離之和的約兩倍，優(yōu)選為從大約最短水平距離加最短豎直距離的10%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的300%之和，例如從大約最短水平距離加最短豎直距離的20%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的200%之和，如從大約最短水平距離加最短豎直距離的50%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的150%之和，如從大約最短水平距離加最短豎直距離的75%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的100%之和。
29.根據(jù)權(quán)利要求1至28中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該最小柔性輸送單元海面長度比最大柔性輸送單元海面長度短達到約X米，其中X為至少約O. 5米，例如至少約I米，至少約2米，至少約3米，至少約4米，至少約5米，至少約6米，至少約8米，至少約10米，至少約15米，至少約20米，至少約25米，至少約30米，至少約40米，至少約50米，至少約60米，如高達約100米。
30.根據(jù)權(quán)利要求1至29中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該最小柔性輸送單元海面長度至少約為柔性輸送單元的海面端和海底端之間的直線距離，例如至少約為柔性輸送單元的海面端和海底端之間最短水平距離和最短豎直距離之和，例如從大約最短水平距離加最短豎直距離的50%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的400%之和，例如從大約最短水平距離加最短豎直距離的125%之和到大約最短水平距離加最短豎直距離的200%之和。
31.根據(jù)權(quán)利要求1至30中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底端是該柔性輸送單元的觸地點。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，在該海面端和該海底端之間的水平距離能在最短水平距離和最長水平距離之間變化，在該最短水平距離和該最長水平距離之間的差值優(yōu)選為約50米或更小，例如約40米或更小，約30米或更小，約25米或更小，約20米或更小，約15米或更小，約10米或更小。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，在該海面端和該海底端之間的豎直距離是基本固定不變的距離(在此情況下該基本固定不變的距離也被稱為豎直最短距離)或者該豎直距離可在最短豎直距離和最長豎直距離之間變化，其中該最短豎直距離和最長豎直距離之間的差值優(yōu)選為約10米或更小，例如5米或更小。
34.根據(jù)權(quán)利要求1至30中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底端是該柔性輸送單元連接到該海底設(shè)施的點。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，在該海面端和該海底端之間的距離是基本固定不變的距離(在此情況下該基本固定不變的距離也稱為水平最短距離)，在該海面端和該海底端之間的豎直距離是基本固定不變的距離(在此情況下該基本固定不變的距離也稱為豎直最短距離)。
36.根據(jù)權(quán)利要求1至35中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元沒有被夾持到該固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段上。
37.根據(jù)權(quán)利要求1至36中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元能夠沿其軸線相對于該固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段滑動，從而使該柔性輸送單元海面長度發(fā)生變化。
38.根據(jù)權(quán)利要求1至37中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元布置成當所述柔性輸送單元中的來自該海面設(shè)施的張力增加超過最大允許張力限值時，能相對該固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段滑動，以將該柔性輸送單元海面長度延長到這樣的位置，在該位置上在柔性輸送單元中基本上沒有超過最大允許張力限值的來自該海面設(shè)施的張力。
39.根據(jù)權(quán)利要求1至38中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元包括一個或多個壓載物，以提供拉力使該柔性輸送單元能相對于該固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段滑動，從而縮短該柔性輸送單元海面長度到某一位置，在該位置來自該海面設(shè)施的該柔性輸送單元中的張力基本不超過最大允許張力限值，當該柔性輸送單元已經(jīng)到達其最小柔性輸送單元海面長度位置時，所述一個或多個壓載物的合力可優(yōu)選布置和選擇成使得基本上沒有合拉力作用在所述柔性輸送單元上。
40.根據(jù)權(quán)利要求1至39中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元包括滑動止擋，其布置成阻止該柔性輸送單元滑動越過該滑動止擋，該滑動止擋優(yōu)選由實體阻擋件提供。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該滑動止擋由附接到該柔性輸送單元的夾具提供并布置成能在固定于該海底結(jié)構(gòu)的夾具殼體內(nèi)滑動，該夾具殼體優(yōu)選具有滑動長度，該滑動長度為至少約I米，如至少約2米，至少約3米，至少約4米，至少約5米，至少約6米，至少約8米，至少約10米，至少約15米，至少約20米，至少約25米，至少約30米，至少約40米，如長達約50米。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該滑動止擋由具有繩索的夾具提供，該夾具布置成能防止該柔性輸送單元沿其軸向相對于該固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段滑動超過沿該柔性輸送單元的選定點。
43.根據(jù)權(quán)利要求1至42中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該海底設(shè)施是輔助固定海底結(jié)構(gòu)，該海底端被夾持到該輔助固定海底結(jié)構(gòu)并且與布置成作為該柔性輸送單元的延長部分的軟管流體連通，該輔助固定海底結(jié)構(gòu)優(yōu)選具有從海底起的高度，該高度至少為海面和海底之間距離的至少約O. 1%，例如至少約1%，至少約2%，至少約3%，至少約4%，至少約5%,至少約10%，至少約15%，至少約20%，至少約30%，至少約40%，至少約50%，至少約60%，至少約70%，高達約100%，高達約90%，高達約80%。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該輔助固定海底結(jié)構(gòu)優(yōu)選具有高度并布置成當該柔性輸送單元海面長度具有其最大柔性輸送單元海面長度時使該柔性輸送單元的位于該海底結(jié)構(gòu)和該輔助固定海底結(jié)構(gòu)之間的部段比該海底結(jié)構(gòu)和該輔助固定海底結(jié)構(gòu)之間的距離大許多，并且還要短到足以在該柔性輸送單元海面長度具有其最小柔性輸送單元海面長度時不會落到海底。
45.根據(jù)權(quán)利要求1至44中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，還包括布置成支承該柔性輸送單元的一個或多個浮力件，所述浮力件優(yōu)選包括布置成在該柔性輸送單元海面長度上支承該柔性輸送單元的至少一個浮力件。
46.根據(jù)權(quán)利要求1至45中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元以懸鏈狀構(gòu)形延伸，這些構(gòu)形優(yōu)選自last-s、低彎度S型(LAZYS)和陡S型(STEEP S)。
47.根據(jù)權(quán)利要求1至46中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，所述海面設(shè)施是具有船體的風(fēng)標船，該海底結(jié)構(gòu)如此安置在海底，使該海底結(jié)構(gòu)在該風(fēng)標船的至少一個位置上處于該風(fēng)標船的船體之下。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元布置成可相對該海底結(jié)構(gòu)的支承部段滑動，從而該柔性輸送單元的柔性輸送單元海面長度在任何時候都足夠 長，以避免由來自風(fēng)標船的拉動而造成的損壞，同時也短到足以避免與海底接觸。
49.根據(jù)權(quán)利要求1至48中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該柔性輸送單元布置成可隨著該柔性輸送單元的海面端和海底端之間的最短水平距離和最短豎直距離的變化而相對于該海底結(jié)構(gòu)的支承部段滑動。
50.根據(jù)權(quán)利要求1至49中任一項所述的軟管系統(tǒng)，其特征是，該軟管系統(tǒng)的至少一部分涂覆有防污涂層，以避免或減少海洋生物的生長，這樣的防污涂層可包括環(huán)氧樹脂或防污漆。
全文摘要
一種用于在海底設(shè)施(7)和海面設(shè)施(6)之間傳送流體的軟管系統(tǒng)。該軟管系統(tǒng)包括具有支承部段(3)的固定海底結(jié)構(gòu)(2)和具有沿其長度的軸線的以水平距離和豎直距離來布置的海面端(4)和海底端(5)的柔性輸送單元(1)。海面端(4)被連接到海面設(shè)施(6)，并且海底端(5)是柔性輸送單元(1)的觸地點或是沿著柔性輸送單元(1)的連接到始終距離海面端(4)的水平距離較短的海底設(shè)施(7)的點。柔性輸送單元在由限定柔性輸送單元海面長度(1b)的軟管支承區(qū)域(1a)處由固定海底結(jié)構(gòu)的支承部段(3)支承，柔性輸送單元海面長度是柔性輸送單元從其海面端延伸到軟管支承區(qū)域的長度。柔性輸送單元(1)的至少一部分可沿其軸線相對于固定海底結(jié)構(gòu)(2)的支承部段(3)移動，從而使柔性輸送單元海面長度(1b)能在最小柔性輸送單元海面長度和最大柔性輸送單元海面長度之間變化。
文檔編號E21B17/01GK103052562SQ201180038371
公開日2013年4月17日 申請日期2011年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者T·佩德森, C·D·克里斯坦森 申請人:國民油井華高丹麥公司