本發(fā)明涉及曲率傳感器以及感應曲率的方法。具體地，本發(fā)明涉及結(jié)合曲率傳感器的柔性管體，以及適用于監(jiān)測柔性管體的曲率的感應方法。

背景技術(shù)：

通常，柔性管道被用于將諸如石油和/或天然氣和/或水的產(chǎn)品流體從一個位置輸送到另一位置。柔性管道對于將水下位置(水下位置可以在深水下，比如水下1000米或更深)連接到海平面位置是特別實用的。柔性管道可具有通常多達大約0.6m的內(nèi)徑(例如，直徑的范圍可以從0.05m直到0.6m)。柔性管道通常被形成為柔性管體以及一個或多個端部接頭的組件。柔性管體通常被形成為形成承壓導管的分層材料的組合。管道結(jié)構(gòu)允許發(fā)生較大撓曲而并不產(chǎn)生在柔性管道的使用壽命期間損害柔性管道的功能的彎曲應力。管體一般被組裝成包括聚合物層和/或金屬層和/或復合材料層的組合結(jié)構(gòu)。例如，管體可包括聚合物層和金屬層，或聚合物層和復合材料層，或聚合物層、金屬層和復合材料層。

在很多已知的柔性管道設(shè)計中，管體包括一個或多個壓力鎧裝層。這種層上的主要載荷由徑向力形成。壓力鎧裝層通常具有特定的橫截面分布以互鎖，從而能夠維持并吸收由管道上的外部壓力或內(nèi)部壓力造成的徑向力。因此而防止管道由于壓力而被壓潰或爆裂的繞絲的橫截面分布有時也被稱為抗壓分布。當壓力鎧裝層由形成環(huán)圈部件的螺旋纏繞絲線形成時，源于管道上的外部壓力或內(nèi)部壓力的徑向力導致環(huán)圈部件膨脹或收縮，以將張力載荷施加在絲線上。

在很多已知的柔性管道設(shè)計中，管體包括一個或多個張力鎧裝層。這種張力鎧裝層上的主要載荷是張力。在高壓應用中(例如在深水環(huán)境或超深水環(huán)境中)，張力鎧裝層經(jīng)受高的張力載荷，所述高的張力載荷源自內(nèi)部壓力端蓋載荷與柔性管道的自身支撐重量的組合。由于曠日持久地經(jīng)歷這種情況，這可引起柔性管道的失效。

非粘接的柔性管道已經(jīng)被用于深水(小于3300英尺(1005.84米))和超深水(大于3300英尺)開采中。對石油日益增長的需求導致了在環(huán)境因素更為極端的越來越深的水域中進行開采。例如，在這種深水和超深水環(huán)境中，海底溫度增大了產(chǎn)品流體被冷卻到導致管道阻塞的溫度的風險。增加的深度還增大了與柔性管道所必須工作的環(huán)境相關(guān)聯(lián)的壓力。例如，柔性管道可被要求在作用在管道上的范圍從0.1MPa到30Mpa的外部壓力下工作。同樣地，輸送石油、天然氣或水很可能致使高的壓力從內(nèi)部作用在柔性管道上，例如，源于鉆孔流體的范圍從零到140Mpa的內(nèi)部壓力作用在管道上。因此，對柔性管體的層的高性能水平的需求日益增加。柔性管道也可以用于淺水應用(例如小于大約500米的深度)或甚至用于海岸(陸上)應用。

一種改進載荷響應并且由此改進鎧裝層的性能的方式是：由更厚且強度更大并且因此更強健的材料來制造這些層。例如對于其中層通常由纏繞絲線與互鎖的層中的相鄰纏繞物形成的壓力鎧裝層，由更厚的材料制造這些絲線使得強度適當?shù)卦黾?。然而，隨著更多的材料被使用，柔性管道的重量增加。柔性管道的重量最終可成為使用柔性管道中的限制因素。附加地，使用越來越厚的材料來制造柔性管道顯著地增加了材料成本，這也是一個缺點。

柔性管道的端部接頭可以被用于將柔性管體的部段連接到一起或者用于將它們連接到諸如為剛性水下結(jié)構(gòu)或漂浮設(shè)施的終端設(shè)備。同樣地，在其他各種用途中，柔性管道可以被用于提供用于將流體從水下流動管線輸送到漂浮結(jié)構(gòu)的立管組件。在這種立管組件中，柔性管道的第一部段可被連接到柔性管道的一個或多個其他部段。柔性管道的每個部段包括至少一個端部接頭。圖2示出了適于將諸如石油和/或天然氣和/或水的產(chǎn)品流體從水下位置201輸送到飄浮產(chǎn)品設(shè)施202的立管組件200。

柔性管道可延伸相當長的距離。附加地，在海面處，柔性管道可被聯(lián)接到在有限的系留范圍內(nèi)自由移動的漂浮產(chǎn)品平臺。因此，柔性管道可隨著時間的推移而發(fā)生相當大的移動。移動可以包括柔性管道的彎曲。還可以由于波浪作用而具有動態(tài)或周期性的移動(包括彎曲)。這種柔性管道移動可能具有特別是在彎曲超出管體結(jié)構(gòu)吸收那種彎曲的能力的位置處損壞柔性管道的風險。柔性管道可能會由于在被聯(lián)接到柔性管體的端部接頭處的彎曲應力而特別容易遭受損壞。因此，需要測量柔性管道的曲率。如果隨時間對曲率進行監(jiān)測，可以顯示管道被損壞的變化能夠在它們發(fā)生時被檢測出。監(jiān)測曲率可包括連續(xù)地監(jiān)測柔性管道的曲率并因此隨著它發(fā)生彎曲而觀察彎曲度。替代性地，監(jiān)測可以是周期性的以確定柔性管道在測量時的當前形狀。

EP-2065551-A2(斯倫貝謝控股有限公司(GB)，托托拉島(VG))公開了一種柔性管道，該柔性管道具有內(nèi)部環(huán)向應變傳感器，該內(nèi)部環(huán)向應變傳感器用于通過感應由于流體壓力增加而產(chǎn)生的局部管體直徑變化來檢測管道內(nèi)的泄露的形成以及泄露的位置。雖然，局部應變的變化可指示出彎曲，但是柔性管道沿柔性管道的長度經(jīng)受應變，這會使彎曲的效果較為模糊，致使它難以或不可能確定出柔性管道的真實曲率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的某些實施例提供了能夠確定柔性管道的曲率的優(yōu)點。在本發(fā)明的某些實施例中，柔性管道的曲率可沿柔性管道的部分長度或全部長度被測量。測量柔性管道的曲率可允許檢測出柔性管道的過度彎曲。過度彎曲可引起柔性管體的檢測，并因此一旦被檢測，就能夠采取補救行動。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，曲率傳感器被安裝在柔性管體的結(jié)構(gòu)內(nèi)，并且曲率檢測器通過生產(chǎn)平臺上的上側(cè)端部接頭被聯(lián)接到曲率傳感器。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種柔性管體，該柔性管體包括：細長的曲率傳感器，該細長的曲率傳感器結(jié)合有應變傳感器，該應變傳感器被布置成提供對被施加到曲率傳感器的彎曲應變的指示；以及張力鎧裝層，張力鎧裝層包括螺旋纏繞的張力鎧裝絲線，曲率傳感器被螺旋纏繞地定位在張力鎧裝層內(nèi)并相鄰于至少一個張力鎧裝絲線，以使得被施加到柔性管體的彎曲應變被傳輸?shù)角蕚鞲衅?；其中，曲率傳感器在深度和寬度中的至少一個中小于相鄰的張力鎧裝絲線，并被布置成相對于相鄰的張力鎧裝絲線縱向地滑動。

曲率傳感器可包括：細長的柔性傳感器本體；以及沿傳感器本體布置的細長的第一應變傳感器和細長的第二應變傳感器；其中，第一應變傳感器可被布置在傳感器本體的中間平面內(nèi)，以使得傳感器本體在沿本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中的彎曲不將應變施加到第一應變傳感器；其中，第二應變傳感器可從中間平面偏移；以及其中，由第一應變傳感器感應的應變可指示沿傳感器本體的長度被施加的張力應變，以及，由第二應變傳感器感應的應變可指示沿傳感器本體的長度被施加的張力應變與使傳感器本體在沿傳感器本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中彎曲所產(chǎn)生的應變的組合。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種管線設(shè)備，該管線設(shè)備包括：上述的柔性管體；端部接頭，該端部接頭被聯(lián)接到管體的至少一個端部；以及檢測設(shè)備，該檢測設(shè)備通過端部接頭被聯(lián)接到曲率傳感器的第一應變傳感器和第二應變傳感器；其中，檢測設(shè)備被布置成沿應變傳感器中的每個測量應變分布。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種感應柔性管體的形狀的方法，柔性管體包括細長的曲率傳感器以及張力鎧裝層，細長的曲率傳感器結(jié)合有至少一個應變傳感器，該至少一個應變傳感器被布置成提供對被施加到曲率傳感器的彎曲應變的指示，張力鎧裝層包括螺旋纏繞的張力鎧裝絲線，曲率傳感器被螺旋纏繞地定位在張力鎧裝層內(nèi)并相鄰于至少一個張力鎧裝絲線，以使得被施加到柔性管體的彎曲應變被傳輸?shù)角蕚鞲衅?，其中，曲率傳感器本體在深度和寬度中的至少一個中小于相鄰的張力鎧裝絲線，并被布置成相對于相鄰的張力鎧裝絲線縱向地滑動，該方法包括：為應變傳感器計算彎曲應變分布；以及從彎曲應變分布確定曲率傳感器的形狀；其中，曲率傳感器的已確定的形狀指示柔性管體的形狀。

曲率傳感器可包括：細長的柔性傳感器本體；以及沿傳感器本體布置的細長的第一應變傳感器和細長的第二應變傳感器；其中，第一應變傳感器可被布置在傳感器本體的中間平面內(nèi)，以使得傳感器本體在沿傳感器本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中的彎曲不將應變施加到第一應變傳感器；其中，第二應變傳感器可從中間平面偏移；以及其中，由第一應變傳感器感應的應變可指示沿傳感器本體的長度被施加的張力應變，以及，由第二應變傳感器感應的應變可指示沿傳感器本體的長度被施加的張力應變與使傳感器本體在沿傳感器本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中彎曲所產(chǎn)生的應變的組合；以及其中，該方法可進一步包括對用于沿細長的柔性傳感器本體布置的第一應變傳感器和第二應變傳感器中的每個的應變分布進行測量；以及其中，計算彎曲應變分布可包括計算下述的彎曲應變分布：該彎曲應變分布從第一應變傳感器和第二應變傳感器的應變分布指示被施加到曲率傳感器的彎曲應變。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種形成柔性管體的方法，該方法包括：使張力鎧裝絲線螺旋地纏繞以形成張力鎧裝層；其中，細長的曲率傳感器在張力鎧裝層內(nèi)螺旋地纏繞并相鄰于至少一個張力鎧裝絲線，以使得被施加到柔性管體的彎曲應變被傳輸?shù)角蕚鞲衅?，曲率傳感器包括應變傳感器，該應變傳感器被布置成提供對被施加到曲率傳感器的彎曲應變的指示；其中，曲率傳感器本體在深度和寬度中的至少一個中小于相鄰的張力鎧裝絲線，并被布置成相對于相鄰的張力鎧裝絲線縱向地滑動。

曲率傳感器可包括：細長的柔性傳感器本體；以及沿傳感器本體布置的細長的第一應變傳感器和細長的第二應變傳感器；其中，第一應變傳感器可被布置在傳感器本體的中間平面內(nèi)，以使得傳感器本體在沿傳感器本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中的彎曲不將應變施加到第一應變傳感器；其中，第二應變傳感器可從中間平面偏移；以及其中，由第一應變傳感器感應的應變可指示沿傳感器本體的長度被施加的張力應變，以及，由第二應變傳感器感應的應變可指示沿傳感器本體的長度被施加的張力應變與使傳感器本體在沿傳感器本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中彎曲所產(chǎn)生的應變的組合。

根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種形成管線設(shè)備的方法，該方法包括：形成上述的柔性管體；將端部接頭聯(lián)接到管體的至少一個端部；以及通過端部接頭將檢測設(shè)備聯(lián)接到曲率傳感器；其中，檢測設(shè)備被布置成：計算彎曲應變分布，該彎曲應變分布從第一應變傳感器和第二應變傳感器的應變分布指示被施加到曲率傳感器的彎曲應變；以及從彎曲應變分布確定柔性管體的形狀。

進一步公開了一種曲率傳感器，該曲率傳感器包括：細長的柔性本體；以及沿該本體布置的細長的第一應變傳感器和細長的第二應變傳感器；其中，第一應變傳感器被布置在本體的中間平面內(nèi)，以使得該本體在沿本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中的彎曲不將應變施加到第一應變傳感器；其中，第二應變傳感器從中間平面偏移；以及其中，由第一應變傳感器感應的應變指示沿本體的長度被施加的張力應變，以及，由第二應變傳感器感應的應變指示沿本體的長度被施加的張力應變與使本體在沿本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中彎曲所產(chǎn)生的應變的組合。

每個應變傳感器可包括被聯(lián)接到本體的光纖應變傳感器，以使得被施加到本體的張力應變被傳輸?shù)絻蓚€應變傳感器，并使得被施加到本體的彎曲應變被傳輸?shù)降诙儌鞲衅鳌?/p>

曲率傳感器可進一步包括沿本體布置的溫度傳感器。溫度傳感器可包括被聯(lián)接到本體的光纖溫度傳感器，以使得被施加到本體的張力應變和彎曲應變不被傳輸?shù)焦饫w。

進一步公開了一種柔性管體，該柔性管體包括上述的曲率傳感器，曲率傳感器沿其長度的至少一部分被結(jié)合到柔性管體結(jié)構(gòu)中，以使得被施加到柔性管體的彎曲應力被傳輸?shù)角蕚鞲衅鳌?/p>

曲率傳感器可被布置成使得將柔性管體彎曲引起曲率傳感器本體在沿本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中彎曲。

曲率傳感器可圍繞柔性管體的縱向軸線螺旋地纏繞。

柔性管體可進一步包括張力鎧裝層；其中，張力鎧裝層包括螺旋纏繞的張力鎧裝絲線，并且曲率傳感器被螺旋纏繞地定位在張力鎧裝層內(nèi)并相鄰于至少一個張力鎧裝絲線。

曲率傳感器本體可在深度和寬度中的至少一個中小于相鄰的張力鎧裝絲線，并被布置成相對于相鄰的張力鎧裝絲線縱向地滑動。

進一步公開了一種管線設(shè)備，該管線設(shè)備包括：上述的柔性管體；端部接頭，該端部接頭被聯(lián)接到管體的至少一個端部；以及檢測設(shè)備，該檢測設(shè)備通過端部接頭被聯(lián)接到曲率傳感器的第一應變傳感器和第二應變傳感器；其中，檢測設(shè)備被布置成沿應變傳感器中的每個測量應變分布。

檢測設(shè)備可被布置成計算彎曲應變分布，該彎曲應變分布從第一應變傳感器和第二應變傳感器的應變分布指示被施加到曲率傳感器的彎曲應變。

檢測設(shè)備可被進一步布置成沿溫度傳感器測量溫度分布，并調(diào)整彎曲應變分布的計算以說明用于應變傳感器中的每個的應變分布上的溫度效應。

檢測設(shè)備可被進一步布置成從彎曲應變分布確定柔性管體的形狀。

進一步公開了感應曲率的方法，該方法包括：對用于沿細長柔性本體布置的第一應變傳感器和第二應變傳感器中的每個的應變分布進行測量；其中，第一應變傳感器被布置在本體的中間平面內(nèi)，以使得本體在沿本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中的彎曲不將應變施加到第一應變傳感器；其中，第二應變傳感器從中間平面偏移；以及其中，由第一應變傳感器感應的應變指示沿本體的長度被施加的張力應變，以及，由第二應變傳感器感應的應變指示沿本體的長度被施加的張力應變與使本體在沿本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中彎曲所產(chǎn)生的應變的組合；該方法進一步包括：計算彎曲應變分布，該彎曲應變分布從第一應變傳感器和第二應變傳感器的應變分布指示被施加到曲率傳感器的彎曲應變；以及從彎曲應變分布確定曲率傳感器的形狀。

曲率傳感器可沿柔性管體的至少一部分長度被結(jié)合到柔性管體的結(jié)構(gòu)中，以使得被施加到柔性管體的彎曲應變被傳輸?shù)角蕚鞲衅?；其中，曲率的形狀指示柔性管體的形狀。

進一步公開了形成柔性管體的方法，該方法包括：沿柔性管體的至少一部分長度將曲率傳感器結(jié)合到柔性管體的結(jié)構(gòu)中，以使得被施加到柔性管體的彎曲應變被傳輸?shù)角蕚鞲衅?，曲率傳感器包括：細長的柔性本體；以及沿本體布置的細長的第一應變傳感器和細長的第二應變傳感器；其中，第一應變傳感器被布置在本體的中間平面內(nèi)，以使得該本體在沿本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中的彎曲不將應變施加到第一應變傳感器；其中，第二應變傳感器從中間平面偏移；以及其中，由第一應變傳感器感應的應變指示沿本體的長度被施加的張力應變，以及，由第二應變傳感器感應的應變指示沿本體的長度被施加的張力應變與使本體在沿本體的長度延伸并垂直于中間平面的平面中彎曲所產(chǎn)生的應變的組合。

該方法可進一步包括：螺旋地纏繞張力鎧裝絲線以形成張力鎧裝層；其中，曲率傳感器在張力鎧裝層內(nèi)螺旋地纏繞并相鄰于至少一個張力鎧裝絲線。

進一步公開了一種形成管線設(shè)備的方法，該方法包括：提供上述的柔性管體；將端部接頭聯(lián)接到管體的至少一個端部；以及通過端部接頭將檢測設(shè)備聯(lián)接到曲率傳感器；其中，檢測設(shè)備被布置成：計算彎曲應變分布，該彎曲應變分布從第一應變傳感器和第二應變傳感器的應變分布指示被施加到曲率傳感器的彎曲應變；以及從彎曲應變分布確定柔性管體的形狀。

管道可在石油和天然氣開采中用于高壓使用。

附圖說明

將在下文中參照附圖對本發(fā)明的實施例進行進一步描述，在附圖中：

圖1示出了柔性管體；

圖2示出了結(jié)合柔性管體的立管組件；

圖3示出了一種曲率傳感器，該曲率傳感器形成根據(jù)本發(fā)明的實施例的柔性管體的一部分；

圖4示出了圖3的曲率傳感器的橫截面；

圖5示出了一種曲率檢測器，該曲率檢測器被聯(lián)接到根據(jù)本發(fā)明的實施例的結(jié)合圖3的曲率傳感器的柔性管體；

圖6示出了圖3的曲率傳感器沿根據(jù)本發(fā)明的實施例的柔性管體的部署；以及

圖7為示出了對根據(jù)本發(fā)明的實施例的柔性管體的曲率進行測量的方法的流程圖。

在附圖中，相似的附圖標記表示相似的部分。

具體實施方式

在整個說明書中，都將參照柔性管道。應當理解的是，柔性管道是柔性管體的一部分和一個或多個端部接頭的組件，管體的相應端部終止于端部接頭中的每個。圖1示出了管體100是如何根據(jù)本發(fā)明的實施例由形成承壓管道的分層材料的組合形成的。盡管在圖1中示出了多個特定層，但應當理解的是，本發(fā)明廣泛適用于包括兩個或更多個由多種可能的材料制造而成的層的同軸管體結(jié)構(gòu)。例如，管體可以由聚合物層、金屬層、復合材料層或不同材料的組合形成。另外還需注意的是，層的厚度僅以示例性的目的示出。如本文中所使用的，術(shù)語“復合材料”用于廣泛地表示由兩種或更多種不同材料形成的材料，例如由基體材料和增強纖維形成的材料。

如圖1所示，管體包括可選的最內(nèi)骨架層101。骨架提供了能夠用作最內(nèi)層的互鎖構(gòu)造，以整體地或局部地防止內(nèi)部壓力殼層102由于管道失壓(decompression)、外部壓力、以及張力鎧裝壓力和機械壓毀載荷而導致的壓潰。骨架層通常為例如由不銹鋼形成的金屬層。骨架層也可由復合材料、聚合物或其它材料或材料的組合形成。應領(lǐng)會的是，本發(fā)明的特定的實施例可被應用到“光滑孔”工作(即，不具有骨架)和這種“粗糙孔”應用(具有骨架)。

內(nèi)部壓力殼層102用作流體保持層并且包括確保內(nèi)部流體整體性的聚合物層。應當理解的是，該層自身可包括多個子層。應當領(lǐng)會的是，當可選的骨架層被使用時，內(nèi)部壓力殼層通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱作障壁層。在沒有這種骨架的工作(所謂的光滑孔工作)中，內(nèi)部壓力殼層可被稱作內(nèi)襯。

可選的壓力鎧裝層103為結(jié)構(gòu)層，該層增大了柔性管道對內(nèi)部壓力和外部壓力以及機械壓毀載荷的耐抗性。該層還結(jié)構(gòu)性地支撐內(nèi)部壓力殼層，并且通?？捎衫p繞有接近90°的捻角(lay angle)的絲線的互鎖構(gòu)造形成。壓力鎧裝層通常為例如由碳鋼形成的金屬層。壓力鎧裝層也可由復合材料、聚合物或其它材料或材料的組合形成。

柔性管體還包括可選的第一張力鎧裝層105和可選的第二張力鎧裝層106。每個張力鎧裝層被用于承受張力載荷和內(nèi)部壓力。張力鎧裝層通常由多根金屬絲線(給予該層強度)形成，該多根金屬絲線位于內(nèi)層之上并且沿著管道的長度以通常介于大約10°到55°之間的捻角螺旋地纏繞。張力鎧裝層通常成對地對向纏繞。張力鎧裝層通常為例如由碳鋼形成的金屬層。張力鎧裝層也可由復合材料、聚合物或其它材料或材料的組合形成。

所示的柔性管體還包括可選的帶層104，該帶層有助于包含下面的層并且在一定程度上防止相鄰層之間的磨損。帶層可以是聚合物或復合材料或材料的組合。

柔性管體通常還包括可選的隔離層107和外殼層108，外殼層包括用于保護管道抵抗海水的滲透和其它外部環(huán)境、腐蝕、磨損和機械損傷的聚合物層。

每根柔性管道包括柔性管體100的至少一部分(有時稱作部段或截段)以及位于柔性管道的一個端部或兩個端部處的端部接頭。端部接頭提供了一種形成柔性管體與連接器之間的過渡部的機械裝置。例如在圖1中示出的不同的管層以如下方式終止于端部接頭：傳遞柔性管道與連接器之間的載荷。

圖2示出了適于將諸如石油和/或天然氣和/或水的產(chǎn)品流體從水下位置201輸送到飄浮設(shè)施202的立管組件200。例如，在圖2中，水下位置201包括水下流動管線205。柔性流動管線205包括柔性管道，該柔性管道整體地或部分地靠置在海底204上或埋置在海底下方并且在靜態(tài)應用中被使用。飄浮設(shè)施可以通過平臺和/或浮體或如圖2中示出的船只提供。立管組件200被設(shè)置為柔性立管，也就是將船只連接到海底設(shè)施的柔性管道203。柔性管道可以為具有連接端部接頭的成段的柔性管體。圖2還示出了柔性管道的部分如何能夠用作流動管線205或跨接管線206。應當領(lǐng)會的是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，存在有不同類型的立管。本發(fā)明的實施例可以與任何類型的立管一起使用，該立管例如自由懸掛的(自由的、懸鏈立管)、在一定程度上受到限制(浮體、鏈條)的立管、完全受限的立管或被包封在管(I型或J型管)中。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，柔性管道的曲率可以通過使用被定位在柔性管體的結(jié)構(gòu)內(nèi)的曲率傳感器測量。例如，細長的曲率傳感器可以代替柔性管體的結(jié)構(gòu)部件(例如，張力鎧裝層105、106內(nèi)的張力絲線)。然而，應當領(lǐng)會的是，曲率傳感器可以在不同的層內(nèi)被結(jié)合到柔性管道的結(jié)構(gòu)中，或者可以以其他方式被聯(lián)接到柔性管道(例如通過聯(lián)接到柔性管道的內(nèi)部或外部)。有利地，在張力鎧裝層內(nèi)的結(jié)合為曲率傳感器提供了保護度。附加地，重要的是避免使曲率傳感器過度應變，如果曲率傳感器被剛性聯(lián)接到隨后在相對短的長度上經(jīng)受高程度的彎曲的柔性管道，則曲率傳感器的過度應變可能會發(fā)生。如將在下面更加詳細描述的，將曲率傳感器結(jié)合到張力鎧裝層中以使得傳感器能夠相對于相鄰的張力鎧裝絲線滑動使傳感器能夠適應高程度的彎曲。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，細長的曲率傳感器可包括至少一個應變傳感器，該至少一個應變傳感器被布置以提供對被施加到曲率傳感器的彎曲應變的指示。在以下描述的某些實施例中，細長的曲率傳感器包括第一應變傳感器和第二應變傳感器。第一應變傳感器被定位在曲率傳感器本體的中間平面內(nèi)，以使其不由于曲率傳感器的彎曲而應變。具體地，對于細長的傳感器，中間平面包括延伸穿過傳感器的平面，該平面大致平行于傳感器的的縱向軸線，該傳感器在垂直平面內(nèi)的彎曲不會引起被定位在中間平面內(nèi)的應變傳感器的長度變化(并因此不會引起應變)，該垂直平面也平行于傳感器的縱向軸線。根據(jù)曲率傳感器本體的材料性質(zhì)，中間平面可總體上被定位在本體的中部內(nèi)。因此，這意味著由第一應變傳感器感應的應變僅僅是由沿曲率傳感器的長度被施加的張力引起的。

至少一個第二應變傳感器被定位成通常沿傳感器的長度從曲率傳感器的中間平面偏移。第二應變傳感器對沿曲率傳感器的長度被施加的應變進行感應，而且還對曲率傳感器在垂直平面中的彎曲引起的應變進行感應，該垂直平面也平行于傳感器的縱向軸線。如果曲率傳感器被聯(lián)接到柔性管體，那么曲率傳感器的彎曲是由柔性管道的彎曲引起的，并且因此，所測量的彎曲應變指示柔性管道的彎曲(因此能夠確定管道的曲率)。由第一應變傳感器感應的應變可被用于補償由第二應變傳感器感應的張力應變，以便計算僅由柔性管體的彎曲引起的應變。應當領(lǐng)會的是，提供多個第一應變傳感器和/或第二應變傳感器可能會產(chǎn)生冗余。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，第一應變傳感器和第二應變傳感器可包括光學應變傳感器。然而，本發(fā)明不限于使用光學應變傳感器。相反地，本發(fā)明包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何應變感應技術(shù)的使用，以允許應變被連續(xù)地感應或在沿細長的傳感器的長度間隔開的離散位置處被感應，而細長的傳感器可沿柔性管體的長度被部署。優(yōu)選地，應變傳感器沿它們的長度提供了被感應的應變的連續(xù)分布。附加地，本發(fā)明的某些實施例將關(guān)于被部署在柔性管體的張力鎧裝層內(nèi)的應變曲率傳感器進行描述。然而，本發(fā)明不限于此，并且合適的應變曲率傳感器可被部署在柔性管體的結(jié)構(gòu)內(nèi)的任何位置，或被聯(lián)接到柔性管體內(nèi)。唯一的要求在于至少具有第一應變傳感器和第二應變傳感器，一個傳感器被定位在曲率傳感器的中間平面內(nèi)，而一個傳感器被定位成從中間平面偏移。

針對柔性管道的不同參數(shù)(例如應變、溫度以及聲學)的連續(xù)監(jiān)測具有日益增加的要求，以有助于影響柔性管道的改變。這種改變能夠引起柔性管道的結(jié)構(gòu)失效以及管道和外部環(huán)境之間的相互作用(例如與其他物體的碰撞)，柔性管道的結(jié)構(gòu)失效例如泄露、絲線斷裂、管道的過度彎曲(超過沒有損壞風險的可允許的最大量的彎曲)。已經(jīng)提出的用于監(jiān)測柔性管道的參數(shù)的一種方式是使用光纖系統(tǒng)。正如監(jiān)測柔性管道中的應變、溫度以及聲學的方法，已知的是將裸露的光纖和/或金屬管中的纖維(Fibre In Metal Tubes，F(xiàn)IMT)沿柔性管體的長度結(jié)合在防護導管內(nèi)并連接到柔性管道外部的詢問檢測器。光纖可被用作感應元件或傳感器。纖維被用作用于傳輸光的光纖并且通常由玻璃制成。例如，光纖可被用作應變儀、溫度計和溫度指示器。局部的、分散的或半分散的溫度測量或應變測量可根據(jù)詢問光纖以及布置光纖中的區(qū)域/傳感器的方式而被達成。應變可通過包括FIMT(該FIMT被接合到支撐FIMT的導管)而被感應，以使得被施加到導管的應變被轉(zhuǎn)移到FIMT。溫度可通過包括FIMT(該FIMT不被接合到導管的內(nèi)部)而被監(jiān)測，并且因此能夠獨立于應變地記錄溫度。

現(xiàn)在參考圖3和圖4，根據(jù)本發(fā)明的實施例的曲率傳感器300現(xiàn)將被描述。曲率傳感器300適于感應由曲率傳感器300的彎曲引起的應變(并且因此適于感應由結(jié)合曲率傳感器300的柔性管體的彎曲引起的應變)。圖4是圖3的曲率傳感器300的可看到曲率傳感器300的在圖3的透視圖中的端部的橫截面。曲率傳感器300包括本體301。矩形本體分布被示出，然而形狀是可以不同的。例如，拐角可以是圓形的。曲率傳感器300的形狀被設(shè)置成使其能夠替代柔性管體內(nèi)的張力鎧裝層105、106的張力鎧裝絲線306。本體301可以由聚合物形成。低摩擦聚合物可以被選擇以使得本體能夠相對于相鄰的張力鎧裝絲線306滑動。優(yōu)選地，曲率傳感器300不被接合到管道結(jié)構(gòu)以避免曲率傳感器300的過度應變。針對被結(jié)合到張力鎧裝層中的曲率傳感器300，優(yōu)選地，曲率傳感器300在至少一個維度上稍微小于相鄰的張力鎧裝絲線306。例如，針對大約為12mm乘7mm的鎧裝絲線，曲率傳感器300可以大約為12mm乘6.8mm。深度減小的結(jié)果在于曲率傳感器300能夠相對于相鄰的張力鎧裝絲線306滑動，以使得由高程度的局部彎曲施加的應變能夠被減輕并能夠沿曲率傳感器300的長度分散。

曲率傳感器300將第一應變傳感器302和第二應變傳感器304包封在內(nèi)。第一應變傳感器302和第二應變傳感器304可包括應變感應FIMT。每個FIMT包括金屬管310以保護光纖，并且金屬管被接合到傳感器本體301，或者以其他方式被牢固地固定到曲率傳感器本體，以使得被施加到承受張力或彎曲的曲率傳感器300的應變被直接轉(zhuǎn)移到每個FIMT。在每個FIMT內(nèi)，光纖312被嵌入在凝膠或其他化合物314內(nèi)，以使得被施加到金屬管310的應變被轉(zhuǎn)移到光纖312。以這種方式，被施加到曲率傳感器的應變可通過沿光纖312監(jiān)測光的傳輸和反射而測量，如將在以下描述的。

曲率傳感器300被布置成檢測柔性管道的彎曲，該彎曲包括管道關(guān)于與柔性管道的縱向軸線垂直的軸線的彎曲。參考圖4的橫截面，當被聯(lián)接到柔性管體時，Y軸線處于柔性管道的徑向方向，并且X軸線通常關(guān)于柔性管道是周向的(針對通常沿柔性管道的縱向軸線被布置的曲率傳感器)。應當領(lǐng)會的是，在某些實施例中，曲率傳感器300可關(guān)于柔性管體螺旋地纏繞，因此X軸線不是真正周向的。曲率傳感器300可以以固定螺距螺旋地纏繞。柔性管道的彎曲使得曲率傳感器300關(guān)于X軸線彎曲。在圖4的橫截面中，第一應變傳感器302被定位在曲率傳感器300的中間平面308內(nèi)。

如以上所討論的，中間平面308為其中曲率傳感器300在平行于Y軸線以及曲率傳感器300的縱向軸線的平面中的彎曲不會引起長度變化的平面。彎曲將使傳感器本體301在中間軸線308的一側(cè)上被壓縮并使傳感器本體301在中間軸線308的另一側(cè)上被拉伸。因此將被理解的是，當曲率傳感器300彎曲時，第一應變傳感器302在長度上不會改變，并因此不會檢測到應變。因此，第一應變傳感器302只檢測沿曲率傳感器300的長度延伸的張力應變。將被理解的是，由于考慮到曲率傳感器300在關(guān)于Y軸線彎曲時的彎曲方式，曲率傳感器300內(nèi)可具有與第一中間平面308成90°的第二中間平面。然而，當曲率傳感器300被定位在張力鎧裝層105、106內(nèi)時，曲率傳感器300在第一中間平面的平面中的彎曲大體上被柔性管體的構(gòu)造所阻止，并且因此，對于曲率傳感器300的某些實施例來說，第一應變傳感器302不需要被定位在第二中間平面內(nèi)。如圖3和圖4所示的，第一應變傳感器302可以從曲率傳感器300的中心偏移，直到它保持在中間平面308上。

第二應變傳感器304從中間平面308偏移，并且因此，當曲率傳感器彎曲時，第二應變傳感器304被拉伸或壓縮，這產(chǎn)生可測量的應變。應當領(lǐng)會的是，可以在中間平面的相反側(cè)上提供另一第二應變傳感器304，以使得當傳感器被彎曲時，一個第二應變傳感器304將被拉伸而另一第二應變傳感器將被壓縮。第二應變傳感器304還檢測沿曲率傳感器(該曲率傳感器使由于彎曲而產(chǎn)生的應變不明顯)的長度延伸的張力應變。然而，通過使用第一應變傳感器302來單獨地測量張力應變，張力應變的效果可被補償。該補償可以通過從由第二應變傳感器304感應的應變減去由第一應變傳感器302感應的應變來實施，以使得僅由于彎曲而產(chǎn)生的應變能夠被計算出。

曲率傳感器的應變極限被應變傳感器檢測應變的能力所限制。相應地，合適的傳感器技術(shù)根據(jù)預期的應變范圍而被選擇。針對與圖1相關(guān)的上述類型的柔性管體，可以預期的是，由于張力應變和彎曲應變而將經(jīng)受的應變的范圍導致應變傳感器的長度變化小于1％，甚至是針對所設(shè)想的最高程度的彎曲：即-1％(壓縮)到+1％(拉伸)。應變感應的這種范圍能夠通過使用被聯(lián)接到應變傳感器的布里淵檢測器(或者被聯(lián)接到每個應變傳感器的單獨的布里淵檢測器)而被合適地檢測出。

當沿光纖傳輸?shù)墓馀c光纖的折射率中的周期時間以及空間變化相互作用時，會發(fā)生布里淵散射。針對沿光纖行進的強光束，光束的電場中的變化通過電致伸縮或輻射壓力而在光纖內(nèi)產(chǎn)生聲波。光束從這些變化中經(jīng)受布里淵散射，被散射的光通常在被稱為受激的布里淵散射的過程中沿與入射束相反的方向被反射。被反射的散射光可以被檢測到。布里淵散射強烈依賴于光纖的溫度以及光纖的材料密度(它們被施加到光纖的應變影響)。通過對從沿光纖傳輸?shù)墓獾拿}沖返回的散射光進行分析，并且尤其對所接收的散射光的時間延遲進行分析，布里淵散射中的變化、以及因此應變以及溫度沿光纖的長度的變化可以被檢測到。在散射中沿光纖的變化的線性分布可被產(chǎn)生?？梢栽O(shè)想的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將熟悉布里淵檢測器的細節(jié)。

應當領(lǐng)會的是，隨著布里淵散射被應變和溫度影響，可能難以或不可能通過獨立地使用應變傳感器302、304來使兩種測量值分開。因此，為說明沿曲率傳感器的長度的溫度變化的影響，另外的溫度傳感器316被提供用于測量溫度。溫度傳感器316可包括疏松填充的FIMT，以使得金屬管320內(nèi)的光纖318不由于曲率傳感器的彎曲或者被施加到曲率傳感器的張力應變而應變。為確保光纖308不應變，光纖可被插入成使得纖維的長度略微超出金屬管的長度以確保光纖保持疏松。在溫度傳感器316內(nèi)示出了三根光纖318。應當領(lǐng)會的是，一根光纖318是足夠的，然而提供多根光纖318在光纖318中的一根被損壞的情況下允許冗余，并且還可允許標準FIMT部件被結(jié)合到曲率傳感器中。

為沿溫度傳感器檢測溫度變化以使得這些能夠被用于對用于應變傳感器測量值的溫度變化的效果進行調(diào)整，這些溫度變化能夠通過使用溫度傳感器而被直接測量出。使用光纖系統(tǒng)的這樣的一種已知的方法被稱為分布式溫度感應(Distributed Temperature Sensing，DTS)。有利地，DTS允許溫度變化被檢測到，并沿光纖的長度被布置。在DTS的一些形式中，絕對的溫度分布能夠沿光纖(因此沿柔性管體)而產(chǎn)生，并且能夠檢測出溫度的瞬時變化。DTS的使用在石油和天然氣產(chǎn)業(yè)的使用中是特別有意義的，因為它不需要使用電子產(chǎn)品或者不需要電子信號在柔性管體內(nèi)通過。實際上，唯一的電子產(chǎn)品包括被聯(lián)接到光纖的端部的檢測儀器，并且該檢測儀器可以在管體環(huán)的外部被定位在柔性管體的一個端部處。

DTS通過沿光纖來傳輸光的短脈沖并監(jiān)測反射光的返回來進行工作。光脈沖與玻璃纖維的晶體點陣相互作用，并且反向散射光的頻率偏移取決于玻璃的溫度。相對于傳輸脈沖的時間，返回的光的每部分所到達的時間能夠被用于確定沿散射有光的纖維的位置。沿纖維的長度的溫度分布可被產(chǎn)生?？梢栽O(shè)想，本領(lǐng)域技術(shù)人員將熟悉常規(guī)的DTS的細節(jié)。

用于沿光纖測量并監(jiān)測溫度分布的DTS系統(tǒng)是市場上可買到的并且被較好地使用在石油和天然氣產(chǎn)業(yè)。通常，DTS系統(tǒng)可將溫度測量值定位到1m的空間分辨率并具有1℃的精確度。單個DTS系統(tǒng)可監(jiān)測沿管線延伸的長達30km的光纖。DTS系統(tǒng)包括被聯(lián)接到光纖的光學反射儀，以及相關(guān)聯(lián)的電源和監(jiān)測設(shè)備。這可以包括光時域反射儀(Optical Time Domain Reflectometry，OTDR)或者光頻域反射儀(Optical Frequency Domain Reflectometry，OFDR)。

參考圖5，現(xiàn)在將對曲率檢測器500進行描述。圖5示出了被聯(lián)接到柔性管體502的曲率檢測器500，該柔性管體可以是圖1所示類型的柔性管體。曲率檢測器500被布置成通過監(jiān)測曲率傳感器300而沿柔性管體的長度測量柔性管體502的曲率，該曲率檢測器通過端部接頭504被連接到曲率傳感器。

曲率監(jiān)測器500可包括至少一個光學反射儀。曲率圖5示出了被聯(lián)接到光纖312和318的光學傳感器，該光纖用于第一應變傳感器302和第二應變傳感器304中的每個并通過多路復用器508而用于溫度傳感器316。多路復用器508允許每根光纖被輪流地監(jiān)測。然而，應當領(lǐng)會的是，替代性地，每個光纖可以具有單獨的光學反射儀，以使它們均可被同時地監(jiān)測。

光學反射儀包括被布置成產(chǎn)生光脈沖的激光器506。激光器506通過部分反射鏡510被聯(lián)接到多路復用器508。被散射或被反射而返回的光在通過部分反射鏡510從原始光路徑偏移之前通過多路復用器508。被返回的光通過分析器512。分析器512被布置成對比所傳輸?shù)墓饷}沖以及被返回的光，以沿光纖318的長度提供溫度分布或者沿光纖312中的一根的長度提供應變分布。處理器514被布置成：在通過使用從第一應變傳感器302獲得的應變分布來減去沿曲率傳感器300的長度的張力應變的影響之后，并且在通過使用從溫度傳感器316獲得的溫度分布而沿曲率傳感器300的長度說明溫度的影響之后，沿曲率監(jiān)測器300的長度而確定出正如由第二應變傳感器304所測量的彎曲。

如上所述，為了使本發(fā)明更有效地工作，通過使曲率傳感器300關(guān)于其中間軸線彎曲而產(chǎn)生的應變量需要處于詢問布里淵儀器的可測量范圍內(nèi)。參考圖6，這示出了曲率傳感器裝置的示例。曲率傳感器300在柔性管體600的張力鎧裝層內(nèi)以40°的捻角602(相對于管體600的縱向軸線604)成螺旋形。曲率傳感器300以在柔性管體600的后方處的虛線(phantom)被示出。柔性管體600具有0.4m的直徑606(到定位有曲率監(jiān)測器的張力鎧裝層，并在曲率傳感器的最接近管體的中心的點處測量)。柔性管體600被示出為以一般為3.5m的彎曲半徑608彎曲(到柔性管體600的中心)。參考圖4中的曲率傳感器300的橫截面，在一個實施例中，曲率傳感器沿徑向方向(Y軸線)可以為6.8mm厚，中間軸線308處于曲率傳感器300的中點處，并且第二應變傳感器304的偏移可以為2.5mm(使得第二應變傳感器304比第一應變傳感器302從柔性管體600的中心進一步向外2.5mm)。

由于使圖6中所示的柔性管體600彎曲而被施加到第二應變傳感器的張力應變將對于曲率傳感器300的在管體的外部上彎曲的那些部分而言是最大的。應當領(lǐng)會的是，在每個彎曲的內(nèi)部被施加到第二應變傳感器的壓縮應變將是大致相同的。

應變(ε)是部件的長度變化(y)比上部件的總長度(l)計算出來的尺寸參數(shù)：

ε＝y(tǒng)/l

被施加到第二應變傳感器的彎曲應變等于第二應變傳感器被拉伸(或被壓縮)的量除以第二應變傳感器的該部分在彎曲被施加之前的長度。沿弧的長度等于弧的半徑(R)乘以弧在弧度中的角度(x)：

弧長度＝x*R

關(guān)于曲率傳感器300，因為第一應變傳感器沿中間軸線布置，因此它的長度不會隨著曲率傳感器被彎曲而改變。因此，暫時假設(shè)曲率傳感器沿柔性管道的長度在縱向方向上行進，第二應變傳感器的偏移為r，并且針對第一應變傳感器的彎曲的半徑為R，那么沿弧的長度變化(y)可被計算為：

y＝x*(r+R)–x*R＝x*r

第二應變傳感器的初始長度等于第一應變傳感器沿弧(x*R)的長度，因此，被拉伸的第二應變傳感器的總長度(l)可以被計算為：

l＝x*r+x*R＝x*(r+R)

因此，沿弧的應變可被計算為：

ε＝y(tǒng)/l＝(x*r)/x*(r+R)＝r/(r+R)

針對圖6的示例：

r＝2.5mm

R＝管道彎曲半徑加上管體的直徑的一半加上曲率監(jiān)測器的厚度的一半：3500+200+3.4＝3703.4mm。

因此：

ε＝y(tǒng)/l＝r/(r+R)＝2.5/(3500+200+3.4+2.5)＝6.74*10^-4

針對關(guān)于圖6所示的柔性管體的縱向軸線螺旋地纏繞的曲率傳感器來說，彎曲包括由于螺旋纏繞而產(chǎn)生的彎曲。應變的僅被施加到第二應變傳感器的部分是柔性管道彎曲的結(jié)果。由于彎曲柔性管體600而產(chǎn)生的應變是由沿柔性管體的縱向軸線行進的第二應變傳感器304所測量的應變部分：

彎曲應變＝cos 40°*6.74*10^-4＝5.16*10^-4

該彎曲應變處于布里淵傳感器的測量范圍內(nèi)。

現(xiàn)參考圖7，現(xiàn)在將對描述了對柔性管體的曲率進行測量的方法的流程圖進行描述。在步驟700中，例如如圖5所示的曲率檢測器被聯(lián)接到例如如圖3和圖4所示的曲率傳感器，該曲率傳感器沿例如如圖6所示的柔性本體的至少一部分的長度被布置。在步驟702中，曲率檢測器測量由第一應變傳感器和第二應變傳感器感應的應變以及由曲率傳感器內(nèi)的溫度傳感器感應的溫度。在本發(fā)明的具體實施例中，所測量的應變和溫度包括沿形成每個傳感器的光纖的部分長度或全部長度的應變分布和溫度分布。在步驟704中，應變分布和溫度分布被處理以確定曲率傳感器沿其長度的曲率。如果已知曲率傳感器相對于柔性管體的初始配置(例如曲率傳感器關(guān)于柔性管體的縱向軸線螺旋地纏繞)，柔性管道的曲率可通過曲率傳感器所測量的曲率與用于直管道的曲率傳感器的預期曲率的比較而確定。

應當領(lǐng)會的是，曲率傳感器的特定實施例在這里可基于布里淵應變感應以及分散的溫度感應技術(shù)的使用而被描述。然而，本發(fā)明并不限于此。實際上，曲率傳感器是根據(jù)基于應變傳感器的光纖的使用，而布里淵檢測器技術(shù)由于用于柔性管道裝置的特定示例的應變的預期范圍而是合適的，其它光學應變感應技術(shù)可同樣適合或更好地取決于具體的部署場景。假定的是本領(lǐng)域技術(shù)人員非常熟悉光學感應技術(shù)并且能夠根據(jù)部署場景而選擇合適的方法。替代性的光學應變感應技術(shù)可以不受溫度的影響，并且因此，單獨的感應以及用于溫度的補償可以是不需要的。在溫度感應是必須的或者是可期望的以分離對應變光纖和溫度光纖的影響的位置處，用于感應曲率傳感器的溫度的其他合適的技術(shù)可以被使用，并且這些不需要是光學的。

實際上，雖然光學應變感應技術(shù)在本說明書中被描述，但第一應變傳感器和第二應變傳感器不需要是光學傳感器。雖然布里淵應變感應具有某些有利的性質(zhì)以用于本說明書中所描述的具體部署場景(包括非電子信號被施加到柔性管體，并且適于在延伸的距離上提供應變分布)，但其他應變感應技術(shù)也可以被使用，而不論是電子的或是其他的。理想地，應變傳感器沿它們的長度提供連續(xù)的應變分布(該連續(xù)的應變分布可延伸到柔性管道的全部或僅一部分)，然而在其他實施例中，離散的應變感應可以被施加，這沿曲率傳感器的長度在離散點處提供應變的測量。

本說明書中所述的測量技術(shù)可以被使用以連續(xù)地監(jiān)測柔性管道的曲率，或者它們可被周期性地或根據(jù)需求地使用以測量柔性管道的當前曲率。柔性管道沿其長度的曲率的知識可以被用于確定柔性管道的每部分的精確位置。

如上所述，曲率傳感器可結(jié)合同時用于冗余以及用于第二應變傳感器的情況的附加的應變傳感器，使得可以對曲率傳感器在中間軸線的兩側(cè)上的壓縮和拉伸進行比較。用于將曲率傳感器結(jié)合到柔性管道的結(jié)構(gòu)中的具體技術(shù)已被描述，然而，所有需要的是曲率傳感器以某些方式被聯(lián)接到柔性管道，以使得曲率傳感器隨著柔性管道的彎曲而彎曲。有利地，使曲率傳感器關(guān)于管道的縱向軸線螺旋地纏繞允許第二應變傳感器的用于在管道的內(nèi)側(cè)上彎曲的那些部分的壓縮與第二應變傳感器的用于在管道的外側(cè)上彎曲的那些部分的拉伸相比較。替代性地或附加地，兩個或更多個曲率傳感器可以被提供以使得相同的管道彎曲能夠圍繞管道的圓周在兩個或更多個不同的位置處進行感應。作為一種示例，兩個曲率傳感器可以被提供并且在不同的張力鎧裝層內(nèi)沿相反的方向螺旋地纏繞。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將會清楚的是，與上述實施例中的任一個相關(guān)地進行描述的特征能夠在不同的實施例之間可互換地應用。上述實施例為用于表明本發(fā)明的各種特征的示例。

在本文的整個說明書和權(quán)利要求書中，詞語“包括”和“包含”以及其變型意味著“包括但不限于”，并且這些詞語并非意在(并且不)排除其它組分、添加物、部件、整體或步驟。在本文的整個說明書和權(quán)利要求書中，除非在上下文中另外有要求，單數(shù)包含復數(shù)。具體地，除非在上下文中另外有要求，在使用不定冠詞時，本文應當被理解為考慮了復數(shù)以及單數(shù)。

除非是與其不相容的，結(jié)合本發(fā)明的特定方面、實施例或示例描述的特征、整體或特性應當被理解為適用于本文中描述的任何其它方面、實施例或示例。本文中公開的所有特征(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)，和/或本文中公開的任何方法或過程的所有步驟可以以任意組合方式組合，除了這些特征和/或步驟中的至少一些相互排斥的組合之外。本發(fā)明不限于任何前述實施例的細節(jié)。本發(fā)明延伸至本文中(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)公開的特征的任何新的特征或任何新的組合，或延伸至本文中公開的任何方法或過程的步驟的任何新的步驟或任何新的組合。

讀者可以將注意力放到與本申請的說明書同時提交或者在前提交的并且利用該說明書對于公眾查閱是開放的所有論文和文獻，并且所有這些論文和文獻的內(nèi)容都通過引用的方式結(jié)合到本文中。