耐疲勞撓性管的制作方法
【專利摘要】所公開的一段管子的制造方法可以生產(chǎn)一段耐疲勞的管子，其具有相對高的耐疲勞性和相對小的條帶到條帶焊接長度。耐疲勞性通過實驗裝置計算，所述實驗裝置具有控制參數(shù)和/或復制類似材料特性和負載條件的仿真。高的耐疲勞性意味著，在特定測試數(shù)量的循環(huán)加載之后，通過充分的偏焊設計，某些產(chǎn)品特性（例如低的塑化性，低的流體靜應力水平和無缺陷焊接）可以得以保持在低值。相對小的條帶到條帶焊接長度減小了焊接位置處發(fā)生裂紋萌生和/或傳播的可能性，在焊接位置處，缺陷和機械屬性的局部差異通常引起失效。小的條帶到條帶焊接長度還可以減小焊接成本。
【專利說明】耐疲勞撓性管

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬管及其制造方法。

【背景技術】
[0002]本發(fā)明的金屬管可以用于撓性管柱。撓性管是連續(xù)長度的繞在卷軸上的金屬管。金屬管實際中可以由平坦的復合金屬條帶制成，該復合條帶由端部到端部地焊接在一起的兩個單獨的條帶制成。然后，復合金屬條帶卷成圓柱形/管狀形狀并在縱向邊緣焊縫，以形成一段管子。根據(jù)專門的應用需要，撓性管可以生產(chǎn)出不同的長度，達到或超出10，000米(或大約30，000英尺)。因為撓性管具有相當大的長度，其通常在卷筒上存儲或運輸。
[0003]在運行過程中，撓性管重復地卷到其卷筒上并從卷筒上卷出。撓性管也處于不同的內部增壓下，包括超高和大氣壓以下的負載，這些負載導致不同的張緊-壓縮應力和應變狀態(tài)。對撓性管的其他負載可以包括彎曲負載(例如在卷起時)、軸向負載(例如當支撐自身重力時)和扭轉負載(例如當纏繞時)。不同的應力和應變狀態(tài)可以存在于撓性管的不同部分上。應力和應變狀態(tài)的變化將限制撓性管的總壽命。例如，當撓性管卷繞離開直井時，卷筒處的部分處于彎曲負載下，而在井內的部分處于垂直負載下。這些隨著卷起和卷開產(chǎn)生的不同應力和應變狀態(tài)的循環(huán)負載由于疲勞而導致有限的壽命。
[0004]金屬管的總壽命通過卷起/卷開循環(huán)的數(shù)量而測量。產(chǎn)業(yè)上已經(jīng)基于經(jīng)驗數(shù)據(jù)和理論預測建立了一般的撓性管壽命。然而當循環(huán)負載在管中引起裂紋萌生和/或傳播時，撓性管仍然可能偶爾地和過早地失效。因為焊接和條帶的金屬材料之間存在機械屬性差異，所以裂紋通常位于條帶到條帶的焊接處或其附近。例如，斷裂失效通常更多地發(fā)生在條帶到條帶的焊接處。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明涉及一段管及其制造方法。
[0006]在第一一般方面，制造一段金屬管的方法包括:提供金屬材料的第一條帶，其具有表面、公稱寬度、引導端和尾端；提供金屬材料的第二條帶，其具有表面、與第一條帶基本相同的公稱寬度、引導端和尾端；將金屬材料的第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，所述斜切輪廓在第一條帶的縱向邊緣開始，所述斜切輪廓以背離第一條帶的尾端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，所述連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，所述阿爾法角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并背離第一條帶的尾端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第一條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的引導端；將金屬材料的第二條帶的尾端裁剪成斜切輪廓，所述斜切輪廓與第一條帶的裁剪的引導端匹配，所述斜切輪廓在第二條帶的縱向邊緣開始，所述斜切輪廓以朝著第二條帶的引導端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并朝著第二條帶的引導端指向的阿爾法角，阿爾法角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并朝著第二條帶的引導端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第二條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的尾端；將第一條帶的裁剪的引導端焊接到第二條帶的裁剪尾端，以形成復合條帶，該復合條帶具有平行的縱向邊緣，并在其長度上具有基本均勻的公稱寬度；將復合條帶形成為管狀形狀，使得復合條帶的平行的縱向邊緣彼此鄰近地設置；和將復合條帶的縱向邊緣焊接在一起，以生成該段金屬管。
[0007]下方段落中的一個的特征，或者下方段落的任何組合的特征，可以與所述第一一般方面組合。
[0008]在第一一般方面的實施方式中，該第一貝塔角和第二貝塔角基本相等。
[0009]在第一一般方面的實施方式中，所述斜切輪廓以具有所述第一貝塔角的第一線性部開始，該第一線性部過渡到具有所述阿爾法角的中間線性部，且該中間部過渡到具有所述第二貝塔角的第二線性部。
[0010]在第一一般方面的實施方式中，以第一貝塔角開始的所述斜切輪廓在第一連續(xù)曲線中從第一貝塔角過渡到阿爾法角，然后在第二連續(xù)曲線中從阿爾法角過渡到第二貝塔角。
[0011]在第一一般方面的實施方式中，所述方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，當在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，所述斜切輪廓具有在50°和80°之間的并背離第一條帶的尾端指向的第一和第二貝塔角，且該方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有斜切輪廓，當在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該斜切輪廓具有在50°和80°之間的并朝向第二條帶的引導端指向的第一和第二貝塔角。
[0012]在第一一般方面的實施方式中，該方法包括將第一條帶的引導端裁剪成斜切輪廓，當在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該斜切輪廓具有在55°和65°之間的并背離第一條帶的尾端指向的第一和第二貝塔角，且該方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有斜切輪廓，當在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該斜切輪廓具有在55°和65°之間的并朝向第二條帶的引導端指向的第一和第二貝塔角。
[0013]在第一一般方面的實施方式中，該方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，當在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該斜切輪廓具有60°的并背離第一條帶的尾端指向的第一和第二貝塔角，且該方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有斜切輪廓，當在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該斜切輪廓具有60°的并朝向第二條帶的引導端指向的第一和第二貝塔角。
[0014]在第一一般方面的實施方式中，該方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，當在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該斜切輪廓具有在15°和45°之間的并背離第一條帶的引導端指向的阿爾法角，且該方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有斜切輪廓，當在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該斜切輪廓具有在15°和45°之間的并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角。
[0015]在第一一般方面的實施方式中，該方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，當在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該斜切輪廓具有在30°和45°之間的并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，且該方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有斜切輪廓，當在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該斜切輪廓具有在30°和45°之間的并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角。
[0016]在第一一般方面的實施方式中，該方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，當在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該斜切輪廓具有37.5°的并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，且該方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有斜切輪廓，當在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該斜切輪廓具有37.5°并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角。
[0017]在第一一般方面的實施方式中，在第一和第二條帶中，斜切輪廓以具有所述第一貝塔角的線性部開始，該第一線性部過渡到具有所述阿爾法角的中間線性部，該中間線性部過渡到具有所述第二貝塔角的第二線性部，且該斜切輪廓包括通過在第一線性部和中間部之間的第一過渡半徑限定的平滑過渡和通過在中間部和第二線性部之間的第二過渡半徑限定的平滑過渡。
[0018]在第般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和第一過渡位置之間的距離，基本上與在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在相對的縱向邊緣和第二過渡位置之間的距離相同，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和第一過渡位置之間的距離，基本上與在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在相對的縱向邊緣和第二過渡位置之間的距離相同，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0019]在第般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，基本上與在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離相同，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，基本上與在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離相同，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0020]在第般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，大于在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，大于在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0021]在第般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，小于在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，小于在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0022]在第般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，延伸以縮短第一條帶的斜切輪廓，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，延伸以縮短第二條帶的斜切輪廓，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0023]在第般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，縮短以延伸第一條帶的斜切輪廓，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，縮短以延伸第二條帶的斜切輪廓，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0024]在第二一般方面，由焊接在一起的金屬條帶形成的一段金屬管，所述金屬管包括:復合金屬條帶，其具有縱向軸線和平行的縱向邊緣，該復合條帶形成為管狀，所述縱向邊緣彼此焊接以生成金屬管；和其中所述復合條帶包括金屬材料的第一條帶，該第一條帶具有外表面、尾端和裁剪的引導端，所述裁剪的引導端具有在第一條帶的縱向邊緣開始的斜切輪廓，所述斜切輪廓以背離第一條帶的尾端指向地第一貝塔角開始，第一貝塔角在第一條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，其從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角的并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，阿爾法角在第一條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后，連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于第一阿爾法角的并背離第一條帶的尾端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第一條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，并且連續(xù)的切口在第一條帶的相對的縱向邊緣終止，以形成第一條帶的裁剪的引導端，所述復合條帶包括金屬材料的第二條帶，該第二條帶具有外表面、引導端和與第一條帶的裁剪引導端匹配的裁剪尾端，所述裁剪尾端具有在第二條帶的縱向邊緣開始的斜切輪廓，所述斜切輪廓以朝向第二條帶的引導端指向地第一貝塔角開始，第一貝塔角在第二條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，其從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角的并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角(或者阿爾法角為零)，阿爾法角在第二條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后，連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于第一阿爾法角的并朝向第二條帶的引導端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第二條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，并且所述連續(xù)的切口在第二條帶的相對的縱向邊緣終止，以形成第二條帶的裁剪的尾端，和其中第一條帶的裁剪的引導端焊接到第二條帶的裁剪尾端上。
[0025]下方段落中的一個的特征，或者下方段落的任何組合的特征，可以與所述第第二一般方面組合。
[0026]在第二一般方面的實施方式中，第一貝塔角和第二貝塔角基本上相等。
[0027]在第二一般方面的實施方式中，所述斜切輪廓以第一線性部開始，該第一線性部具有所述第一貝塔角并部分地圍繞復合條帶的縱向軸線，第一線性部過渡到中間線性部，該中間線性部具有所述阿爾法角并部分地圍繞復合條帶的縱向軸線，且中間線性部過渡到第二線性部，該第二線性部具有所述第二貝塔角并部分地圍繞復合條帶的縱向軸線。
[0028]在第二一般方面的實施方式中，以第一貝塔角開始的所述斜切輪廓在第一連續(xù)曲線中從第一貝塔角過渡到阿爾法角，然后在第二連續(xù)曲線中從阿爾法角過渡到第二貝塔角。
[0029]在第二一般方面的實施方式中，當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該第一條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角在50°和80°之間，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該第二條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角在50°和80°之間，并朝向第二條帶的引導端指向。
[0030]在第二一般方面的實施方式中，當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該第一條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角在55°和65°之間，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該第二條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角在55°和65°之間，并朝向第二條帶的引導端指向。
[0031]在第二一般方面的實施方式中，當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該第一條帶的斜切輪廓具的第一和第二貝塔角是60°，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，該第二條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角是65°，并朝向第二條帶的引導端指向。
[0032]在第二一般方面的實施方式中，當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該第一條帶的斜切輪廓的阿爾法角在15°和45°之間，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該第二條帶的斜切輪廓的阿爾法角在15°和45°之間，并朝向第二條帶的引導端指向。
[0033]在第二一般方面的實施方式中，當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該第一條帶的斜切輪廓的阿爾法角在30°和45°之間，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該第二條帶的斜切輪廓的阿爾法角在30°和45°之間，并朝向第二條帶的引導端指向。
[0034]在第二一般方面的實施方式中，當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該第一條帶的斜切輪廓的阿爾法角是37.5°，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，該第二條帶的斜切輪廓的貝塔角是37.5°，并朝向第二條帶的引導端指向。
[0035]在第二一般方面的實施方式中，在第一和第二條帶中，斜切輪廓以具有所述第一貝塔角并部分地圍繞復合條帶的縱向軸線的第一線性部開始，該第一線性部過渡到具有所述阿爾法角并部分圍繞復合條帶的縱向軸線的中間線性部，該中間線性部過渡到具有所述第二貝塔角并部分圍繞復合條帶的縱向軸線的第二線性部，且該斜切輪廓包括通過在第一線性部和中間部之間的第一過渡半徑限定的平滑過渡和通過在中間部和第二線性部之間的第二過渡半徑限定的平滑過渡。
[0036]在第二一般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和第一過渡位置之間的距離，基本上與在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在相對的縱向邊緣和第二過渡位置之間的距離相同，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和第一過渡位置之間的距離，基本上與在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在相對的縱向邊緣和第二過渡位置之間的距離相同，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0037]在第二一般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，基本上與在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離相同，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，基本上與在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離相同，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0038]在第二一般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，大于在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，大于在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0039]在第二一般方面的實施方式中，在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，小于在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，小于在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，該第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
[0040]在另一個一般方面中，公開了制造連續(xù)長度的撓性管的方法。所述方法包括:制造一段金屬管，包括:提供金屬材料的第一條帶，其具有表面、公稱寬度、引導端和尾端；提供金屬材料的第二條帶，其具有表面、與第一條帶基本相同的公稱寬度、引導端和尾端；將金屬材料的第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，所述斜切輪廓在第一條帶的縱向邊緣開始，該斜切輪廓以背離第一條帶的尾端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，阿爾法角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后，連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并背離第一條帶的尾端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第一條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的引導端；將金屬材料的第二條帶的尾端裁剪成具有與第一條帶的裁剪的尾端匹配的斜切輪廓，所述斜切輪廓在第二條帶的縱向邊緣開始，該斜切輪廓以朝向第二條帶的引導端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角，阿爾法角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，然后，連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并朝向第二條帶的引導端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第二條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的尾端；將第一條帶的裁剪的引導端焊接到第二條帶的裁剪的尾端，以形成復合條帶，該復合條帶具有平行的縱向邊緣，并在其長度上具有基本均勻的公稱寬度；將復合條帶形成為管狀形狀，使得復合條帶的平行的縱向邊緣彼此鄰近地設置；和將復合條帶的縱向邊緣焊接在一起，以生成該段金屬管；將多段所述管端對端地焊接在一起，由此形成連續(xù)的管柱；和將連續(xù)的管柱卷到線軸上，由此形成撓性管柱。
[0041]在另一個一般方面中，公開了在井孔中采用連續(xù)長度的撓性管柱的方法。所述方法包括:制造一段金屬管，包括:提供金屬材料的第一條帶，其具有表面、公稱寬度、引導端和尾端；提供金屬材料的第二條帶，其具有表面、與第一條帶基本相同的公稱寬度、引導端和尾端；將金屬材料的第一條帶的引導端裁剪成在第一條帶的縱向邊緣處開始的斜切輪廓，所述斜切輪廓以背離第一條帶的尾端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，阿爾法角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后，連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并背離第一條帶的尾端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第一條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的引導端；將金屬材料的第二條帶的尾端裁剪成具有與第一條帶的裁剪的引導端匹配的斜切輪廓，所述斜切輪廓在第二條帶的縱向邊緣開始，該斜切輪廓以朝向第二條帶的引導端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角，阿爾法角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后，連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并朝向第二條帶的引導端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第二條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的尾端；將第一條帶的裁剪的引導端焊接到第二條帶的裁剪的尾端，以形成復合條帶，該復合條帶具有平行的縱向邊緣，并在其長度上具有基本均勻的公稱寬度；將復合條帶形成為管狀形狀，使得復合條帶的平行的縱向邊緣彼此鄰近地設置；和將復合條帶的縱向邊緣焊接在一起，以生成該段金屬管；將多段所述管端對端地焊接在一起，由此形成連續(xù)的管柱；將連續(xù)的管柱卷到線軸上，由此形成連續(xù)的撓性管柱；將其上卷有撓性管柱的線軸靠近井孔放置；將撓性管柱的末端放置到井孔的上端內；從線軸卷開連續(xù)撓性管柱的部分，同時將撓性管柱的末端下放到井孔內；和將流體泵送到撓性管柱的靠近端內，并通過撓性管柱和通過設置在井孔中的管柱的末端。
[0042]已經(jīng)描述了許多例子和應用。不管怎樣，需要理解的是，不同的變形可以做出，其將包括更多或更少的元件和元件的不同組合，仍然落入本發(fā)明的范圍內。而且，本發(fā)明的方法可以包括比示例的更少或更多的步驟，此外，這些步驟可以以各自的順序或不同于示例的順序進行。相應地，其他應用也在本發(fā)明的范圍內。
[0043]一個或多個實施方式的細節(jié)在下面的附圖和說明中陳述。其他特征、目的和優(yōu)點將從說明書、附圖和權利要求中變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是安裝撓性管單元的卡車的示意圖，該撓性管單元用于將連續(xù)的金屬管卷進和卷出井孔。
[0045]圖2A和2B是用于制造金屬管的兩個金屬條帶的俯視圖。
[0046]圖3A和3B是兩個金屬條帶的前視圖，所述金屬條帶具有斜切輪廓，以制造該金屬管。
[0047]圖4是在圖3A和3B中所示的在斜切輪廓處焊接的兩個金屬條帶的前視圖。
[0048]圖5是采用另一種斜切輪廓焊接的兩個金屬條帶的前視圖。
[0049]圖6是采用另一種可選的斜切輪廓焊接的兩個金屬條帶的前視圖。
[0050]圖7A表示復合條帶的前視圖和俯視圖，該復合條帶包括圖4的焊接條帶并卷起形成金屬管。
[0051]圖7B表示復合條帶的前視圖和俯視圖，該復合條帶沿著縱向接縫焊接以形成金屬管。
[0052]圖8是制造金屬管的方法的流程圖。
[0053]圖9是柱狀圖，表示不同斜切輪廓的金屬管的耐疲勞分析。
[0054]相似的參考符號在不同圖中指示為相似的元件。

【具體實施方式】
[0055]本發(fā)明涉及一段金屬管及其制造方法。
[0056]通常，在與井孔相關的操作中，例如鉆進，由于從卷筒上重復地卷起和/或卷開，撓性金屬管經(jīng)歷循環(huán)加載并處于各種加壓下。無故障下(例如破裂或其他泄漏)卷起和卷開循環(huán)的數(shù)量可以指示金屬管的壽命。當裂紋在撓性金屬管中萌生并傳播時，通常在靠近條帶到條帶的焊接處發(fā)生過早失效。裂紋萌生可能是某些應力和應變以及焊接缺陷造成的。本發(fā)明描述一段可卷起的金屬管，其在條帶到條帶焊接處具有切割輪廓，以助于耐疲勞應力和應變狀態(tài)，同時具有短的焊接長度，以減小缺陷的可能性。在金屬管中，金屬條帶已知為以具有某些角度(例如0° ,30° ,45°等)的簡單直線切割輪廓焊接連接；角度越大，焊接長度越長，耐疲勞性越大(例如60°的焊接提供比45°的焊接更好的耐疲勞性)。本發(fā)明描述了切割輪廓，其實現(xiàn)了高的耐疲勞性，同時縮短了焊接長度。這可以優(yōu)化切割輪廓以提高耐疲勞性。
[0057]公開的制作方法可以生產(chǎn)一段耐疲勞的管，其具有相對高的耐疲勞性和相對小的條帶到條帶焊接長度。耐疲勞性通過實驗裝置計算，所述實驗裝置具有控制參數(shù)和/或復制類似材料特性和負載條件的仿真。高的耐疲勞性意味著，在特定測試數(shù)量的循環(huán)加載之后，通過充分的偏焊設計，某些產(chǎn)品特性(例如低的塑化性，低的流體靜應力水平和無缺陷焊接)可以得以保持在低值。相對小的條帶到條帶焊接長度減小了焊接位置處發(fā)生裂紋萌生和/或傳播的可能性，在焊接位置處，缺陷和機械屬性的局部差異通常引起失效。小的條帶到條帶焊接長度還可以減小焊接成本。
[0058]圖1是安裝了撓性管單元100的卡車的示意側視圖，該撓性管單元用于將連續(xù)長度的管子卷入井孔中或從井孔中卷出。在示例的應用中，撓性管單元100在地面105上運行，并分別將金屬管柱(下文稱為“撓性管”)延伸到井130中或從井中收回。示例的撓性管單元100采用卡車101將撓性管120提供到井場?？ㄜ?01承載了管卷筒115，其通過將撓性管120均勻地卷到管卷筒115上而存儲撓性管120。撓性管120可以進一步通過引導件125支撐。撓性管120的一端連接到在卷筒管道來源中的管卷筒115的中心軸線上，卷筒管道來源使得流體連通到撓性管120中，同時允許管卷筒115旋轉。撓性管120的另一端設置到井130內?？ㄜ?01還承載有控制設備111和電源109，其運行以將撓性管120以不同的速度和深度卷起和/或卷開。在其他例子中，撓性管單元100可以是在地面上的固定結構(例如永久性地安裝)，或承載在拖車、滑軌或其他運動平臺上。在其他應用中，撓性管單元可以滑軌安裝并用于在海底井孔上面的水面上的海上平臺或鉆井船上。
[0059]圖2A和2B是用于制造耐疲勞金屬管的兩個金屬條帶200和202的前視圖。圖2A表示第一條帶200，其具有引導端213、尾端211、縱向邊緣221、相對的縱向邊緣223和表面251。第一條帶200具有適于制造金屬管的公稱寬度215 (例如160mm)和公稱厚度(例如
4.89mm)。圖2B表示第二條帶202，其具有引導端233、尾端231、縱向邊緣241、相對的縱向邊緣243和表面261。第二條帶202具有與第一條帶200基本相同的公稱寬度215和公稱厚度。例如，兩個條帶200和202可以由相同的制造過程制成，以獲得在特定公差和尺寸誤差范圍內的相同的公稱厚度和寬度；而在一些例子中，兩個條帶200和202可以具有不同的厚度，例如錐形撓性管。兩個條帶200和202可以在采用坐標軸線y207限定的相同的縱向方向209上對齊。橫向方向210可以采用垂直于軸線y207的坐標軸線x205限定。如同下面描述的，為角度測量目的，無限橫向平面可以在第一和第二條帶200、202的每個中垂直于兩個條帶200、202的縱向軸252、262而描繪(且平行于橫向方向210)，用。在第一和第二條帶200、202的每個中，縱向軸線平行于縱向方向209延伸。
[0060]圖3A和3B是兩個金屬條帶300和302的前視圖，所述金屬條帶具有斜切輪廓以制造金屬管。在圖3A中，金屬條帶300是圖2A的金屬條帶200的斜切輪廓。引導端213被裁剪成具有斜切輪廓，該輪廓始于縱向邊緣221，并具有背離尾端211指向的第一貝塔角350(示出為β P。第一貝塔角350在第一條帶300的表面251上從垂直于第一條帶300的縱向軸線252的第一橫向平面(也即偏向于X軸線205)測量。然后斜切輪廓從第一貝塔角350過渡到阿爾法角355，該阿爾法角小于第一貝塔角350并背離尾端211指向。阿爾法角355在第一條帶300的表面251上從垂直于縱向軸線252的第二橫向平面測量。該斜切輪廓還連續(xù)地從阿爾法角355過渡到第二貝塔角360(表示為β 2)，該第二貝塔角大于阿爾法角355并背離尾端211指向。第二貝塔角360在第一條帶300的平面251上從垂直于縱向軸線252的第三橫向平面測量。在圖3Α、3Β、4和5示例的應用中，第二貝塔角360基本上等于第一貝塔角350 ;然而在一些情形下，第二貝塔角360也可以不同于第一貝塔角350。在下面的討論中，第一貝塔角350假設與第二貝塔角360相同(圖6示例的例外)。第一貝塔角350和第二貝塔角360通常都大于阿爾法角。斜切輪廓終止在相對的縱向邊緣223處，形成裁剪的引導端363。在圖3B中，類似于金屬條帶300，裁剪金屬條帶302的尾端231使其具有斜切輪廓，該斜切輪廓與第一條帶300的裁剪的引導端363的斜切輪廓匹配:第二條帶302的斜切輪廓在縱向邊緣241處開始，并具有朝向引導端233指向的第一貝塔角350，其在第二條帶302的表面261上從垂直于縱向軸線262的第一橫向平面測量。斜切輪廓隨后從第一貝塔角350過渡到朝向引導端233指向的阿爾法角355，其在第二條帶302的表面261上從垂直于縱向軸線262的第二橫向平面測量，并且斜切輪廓進一步從阿爾法角355過渡到朝向引導端233指向的第二貝塔角350，該第二貝塔角在第二條帶302的表面261上從垂直于縱向軸線262的第三橫向平面測量。斜切輪廓終止在相對的縱向邊緣243處并形成裁剪的尾端365。
[0061]以第一貝塔角350開始的連續(xù)的斜切輪廓包括在第一貝塔角350和阿爾法角355之間的第一線性部，和在阿爾法角355和第二貝塔角360之間的第二線性部(如在后面圖4中所示)。在一些應用中，連續(xù)的斜切輪廓可以包括作為在第一貝塔角350和阿爾法角355之間過渡的第一連續(xù)曲線，以及作為在阿爾法角355和第二貝塔角360之間過渡的第二連續(xù)曲線(如在后面圖5所示)。在圖3A和3B中，當在條帶200的表面251上從垂直于第一條帶200的縱向軸線213的第一和第三橫向平面分別測量時，第一貝塔角350示例為60°并背離第一條帶的尾端指向。在一些應用中，第一貝塔角350可以選自更寬的范圍，例如在55°和65°之間。在一些其他應用中，第一貝塔角350可以選自甚至更寬的范圍，例如在50°和80°之間。第二貝塔角360可以基本上等于第一貝塔角350。當在第一條帶200的表面251上從垂直于第一條帶的縱向軸線252的第二橫向平面測量時,阿爾法角355不例為37.5°，并背離第一條帶200的尾端指向。在一些應用中，阿爾法角355可以選自更寬的范圍，例如在30°和45°之間。在一些其他應用中，阿爾法角355可以選自甚至更寬的范圍，例如在15°和45°之間。
[0062]通常，第一貝塔角350和阿爾法角355越大，制造的金屬管的耐疲勞性越高；在條帶300和302之間的條帶到條帶焊接線越長。示例的研究在圖9中示出，其中第一四個例子931、932、933和934表示隨著第一貝塔角350和阿爾法角355的增加，耐疲勞性的增加趨勢(如通過加載循環(huán)后剩余強度指示)。更長的條帶到條帶焊接線可以對應于焊接線中更高的缺陷可能性，以及更高的制造成本。例如，高的貝塔角和高的阿爾法角可以導致具有高耐疲勞性的堅固的金屬管。但是高的貝塔角和高的阿爾法角可能需要長的斜切輪廓和長的焊接線，增加了焊接缺陷的可能性和焊接的成本。
[0063]小的貝塔角和小的阿爾法角可以具有少的斜切輪廓和焊接的優(yōu)點，但是也可能降低耐疲勞性。第一貝塔角350和阿爾法角355因此可以針對結構堅固性和/或制造成本而優(yōu)化。例如，大的第一貝塔角(例如60° )和小的阿爾法角(例如37.5° )的組合可以在高耐疲勞性和短的焊接線(例如短的斜切輪廓)之間實現(xiàn)平衡。例如，大的第一貝塔角的曲折切割輪廓的兩個部分在靠近電阻焊接(ERW)區(qū)(非常關鍵的區(qū)域)可以實現(xiàn)高的耐疲勞性，而小的阿爾法角的曲折切割輪廓的其他部分減小了斜切輪廓的長度。ERW區(qū)分別涉及縱向邊緣221或241和相對的縱向邊緣223或243的連接。如在圖4中進一步討論的，在切割輪廓中具有特定切割角的每個部分的長度可以優(yōu)化，以實現(xiàn)平衡的結果。
[0064]圖4是在切割輪廓410處焊接的兩個金屬條帶300和302的前視圖。切割輪廓410通過將金屬條帶300的裁剪的引導端363與金屬條帶302的裁剪的引導端365連接在一起而形成，從而使得兩個斜切輪廓端部接合。例如，斜切輪廓是條帶到條帶的焊接線將位于的位置。如同所示的，兩個斜切輪廓端部不重疊；然而在一些例子中，它們可以重疊(例如重疊能夠在焊接處建立壁厚，不同于具有單層壁厚的對接)。裁剪的引導端363焊接到裁剪的尾端365上，以形成復合條帶400。復合條帶400具有對齊縱向邊緣221和241并對齊相對的縱向邊緣223和243的平行縱向邊緣。復合條帶400總體上與焊接前的條帶300或302具有相同的公稱寬度215。在一些應用中，復合條帶400可以與其他復合條帶或規(guī)則的條帶焊接，其具有通過相同的斜切輪廓裁剪的引導端233和尾端211并與其他條帶焊接以形成更長的復合條帶。
[0065]在一些應用中，切割輪廓410可以隨著不同的角度過渡位置而改變(例如，從第一貝塔角到阿爾法角，和從阿爾法角到第二貝塔角過渡的可變位置)。例如，在到縱向邊緣241的第一角度過渡之間的距離421，和在到相對的縱向邊緣243的第二角度過渡之間的距離425，可以基于不同的優(yōu)先級或設計屬性而變化。距離423是在第一角度過渡和第二角度過渡之間的橫向尺寸(也即距離423等于寬度215減去距離421和425)。在圖4中，距離421、423和425可以相等。在一些應用中，距離421、423和425可以變化。例如，當縮短總焊接長度為優(yōu)先時，距離423可以延長?；蛘弋敻叩哪推谛詾閮?yōu)先時，距離423可以縮短。距離421和425可以保持相等。也即，斜切輪廓從第一貝塔角350過渡到阿爾法角355的橫向位置到縱向邊緣的距離421基本上等于斜切輪廓從阿爾法角355過渡回到第一貝塔角350的橫向位置到相對的縱向邊緣之間的距離425。在一些應用中，距離421和425可以不同。
[0066]圖5是采用其他切割輪廓530焊接為復合條帶500的兩個金屬條帶510和520的前視圖。切割輪廓530在不同角度的連續(xù)切割線之間具有平滑彎曲的過渡。例如，在切割輪廓530從第一貝塔角350變化到阿爾法角355的過渡處，連續(xù)曲線切線地連接切口。在一些例子中，曲線可以是圓弧，還可以通過過渡半徑540限定。曲線可以避免應力集中，在直線的過渡中將存在這樣的應力集中。切割輪廓530的平滑過渡可以因此進一步減小裂紋萌生和/或傳播的可能性。在切割輪廓530從阿爾法角改變到第二貝塔角的過渡處，另一個連續(xù)曲線用于平滑連續(xù)的過渡。第一連續(xù)曲線和第二連續(xù)曲線可以具有相同的過渡半徑540，與直切口連接，或可以直接連接以形成“S”形(例如，兩個連續(xù)曲線切線地連接)。在一些應用中，第一連續(xù)曲線和第二連續(xù)曲線可以具有不同的過渡半徑。
[0067]圖6是采用另一種可選的切割輪廓630焊接為復合條帶600的兩個金屬條帶610和620的前視圖。該可選的切割輪廓630是切割輪廓530的變體，包括三個不同的切割角:設置為不同值的第一貝塔角350、阿爾法角355和第二貝塔角360。在一些應用中，第一貝塔角350和第二貝塔角360可以基于不同的優(yōu)先級要求而確定。第二貝塔角360是65°。在一些應用中，第二貝塔角360可以選自更寬的范圍，例如在55°和65°之間。在一些其他應用中，第二貝塔角360可以選自甚至更寬的范圍，例如在50°和80°之間。比較于圖4所示的斜切輪廓410和圖5所示的530，切割輪廓630在到縱向邊緣的角度過渡之間還具有不相等的距離。
[0068]圖7A示例了卷起形成金屬管的焊接的金屬條帶400或500的前視圖703和俯(端)視圖701。金屬條帶400或500的平行縱向邊緣朝著彼此卷起，以形成管狀形狀。這允許縱向邊緣焊接為縱向焊縫720，以完成撓性管制造，如圖7B所示?？v向縫的縱向邊緣連接在一起。
[0069]圖7B示例了在縱向邊緣縫焊以完成金屬管的卷起的(形成的)金屬條帶400或500的前視圖713和俯(端)視圖711。焊縫720可以形成具有與金屬條帶500基本相同厚度的壁。在一些應用中，如俯視圖711中的已完成金屬管的橫截面基本上是圓形的，例如具有50.8_(2英寸)的外徑。在一些應用中，完成的金屬管的橫截面可以是橢圓形或其他形狀。
[0070]縫焊金屬管可以是金屬管長度的一部分。在更一般的意義上，金屬管可以包括具有縱向軸線和平行的縱向邊緣的金屬復合條帶，該復合條帶形成為管狀形式，縱向邊緣彼此焊接以產(chǎn)生金屬管。復合條帶可以包括金屬材料第一條帶，其具有外表面、尾端和裁剪的引導端，該裁剪的引導端具有在第一條帶的縱向邊緣開始的斜切輪廓，該斜切輪廓以背離第一條帶的尾端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第一條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量。該斜切輪廓形成連續(xù)的切口，其從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角(或者其為零)，該阿爾法角在第一條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于第一阿爾法角并背離第一條帶的尾端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第一條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口終止在第一條帶的相對的縱向邊緣，以形成第一條帶的裁剪引導端。
[0071]金屬材料的第二條帶具有外表面、引導端和與第一條帶的裁剪的引導端匹配的裁剪的尾端，該裁剪的尾端具有在第二條帶的縱向邊緣開始的斜切輪廓，該斜切輪廓以朝著第二條帶的引導端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第二條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，該斜切輪廓形成連續(xù)的切口，其從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并朝著第二條帶的引導端指向的阿爾法角(或者其為零)，該阿爾法角在第二條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量。斜切輪廓從阿爾法角過渡到大于第一阿爾法角并朝著第二條帶的引導端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量。該斜切輪廓終止在第二條帶的相對的縱向邊緣，以形成第二條帶裁剪的尾端。第一條帶的裁剪的引導端可以焊接到第二條帶的裁剪的尾端上。
[0072]圖8是制造耐疲勞金屬管的方法的流程圖800。在802提供了金屬材料的第一條帶。在示例的應用中，金屬材料的第一條帶具有公稱厚度(例如4.89mm)和公稱寬度(例如160_)。金屬材料可以是適于制造撓性管的任何金屬材料，當撓性管從卷筒卷開和再卷進卷筒時，其允許循環(huán)變形加載。在一些應用中，撓性管卷筒可以具有至少1066.8mm (42英寸)的直徑的樞軸中心，以允許撓性管靈活地卷上。金屬材料的第一條帶可以具有四個邊:引導端、尾端和兩個縱向邊緣。
[0073]在804提供了金屬材料的第二條帶。金屬材料的第二條帶具有與金屬材料的第一條帶基本相同的公稱厚度和基本相同的公稱寬度。金屬材料的第二條帶也具有四個邊:弓丨導端、尾端和兩個縱向邊緣。由于相同的公稱寬度，第二條帶的兩個縱向邊緣可以與第一條帶的兩個縱向邊緣對齊。
[0074]在806，第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓。該斜切輪廓在第一條帶的一個縱向邊緣處開始。該斜切輪廓以從垂直于縱向邊緣的橫向線(或任何縱向軸線)測量的貝塔角開始。該斜切輪廓形成連續(xù)的切口，該切口從第一貝塔角過渡到較小的阿爾法角。阿爾法角也從垂直于縱向邊緣的橫向線測量。然后斜切輪廓從阿爾法角過渡回到貝塔角并終止在兩個縱向邊緣的另一個處。斜切輪廓形成到第一條帶的裁剪的引導端的引導端。在一些應用中，斜切輪廓可以以平滑連續(xù)曲線從貝塔角過渡到阿爾法角并回到貝塔角，形成“S”形。平滑過渡可以通過用于包括圓弧的曲線的過渡半徑限定，或可以通過用于橢圓或正弦曲線的其他參數(shù)限定。
[0075]在808處，第二條帶的尾端也被裁剪成斜切輪廓。第二斜切輪廓具有與運用于第一條帶的引導端的斜切輪廓相同的切口輪廓:斜切輪廓也以貝塔角開始于一個縱向邊緣。斜切輪廓形成連續(xù)的切口，其從貝塔角過渡到阿爾法角，然后回到貝塔角。該斜切輪廓形成到第二條帶的裁剪的尾端的尾端。
[0076]在810處，第一條帶的裁剪的引導端與第二條帶的裁剪的尾端鄰接在一起。第一和第二條帶的端部接合。焊接間隙可以出現(xiàn)在鄰接的端部之間。
[0077]在812處，第一條帶的裁剪的引導端焊接到第二條帶的裁剪的尾端，以形成具有平行的縱向邊緣和基本相同的公稱寬度的復合條帶。
[0078]在814處，復合條帶的平行縱向邊緣朝著彼此卷起以形成管狀形狀?？v向邊緣鄰接在一起，從而使得邊緣接合。
[0079]在816處，復合條帶的縱向邊緣焊接在一起，以形成一段金屬管。
[0080]圖9是柱狀圖900，其示例了不同斜切輪廓(935-939)的撓性管相對于現(xiàn)有設計(931-934)的耐疲勞性的分析。在柱狀圖900中，水平軸線920包括九個不同的斜切輪廓931-939。垂直軸線910表示在加載循環(huán)后的剩余強度；該值可以認為是耐疲勞性的比例指示。前面八個輪廓931-938運用于圖4所示的輪廓410。輪廓939運用于圖5的輪廓530。在前面四個輪廓931-934中，第一和第二貝塔角350、360等于阿爾法角355(因此斜切輪廓是現(xiàn)有技術，形成直線而沒有任何彎折)。第五輪廓935到第八輪廓938都具有筆直的線性部，具有如圖4所示的過渡。它們還具有保持恒定的第一貝塔角350，而阿爾法角增加地變化。最后的輪廓939具有如圖5所示的直線部之間的連續(xù)曲線過渡，并與輪廓938具有相同的貝塔角和阿爾法角。
[0081]前面的四個輪廓931-934已經(jīng)示出了大第一貝塔角350導致高耐疲勞性的趨勢。當?shù)谝回愃?50保持恒定時，如在輪廓935-938中所示，可能存在最佳的阿爾法角。例如，當阿爾法角355是37.5°時，耐疲勞性高于阿爾法角是30°或40°的時候。因為當阿爾法角355較小時焊接長度較短，輪廓937比輪廓938具有更好的耐疲勞性和更短的焊接長度。輪廓938和939之間的比較表明，連續(xù)曲線過渡可以顯著提高耐疲勞性。
[0082]已經(jīng)描述了許多應用。不管怎樣，將理解的是，可以做出不同的變形。而且，方法700可以比那些示例的包括更少或更多的步驟。此外，方法700的示例的步驟可以以示例的次序或不同于示例的次序進行。作為專門的例子，方法700可以同時進行(例如基本上或另外地)。步驟的次序的其他變化也是可以的。相應地，其他應用也落入下面權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.制造一段金屬管的方法，其包括: 提供金屬材料的第一條帶，其具有表面、公稱寬度、引導端和尾端； 提供金屬材料的第二條帶，其具有表面、與第一條帶基本相同的公稱寬度、引導端和尾端; 將金屬材料的第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，所述斜切輪廓在第一條帶的縱向邊緣開始，所述斜切輪廓以背離第一條帶的尾端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，所述連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，所述阿爾法角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并背離第一條帶的尾端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第一條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的引導端； 將金屬材料的第二條帶的尾端裁剪成斜切輪廓，所述斜切輪廓與第一條帶的裁剪的引導端匹配，所述斜切輪廓在第二條帶的縱向邊緣開始，所述斜切輪廓以朝著第二條帶的引導端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并朝著第二條帶的引導端指向的阿爾法角，阿爾法角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并朝著第二條帶的引導端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第二條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁 剪的尾端； 將第一條帶的裁剪的引導端焊接到第二條帶的裁剪的尾端，以形成復合條帶，復合條帶具有平行的縱向邊緣，并在其長度上具有基本均勻的公稱寬度； 將復合條帶形成為管狀形狀，使得復合條帶的平行縱向邊緣彼此鄰近地設置；和 將復合條帶的縱向邊緣焊接在一起，以生成該段金屬管。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中該第一貝塔角和第二貝塔角基本相等。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述斜切輪廓以具有所述第一貝塔角的第一線性部開始，所述第一線性部過渡到具有所述阿爾法角的中間線性部，且所述中間部過渡到具有所述第二貝塔角的第二線性部。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中以第一貝塔角開始的所述斜切輪廓在第一連續(xù)曲線中從第一貝塔角過渡到阿爾法角，然后在第二曲線中從阿爾法角過渡到第二貝塔角。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有在50°和80°之間的并背離第一條帶的尾端指向的第一和第二貝塔角的斜切輪廓，第一和第二貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量，且所述方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有在50°和80°之間的并朝向第二條帶的引導端指向的第一和第二貝塔角的斜切輪廓，第一和第二貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有在55°和65°之間的并背離第一條帶的尾端指向的第一和第二貝塔角的斜切輪廓，第一和第二貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量，且所述方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有在55°和65°之間的并朝向第二條帶的引導端指向的第一和第二貝塔角的斜切輪廓，第一和第二貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有60°的并背離第一條帶的尾端指向的第一和第二貝塔角的斜切輪廓，第一和第二貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量，且所述方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有60°的并朝向第二條帶的引導端指向的第一和第二貝塔角的斜切輪廓，第一和第二貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有在15°和45°之間的并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角的斜切輪廓，阿爾法角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，且所述方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有在15°和45°之間的并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角的斜切輪廓，阿爾法角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有在30°和45°之間的并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角的斜切輪廓，阿爾法角在第一條帶的表面上從垂 直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，且所述方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有在30°和45°之間的并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角的斜切輪廓，阿爾法角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述方法包括將第一條帶的引導端裁剪成具有37.5°的并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角的斜切輪廓，阿爾法角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，且所述方法包括將第二條帶的尾端裁剪成具有37.5°的并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角的斜切輪廓，阿爾法角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在第一和第二條帶中，斜切輪廓以具有所述第一貝塔角的第一線性部開始，所述第一線性部過渡到具有所述阿爾法角的中間線性部，所述中間線性部過渡到具有所述第二貝塔角的第二線性部，且所述斜切輪廓包括通過在第一線性部和中間部之間的第一過渡半徑限定的平滑過渡和通過在中間部和第二線性部之間的第二過渡半徑限定的平滑過渡。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和第一過渡位置之間的距離，基本上與在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在相對的縱向邊緣和第二過渡位置之間的距離相同，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和第一過渡位置之間的距離，基本上與在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在相對的縱向邊緣和第二過渡位置之間的距離相同，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，基本上與在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量得到的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離相同，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，基本上與在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離相同，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，該第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，大于在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，大于在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
15.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，小于在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，小于在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
16.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，延伸以縮短第一條帶的斜切輪廓，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，延伸以縮短第二條帶的斜切輪廓，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
17.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，縮短以延伸第一條帶的斜切輪廓，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，縮短以延伸第二條帶的斜切輪廓，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
18.由焊接在一起的金屬條帶形成的一段金屬管，所述金屬管包括: 復合金屬條帶，其具有縱向軸線和平行的縱向邊緣，所述復合條帶形成為管狀，所述縱向邊緣彼此焊接以生成金屬管；以及 其中所述復合條帶包括金屬材料的第一條帶，所述第一條帶具有外表面、尾端和裁剪的引導端，所述裁剪的引導端具有在第一條帶的縱向邊緣開始的斜切輪廓，所述斜切輪廓以背離第一條帶的尾端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第一條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角的且背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，阿爾法角在第一條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后，連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于第一阿爾法角且背離第一條帶的尾端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第一條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，并且連續(xù)的切口在第一條帶的相對的縱向邊緣終止，以形成第一條帶的裁剪的引導端，以及 金屬材料的第二條帶，所述第二條帶具有外表面、引導端和與第一條帶的裁剪的引導端匹配的裁剪的尾端，所述裁剪的尾端具有在第二條帶的縱向邊緣開始的斜切輪廓，所述斜切輪廓以朝向第二條帶的引導端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第二條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角的且朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角，阿爾法角在第二條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后，連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于第一阿爾法角的且朝向第二條帶的引導端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第二條帶的外表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，并且連續(xù)的切口在第二條帶的相對的縱向邊緣終止，以形成第二條帶的裁剪的尾端，以及 其中第一條帶的裁剪的引導端焊接到第二條帶的裁剪的尾端上。
19.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中第一貝塔角和第二貝塔角基本上相等。
20.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中所述斜切輪廓以第一線性部開始，所述第一線性部具有所述第一貝塔角并部分地圍繞復合條帶的縱向軸線，第一線性部過渡到中間線性部，所述中間線性部具有所述阿爾法角并部分地圍繞復合條帶的縱向軸線，且中間線性部過渡到第二線性部，所述第二線性部具有所述第二貝塔角并部分地圍繞復合條帶的縱向軸線。
21.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中以第一貝塔角開始的所述斜切輪廓在第一連續(xù)曲線中從第一貝塔角過渡到阿爾法角，然后在第二連續(xù)曲線中從阿爾法角過渡到第二貝塔角。
22.根據(jù)權利要求18 所述的一段金屬管，其中當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，所述第一條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角在50°和80°之間，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，所述第二條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角在50°和80°之間，并朝向第二條帶的引導端指向。
23.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，所述第一條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角在55°和65°之間，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，所述第二條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角在55°和65°之間，并朝向第二條帶的引導端指向。
24.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，所述第一條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角是60°，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第一和第三橫向平面分別測量時，所述第二條帶的斜切輪廓的第一和第二貝塔角是60°，并朝向第二條帶的引導端指向。
25.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，所述第一條帶的斜切輪廓的阿爾法角在15°和45°之間，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，所述第二條帶的斜切輪廓的阿爾法角在15°和45°之間，并朝向第二條帶的引導端指向。
26.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，所述第一條帶的斜切輪廓的阿爾法角在30°和45°之間，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，所述第二條帶的斜切輪廓的阿爾法角在30°和45°之間，并朝向第二條帶的引導端指向。
27.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中當在第一條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，所述第一條帶的斜切輪廓的阿爾法角是37.5°，并背離第一條帶的尾端指向，且當在第二條帶的表面上從垂直于復合條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量時，所述第二條帶的斜切輪廓的阿爾法角是37.5°，并朝向第二條帶的引導端指向。
28.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中在第一和第二條帶中，斜切輪廓以具有所述第一貝塔角并部分地圍繞復合條帶的縱向軸線的第一線性部開始，所述第一線性部過渡到具有所述阿爾法角并部分圍繞復合條帶的縱向軸線的中間線性部，所述中間線性部過渡到具有所述第二貝塔角并部分圍繞復合條帶的縱向軸線的第二線性部，且所述斜切輪廓包括通過在第一線性部和中間部之間的第一過渡半徑限定的平滑過渡和通過在中間部和第二線性部之間的第二過渡半徑限定的平滑過渡。
29.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和橫向的第一過渡位置之間的距離，基本上與在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在相對的縱向邊緣和橫向的第二過渡位置之間的距離相同，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和第一過渡位置之間的距離，基本上與在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在相對的縱向邊緣和第二過渡位置之間的距離相同，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
30.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，基本上與在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離相同，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，基本上與在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離相同，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
31.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，大于在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪 廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，大于在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
32.根據(jù)權利要求18所述的一段金屬管，其中在第一條帶中，在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量得到的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，小于在第一條帶的表面上在垂直于第一條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置，且其中在第二條帶中，在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在第一過渡位置和第二過渡位置之間的距離，小于在第二條帶的表面上在垂直于第二條帶的縱向軸線的方向上測量的在縱向邊緣和所述第一過渡位置之間的距離，第一過渡位置是斜切輪廓從第一貝塔角到阿爾法角過渡的位置，第二過渡位置是斜切輪廓從阿爾法角到第二貝塔角過渡的位置。
33.制造連續(xù)長度的撓性管的方法，所述方法包括:制造一段金屬管，其包括: 提供金屬材料的第一條帶，其具有表面、公稱寬度、引導端和尾端； 提供金屬材料的第二條帶，其具有表面、與第一條帶基本相同的公稱寬度、引導端和尾端; 將金屬材料的第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，所述斜切輪廓在第一條帶的縱向邊緣開始，所述斜切輪廓以背離第一條帶的尾端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，阿爾法角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并背離第一條帶的尾端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第一條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的引導端； 將金屬材料的第二條帶的尾端裁剪成具有斜切輪廓，所述斜切輪廓與第一條帶的裁剪的引導端匹配，所述斜切輪廓在第二條帶的縱向邊緣開始，所述斜切輪廓以朝向第二條帶的引導端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角，阿爾法角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，該然后連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角 并朝向第二條帶的引導端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第二條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的尾端； 將第一條帶的裁剪的引導端焊接到第二條帶的裁剪的尾端，以形成復合條帶，所述復合條帶具有平行的縱向邊緣，并在其長度上具有基本均勻的公稱寬度； 將復合條帶形成為管狀形狀，使得復合條帶的平行縱向邊緣彼此鄰近地設置；和 將復合條帶的縱向邊緣焊接在一起，以生成該段金屬管； 將多段所述管端對端地焊接在一起，由此形成連續(xù)的管柱；和 將連續(xù)的管柱卷到線軸上，由此形成撓性管柱。
34.在井孔中采用連續(xù)長度的撓性管的方法，所述方法包括: 制造一段金屬管，包括: 提供金屬材料的第一條帶，其具有表面、公稱寬度、引導端和尾端； 提供金屬材料的第二條帶，其具有表面、與第一條帶基本相同的公稱寬度、引導端和尾端; 將金屬材料的第一條帶的引導端裁剪成具有斜切輪廓，所述斜切輪廓在第一條帶的縱向邊緣開始，所述斜切輪廓以背離第一條帶的尾端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并背離第一條帶的尾端指向的阿爾法角，阿爾法角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并背離第一條帶的尾端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第一條帶的表面上從垂直于第一條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第一條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的引導端； 將金屬材料的第二條帶的尾端裁剪成具有斜切輪廓，所述斜切輪廓與第一條帶的裁剪的引導端匹配，所述斜切輪廓在第二條帶的縱向邊緣開始，所述斜切輪廓以朝向第二條帶的引導端指向的第一貝塔角開始，第一貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第一橫向平面測量，所述斜切輪廓形成連續(xù)的切口，連續(xù)的切口從第一貝塔角過渡到小于第一貝塔角并朝向第二條帶的引導端指向的阿爾法角，阿爾法角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第二橫向平面測量，然后連續(xù)的切口從阿爾法角過渡到大于阿爾法角并朝向第二條帶的引導端指向的第二貝塔角，第二貝塔角在第二條帶的表面上從垂直于第二條帶的縱向軸線的第三橫向平面測量，且連續(xù)的切口在第二條帶的相對的縱向邊緣處終止，以形成裁剪的尾端； 將第一條帶的裁剪的引導端焊接到第二條帶的裁剪的尾端，以形成復合條帶，所述復合條帶具有平行的縱向邊緣，并在其長度上具有基本均勻的公稱寬度； 將復合條帶形成為管狀形狀，使得復合條帶的平行的縱向邊緣彼此鄰近地設置；將復合條帶的縱向邊緣焊接在一起，以生成該段金屬管； 將多段所述管端對端地焊接在一起，由此形成連續(xù)的管柱； 將連續(xù)的管柱卷到線軸上，由此形成撓性管柱； 將其上卷有撓性管柱的線軸靠近井孔放置；將撓性管柱的末端放置到井孔的上端內； 從線軸卷開連續(xù)撓性管柱的部分，同時將撓性管柱的末端下放到井孔內；和 將流體泵送到撓性管柱的靠近端內，并通過撓性管柱和通過設置在井孔中的管柱的末 端。
【文檔編號】B21C37/08GK104043678SQ201410092946
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權日:2013年3月14日
【發(fā)明者】S·克拉韋羅, M·瓦爾德斯, J·邁特, H·A·恩斯特, R·S·格拉德克泰因 申請人:特納瑞斯盤管有限公司