JP2000501480A - 高圧流体流コネクタのためのモニタリングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 石油またはガス製品流のためのコネクタのような流体流コネクタ（１、２）のためのモニタリングシステムは、流体導管（３３）間の接合におけるシールの完全な状態を維持し、主シール（４２）が故障した場合は、警告信号を生成しまたは二次シール（４３）を作動させることができる。本発明によるモニタリングシステムは、バリヤ流体が加圧下で供給される液圧シールと共に使用される。バリヤ流体の圧力はシールにて感知され、適用圧力と比較される。圧力低下はシールの漏洩を示し、警告信号の生成と二次シールの起動との少なくとも一方が実行される。本システムは、導管の複数の接合がコネクタ内に存在する場合に、特に有用である。各接合においてシールに対するバリヤ流体の独立した供給部が備えられるので、漏洩シールの識別が、正確であり適時である。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧流体流コネクタのためのモニタリングシステム 発明の分野 本発明は、高圧流体流コネクタのためのモニタリングシステムに関する。 本発明は、特に、本出願人による同時係属の英国出願番号第９５ ２２ ３２ ５．１号、発明の名称「流体流コネクタ」および出願番号第９５ ２２ ３２７ ．７号、発明の名称「高圧流体コネクタ」に開示されている流体流コネクタまた は本出願人による同時係属の英国出願番号第９５ ２２ ３２６．９号、発明の 名称「シーリング構造」に開示されているシーリング構造を有しない流体流コネ クタに適用可能である。 このような流体流コネクタは、特に、石油およびガス産業において、海中の石 油を支持する浮動ブイまたはガスライザまたはデッキにおける使用、あるいは石 油タンカーのような輸送船または貯蔵船の倉内における使用に対して有用である 。 このような種類のコネクタは、厳しい条件において使用される装置の大型で重 い部品であり、装置の選択においては、完全な信頼性が重要な因子である。いか なる故障も結果として膨大な費用および製品損失を生じるので、施設の休止時間 は最小限度にする必要がある。したがって、いかなる故障も迅速に手際よく修繕 することができなければならない。発明の背景 たとえば、米国特許第４，８２８，２９２号に開示されているような公知のこ のようなコネクタにおいては、設計者は、機械的な応力を減少させ信頼性を向上 させるために部品間に幾らかの遊びを許容できるコネクタを生産してきた。この ようなコネクタのための改良シーリングシステムはＰＣＴ／ＮＯ９４／００１２ ０に開示されている。 公知の技術は、シールの信頼性の改良に集中している。それにも拘わらずシー ルが損傷したときは、結果として生産期間の相当な損失が生じ、この産業におい ては生産期間損失は膨大な損失を招く。 本発明によれば、製品流体を高圧下において輸送する相対的回転運動が可能で ある流体流コネクタにおける二つの導管（導路：コンダット：ｃｏｎｄｕｉｔ） 間の接合（ジャンクション）が完全な状態であることをモニタリングするための システムが提供され、システムの構造は、 接合のためのシーリング部材と、 シールを作動させるための、製品流体から離れたシールの側に対するバリヤ流 体（シール用流体）供給部と、 シールにおけるバリヤ流体圧力を検出するための圧力センサと、 圧力センサが主シールの漏洩を示す圧力変化を検出するとき、二次シールを作 動させ、および警告信号を生成する手段と、 を含む。 したがって、本発明によれば、可能性のある漏洩を即座に表示することができ る。このシステムは、自動的にバックアップ二次シールを作動させるが、追加し てまたは代替して警告信号を生成することができるように構成されることが好ま しい。 複数の導管接合が使用されている場合は、別々のバリヤ流体供給部（設備）を 、接合に対する各主シールに使用するべきである。この方法によれば、主シール が故障したとき、適切な二次シールを作動させることができるのみでなく、特に どのシールが故障したかを可視信号によって表示することもできる。 したがって、修繕技術者は、可能な最も早い機会に警告を受けることが可能で あり、事故を追跡するために非常に費用のかかる休止時間を浪費する必要がなく 、修繕技術者は、コネクタを露出させ故障したシールに直ちに接近することがで きる。 本発明をさらによく理解し、また本発明を有効に実行することができる方法を 示すために、ここで、ひとつの添付図について述べる。この図は、高圧流体流コ ネクタの一部の断面を示す図であり、また本発明によるモニタリングシステムの 概略を示す図である。図面の詳細な説明 図には、おすのコア部材１およびめすの部材である外側部材２の間にコネクタ が示されている。 石油またはガスのような製品流体は軸方向ボア３１内を流れ、軸方向ボア３１ は、それぞれ、おす部材１内の半径方向流路３２とめす部材２内の流体導管３３ との間の接合部において年輪状の溝と接続される。 これらの接合は、主シール４２および二次シール４３を備えるシーリング構造 を使用してシールされる。これらのシールは、略Ｕ字型断面を有するリップシー ルより形成され、Ｕ字型の開口部は製品流体から離れた方向を指す（実施形態に おいては、これは中心コア１から離れた方向である）。Ｕ字型シーリングリング は、チャネル内に収容されコア１の回りに環を形成する。これらはダイナミック シールであり相対的に回転する面間をシールするので、めす部材２はコア部材１ の回りを回転することができる。 シールは圧力差によって作動されるので、バリヤ流体（シール用流体）は、め す部材２の各流体輸送セグメントに形成されるチャネル４４を経由して各主シー ル４２に供給される。各セグメントは、それ自体の独立したモニタが可能なバリ ヤ流体供給部を有し、主シールに適用されるバリヤ流体の圧力は、導管内の流体 の圧力より僅かに高い。典型的には、導管内の製品流体は約５００バール（５０ ０×１０⁵Ｐａ）の圧力であり、バリヤ流体は５３０または５４０バール（５３ ０×１０⁵または５４０×１０⁵Ｐａ）の圧力で適用することができる。これらの 値は、例として示すものであり、本発明の範囲を限定することを意図するもので はない。 また、二次シール４３は、相互に接続されている供給チャネル１６を通じてバ リヤ流体（シール用流体）を供給される。二次バリヤ流体は主バリヤ流体と同じ 圧力、すなわち、導管内を流れる製品流体より僅かに高い圧力で供給される。こ の方法によれば、二次シールは、シールの両側に同じ圧力をかけられるので、正 常な動作状態においては二次シールは作動しない。 二次シールは、共通のバリヤ流体供給部（装置）４５を有する。 図１から分かるように、主周囲シール３４は、バリヤ流体を主バリヤ流体供給 源から供給され、二次周囲シールは３５はバリヤ流体を二次バリヤ流体供給部４ ５から供給される。 主バリヤ流体供給部（装置）４６は、主バリヤ流体ポンプ４７および予備ポン プ４８を備える。バリヤ流体は、逆止め弁４９を経由してポンプ輸送され、サー ビス供給弁４９、オリフィス５０、およびモニタリング圧力計（ゲージ）または 圧力伝送器５１を経由して各セグメントチャネル４４に供給される。蓄圧器（ア キュムレータ）５２も備えられ、適用圧力が一定に保持され、ポンプを常に作動 させることが回避される。 二次バリヤ流体供給部は、二次バリヤ流体ポンプ５３および予備ポンプ５４を 備え、ポンプによって、二次バリヤ流体は逆止め弁５５およびサービス弁５６を 経由し、さらにオリフィス５７および流路圧力計（ゲージ）５８を経由してめす 部材内２のチャネル１６に供給される。さらに、蓄圧器（アキュムレータ）５９ が備えられる。 操業中は、主シール４２が製品流体導管の接合をシールする。主バリヤ流体は シール４２を潤滑し、そして、めす部材２がおす部材１の回りを回転できるよう な構造になっている。二次シール４３は、正常な動作状態においてはシールとし て作動しないので何等磨耗を受けない。 主バリヤ流体は一定圧力で供給され、各主シールにおける圧力は専用の圧力計 ５１によって別々にモニタされる。主シールが故障した場合は、主バリヤ流体が 製品流体中に漏洩し、関連する供給チャネル４４の圧力が低下する。この圧力の 低下は、関連する圧力計によって検出され、システムを監視する技術者に警報が 出される。しかし、主シール４２における圧力低下によって自動的に二次シール が圧力差を受けるようになるので、二次シールが作動され、主シールの代替とし て導管の接合をシールする。二次シールは、正確に同じ方法によって作動して潤 滑を提供し、コア１とめす部材２との相対運動を可能とする。したがって、コネ クタを直ちに使用停止する必要はない。主シール４２の修繕は、たとえば、予定 される次の定期修理または天候状態の回復まで留保することができる。主シール を修繕するためにシステムが操業停止されるときは、技術者は、どのシールが故 障したかを既に知っており、適切な行動をとることができる。 このことは、特に、石油およびガス産業が操業されている大容量であり、難し い環境下にあるこの種のコネクタの場合は、当然、相当に有利である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高圧下において製品流体を輸送する相対的回転運動が可能な流体流コネクタ での２つの導管間の接合の正常状態をモニタリングするシステムであって、 前記接合のためのシール部材と、 前記シールを作動させるための、前記シールの前記製品流体から離れた側に対 するバリヤ流体供給部と、 前記シールにおける前記バリヤ流体の圧力を検出する圧力センサと、 前記圧力センサが主シールの漏洩を示す圧力変化を検出するとき、二次シール を作動させ、警報信号を生成する手段と、 を含むことを特徴とするモニタリングシステム。 ２．請求の範囲１に記載のシステムにおいて、前記バリヤ流体は、前記導管を流 れる前記製品流体の圧力より高い圧力で供給されることを特徴とするモニタリン グシステム。 ３．請求の範囲２に記載のシステムにおいて、前記バリヤ流体圧力は２％と１０ ％の間の範囲で高いことを特徴とするモニタリングシステム。 ４．請求の範囲２に記載のシステムにおいて、前記バリヤ流体圧力は３％と６％ の間の範囲で高いことを特徴とするモニタリングシステム。 ５．請求の範囲１から４のいずれかに記載のシステムにおいて、前記バリヤ流体 供給部は、ポンプと、逆止め弁と、アキュムレータと、前記アキュムレータの状 態をモニタリングし前記アキュムレータ内の流体のレベルが所定のレベルに達す るときは前記ポンプを作動させる手段と、を備えることを特徴とするモニタリン グシステム。 ６．請求の範囲１から５のいずれかに記載のシステムにおいて、前記圧力センサ はゲージと流れ制限装置を備えることを特徴とするモニタリングシステム。 ７．請求の範囲１から６のいずれかに記載のシステムにおいて、主シール供給部 と独立の前記または各二次シールに対する二次バリヤ流体供給部を含むことを特 徴とするモニタリングシステム。 ８．請求の範囲７に記載のシステムにおいて、前記二次バリヤ流体供給部は、す べての前記二次シールに対して共通であることを特徴とするモニタリングシステ ム。 ９．請求の範囲１から８のいずれかに記載のシステムが複数であり、各システム が、複数の流体導管間接合の一つをモニタリングする複数システムにおいて、各 接合での前記主シールに対してバリヤ流体供給部が別々に設けられていることを 特徴とするモニタリングシステム。