JPH0251699A - 海底油田開発における炭化水素の輸送のための可撓導管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野） 本発明は、特に（ただしこれに限られているわけではな
い）海底油田開発の枠内での炭化水素の輸送のために用
いることのできる可とう導管に関する。

〈従来の技術〉 これまでにもすでにさまざまなタイプの可とう導管が知
られている。「スムーズ・ボア（平滑中ぐり）」と呼ば
れる最初のタイプの導管は、ポリアミド、ポリエチレン
又はＰＶＤＦグループのようなプラスチック材料又はエ
ラストマー材料でできた、輸送対象物質に対する気密性
を確保することを目的とする柔軟材料製内部管、特に圧
力、引張り力、ねじり力といった機械的応力に対する耐
性を確保するらせん状に巻きとられた又は編み上げられ
た補強用芯材アセンブリ　（なお芯材の数、性質及び配
置はその導管に対し予定されている用途及びそのサイズ
に応じて決定される）そして、内部管の材料と同じグル
ープの柔軟な材料で一般に作られている保護用外部ライ
ニングを含んでいる。きわめて有利な機械的特性を示す
このタイプの導管は、当該出願人である会社によりすで
に大量に製造、市販されている。

当該会社゛は同様に、上述のコンポーネントの他に、可
とう管の圧壊を防ぎ輸送される物質の攻撃及びガスを含
む物質の輸送に際しての急速な減圧の場合の内破の危険
性に対して内部管を保護することを目的とする内部金属
ケーシングを含む「ラフ・ボア（相中ぐり）」タイプの
導管も製造し市販している。

導管が、単独又は液体と結びつけられた形の気体特に液
体炭化水素又は２指温合物を輸送しなくてはならない場
合、必然的に内部管を横断して拡散する気体の排出を行
なうために、穴か或いは又、内部管の材料のものよりも
高い気体浸透性をもつ材料を選択することにより、外部
ライニングを比較的浸透性のあるものにすることが提案
された。

同様に、外部ライニング内に弱化ゾーン特に溝又は未貫
通孔を作り、過剰圧力の場合の破裂場所を形成し、こう
して気体の放出のための好ましい通路（バースティング
ディスク）を提供するというやり方も知られている。

当該出願会社は、そのフランス特許第８３１６８８３号
（ＦＲ−Ａ−２５３３８５９）において、可とう導管に
、その破裂の危険性をことごとく避けることができるよ
うにする補強用外部構造を備えつけることを提案した。

先行文書によると、保護用ライ。

ニングのまわりには、内部圧に耐えることのできる第２
の芯材アセンブリと保護用外部ライナが備えられている
。

同様に、先行文書によると、導管に備わったアダプタの
中に作られ、内部芯材アセンブリの外部の環状空間と連
絡している１つのくり抜き部を用いて、漏れの流出を行
なうことが規定されている。

〈発明が解決しようとする課題） この方法は導管の製作を著しく複雑なものにし、その費
用をはなはだしく増大させる。その上、この方法は、漏
れの放出を可能にするくり抜き部を作る自由空気にさら
された１部分を有している陸上又は海上輸送用導管又は
立上り管（ライザー）といった、全体的又は部分的に自
由空気内にある導管に制限される。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、外部の補強用構造を必要とすることなく、内
部管を横断する拡散ガスの効果の下での外部ライナーの
変形及び破裂の危険性に対する保証を提供する、特に長
い可とう導管を作ることを提案するものであり、本発明
に従った導管はさらに、完全に水中に沈められることが
でき、例えば海底輸送用導管として用いることが可能で
ある（例えば、フローライン、つまり気体噴射ラインな
ど）。

本発明に基づく可とう導管は、気密性を確保する柔軟な
材料でできた内部管、柔軟な材料でできた外部保護用ラ
イニング、内部管と外部保護用ライニングの間の補強用
芯材を含む少なくとも１つの環状ゾーンならびに慣習的
には内部金属ケーシングを含むタイプのものであり、か
かる環状ゾーンを外部環境と連絡させる少なくとも１つ
の通過用手段がついており、かかる手段には前記環状ゾ
ーン内の定められた差圧にて開閉するよう配置された急
速開閉用弁が備わっていることを特徴とする。差圧とい
うのは、環状ゾーン内を支配する絶対圧力と外部環境の
圧力（静水圧）の差のことである。

本発明に従うと、環状ゾーンには、らせん状に巻き上げ
られた又は編み上げられた金属、繊維／樹脂の複合材料
又はプラスチック材料でできたコードのような単数又は
複数の補強用芯材の層が含まれており、環状ゾーンは場
合によっては、とくに芯材層を構成するコードの潤滑を
行なうことのできるグリース又はその他の流体で部分的
に満たされている。これに対して、本発明は、環状ゾー
ンが全体的にプラスチック材料又はエラストマ材料で満
たされていて芯材コードが中に沈み込んでいるような場
合には適用できない。

実際、本発明は、気体又は気体を含む流体を圧力下で輸
送するために可とう管が用いられる場合、浸透により徐
々にしかもきわめて緩慢に内部管を通過してしまう気体
は、差圧がきわめて低く約数バールさらには数分の１バ
ールであるときさえ、気体に対し比較的不浸透性をもつ
材料を芯材の周りに含んでいない環状ゾーン全体に沿う
て循環できるという、多くの研究が示した事実に基づい
ている。好ましくは、本発明に従うと、環境との連絡は
、保護用ライナーの間の芯材コードを各々含む複数の環
状ゾーンを含む導管についてさえ外部ライニングのすぐ
下にある環状ゾーンを起点として行なわれる。

本発明に基づく環状ゾーンと外部環境の連絡は、特に０
リングを介在させた状態で或いは変形態様としてはのり
づけ、機械的締めつけ又は溶接といったその他の手段に
より、気密な形で弁が上に設置される外部ライナー内の
オリフィスを作るだけで、導管の１セクシヨン上で行な
うことができる。

好ましくは、この連絡は、弁が気密な形で中に設置され
外部ライニングのオリフィスと心合せされている１つの
オリフィスを含み外部ライニングのまわりにとりつけら
れたフランジのレベルで、又は変形態様として外部ライ
ニングの端部にて内部に環状ゾーンが通じている導管に
備わったアダプタのレベルで（なおこのアダプタは、弁
が中に設置されているその外部壁内に１つのオリフィス
を有している）行なわれる。アダプタ内のオリフィスが
ライニングの端部ゾーンの真上にない場合、本発明に従
って、とくにライニングの端部近くで、−股部分の環状
ゾーンとアダプタの外部オリフィスを連絡させる短管を
備えつけることができる。

弁は、外部保護用ライナーの剥離をひきおこすような環
状ゾーン内の差圧の値に比べ例えば２分の１といったよ
うに低い一定の環状ゾーン内差圧にて開くように配置さ
れている。現在用いられている材料及びライナーの厚み
では、開放圧力は一般に約１バールから５バールまでで
ある。一方この弁は、一定の環状ゾーン内差圧に対して
気密な形で閉じるよう配置されている。実際には、芯材
層のコードを損傷する恐れのある導管内への水の侵入を
ことごとく避けるため、その開放差圧に近い差圧で閉じ
ることのできる弁が選ばれる。なお、開放圧力と閉鎖圧
力の間の差は、特に、開放差圧の約５％から３０％であ
ると考えられる。

本発明に基づくと、特に開放圧力を決定する検定用バネ
の備わった吐出し弁又はゲート弁といったさまざまなタ
イプの弁を用いることができる。

弁を、一部分又は全体的に水没させた導管の１セクシヨ
ン上、（例えば海底油田から産出される炭化水素の立上
り管又は海底での炭化水素輸送用導管の場合）にとりつ
けなくてはならない場合、弁は静水圧を受け、特に環状
ゾーン内の圧力がガスの浸透によりまだ増大させられて
いない場合には１００バール以上にもなりうる静水圧に
耐えることができしかもこの静水圧をその出口にて受け
ながら機能することができるような弁を選択するように
しなくてはならない。

〈実施例〉 本発明のその他の利点及び特徴は、添付図面に示されて
いる、−例としての実施態様についての以下の説明を読
めば理解できるものと思われる。

第１図には、端部フランジ（３）で延長されたアダプタ
（２）内にとりつけられた、全体的に１という番号で呼
ばれている本発明に基づく導管が見られる。

導管（１）は、図には詳しく示されていないものの保護
用外部ライナー（４）を有する１つの構造及び、例えば
はめ込まれたストリップ状の内部金属ケーシングと内部
ライナーを含む内部構造、そして内部ライナーと外部被
覆用ライナー（４）の間に、特にらせん状に巻き上げら
れたコードの層の形をした補強用芯材そしてコードを保
護するため環状空間を部分的に満たしているグリースが
中に収納されている環状ゾーンを有している。導管には
又、その他の芯材層及び中間ダクトが含まれていてもよ
い。

アダプタ（２）の内部には外部被覆用ライナー（４）の
端部に環状体積（６）が備わっており、この体積の中に
芯材コードの端部（図示せず）が通じており、かかる体
積（６）は本発明に従って、オリフィス（７ａ）を通し
て７、アダプタ（２）の外部壁内に通じしかも弁（８）
が中にとりつけられている収納部（７）と連絡している
。第１図に示されている実施例においては、外部被覆用
ライナと可とう導管の内部構造（５）の最も外側の層の
間にある環状ゾーンの一般部分の端部（１０）に弁（８
）を結びつける短管（９）が備わっている。

この実施態様において、補強用芯材の層を含む複数の環
状ゾーンを含む導管については、変形態様として、アダ
プタのレベルで短管により、導管の環状ゾーンのうちの
いずれか１つ又は複数のゾーンに対し弁を結びつけるこ
とも考えられる。

さらに、アダプタにより接続されている導管セクション
の場合、アダプタの１つの中に備えられた弁が環状ゾー
ンの膨張を確実にしこうしてアダプタのレベルで導管の
連続するセクションを連絡させることができるようにす
るように、適切な管路で２つのアダプタを連絡させるこ
とができる。

本発明に基づいて使用可能な弁は、例えば、膜の作用下
で弁座に対して動くゲート弁及びこのゲート弁に対し作
用する検定用バネを含むタイプの弁であってよい。

弁が上昇した位置で、膜はその片面において静水圧を受
けもう一方の面において環状ゾーン内を支配する圧力を
受けており、かかる圧力の効果はバネの特性により定め
られる限界値までこのバネにより平衡化され°ζいる。

この限界値より環状ゾーン内の差圧の方が大きくなった
場合、ゲート弁はその弁座との関係において移動させら
れ、従って弁は開放する。

かかる弁は特にｌＯＯバールの静水圧で用いることがで
き、１０４バールという導管の環状ゾーン内の圧力値に
相当する４バールの差圧で開放し、閉鎖位置における完
全な気密性を確保しつつ１０３バールの圧力値で再び閉
じる。

第２図から第３図までの実施態様において、本発明は、
導管（１）のまわりに設置された全体的に（１１）とい
う番号で示されているカラーのレベルで実施されている
。第３図をみるとさらに良くわかるように、図示されて
いる実施態様において、クランプはボルト（１２）によ
り組合わされた２つの半クランプで構成されている。弁
はクランプのくり抜き部（１３）内に設置され、その上
流部において管の外部ライニング（４）内に作られたオ
リフィス（１４）と連絡している。弁（８）は図示され
ている例において、導管の保護用外部ライニングのオリ
フィス（１４）内にその端部ベースにより０リング（１
５）の介在を用いて設置されている。弁の上流はこうし
て、気体のドレンが中で行なわれなくてはならない導管
の環状ゾーンと連絡している。弁（８）が予じめ定めら
れた開放圧力で開放するとき、導管の環状ゾーンはオリ
フィス（１４）、弁（８）の内部そしてクランプ（１１
）の周辺に通じるくり抜き部（１３）内のこの弁の端部
オリフィスを通して、外部と連絡させられる。

この実施態様において用いられる弁は、第１図の実施態
様のものと同じタイプのものであってもよい。

図示されていない一実施態様においては、弁は、管の外
部ライニング内に作られたオリフィス上に直接設置され
ていてもよく、この場合、このライニングは弁を収納す
るのに充分な厚みを有していなくてはならない。この場
合又、０リングがライニング内に作られたオリフィスと
弁の間に備えられる。

本発明に従うと、長い導管全体にわたり単一の弁を置く
こともできるし、又変形態様としては、間隔をおいた場
所に複数の弁を置くこともできる。

成る程度の高低差をつけて配置される導管の場合、導管
の最も高い点の近くに少な（とも１つの弁を設置するの
がよい。

図示されている例には、クランプ又はアダプタ上に１つ
の弁しか示されていないが、同じクランプ又は同じアダ
プタの上に、気体のドレンが中で行なわれるべき単数又
は複数の環状ゾーンと各々その上流側で連絡できるよう
に配置され、円周上に間隔をとって置かれた複数の弁を
配置することもできるということは明らかである。

本発明は、可とう導管におけるガスの過剰圧力の問題の
既存の解決法に比べて、単数又は複数の弁が、導管に対
するいかなる介入も必要とせずかつ外部被覆ライナーの
変形又は破裂を生じる危険性も無しに、連続的な開閉サ
イクルに従って機能できるという利点をもつ。さらに、
当該出願会社が行なった試験は、高い静水圧ででも弁の
開放段階中に水が浸入することはほとんどなく、従って
芯材層は腐食に対し効果的に保護されていることを示し
た。

本発明は、特定の実施態様との関係において説明されて
きたが、当然のことながらこれはこの態様に限定されて
いるものでは全く無く、その範囲及び精神から逸脱する
ことなしに数多くの変更及び修正をこれに加えることも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一の実施態様の概略的部分断面図
である。 第２図は、第２の実施態様の断片的概略図である。 第３図は、第２図のｍ−ｍに沿った断面図である。 ■・・・・・・導管、　　　　　　２・・・・・・アダ
プタ、・・・・・・外部ライニング、　６・・・・・・
環状体積、・・・・・・収納部、　　　　　８・・・・
・・弁、・・・・・・短管、 ０・・・・・・環状ゾーンの一般部分の端部、１・・・
・・・クランプ、 ３．１４・・・・・・オリフィス。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）気密性を確保する柔軟な材料でできた内部管、柔
   軟な材料でできた外部保護用ライニング、内部管と外部
   保護用ライニングの間の補強用芯材を含む少なくとも１
   つの環状ゾーンならびに慣習的には内部金属ケーシング
   を含む可とう導管において、かかる環状ゾーンを外部環
   境と連絡させる通過用手段１６、７、７ａ；９；１３、
   １４）がついており、かかる手段には前記環状ゾーン内
   の定められた差圧にて開閉するよう配置された急速開閉
   用弁（８）が備わっていることを特徴とする、可とう導
   管。
2. （２）前記手段には、特にＯリング（１５）を介在させ
   た状態で、弁（８）が気密な形で中に取りつけられる、
   導管の外部ライナー（４）内のオリフィス（１４）が含
   まれていることを特徴とする、請求項（１）に記載の導
   管。
3. （３）導管の外部ライニング（４）のまわりにとりつけ
   られしかも特にＯリングを介在させた状態で気密な形で
   弁（８）が中にとりつけられる外部ライニングのオリフ
   ィス（１４）と心合せされたオリフィス（１３）を含ん
   でいるような少なくとも１つのクランプ（１１）がつい
   ていることを特徴とする、請求項（１）及び（２）のい
   ずれかに記載の導管。
4. （４）導管の外部ライニング（４）の端部にて、環状ゾ
   ーンが中に通じている環状体積を含むアダプタ（２）が
   少なくとも１つついており、かかるアダプタには、弁（
   ８）が中に設置され環状体積（６）と連絡するその外部
   壁内の収納部（７）がついていることを特徴とする、請
   求項（１）に記載の導管。
5. （５）特に環状ゾーンの一般部分の端部（１０）のレベ
   ルで、このゾーンとアダプタ（２）の外部収納部（７）
   を連絡させる短管（９）が含まれていることを特徴とす
   る、請求項（４）に記載の導管。
6. （６）弁（８）は、約１バールから５バールまでの環状
   ゾーン内差圧にて開放するよう配置されていることを特
   徴とする、請求項（１）乃至（５）のいずれかに記載の
   導管。
7. （７）弁（８）は、その開放差圧に近い環状ゾーン内差
   圧に対して再度閉じるように配置されていることを特徴
   とする、請求項（１）乃至（６）のいずれかに記載の導
   管。
8. （８）弁の開放圧と閉鎖圧の間の差がこの弁の開放差圧
   の約５％から３０％であることを特徴とする、請求項（
   １）乃至（７）のいずれかに記載の導管。