JPS6222036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は流体を可撓性パイプを介して液体中で
搬送するための装置に関するものである。

限定的な意味ではないが、本発明に係る装置は
特に油製品を第１の浮動設備（例えば浮動タン
ク、オイルタンカ用の積おろしターミナル、浮動
プラツトホーム等）又は第１の海面下設備（海底
に係合しているタンク、海底油井の吐出管等）
と、海面に配置することの出来る第２の設備（オ
イルタンカ用の積おろしターミナル等）又は海岸
上の第２の設備（パイプラインターミナル等）と
の間で搬送するために用いるのに適している。

ロ 従来技術 沖合設備が浅い水深内に配置された場合には、
水底に係合する剛体支持部材を介して水底の付近
に保持されるパイプか水底に敷設される剛体パイ
プが使用されることが多い。

海の深さが増大するにつれて水底へパイプを敷
設することはこのような装置に対する通常の安全
条件下ではますます困難になつてきている。更に
は以下の点が注目される。

(イ) 必らずしも良くわかつていない海底の凸凹さ
のためにパイプ敷設の困難が増大し、このこと
は深度の変化が大きく、急激に発生するほど顕
著になる。何故ならばこのような深度の変化は
パイプ内にこれを破損させ得るほどの応力を誘
起させるからである。

(ロ) 極めて深い海溝の存在は場合によつてパイプ
敷設作業を不可能とする。

(ロ) パイプの肉厚は該パイプが到達する最大深度
における静水圧力に耐えるものでなければなら
ないから、パイプの剛性を増す必要が生じ、パ
イプ敷設の困難が増大する。

これらの不都合を解消するために所々係留され
た浮動パイプ又は、乃至は係留された浮子要素に
よつて支持された負の浮力を備えたパイプを用い
ることによつて搬送パイプを所定の浸漬深さに保
持することが既に提案されている。

例えば海流による変動外力が全パイプの外形を
過度に修整し、その結果パイプの破損につながる
ような高変動応力がこのパイプ内において局部的
に誘起されるのを防止するために、従来技術にお
いては各浮子に対して例えば複数個の係留装置を
有し、実際の作業に時間がかかり困難をともなう
複雑かつ高価な係留装置が用いられてきた。

ハ 発明の目的 本発明の目的は用途によつてきまるある深度に
侵漬され、前述のような不具合を生じないパイプ
を有する流体搬送装置を提供することである。

ニ 発明の構成 第一の発明による流体搬送装置は、 継手装置により相互接続されているパイプセク
シヨンから形成された可撓性パイプを有し、 使用時、該パイプは係留装置により沈下状態に
保持されている複数個の浮子要素により浸漬さ
れ、かつ支持されており、 前記継手装置の少なくとも幾つかは、前記浮子
要素に接続されており、該継手装置が前記浮子要
素に接続された支持部材と、該支持部材に固定さ
れた二つのコネクタにして、それぞれの一端にお
いて接続パイプを介して相互接続され、他端にお
いて別々の前記パイプセクシヨンに接続された二
つのコネクタと、該コネクタの前記他端に接続さ
れ前記パイプセクシヨンを包囲したスリーブ部材
とを有しており、 前記スリーブ部材は外向きに末広がりしている
所定の内側輪郭を有しており、該輪郭は任意の点
において前記可撓性パイプセクシヨンが損傷を受
けることなく耐え得る最小の曲率半径に少なくと
も等しい曲率半径を有している。

第二の発明による流体搬送装置は、 継手装置により相互接続されているパイプセク
シヨンから形成された可撓性パイプを有し、 使用時、該パイプは係留装置により沈下状態に
保持されている複数個の浮子要素により浸漬さ
れ、かつ支持されており、 前記継手装置の少なくとも幾つかは、前記浮子
要素に接続されており、該継手装置が前記浮子要
素に接続された支持部材と、該支持部材に固定さ
れた二つのコネクタにして、それぞれの一端にお
いて接続パイプを介して相互接続され、他端にお
いて別々の前記パイプセクシヨンに接続された二
つのコネクタと、該コネクタから延在し、前記パ
イプセクシヨンを取り囲み、これを弾性的に支持
する弾性支持部材とを有している。

第三の発明による流体搬送装置は、 継手装置により相互接続されているパイプセク
シヨンから形成された可撓性パイプを有し、 使用時、該パイプは係留装置により沈下状態に
保持されている複数個の浮子要素により浸漬さ
れ、かつ支持されており、 前記継手装置の少なくとも幾つかは、前記浮子
要素に接続されており、該継手装置が前記浮子要
素に接続された支持部材と、該支持部材に回動自
在に取り付けられた二つのコネクタにして、それ
ぞれの一端において接続パイプを介して相互接続
され、他端において別々の前記パイプセクシヨン
に接続された二つのコネクタとを有している。

ホ 実施例 以下付図を参照して本発明の実施例を例示の意
味で説明する。

第１図は深度の深い海底油田から生ずる油を２
つの海上設備間において搬送するのに用いられる
本発明の一つの実施例を示している図である。

符号１は海底に静止している油吐出管を示して
おり、該管はパイプ２の如き流送管を介して（図
示せぬ）別の海底油井ヘツドに接続されている。

垂直方向のパイプ即ちライザ３は吐出管１を図
示されていない係留装置により定置されている浮
動設備４へと接続している。

ライザ３は剛体パイプとすることが出来る。別
法として、該ライザはその内側及び外側間の圧力
差及びそれに加えられる引張り応力に耐え得るよ
うにされた強化鎧装具類及び耐油性可撓性管状要
素とを有する型式の可撓性パイプとすることが出
来る。

浮動設備４はこれに作用する交番的垂直方向運
動の作用に対抗してライザ３を保護するための装
置を有することが出来る。このような装置は本発
明の一部を構成するものではないからここでは更
に説明はしない。

第１図の実施例において、浮動設備４には吐出
管１から流出する原油を処理するための装置、例
えば脱ガス装置（図示せず）、が装備されてい
る。

この脱ガス処理の後、油は図示せぬ係留ケーブ
ルにより設備４からある距離離れた位置に係留さ
れている浮動タンク５の如き第２海上設備内に貯
蔵される。

設備４と５の間における液体の搬送は本発明に
係る装置においては適当な手段により海中に浸漬
されている可撓性パイプ６により行なわれてい
る。ここに前記可撓性パイプ６の各端部は浮動設
備４及び５の１つに接続されている。

本発明によれば、可撓性パイプ６は継手部材７
によつて相互に接続された別個のセクシヨン６
ａ，ｂ，６ｃ…を有しており、該部材７は可撓性
パイプ６の水中における見掛けの重量よりも大き
な全体浮力を備えた浮子要素８によつて支持され
ている。

各浮子要素８は例えば海底における係留点即ち
係留物体の如き静止要素９に接続された係留ケー
ブル８ａに取付けられている。これらの係留ケー
ブル８ａの長さは可撓性パイプ６を所望の浸漬深
さに維持するのに要する値に調節されている。

この浸漬深さは海上航行に支障をもたらさない
ように、又波浪の影響を無くするか乃至少なくと
も許容出来る範囲に減少出来るように選ばれる。
もちろんこの浸漬深さはパイプの設置場所に応じ
て選択されるべきものであり、例えばこのパイプ
が海流の作用にさらされないように選ばれるもの
である。更には、この浸漬深さは例えば異なる２
つのパイプセクシヨンに対しては、例えば海面下
潮流等の作用に対してパイプを保護する意味で、
異なつたものになる可能性がある。

浮子要素８の海面高さに対する浸漬深さは一般
的には少なくとも50ｍを必要とし、好ましくは50
〜50ｍである。

かくて当業界に精通する者にとつては次の利点
が明白であろう。

(イ) このようなパイプの敷設がより簡単になると
ともに、任意の浮動支持構造物からの敷設も可
能となる。

(ロ) パイプ６がその全長にわたつて受ける静水圧
は実質的に海底に敷設されたパイプの場合より
も小さくなる。

(ハ) 第１図からもわかるように敷設パイプは図中
符号１０で図式的に示される極めて深い海溝
（深さＨ）が存在している領域においてさえ海
底の輪郭によつては影響を受けない。

(ニ) 監視及び保守の作業をダイバーの直接作業に
よつて行なうことが出来る。

(ホ) パイプ６即ち２つの浮子８の間に位置するパ
イプセクシヨンを保守乃至修理のために海面に
上昇させることが可能である。

第１図には第２のパイプ６′が図示されてお
り、このパイプはやはり浮動海上設備を構成して
いる浮動フレア（火炎塔）１１にガスを搬送して
いる。

第２図は２つの引き続く可撓性パイプセクシヨ
ン６ｍ及び６ｎを接続する装置の第１の実施例を
更に詳細に示しており、これらの装置は浮子要素
８によつて支持されている。

浮子要素８は定まつた体積のチヤンバ１２を有
しており、このチヤンバは浮子要素の浸漬深さｎ
における静水圧力に耐え得るように設計されてい
る。このチヤンバ１２は使用状態においては加圧
ガスで充填し、このチヤンバの内側と外側との間
の圧力差を減少させることが出来る。任意選択的
にチヤンバ１２にはその仕切り小室内において分
離壁を設け、これら小室の少なくとも幾つかが例
えばこれら浮子要素の作動時における該要素８の
浮力の調節を可能ならしめるために可変体積の液
体を任意選択的に含むようにすることが出来る。
液体の導入及び／又は排出用装置を設けることが
出来、該装置が水圧作動のフラツプ弁を備えるよ
うにすることが出来る。このような要素を実現す
ることは当業界に精通するものにとつては容易で
あり、従つて詳細な説明は省略する。

第２図によつて例示されている実施例におい
て、チヤンバ１２は強化フレーム１３によつて取
囲まれている。

浮子要素８の下には接続装置１４を介してセク
シヨン６ｍ及び６ｎの如き２つの引続く可撓性パ
イプセクシヨン用の継手装置７が懸架されてい
る。

この継手装置７は接続部材１４と一体のロツド
乃至チユーブ組立体１５からなるフレーム乃至支
持部材を有している。このフレームはコネクタ１
６及び１７を支持しており、これらのコネクタに
可撓性パイプセクシヨン６ｍ及び６ｎの端部をそ
れぞれ緊定接続させることが出来る。コネクタ１
６及び１７は剛体乃至可撓性パイプとすることが
出来る接続パイプ１８を介して相互接続すること
が出来る。

コネクタ１６及び１７はそのパイプ１８と反対
側において、可撓性パイプに加えられる曲げ応力
に局部的に対抗するか少なくとも該パイプに不具
合な作用が加わらないようにするための装置が設
けられている。

第２図により例示された実施例においてこれら
装置はスリーブ部材１９及び２０から構成されて
いる。

これらのスリーブ部材の配列はその軸線Ｘが垂
直線と角度αを形成するように行なわれている。
この角度αは２つの引続く浮子要素８間の距離、
これら２つの要素を接続している可撓性パイプセ
クシヨンの長さ及びこのパイプセクシヨンの機械
的特性（例えばその剛性）の関数により決定され
ており、スリーブ部材の軸線はこれらスリーブ部
材と同軸をなすコネクタ１６及び１７の付近にお
けるパイプセクシヨン６ｍ及び６ｎの平均的輪郭
に実質的な接線をなしている。

これら大網具の内側輪郭は２つの引続く浮子要
素８の相対位置が変動しても前記コネクタに近接
する可撓性パイプセクシヨンの曲率半径が極端に
減少しないように、又この変動の際該スリーブ部
材の内側壁によつて支持されるように設計されて
いる。このスリーブ部材は任意の地点において可
撓性パイプセクシヨンが損傷を受けることなく耐
え得る最小の曲率半径に少なくとも等しい曲率半
径を備えている。

かくてこれらスリーブ部材の各々の内側壁とス
リーブ部材軸線を通過する垂直平面との交差線に
よつて形成されるスリーブ部材１９又は２０の母
線輪郭１９ａ又は２０ａ（スリーブ部材の使用時
における）は、垂直線と該輪郭に対する接線のな
す角度がコネクタ１６及び１７からの距離が増す
につれて前記αから引続く浮子要素８の相対位置
最大変動量に依存して当業者が選択可能な（α＋
β）に迄連続的に変化するような輪郭となる。同
様にして、母線１９ａ及び２０ａのそれぞれ反対
位置にある母線１９ｂ及び２０ｂの輪郭は垂直線
とこの輪郭に対する接線との間の角度がコネクタ
１６及び１７からの距離の増大にともなつて前述
の値αから実質的にゼロに等しい値迄連続的に変
化するような輪郭となる。

外部の影響（例えば海流の影響）を受けて２つ
の浮子要素８間の距離が実質的に増大した時に
は、これら２つの要素８を接続する可撓性パイプ
セクシヨンは例えばスリーブ部材の上側母線２０
ａの幾らかの部分と係合する。逆に２つの浮子要
素８が互いに近付くように移動した時には可撓性
パイプが変形して２０ｂの如き下側母線の幾らか
の部分に沿つて係合する。

継手装置７を浮子要素８に接続している要素１
４は例えばボルトによる如く剛体接続を行なえる
任意の部材とすることが出来るが、関節接続部材
を用いるのが好ましい。

第３図は前記接続要素の特定の実施例をあらわ
しており、該要素は要素８に固定されたヨーク２
１と、要素７に取付けられたヨーク２２と、互い
に直角をなし、それぞれヨーク２１及び２２に取
付けられた２つの別々のシヤフト２４及び２５の
まわりを回転可能な中間要素２３とを有してい
る。このような組立体はユニバーサルジヨイント
継手を形成している。

係留ケーブル８ａの上側端部は継手要素７の点
２６に蝶着されており、この点は特に前記接続装
置が関節要素から構成されている時に該接続装置
に出来るだけ接近して配置されている。

第４図はコネクタ１６の一つの実施例の断面図
であり、該コネクタは管状要素から形成されてい
る。この管状要素内には可撓性パイプ６ｍの端部
に剛体継手６′ｍを配置することが出来る。コネ
クタはパイプ６ｍの側がスリーブ部材１９により
延長されており、該スリーブ部材は図式的に２７
で示されるねじ又はボルトによつて取付けられて
いる。剛体継手６′ｍとコネクタ１６との接続は
コネクタ１６と剛体継手６′ｍ内に設けられた２
つの共役割溝内に係合している２つのピン２８に
よつて達成されている。パイプ１８は適当な緊定
装置を介して継手６′ｍの端部に取付けられてい
る。例えばパイプ１８及び継手６′ｍにはボルト
３１で組付けられた共役フランジ２９及び３０が
設けられており、シール効果はワツシヤ３２によ
つて得られている。

第５図、第５Ａ図、第６図及び第６Ａ図は本発
明の別の実施例を例示している。

第５図によつて例示された実施例においては、
コネクタ１６及び１７は例えばシヤフト３３を介
して要素７上で関節運動を行なつており、該シヤ
フトは第５Ａ図に示される如く要素７によつて担
持された軸受３３ａと協働している。更には、コ
ネクタ１６及び１７は少なくとも１つのループ部
分を形成している可撓性パイプ部分３４により相
互接続されている。かくて２つの引続く浮子要素
８の相対位置が変動すると、コネクタ１６及び／
又は１７はその軸線のまわりを回転し、パイプ３
４により形成されたループの形状が変化する。か
くてそのループはこれらの変動から生ずる全ての
応力を支持することになり、ループの摩耗の程度
に応じて周期的に変換することが出来る。

第６図によつて例示される実施例においてはコ
ネクタ１６及び１７にはそれらの直近におけるパ
イプセクシヨン６ｍ及び６ｎの可撓性を修整する
ようにされた弾性支持部材３５及び３６が接続さ
れている。これら弾性支持部材はパイプセクシヨ
ンを取り囲み、これを弾性的に支持している。

これらの弾性支持部材は例えばパイプセクシヨ
ンを取囲むらせんばねである。第６Ａ図に示され
る如く弾性支持部材は又一端がコネクタ１６又は
１７と一体になつている複数の弾性直線棒３７と
することが出来、これらの弾性直線棒３７はリン
グ乃至サークリツプ３８を介してパイプセクシヨ
ン６ｍの回りに保持されている。かくて全てのこ
れらの棒はパイプセクシヨン６ｍに加えられる曲
げ応力を吸収することになる。

本発明の範囲から離脱することなく種々の変更
を行なうことが出来る。各パイプセクシヨンの両
端にそれぞれ１つの浮子要素８を備えることが好
ましいが、パイプセクシヨンの幾つかにのみ浮子
要素を装備することも考えられ、この場合には２
つの引続く浮子の間に配置された可撓性パイプ部
分は幾つかのパイプセクシヨンから形成される。

更には水中において負の浮力を有する可撓性パ
イプを用いるのがより実際的ではあるが、場合に
よつては正の浮力を有する可撓性パイプを用いる
ことも可能であり、この場合には該パイプの係留
及び浮子要素の寸法は周知の技術に従つて決定さ
れ、パイプの航行の邪魔にならない十分な深度に
浸漬される。

ヘ 発明の効果 本発明によれば、ある深度に浸漬され、各浮子
に対して１個の係留装置を有し、変動外力によつ
てパイプ破損につながるような高変動応力が局部
的に誘起されることのない、安価な流体搬送装置
が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流体搬送パイプの特定の
非限定的実施例を図式的に例示した図である。第
２図は浮子部材により支持された継手要素を詳細
に示す図、第３図は関節接続要素を示す図、第４
図はコネクタの一つの実施例を示す図、第５図、
第５Ａ図、第６図、第６Ａ図は本発明の別の実施
例を例示する図である。 ６……可撓性パイプ、６ｍ，６ｎ……パイプセ
クシヨン、７……継手装置、８……浮子要素、９
……静止要素、１５……支持部材、１６，１７…
…コネクタ、１８……接続パイプ、１９，２０…
…スリーブ部材、３３……シヤフト、３３ａ……
軸受、３５，３６……弾性支持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 継手装置により相互接続されているパイプセ
   クシヨンから形成された可撓性パイプを有し、 使用時、該パイプは係留装置により沈下状態に
   保持されている複数個の浮子要素により浸漬さ
   れ、かつ支持されており、 前記継手装置の少なくとも幾つかは、前記浮子
   要素に接続されており、該継手装置が前記浮子要
   素に接続された支持部材と、該支持部材に固定さ
   れた二つのコネクタにして、それぞれの一端にお
   いて接続パイプを介して相互接続され、他端にお
   いて別々の前記パイプセクシヨンに接続された二
   つのコネクタと、該コネクタの前記他端に接続さ
   れ前記パイプセクシヨンを包囲したスリーブ部材
   とを有しており、 前記スリーブ部材は外向きに末広がりしている
   所定の内側輪郭を有しており、該輪郭は任意の点
   において前記可撓性パイプセクシヨンが損傷を受
   けることなく耐え得る最小の曲率半径に少なくと
   も等しい曲率半径を有していることを特徴とする
   液体中で流体を搬送するための装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の搬送装置にお
   いて、前記継手装置は関節接続装置を介して前記
   浮子要素に接続されている搬送装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の搬送装置にお
   いて、前記関節接続装置がユニバーサルジヨイン
   ト継手である搬送装置。 ４ 継手装置により相互接続されているパイプセ
   クシヨンから形成された可撓性パイプを有し、 使用時、該パイプは係留装置により沈下状態に
   保持されている複数個の浮子要素により浸漬さ
   れ、かつ支持されており、 前記継手装置の少なくとも幾つかは、前記浮子
   要素に接続されており、該継手装置が前記浮子要
   素に接続された支持部材と、該支持部材に固定さ
   れた二つのコネクタにして、それぞれの一端にお
   いて接続パイプを介して相互接続され、他端にお
   いて別々の前記パイプセクシヨンに接続された二
   つのコネクタと、該コネクタから延在し、前記パ
   イプセクシヨンを取り囲み、これを弾性的に支持
   する弾性支持部材とを有していることを特徴とす
   る液体中で流体を搬送するための装置。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の搬送装置にお
   いて、前記弾性支持部材が前記パイプセクシヨン
   を取囲むらせんばねである搬送装置。 ６ 特許請求の範囲第４項に記載の搬送装置にお
   いて、前記弾性支持部材が、一端が前記コネクタ
   と一体になつており、他端がサークリツプを介し
   て前記パイプセクシヨンの周囲に保持された複数
   の弾性直線棒である搬送装置。 ７ 特許請求の範囲第４項に記載の搬送装置にお
   いて、前記継手装置は関節接続装置を介して前記
   浮子要素に接続されている搬送装置。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の搬送装置にお
   いて、前記関節接続装置がユニバーサルジヨイン
   ト継手である搬送装置。 ９ 継手装置により相互接続されているパイプセ
   クシヨンから形成された可撓性パイプを有し、 使用時、該パイプは係留装置により沈下状態に
   保持されている複数個の浮子要素により浸漬さ
   れ、かつ支持されており、 前記継手装置の少なくとも幾つかは、前記浮子
   要素に接続されており、該継手装置が前記浮子要
   素に接続された支持部材と、該支持部材に回動自
   在に取り付けられた二つのコネクタにして、それ
   ぞれの一端において接続パイプを介して相互接続
   され、他端において別々の前記パイプセクシヨン
   に接続された二つのコネクタとを有していること
   を特徴とする液体中で流体を搬送するための装
   置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の搬送装置に
   おいて、前記接続パイプが前記コネクタ間におい
   て少なくとも１つのループを形成している搬送装
   置。 １１ 特許請求の範囲第９項に記載の搬送装置に
   おいて、前記継手装置は関節接続装置を介して前
   記浮子要素に接続されている搬送装置。 １２ 特許請求の範囲第１０項に記載の搬送装置
   において、前記関節接続装置がユニバーサルジヨ
   イント継手である搬送装置。