DE3725307A1 - Flexible pipeline fuer gasfoermige oder fluessige medien, insbesondere zur verbindung einer unterwasserpipeline mit einer plattform - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible Pipeline für gas­ förmige oder flüssige Medien, bei der einzelne Rohrstücke über Verbindungsmittel aneinandergereiht sind, insbesondere zur Ver­ bindung einer Unterwasserpipeline mit einer Plattform.

Aus "Wissenschaft und Technik" Band 38, Heft 8, August 1985, Seiten 347 bis 349 ist eine Pipeline bekannt, bei der syntheti­ sches Gummi das Innenrohr bildet, auf das weitere Schichten aus imprägniertem und elastischem Textilmaterial, dehnbarem Bronze- Stahl-Geflecht und Gummi aufgebracht sind. An den einzelnen Rohrstücken sind starre Flansche angebracht, über welche die Rohrstücke starr miteinander verbunden werden. Die Flexibilität der gesamten Pipeline ergibt sich aus der Elastizität der ein­ zelnen Rohrstücke, was jedoch eine starke Beanspruchung des Rohrmaterials bedeutet. Daraus resultiert eine Beschränkung der Lebensdauer auf drei bis fünf Jahre.

Zum Verbinden der Enden zweier Rohre ist es aus DE-AS 26 35 269 bekannt, Paare von Verbindungsgliedern zu verwenden, wobei das eine Verbindungsglied ein ringsum laufendes, kugelförmig ausge­ bildetes, Teil mit - axial gesehen - einer Vorder- und einer Rückseite aufweist, während das zweite Verbindungsglied ein Ge­ häuse mit einer Innenfläche zur Aufnahme und Anlage des kugel­ förmigen Teiles des ersten Verbindungsgliedes aufweist. Diese bekannten Verbindungsglieder besitzen einen aufwendigen, aus vielen Einzelelementen bestehenden Abdichtungsmechanismus, der bei Reparaturen schwierig zu montieren und zu demontieren ist. Der Abdichtungsmechanismus selbst ist auf der Gehäuseseite an­ gebracht.

Dies gilt auch für die aus DE-PS 35 12 262 und DE-PS 31 51 971 bekannten Ausführungen, die mit zusätzlichen Mechanismen zur Blockierung, d.h. Festsetzen des Kugelgelenkes bei einem be­ stimmten Winkel bzw. Fernbetätigung (Einsatz als fernbetätigtes Kuppelelement) ausgestattet sind und für Einzelanwendungen, z.B. Reparaturen konzipiert sind.

Aus DE-OS 32 13 821 und DE-AS 23 04 919 ist es bekannt, starr aneinandergesetzte Rohrstücke einer Rohrleitung für pumpfähige Medien mit einzelnen starren Schutzmänteln zu umgeben, die ab­ geschottete Ringkammern um die Rohrstücke bilden. Jede abge­ schottete Ringkammer ist mit Drucksensoren versehen. Die einzel­ nen Drucksensoren sind über Meldeleitungen mit zentralen Melde­ einrichtungen verbunden. Diese bekannte Konstruktion zeichnet sich durch einen hohen, störanfälligen Verdrahtungsaufwand aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flexible Pipeline der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Verwendung einfacher Bauteile durch ihre einfache Überwachungsmöglichkeit ein hohes Maß an Betriebssicherheit bei wesentlich längerer Le­ bensdauer gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Pipeline erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen Rohrstücke starr und die Verbindungsmittel nach Art von Kugelgelenken beweglich ausgebildet sind und daß die miteinander verbundenen Rohrstücke von einer gemeinsamen, flexiblen, gasdichten Hülle umgeben sind und daß zumindest am Ende der Hülle sich ein Sensor zum Überwa­ chen eines eventuellen Austritts des geförderten Mediums aus der Pipeline befindet.

Die erfindungsgemäße Pipeline zeichnet sich durch nur wenige mechanische Teile, durch eine besonders einfache Herstellung, sowie durch kurze Montage- und Umrüstzeiten bei wesentlich längerer Lebensdauer aus. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung zeigt sich bei eventuell auftretenden Leckagen: Das Fördermedium wird von der Hülle daran gehindert, in das Umgebungswasser aus­ zutreten, um so eine Wasserverschmutzung oder sonstige Gefähr­ dungen zu verhindern. Durch die gemeinsame Hülle für die gesamte Pipeline kann man mit nur einem Sensor für die Überwachung ausströmenden Förderstoffs auskommen. Dieser kann sich am Ende der Leitung befinden.

Vorzugsweise ist die Pipeline so ausgeführt, daß das Verbin­ dungsmittel eine an das Rohr angesetzte, mit einer Durchgangs­ öffnung versehenen Kugel mit in Nuten angeordneten Dichtringen aufweist, die in eine geteilte Kugelpfanne eingesetzt ist, wo­ bei die Kugelpfanne mit einer halbseitigen Aussparung versehen ist, in die ein die zweite Pfannenhälfte bildender Sicherungs­ ring eingesetzt ist. Dieses Verbindungsmittel zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus.

Als vorteilhaft erweist es sich, das Kugelgelenk von einem ela­ stischen Balg zu umgeben, der mit zwei benachbarten Rohrenden gas- bzw. flüssigkeitsdicht verbunden ist. Vom Gelenk her gese­ hen stellt er einen Schutz gegen Verschmutzung dar. Nach außen hin wirkt der Balg als Barriere für eventuell austretendes För­ dermedium.

Es ist zweckmäßig, wenn der Balg einen Füllstoff enthält. Dieser sorgt für eine Schmierung und für zusätzlichen Korrosionsschutz des Gelenkes. Durch seine dämpfende Eigenschaft wird eine gün­ stige Wirkung auf Schwingbewegungen der Pipeline ausgeübt, wo­ raus eine geringere mechanische Beanspruchung der Gelenke resul­ tiert.

Als besonders günstig erweist es sich, wenn die Hülle eine Flüs­ sigkeit und/oder ein Füllgas enthält. Das bei einer Leckage even­ tuell austretende Fördermedium wird durch sein geringeres spezi­ fisches Gewicht an einen höher gelegenen Punkt der Rohrleitung bzw. der Hülle aufgetrieben und so dem Überwachungssensor zuge­ führt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen im Prinzip beispielshalber näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Pipeline, insbesondere zur Verbin­ dung einer Unterwasserpipeline mit einer Plattform,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Pipeline als waagerechte Verbindung zwischen einer Plattform und einer Pipeline,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Pipeline als Verbindung zwischen ei­ ner Plattform und einem Tanker,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Pipeline­ stück.

Aus der in Fig. 1 gezeigten Darstellung ist der prinzipielle Auf­ bau einer Pipeline ersichtlich: Eine flexible Pipeline 23 ver­ bindet als Steigrohr eine Unterwasserpipeline 16 mit der einer Plattform 19. Die flexible Pipeline 23 setzt sich aus den mit­ tels Kugelgelenken 18 miteinander verbundenen Rohrstücken 6 zu­ sammen die von einer gemeinsamen Hülle 1 umgeben sind. Die flexible Pipeline 23 ist über Kupplungen 17 mit der Pipeline 16 bzw. der Plattform 19 verbunden. Bei einer Bewegung der Platt­ form 19 oder Bewegung der Pipeline 23 selbst durch Wasserströ­ mungen ist eine flexible Mit- oder Ausgleichsbewegung durch den kettenartigen Aufbau der Verbindung gewährleistet. Die umgebende Hülle 1 ist in dieser Steigrohranordnung an ihrem oberen Ende mit dem Sensor 21 versehen. Bei einem eventuellen Austritt des Fördermediums am unteren Ende der Pipeline 23 steigt dieser im Inneren der Hülle 1 zum oberen Ende der Hülle 1, an dem sich der Sensor 21 befindet und der den Austritt des Fördermediums erfaßt.

In Fig. 2 ist eine Anordnung gezeigt, bei der eine Plattform 19 über die erfindungsgemäße Pipeline 23 mit einer in das Wasser mündenden Pipeline 22 verbunden ist. Bei einer solchen Anordnung kann der Einsatz von mehr als einem Sensor 21 a, 21 b vorteilhaft sein, da eine Ansammlung des flüchtenden Förderme­ diums zumindest an zwei Stellen möglich ist. Die Hülle 1 ist in dieser Darstellung an beiden Enden mit einem Sensor 21 versehen.

In Fig. 3 verbindet eine Pipeline 23 eine Plattform 19 mit einem Tanker 20. Die Pipeline 23 ist hier als schwimmende Ausführung ausgelegt. Bei Bewegungen der Plattform 19, des Tankers 20 oder auch des Wassers verhält sich die Pipeline 23 flexibel und paßt sich den Bewegungen an.

Aus Fig. 4 ist der detaillierte Aufbau eines Pipelinestücks er­ sichtlich: Die an dem einen Ende eines Rohres 24 angebrachte, in einer Kugelpfanne 8 angeordnete und mit einer kegelförmigen Durchgangsöffnung 12 versehenen Kugel 10 ist an ihrer Außenseite mit in Nuten laufenden Dichtringen 11 versehen. Die Kugel 10 wird mittels des Sicherungsringes 9, der zusammen mit der Kugel­ pfanne 8 das komplette Kugelpfannengehäuse bildet, beweglich gehalten. Der Sicherungsring 9 wird mittels der Schrauben 13 in der Kugelpfanne 8 festgehalten. Durch dieses Kugelgelenk ist eine axiale Neigung der so miteinander verbundenen Rohre 24 zu­ einander möglich. Die erforderliche Dichtfähigkeit wird durch die eingeschliffene Kugel/Pfanneverbindungsfläche 15 mit den in Nuten laufenden Dichtringen 11 erreicht, die gleichzeitig für einen beweglichen Sitz des Kugelkopfes 10 in der Kugelpfanne 8 sorgt.

Das komplette Gelenk ist von dem Balg 4 umgeben, dessen Innen­ raum mit dem vor Korrosion schützenden oder/und zur Schmierung beitragenden Füllstoff 5 ausgestattet ist. Tritt eine axiale Neigung zweier Rohrstücke 24 a, 24 b gegeneinander ein, so verhält sich der Füllstoff 5 dämpfend auf die Bewegung. Zusätzlich stellt der Balg 4 bei einer eventuellen Undichtigkeit des Ge­ lenks eine Barriere für das ausströmende Fördermedium dar.

Bei einer Leckage der Rohrstücke 24 oder des Kugelgelenks 18 und des Balges 4 tritt der Fördermedium vom Innenraum 7 der Pipeline aus und wird von der mit Flüssigkeit oder Gas 2 ge­ füllten Hülle 1 vor einem Austreten in das Umgebungswasser 3 gehindert. Durch den infolge des geringeren spezifischen Ge­ wichtes des Fördermediums bedingten Auftrieb sammelt sich der flüchtende Anteil an der oberen Seite der Hülle 1 und wird dann zu dem am höchsten gelegenen Teil der Pipeline geführt, an dem sich der Sensor zum Erfassen des Fördermediums befindet.

Claims (5)

1. Flexible Pipeline für gasförmige oder flüssige Medien, bei der einzelne Rohrstücke (6) über Verbindungsmittel (18) anein­ andergereiht sind, insbesondere zur Verbindung einer Unterwas­ serpipeline (16) mit einer Plattform (19), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einzelnen Rohrstücke (6) starr und die Verbindungsmittel (18) nach Art von Kugelgelenken beweglich ausgebildet sind und daß die miteinander verbundenen Rohrstücke (6) von einer gemeinsamen, flexiblen, gasdichten Hülle (1) umgeben sind und daß zumindest am Ende der Hülle (1) sich ein Sensor (21) zum Überwachen eines eventuellen Austritts des geförderten Mediums aus der Pipeline befindet.

2. Pipeline nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verbindungsmittel (18) eine an das Rohr (24) angesetzte, mit einer Durchgangsöffnung (12) verse­ henen Kugel (10) mit in Nuten angeordneten Dichtringen (11) aufweist, die in eine geteilte Kugelpfanne (8, 9) eingesetzt ist, wobei die Kugelpfanne (8) mit einer halbseitigen Aussparung versehen ist, in die ein die zweite Pfannenhälfte bildender Si­ cherungsring (9), eingesetzt ist.

3. Pipeline nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kugelgelenk (18) von einem elasti­ schen Balg (4) umgeben ist, der mit zwei benachbarten Rohrenden gas- bzw. flüssigkeitsdicht verbunden ist.

4. Pipeline nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Balg (4) einen Füllstoff (5) ent­ hält.

5. Pipeline nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülle (1) eine Flüssigkeit (2) und/ oder ein Füllgas (2) enthält.