JP2001512542A

JP2001512542A - 巻取り可能な複合管

Info

Publication number: JP2001512542A
Application number: JP53692398A
Authority: JP
Inventors: ピーターエイ．クィグレイ; スティーブンシー．ノレット
Original assignee: ファイバースパースプーラブルプロダクツ，インク．
Priority date: 1997-02-24
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 2001-08-21
Also published as: AU6179798A; US6357485B2; NO994045L; WO1998037303A1; GB2338736B; GB9920058D0; US20100212769A1; US8066033B2; CA2282358A1; NO994045D0; US20040031532A1; US6604550B2; US20010025664A1; US20050121094A1; GB2338736A; NO322592B1; US6148866A; US20020157720A1; US6857452B2; US6286558B1

Abstract

(57)【要約】保管の際にリールに巻き取ることができ、石油産業用に用いられる巻取り可能な複合管。本巻取り可能な管は独自の異方性特徴を有するため、破裂及びつぶれ圧力に優れ、引張り強度、圧縮強度、及び負荷支持強度も向上している上、開放した孔形状の状態でリールに巻き取れるよう、充分な曲げ可能性を維持している。本巻取り可能な複合管には内側ライナ、連絡層、ファイバ複合層、圧力緩衝層、及び外側保護層を含めることができる。ファイバ複合層は独自の三軸ブレード構造を有していてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】巻取り可能な複合管発明の背景本発明は大まかには、石油産業で用いるのに適した巻取り可能な管材料に関し、より具体的には、複合材料から構成されると共に高い応力に耐える能力を持つ巻取り可能な管材料に関するものである。数多くの油井作業には通常、巻取り可能な管材料、即ちリール上に巻き取ることの可能な管材料が用いられている。典型的な油井作業には、油井用工具を用いてワイヤ線ケーブルを油穴に垂れ下げさせ、様々な化学物質を油穴に供給することで油井に対する作業を行い、さく岩穴の内側表面に対する作業を行なうといった動作がある。使用される管は、その管をある一つの油井で使用した後に、リールで別の油井位置に運搬できるよう、巻取り可能であることが要される。鋼製のコイル管材料は一般には巻取り可能なものであるが、それはなぜなら、この製品に用いられている鋼が高い延性（即ち弾性変形する能力）を呈するからである。残念ながら、鋼製の管材料を繰返し巻取りかつ使用すると、疲労による損傷が起き、突然その鋼製管材料が破裂及び損傷することがある。鋼製のコイル管材料を操作する危険性、即ち作業員に対する危険性や、損傷した管材料部分を回収するのに必要な停止時間から生じる高い経費からみると、鋼製コイル管材料は油井内にごく僅かな回数往復させただけで廃棄せざるを得ない。さらに鋼製コイル管材料は使用を繰り返すと膨張しやすいことが判明している。管が膨張すると、壁厚が減少し、それに伴ってその鋼製コイル管材料の耐圧能力が減少する。当業において公知の鋼製コイル管材料は典型的には内圧で最大約 5,000psiという制限がある。従って、それより高い圧力及び継続的な曲げがあると、その鋼製管の一体性及び使用寿命が低下することが多い。例えば、現在鋼製コイル管に認められている工業基準は、70ksiから80ksiの範囲の降伏強さを備えたＡ６０６タイプ４改良型ＨＳＬＡ鋼である。ＨＳＬＡ鋼製管材料は、管材料の配備及び回収時に、この材料の弾性状態を維持するのに必要な最小曲げ半径を越えて著しく小さく曲げられることが多い。鋼製コイル管材料を繰返し曲げて弾性変形をさせたり、弾性変形から解放したりを行なっていると、鋼製管本体に回復不能な損傷が生じ、低回数で疲労破裂が起きる。加えて、鋼製コイル管材料を高い内圧及び曲げ負荷にさらすと、等方性である鋼には、加えられた圧力及び曲げ負荷の印加する高い三軸方向の応力が作用する。この高い三軸方向の応力の結果、管の著しい弾性変形と、通常「バルーニング」と呼ばれる管本体の直径成長とが起きる。鋼製コイル管がバルーニングを起こすと、その管の平均壁厚は減少し、厚さが減少した区域でしばしばこの鋼管の破裂が起きる。鋼製コイル管には、さらに、油井に対する作業で用いられる物質の腐食作用や、油井穴の内側表面に位置する物質により管壁が薄くなるという減少がある。様々な物質の腐食作用で薄くなると、その鋼製コイル管材料の圧力及び引張り負荷定格が低下する。従って、油井穴条件下で配備及び巻取りが可能であり、鋼製管材料の持つ限界がなく、また化学薬品に対する耐性の高い非鋼製のコイル管材料を提供することが好ましい。巻取りできると共に流体を輸送するように設計された従来技術の非金属製管状構造は、その大部分がホースと呼ばれる呼ばれないに関係なく、ホースとして製造されている。このようなホースの一例は、米国特許第3,856,052号のフォイト（原語：Feucht）構造という、側壁に長手方向の補強を有することで柔軟性のホースが一平面内で優先的につぶれるようにしたものである。しかしながら、この構造は、加硫ポリエステルコードを積層した伝統的なホースであり、この積層は圧縮負荷又は高い外圧負荷に耐えることはできない。ホースでは、典型的にはゴムなどのエラストマを用いることでファイバを相互に支持しようとしていることが多く、エポキシなどの弾性係数の高いプラスチック製バインダは用いていない。ホースは曲げを行い、かつ内圧に耐えるよう設計されたものであり、通常は外圧又は高い軸方向の圧縮負荷又は引張り負荷にさらされることはない。ホースの両端に対向する力が加わるとき、このホースには引張りが加わっていると言う。ホースのうちのある特定の横断面での引張り応力は、対向する力がこの断面にかけている力の、ホースの横断面面積に対する比であると定義される。この応力は引張り応力と呼ばれ、各部分が他方の部分を引っ張っていることを意味している。対向する力にさらされたホースに関しては、さらに、ひずみという術語は、応力にさらされたホースの寸法又は形状の相対的変化を言うものである。例えば、ホースが対向する力を受けたとき、その本来の長さがＬ０であるホースは、長さＬ１＝Ｌ０＋デルタＬに伸長するが、このときデルタＬはこの対向する力により引き起こされたホース長変化である。こうしてホースの引張りひずみはデルタＬのＬ０に対する比、即ち、長さの増加分の本来の長さに対する比であると定義される。あるひずみを生むのに必要な応力は、その応力が加わる物質の性質に依存する。ひずみに対する応力の比、又は単位ひずみ当りの応力は弾性係数と呼ばれる。弾性係数が大きければ大きいほど、より大きな応力が所定のひずみを生むのに必要となる。ホースに用いられるものなどのエラストマ・タイプの材料では、破壊時の伸びが大変高く（典型的には400パーセントを越える）、応力−ひずみ応答が著しく非線形であるために、ある特定の伸びに対応する係数を規定するのが慣例である。200パーセントの伸びに対応するエラストマ材料の係数は、典型的には300psi から2000psiである。対照的に、複合管に用いられる典型的なプラスチック製マトリックス材料の弾性係数は100,000psiから500,000psi又はそれ以上であり、代表的な破壊時ひずみは２パーセントから１０パーセントである。ゴムとプラスチックの間、ひいてはホースと複合管との間にあるこのように大きな係数及び破壊時ひずみの違いがあることで、ホースは比較的に低い外圧があれば容易に概ね平面な状態につぶれることができるのである。さらにこの大きな違いがあることで、ホースは高い軸方向引張り又は圧縮負荷に耐えることはできず、一方、複合管に用いられるプラスチックマトリックス材料のより高い係数という特徴は、ファイバ中に負荷を移動させ、ひいては高い外圧及び軸方向の引張り及び圧縮に、つぶれることなく耐えるには充分硬質である。高い外圧及び圧縮負荷に耐える複合管を構成する手法には、管が確実に充分な強度を有するよう複雑な複合力学エンジニアリング原理の利用が含まれる。かつて、比較的小さな直径まで曲げることができ、かつ、内圧及び高い引張り及び圧縮負荷を高い外圧要件と組み合わせて支持することもできる本当の意味での複合管を製造することは不可能であると考えられてきた。具体的には、ホースが高い圧縮負荷及び外圧負荷を維持することはない。従って、本発明の目的の一つは、鋼製管材料の構造的限界を持たず、また油井穴条件下で配備及び巻取りすることのできる概ね非鉄の巻取り可能な管を提供するための装置及び方法を提供することである。本発明のもう一つの目的は、油井上で稼働することができると共に、様々な化学物質を油井下方に迅速かつ安価に供給することのできる複合コイル管を提供することである。本発明のさらに別の目的には、破裂を起こしたりコイル管の損傷を招くほどの疲労を起こすことなく、繰返し巻取り及び曲げを行なうことのできるコイル管材料を提供することが含まれる。本発明のその他の目的には、当該の巻取り可能な管内に腐食を起こすことなく腐食性の流体を搬送することのできる巻取り可能な管を提供すること、より軽量のコイル管を提供すること、そして、管の一体性を失うことなくより高い内圧レベル及びより高い外圧レベルに耐えることのできるコイル管を提供することがある。これら及びその他の目的は以下の説明から明白となろう。発明の概要本発明は、上述の目的を、コイル管を形成する際に現在用いられている等方性の金属の性能限界を越える可能性をもたらす複合コイル管を提供することで達成し、それによりコイル管の使用寿命を向上させ、またコイル管の稼働パラメータを拡張しようとするものである。本発明の複合コイル管は、現在の鋼製コイル管材料にある欠点を、とりわけ、優れた破裂及びつぶれ圧力並びに優れた引張り強度、圧縮負荷強度、及び耐負荷能力を提供することのできる独自の異方性特徴を呈する複合層を提供することにより克服する。本発明の複合コイル管は、マトリックス中に埋設されたファイバを有する複合層と、ポリマ材料又は金属から形成された内側ライナとを含む。複合層内のファイバは、内圧及び外圧に抵抗すると共に低い曲げ剛性を提供するよう配向される。この複合コイル管は、等方性の金属の性能限界を越える可能性をもたらすため、管の使用寿命を向上させ、稼働パラメータを拡張するものである。加えて、複合コイル管に用いられるこのファイバ、マトリックス、及びライナは、腐食に対する非浸透性を当該管に持たせることができ、また油井又はガス井又はフローラインの処理に用いられた化学薬品に対する耐性を持たせることができる。内圧の高くなる可塑性変形の曲げサイクルに何度もさらした場合、本発明に基づいて構成された複合コイル管の使用寿命の可能性は、従来の鋼管のそれよりも著しく長い。さらに複合コイル管により、既存の同心円上の油井作業の垂直及び水平範囲を拡げることができる。ある一つの使用例では、当該複合コイル管を小径の管材料による連続した連なりとして油井穴内に配備し特定の油井穴作業を行なう。作業終了時には、この小径の管材料を油井から回収し、大型のリールに巻き取って作業位置間で移動させる。コイル複合管の別の使用例は、鑿井作業、フローラインの穿孔や、油井又はフローラインの修理作業など、到達範囲の長い用途での修理作業である。具体的には、本発明は、内側ライナと、この内側ライナを被包する複合層とを有する複合コイル管を提供するものである。複合層は三軸方向に組んで配向された三つのファイバを含む。三軸方向のブレード構造は、特定の方向に組まれ、かつプラスチック製マトリックス中に埋設された三つ又はそれ以上のファイバから形成される。三軸方向のブレードにおいては、第一の構造ファイバは管の長手軸方向に対してらせん状又は軸方向に延びる。第二のブレード・ファイバは、第一構造ファイバに対して、又は管の長手軸に対して、時計方向にらせん状に配向される。第三のブレード・ファイバは、第一構造ファイバに対して、又は該管の長手軸に対して逆時計方向にらせん状に配向される。加えて、第一構造ファイバは第二又は第三ブレード・ファイバのいずれかあるいは両方のブレード・ファイバに織り合わされる。この三軸ブレード・構造と共に構成された複合コイル管は、独自の異方性質を呈し、優れた破裂圧力特性、つぶれ圧力特性、向上した曲げ特性、引張り負荷及び圧縮負荷を有する。複合層を、少なくとも100,000psiの引張り係数、少なくとも5％の最大引張り伸び、及び少なくとも華氏180度のガラス転移温度を有するマトリックス材料で構成してよい。さらに管の強度の向上は、該管の長手軸に対して３０から７０度の角度にらせん状に配向されたファイバのうちファイバ体積で少なくとも80％を有する層を形成することにより、達成が可能である。本発明のさらなる態様に基づくと、当該複合管は、内部の流体が管材料内部から漏れるのを防ぐ圧力封止部材として働くライナを含む。この内側ライナは、金属又は同時押出形成された複合ポリマから形成することができる。ライナを形成するポリマにはさらに、ホモポリマ又はコポリマを含めることができる。ライナを形成する金属又はポリマ材料は、流体（即ち気体及び液体）に対して不浸透性である。内側ライナにはさらに、腐食物質に対して化学的に耐性の材料を含めてもよい。このライナにより、複合管の長さ方向に流体（即ち液体及び気体）を導く経路が提供される。該ライナには、油井穴内部表面に対する作業のために流体を下方の穴に輸送させても、又は該ライナに、複合管に操作可能に接続された液圧又は気圧機械に流体又は気体を輸送させてもよい。つまり、このライナは液圧又は気圧機械を駆動及び制御する導管として働くものでもよい。複合管は、複合管の長さ方向に流体を導くために、一つのライナ又は複数のライナを有していてもよい。ライナは、コイル複合管の曲げ特性、強度特性、及び圧力特性を高めるような優れた物理的性質を有するように構成することができる。例えば、ライナは、少なくとも２５％の物理的伸び、及び少なくとも華氏２５０度の溶解温度を有していてもよい。さらにライナは、内側ライナと複合層との間の接着強度を高めることにより、複合管の圧力特性を高めることができる。これは、ライナの外表面に溝を配して、この溝が、複合層をライナの外側に結合させるマトリックス材料を保持できるようにすれば、達成が可能である。本発明の別の特徴には、発生した静電気を散逸させることのできるライナの提供が含まれる。カーボン・ブラックの添加剤を有するライナは静電気の発生を防ぐことができる。静電気の発生を防止することにより、このライナは管内を循環する可燃性流体の発火をより確実に防止することができる。ある好適な実施例では、当該複合層を、三軸方向のブレードに織り合わされると共にマトリックス材料内に懸架された三つ又はそれ以上のファイバから形成する。例えば、この複合層は、らせん状に延びる第一ファイバと、時計方向に延びると共にらせん状に配向された第二ファイバと、逆時計方向に延びると共にらせん状に配向された第三ファイバとを含んでいてもよい。この第一、第二及び第三ファイバは、第一ファイバが第二ファイバ又は第三ファイバのいずれか又は両方に織り合わされているように配向される。複合層はさらに、ファイバ又はマトリックスから形成された別のプライを含んでいてもよい。この別のプライ中のファイバは、三軸方向に組まれた、二軸方向に組まれた、織り合わされた及び巻きフィラメントを含め、しかしこれらに限らず、多くの態様に配向されたファイバを有していてもよい。本発明のさらに別の態様は、ライナと複合層との間に介在する別の連絡層を提供するものである。この連絡層により、当該複合コイル管は、複合管の劣化を起こすことなく管の内側及び外側で大きな圧力に耐えることができる。この連絡層は複合層をライナに接着するものである。加えて、連絡層は複合層とライナとの間の移行層として機能するものでもよい。例えば、連絡層の有する弾性係数が、ライナの軸方向弾性係数と、複合層の軸方向弾性係数との間にあり、ライナと複合層との間の弾性係数の移行が滑らかに起きているようにしてもよい。本発明の別の態様には、圧力緩衝層を有する複合コイル管が含まれる。この圧力緩衝層は、流体（即ち気体又は液体）が複合管内を貫通することを妨げるべく、複合層の外側に配置されてもよい。さらに圧力緩衝層は内側ライナの外表面に外圧が直接印加されることを防ぎ、こうして外圧により内側ライナがつぶれることを防ぐ。圧力緩衝層はポリマフィルム（ポリエステルを含む）、熱可塑性材料、熱硬化性フィルム、エラストマ又は金属フィルムなど、不浸透性の材料から形成することができる。この不浸透性材料を複合層の周りにらせん状又は円周上に巻きつけてもよい。加えて、圧力緩衝層には溶着粒子コーティングを含めることができる。圧力緩衝層が、１０％の最小引張り伸び及び750,000psi未満の軸方向弾性係数を有していると、複合コイル管の曲げ及び圧力特性の向上の一助となるには好ましい。本発明のさらなる特徴は、複合層の外側に外側保護層を有する複合管を提供するものである。この外側保護層は外側保護表面及び外側摩耗抵抗表面を提供することができる。さらにこの外側保護層は、衝撃及び摩擦に対する耐性を備えていてもよい。圧力緩衝層及び外側保護層の両方を有するような本発明の態様では、圧力緩衝層は典型的には複合層と外側保護層との間に挟まれることとなる。本発明のさらに別の特徴は、複合管内に埋設されたエネルギ導体である。このエネルギ導体は複合管の長さ方向に延びる。エネルギ導体には、電気的媒体（例えば電気配線など）、光学媒体（例えば光ファイバなど）、液圧媒体（例えば流体不浸透性の管など）、及び気圧媒体（例えば気体不浸透性の管など）が含まれる。エネルギ導体は、巻取り可能な複合管のライナ内に埋設しても、又は複合層内に埋設してもよい。通常、エネルギ導体のひずみ能力は低いため、曲げなどにより加えられる大きな変形で簡単に損傷することがある。従ってこれらのエネルギ導体は管の長手軸に対してらせん方向に配向される。この配向により、管が曲げられたときのエネルギ導体のひずみが小さくなる。これに代わる本発明の一態様では、エネルギ導体を管の長さ方向に沿って軸方向に配置することができる。管の長さ方向に渡って直径方向で対向する二つの軸方向に整列させたエネルギ導体とすれば、曲げモーメントを複合管の長さ方向にすることができ、こうして導体が中立曲げ軸に位置するために導体にかかる曲げひずみを小さくすることができる。上述した本発明の一つ又はそれ以上の態様及び特徴を含む、本発明の多様な実施例が存在する。ある一つの実施例では、巻取り可能な複合管は内側ライナ及び外側複合層を含む。すべての実施例において、当該管の設計には、内側ライナと複合層との間に挟まれた連絡層を含めても、又は除外してもよい。連絡層により、ライナと複合層との間の接着強度が増す。その他の実施例は、ライナ、複合層、及び圧力緩衝体を含む複合管を提供するものである。さらなる実施例には、ライナ、複合層、圧力緩衝体、及び外側保護層が含まれる。別の実施例には、複合管には、ライナ、複合層、及び圧力緩衝体のみを含めてもよいかも知れない。本発明は、さらに、ライナ、内側複合層、圧力緩衝体、及びこの圧力緩衝体を取り巻く外側複合層を有する巻取り可能な管をも考察するものである。図面の簡単な説明図面を参照されればより完璧に本発明を理解されるであろうが、同図面において、図１は、ライナ及び複合層を含む、本発明に基づいて構成された複合コイル管を部分的に分解した側面図である。図２は、三軸方向に組まれたファイバ成分を有すると共に、図１に示した複合管の複合層を構成するのに適した、本発明に基づいて構成された複合層を平らに延ばした側面図である。図３は、複数の複合層に取り囲まれた内側ライナを有する複合コイル管の横断面図である。図４は、ライナ、連絡層、及び複合層を有する、本発明に基づいて構成された複合コイル管を一部分解した側面図である。図５は、ライナ、連絡層、複合層及び圧力緩衝体を有する、本発明に基づいて構成された複合コイル管を一部分解した側面図である。図６は、ライナ、連絡層、複合層、圧力緩衝体、及び外側保護層を含む、本発明に基づいて構成された複合コイル管を一部分解した側面図である。図７は、ライナ、複合層、及び圧力緩衝体を含む、本発明に基づいて構成された複合コイル管を一部分解した側面図である。図８は、ライナ、内側複合層、圧力緩衝体、及び外側複合層を含む、本発明に基づいて構成された複合コイル管を一部分解した側面図である。図９は、エネルギ導体を含む、本発明に基づいて構成された複合コイル管を一部分解した側面図である。図１０Ａは、ライナ内に埋設された軸方向に延びるエネルギ導体を有する図９の複合管の横断面図である。図１０Ｂは、複合層内に埋設された軸方向に延びるエネルギ導体を有する図９の複合管の横断面図である。図１０Ｃは、ライナと複合層との間に埋設された軸方向に延びるエネルギ導体を有する図９の複合管の横断面図である。図１１は、ライナ及びエネルギ導体を被包する複合層を有する図９の複合管の横断面図である。図１２は、コイル管材料を油井穴に投入したり脱出させたりする際に起きる曲げ事象を描いた図である。図示の実施例の詳細な説明複合ファイバ（グラファイト、ケブラ、ファイバーガラス、ホウ素、等々）には、高い強度、高い剛性、軽量、などを含め、数多くの利点があるが、複合ファイバの応力ひずみ応答は破裂に対して線形であり、従って延性ではない。よって複合コイル管材料は別の態様で、即ち、これらの要件を、弾性に近い応答、又はマトリックスの大きな変形で満たす構造を提供することにより、ひずみの限界に対処しなければならない。またこのような複合材の構成は、曲げ応力及び内圧並びに外圧に対する高い耐性を有していなければならない。さらに、高い軸方向剛性、高い引張り強度及び圧縮強度を有していなければならず、またせん断応力にも耐性がなければならない。これらの特性のすべてが本発明の複合管部材では結合されており、こうして、充分な大きさのスプールに巻きつけるのに適した半径まで曲げることのできるコイル管材料が提供される。ファイバで補強された複合材、材料の製造及び設計と題された教本中で、ピー．ケー．マリック氏は複合材を以下のように定義している。「ファイバで補強された複合材料は、相互間に個別の界面（境界）を持った状態でマトリックスに埋設された又は接着された、高い強度及び弾性係数を有するファイバから構成される。一般的には、ファイバが基本的な負荷支持部材であり、それを取り巻くマトリックスはそれらを所望の位置及び方向に維持すると共にそれらの間の負荷伝達媒体として作用し、また例えば高温や湿気などを原因とする環境的損傷からそれらを保護するものである。」この定義は本発明で用いられる場合の複合材を定義しており、当該ファイバはカーボン、アラミド、及びガラスを含む様々な入手可能な材料から選択され、また当該マトリックス又は樹脂はエポキシ及びビニルエステルなどの熱硬化性樹脂や、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリエーテルケトンケトン（PEKK）などの熱可塑性樹脂、ナイロン、等々といった様々な入手可能な材料から選択されている。複合構造は、引張り、圧縮、圧力、曲げ、及びねじれを含め、様々な負荷の組合せや単独の負荷を支持することができる。ウェブスターの第９版ニュー・カレッジ・ディクショナリは、ホースを「流体を搬送するための柔軟なチューブ」と定義している。比較すると、ホースは複合管とは明らかに異なる。海底での用途における導管ラインなどのホース製品は、基質プラスチックライナ管状構造上に測地パターン状に巻かれた、アラミド、ダクロン、又はナイロンなどの強度の高いファイバから構成されている。あるいは、ホースはゴムなどの弾性係数の低いバインダと共に強度の高いファイバから構成されることもある。いずれの場合も、ホースは圧力負荷を支持し、また良好な曲げ柔軟性を呈するよう設計されてはいるが、ホースの持つ圧縮、引張り及びねじれ負荷又は外圧を支持する能力は大変限られている。本発明に説かれた複合管は高い内圧を支持できるだけでなく、高い圧縮、引張り及びねじれ負荷を単独又は組み合わされた状態で支持することができる。管材料が高圧の貯留槽に押し込まれるようなコイル管材料などの用途に管材料を用いなければならない場合や、油井穴内、特に極度に曲がりくねった又は水平の油井での動きによる摩擦を克服しなければならないような場合には、このような能力は必須である。加えて、管は油井穴内で20,000フィート以上にも渡って懸架されるために自身の重みも支持する必要があり、また工具を引き上げるために高い牽引能力を有していたり、又は管の周囲にもたれかかった砂や循環する固体による打撃を克服することができなければならない。深い油井内でのコイル管材料の場合のこのような負荷は20,000ポンドを越えることがある。別の用途では、管材料はさらに高いねじれ負荷にも耐えることができなければならない。本特許出願で提示された開発が行われるまでは、コイル管材料の巻取りに要されるなどの比較的に小径まで曲げることができると同時に、内圧及びその他の負荷に耐えることのできる複合管を設計及び製造することは不可能であると考えられてきた。複合構造を形成するには、引出し成形、ファイバ・ワインディング、ブレーディング及びモールディングなど、公知の技術がいくつか用いられよう。引出し成形では、樹脂含浸装置にファイバを通過させた後、ダイスを通過させて所望の形状とする。あるいは、樹脂をダイス内に直接注入する場合もある。熱形成及び硬化構造はダイスを用いて提供される。ファイバ・ワインディングでは、複合構造を形成する様々な層はそれぞれ、ファイバ及びポリマ・マトリックスで、マンドレル又は所望の形状を提供するその他の何らかの下部構造を巻く又は包み込むことで形成される。こうして、連続する複合層を下に来た複合層に付着させることができる。三軸方向のブレード構造は、クイグリーの米国特許第5,188,872号及びクイグリーの再発行米国特許第35,081号に開示されたファイバ・ワインディング技術を用いて製造することができる。図１は、内側ライナ１２及び複合層１４から構成された複合コイル管１０を示す。この複合コイル管は概ね軸１７方向に延びた部材として形成されている。コイル管は、円形、だ円形、矩形、正方形、多角形、等々を含め、様々な管状の横断面形状を有していてよい。図示の管は概ね円形の横断面を有する。ライナ１２は、内部の流体が複合コイル管１０の内部から漏れるのを防ぐ圧力封止部材として働く。ある一つの実施例では、ライナ１２は金属製であるが、別の実施例では、ライナ１２は100,000psiを越える軸方向の弾性係数を有するポリマ材料から形成される。100,000psiを越える弾性係数を有するライナが好ましいが、それはなぜならこのことは、管の圧縮又は破損を起こさない高い軸方向の引張りに耐えることができることを示すからである。加えて、軸方向の弾性係数が 500,000psi未満のライナでは、複合管をリール上に巻き取る又は曲げたときに、ライナが複合層から剥がれずに曲がることができる。金属ライナの場合、ライナを形成する金属には、単独又は組み合わせで、鋼、銅、又はステンレス鋼を含めることができる。ポリマ製ライナの場合、ライナ１２を形成するポリマ材料は熱可塑性材料でも、又は熱硬化性材料でもよい。例えば、ライナをホモポリマ、コポリマ、複合ポリマ、又は同時押出された複合ポリマから形成してもよい。ホモポリマとは、単一のポリマから形成された材料を言い、コポリマとは二つ又はそれ以上のポリマを混ぜ合わせることで形成された材料を言い、そして複合ポリマとは、予め永久的に接着又は溶着させた二つ又はそれ以上の別々のポリマ層から形成された材料を言う。内側ライナを形成するポリマ材料は、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンエチレン、架橋ポリエチレン（「PEX」）、ポリエチレン、及びポリエステルを含め、しかしこれらに限らず、一群の様々なポリマから選択されることが好ましい。代表的な熱可塑性ポリマには、さらに、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリプロピレン、及びアセチルなどの材料がある。ライナ１２には、さらに、ライナの負荷支持強度、及び巻取り可能な複合管１０の全体的な負荷支持強度を高めるためにファイバを含めることができる。複合ファイバの例には、グラファイト、ケブラ、ファイバガラス、ホウ素、及びポリエステルファイバ、並びにアラミドがある。ライナ１２は、複素環式アミン、無機硫黄化合物、及び窒素有機化合物並びにアセチレン有機化合物などの腐食性化学物質に耐性となるよう形成することができる。ポリフッ化ビニリデン（「PVDF」）、テトラフルオロエチレンエチレン（「ETFE」）、及びポリエチレン（「PE」）という三種類のライナ材料が、複合コイル管材料の関係する特定の用途で要求される過酷な化学的暴露という性質に合致することが判明している。ライナにとって特に魅力的な二つの材料は、アトケム（原語：Atochem）社製のRC10-089級のPVDF、及びデュポン社製のテライナ１２の別の実施例では、ライナは、腐食耐性、疲労耐性及び電気抵抗などのライナの特性を高めるよう形成されたコポリマを含む。例えば、ライナが高い電気抵抗を有するよう、又はライナが複合管１０内に発生した静電気を散逸させるよう、ライナ１２をポリマ及び添加剤から形成することができる。具体的には、カーボン・ブラックをポリマ材料に加えれば、１０⁸オーム／センチメートルという桁の抵抗を有するライナ１２を形成することができる。従って、このカーボン・ブラックという添加剤は静電気を放出する能力を持つ、導電性の優れたライナ１２を形成することとなる。この静電気放出能力により、複合コイル管１０内を循環する可燃性の流体の発火を防止することができるので有利である。本発明のさらなる態様では、ライナ１２は少なくとも２５％の物理的伸びを有する。少なくとも２５％の物理的伸びを備えたライナは、それがリール上に巻かれたり、多様な油井穴内に挿入及び取り出されたときにライナにかかる強度の曲げひずみ及び伸展ひずみに耐えることができる。従って、このライナの物理的伸長特性により、複合コイル管１０の全体的寿命が長くなっている。さらに、ライナ１２の溶着温度が少なくとも華氏２５０度であると、複合コイル管材料を形成する製造工程においてライナが変質又は変化することがないので好ましい。これらの特徴を有するライナは典型的には0.02から0.25インチの範囲の放射方向厚さを有する。ライナは、油井穴の内部に作用する化学物質を運ぶ搬送体として作用するものでもよく、またライナはさらに、複合管に操作可能に接続された機械を駆動又は制御する流体を運ぶ導管であってもよい。ライナが液圧式制御ラインとして作用する場合、ライナの直径は1/2インチ未満であるのが一般的である。ライナの直径は、複合管内のライナの数がそうであるように、様々に変更してよい。例えば、別々の流体を当該複合管を通じて搬送する複数の管をライナに含めてもよい。複合層１４を多数のプライから形成してもよいが、このとき各々のプライは、ポリマ、樹脂、又は熱可塑性材料などのマトリックスに配置されたファイバを有する。ファイバは典型的には構造ファイバ及び柔軟性のヤーン成分を含む。構造ファイバはカーボン、ナイロン、ポリエステル、アラミド、熱可塑性材料、又はガラスのいずれかから形成される。柔軟性のヤーン成分、又はブレード・ファイバは、ナイロン、ポリエステル、アラミド、熱可塑性材料、又はガラスのいずれかから形成される。層１４に含まれるファイバは織られても、組まれても、編まれても、縫われても、円周上に巻かれても、又はらせん状に巻かれてもよい。特に、ファイバを二軸方向又は三軸方向に組んでもよい。複合層１４は引出し成形工程、ブレード工程、又は連続フィラメント・ワインディング工程を通じて形成が可能である。ライナ１２及び複合層１４から形成された管は、少なくとも0.25 パーセントの最大引張りひずみを有すると共にリールに巻き取られたときでも開放孔形状を維持することのできる複合管を形成する。図１に示されたライナ１２には、さらにライナの外表面に溝１５又はチャンネルを含めてもよい。この溝は、複合層１４のファイバが係合するための凹凸表面となることで、ライナ１２と複合層１４との間の接着強度を高める。この溝にマトリックスが充填されると、この溝によりライナ１２と複合層１４との間の接着強度をさらに高めることができる。このマトリックスは接着剤として作用し、複合層をその下にあるライナにぴったり付着させる。好ましくは、溝は長手軸１７に対してライナ上にらせん状に配向されているとよい。図２は、ここでは時計方向にらせん状に配向されたファイバ成分１６と、逆時計方向のらせん状に配向されたファイバ成分１８として示された、複数の同様又は異なるファイバ成分に織り合わされたファイバ成分２０を有する好適な複合層１４を「平らにした」図を示す。図２に示した層１４の形状は、適宜「三軸方向に組まれた」プライと呼ばれる。ファイバ成分１６、１８、２０はマトリックス２２中に懸架されている。らせん状に配向されたファイバはらせん経路に沿って走る。典型的には、らせん状のファイバは、複合管の下に来たマンドレルの周りにらせん状に走るか、又はこれらは複合管の下にある層の周りにらせん状に走る。例えば、らせん状に配向されたファイバは、普通のねじの軸の周りにある溝にたとえることのできる経路に沿って走る。らせん状のファイバは軸方向のベクトルと、配向の角度と、巻き方向とを有するものとして説明することができる。軸方向のベクトルは、らせん状のファイバが、管の周りにらせん状に走る際に管１０の長さ方向に沿った経路をたどることができることを示唆し、管の長さ方向に延びることなく管１０の特定の部分の周りに連続的に巻かれたファイバとは対照的である。らせん状のファイバの配向角度は、そのらせん状のファイバの、規定の軸、例えば長手軸１７、に対する角度を示す。例えば、角度０を有するらせん状のファイバは長手軸に対して平行に延び、管１０を巻かないファイバであるが、９０度の角度を有するファイバは、管の長さ方向に延びずに管１０の周りの円周上に巻かれたファイバである。らせん状のファイバの巻き方向は、管１０の周りの時計方向又は逆時計方向の巻きのいずれかで説明される。熱可塑性材料、ナイロン、又はポリエステルから形成することができる。好ましくは、ファイバ１６及び１８はブレード・ファイバとして作用し、ナイロン、ポリエステル、アラミド、熱可塑性材料、又はガラスのうちのいずれかから形成されるとよい。ファイバ２０は構造ファイバとして作用し、カーボン、ガラス、又はアラミドのうちのいずれかから形成される。ファイバ２０は複合層１４及び巻き取り可能な管１０の軸方向の強度を高めるものである。マトリックス材料２２は一般的には、エポキシなど、高い伸び、高い強度、衝撃耐性のポリマ材料である。その他の代替的なマトリックスにはナイロン-6、ビニルエステル、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレン、ポリプロピレン、及び熱可塑性ウレタンがある。ファイバ２０は長手軸１７に対してらせん状又は概ね軸方向に延びる。らせん状に配向されたファイバ成分１６及び１８は、長手軸方向のファイバ成分２０をマトリックス材料２２に緊締する性質がある上、軸１７方向の曲げ剛性及び軸１７方向のねじれ強度を高める性質がある。らせん状に配向されたファイバ成分１６及び１８はそれら自体の間で相互に織り合わされてもよい。この目的のためには、二つのファイバ成分１６及び１８の隣り合う交差部分は「上」及び「下」が隣り合ったジオメトリを有することとなる。本発明のある好適な態様によれば、複合層には、軸方向に延びるファイバ成分２０、時計方向に延びる第二ファイバ成分１６及び逆時計方向に延びる第三ファイバ成分１８を含む三軸方向のブレードが含まれ、このときファイバ２０はファイバ１６又はファイバ１８のいずれかに織り合わされている。従って、らせん状に配向されたファイバ１６，１８のそれぞれをブレード・ファイバと見なすことができる。本発明のいくつかの態様では、例えばファイバ１６などの単一のブレード・ファイバが、ブレード・ファイバ１６を、それ自体と軸方向に延びるファイバ２０とに織り合わせることにより、一つのプライのファイバ成分を相互に緊締する。ファイバをそれ自体に織り合わせるには、例えば部材の周りにファイバを連続的に巻き付け、各巻き毎にファイバのループをそれ自体で作ると織り合わせられる。本発明の別の態様では、軸方向に延びる構造ファイバ２０が長手軸１７に対して第一角度２８に配向される。典型的には、ファイバ２０は長手軸１７に対して第一角度２８でらせん状に配向される。第一角度２８は該軸に対して５度から２０度の間の様々な角度にすることができる。第一角度２８はさらに軸１７に対して３０度から７０度の間で変更してもよい。しかし、ファイバ２０を軸１７に対して４５度の角度に配向することが好ましい。ブレード・ファイバ１６は構造ファイバ２０に対して第二角度２４の角度に配向され、ブレード・ファイバ１８は構造ファイバ２０に対して第三角度２６の角度に配向される。ブレード・ファイバ１６及び１８の構造ファイバ２０に対する角度は＋／−１０度から＋／−６０度の間で変更可能である。本発明のある一つの態様では、ファイバ１６及び１８はファイバ２０に対して＋／−２０度の角度に配向されている。負荷がかかったとき、特に曲げ／圧力及び引張り並びに圧縮負荷がかかったときに複合管が破損する仕組みの一つは、樹脂中にミクロの亀裂が発生し、ファイバ間に顕微鏡的欠損が生まれることだと考えられている。さらに、ある種のミクロの亀裂の発生は、管の製造及び曲げの際に過酷な負荷が管に加わるために避けることのできないものだと考えられている。しかしながら、これらのミクロの亀裂及び顕微鏡的欠損の影響は、複合コイル管の製造及び使用時にミクロの亀裂及び顕微鏡的欠損の成長及び蓄積を抑えれば遅延させることができる。本出願人は、ナイロン、ポリエステル、ガラス及びアラミドのうちのいずれかの繊維からファイバ１６及び１８を選択すれば顕微鏡的欠損の成長を軽減かつ停止させられることを発見した。このように、特記した材料からファイバ１６及び１８を選択すると、複合コイル管材料１０の損傷耐性及び疲労寿命を向上させることができる。本出願人はさらに、複合コイル管のある選択された層中の特定の繊維材料の総体積が、亀裂の伝播の減少を含め、複合コイル管１０の全体的な物理的特性を左右すると判断した。このことからさらに、複合コイル管全体の中の特定の繊維材料の総体積も、複合コイル管１０の物理的特性を左右するものであることが導かれる。優れた強度及び耐久性を持つという特徴のある複合コイル管は、時計方向に延びる及び逆時計方向に延びるブレード・ファイバ１６及び１８の合計ファイバ体積が、複合層１４内の総ファイバ体積の２０％未満を成すような複合層１４を形成することにより得られる。さらにこの実施例に基づくと、軸方向に延びるファイバ２０のファイバ体積は、複合層１４のファイバ体積の少なくとも８０％を構成していなければならない。好ましくは、第一複合層１４が、管の長手軸１７に対して３０から７０度の角度に配向された概ね連続したファイバをファイバ体積で少なくとも８０％含むとよい。マトリックス２０を複合層１４に加える場合、層１４中のマトリックスの体積は典型的には複合層１４の体積の３５％以上を占めることとなる。従って、複合層１４内のファイバ全体の合計体積は複合層１４の体積の６５％未満を占めることとなる。このように、ファイバ１６及び１８の体積が複合層１４の総体積の１３％未満を占め、ファイバ２０の体積が複合層１４の総体積の少なくとも５２％を占めることが明らかである。複合層１４内のマトリックス２０は、積層中の横方向のせん断ひずみが、コイル複合管１０の一体性を損なうことなく調節可能であるように選択される。ひずみは、一般的には、巻取り可能な複合管をリール上に曲げた結果生じる。これらのひずみが大きな軸方向の応力をファイバに与えることはないが、マトリックス２０には大きな応力を与える。従って、マトリックス２０は、最大引張り伸びが５％以上であるように選択されねばならない。さらに本出願人は、引張り係数が少なくとも100,000psi未満のマトリックスを選択すると、曲げを原因とする過度のひずみを耐えるためのコイル複合管の能力が増すことを示した。本発明のさらなる態様に基づくと、マトリックス２０はさらに、樹脂の特性がコイル複合管１０を用いた高温用途において変化しないよう、少なくとも華氏１８０度のガラス転移温度を有する。引張り係数の定格及び引張り伸びの定格は、一般には、コイル複合管が華氏７０度で製造される際に測定される。これらの特徴を有するマトリックス材料には、エポキシ、ビニルエステル、ポリエステル、ウレタン、フェノール類、ナイロン、ポリロペレン（原語：polyropelene)、及びPEEKなどの熱可塑性材料がある。図３は、内側ライナ１２及び第一複合層１４Ａ、第二複合層１４Ｂ、及び第三複合層１４Ｃを有するコイル複合管１０を示す。複合層の各々は、マトリックス中に埋設されたファイバから形成され、複合層の各々はその下に来た複合層又はライナ１２を連続的に包み込みかつ取り巻いている。複合層１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのうちの少なくとも一つがらせん状に配向されたファイバをマトリックス中に含む。好ましくは複合層１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのうちの少なくとも一つが図２に示されたようなプライを含むとよい。特に、複合層１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのうちの一つが第一のらせん状に延びるファイバ、第二の時計方向に延びるファイバ、及び第三の逆時計方向に延びるファイバを有し、この第一ファイバが第二及び第三ファイバのうちの少なくとも一つと織り合わされている。他方の二つの複合層はマトリックス中に懸架されたファイバを含む。ファイバは軸方向に延びていても、円周上に巻かれていても、又はらせん状に巻かれていても二軸方向に組まれていても、あるいは三軸方向に組まれていてもよい。本発明のある態様に基づくと、複合層の各々のファイバはすべて同じ材料から選択される。本発明の別の態様によれば、複合層の各々のファイバはすべて別々の材料から選択される。例えば、複合層１４Ａに、ポリエステルから形成された時計方向及び逆時計方向のらせん状に配向されたファイバとガラスから形成されたらせん状に延びるファイバとを有する三軸方向に組まれたプライを含めてもよく、複合層１４Ｂに円周上に巻かれたケブラ・ファイバを有するプライを含めてもよく、そして複合層１４Ｃに、ガラスから形成された時計方向及び逆時計方向のらせん状に配向されたファイバと、カーボンから形成されたらせん状に延びるファイバとを有する三軸方向に組まれたプライを含めてもよい。本出願人は、図１の最初の複合層１４に加えてさらに複合層があると、コイル複合管の能力が向上することを発見した。具体的には、この付加的な複合層同士の間の相互作用により、単一の複合層では見られない相乗効果が生じるのである。本出願人は、カーボン・ファイバを有する複合層は、コイル複合管１０の中のひずみが増した場合、ガラス・ファイバ又はアラミド・ファイバを用いた同等のデザインのものに比較して比例的により大きな負荷を支持することを発見した。ケブラ（即ちアラミド）ファイバを用いた複合層は優れた圧力／円形曲げ能力をコイル複合管１０にもたらす。ケブラ・ファイバは、圧縮強度においてはカーボン・ファイバに比較すると弱点があるように思われる。従って、ケブラ及びカーボン・ファイバの両方を取り入れたコイル複合管１０は、カーボン・ファイバのみ又はケブラ・ファイバのみから形成された複合層を有する複合構造では見られない優れた特性を有する複合構造を提供することとなる。従って、本発明の一態様は、三軸方向のブレード構造になったカーボン・ファイバ及びポリエステル・ファイバから形成された複合層１４Ａと、ケブラ・ファイバから形成された第二の複合層１４Ｂとを取り入れたものである。ケブラ・ファイバは従来の二軸ブレード、三軸ブレード、又はらせん状ブレードのいずれに取り入れてもよい。例えば、第二の複合層には、相互に二軸方向に組まれた二つの組のアラミド・ファイバを含めてもよい。カーボン・ファイバで形成された内側の複合層１４Ａと、ケブラ・ファイバで形成された外側の複合層１４Ｂとを有するコイル複合管１０は、二つの方向で強度のバランスの取れたコイル複合管となり、また剥離した下層の局部的座屈及びそれに続く剥離成長を抑えるのに役立つ引き締めの力を有するコイル複合管となるため、コイル複合管１０の疲労耐性を高めることとなる。もちろん、本発明のこの態様には、第三の複合層１４Ｃを第二の複合層１４Ｂの外側に含めてもよい。この第三の複合層１４Ｃには、例えばマトリックスと、長手軸１７に対してらせん状に配向されたファイバとを含めることができる。本発明の別の態様では、図３に示すように、複合層１４Ａは、カーボンから形成された軸方向に延びるファイバと、両方ともポリエステルから形成された時計方向に延びるファイバ及び逆時計方向に延びるファイバとを有する、三軸方向に組まれたプライを含む。加えて、らせん状に延びるファイバ２０がコイル複合管１０の軸に対して４５度の角度に配向されている。この実施例にさらに基づくと、複合層１４Ｂは三軸方向に組まれており、カーボンから形成されてコイル複合管１０の軸１７に対して４５度の角度に配向されたらせん状に延びるファイバを含む。複合層１４Ｂはさらに、ポリエステルから形成された、時計方向に延びる第二ファイバと、逆時計方向に延びる第三ファイバとを含む。第三の複合層１４Ｃは二軸方向に組まれており、らせん状に延びて複合コイル管１０の軸１７に対して５４度の角度に配向されたケブラ・ファイバを含む。図４は、軸１７方向に延び、内側ライナ１２、連絡層５６、及び複合層１４を有した複合コイル管を示す。連絡層５６は内側ライナ１２を取り巻き、ライナ１２と複合層１４との間に挟まれている。連絡層５６により、内側ライナ１２と複合層１４との間の接着が向上している。複合管材料１０においては、ライナ１２が複合層１４に一体に付着していることが重要である。接着したライナが必要であるのは、下穴内の作業におけるいくつかの稼働条件においては、管の外表面が管内部よりも高い圧力にさらされるからである。ライナが複合層１４に接着されていないと、この外圧によりライナが座屈して複合層から分離してしまい、ライナがつぶれかねない。さらに、管の負荷及び曲げの結果複合層１４に顕微鏡的な亀裂が生じることがあるが、この亀裂が外圧にとっての顕微鏡的導管となってしまい、外圧がライナ１２の外表面に直接かかってしまうおそれもある。ここでもやはり、このような外圧によりライナ１２がつぶれてしまいかねない。連絡層５６はライナ１２を複合層１４に接着させることで、高い外圧がかかったときでもライナがつぶれないようにする仕組みとなる。さらに連絡層５６は、複合層１４及びライナ１２に沿った亀裂及び亀裂の伝播を減少させることができる。本発明の一態様によれば、連絡層５６はファイバで補強されたマトリックスを含むが、このファイバ体積は連絡層５６の総体積の４０％未満である。連絡層５６を形成するマトリックス及びファイバは主に、ライナ１２を複合層１４に接着する接着層として機能する。連絡層５６内のファイバは、編物構造又は非編物構造を含め、様々な態様で配向されていてよい。好ましくは、連絡層５６内のファイバはポリエステル・ファイバであるとよい。この構造を有する連絡層は、管１０の外側及び内側との間の差圧が1,000psiを越えるときでさえ、複合層からライナが分離するのを防ぐことができる。連絡層５６内のマトリックスには、充填したポリマ層又は未充填のポリマ層を含めることができる。充填したポリマ層は、ポリマ層の性質を改質する添加剤を有するポリママトリックスを用いたものである。充填されたポリマ層に用いられる添加剤には、微粒子及びファイバが含まれる。例えばカーボン・ブラックの粉末をポリマ層に加えると、連絡層５６の導電性を向上させることができ、又は、チョップド・ガラス・ファイバをポリマ層に加えると、連絡層５６の剛性を向上させることができる。本発明のさらなる実施例によれば、連絡層は、ライナ１２の弾性係数と、複合層１４の弾性係数との間にある軸方向弾性係数を有する。このように、連絡層５６は、ライナ１２と複合層１４の弾性係数の間を移行する弾性係数を有する。連絡層は、移行的な弾性係数を提供することにより、複合コイル管１０の曲げ作用の際にライナ１２が複合層１４から剥がれるのを防ぐ上での一助となる。連絡層５６は、さらに、コイル複合管１０の疲労寿命を向上させる。連絡層５６の構造は、コイル複合管１０の長さ方向に加わったせん断応力を散逸させることによりこれを達成する。せん断を散逸することにより、連絡層は複合層１４に沿った亀裂及び亀裂の伝播を減少させる。図５は、軸１７方向に延びた、内側ライナ１２、連絡層５６、複合層１４、及び圧力緩衝層５８を有する複合コイル管を示す。圧力緩衝層５８は気体又は液体（即ち流体）が複合コイル管１０内を貫通するのを防ぐ。二つの理由から、流体が複合層１４に貫通しないことが重要である。第一に、管１０を通ってライナ１２に貫通した流体はライナ１２をつぶすのに充分なレベルの圧力を発生させる可能性がある。第二に、油井穴３６内に露出した状態のコイル複合管１０を貫通した流体は、コイル複合管１０を大気圧に戻したときに気体を放出することがあるからである。従って、コイル複合管１０はいくつかの条件下では圧力緩衝層５８がなくとも効果的に機能することができる。例えば、複合層１４のミクロの破裂及び欠陥が、複合層１４に流体を貫通させるような大きさまでは成長しない場合、圧力緩衝層は必要ではない。しかしながら、複合層１４を貫通したミクロの破裂及び通路により流体の移動が可能となるような場合は、圧力緩衝層５８を利用することが好ましい。図５に示すように、圧力緩衝層５８は概ね複合層１４の外側に位置している。圧力緩衝層５８は金属、熱可塑性、熱効果性フィルム、又はゴム・シートなどのエラストマから形成することができる。これら様々な材料のすべてが圧力緩衝体として機能することができるが、それはこれらが概ね流体の拡散を防ぐからである。圧力緩衝層の好ましい性質には、流体（即ち気体又は液体）の低浸透性、高い伸び、及び複合層１４への接着性がある。さらに、圧力緩衝層５８が１０％の最大引張り伸び及び750,000psi未満の軸方向弾性係数を有していることが好ましい。引張り伸び及び弾性係数のこれらの数値はコイル複合管１０の製造中に華氏７０度で測定する。圧力緩衝層の浸透性は-10ces per sec-cm²-cm-cmhgに対し 0.4×10未満でなければならない。不浸透性の圧力緩衝層５８は金属又はポリマから形成された不浸透性のフィルムから形成してよい。例えば、容認可能なポリマフィルムには、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、及びポリプロピレン、又はその他の熱可塑性材料から形成されたフィルムが含まれる。層５８の不浸透性のフィルムは、粉末析出工程により同時押出又は成形されたシームレスのポリマ層であってもよい。その代わりに、不浸透性のフィルムを複合層の周りにらせん状に巻いたり、又は円周上に巻いて、上に重なったかつ完全な緩衝体を形成してもよい。つまり、圧力緩衝層を形成するファイバ又は材料は、間隙が全くなく、また圧力緩衝層５８が封止されているような態様で巻かれなくてはならない。本発明のもう一つの態様は、溶着粒子コーティングを有する圧力緩衝層５８を提供するものである。溶着粒子コーティングは、ポリマ材料を大変微細な粉末に粉砕することにより形成される。こうして、この微細粉末を、圧力緩衝層５８を形成するその他の材料か、又はその下の複合層１４上に熱溶着させる。図６は、軸１７方向に延び、内側ライナ１２、連絡層５６、複合層１４、圧力緩衝層５８及び外側保護層６０を有する複合コイル管を示す。連絡層５６により複合層１４の内側ライナ１２に対する接着が向上している。圧力緩衝層５８は、流体が複合コイル管１０内を貫通することを防ぐ。外側保護層６０は、コイル複合管１０に疲労耐性、衝撃耐性、及び接続のためのインターフェース層を提供している。この保護層は圧力層５８を取り巻くように配置されている。外側保護層６０は、摩擦係数の低いコイル複合管にとっての外側表面を形成して物体にコイル複合管の上をすべらせることで、摩擦耐性及び疲労耐性をもたらす。加えて、外側保護層６０はコイル複合管の内側の層を保持するためのシームレス層を提供する。この外側保護層は充填されたポリマ層から形成されても、又は未充填のポリマ層から形成されてもよい。あるいは、外側保護層６０を、ケブラ又はガラスなどのファイバと、マトリックスとから形成してもよい。外側保護層６０のファイバはコイル複合管１０の内側の層の周りにメッシュ又は織りパターンに織られていてもよく、又はファイバを管１０の内側の層の周りに組んでも、又はらせん状に組んでもよい。いずれの場合も、外側保護層のファイバは、シームレス構造を提供すべく、コイル複合管１０の内側の層の周りにらせん状に巻かれる。さらに本出願人によって、粒子を外側保護層に加えると外側保護層６０の疲労耐性が増すことが発見された。用いる粒子には、以下のうちのいずれを単独で又はそれぞれを組み合わせて含めてもよい。即ち、セラミックス、メタリックス、及びアラミド粉末（PD-Tポリマ）を外側保護層６０のマトリックスに加えることが、摩擦を減らし、疲労耐性を高める方法の一つであることが判明している。外側保護層がファイバを含む場合、外側保護層６０に加える粒子は、体積でマトリックスの２０％未満を成すものとする。外側保護層がファイバを含まない場側層６０がファイバを含まない場合には、粒子は典型的には被膜体積で外側疲労耐性層６０の６０％未満を成す。図７は、軸１７方向に延び、ライナ１２、複合層１４、及び圧力緩衝体５８を有する複合コイル管の実施例を示す。図７は図５と同様であるが、例外は連絡層５６がないことである。具体的には、内側ライナ１２は複合層１４の内側に位置し、複合層１４は圧力緩衝体５８の内側に位置する。この図面は、とりわけ、状況から見て連絡層を利用してライナと複合層との間の接着強度を高める必要があるかどうかに応じ、本発明のすべての実施例において連絡層５６を含めても、又は除外してもよいことを示すものである。図８は、軸１７方向に延びた複合コイル管のまた別の実施例を示すが、同複合管はライナ１２、第一複合層１４、圧力緩衝体５８、及び第二複合層１４‘を含む。この実施例では、第一複合層１４は内側のライナを取り囲み、圧力緩衝体は第一複合層１４を取り囲んでいる。さらに第二複合層１４’は圧力緩衝体５８を取り囲んでいる。具体的には、圧力緩衝体は二つの複合層１４及び１４‘の間に挟まれている。複合層１４‘は複合層１４を構成可能であるようないかなる態様で構成してもよいが、層１４及び１４’は同一である必要はない。さらに、複合層１４又は複合層１４‘のいずれかに、図３に示すような複数の複合層を含めてもよい。外側の複合層１４‘は、接続装置に係合させることのできる外表面を提供する上で有用となる。外側の複合層１４‘は、さらに、摩擦耐性及び疲労耐性をもたらすことのできる外側保護層として作用する態様としてもよい。これは、外側複合層１４’を充填された又は未充填のポリマ層から形成することにより達成が可能である。層１４‘はさらに、複合層１４’を形成するファイバを管１０の内側の層の周りにらせん状に巻いたり、又は組むことにより、摩擦及び疲労耐性の向上を達成することができる。さらに、外側の複合層１４‘は、この外側の保護層１４’に粒子を加えることにより、管１０の外側の摩擦を軽減するような態様としてもよい。粒子にはセラミックス、メタリックス、ポリメリックス、シリカ、又はフッ化ポリマを含めることができる。図９は、軸１７方向に延びた複合コイル管を示すが、この複合管にはライナ１２、複合層１４、及び、複合層１４の一部を成すエネルギ導体６２が含まれる。エネルギ導体は、電力、通信又は制御信号をその表面から管を通じて管の末端に取り付けられた機械に送る通路となっている。エネルギ導体６２は液圧媒体でも、気圧媒体でも、電気媒体でも、光学媒体でも、又は情報データ又は電力により調節の可能ないかなる材料又は物質でもよい。例えば、エネルギ導体は、複合管の長さ方向に液圧又は気圧エネルギを伝導させる流体不浸透性の管であってもよい。この液圧又は気圧エネルギは、複合管に操作可能に接続された、例えば水中ポンプなどの機械の作動を制御又は駆動するために用いられるものでもよい。あるいは、エネルギ導体は、複合管に操作可能に接続された機械に制御又は駆動信号を送るための、例えば銅線などの導電性媒体であってもよい。さらにエネルギ導体には、複合管を通じて光学信号を送るための、光ファイバなどの光学媒体が含まれる。複合管には、記載されたエネルギ導体のうちの一つ又はそれ以上を含めてもよい。複合管１０に用いられるエネルギ導体６２の液圧制御ラインの実施例は、金属材料から形成されても、又はポリマ材料から形成されてもよい。金属製の制御ラインの場合、液圧ラインを形成する金属には、単独で又は組み合わせで、鋼、銅、又はステンレス鋼を含めることができる。液圧制御ラインの直径は典型的には２分の１インチ未満である。ポリマ性の液圧ラインの場合、液圧ラインを形成するポリマ材料は熱可塑性材料でも、又は熱硬化性材料でもよい。例えば、液圧ラインは、ホモポリマ、コポリマ、複合ポリマ、又は同時押出複合ポリマから形成することができる。液圧ラインを形成するポリマ材料は、好ましくは、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンエチレン、架橋ポリエチレン（「PEX」）、ポリエチレン、及びポリエステルを含め、しかしこれらに限らず、一群の様々なポリマから選択されるとよい。熱可塑性ポリマのさらなる例には、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテフタラート、ポリアミド、ポリプロピレン、及びアセチルなどの材料が含まれる。液圧ラインには、さらにファイバを含めることで、液圧ラインの負荷支持強度及び巻取り可能な複合管１０の全体的負荷支持強度を高めることができる。複合ファイバの例には、グラファイト、ケブラ、ファイバガラス、ホウ素、及びポリエステルファイバ、並びにアラミドがある。エネルギ導体６２の液圧ラインという実施例は、複素環式アミン、無機硫黄化合物及び窒素有機化合物及びアセチレン有機化合物などの腐食性化学物質に対して耐性であるように形成することができる。ポリフッ化ビニリデン（「PVDF」）、テトラフルオロエチレンエチレン（「ETFE」）、及びポリエチレン（「PE」）という三種類の材料が、複合コイル管材料の関係する特定の用途で要求される過酷な化学的暴露という性質に合致することが判明している。液圧ラインにとって特に魅力的な二つの材料は、アトケム（原語：Atochem）社製のRC10-089級の別の態様では、エネルギ導体６２の液圧ラインという実施例は、腐食耐性、疲労耐性及び電気抵抗などの特性を高めるよう形成されたコポリマを含む。例えば、液圧ラインが高い電気抵抗を有するよう、又は液圧ラインが複合管１０内に発生した静電気を散逸させるよう、液圧ラインをポリマ及び添加剤から形成することができる。具体的には、カーボン・ブラックをポリマ材料に加えれば、１０⁸ オーム／センチメートルという桁の抵抗を有する液圧ラインを形成することができる。エネルギ導体６２は、管１０を形成するライナ、複合層、又は圧力緩衝体のうちのいずれに位置していてもよい。しかしながら、管の外側表面近傍に位置する層ではなく、管の内側表面に最も近い層にエネルギ導体を配置することが好ましい。エネルギ導体を管の外側表面に近い位置に配置すると、腐食表面又は管の外側に位置した物質の影響をより受け易い。さらに、管１０の内部近傍に配置されたエネルギ導体は、管の外側に近い位置に配置されたエネルギ導体に比べて、より小さな曲げひずみが生じることとなる。エネルギ導体は、ファイバを複合層に加えるための当業において公知の方法と同じ方法を用いることで、管１０を形成する層のうちのいずれにも埋設することができる。本発明の多様な態様では、図１０Ａ−１０Ｃに示すように、エネルギ導体はライナ、複合層、又はライナと複合層との間、のいずれにも埋設することができる。別の態様では、図１１に示すように、エネルギ導体及びライナの両方を複合層によって取り囲んでもよい。典型的には、エネルギ導体はマンドレル上に、又はマトリックスを付着させるときにその下にある構造上に巻き付けられる。さらにエネルギ導体は引出し成形工程によりファイバ複合層に加えられてもよい。例えば、エネルギ導体を樹脂含浸装置に通した後にダイスに通過させて所望の形状にしてもよい。導体６２を複合管１０の内側区域に配する上での大きな注意点は、導体６２に加わる曲げひずみが小さくなるようにすることである。これは、導体６２が光ファイバケーブルである場合に特に重要である。さらに、導体６２に加わるまげひずみを小さくしようとするには、エネルギ導体６２を複合管の長手軸１７に対してらせん状に配向することができる。このらせん状の配向を採ることで、管の内側の曲げ部分に位置した導体部分に加わる圧縮ひずみを、管の外側曲げ部分に位置する導体部分に加わる膨張ひずみにより相殺することができる。つまり、導体６２は、実質的に、複合管の曲げ作用の結果生じた対向するひずみを、導体６２の長さ方向に渡って分散することで、導体に回復不能の損傷が生じるのを防ぐことができるのである。図１０Ａは、軸方向に延びるエネルギ導体６２をライナ１２中に埋設させて有した複合管１０の横断面図である。導体６２をライナのみの中に埋設することにより、複合管の外径に導体６２により形成される可能性のあるふくらみがなくなる。具体的には、複合管に導体６２を加えると、この導体上に別の材料層をさらに加えたときに複合管の外径にふくらみ又は起伏が生じる可能性がある。これらのふくらみは、導体６２を、ポリマ材料で形成されたライナ中に埋設することで概ねなくすことができるのである。ポリメリックスから形成された場合、ライナは導体を包み込んで外径を均一に維持する形状で硬化する。導体は、複合管１０の軸に対して平行に延びるように複合管内に配置することができる。導体を管１０の長さ方向に沿って軸方向に配向することで、導体は複合管の軸方向剛性及び引張り強度を高めることとなる。この効果は、複数の導体６２、６２‘を管１０の長さ方向に沿って軸方向に配向することにより向上させることができる。図１０Ａ−１０Ｃにさらに示すように、導体６２、６２‘は直径方向で対向するように配向してよい。複合管１０のこの構成により、導体６２、６２‘が中立曲げ軸に位置したときに慣性モーメントが大きい方と小さい方ができる。この構成により、管１０に対して、ある方向に優先的に曲げが起きる。実際には、複合管１０は慣性モーメントの小さい方に曲がるという優先的な巻き方向ができる。この構成による利点は、複合管１０の内側部分に高い剛性及び高い強度の材料を配置することが、曲げひずみがそれに伴って著しく増加したり、又は巻取りの際に可能である最小湾曲半径が小さくなることなく、可能となることである。加えて、導体６２、６２‘を中立曲げ軸に配置すると、導体に加わる曲げひずみが小さくなり、導体への曲げ損傷が小さくなる。図１０Ｂは、軸方向に延びるエネルギ導体６２を複合層１４内に埋設させて有した複合管１０の横断面図である。エネルギ導体をファイバ複合層内に配置すると、ライナ１２が金属から形成された場合に有理かも知れない。加えて、エネルギ導体を複合層１４内に埋設した状態にして複合管を製造する方が、ライナ１２内に埋設した状態に製造するよりも容易であることが多い。図１０Ｃは、軸方向に延びるエネルギ導体６２をライナ１２と複合層１４との間に埋設させて有した複合管１０の横断面図である。図１１は、エネルギ導体６２及びライナ１２を複合層１４内に被包して有した複合管１０の横断面図である。本発明のこの態様は、図１１に示すように複数のエネルギ導体が必要である場合に特に重要である。複数のエネルギ導体を有する、又は大径のエネルギ導体を有するデザインには、エネルギ導体を配置するには複合管内に大きな間隙が必要である。その結果、エネルギ導体をライナ又は複合層のいずれかの中に直接埋設するのはあまり好ましくなくなる。従って、エネルギ導体及びライナは、両方とも複合層に取り囲まれることとなる。図１１にさらに示すように、複合層を圧力緩衝体５８内及び外側保護層６０内に被包することができる。エネルギ導体とライナとの間に形成される間隙は充填材料６６で充填される。この間隙は、エネルギ導体及びライナが複合層１４内の経路を完全には満たさない場合に生じるものである。充填材料は、例えば熱硬化性又は熱可塑性材料などのポリマ材料から形成することができる。ポリマ材料はコポリマ、ホモポリマ、又は複合ポリマから形成してよい。さらに、充填材料には構造強度を高めるためにファイバを含めることができる。充填材料は、エネルギ導体及びライナを複合層に緊締する。加えて、充填材料によりエネルギ導体及びライナに構造上の支持が提供される。図１１はさらに、エネルギ導体６２を取り囲む絶縁鎧装を示す。この絶縁鎧装は、有害な外部条件からエネルギ導体を絶縁するものである。例えば導電体の場合には、絶縁鎧装６４はエネルギ導体を電気的に絶縁する。さらにこの絶縁鎧装は、外部の流体又は気体の腐食作用から下にある導電体を保護するべく流体不浸透性とすることができる。光学導体の場合には、この絶縁鎧装が不透明な表面を提供するものとすれば、エネルギ導体６２内の光学信号のひずみを防ぐこととなる。本発明の別の態様では、エネルギ導体に、コイル管に操作可能に接続された機械を駆動する複数のエネルギ導体を含めることができる。例えば、複合管１０に、三相電カシステムを用いた機械を電気的に駆動する一次ライン、二次ライン、及び三次ラインを提供する三つの電気エネルギ導体を含めることができる。さらに図示されたように、複合管１０にはさらに、管１０の長さ方向に流体を運ぶ複数のライナを含めてもよい。図１２は、典型的なコイル管材料作業を行なう際にコイル複合管１０に対して行われる曲げサイクルを示す。管材料１０は地上表面より下方に位置する油井穴３６内に挿入され、かつ取り出される。リール４２がこの表面上に提供され、複合コイル管１０はこのリール４２上に保管される。注入アセンブリ３８が油井穴３６上の表面に配置される。注入アセンブリ３８は、典型的には、コイル複合管１０を注入アセンブリ３８を通じて油井穴３６内に案内するために用いられるローラ・ベルト４０を収容する。コイル複合管１０は、典型的には、油井穴３６内に挿入及び取り出されるときに６回の曲げ事象に遭う。第一曲げ事象４４はコイル複合管１０が作業用リール４２から引き出されるときに起きる。コイル複合管１０がアセンブリ３８に到達すると、コイル管は二つの曲げ事象４６及び４８に遭う。曲げ事象５０、５２及び５４は曲げ事象４４、４６、４８の逆であり、コイル複合管１０が油井穴３６から引き抜かれるときに起きる。こうして、管１０の挿入及び引き出しの結果、コイル複合管１０が一回往復する度に合計６回の曲げ事象があることになる。一般的には、当分野で現在用いられている鋼製管材料では、高い内圧を伴った図４に示された曲げ事象を三回反復させると、その鋼製管材料は破損する。対照的に、本出願人による本発明のコイル複合管では、図４に示した曲げ事象を10,000回繰り返すことができる。さらに、以下の請求の範囲は、ここに説明した本発明の包括的及び具体的特徴をすべて、そして言語上の問題からその範疇に入ると考えられる本発明の範囲の記述をすべて網羅しようとしたものであることを理解されたい。以上、本発明を説明したところで、新規であると訴え、特許証による保護を求めるところは：

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年３月３日（１９９９．３．３）【補正内容】請求の範囲１．巻取り可能な複合管（１０）であって、概ね流体不浸透性の内側ライナ（１２）と、前記ライナ（１２）を被包すると共にファイバ及びマトリックス（２２）から形成された第一複合層（１４）であって、らせん状に延びる第一ファイバ(２０) 、時計方向に延びる第二ファイバ(１６)、及び逆時計方向に延びる第三ファイバ (１８)を有し、前記第一ファイバが前記第二ファイバ及び前記第三ファイバの少なくとも一方と織り合わされている、第一複合層（１４）と、前記巻取り可能な複合管内に埋設されると共に前記巻取り可能な複合管の長さ方向に延びる第一エネルギ導体（６２）とを含む、巻取り可能な複合管。２．前記第一エネルギ導体（６２）が、液圧媒体、気圧媒体、電気媒体、及び光学媒体のうちのいずれかから選択される、請求項１に記載の複合管(１０)。３．前記エネルギ導体（６２）が電気媒体であり、前記複合管が前記エネルギ導体を被包する絶縁鎧装（６４）をさらに含む、請求項２に記載の複合管(１０) 。４．前記絶縁鎧装（６４）が概ね流体不浸透性である、請求項３に記載の複合管(１０)。５．前記エネルギ導体（６２）が、前記複合管に操作可能に接続された機械を電気的に駆動する一次ライン、二次ライン、及び三次ラインを有する三相電気媒体を形成する、請求項３に記載の複合管(１０)。６．前記第一エネルギ導体（６２）が前記第一複合層（１４）内に完全に埋設されている、請求項１に記載の複合管(１０)。７．前記第一エネルギ導体（６２）が前記ライナ（１２）内に完全に埋設されている、請求項１に記載の複合管(１０)。８．前記第一エネルギ導体（６２）が前記ライナ（１２）及び前記複合層（１４）の間に埋設されている、請求項１に記載の複合管(１０)。９．前記第一エネルギ導体（６２）が、ポリマ材料、ファイバ複合材料、及び金属のうちのいずれかから選択される材料から形成された液圧媒体である、請求項１に記載の巻取り可能な複合管(１０)。１０．前記液圧媒体を形成する前記ポリマ材料が、熱可塑性材料及び熱硬化性ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項９に記載の複合管(１０)。１１．前記第一エネルギ導体（６２）が、前記複合管の長さ方向にらせん状に延びる、請求項１に記載の複合管(１０)。１２．前記複合管に埋設されると共に、前記複合管の長さ方向に沿って軸方向に延びる第二エネルギ導体（６２‘）であって、前記第一エネルギ導体に直径方向に対向する、第二エネルギ導体(６２‘)、をさらに含む、請求項１に記載の複合管(１０)。１３．前記ライナ（１２）が、少なくとも２５％の物理的伸び及び少なくとも華氏２５０度の溶解温度を有する、請求項１に記載の複合管(１０)。１４．前記ライナ（１２）が、ポリマ材料及び金属のうちのいずれかから選択される材料から形成される、請求項１に記載の巻取り可能な複合管(１０)。１５．前記ポリマ製ライナがファイバを含む、請求項１４に記載の複合管(１０)。１６．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が、熱可塑性材料及び熱硬化性ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項１４に記載の複合管(１０)。１７．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が同時押出成形された複合ポリマである、請求項１４に記載の複合管(１０)。１８．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンエチレン、架橋ポリエチレン、ポリアミド、ポリエチレン、及びポリエステルのうちのいずれかから選択される、請求項１７に記載の複合管 (１０)。１９．前記ライナ（１２）が、テトラフルオロエチレンエチレンをさらに含み、その結果前記ライナが、複素環式アミン、無機硫黄化合物、及び窒素有機化合物及びアセチレン有機化合物のうちのいずれかから選択される腐食物質に対して化学的に耐性である、請求項１４に記載の複合管(１０)。２０．前記複合層が前記ライナ及び前記エネルギ導体を被包する、請求項１に記載の複合管(１０)。２１．前記ライナ（１２）と前記エネルギ導体（６２）との間の間隙に配置された充填材料（６６）をさらに含む、請求項２０に記載の複合管(１０)。２２．前記充填材料（６６）が、前記エネルギ導体（６２）を前記複合層（１４）に固定すると共に、ポリマ及びファイバ複合材のうちのいずれかから選択される、請求項２１に記載の複合管(１０)。２３．前記第一複合層（１４）を形成する前記マトリックスが、少なくとも25 0,OOOpsiの引張り係数と、少なくとも５％の最大引張り伸びと、少なくとも華氏１８０度のガラス転移温度とを有する、請求項１に記載の複合管(１０)。２４．前記第二ファイバ（１６）及び前記第三ファイバ（１８）のそれぞれが、ナイロン、ポリエステル、熱可塑性材料、ガラス、及びアラミドのうちのいずれかから選択される、請求項１に記載の複合管(１０)。２５．前記第一ファイバ（１６）が、アラミド、カーボン、及びガラスのファイバのうちのいずれかから選択される、請求項１に記載の複合管(１０)。２６．前記第一複合層（１４）が、該管の長手軸に対して３０度から７０度の角度に配向された概ね連続したファイバのうち、ファイバ体積で少なくとも８０％を含み、前記概ね連続したファイバが、９万psiを越える軸方向の弾性係数を有する、請求項１に記載の複合管(１０)。２７．前記第二ファイバ（１６）及び前記第三ファイバ（１８）の合計ファイバ体積が、前記第一複合層中の総ファイバ体積の２０％未満を構成するという改良をさらに含む、請求項１に記載の複合管(１０)。２８．前記第一ファイバ（２０）のファイバ体積が、前記第一複合層（１４）のファイバ体積のうちの８０％を越える体積を有するという改良をさらに含む、請求項１に記載の複合管(１０)。２９．前記第一複合層（１４）の外側に第二複合層（１４‘）をさらに含み、前記第二複合層（１４'）が第一組のアラミド・ファイバから形成される、請求項１に記載の複合管(１０)。３０．前記第一複合層（１４）の外側に、流体が前記複合管（１０）を貫通することを防止するための圧力緩衝層（５８）をさらに含む、請求項１に記載の複合管(１０)。３１．前記圧力緩衝層（５８）が少なくとも１０％の最小引張り伸びと、750, 000psi未満の軸方向弾性係数とを有する、請求項３０に記載の複合管(１０)。３２．前記圧力緩衝層（５８）が不浸透性のフィルムである、請求項３０に記載の複合管(１０)。３３．前記圧力緩衝層（５８）が、ポリマ材料による溶着粒子コーティングを含む、請求項３０に記載の複合管(１０)。３４．前記第一複合層（１４）の外側に外側保護層（６０）をさらに含み、前記外側保護層（６０）が、疲労耐性を提供するよう構成されていると共に、前記第一複合層（１４）の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を備えた外表面を有する、請求項１に記載の複合管(１０)。３５．前記外側保護層（６０）が、ファイバと、微粒子を加えたマトリックスとから形成された複合材をさらに含む、請求項３４に記載の複合管(１０)。３６．前記微粒子が、セラミックス、メタリックス、ポリメリックス、シリカ、及びフッ化ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項３５に記載の複合管(１０)。３７．前記ライナ（１２）が、前記複合管内に発生した静電気を散逸させるための添加剤をさらに含む、請求項１に記載の複合管(６０)。３８．前記複合管内に発生した静電気を散逸させるための前記添加剤がカーボン・ブラックである、請求項１に記載の複合管(１０)。３９．巻取り可能な複合管（１０）であって、概ね流体不浸透性の内側ライナ（１２）と、前記ライナを被包すると共に、マトリックス及び第一組のファイバから形成された第一複合層（１４）と、該巻取り可能な複合管内に埋設されると共に、前記巻取り可能な複合管の長さ方向に延びるエネルギ導体（６２）とを含み、前記管が、巻き取られたときに少なくとも0.25％の引張りひずみに耐えることができる、巻取り可能な複合管(１０)。４０．前記第一エネルギ導体（６２）が、液圧媒体、気圧媒体、電気媒体、及び透光性媒体のうちのいずれかから選択される、請求項39に記載の複合管(１０) 。４１．前記エネルギ導体（６２）が電気媒体であり、前記複合管が前記エネルギ導体を被包する絶縁鎧装（）をさらに含む、請求項４０に記載の複合管(１０) 。４２．前記絶縁鎧装（６４）が概ね流体不浸透性である、請求項４１に記載の複合管(１０)。４３．前記エネルギ導体（６２）が、前記複合管に操作可能に接続された機械を電気的に，駆動する一次ライン、二次ライン、及び三次ラインを有する三相電気媒体を形成する、請求項４１に記載の複合管(１０)。４４．前記第一エネルギ導体（６２）が前記第一複合層内に完全に埋設されている、請求項３９に記載の複合管(１０)。４５．前記第一エネルギ導体（６２）が前記ライナ（１２）内に完全に埋設されている、請求項３９に記載の複合管(１０)。４６．前記第一エネルギ導体（６２）が前記ライナ（１２）及び前記複合層（１４）の間に埋設されている、請求項３９に記載の複合管(１０)。４７．前記第一エネルギ導体（６２）が、ポリマ材料、ファイバ複合材料、及び金属のうちのいずれかから選択される材料から形成された液圧媒体である、請求項３９に記載の巻取り可能な複合管(１０)。４８．前記液圧媒体を形成する前記ポリマ材料が、熱可塑性材料及び熱硬化性ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項４７に記載の複合管(１０)。４９．前記第一エネルギ導体（６２）が、前記複合管（１０）の長さ方向にらせん状に延びる、請求項３９に記載の複合管(１０)。５０．前記複合管（１０）に埋設されると共に、前記複合管（１０）の長さ方向に沿って軸方向に延びる第二エネルギ導体（６２‘）であって、前記第一エネルギ導体に直径方向に対向する、第二エネルギ導体(６２')、をさらに含む、請求項３９に記載の複合管(１０)。５１．前記ライナ（１２）が、少なくとも２５％の物理的伸び及び少なくとも華氏２５０度の溶解温度を有する、請求項３９に記載の複合管(１０)。５２．前記ライナ（１２）が、ポリマ材料及び金属のうちのいずれかから選択される材料から形成される、請求項３９に記載の巻取り可能な複合管(１０)。５３．前記ポリマ製ライナがファイバを含む、請求項５２に記載の複合管(１０)。５４．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が、熱可塑性材料及び熱硬化性ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項５２に記載の複合管(１０)。５５．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が同時押出成形された複合ポリマである、請求項５２に記載の複合管(１０)。５６．前記ライナ（１２）を形成する前記ポリマ材料が、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンエチレン、架橋ポリエチレン、ポリアミド、ポリエチレン、及びポリエステルのうちのいずれかから選択される、請求項５５に記載の複合管(１０)。５７．前記ライナ（１２）が、テトラフルオロエチレンエチレンをさらに含み、その結果前記ライナ（１２）が、複素環式アミン、無機硫黄化合物、及び窒素有機化合物及びアセチレン有機化合物のうちのいずれかから選択される腐食物質に対して化学的に耐性である、請求項５２に記載の複合管(１０)。５８．前記複合層（１４）が前記ライナ（１２）及び前記エネルギ導体（６２）を被包する、請求項３９に記載の複合管(１０)。５９．前記ライナ（１２）と前記エネルギ導体（６２）との間の間隙に配置された充填材料（６６）をさらに含む、請求項５８に記載の複合管(１０)。６０．前記充填材料（６６）が、前記エネルギ導体（６２）を前記複合層（１４）に固定すると共に、ポリマ及びファイバ複合材のうちのいずれかから選択される、請求項５９に記載の複合管(１０)。６１．前記第一複合層（１４）を形成する前記マトリックス（２２）が、少なくとも250,000psiの引張り係数と、少なくとも５％の最大引張り伸びと、少なくとも華氏１８０度のガラス転移温度とを有する、請求項３９に記載の複合管(１０)。６２．前記第一組のファイバが、アラミド、カーボン、及びガラスのうちのいずれかから選択される一組の構造ファイバと、ナイロン、ポリエステル、熱可塑性材料、ガラス、及びアラミドのうちのいずれかから選択される一組のブレード・ファイバとをさらに含む、請求項３９に記載の複合管(１０)。６３．前記第一複合層（１４）の外側に第二複合層（１４‘）をさらに含み、前記第二複合層（１４'）が第一組のアラミド・ファイバから形成される、請求項３９に記載の複合管(１０)。６４．前記第一複合層（１４）の外側に、流体が前記複合管を貫通することを防止するための圧力緩衝層（５８）をさらに含む、請求項３９に記載の複合管( １０)。６５．前記第一複合層（１４）の外側に外側保護層（６０）をさらに含み、前記外側保護層（６０）が、疲労耐性を提供するよう構成されていると共に、前記第一複合層の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を備えた外表面を有する、請求項３９に記載の複合管(１０)。６６．前記第一組のファイバが、長手軸に対して３０度から７０度の角度にらせん状に配向されたファイバのうち、ファイバ体積で少なくとも８０％を含む、請求項３９に記載の複合管(１０)。６７．前記第一組のファイバが、長手軸に対して０度より大きく７０度未満の角度にらせん状に配向されたファイバのうち、ファイバ体積で少なくとも８０％を含む、請求項３９に記載の複合管(１０)。６８．長手軸方向に延びた巻取り可能な複合管（１０）であって、概ね流体不浸透性のライナ（１２）と、前記ライナ（１２）を被包すると共に、マトリックス中に埋設されたファイバから形成された複合層（１４）と、該長手軸に対してらせん状に配向されると共に、前記ライナ（１２）又は前記複合層（１４）のうちのいずれかに埋設されたエネルギ導体（６２）とを含む、管(１０)。６９．長手軸方向に延びた巻取り可能な複合管（１０）であって、概ね流体不浸透性のライナ（１２）と、前記ライナ（１２）を被包すると共に、マトリックス中に埋設されたファイバから形成された複合層（１４）と、前記複合層（１４）の外側の、前記複合層内に流体が貫通するのを防止するための圧力緩衝層（５８）と、該長手軸に対してらせん状に配向されると共に、前記圧力緩衝層（５８）内に埋設されたエネルギ導体（６２）とを含む、管(１０)。７０．前記マトリックスが熱可塑性材料から形成される、請求項１、３９、６８、又は６９のうちのいずれかに記載の巻取り可能な複合管(１０)。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ノレットスティーブンシー. アメリカ合衆国 02038 マサチューセッツ州フランクリン、アレクサンドリアドライブ２

Claims

【特許請求の範囲】１．巻取り可能な複合管であって、概ね流体不浸透性の内側ライナと、前記ライナを被包すると共にファイバ及びマトリックスから形成された第一複合層であって、らせん状に延びる第一ファイバ、時計方向に延びる第二ファイバ、及び逆時計方向に延びる第三ファイバを有し、前記第一ファイバが前記第二ファイバ及び前記第三ファイバの少なくとも一方と織り合わされている、第一複合層と、前記巻取り可能な複合管内に埋設されると共に前記巻取り可能な複合管の長さ方向に延びる第一エネルギ導体とを含む、巻取り可能な複合管。２．前記第一エネルギ導体が、液圧媒体、気圧媒体、電気媒体、及び光学媒体のうちのいずれかから選択される、請求項１に記載の複合管。３．前記エネルギ導体が電気媒体であり、前記複合管が前記エネルギ導体を被包する絶縁鎧装をさらに含む、請求項２に記載の複合管。４．前記絶縁鎧装が概ね流体不浸透性である、請求項３に記載の複合管。５．前記エネルギ導体が、前記複合管に操作可能に接続された機械を電気的に駆動する一次ライン、二次ライン、及び三次ラインを有する三相電気媒体を形成する、請求項３に記載の複合管。６．前記第一エネルギ導体が前記第一複合層内に完全に埋設されている、請求項１に記載の複合管。７．前記第一エネルギ導体が前記ライナ内に完全に埋設されている、請求項１に記載の複合管。８．前記第一エネルギ導体が前記ライナ及び前記複合層の間に埋設されている、請求項１に記載の複合管。９．前記第一エネルギ導体が、ポリマ材料、ファイバ複合材料、及び金属のうちのいずれかから選択される材料から形成された液圧媒体である、請求項１に記載の巻取り可能な複合管。１０．前記液圧媒体を形成する前記ポリマ材料が、熱可塑性材料及び熱硬化性ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項９に記載の複合管。１１．前記第一エネルギ導体が、前記複合管の長さ方向にらせん状に延びる、請求項１に記載の複合管。１２．前記複合管に埋設されると共に、前記複合管の長さ方向に沿って軸方向に延びる第二エネルギ導体であって、前記第一エネルギ導体に直径方向に対向する、第二エネルギ導体、をさらに含む、請求項１に記載の複合管。１３．前記ライナが、少なくとも２５％の物理的伸び及び少なくとも華氏２５０度の溶解温度を有する、請求項１に記載の複合管。１４．前記ライナが、ポリマ材料及び金属のうちのいずれかから選択される材料から形成される、請求項１に記載の巻取り可能な複合管。１５．前記ポリマ製ライナがファイバを含む、請求項１４に記載の複合管。１６．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が、熱可塑性材料及び熱硬化性ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項１４に記載の複合管。１７．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が同時押出成形された複合ポリマである、請求項１４に記載の複合管。１８．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンエチレン、架橋ポリエチレン、ポリアミド、ポリエチレン、及びポリエステルのうちのいずれかから選択される、請求項１７に記載の複合管。１９．前記ライナが、テトラフルオロエチレンエチレンをさらに含み、その結果前記ライナが、複素環式アミン、無機硫黄化合物、及び窒素有機化合物及びアセチレン有機化合物のうちのいずれかから選択される腐食物質に対して化学的に耐性である、請求項１４に記載の複合管。２０．前記複合層が前記ライナ及び前記エネルギ導体を被包する、請求項１に記載の複合管。２１．前記ライナと前記エネルギ導体との間の間隙に配置された充填材料をさらに含む、請求項２０に記載の複合管。２２．前記充填材料が、前記エネルギ導体を前記複合層に固定すると共に、ポリマ及びファイバ複合材のうちのいずれかから選択される、請求項２１に記載の複合管。２３．前記第一複合層を形成する前記マトリックスが、少なくとも250,000psi の引張り係数と、少なくとも５％の最大引張り伸びと、少なくとも華氏１８０度のガラス転移温度とを有する、請求項１に記載の複合管。２４．前記第二ファイバ及び前記第三ファイバのそれぞれが、ナイロン、ポリエステル、熱可塑性材料、ガラス、及びアラミドのうちのいずれかから選択される、請求項１に記載の複合管。２５．前記第一ファイバが、アラミド、カーボン、及びガラスのファイバのうちのいずれかから選択される、請求項１に記載の複合管。２６．前記第一複合層が、該管の長手軸に対して３０度から７０度の角度に配向された概ね連続したファイバのうち、ファイバ体積で少なくとも８０％を含み、前記概ね連続したファイバが、９万psiを越える軸方向の弾性係数を有する、請求項１に記載の複合管。２７．前記第二ファイバ及び前記第三ファイバの合計ファイバ体積が、前記第一複合層中の総ファイバ体積の２０％未満を構成するという改良をさらに含む、請求項１に記載の複合管。２８．前記第一ファイバのファイバ体積が、前記第一複合層のファイバ体積のうちの８０％を越える体積を有するという改良をさらに含む、請求項１に記載の複合管。２９．前記第一複合層の外側に第二複合層をさらに含み、前記第二複合層が第一組のアラミド・ファイバから形成される、請求項１に記載の複合管。３０．前記第一複合層の外側に、流体が前記複合管を貫通することを防止するための圧力緩衝層をさらに含む、請求項１に記載の複合管。３１．前記圧力緩衝層が少なくとも１０％の最小引張り伸びと、750,000psi未満の軸方向弾性係数とを有する、請求項３０に記載の複合管。３２．前記圧力緩衝層が不浸透性のフィルムである、請求項３０に記載の複合管。３３．前記圧力緩衝層が、ポリマ材料による溶着粒子コーティングを含む、請求項３０に記載の複合管。３４．前記第一複合層の外側に外側保護層をさらに含み、前記外側保護層が、疲労耐性を提供するよう構成されていると共に、前記第一複合層の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を備えた外表面を有する、請求項１に記載の複合管。３５．前記外側保護層が、ファイバと、微粒子を加えたマトリックスとから形成された複合材をさらに含む、請求項３４に記載の複合管。３６．前記微粒子が、セラミックス、メタリックス、ポリメリックス、シリカ、及びフッ化ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項３５に記載の複合管。３７．前記ライナが、前記複合管内に発生した静電気を散逸させるための添加剤をさらに含む、請求項１に記載の複合管。３８．前記複合管内に発生した静電気を散逸させるための前記添加剤がカーボン・ブラックである、請求項１に記載の複合管。３９．巻取り可能な複合管であって、概ね流体不浸透性の内側ライナと、前記ライナを被包すると共に、マトリックス及び第一組のファイバから形成された第一複合層と、該巻取り可能な複合管内に埋設されると共に、前記巻取り可能な複合管の長さ方向に延びるエネルギ導体とを含み、リール上に巻き取られたときの前記巻取り可能な複合管の最大引張りひずみが少なくとも0.25パーセントである、巻取り可能な複合管。４０．前記第一エネルギ導体が、液圧媒体、気圧媒体、電気媒体、及び透光性媒体のうちのいずれかから選択される、請求項３９に記載の複合管。４１．前記エネルギ導体が電気媒体であり、前記複合管が前記エネルギ導体を被包する絶縁鎧装をさらに含む、請求項４０に記載の複合管。４２．前記絶縁鎧装が概ね流体不浸透性である、請求項４１に記載の複合管。４３．前記エネルギ導体が、前記複合管に操作可能に接続された機械を電気的に駆動する一次ライン、二次ライン、及び三次ラインを有する三相電気媒体を形成する、請求項４１に記載の複合管。４４．前記第一エネルギ導体が前記第一複合層内に完全に埋設されている、請求項３９に記載の複合管。４５．前記第一エネルギ導体が前記ライナ内に完全に埋設されている、請求項３９に記載の複合管。４６．前記第一エネルギ導体が前記ライナ及び前記複合層の間に埋設されている、請求項３９に記載の複合管。４７．前記第一エネルギ導体が、ポリマ材料、ファイバ複合材料、及び金属のうちのいずれかから選択される材料から形成された液圧媒体である、請求項３９に記載の巻取り可能な複合管。４８．前記液圧媒体を形成する前記ポリマ材料が、熱可塑性材料及び熱硬化性ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項４７に記載の複合管。４９．前記第一エネルギ導体が、前記複合管の長さ方向にらせん状に延びる、請求項３９に記載の複合管。５０．前記複合管に埋設されると共に、前記複合管の長さ方向に沿って軸方向に延びる第二エネルギ導体であって、前記第一エネルギ導体に直径方向に対向する、第二エネルギ導体、をさらに含む、請求項３９に記載の複合管。５１．前記ライナが、少なくとも２５％の物理的伸び及び少なくとも華氏２５０度の溶解温度を有する、請求項３９に記載の複合管。５２．前記ライナが、ポリマ材料及び金属のうちのいずれかから選択される材料から形成される、請求項３９に記載の巻取り可能な複合管。５３．前記ポリマ製ライナがファイバを含む、請求項５２に記載の複合管。５４．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が、熱可塑性材料及び熱硬化性ポリマのうちのいずれかから選択される、請求項５２に記載の複合管。５５．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が同時押出成形された複合ポリマである、請求項５２に記載の複合管。５６．前記ライナを形成する前記ポリマ材料が、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンエチレン、架橋ポリエチレン、ポリアミド、ポリエチレン、及びポリエステルのうちのいずれかから選択される、請求項５５に記載の複合管。５７．前記ライナが、テトラフルオロエチレンエチレンをさらに含み、その結果前記ライナが、複素環式アミン、無機硫黄化合物、及び窒素有機化合物及びアセチレン有機化合物のうちのいずれかから選択される腐食物質に対して化学的に耐性である、請求項５２に記載の複合管。５８．前記複合層が前記ライナ及び前記エネルギ導体を被包する、請求項３９に記載の複合管。５９．前記ライナと前記エネルギ導体との間の間隙に配置された充填材料をさらに含む、請求項５８に記載の複合管。６０．前記充填材料が、前記エネルギ導体を前記複合層に固定すると共に、ポリマ及びファイバ複合材のうちのいずれかから選択される、請求項５９に記載の複合管。６１．前記第一複合層を形成する前記マトリックスが、少なくとも250,000psi の引張り係数と、少なくとも５％の最大引張り伸びと、少なくとも華氏１８０度のガラス転移温度とを有する、請求項３９に記載の複合管。６２．前記第一組のファイバが、アラミド、カーボン、及びガラスのうちのいずれかから選択される一組の構造ファイバと、ナイロン、ポリエステル、熱可塑性材料、ガラス、及びアラミドのうちのいずれかから選択される一組のブレード・ファイバとをさらに含む、請求項３９に記載の複合管。６３．前記第一複合層の外側に第二複合層をさらに含み、前記第二複合層が第一組のアラミド・ファイバから形成される、請求項３９に記載の複合管。６４．前記第一複合層の外側に、流体が前記複合管を貫通することを防止するための圧力緩衝層をさらに含む、請求項３９に記載の複合管。６５．前記第一複合層の外側に外側保護層をさらに含み、前記外側保護層が、疲労耐性を提供するよう構成されていると共に、前記第一複合層の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を備えた外表面を有する、請求項３９に記載の複合管。６６．前記第一組のファイバが、長手軸に対して３０度から７０度の角度にらせん状に配向されたファイバのうち、ファイバ体積で少なくとも８０％を含む、請求項３９に記載の複合管。６７．前記第一組のファイバが、長手軸に対して０度より大きく７０度未満の角度にらせん状に配向されたファイバのうち、ファイバ体積で少なくとも８０％を含む、請求項３９に記載の複合管。６８．長手軸方向に延びた巻取り可能な複合管であって、概ね流体不浸透性のライナと、前記ライナを被包すると共に、マトリックス中に埋設されたファイバから形成された複合層と、該長手軸に対してらせん状に配向されると共に、前記ライナ又は前記複合層のうちのいずれかに埋設されたエネルギ導体とを含む、管。６９．長手軸方向に延びた巻取り可能な複合管であって、概ね流体不浸透性のライナと、前記ライナを被包すると共に、マトリックス中に埋設されたファイバから形成された複合層と、前記複合層の外側の、前記複合層内に流体が貫通するのを防止するための圧力緩衝層と、該長手軸に対してらせん状に配向されると共に、前記圧力緩衝層内に埋設されたエネルギ導体とを含む、管。