JP2011141004A - Corrosion preventive structure of flexible pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内管と外部シースとの間の補強層内の腐食性ガスをパイプ軸方向で末端側から基端側に向けて排出するためのフレキシブルパイプの腐食防止構造に関する。 The present invention relates to a structure for preventing corrosion of a flexible pipe for discharging corrosive gas in a reinforcing layer between an inner tube and an outer sheath from the distal side toward the proximal side in the pipe axial direction.
海底油田から石油や天然ガスを揚収する作業において、海上のプラットホーム等から海底のウェルヘッドまでの間に使用するライザー管として、フレキシブルパイプを使用している。そして、これまでは、水深数百m程度の海域での海底油田開発が進められてきたが、近年の海底油田開発の大水深化に伴い2000mを超える海域での油田開発に対応できるフレキシブルパイプが求められるようになっている。このようなフレキシブルパイプとしては、内側から順にインターロック管、内管、内圧補強条、軸力補強条、外部シースが配置されているのが一般的な構造となっている。 A flexible pipe is used as a riser pipe to be used between the offshore platform and the wellhead of the seabed in the operation of extracting oil and natural gas from the seabed oil field. Until now, the development of submarine oil fields in waters with a depth of several hundreds of meters has been promoted, but with the recent deepening of subsea oil field development, flexible pipes that can support oil field development in waters exceeding 2000 m are available. It has come to be required. Such a flexible pipe has a general structure in which an interlock pipe, an inner pipe, an internal pressure reinforcing strip, an axial force reinforcing strip, and an outer sheath are arranged in this order from the inside.
また、近年、フレキシブルパイプの大水深対応に加えて、耐用年数を改善が求められている。揚収する油には二酸化炭素(CO2)や硫化水素(H2O)などの腐食性ガスを含んでおり、大水深の海域から揚収される原油もこれら腐食性ガスを含んでいる。
そして、フレキシブルパイプの最も内側のインターロック管は、カシメ構造で一定の座屈強度はあるものの液密性は無く、管内の油は液密性を有する内管により漏出を防止している。
ところが、内管は、樹脂材から成るため油に含まれた腐食性ガスを完全に遮断することができず、ある値の透過率をもって腐食性ガスを透過することは一般に知られている。内管を透過した腐食性ガスは、外部シースと内管の間の空間、すなわち補強層内に滞留する。この補強層内の腐食性ガスは、内圧補強条或いは軸力補強条の補強条相互に設けられる隙間を通じてパイプ端部側へ流れて大気に排出されることになるが、水深が深くなりフレキシブルパイプの延長が長くなると補強条相互に設けられる隙間を流れる抵抗が大きくなり、海底側に溜まった腐食性ガスの排出が困難となる。また、補強条の隙間には、フレキシブルパイプの組み立て時の潤滑油が残っていれば、腐食性ガスの流通の抵抗は一層大きくなり、海底側の補強層内の腐食環境がさらに厳しくなる。さらに、下端が海底に設置されるフレキシブルパイプでは、補強条相互に設けられる隙間がどこかで目詰まりを起こすと、パイプの海底側に滞留した腐食性ガスは、海底部に設けた排気機構から腐食性ガスを排出することになるが、排出機構は海上に比べて大きな圧力(例えば3000m水深下で30MPaの圧力)を受けており、この圧力を超えるだけのガス圧力にならないと海面側に流れないことから、海底側に腐食性ガスが溜まった状態となり蓄積されてしまう。
つまり、内圧補強条および軸力補強条は共に鋼材が用いられているので、これら補強条が腐食環境に曝されて劣化が進み、フレキシブルパイプの寿命が低下するという不具合が生じている。
In recent years, in addition to the flexible pipes capable of handling large depths of water, it has been required to improve the service life. The oil to be collected contains corrosive gases such as carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 O), and the crude oil to be collected from a deep sea area also contains these corrosive gases.
The innermost interlock pipe of the flexible pipe has a caulking structure and has a certain buckling strength but is not liquid-tight, and oil in the pipe is prevented from leaking out by the inner pipe having liquid-tightness.
However, since the inner pipe is made of a resin material, it is generally known that the corrosive gas contained in the oil cannot be completely blocked and the corrosive gas permeates with a certain value of transmittance. The corrosive gas that has permeated the inner tube stays in the space between the outer sheath and the inner tube, that is, in the reinforcing layer. The corrosive gas in the reinforcing layer flows to the pipe end side through a gap provided between the reinforcing bars of the internal pressure reinforcing strip or the axial force reinforcing strip and is discharged to the atmosphere. If the extension of the length is long, the resistance flowing through the gap provided between the reinforcing strips becomes large, and it becomes difficult to discharge the corrosive gas accumulated on the seabed side. In addition, if lubricating oil remains in the gap between the reinforcing strips when the flexible pipe is assembled, the resistance to the flow of corrosive gas is further increased, and the corrosive environment in the reinforcing layer on the seabed side is further severed. Furthermore, in a flexible pipe with its lower end installed on the seabed, if the gap between the reinforcing strips is clogged somewhere, the corrosive gas that has accumulated on the seabed side of the pipe is removed from the exhaust mechanism provided on the seabed. Corrosive gas will be discharged, but the discharge mechanism receives a larger pressure than the sea (for example, a pressure of 30 MPa at a depth of 3000 m). If the gas pressure does not exceed this pressure, it will flow toward the sea surface. Since there is no corrosive gas accumulated on the seabed side, it accumulates.
That is, since both internal pressure reinforcing strips and axial force reinforcing strips are made of steel, there is a problem in that these reinforcing strips are exposed to a corrosive environment and deteriorate and the life of the flexible pipe is reduced.
このような不具合に対応するための補強層内に流入する腐食性ガスを取り除く手段として、可撓性複合管の一端から内管と外部シースとの間の補強層にキャリアガスを供給し、補強層内のガスを他端から管外へ放出するガス除去方法が、特許文献1に開示されている。
As a means for removing corrosive gas flowing into the reinforcing layer to cope with such a problem, carrier gas is supplied from one end of the flexible composite tube to the reinforcing layer between the inner tube and the outer sheath, thereby reinforcing A gas removing method for releasing the gas in the layer from the other end to the outside of the tube is disclosed in
しかしながら、従来のフレキシブルパイプでは、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献1では、例えば3000mもの大水深で適用する場合において、腐食性ガスが溜まり易い海底付近の補強層にキャリアガスを送り、海底側の排出機構から腐食性ガスを排出するためには30MPaを超える圧力で送る必要があるため、その圧力で外部シースが膨れて破裂するという不具合が想定される。
However, the conventional flexible pipe has the following problems.
That is, in
一方で、水深2000mを超えるような大水深対応とするためには、内圧補強条、軸力補強条に用いる金属材料を高強度化する必要があるが、高強度化すると水素脆性破壊が発生しやすくなり、その結果フレキシブルパイプの寿命を低下してしまう。そのため、硫化水素(腐食性ガス)を減らす必要があるが、上述したように大水深において海底付近に溜まった補強層内の腐食性ガスを取り除く好適な方法がないという問題があった。
したがって、腐食性の問題と大水深化に伴う高強度化とをバランスよく達成することができない現状があり、その点で改良の余地があった。
On the other hand, it is necessary to increase the strength of the metal material used for the internal pressure reinforcing strip and the axial force reinforcing strip in order to cope with a large depth exceeding 2000 m, but hydrogen brittle fracture occurs when the strength is increased. As a result, the life of the flexible pipe is reduced. Therefore, it is necessary to reduce hydrogen sulfide (corrosive gas). However, as described above, there is a problem that there is no suitable method for removing the corrosive gas in the reinforcing layer accumulated near the sea bottom at a large depth.
Therefore, there is a current situation where the corrosive problem and the high strength accompanying the deepening of water cannot be achieved in a well-balanced manner, and there is room for improvement in that respect.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、大水深下においても補強層内の腐食性ガスを確実に新鮮な空気に置換することが可能であり、補強層内の補強条の腐食を防止することができ、且つ高強度化が図れるフレキシブルパイプの腐食防止構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. It is possible to reliably replace the corrosive gas in the reinforcing layer with fresh air even under a large depth of water. An object of the present invention is to provide a flexible pipe corrosion prevention structure that can prevent corrosion and increase strength.
上記目的を達成するため、本発明に係るフレキシブルパイプの腐食防止構造では、液密性を有する内管と外部シースとの間に複数の条部材が螺旋状に捩って構成される補強条が配置された構成をなし、内管と外部シースとの間の補強層内の腐食性ガスをパイプ軸方向で末端側から基端側に向けて排出するためのフレキシブルパイプの腐食防止構造であって、補強層には、パイプ軸方向に沿って連続して延びる小径チューブが配設されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the structure for preventing corrosion of a flexible pipe according to the present invention, a reinforcing strip formed by spirally twisting a plurality of strip members between a liquid-tight inner tube and an outer sheath is provided. A flexible pipe corrosion prevention structure for discharging corrosive gas in a reinforcing layer between an inner tube and an outer sheath from the distal side to the proximal side in the pipe axial direction. The reinforcing layer is provided with a small-diameter tube continuously extending along the pipe axial direction.
本発明では、小径チューブが配設されている範囲において補強層の末端側から基端側を繋ぐ空間を確保することができるので、小径チューブの基端部に真空ポンプ等の吸引手段を接続して真空吸引することで、補強層内に溜まった腐食性ガスを小径チューブの末端から基端側へ向けて移動させて強制的に排出することができる。一方で、真空吸引することにより補強層内の末端側で負圧となるので、補強層の基端側を大気中に開放しておくことで、補強条に設けられる隙間を通じて新鮮な空気が補強層内に流入することになる。そのため、腐食性ガスを新鮮な空気に置換した換気を行うことができる。したがって、補強層内の腐食性ガス濃度が低下して、鋼材からなる補強条が腐食性環境下に曝されなくなるので、補強条の腐食が抑えられ、耐久性を向上させることができる。 In the present invention, it is possible to secure a space connecting the distal end side to the proximal end side of the reinforcing layer in the range where the small diameter tube is disposed. By vacuum suction, the corrosive gas accumulated in the reinforcing layer can be forcibly discharged by moving from the distal end of the small diameter tube toward the proximal end. On the other hand, since negative pressure is generated at the distal end side in the reinforcing layer by vacuum suction, the fresh air is reinforced through the gap provided in the reinforcing strip by opening the proximal end side of the reinforcing layer to the atmosphere. Will flow into the bed. Therefore, it is possible to perform ventilation by replacing the corrosive gas with fresh air. Therefore, the corrosive gas concentration in the reinforcing layer is reduced, and the reinforcing strip made of steel is not exposed to the corrosive environment. Therefore, the corrosion of the reinforcing strip can be suppressed and the durability can be improved.
そして、加圧ポンプによって基端側から新鮮な空気を補強層内に封入する方法でなく、小径チューブから吸い出す方法であるので、高い分圧の腐食性ガスを含む空気を直接吸い出すことが可能である。また、吸い出す方法のため、補強層内の圧力を高めることがなく、外部シースに圧力の負担を与えることがないので、フレキシブルパイプが破損するといった不具合を防止することができ、高圧化に伴った設計が不要になり、コストの低減を図ることが可能である。
さらに、小径チューブを設けることで、小径チューブの末端の位置、すなわち腐食性ガスの吸出し位置が特定されるので、その吸出し位置における補強層内に溜まったガス濃度を正確に把握することができる利点がある。
And, since it is a method of sucking out fresh air from the proximal end side with a pressurizing pump in a reinforcing layer, it is a method of sucking out from a small diameter tube, so it is possible to directly suck out air containing corrosive gas of high partial pressure. is there. In addition, because the suction method does not increase the pressure in the reinforcing layer and does not give a load of pressure to the outer sheath, it is possible to prevent problems such as breakage of the flexible pipe. No design is required, and cost can be reduced.
Furthermore, by providing the small diameter tube, the position of the end of the small diameter tube, that is, the corrosive gas sucking position is specified, so that the gas concentration accumulated in the reinforcing layer at the sucking position can be accurately grasped. There is.
また、本発明に係るフレキシブルパイプの腐食防止構造では、小径チューブは、補強条の条部材どうしの間に設けられる螺旋状の隙間に配置されていることが好ましい。
本発明では、補強条の条部材どうしの隙間に沿って小径チューブを組み込むことで、補強層の末端側から基端側を繋ぐ空間を確保することができる。
In the flexible pipe corrosion prevention structure according to the present invention, it is preferable that the small-diameter tube is disposed in a spiral gap provided between the reinforcing strip members.
In this invention, the space which connects the base end side from the terminal end side of a reinforcement layer is securable by incorporating a small diameter tube along the clearance gap between the strip members of a reinforcement strip.
また、本発明に係るフレキシブルパイプの腐食防止構造では、小径チューブは、補強条の周方向に所定間隔をもって複数本配置されていることが好ましい。
本発明では、補強層の換気の際、複数の小径チューブを使って同時に吸い出すことで、より腐食性ガスを含む補強層内の空気をより大量に吸引することができるので、換気時間を短縮することが可能となり、換気作業の効率化を図ることができる。
In the flexible pipe corrosion prevention structure according to the present invention, it is preferable that a plurality of small-diameter tubes are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the reinforcing strip.
In the present invention, when the reinforcing layer is ventilated, the air in the reinforcing layer containing more corrosive gas can be sucked in a larger amount by simultaneously sucking out using a plurality of small-diameter tubes, thereby shortening the ventilation time. This makes it possible to improve the efficiency of ventilation work.
また、本発明に係るフレキシブルパイプの腐食防止構造では、複数本の小径チューブのそれぞれの末端位置がパイプ軸方向で異なるようにしてもよい。
本発明では、各小径チューブの末端位置毎に腐食性ガスを排出することができるので、各小径チューブのそれぞれから排出される腐食性ガスのガス量を測定することで、フレキシブルパイプの軸方向で複数位置におけるガス濃度を正確に確認することができる。
Moreover, in the corrosion prevention structure of the flexible pipe which concerns on this invention, you may make it each end position of several small diameter tubes differ in a pipe axial direction.
In the present invention, corrosive gas can be discharged at each end position of each small diameter tube, so by measuring the amount of corrosive gas discharged from each small diameter tube, in the axial direction of the flexible pipe The gas concentration at a plurality of positions can be confirmed accurately.
また、本発明に係るフレキシブルパイプの腐食防止構造では、補強層の基端側には、隙間に連通するとともに大気開放された吸込口が設けられていることが好ましい。
本発明では、補強層の基端側で大気開放された吸込口から補強層内により確実に新鮮な空気を流入させることができる。
さらに、小径チューブの1本乃至数本を吸込用として、基端側を大気開放してもよい。
この場合、補強条相互に設けられる隙間がどこかで目詰まりを起こしている場合にも確実に新鮮な空気を末端側に流入させることができる。
Moreover, in the corrosion prevention structure for a flexible pipe according to the present invention, it is preferable that a suction port that communicates with the gap and is open to the atmosphere is provided on the proximal end side of the reinforcing layer.
In the present invention, fresh air can surely flow into the reinforcing layer from the suction opening opened to the atmosphere on the base end side of the reinforcing layer.
Further, one or several small diameter tubes may be used for suction, and the proximal end side may be opened to the atmosphere.
In this case, even when the gap provided between the reinforcing strips is clogged somewhere, fresh air can surely flow into the end side.
本発明のフレキシブルパイプの腐食防止構造によれば、内管を透過して補強層内に滞留する腐食性ガスを大気もしくは回収槽等に放出することで、大水深下においても補強層内の腐食性ガスを確実に新鮮な空気に置換することができ、補強層内の腐食性ガス濃度を低減することが可能となるので、補強層内の腐食性環境が良好となり、補強層内の補強条の腐食を防止することができる。
また、補強層内の腐食性ガスを確実に取り除くことが可能であり、水素脆性破壊の発生を効果的に防ぐことができるので、高強度の補強条の使用が可能となり、フレキシブルパイプを長距離、或いは大水深下での適用性を向上させることができる。
According to the corrosion prevention structure of the flexible pipe of the present invention, corrosive gas that permeates the inner pipe and stays in the reinforcing layer is released to the atmosphere or a recovery tank, etc. Since the corrosive gas can be surely replaced with fresh air and the corrosive gas concentration in the reinforcing layer can be reduced, the corrosive environment in the reinforcing layer is improved, and the reinforcing strip in the reinforcing layer is improved. Corrosion of can be prevented.
In addition, the corrosive gas in the reinforcing layer can be surely removed, and hydrogen brittle fracture can be effectively prevented, allowing the use of high-strength reinforcing strips and flexible pipes over long distances. Or, the applicability under deep water can be improved.
以下、本第1の発明の実施の形態によるフレキシブルパイプの腐食防止構造について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a corrosion prevention structure for a flexible pipe according to an embodiment of the first invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本第1の実施の形態によるフレキシブルパイプの腐食防止構造は、海上の回収船2と海底を繋いで石油や天然ガスを採取するために用いるフレキシブルパイプ1に適用されている。
ここで、フレキシブルパイプ1において、長さ方向で回収船2側を基端側とし、海底側を末端として以下説明する。
As shown in FIG. 1, the structure for preventing corrosion of a flexible pipe according to the first embodiment is applied to a
Here, the
図1乃至図3に示すように、フレキシブルパイプ1は、インターロック管10と、内管11と、C型条からなる内圧補強条12と、平型条からなる一対(内周側および外周側)の軸力補強条13、14と、海水の浸入を防止するための外部シース15とが半径方向で内側から外側に向かう順序で配置された多層構造をなしている。そして、内側軸力補強条13および外側軸力補強条の内周側及び外周側には、各軸力補強条13、14の摩耗を低減させるための樹脂シート16が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
内管11および外部シース15はプラスチック製であり、内圧補強条12と軸力補強条13、14は金属製の鋼材から形成されている。内圧補強条12はパイプ内部の圧力に対して補強するものであり、内側軸力補強条13および外側軸力補強条14はパイプの軸力を補強するものである。
そして、内管11と外部シース15との間の内圧補強条12、内側軸力補強条13および外側軸力補強条14が配置される空間を補強層Tという。
The
A space in which the internal
内側軸力補強条13は、複数条の条部材13A、13A、…が長手方向(軸方向)に沿って螺旋状に配置されており、円周方向に隣り合う条部材13A、13Aどうしの間には隙間13aが設けられている。
In the inner axial
外側軸力補強条14は、複数条の条部材14A、14A、…が長手方向(軸方向)に沿って内側軸力補強条13の螺旋方向とは逆方向の螺旋状に捩られて配置されており、円周方向に隣り合う条部材14A、14Aどうしの間には隙間14aが設けられるとともに、所定3箇所で条部材14A、14Aどうしの間が前記隙間14aよりも大きく広げた拡大隙間14b(本発明の隙間に相当する)が設けられている。その拡大隙間14bは、周方向に一定の間隔(すなわち、120度ピッチ)で3箇所設けられている。
The outer axial
図3および図4に示すように、フレキシブルパイプ1の軸方向に連続する各拡大隙間14bには、フレキシブルパイプ1のほぼ全長にわたって例えばステンレス等の金属製の小径チューブ17が設けられている。そして、図5に示すように、3本の小径チューブ17A、17B、17Cは、基端部17aが開放端であり後述する回収槽4に接続し、末端17bがパイプ末端1b付近の所定位置P1に位置している。
As shown in FIGS. 3 and 4, a small-
図6に示すように、小径チューブ17の上端部は、海上の回収船2(図1)に設けられ、真空ポンプ等の図示しない吸引手段に接続された回収槽4に接続されている。
具体的な構成として、フレキシブルパイプ1の上端部1aには、小径チューブ17の基端部17aを挿通可能で、且つ内圧補強条12、内側軸力補強条13および外側軸力補強条14のそれぞれに形成される隙間に空間3aを介して繋がる複数のエアパイプ5を備えた端部構造3が固定されている。エアパイプ5は、一端が大気開放された開口部5a(吸込口)を有し、他端5bが各補強条12、13、14の隙間に連通する空間3aに連結されて構成されている。
As shown in FIG. 6, the upper end portion of the small-
As a specific configuration, the
次に、上述した構成のフレキシブルパイプ1を用いた換気方法とフレキシブルパイプ1の作用について図面に基づいて説明する。
図1乃至図6に示すように、本フレキシブルパイプ1では、外側軸力補強条14の条部材14A、14Aどうしの隙間(拡大隙間14b)に沿って小径チューブを組み込むことで、その小径チューブ17が配設されている範囲において補強層Tの末端側から基端側を繋ぐ空間を確保することができるので、小径チューブ17の基端部17aに回収槽4を接続して真空吸引することで、補強層T内に溜まった腐食性ガスGを小径チューブ17の末端から基端側へ向けて移動させて強制的に排出することができる。
Next, the ventilation method using the
As shown in FIGS. 1 to 6, in the
一方で、真空吸引することにより補強層T内の末端側で負圧となるので、補強層Tの基端側を大気中に開放しておくことで、内圧補強条12や軸力補強条13、14に設けられる隙間を通じて新鮮な空気Eが補強層T内に流入することになる。そのため、腐食性ガスGを新鮮な空気Eに置換した換気を行うことができる。したがって、補強層T内の腐食性ガス濃度が低下して、鋼材からなる内圧補強条12や軸力補強条13、14が腐食性環境下に曝されなくなるので、これら補強条12、13、14の腐食が抑えられ、耐久性を向上させることができる。
On the other hand, since negative pressure is generated at the distal end side in the reinforcing layer T by vacuum suction, the internal
そして、加圧ポンプによって基端側から新鮮な空気を補強層内に封入する方法でなく、小径チューブ17から吸い出す方法であるので、高い分圧の腐食性ガスGを含む空気を直接吸い出すことが可能である。また、末端側の腐食性ガスを多く含む空気を小径チューブ内を通して基端部に吸い上げるため、排出過程において中間及び上部の補強条と隔離して排出することが可能であり、排出中において腐食性ガスの滞留による補強条の損傷を回避できる。さらに、吸い出す方法のため、補強層T内の圧力を高めることがなく、外部シース15に圧力の負担を与えることがないので、フレキシブルパイプ1が破損するといった不具合を防止することができ、高圧化に伴った設計が不要になり、コストの低減を図ることが可能である。
さらに、小径チューブ17を設けることで、小径チューブ17の末端の位置、すなわち腐食性ガスGの吸出し位置が特定されるので、その吸出し位置P1(図5)における補強層T内に溜まったガス濃度を正確に把握することができる利点がある。
And since it is the method of sucking out from the
Further, by providing the small-
また、小径チューブ17(17A、17B、17C)が外側軸力補強条14の周方向に所定間隔をもって複数本(3本)配置されているので、補強層Tの換気の際、これら複数の小径チューブ17A、17B、17Cを使って同時に吸い出すことで、より腐食性ガスを含む補強層T内の空気をより大量に吸引することができ、換気時間を短縮することが可能となり、換気作業の効率化を図ることができる。
Further, since a plurality (three) of small-diameter tubes 17 (17A, 17B, 17C) are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the outer axial
上述のように第1の実施の形態によるフレキシブルパイプの腐食防止構造では、内管11を透過して補強層T内に滞留する腐食性ガスGを回収槽4に放出することで、大水深下においても補強層T内の腐食性ガスGを確実に新鮮な空気Eに置換することができ、補強層T内の腐食性ガス濃度を低減することが可能となるので、補強層T内の腐食性環境が良好となり、補強層T内の内圧補強条12や軸力補強条13、14の腐食を防止することができる。
また、補強層T内の腐食性ガスGを確実に取り除くことが可能であり、水素脆性破壊の発生を効果的に防ぐことができるので、高強度の補強条の使用が可能となり、フレキシブルパイプを長距離、或いは大水深下での適用性を向上させることができる。
As described above, in the structure for preventing corrosion of flexible pipes according to the first embodiment, the corrosive gas G that permeates the
In addition, the corrosive gas G in the reinforcing layer T can be surely removed and the occurrence of hydrogen embrittlement can be effectively prevented, so that a high-strength reinforcing strip can be used. Applicability at long distances or deep water depths can be improved.
次に、上述した実施の形態によるフレキシブルパイプの腐食防止構造の効果を裏付けるために行った実施例について以下説明する。 Next, examples carried out to support the effects of the corrosion prevention structure for flexible pipes according to the above-described embodiment will be described below.
本実施例では、フレキシブルパイプを水深3000mに適用した場合に、補強層内の隙間を換気するために必要な時間を算出し、腐食性ガスの排出の実現性と換気効果を確認した。
具体的には、(1)式に示す公知の圧力損失算定式であるダルシー・ワイスバッハの式を用い、以下の条件に基づいて補強層内の空気量を換気するために必要な時間を算出した。
なお、フレキシブルパイプは、上述した第1の実施の形態と同様で外側軸力補強条に小径チューブを周方向に一定間隔をもって3本配置させた場合と、1本および2本の場合について算出した。
h=f(L/d)(v2/2g) ・・・(1)
In this example, when the flexible pipe was applied at a water depth of 3000 m, the time required to ventilate the gap in the reinforcing layer was calculated, and the feasibility of discharging corrosive gas and the ventilation effect were confirmed.
Specifically, the time required to ventilate the air volume in the reinforcing layer is calculated based on the following conditions using the Darcy-Weissbach equation, which is a known pressure loss calculation equation shown in equation (1). did.
The flexible pipe was calculated for the case where three small-diameter tubes were arranged at regular intervals in the circumferential direction on the outer axial force reinforcement strip as in the first embodiment described above, and for the case of one and two flexible pipes. .
h = f (L / d) (v 2 / 2g) (1)
小径チューブは、内径dを3mmとし、長さLを軸力補強条の螺旋に沿って配置されるので3000m(損失水頭h)のフレキシブルパイプの長さの2倍として6000mとし、粗度fを0.015とした。真空ポンプの能力は、到達真空度で95%とした。そして、空気の物性は、密度が30℃、1atmで1.165kgf/m3であり、粘性係数が25℃において0.0182×10−3Pa・sである。また、補強層の厚さを16mmとし、補強層内の空隙率を3%とし、内管外径を166.4mmとし、補強層内の空隙量を1.644m3(全長=6000m)とし、30℃で1atmでの補強層内の空気量を1.644m3とした。そして、小径チューブ内の平均流速vは、0.245m/s、重力加速度gは9.8m/s2である。なお、海底端部の補強層内圧力は大気圧に等しいものとした。 The small-diameter tube has an inner diameter d of 3 mm and a length L arranged along the spiral of the axial force reinforcing strip, so that the length of the flexible pipe of 3000 m (loss head h) is 6000 m, and the roughness f is 0.015. The capacity of the vacuum pump was 95% in terms of ultimate vacuum. The physical properties of air are 1.165 kgf / m 3 at a density of 30 ° C. and 1 atm, and a viscosity coefficient of 0.0182 × 10 −3 Pa · s at 25 ° C. Further, the thickness of the reinforcing layer is 16 mm, the porosity in the reinforcing layer is 3%, the outer diameter of the inner tube is 166.4 mm, the amount of voids in the reinforcing layer is 1.644 m 3 (total length = 6000 m), The amount of air in the reinforcing layer at 30 ° C. and 1 atm was 1.644 m 3 . The average flow velocity v in the small diameter tube is 0.245 m / s, and the gravitational acceleration g is 9.8 m / s 2 . It should be noted that the pressure in the reinforcing layer at the end of the seabed is equal to the atmospheric pressure.
表1に示す上記算出の結果によると、換気時間は、小径チューブを1本とした場合には換気時間が264時間であり、2本の場合には132時間、3本の場合には88時間となった。つまり、小径チューブを3本配置しておくことで、3〜4日間連続して換気作業を行って、補強層内に溜まっている腐食性ガスをきれいな空気に置換することが可能であることが確認できる。また、補強条の補強性能を低下させない範囲で小径チューブの本数を増やせば、さらに換気作業時間の短縮することができる。 According to the calculation results shown in Table 1, the ventilation time is 264 hours when one small-diameter tube is used, 132 hours when two tubes are used, and 88 hours when three tubes are used. It became. In other words, by arranging three small-diameter tubes, it is possible to perform ventilation work continuously for 3 to 4 days and replace corrosive gas accumulated in the reinforcing layer with clean air. I can confirm. Further, if the number of small-diameter tubes is increased within a range that does not reduce the reinforcing performance of the reinforcing strip, the ventilation work time can be further shortened.
次に、本発明のフレキシブルパイプの腐食防止構造による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。 Next, another embodiment of the flexible pipe corrosion prevention structure of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for members and parts that are the same as or similar to those of the first embodiment. A description of the configuration different from that of the embodiment will be given by omitting the description using FIG.
図7に示すように、第2の実施の形態によるフレキシブルパイプ1Aの腐食防止構造は、上述した第1の実施の形態の外側軸力補強条14に加え、内側軸力補強条13にも小径チューブ17を設けている。すなわち、内側軸力補強条13は、所定3箇所で条部材13A、13Aどうしの間が隙間13aよりも大きく広げた拡大隙間13b(本発明の隙間に相当する)が設けられている。その拡大隙間13bは、周方向に一定の間隔(すなわち、120度ピッチ)で3箇所設けられ、各拡大隙間13bには、フレキシブルパイプ1のほぼ全長にわたって小径チューブ17が設けられている。そして、内側軸力補強条13の小径チューブ17は、外側軸力補強条14の小径チューブ17に対して周方向にずれた位置に配置されている。
また、樹脂シート16に通気性を持たせるため、多孔性シートを使用したり、隙間を開けて巻きつけることで補強条間の換気を効率的に行うことも可能である。
As shown in FIG. 7, the corrosion prevention structure of the flexible pipe 1A according to the second embodiment has a small diameter in the inner axial
Moreover, in order to give the
次に、図8および図9に示すように、第3の実施の形態によるフレキシブルパイプ1Bの腐食防止構造は、外側軸力補強条14において、3本の小径チューブ17(17A、17B、17C)を周方向に隣接させて配置した構成となっている。この場合、外側軸力補強条14の条部材14A、14Aどうし間の隙間(拡大隙間14c)は、3本の小径チューブ17A、17B、17Cが配置可能な広さとなっている。
Next, as shown in FIGS. 8 and 9, the corrosion prevention structure for the
次に、図10に示す第4の実施の形態によるフレキシブルパイプ1Cの腐食防止構造は、3本の小径チューブ17(17A、17B、17C)の末端17bの位置がパイプ軸方向(X方向)で異なる構成となっている。符号17Aの第1小径チューブの末端17bはパイプ末端1b付近の位置(第1位置P1)に設けられ、第2小径チューブ17Bの末端17bは第1位置P1より所定距離だけ基端側の所定位置(第2位置P2)に設けられ、第3小径チューブ17Cの末端17bは第2位置P2よりさらに所定距離だけ基端側の所定位置(第3位置P3)に設けられている。
本フレキシブルパイプ1Cでは、各小径チューブ17A、17B、17Cの末端17bの位置P1、P2、P3毎に、腐食性ガスを第1の実施の形態の回収槽4(図6参照)を使って排出することができるので、各小径チューブ17A、17B、17Cのそれぞれから排出される腐食性ガスのガス量を測定することで、フレキシブルパイプ1の軸方向Xで複数位置におけるガス濃度を正確に確認することができる。
Next, in the corrosion prevention structure for the
In this
以上、本発明によるフレキシブルパイプの腐食防止構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、補強層Tに設けられる小径チューブ17の配置箇所は、上述した実施の形態に限定されることはない。例えば、内側軸力補強条13のみに小径チューブ17を配置させてもよく、また、C型条からなる内圧補強条12の隙間に沿って小径チューブ17を配置させる構造であってもかまわない。
The embodiment of the corrosion prevention structure for a flexible pipe according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, the arrangement | positioning location of the
また、本実施の形態では海上に回収槽4を設け、小径チューブ17によって吸い出した腐食性ガスを回収槽4に放出しているが、これに限らず、小径チューブ17の基端部17aを大気開放し、回収槽4を用いずに大気に直接ガスを放出するようにしても良い。
In the present embodiment, the recovery tank 4 is provided on the sea, and the corrosive gas sucked out by the
さらに、小径チューブ17の内径、材質、本数、配置間隔、末端部17bの位置などの構成は、補強条の種類、フレキシブルパイプの構成や長さ等の条件に応じて任意に設定することが可能である。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせてもよい。
Further, the configuration of the
In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the above-described embodiments with well-known constituent elements without departing from the spirit of the present invention, and the above-described embodiments may be appropriately combined.
1 フレキシブルパイプ
2 回収船
3 端部構造
4 回収槽
5 エアパイプ
5a 開口部(吸込部)
11 内管
12 内圧補強条
13 内側軸力補強条
13a 隙間
13b 拡大隙間
14 外側軸力補強条
14a 隙間
14b、14c 拡大隙間
15 外部シース
17、17A、17B、17C 小径チューブ
17a 基端部
17b 末端部
T 補強層
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記補強層には、前記パイプ軸方向に沿って連続して延びる小径チューブが配設されていることを特徴とするフレキシブルパイプの腐食防止構造。 A reinforcing layer formed by spirally twisting a plurality of strip members between a liquid-tight inner tube and an outer sheath is arranged, and a reinforcing layer between the inner tube and the outer sheath The corrosion prevention structure of the flexible pipe for discharging the corrosive gas in the pipe axial direction from the end side toward the base end side,
A structure for preventing corrosion of a flexible pipe, characterized in that a small-diameter tube extending continuously along the pipe axial direction is disposed in the reinforcing layer.
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