JP2659277B2 - かみ合わせ外装層を含む可撓性管状導管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として、かみ合わされた外装層を含む可
撓性管状導管とその製造方法に関する。

さらに詳しくは、本発明は、特に海底油田の操業中生
産された炭化水素等の加圧流体を輸送するための可撓性
管状導管に関する。

出願人会社の１つであるCOFLEXIPは、特に引っ張り強
度、圧潰強度、輸送される流体の内部圧力強度、及びね
じれ作用強度用の高い機械的特性を有するかかる導管を
長い間に亘って製造し、販売してきた。

一方では、不浸透性管状シースと、各々同じ巻き角度
で導管のまわりに螺旋状に配置されたワイヤで構成され
た通常２つの交差層からなり、これら２つの層のワイヤ
が導管の軸線に関して互いに対向した角度で巻かれてい
る強度用外装と、外側ジャケットと、を本質的に含む第
１のタイプの可撓性管状導管の製造方法が知られてい
る。

このタイプの可撓性導管は、例えば長方形や円形の、
単純な形状の中実断面を有する鋼製外装ワイヤでできて
いる。

代表的には、引っ張り強度用の２つの外装層のワイヤ
は、導管の軸線に対して55゜に等しい釣り合いのとれた
角度で配置されている。かかる可撓性管状導管は、アン
グロサクソンの用語では「滑腔（スムーズボア）」と呼
ばれている。アングロサクソンの用語で「粗腔（ラフボ
ア）」と呼ばれる導管は、不浸透性（シース）を構成す
る管の内部に配置された緊締ストリップをさらに含む。

かかる可撓性管状導管は比較的安価であるが、通常20
0バールか250バールに限定された平均圧力にしか耐える
ことができないという欠点がある。

圧力強度の制限は、外装ワイヤにおける応力値ばかり
でなく、外装層の避けられない隙間を通して不浸透性管
状シースに漏れが生じる危険によっても生じる。実際、
外装層を構成するワイヤは、一様に分布されないことが
あったり、或いは、可撓管に加わる変形作用および累積
作用によってずれる可能性があり、隣接した２つのワイ
ヤ間の横方向距離は、ワイヤ間の遊びの平均値よりも場
所によっては大きくなることがあり、比較的大きな値に
達することがある。それにもかかわらず、このように作
られた外装層は、異なる外装層の巻き角度が、比較的大
きな内部圧力に耐えることができる可撓性導管を作るこ
とを可能にするような約15゜から70゜間の、代表的には
55゜の平均値を有するときに、通常の過酷な使用条件に
おいて満足な安定性を有する。

それに反して、例えば250バールよりも大きい高い圧
力の作用のもとでは、不浸透性管状シースはこの場所に
徐々に貫入する虞があり、これによって、可撓性管状導
管の不浸透性が損なわれることがある。

FR−Ａ−2619193号として公開された仏国特許は、一
方が55゜よりも大きく、他方が55゜よりも小さい２つの
異なる角度に従って巻きつけられた２対の外装からなる
可撓性管状導管を説明している。内部圧力の作用によっ
て、選択された形状に応じて、可撓性管状導管は長さが
僅かに短くなったり、或いは、圧力の作用によってはこ
の長さが変化しなかったりする。かかる可撓性管状導管
は、普通の可撓性導管のような２つの外装層の代わりに
４つの外装層を含むため、内部圧力によって発生する応
力に対して大変高い機械的構造強度を有する。しかしな
がら、許容される内部圧力は、隣接したワイヤの間の分
離部におけるプラスチック管状シースの貫入の危険によ
って制限されたままである。

もう一方では、200バールよりも大きく、比較的小さ
い径のものでは1000バールを越えることがある高い圧力
に耐えるようになった第２のタイプの可撓性管状導管が
知られている。かかる可撓性管状導管は、不浸透性管状
シースの外側に、導管の軸線に対して90゜に近い角度で
螺旋状に巻かれた１つ又はいくつかのワイヤ層からなる
ヴォールトと呼ばれる圧力強度用外装をさらに含む。ヴ
ォールトの螺旋の巻き角度は、可撓性管状導管の軸線に
対して一般的には85゜以上であり、常に80゜よりも大き
い。これによって、ヴォールトには内部圧力によって発
生する応力の円周方向成分（アングロサクソンの用語で
フープ応力）に対して最大の強度が与えられる。この円
周方向成分は通常、内部圧力が非常に高いときには、軸
線方向負荷よりも大きい。可撓性導管の強度用構造は、
ヴォールトの外側に、例えば長方形や円形の単純な形状
の断面を有するワイヤによって構成された引っ張り用外
装層として知られている少なくとも２つの外装層を設け
ることによって完成される。ここで、異なる層の巻き角
度は互いに対向方向になっており、55゜よりも小さく、
代表的には30゜から45゜程度である。前記引っ張り用外
装層は主として引っ張り応力及びねじり応力に耐える役
目をする。内部圧力の応力の円周方向成分に対する強度
は主としてヴォールトによって確保され、二次的には引
っ張り用外装によって確保される。それに反して、ヴォ
ールトは、その螺旋巻き角度が大きいために、引っ張り
力及びねじり力に対する強度は比較的大変小さい。ヴォ
ールトは軸線方向強度が弱いので、ヴォールトを構成す
るワイヤの巻きは、可撓性管状導管の長さ方向に大きく
ずれる恐れがあり、これによって、構造は全体的に混乱
し、導管は損傷を受けることがある。巻きの軸線方向ず
れを制限するために、１本のワイヤの２つの側縁が各々
１つのリブによって制限された１つの溝を有するいわゆ
るかみ合わせワイヤ（interlocked wires）が利用され
る。かくして、かかる１本のワイヤの２つのリブの各々
が隣接したワイヤの巻きの溝に係合するようになった種
々のタイプのかみ合わせワイヤ（interlocked wires）
が知られている。この係合はワイヤの幅の方向において
一定の遊びをもって行われ、この遊びは、可撓性導管の
長さ方向軸線に沿った可撓性導管の長さの可能な変化を
決定し、行うべき製造ごとに、可撓性導管が所望の最小
値に等しい曲率半径で曲げられるように決められる。

螺旋状のかみ合わせヴォールトを設けることによっ
て、可撓性管状導管には非常に優れた高い、とりわけ内
部圧力に対する圧力強度が与えられる。

それに反して、追加の層を設けることで、可撓性管状
導管を製造するのに使用される材料の費用が増大する。
さらに、90゜に近い角度を有するヴォールトの螺旋巻き
は、外装巻き機によって引っ張り用外装を配置するより
は明らかに遅い速度で行われる。これによって、大きな
内分圧力に耐えることのできる可撓性管状導管の製造コ
ストと時間は増大する。

釣り合いのとれた可撓管、すなわち、高い内部圧力を
受けたときに長さの変化が十分に小さく、ねじり作用の
振幅が十分に小さくなるような可撓管を得るには、少な
くとも１つの外装層が55゜よりも小さいかほぼそれに等
しい巻き角度を有し、少なくとも１つの他の外装層が55
゜よりも大きいかほぼそれに等しい巻き角度を有するよ
うな複数の外装層を有することが必要である。

前述したように、外装層は、釣り合いのとれた可撓性
管状導管を得るために相補的な角度を有する。かくし
て、この相補的な角度の概念は、一方では、例えば交差
された２つの層が対向方向に55゜の角度で巻かれている
圧力ヴォールトのない第１のタイプの可撓管の外装層組
体にあてはまり、他方では、例えば２つの外装層が30゜
の角度で交差されている圧力ヴォールトを有する第２の
タイプの可撓管の引っ張り用外装層組体にあてはまる。

それに反して、第２のタイプの可撓管の圧力ヴォール
トは、その螺旋巻き角度が非常に大きいために、構造の
釣り合いにほとんど役割を果たさない。それ故、このタ
イプの可撓性導管は、ヴォールトの螺旋巻きを、等しい
或いはそれに近い螺旋巻き角度で対向方向に巻かれたも
う１つのワイヤで釣り合わせることなく、単一のワイヤ
層がヴォールトを構成するような普通の仕方で作られ
る。

本発明による可撓性導管は、不浸透性管状シースの周
囲に第１の外装層を含み、この第１の外装層は、他の外
装層と共に、軸線方向応力、ねじり応力、及び内部圧力
による応力の円周方向成分に対する可撓性導管の強度に
寄与するように80゜よりも小さい、例えば55゜に近い角
度で配置された複数のかみ合わせワイヤの螺旋巻きによ
って構成されている。第２の外装層、及び必要に応じて
設けられる例えば−55゜の角度で巻かれたその他の層
は、例えば長方形、正方形、円形、或いは楕円形断面
の、かみ合わされない単純な断面のワイヤで作られる。
緊締された第１の層、及び、場合によって、第２の層又
は他の外装層のそれぞれの巻き角度は、かみ合わされた
第１の層と、第２の外装層又は他の外装層との組立体が
釣り合いのとれた強度構造体を構成するように相補的な
値を有する。

第１の外装層を作るのにかみ合わせワイヤを使用する
ことによって、隣接した２つのワイヤの間の遊びを所定
の小さい値に保つことができる。それによって、かみ合
わされた第１の層は、不浸透性管状シースと向かい合わ
せにして、わずかな不連続を有する支持面を構成するよ
うになり、可撓性管状導管を、250バールよりも大きい
非常に高い内部圧力に耐えるように作ることができるよ
うになる。この観点から、かみ合わされた第１の外装層
は、知られた（上記の第２のタイプの）可撓管のかみ合
わされた圧力ヴォールトと同じ役割をすると同時に、引
っ張り応力及びねじり応力に対する強度を部分的に保証
する。本発明による可撓性導管は、かみ合わされた圧力
ヴォールトを有する第１のタイプの知られた可撓管に比
べて、引っ張り及びねじり強度用外装層の釣り合いのと
れた組体以外に、80゜から90゜に近い大きな角度で螺旋
巻きにされた内部ワイヤ層を含まないから製造コストが
安くなるという利点がある。特に、本発明による可撓性
管状導管は、圧力ヴォールトを持たない第１の知られた
可撓性導管と同じ数の層で経済的な仕方で作ることがで
きる一方で、より高い内部圧力に耐えることができる。

第２のタイプの外装層に緊締されていないワイヤを使
用することによって、かみ合わせワイヤよりも原価の安
い、使用が簡単なかみ合わされない単純な断面のワイヤ
を使用することができる。内部圧力、及び引っ張り及び
ねじり応力に耐える釣り合いのとれた構造体を構成する
外装層組体が、かみ合わされた第１のワイヤ層と緊締さ
れていない他のワイヤ層とによって不均質な仕方で作ら
れているにもかかわらず、実際には、本発明のよる可撓
性導管は使用において満足のいく振る舞いを示すことが
わかった。

特に、出願人の会社が行った研究によって、第１の層
のワイヤが、他の層の間で撓む場合に、可撓管に及ぼさ
れる応力の作用によって変形し、ずれるような条件はそ
れらのそれぞれの横方向運動を制限するワイヤのかみ合
わせによって影響されることを確認することができた。

このように、第１の層のワイヤは、他の層のワイヤと
は違った振る舞いをする。他方、他のワイヤは、知られ
た可撓管の普通の外装のワイヤと同じすでに研究された
知られた仕方で振る舞う。かみ合わされた第１の層のこ
の特別な性質にもかかわらず、そして、付随して起こる
現象が複雑であり、完成された理論及び、かみ合わされ
ていない知られた外装の場合を取り扱うのに開発された
計算法に匹敵する計算法が未だ提示されていないにもか
かわらず、本発明による外装層の振る舞いは、特に海底
石油生産施設で使用される高圧用可撓性配管を作るのに
完全に満足のいくものであることがわかった。

本発明によって、交差された２つの外装層を有する簡
単な構造の可撓性管状導管の強度を増すことができる。
他方、本発明によって、高圧に耐えることができる可撓
性管状導管の構造を簡単にすることができる。

FR2182372号として公開された仏国特許7215259号によ
って、引っ張りに耐えるための交差された２つの外装層
を含む可撓性管状導管の製造方法が知られている。この
特許で説明されている第１の実施例では、交差された２
つの層は２つとも、かみ合わされたＳ形又はＺ形のワイ
ヤから作られている。この特許で説明されている第２の
実施例では、２つの層はかみ合わされていない。ワイヤ
を予め成形する特定の方法を利用した巻き装置及び方法
を本質的には考えているこの特許は、平均的な、或いは
大きな圧力の円周方向成分と軸線方向引っ張り力に同時
に耐えるためのかみ合わされた第１の外装層を、釣り合
いのとれた構造を得るように相補的な巻き角度を有する
少なくとも１つの他の外装層と組み合わせて使用するこ
とに言及していない。

それに反して、本発明は、第２の外装ワイヤ層と協働
して、内部圧力の円周方向成分と引っ張り力に同時に耐
える役目をするようになった第１の外装層を含む可撓性
管状導管に関する。

かみ合わされた第１のワイヤを作るために種々のタイ
プのかみ合せ形態のワイヤを使用することができる。

本発明による可撓性管状導管の第１の実施例では、か
み合わされた第１の層は相補的な２つの組体を構成する
複数のワイヤによって構成されている。第１の組のワイ
ヤは、この第１の組のワイヤを第２の組のワイヤにかみ
合せすることができるような仕方で第２の組と相補的に
なっている。各々のワイヤの両側縁は各々１つの側方突
出部を形成する１つのリブによって制限された１つの溝
を有し、１本のワイヤの２つの溝は同じ方向を向いてい
る。

第１の組のワイヤのリブと溝は、層の緊締が、各々の
組のワイヤのリブを他方の組のワイヤの溝に嵌めこむこ
とによって行われるように第２の組のワイヤの溝とリブ
に対面している。ワイヤの断面は、特に、Ｔ形又はＵ形
の形状を有するのがよい。かかるワイヤの組立体の例
は、図５、図６及び図７に図示されている。有利には、
相補的な形状の緊締ワイヤは、それらの中央面に関して
対称的であり、これによって、ワイヤの縁部を曲げる必
要なくして優れた成果を得ることができる。

第２の実施例では、かみ合わされた第１の層は、全部
が同じかみ合せ断面を有する複数のワイヤからなる単一
の組立体によって構成されている。かかる緊締されたワ
イヤ層をＳ形又はＺ形のワイヤで作るのがよい。ここ
で、同じワイヤの２つの側方リブは反対方向に向けられ
ており、その結果、ワイヤの各々の溝は、隣接したワイ
ヤの対面する溝に収容されるようになる。

一般的には、１つのワイヤの２つの側方リブの各々
は、対面する隣接したワイヤの溝に横方向に遊びができ
るように嵌めこまれる。かみ合わされた圧力ヴォールト
を構成する80゜よりも大きい巻き角度の螺旋ワイヤ層と
比較して、かみ合わされた第１の層の隣接した２つのワ
イヤの横方向遊びは、同程度か、有利にはそれよりも小
さい寸法を有し、このような寸法は、隣接した２つのワ
イヤの間の隙間における不浸透性ジャケット又は管の貫
入の危険に対して好ましい効果をもたらす。この隙間の
大きさはワイヤ間の横方向遊びによって制限されてい
る。

有利な第１の実施例では、不浸透性管状シースのまわ
りに置かれた可撓性導管の釣り合いのとれた強度用外装
は、かみ合わされた第１の外装層の外側に別の単一の外
装層を含み、この第２の層は、かみ合わされた第１の層
の巻き角度と相補的な巻き角度で対向方向に巻かれたか
み合わされていないワイヤで作られている。

有利には、２つの層の巻き角度は55゜の釣り合いのと
れた角度に等しいかこれに近く、これらの角度の値は、
好ましくは53.5゜から57.5゜の間にあり、有利には54.5
゜から56.5゜の間にある。

別の例では、かみ合わされた第１の層の巻き角度A1及
びかみ合わされていない第２の層の巻き角度A2は、一方
が55゜よりも大きく、他方が55゜よりも小さい。有利に
は、A1及びA2は、tan（A1）×tan（A2）が1.8から2.3、
有利には1.9から2.2の間にあるような角度であり、それ
によって、釣り合いのとれた外装構造を得ることが容易
になる。可撓性導管を製造するのに使用する装置に応じ
て、他方では、可撓性導管の使用条件に応じて、角度A1
及びA2は、55゜との差が大きくなったり小さくなったり
するが、80゜を越えることはない。

有利な第２の実施例では、不浸透性内部ジャケット又
は管のまわりに置かれた強度用外装は２対の外装によっ
て構成されている。内側の第１の対の外装は、巻き角度
Ａで管状シースに巻かれたかみ合わされた第１の外装層
と、同じ巻き角度Ａで反対方向に巻かれたかみ合わされ
ていない第２の外装層とからなる。外側の第２の対の外
装を構成するかみ合わされていない２つの層は角度Ｂで
互いに対向方向に巻かれている。２つの角度のうちの一
方、例えばＡは55゜よりも小さく、他方、例えばＢは55
゜よりも大きい。

主として、本発明の対象は、内側から外側に向かっ
て、不浸透性管状シースと、複数の外装層でできた外装
とを含む可撓性管状導管において、前記外装が、 不浸透性管状シースを支持し、可撓性管状導管の軸線
に対して80゜よりも小さい角度A1で巻かれた複数のかみ
合わせワイヤによって構成されている第１の外装層と第
１の外装層の外側に配置され、少なくとも１つの外装層
を含む外装層組立体と、を含み、前記組立体のワイヤが
緊締されておらず、且つ釣り合いのとれた可撓性管状導
管を得ることができるようにこの組立体のワイヤ全体の
巻き角度が角度A1と相補的になるように配置されている
ことを特徴とする可撓性管状導管である。

さらに、本発明の対象は、不浸透性管状シースを押出
す工程と、外装を配置する工程と、を含む可撓性管状導
管の製造方法において、不浸透性内部ジャケット又は管
に載る第１の外装層を構成する緊締ワイヤをねじり状態
に予め成形して、80゜よりも小さい第１の巻き角度で巻
きつける工程と、かみ合わされた第１の層と相補的な巻
き角度で第１の層と対向方向に配置されたかみ合わされ
ていない複数のワイヤで構成された第２の層を巻きつけ
る工程とを含むことを特徴とする可撓性管状導管の製造
方法である。

本発明は、制限しない例示として与えられる以下の説
明及び添付図面によってより良く理解されるであろう。

図１は、本発明による可撓性管状導管の第１の実施例
の切取図である。

図２は、本発明による可撓性管状導管の第２の実施例
の切取図である。

図３は、本発明による可撓性管状導管の第３の実施例
の切取図である。

図４は、本発明による可撓性管状導管の第１の外装層
を作るのにそれ自身使用することができる緊締ワイヤの
断面図である。

図５、図６及び図７は、本発明による可撓性管状導管
の外装層を作るのに使用することができる相補的な形状
を有する互いにかみ合わされたワイヤの断面図である。

図１乃至図７では、同じ要素を指示するのに同じ参照
符号が用いられている。

図１は、本発明による軸線２を有する可撓性管状導管
１の第１の実施例を示す。

可撓性導管１は、例えば押出しによって、例えばポリ
アミド11又は12又はポリエチレン又は弗素プラスチック
で作られた不浸透性管状シース３を含む。好ましい実施
例では、不浸透性管状シース３は、内側にかみ合わせス
トリップを含み、可撓性管状導管は「粗腔」タイプのも
のである。このストリップは、特に圧潰強度を改善す
る。

可撓性管状導管１は、不浸透性管状シース３に隣接し
た外装層４を含む。外装層４は、可撓性導管１の軸線に
対して例えば55゜の角度で巻きつけられている。外装層
４は、次々の螺旋ピッチの間に遊びを制限することがで
きるかみ合わせワイヤで作られている。例えば図７に示
されたＴ形のワイヤや、仏国特許FR−2561745号に説明
されているような図４に示されたＳ形又はＺ形のワイヤ
が使用される。仏国特許出願FR−8908854号を優先権の
基礎として出願人の会社の名前で出願されたPCT特許出
願WO−91/00467号に説明されているようなＴ形のワイヤ
を用いるのが有利である。

外装層４には、層４のワイヤの螺旋が形成する角度と
対向する方向の螺旋を構成するかみ合わされていないワ
イヤで作られた外装層５が巻きつけられている。層５
は、例えばポリエチレンやポリアミド11のような例えば
プラスチックで作られた外側ジャケットで包まれてい
る。

層４のワイヤ10の間の隙間の最大幅はかみ合わせによ
って制限されている。かくして、層４のワイヤの隙間で
の不浸透性管状シース３のクリープの可能性が制限され
る。このクリープの問題は、例えばFR−Ａ−2590646号
として公開された仏国特許8517497号に説明されてい
る。隙間13の最大幅は隣接したワイヤの断面がそれぞれ
有する幅の寸法、とりわけ、溝とリブを形成する側方部
分の幅によって決まる。かくして、図４及び図５に示し
た例の場合には、隙間13、すなわちワイヤの間の横方向
遊びの最大値は、溝の幅ｂとリブの幅ａの差（ｂ−ａ）
に等しい。長さ方向軸線が直線をなす可撓性が直線状態
にある場合を考えると、可撓管の軸線方向長さは、隣接
した巻きの間の可撓管の軸線と平行な軸線の間の距離１
の最大値と最小値に対応する最大値と最小値の間で変わ
ることがわかる。かくして、横方向遊びを比（1_maxi−1
_mini）/1_maxiによって特徴付けることが可能である。こ
こで、1_maxiは１がとることのできる最大値であり、1
_miniは１がとることのできる最小値である。80゜よりも
大きい大きな角度でかみ合わせワイヤを巻くことによっ
て作られた知られたタイプの圧力ヴォールトの場合に
は、前記比は可撓性導管の曲率D/2R（ここで、Ｄはヴォ
ールトの平均直径であり、Ｒはヴォールトの厚さの半分
を考慮に入れた可撓管の曲率半径である）に等しく、一
般的には15％から20％程度である。本発明による第１の
実施例のかみ合わせワイヤの場合には、この比は同様の
値を有することができるが、有利には、この比はより小
さく、10％程度であるのがよい。

不浸透性管状シース３は、層４と不浸透性管状シース
３の間に何も外装層が差し挿まれていない限り、外装ワ
イヤ層のすぐ下に位置する。しかしながら、層４と管状
シース３の間には、例えば、プラスチックリボンや織物
層のような中間層が存在することがある。

外装層５は、隙間14を有するワイヤ10Aを含む。かみ
合わされていない場合には、すぐ下に位置する外装層４
の隙間13のような一定の寸法の隙間14を外装層５で確保
することができない。このことは、層５のワイヤ10Aの
遊びを累積した隙間14′によって象徴される。かかる隙
間（寸法どおりに示されていない）は、もし不浸透性管
状シース３に直接接触していない場合には、高い圧力の
もので、不浸透性管状シース３を構成する材料のクリー
プを引き起こす恐れがある。

不浸透性管状シース３は外装層４に支持されている。
外装層は複数のワイヤ10を含む。使用されるワイヤをか
み合わせすることによって、ワイヤ10の間の隙間13の最
大寸法を制限し、200バールを越え、通常は350バール程
度であり、場合によって700バールかそれ以上に達する
ことのある内部圧力の作用のもとで不浸透性管状シース
３の材料が隙間に貫入しないようにすることができる。
層４及び５によって全体が構成された外装によって、可
撓性管状導管は数トン、すなわち数百万ニュートンに達
することのある大きな引っ張り力とねじりトルクに耐え
ることができる。層４及び５は、相補的な角度で対向方
向に巻かれているので、全体がこのように構成された外
装は、例えば、導管の軸線方向長さの変化及びねじり作
用が、可撓性導管の高い内部圧力を受けるときに、比較
的大変小さい値に制限されるという意味において、釣り
合いのとれた構造体として振る舞う。外装層４が不浸透
性管状シース３を支持しているので、層５において隙間
14の寸法は大きくてもよくなる。特に、層５の表面に不
規則に分布する大きな寸法の隙間14があってもよくな
る。

外装のワイヤは、例えば金属製であり、例えば、鋼、
特に炭素鋼又はステンレス鋼、或いは、アルミニウム又
はアルムニウム合金でできおり、層４及び／又は５を構
成するワイヤは、例えば熱硬化性材料又は熱可塑性材料
に含まれたガラス繊維や炭素繊維のような繊維を含む複
合材料でできている。

軸線２に対して、層４のワイヤのなす角度A1及び層５
のワイヤのなす角度A2は、図１に示すように、等しいか
ほぼ等しくてもよい。この場合には、角度A1及びA2は、
代表的には約55゜である。一般的には、釣り合いのとれ
た構造体を作るために、角度A1及びA2を、tan（A1）とt
an（A2）の積がほぼ２に等しくなるように決めるのが有
利である。55゜とはわずかに異なる角度によって、ワイ
ヤの間に小さい遊びを有して可撓性管状導管上に規則正
しく配置された整数個の（時には、図５、図６及び図７
に示したような偶数個の）ワイヤを有するという制約を
守りながら、又、ワイヤの巻き半径によって決まる一定
の値を保ちながら、例えば標準的な寸法のワイヤを使用
することができるようになる。例えば、53.5゜から57.5
゜の、有利には54.5゜から56.5゜の値の角度が採用され
る。

さらに、いくつかの特定の場合には、本発明の範囲か
ら逸脱することなく55゜との差が２゜若しくは場合によ
って３゜までの、55゜よりも小さい角度で、或いは55度
よりも大きい角度で対向方向に層４及び層５を巻きつけ
ることができる。

例示として、以下は「粗腔」タイプの本発明による可
撓性管状導管の主要な特徴である： −内径101.6mm −A151304型のステンレス鋼製のかみ合わせストリップ
でできた内側ケーシングの厚さ:4mm −ポリアミド11でできた不浸透性管状シースの厚さ:5mm −第１の外装層の厚さ:5.5mm −第２の外装層の厚さ:5mm −リボンの厚さ:0.5mm −ポリアミド11でできた外部ジャケットの厚さ:5mm −外径151.6mm ステンレス鋼における最大応力を比較的小さいレベル
に制限することを余儀なくするH₂Sを含有する原油に適
合するように選ばれた可撓管のこの構造の場合には、最
大使用圧力は534バールである。

第１の層は、幅13.9mm、幅5.5mm、巻き角度が55゜の
Ｔ形のワイヤで作られている。第２の層は、断面が12mm
×5mmの対向方向に57゜に巻かれた平らなワイヤででき
ている。２つの層は、最低850MPaに等しい破断限界を有
する炭素鋼で作られている。

第１の外装層を構成するワイヤがかみ合わされている
ために、最大使用圧力はもはや外装全体の機械的強度に
よってしか制限されず、第１の層のワイヤの間での不浸
透性管状シースの貫入の危険によっては制限されない。
かくして、より高い強度をもつ金属ワイヤを使用した
り、ワイヤの太さを大きくしたり、或いは外装層の数を
増やすことによって、700バール、若しくは1000バール
にも達する内部圧力に耐えることができる可撓管を製造
することができる。

図２は、角度A1及びA2が異なる実施例を示す。このよ
うに、かみ合わされた第１の層を例えば75゜に巻き、第
２の層を対向方向に28゜に巻くこともできる。

図３では、２対の交差された外装層（４、５）、
（８、９）を含む可撓性管状導管１がわかる。第１の対
の外装は、可撓性管状導管１の軸線２に対して角度Ａを
なす。第２の対（８、９）は、可撓性管状導管１の軸線
２に対して角度Ｂをなす。それらの角度のうちの一方、
例えばＡは、55゜よりも小さい。他方の角度、例えばＢ
は55゜よりも大きい。前述した第2619193号として公開
された特許第87 10997号で行われているような角度の
選択によって、内部圧力の作用によって起こるかもしれ
ない伸びを制御しながら、可撓性管状導管の均衡を得る
ことができる。図３に示された可撓性管状導管１は、不
浸透性管状シース３の内側にかみ合わせストリップを含
む粗腔タイプのものである。もちろん、不浸透性管状シ
ース３の内側にかみ合わせストリップ７を含まない滑腔
タイプの可撓性管状導管の構成も本発明の範囲から逸脱
しない。

本発明による可撓性管状導管１では、不浸透性管状シ
ース３に隣接した外装層４は少なくともかみ合わせワイ
ヤで作られている。かくして、図３に示した例の場合
に、内部圧力の作用による可撓性管状導管の望ましくな
い伸びを回避しながら、高い内部圧力に対する優れた強
度を得ることができる。

さらに、図３に示すように、４つの外装層を配置する
ことによって、内部圧力の作用のもとで導管の機械的強
度を著しく増すことができ、このことは、導管の内径が
大きければ大きいほどそれだけますます重要である。

図４のＳ形又はＺ形ワイヤは、その中央面15に関して
対称的でない。かくして、FR−Ａ−2182372号として公
開された仏国特許第7215295号で説明されているよう
に、中央面に関して対称的でないワイヤは、ワイヤ10の
軸線を含み、中央面15と垂直な平面における剣の刃曲げ
加工と呼ばれる縁部曲げ加工によって予め成形するのが
有利である、さらに、主軸線のまわりに捩じることによ
ってワイヤを予成形して螺旋を形成する。

図５、図６及び図７では、相補的な形状の２つのワイ
ヤ組立体からなる外装ワイヤ層４の３つの例がわかる。
ここで、第１の組に属する各々のワイヤは、緊締作用を
生じるようにそのワイヤを両側から挟みこむ第２の組に
属する２つのワイヤと協働する。このような場合には、
中央面15に関して対称的な形状を有するワイヤ10を作る
ことができ、且つ有利である。このような場合には、縁
部曲げによって予成形を行う必要はもはやなく、これに
よって、製造工程は簡単にされる。この場合には、螺旋
を形成するには、ワイヤを主軸線のまわりにねじること
によって予成形を行えばよい。

図４では、外装層４の実施例の断面でわかる。図４の
外装層４の実施例はＳ形又はＺ形の緊締ワイヤ10の螺旋
巻きを含む。各ワイヤ10は、隣接したワイヤに連結され
るようになったその両端の各々に、幅ａのリブを構成す
る突出部11をたどる幅ｂの溝を構成する溝12を含む。外
装層４を巻くときに、突出部11が隣接したワイヤの溝12
に入れられているかが確かめられる。

可撓性管状導管が一旦製造された後、例えば可撓性管
状導管を曲げることによって、或いは軸線方向引っ張り
作用によって、ワイヤが互いに分離されようとするとき
には、突出部11がワイヤの相対的運動を制限するストッ
パとして働く。かくして、最大幅が知られている隣接し
たワイヤ10の間の隙間13を制限することができるように
なる。これは、図４には示されていない不浸透性管状シ
ース３の外側面の支持箇所において特に重要である。実
際、外装層４のワイヤ10の間の隙間13の大きさのこのよ
うな制限によって、前記管状シースの変形及びクリープ
を防止することができる。不浸透性管状シースは、外装
層４によって構成されたほぼ円筒形の表面のすべての箇
所が内部圧力に耐えることができる支持面となっている
ことがわかる。

図５では、かみ合わされた外装層４の第２の実施例が
わかる。図５の例では、Ｔ形のかみ合わせワイヤ10が使
用されている。Ｔの各アームは、幅ａの突出部11をたど
る幅ｂの溝12を含む。図５に示された例では、隣接した
ワイヤは、前のワイヤの突出部11が後のワイヤの溝に入
りこむように逆様になっている。かくして、外装層４の
隣接したワイヤの間の隙間13の最大寸法が制限される。
かくして、外装層４は、Ｔの足が導管の軸線の方に向く
ように置かれた第１の組のＴ形ワイヤ10と、Ｔの足が導
管の軸線に対して外方に向くように置かれた第２の組の
Ｔ形ワイヤ10とを含む。好ましくは、第１の組のワイヤ
はすべて同じ断面を有し、第２の組のワイヤも又すべて
同じ断面を有し、２つの組のワイヤをそれぞれ構成する
ワイヤの断面は、それぞれ異なっていてもよいし、図５
に示されているように同じでもよい。

図６では、本発明による可撓性管状導管の外装層４の
第３の実施例がわかる。図６の例では、図５のワイヤ10
と同様な２つのＴ形ワイヤが１つのＵ形ワイヤ10′によ
って結合されており、同様に、２つのＵ形ワイヤ10′が
１つのＴ形ワイヤ10によって結合されている。Ｕ形ワイ
ヤ10′は、Ｔ形ワイヤ10の溝12に入りこんだ２つの突出
部11′と、ワイヤ10の２つの突出部11を受け入れること
ができる溝12′とを含む。図６に示す例では、ワイヤ1
0′が可撓性管状導管の内方側にある。

Ｔ形のワイヤ10を使用することが外装層４を作るのに
特に有利であることがわかっている。

図７には、相補的な形状を有する複数のワイヤ10によ
って構成された外装層４の第３の実施例がわかる。図７
の例では、上が互い違いに、すなわち、第１の組の隣接
した２つのワイヤ10の突出部11が第２の組のワイヤ10に
属するワイヤ10の溝の内部に入りこむように取り付けら
れた２組のＵ形ワイヤ10が使用されている。

次に、本発明による可撓性管状導管を製造するための
有利な方法について説明する。

粗腔タイプの可撓性管状導管では、かみ合わせストリ
ップでできた内側ケーシングを作ることから始める。

かみ合わせストリップの周囲に不浸透性管状シースを
押出す。

滑腔タイプの可撓性管状導管の製造では、かみ合わせ
ストリップの製作工程は省略される。かかるかみ合わせ
ストリップの存在は、可撓性管状導管が圧潰に耐えるこ
とができ、或いは可撓性導管が二相性の原油を輸送する
ようになっていることが重要であるたびに有利であるこ
とに留意すべきである。

層４のかみ合わせワイヤ10を巻く。巻き中、ワイヤが
互いに効果的に緊締されていることを確かめる。

層５のかみ合わされていないワイヤを巻く。例えば、
図示しない３つの層を有する導管、図３に示した４つの
層を有する導管、或いは図示しないそれ以上の数の層を
含む導管のような３つ以上の層を含む可撓性管状導管１
の場合には、層を次々に巻いていく。最後の層を巻いた
後、外側ジャケットを押出すのが有利である。

本発明の範囲から逸脱することなく外装層の間、或い
は不浸透性外側ジャケットと内側外装層との間、或いは
外側外装層と外側ジャケットとの間に保護ジャケット又
はテープ、或いは、場合によって、断熱ジャケット又は
テープを差し挿むことができる。

もちろん、可撓性管状導管を製造するための少なくと
も２つの次々の工程を同時に連続的に行うことは、本発
明の範囲から逸脱しない。かくして、製造の次々の工程
を実行するのに使用される種々の機械の中に可撓管を延
ばす仕方で可撓管を前進させる間可撓性管状導管をその
長さ方向に直線的に移動させることによって２つ又は幾
つかの工程を同時に行うことができる。出願人の会社に
よって通常使用されてきた例では、２つの巻きケージを
有する外装巻き機を用いて、緊締された第１の外装層４
と、緊締されていない第２の外装層５と、を同時に巻く
ことができ、また、場合によって、例えばテーピング及
び同様な方法によって中間層を同時に配置することがで
きる。

可撓性管状導管の外装を構成する種々の層の特性に応
じて、その他の製造方法が可能である。かくして、例え
ば、大きな、例えば70゜を越えることがあるが80゜を越
えることがない角度で巻れたかみ合わされた第１の層
と、比較的小さい、例えば15゜から35゜の角度で巻かれ
たかみ合わされていない第２の外装層とによって構成さ
れている外装を有する図２に示したタイプの可撓性導管
の場合には、かみ合わされた第１の層を作るのに、外装
巻き機ではなく、非常に大きな巻き角度、例えば85゜の
圧力ヴォールトを作るのに通常使用されるタイプの螺旋
巻き機のような機械を使用することができる。かくし
て、例として説明してきた75゜に巻かれた緊締された第
１の層と、28゜に巻かれたかみ合わされていない第２の
層とを含む可撓性導管を、経済的な仕方で製造すること
ができると同時に、以下の別々の次々の工程によって外
装を配置することができる： −螺旋巻き機によって緊締された外装層を配置すること
からなる第１の工程。例えば、Ｚ形、Ｔ形、又はＵ形の
全てのかみ合わせワイヤを使用することができる。

−特徴的なケージを有する外装巻き機でかみ合わされて
いない第２の外装層を配置することからなる第２の工
程。

フロントページの続き (72)発明者 フェレ ジャニー フランス国 エフ―78160 マルリ レ ロワ アベニュー ド リュロープ 14 (56)参考文献 特開 平１−131393（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−225893（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−150386（ＪＰ，Ｕ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内側から外側に向かって、不浸透性管状シ
   ースと、複数の交差された外装層からなる外装とを含む
   可撓性管状導管であって、前記交差された外装層の各々
   が、可撓性管状導管の軸線に対して80゜よりも小さい角
   度で配置された複数のワイヤからなり、前記外装層のワ
   イヤの配置角度が、釣り合いのとれた可撓性管状導管を
   得るように決められており、前記管状シース（３）を支
   持する第１の外装層（４）が複数のかみ合わせワイヤ
   （10）によって構成されている可撓性管状導管におい
   て、前記第１の外装層（４）の外側に配置されたその他
   の外装層（５、８、９）がかみ合わされていないワイヤ
   （10A）からなることを特徴とする可撓性管状導管。
2. 【請求項２】第１の外装層（４）は、複数のＳ形または
   Ｚ形のかみ合わせワイヤ（10）によって構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性管状導管。
3. 【請求項３】かみ合わされた第１の外装層（４）は、複
   数のＴ形にかみ合わせワイヤ（10）によって構成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の可撓性管状導
   管。
4. 【請求項４】かみ合わされた第１の外装層（４）は、複
   数のＵ形のかみ合わせワイヤ（10、10′）によって構成
   されていることを特徴とする請求項１に記載の可撓性管
   状導管。
5. 【請求項５】可撓性管状導管が２つの外装層（４、５）
   を含み、第１の外装層（４）がかみ合わせワイヤの可撓
   性管状導管（１）の軸線（２）に対して角度A1で配置さ
   れており、前記第１の外装層（４）の外側に配置された
   第２の外装層（５）の緊締されていないワイヤが可撓性
   管状導管（１）の軸線（２）に対して角度A2で配置され
   ており、前記角度A1及びA2が、 1.9＜tan（A1）×tan（A2）＜2.2 という関係を満たしていることを特徴とする請求項１か
   ら５のいずれか１項に記載の可撓性管状導管。
6. 【請求項６】角度A1及びA2がほぼ等しいことを特徴とす
   る請求項５に記載の可撓性管状導管。
7. 【請求項７】絶対値が（Ａ）の第１の配置角度で互いに
   対向方向に配置された２つの第１の層（４、５）と、互
   いに相補的な絶対値が（Ｂ）の第２の配置角度で互いに
   対向方向に配置された第３および第４の層（８、９）と
   からなる４つの外装層（４、５、８、９）を含むことを
   特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の可撓
   性管状導管。