JP3373000B2 - 老朽管の再生方法 - Google Patents

老朽管の再生方法

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JP3373000B2 JP20698693A JP20698693A JP3373000B2 JP 3373000 B2 JP3373000 B2 JP 3373000B2 JP 20698693 A JP20698693 A JP 20698693A JP 20698693 A JP20698693 A JP 20698693A JP 3373000 B2 JP3373000 B2 JP 3373000B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、老朽化した海底パイプ
ラインや陸上パイプライン、その他の老朽配管を再生使
用できるようにする老朽管の再生方法に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】老朽化した管(老朽管)の代替として新
たな管(新設管)を新規ルートで敷設することは、環境
保全や工事費用等の問題で困難となりつつある。この対
策として老朽化した既設管を利用して新設管を敷設する
技術が、特公平3−30757号公報や特公平3−40
270号公報に開示されている。これらの技術は、老朽
管内に新設等として内パイプを挿入して、再生するもの
である。これらは、挿入力により内パイプが座屈しない
ように、内パイプの内部に液体又は気体を加圧状態で封
入し、内パイプの後端から挿入力を加える。また、内パ
イプの重量を軽減して挿入力を低下させるために、老朽
管と新管の隙間に比重の大きい液を注入する方法であ
る。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】前記従来の場合は下記
の課題がある。 (イ)内パイプの内部に液体又は気体を封入する必要が
あるので、挿入時に内パイプを溶接しながら延長してい
く場合に、封入物の除去、補充、あるいは閉塞プラグの
移動や再取付けが必要となるため、敷設能率の低下を招
いてしまう。 (ロ)内パイプの後端を押す挿入手段としているため、
挿入駆動機構のストロークを挿入長さと等しく取る必要
があるが、作業場所の制限や装置費用が割高になる等の
問題があり、所望のストロークを確保するのは非常に困
難である。 (ハ)さらに、挿入力の反力を取るために、近接地盤や
構造物に反力体や反力基板を設けなければならず、作業
場所や地盤に対する補強や支持構造が必要となるため、
工費と工期の増加を招く。 (エ)また、比重の大きい液体として濃塩水や掘削泥水
に用いられるベントナイト液を使用するが、ベントナイ
ト液の粘性により挿入抵抗がかえって増大する可能性が
あることや、挿入に伴って排出される濃塩水やベントナ
イト液の処理に手間と費用がかかることなどの問題があ
る。 【0004】 【課題を解決するための手段】前述の問題を有利に解決
するために、本発明の老朽管の再生方法においては、老
朽管内にその老朽管より小径の新しい内パイプを挿入す
る老朽管の再生方法において、老朽管内に充水した淡水
または海水からなる液体内における内パイプ1の外径と
肉厚を、その内パイプ1の液中重量がゼロに近くなるよ
うに選定し、老朽管A内を液体で満たしたのち、先端を
閉塞した前記内パイプ1を挿入し、内パイプ1を外周か
ら締め付けるクランプ2により前記内パイプ1を把持
し、老朽管Aの挿入側端部の直前に設けた内パイプ1の
たわみと芯ずれを補正する矯正装置10を介して挿入側
端部に反力を取る駆動機構により前記クランプ2に挿入
力を加える。また長手軸方向にテーパのついたフランジ
5を老朽管Aの挿入側端部に取付け、前記駆動機構の反
力を前記フランジ5を通して老朽管Aに伝えてもよい。
すなわち、本発明の場合は、下記の性能を有することに
より、実用的で効率のよい老朽管の再生方法を提供する
ことを目的とする。 (イ)内パイプの内部に液体又は気体を加圧封入しな
い。 (ロ)任意のストロークで挿入を行なう。 (ハ)比重の大きい特別の液体を使用する必要がない。 (ニ)内パイプの挿入力を軽減し長距離の挿入が可能で
ある。 (ホ)老朽管を撤去することなく老朽管の有効利用が可
能である。 【0005】 【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
において使用する各部材および装置について説明する。
内パイプ1は老朽管Aの内側に挿入可能な外径の新設管
となるパイプであり、この内パイプ1の外径及び肉厚
は、挿入時に老朽管Aの内部に満たす液体中で、内パイ
プ1の液中重量がゼロ(無重力状態)になるべく近くな
るような寸法のものを選定する。内パイプ1の単位長さ
当たりの液中重量を次式で求めることができる。 液中重量=ρπ{D2 −(D−2T)2 }/4−γπD
2 /4 なお前記の式において、Dは内パイプ1の外径、Tは内
パイプ1の肉厚、ρは内パイプ1の材質の密度、γは液
体の密度である。ここで、液中重量が負の値の時は、浮
力により内パイプ1が浮き上がろうとする力が生じるこ
とを示す。例えば、老朽管A内に満たす液体として比重
1.0の水を用いた場合、外径600mmの鋼管では肉
厚を19.7mmに選べば水中重量がほぼゼロになる。
なお、内パイプ1の外径は、老朽管Aの内径になるべく
近いものの方が再生後の使用時に有利になり、また内パ
イプ1の肉厚は、厚いほうが座屈しにくくなるので、よ
り長距離の挿入が可能になる。さらに、内パイプ1の先
端には、例えば先細の平滑面を有する蓋体12を嵌合あ
るいは溶接により固定する。 【0006】次に内パイプ1の押込機構(押込装置)に
ついて説明する。本発明は、老朽管Aに反力を取る駆動
機構(駆動装置)機械的な引き込み力を、内パイプ1を
把持する開閉自在なクランプ2に加えて、老朽管A内で
内パイプ1を前進させる。また、内パイプ1に駆動機構
による挿入力を与えるには、例えば、次のような機構を
採用できる。例えば、内パイプ1の外周を把持するクラ
ンプ2を配置し、そのクランプ2と、水圧または油圧な
どの流体圧で作動するシリンダ13により開閉駆動され
て老朽管Aを把持するチャック機構14と、前記クラン
プ2およびチャック機構14を連結するジャッキ3とか
らなる駆動機構を使用する。なお、クランプ2は、直径
方向に平行に動作する複数のシリンダ15を、内パイプ
1の円周に配置した圧縮締付け機構であってもよく、あ
るいは空気圧により収縮する弾性材料製チューブによる
圧縮締付け機構であってもよい。前記老朽管Aの挿入側
端部に設けられたジャッキ3により、内パイプ1を老朽
管A内の長手軸方向に押込む。前記ジャッキ3は水圧ま
たは油圧などの流体圧で伸縮するように構成され、前記
ジャッキ3の両端部とクランプ2およびチャック機構1
4とは、球面継手または自在継手11を介して接続され
ている。なお、内パイプ1に機械的な引込み力を与える
駆動機構としては、ジャッキ3に代えて、ウインチを使
用してもよく、あるいはラックおよびピニオン機構を使
用してもよい。ジャッキ3と老朽管Aとは、着脱可能な
反力フレーム4を介して接続され、反力フレーム4は老
朽管Aに取付けたフランジ5との機械的な結合により老
朽管Aに固定されている。またジャッキ3は反力フレー
ム4と球面継手11(または自在継手)を介して接続さ
れている。なお、老朽管Aにフランジ5を取付けない
で、反力フレーム4にクランプと同様の構造を用いても
よい。また、ジャッキ3の作動力及び個数は挿入予定の
内パイプ1群の全長に応じて選択して使用する。 【0007】次に液体について説明する。老朽管Aの内
部には、内パイプ1の重量を軽減しかつ摩擦係数を低下
させるために淡水6を満たす。なお、淡水の代わりに海
水を用いてもよいし、老朽管Aの内部に元々存在してい
る液体(例えば石油等)を用いてもよい。また、老朽管
Aが水平に配管されている場合は、老朽管Aの挿入側端
部にシール7を設け内パイプ1の挿入時に液体6が漏れ
出ないようにする。老朽管Aが挿入方向に対して下降傾
斜している場合など液体6が漏れ出ることのない場合
は、シール7は不要である。 【0008】次に老朽管の再生方法について説明する。 (1)内パイプの把持 まずジャッキ3を伸張した状態でクランプ2により内パ
イプ1の外周を締め付け、内パイプ1を把持する。この
ようにすると、クランプ2を内パイプ1の外周に沿って
長手軸方向へ移動できるので、ジャッキ3のストローク
内であれば、任意の位置で内パイプ1を把持することが
でき、内パイプ1の後端部を押し込む方式に比べて作業
が容易となる。 【0009】(2)内パイプの押し込み 次にジャッキ3を収縮してクランプ2を引き寄せること
により、内パイプ1に挿入力を加えて、その内パイプ1
を老朽管A内に挿入する。この時、挿入力は、クランプ
2、ジャッキ3、反力フレーム4を介して、内パイプ1
と老朽管Aとの間のみに働き、これらの外部に対しては
作用しない。前記内パイプ1は、老朽管A内で水中重量
がゼロに近くなるように外径と肉厚を選定してあるの
で、内パイプ1から老朽管Aに対し重力または浮力によ
り作用する力は小さく、内パイプ1と老朽管Aとの間の
摩擦抵抗が軽減される。従って、水中重量が大きい場合
に比べて小さな挿入力でよい。1回のストロークで内パ
イプ1を挿入しきれない場合は、クランプ2の締め付け
を開放した後に、前記(1)および(2)の手順を内パ
イプ1が所定量だけ挿入されるまで繰り返す。 【0010】(3)内パイプの接続 1本の内パイプ1を挿入したら、挿入された内パイプ1
の後端に新しい内パイプ1を溶接して接続する。この
時、内パイプ1の中に液体や気体を加圧封入していない
ので、内パイプ1の接続延長の度に封入物の除去、補
充、あるいは閉塞プラグの移動や再取付けをする必要が
なく、そのため敷設効率の向上が図れる。以下、前記し
た工程を繰り返して、内パイプ1を順次延長しながら押
し込んで行く。以上のようにして、内パイプ1を老朽管
Aの全長にわたって挿入したのち、内パイプ1群の先端
の閉塞を解除して老朽管Aの再生工事を終了する。本発
明では、老朽管Aを撤去しないで保護殻として利用す
る。 【0011】次に本発明の第2実施例を図3ないし図5
によって説明する。図3に示すように、内パイプ1のた
わみと芯ずれを補正する矯正装置10を老朽管Aの挿入
側端部の直前に設けることより、老朽管A内に内パイプ
1を有利に挿入できる。図4に示すように、矯正装置1
0は油圧または水圧により内パイプ1に長手軸方向に垂
直な力を4方向から加える機構になっていて、図示され
ていないフレームによって老朽管に固定されている。例
えば、内パイプ1の挿入中に、図2に示すような挿入力
により生じた変形により、内パイプ1が大きくたわみ老
朽管Aとせりあう場合や、内パイプ1に加わる挿入力の
作用点と老朽管Aの長手軸とがずれた場合には、大きな
挿入力が必要になるが、内パイプ1のたわみと芯ずれを
矯正装置10で補正することにより、小さな挿入力で作
業を可能にできる。具体的には、前述の大きな挿入力を
必要とする際に、図3及び図4に示す老朽管Aの挿入側
端部に設けた矯正装置10にて内パイプ1の外周の上下
・左右4方向から矯正力を作用させ最も小さな挿入力で
挿入可能とするような補正操作を行なう。 なお、矯正装
置10における内パイプ1の外周4方向に矯正力を加え
る機構は、矯正力を作用させながら老朽管A内に挿入す
るため、ローラーを介して油圧または水圧ジャッキ等の
加圧手段を用いた。 【0012】また、海底配管の再生工事において使用す
る作業船に、図6に示す配管矯正装置であるスティンガ
ーローラ9を取付けて、老朽管Aを支えながら内パイプ
1を挿入する場合に、図5に示すように、長手軸方向に
テーパのついたフランジ5を老朽管Aに取付けると、作
業船が緊急避難する際等に有利である。 【0013】これは、海底配管の再生工事において、荒
天時に老朽管Aならびにその老朽管Aに挿入した内パイ
プ1の折損を防止する場合、および内パイプ1の挿入完
了後に老朽管A並びに挿入した内パイプ1を海底面に下
ろす場合に、カバー8a,8bを取付け、図6に示すよ
うに、海底配管の再生工事において使用する作業船に取
付けたスティンガーローラ9上を容易に滑らせる効果が
ある。しかし、テーパのないフランジ5の場合は、ステ
ィンガーローラ9に引っ掛かるので作業が困難になる。 【0014】 【発明の効果】本発明は前述のように構成されているか
ら下記の効果を得ることができる。 (イ)老朽管A内を液体で満たし、内パイプ1の外径と
肉厚を内パイプの液中重量がゼロに近くなるように選定
することにより、内パイプ1の浮力または重力によって
生じる老朽管Aに加わる力が低減する。従って、比重の
大きな液体を使用することなく、入手容易な淡水や海水
を用いて内パイプ1と老朽管Aとの間に生じる摩擦を軽
減させることができるので、より小さな力で挿入するこ
とができ、あるいはより長距離の挿入が可能になる。ま
た、内パイプ1の中に液体や気体を加圧封入しないの
で、内パイプ1の接続延長の度に封入物の除去、補充、
あるいは閉塞プラグの移動や再取付けを行なう必要がな
く、そのため敷設効率の向上が図れる。 (ロ)パイプの外周を締付けるクランプ2により内パイ
プ1を把持するので、駆動機構のストロークが短くて
も、クランプ2の把持位置を移動させることにより、任
意のストロークで挿入が可能になり、そのため作業が容
易になる。 (ハ)老朽管Aの挿入側端部に反力を取る駆動機構によ
り内パイプ1を把持するクランプ2に挿入力を加えるこ
とにより、外部に対する不要な力が生じない。従って、
作業場所や地盤に対する補強や支持機構を必要とせず、
工期の短縮、工費の節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1実施例に係る老朽管の再生方法に
使用する各部材および装置を示す一部切欠斜視図であ
る。 【図2】内パイプが大きくたわみ老朽管とせりあう場合
の一部縦断側面図である。 【図3】本発明の第2実施例に係る老朽管の再生方法を
示す一部縦断側面図である。 【図4】本発明の第2実施例に係る老朽管の再生方法を
示す一部縦断正面図である。 【図5】本発明の第2実施例に係る老朽管の再生方法を
示す分解斜視図である。 【図6】本発明の第2実施例に係る老朽管の再生方法を
示す側面図である。 【符号の説明】 1 内パイプ 2 クランプ 3 ジャッキ 4 反力フレーム 5 フランジ 6 液体(淡水、海水) 7 シール 8 カバー 9 スティンガーローラ 10 矯正装置 11 球面継手または自在継手 12 蓋体 13 シリンダ 14 チャック機構 15 シリンダ A 老朽管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16L 1/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 老朽管内にその老朽管より小径の新しい
    内パイプを挿入する老朽管の再生方法において、老朽管
    内に充水した淡水または海水からなる液体内における
    パイプ1の外径と肉厚を、その内パイプ1の液中重量が
    ゼロに近くなるように選定し、老朽管A内を液体で満た
    したのち、先端を閉塞した前記内パイプ1を挿入し、内
    パイプ1を外周から締め付けるクランプ2により前記内
    パイプ1を把持し、老朽管Aの挿入側端部の直前に設け
    た内パイプ1のたわみと芯ずれを補正する矯正装置10
    を介して挿入側端部に反力を取る駆動機構により前記ク
    ランプ2に挿入力を加えることを特徴とする老朽管の再
    生方法。
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