JPH0157230B2 - - Google Patents

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JPH0157230B2
JPH0157230B2 JP58051632A JP5163283A JPH0157230B2 JP H0157230 B2 JPH0157230 B2 JP H0157230B2 JP 58051632 A JP58051632 A JP 58051632A JP 5163283 A JP5163283 A JP 5163283A JP H0157230 B2 JPH0157230 B2 JP H0157230B2
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JP
Japan
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connector
fixed
male
riser
female
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JP58051632A
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Eiichiro Ideno
Masaru Tamya
Katsumi Ogawa
Tadashi Kumakiri
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/002—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling
    • E21B19/004—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling supporting a riser from a drilling or production platform
    • E21B19/006—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling supporting a riser from a drilling or production platform including heave compensators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/01—Risers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S285/00—Pipe joints or couplings
    • Y10S285/90—Balanced pressure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は海底石油開発に使用するライザの連結
装置に係り、特にチユービング管を内蔵する複合
管状のライザパイプを伸縮可能に連結するに適し
たテレスコピツクジヨイントに関するものであ
る。
現状の海洋油田の生産方法としては海洋構造物
（固定式プラツトホーム）が主流を占めているが、
大水深海域からの石油生産への指向が強まるにつ
れて、上記のような固定式プラツトホームを設置
することが経済的、技術的な理由から限界に来て
いる。
その為、従来の海洋構造物を用いない生産シス
テムとして海底に多くの坑口装置（油井口装置）
を設置し、そこから出る石油を海底で一つに纏め
て海上に導き、処理、貯蔵、出荷する所謂海底石
油生産システムが開発されている。
このような海底石油生産システムでは海底の坑
口と海上の作業船とをライザと呼ばれる複数のパ
イプによつて連結し、ライザを介して坑口設備の
油圧装置を作動させて坑口設備の保守点検、更に
は採油作業等を行う。
第１図は作業船１側より海中に垂下したライザ
２の下端に位置制御装置４を設け、この位置制御
装置４によつてライザを坑口３の真上に位置させ
てライザ２の下端を坑口３内に挿入する作業状態
を示している。
このような位置制御が完了してライザ２が坑口
３に連結されると、ライザ２内に配管した油圧配
管を用いて坑口３内の油圧装置を作動させ種々の
保守点検を行うものであるが、このような保守点
検用或いは坑口設備の設置、回収用のライザをリ
エントリライザと呼び、かかるリエントリライザ
内には、前記の油圧配管の他に原油の採取及び坑
口内チユービング管のワイヤーライン、ポンプダ
ウンツールによる清掃作業用のチユービング管が
２本配設されているのが一般的である。このよう
なリエントリライザの断面形状を第２図に示す。
図中小径の複数の配管５は油圧用作動油の配管で
あり、２本の大径の配管６は前記チユービング管
である。
ところで上記坑口内のチユービング管の掃除作
業等を行うにはライザ２の下端の海底の坑口装置
３に固定した状態でなければならないが、ライザ
の上端は波浪によつて揺動する作業船に連結され
ており、ライザ２の上端を作業船に固定してしま
うと作業船の鉛直運動によりライザ２が座屈や過
大な引張りを受けることになりライザ２の早期損
傷を招来する。
その為ライザ２の先端を船体１に対して一般に
浮遊状に取り付け、各油圧配管の先端に撓み管を
接続して各油圧源に連結することにより船体の揺
動によつてライザの先端が船体に対して上下動す
ることを許容する方法もあるが、リエントリライ
ザの場合、第２図の如くチユービング管を内蔵し
ており、このチユービング管はワイヤーライン及
びポンプダウンツールによる清掃作業の必要性か
ら、撓み管等のように曲率半径の小さい接続部を
用いることが出来ない。
本発明はこのような観点から、内部にチユービ
ング管を有するライザの下端を海底の坑口に固定
し、その上端を船体側に固定しつつ、船体の上下
動を許容し得るような特殊なライザの連結機構を
提供せんとするものであり、ライザの連結部に雌
雄状に嵌合するコネクタを取り付け、両者の揺動
運動によりライザの下端を海底に固定したまま船
体の上下動を吸収しうるように成し、而もチユー
ビング管を内蔵することにより摺動運動部分に生
じる摺動部分の体積変化を無理なく吸収すると共
に、チユービング管からジヨイント側への作動油
のリークをも吸収しうるような構造を有するライ
ザ用テレスコピツクジヨイントを提供するもので
ある。
続いて第３図以下の添付図面を参照して本発明
を具体化した実施例につき説明する。ここに第３
図は本発明の一実施例であるテレスコピツクジヨ
イントＪの側断面図（第４図に示すＣ−O′−Ｏ
−C′）矢視断面図）、第４図は第３図に於けるＢ
−Ｂ矢視断面図、第５図は第３図に於けるＡ−Ａ
矢視断面図である。これらの図に示した実施例で
は雌側コネクタを船体側に、雄側コネクタを下方
の坑口側ライザに固定する場合を示している。
第３図に於いて、雌側コネクタ１０は船体上の
図示せぬライザパイプに連結素子１１を使つて固
定されるもので、その内部に軸方向に平行の２本
のチユービング通路１２を貫通状に有しており、
このチユービング通路１２は、該テレスコピツク
ジヨイントＪの下方に連結されるライザ内の図示
せぬチユービング管と連通し、ワイヤライン作
業、ポンプダウンツール作業の通路となるもので
ある。雌側コネクタ１０は中間にフランジ１３を
水平に有すると共に、その下部は後記する雄側コ
ネクタとの間で雌雄の嵌合を構成する円柱状の嵌
入部１４を構成している。該雌側コネクタ１０の
嵌入部１４は略円筒状の雄側コネクタ１５の中心
部に軸方向に貫通状に穿つたシリンダ状摺接孔１
６内に軸方向に摺動可能に装着されている。上記
摺接孔１６の下端開口は下方に連結されるライザ
との接続部をなす円柱状のエンドプレート１７に
より閉塞されており、該エンドプレート１７にも
前記雌側コネクタ１０に穿設したチユービング通
路１２と同軸の２本のチユービング通路１８が平
行に、且つ貫通状に穿設されている。このチユー
ビング通路１８の上端には上方向に向かつて該チ
ユービング通路１８及び前記チユービング通路１
２と同じ内径を有する連通孔１９を軸方向に貫通
状に穿設した円筒状のノーズ部２０がそれぞれ固
着されて、該ノーズ部２０は前記嵌入部１４内に
穿つた前記チユービング通路１２の下端部にチユ
ービング通路１２に連通状に穿設したノーズ部挿
入孔２１内に軸方向に摺動自在に挿入されてい
る。尚３８及び３８ａは全てＯリング等のシール
材である。
前記雄側コネクタ１５の中間部に設けたフラン
ジ１３ａにはその下部に２本の空気シリンダ２２
がライザ及びテレスコピツクジヨイントＪの中心
軸２３Ｇを中心として左右対称に取り付けられて
おり、各空気シリンダのピストンロツド２３の上
端部はナツト２４によつて前記フランジ１３に固
着されている。上記空気シリンダ２２内の空気室
２５の容積は、ピストンロツド２３に固着された
ピストン２６の上下方向の移動に伴つて変化する
もので、この空気室２５はフレキシブルホース２
７を介して前記エンドプレート１７の上面１７′、
摺接孔１６、嵌入部１４の下部１４′、及びノー
ズ部２０の外面によつて囲まれた容積可変の空間
２８と連通している。この空間２８の有効断面積
即ち摺接孔１６の断面積からノーズ部２０の断面
積を差し引いたものが左右の空気シリンダ２２，
２２の空気室２５，２５の有効断面積、即ち２本
の空気シリンダの２個の空気室２５，２５の断面
積から２本のピストンロツド２３の断面積を差し
引いた面積に等しくなるように空気シリンダ２２
の空気室２５、ピストンロツド２３の断面積が決
定されている。
更に前記フランジ１３ａの前記空気シリンダ２
２，２２と90゜位相の異なる位置には、小型の油
圧シリンダ２９が２本平行に取り付けられてお
り、該油圧シリンダ２９，２９のピストンロツド
３０，３０はナツト３１によつてフランジ１３に
固着されている。この油圧シリンダ３０の油室３
２はフレキシブルホース３３を経てエンドプレー
ト１７内に穿設されたチユービング通路１８と連
通しており、チユービング通路１８が連通孔１９
を介してチユービング通路１２と連通しているこ
とにより、該チユービング通路１２と連通するノ
ーズ部挿入孔２１内のノーズ部２０の上部空間３
４と連通している。この２本の油シリンダ２９内
の油室３２の全有効面積、即ち油室３２の断面積
から２本のピストンロツド３０の断面積を差し引
いた面積が、前記ノーズ部２０の全有効断面積、
即ち２本のノーズ部２０の全断面積から２本の連
通孔の全断面積を差し引いた面積に等しくなるよ
うに決定されている。
尚、雄側コネクタ１５の外周部にはスラストベ
アリング３５を介してテンシヨナリング３６が取
り付けられている。このテンシヨナリング３６
は、該テンシヨナリング３６を四方向から引張り
上げるワイヤ３７によつて雄側コネクタ１５を一
定の引張力で上方向に持ち上げ、その下方のライ
ザに座屈を生じないようにする為のものである。
以上述べたテレスコピツクジヨイントの作動を
以下に述べることにより本発明にかかるテレスコ
ピツクジヨイントにつき更に詳しく説明する。即
ち船体が海面の上下動に応じて上下に移動する
と、船体側に固定された雌側コネクタ１０も上下
方向に運動するが、雌側コネクタ１０と嵌入部１
４及びこれを挿入した摺接孔１６との間で軸方向
の摺動運動が可能である為、海底側にエンドプレ
ート１７を介して固定された雄側コネクタ１５
は、上下方向に位置を固定された状態で雌側コネ
クタ１０と接続状態を保つことが出来る。今、雌
側コネクタ１０が船体の移動によつて上方に引き
上げられた場合を考えると、雌側コネクタ１０の
上方向への移動によつて該雌側コネクタ１０に固
定されたピストンロツド２３及びピストン２６が
上方向に移動し、空気シリンダ２２の空気室２５
内の空気がフレキシブルホース２７を通つて押し
出され、押し出された空気は全て空間２８内へ流
入する。空間２８内の有効断面積と空気シリンダ
２２内の空気室２５の全有効断面積は等しく、且
つピストン２６の移動量と雄側コネクタ１５に対
する雌側コネクタ１０の移動量は同一であるか
ら、空間２８の体積膨脹分に等しい空気が空気シ
リンダ２２から補充されて空間２８内の圧力が一
定に保たれ、雌側コネクタの嵌入部１４が雄側コ
ネクタ１５から引き抜かれることによつて空間２
８内の圧力が減少し、雌側コネクタ１０の移動が
阻害されるような不都合が回避される。
更に本発明の構造に於いてはノーズ部挿入孔２
１内にノーズ部２０を挿入してチユービング管の
直線状の連通状態を維持している為、空間３４内
の作動油の圧力がノーズ部２０の上端部に作用し
ノーズ部２０を介して雌側コネクタ１０を上方に
押圧する力が発生するが、空間３４と油圧シリン
ダ２９の油室３２とが連通していて、而もその両
者の有効断面積が同一である為、ノーズ部２０の
先端にかかつた圧力と同じ量の圧力が雄側コネク
タ１５に固着した油圧シリンダ２９のピストン３
０′、ピストンロツド３０を下方向に押し上げる
力として作用し、この上下方向の力がバランスし
て雌側コネクタ１０に対する軸方向の推力が相殺
される。
更に又、ノーズ部２０とノーズ部挿入孔２１と
の摺動部分には、Ｏリング等のシール材３８が挿
入されているが、シール材３８の破損によるリー
クが発生した場合でも、本発明に於いては上記し
たように空間２８が空気シリンダ２２内の空気室
２５と連通しているので、漏れた油は空気シリン
ダ２２内の空気室２５に送られ外部に漏出する如
き不都合が皆無である。
上記実施例はリエントリライザに用いるテレス
コピツクジヨイントについて述べたものである
が、本発明はかかるリエントリライザのみに適用
されるものではなく、例えば小油田から採油する
為の複合状のプロダクシヨンライザに応用するこ
とも可能である。
以上詳述した如く本発明は海底の坑口に固定さ
れ内部に複数のチユービング管を有するライザパ
イプと、船体側に固定されたライザパイプとを軸
方向に摺動自在に連結するためのライザ用テレス
コピツクジヨイントに於いて、雌雄状に嵌合し軸
方向に摺動自在の雌雄のコネクタと雌側コネクタ
に穿設されたチユービング管と連通するノーズ部
挿入孔に摺動可能に嵌入され、且つ雄側コネクタ
の内径奥部に固設されたチユービング管と連通す
る連通孔を有するノーズ部と、一方のコネクタ本
体の外側にコネクタの軸芯に平行で且つ軸芯に対
称に固着されその全有効断面積が前記雌側コネク
タの嵌合部の有効断面積に等しく更にその空気室
が上記雌側コネクタの嵌合部の容積可変空間に連
通している空気シリンダであつて、そのピストン
ロツドの端部が他方のコネクタに固着されている
空気シリンダとを有してなることを特徴とするラ
イザ用テレスコピツクジヨイントであるから、海
底の坑口に固定されたライザ及びこれに連結され
た一方のコネクタに対しこれと雌雄状に嵌合する
他方のコネクタが船体の動きに伴つて軸方向に自
由に摺動することが出来るため、海底の坑口に固
定されたライザパイプと、船体側に固定されたラ
イザパイプとを直線状に連結しうるものであるか
ら、ワイヤライン或いはポンプダウンツールによ
るチユービング管の清掃作業に於いて最適であ
り、更に両者の摺動の際排除され、又は不足する
ジヨイント内の空気を空気シリンダの連動により
取り除き、又は補給することが出来、且つチユー
ビング管部分からリークする作動油も空気シリン
ダ内に溜めることが出来るので、リーク油が外部
に漏出するような不都合が無く、下方の坑口に固
定されたライザに座屈や引張りを生じる力が作用
せず極めて円滑な摺動状態を維持することの出来
るテレスコピツクジヨイントを提供するものであ
る。又チユービング管との連通通路部分で原油の
圧力によつて生じる雌側コネクタへの引抜力を油
圧シリンダによつてバランスさせるように構成す
ることによつて雌側コネクタの抜け止めを可能と
するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るテレスコピツクジヨイン
トを用いたライザの使用状態を示すライザ全体の
概略側面図、第２図はライザの断面図、第３図は
本発明の一実施例に係るテレスコピツクジヨイン
トの側断面図（第４図に於けるＣ−O′−Ｏ−C′矢
視断面図）、第４図は第３図に於けるＢ−Ｂ矢視
断面図、第５図は第３図に於けるＡ−Ａ矢視断面
図である。 （符号の説明）、１……船体、２……ライザ、
３……坑口装置、６……チユービング管、１０，
１５……コネクタ本体、２１……ノーズ部挿入
孔、２０……ノーズ部、１９……連通孔、２２…
…空気シリンダ、２３……ピストンロツド、２９
……油圧シリンダ、２８……空間、３４……空
間、３０……ピストンロツド、３２……油室、２
５……空気室。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 海底の坑口に固定され内部に複数のチユービ
    ング管を有するライザパイプと、船体側に固定さ
    れたライザパイプとを軸方向に摺動自在に連結す
    るためのライザ用テレスコピツクジヨイントに於
    いて、雌雄状に嵌合し軸方向に摺動自在の雌雄の
    コネクタと、雌側コネクタに穿設されたチユービ
    ング管と連通するノーズ部挿入孔に摺動可能に嵌
    入され、且つ雄側コネクタの内径奥部に固設され
    たチユービング管と連通する連通孔を有するノー
    ズ部と、一方のコネクタ本体の外側にコネクタの
    軸芯に平行で且つ軸芯に対称に固着されその全有
    効断面積が前記雌雄コネクタの嵌合部の有効断面
    積に等しく更にその空気室が上記雌雄コネクタの
    嵌合部の容積可変空間に連通している空気シリン
    ダであつて、そのピストンロツドの端部が他方の
    コネクタに固着されている空気シリンダとを有し
    てなることを特徴とするライザ用テレスコピツク
    ジヨイント。 ２ 海底の坑口に固定され内部に複数のチユービ
    ング管を有するライザパイプと、船体側に固定さ
    れたライザパイプとを軸方向に摺動自在に連結す
    るためのライザ用テレスコピツクジヨイントに於
    いて、雌雄状に嵌合し軸方向に摺動自在の雌雄の
    コネクタと、雌側コネクタに穿設されたチユービ
    ング管と連通するノーズ部挿入孔に摺動可能に嵌
    入され、且つ雄側コネクタの内径奥部に固設され
    たチユービング管と連通する連通孔を有するノー
    ズ部と、一方のコネクタ本体の外側にコネクタの
    軸芯に平行で且つ軸芯に対称に固着されその全有
    効断面積が前記雌雄コネクタの嵌合部の有効断面
    積に等しく更にその空気室が上記雌雄コネクタの
    嵌合部の容積可変空間に連通している空気シリン
    ダであつて、そのピストンロツドの端部が他方の
    コネクタに固着されている空気シリンダと、一方
    のコネクタ本体の外側にコネクタの軸芯に平行で
    且つ軸芯に対称に固着されその全有効断面積が前
    記ノーズ部の全有効断面積に等しく更にその油室
    が上記チユービング管に連通している油圧シリン
    ダであつて、そのピストンロツドの端部が他方の
    コネクタに固着されている油圧シリンダとを有し
    てなることを特徴とするライザ用テレスコピツク
    ジヨイント。
JP58051632A 1983-03-29 1983-03-29 ライザ用テレスコピツクジヨイント Granted JPS59177494A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58051632A JPS59177494A (ja) 1983-03-29 1983-03-29 ライザ用テレスコピツクジヨイント
FR8404880A FR2543611B1 (fr) 1983-03-29 1984-03-28 Joint telescopique pour colonne montante servant a des recherches petrolieres sous l'eau
US06/594,915 US4615542A (en) 1983-03-29 1984-03-29 Telescopic riser joint

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58051632A JPS59177494A (ja) 1983-03-29 1983-03-29 ライザ用テレスコピツクジヨイント

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Publication Number Publication Date
JPS59177494A JPS59177494A (ja) 1984-10-08
JPH0157230B2 true JPH0157230B2 (ja) 1989-12-05

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ID=12892216

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Country Status (3)

Country Link
US (1) US4615542A (ja)
JP (1) JPS59177494A (ja)
FR (1) FR2543611B1 (ja)

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