JPH0249137A - パイプセグメントの圧力試験方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明はパイプセグメント（パイプの区分された部分）
を圧力試験するための装置と方法に関する。さらに詳細
には、本発明の装置と方法は、試験に用いる圧力が著し
く変動し約２０００ボンド／平方インチ（１４０ｋｇ／
ｃＩ１１）から２５．０００ボンド／平方インチ（１７
５０ｋｇ　／　ｃ＋ｆｉ　）以上まで変化するようなさ
く井（井戸堀さく）のために用いられる、ねじを有し及
びねじを有しないパイプセグメントの高圧力試験を意図
するものである。

〔従来の技術〕

さく井産業における実用操業の重大な部分は設備の試験
である。この設備の一部は、井戸穴の下方に延出されか
つ不利な条件のもとて数年間所定位置にとどまっている
長いパイプを含んでいる。

パイプセグメントが故障したならば、この故障を直すの
に要する費用はけたはずれに高（なり、そしである例に
おいては、この故障が直せないことさえある。このよう
に、パイプセグメントの圧力試験は井戸を作るのに用い
られる設備を用意し試験するのに不可欠な部分となって
いる。

パイプセグメントの圧力試験のための開発された２つの
普及した方法がある。その第１は°“ラックバ試験とし
て知られている。この試験方法はパイプセグメントの各
端部をプラグ（栓）に螺合しその後に流体をパイプの内
部空洞に所定の試験圧力に達するまでポンプで送り込む
ことを含んでいる。試験が完了すると、この圧力は解放
され端部のプラグはパイプセグメントから取りはずされ
る。

パイプ試験の第２の方法は、“ミル”試験方法として知
られている。このミル試験機はパイプセグメントの対向
両端部を同時に掴みまた栓をするものである。この把持
と栓をする作用は液体槽の中で行われそれによりパイプ
セグメントが最初に試験機により把持された時パイプセ
グメントが少なくとも部分的に流体で満たされる。パイ
プ内部の残りの空間はついでミル試験機端部プラグを通
る流体がポンプで送られて満たされる。この流体は所望
の予め定められた試験圧力に加圧され、この圧力は次に
解放されパイプは液槽から取り除かれる。

パイプセグメント圧力試験の従来技術の方法の各々には
いくつかの欠点がある。“ラックバ試験に関しては、そ
の欠点は、パイプの端部分が試験目的だけでパイプの使
用寿命にわたって何回かねじ締めされまたねじがはずさ
れることにある。このように、ねじは摩耗しまた何回か
のねじ締め及びねじ締め解放操作の間に整列しなくなる
。さらに、パイプのセグメントをプラグに螺着するのに
用いられる機構はしばしば、その把持作用のためパイプ
の外側に軽微の損傷を生じさせる。しかしこの試験の方
法に対する主な欠点はパイプの材料構成物における進歩
にさらに関連する。詳細には、材料の進歩はパイプセグ
メントを内部圧力に関係する故障に対して著しく抵抗力
を増すようにする。

このようにして、所定の試験圧力は、パイプセグメント
の対応端部に取付けられたプラグが圧力にもはや耐えら
れなくなる範囲にまで増大されるようになった。これは
圧力に抵抗するプラグの端部の面積がパイプの横断面積
に等しいからである。

パイプの直径が８インチ（２０，３ｃｍ）で試験圧力が
２０．０００ポンド／平方インチ（１４００ｋｇ　／　
ａｆｌ　）の場合には端部プラグが耐えなければならな
い蓄積された圧力は約５００　）ンの力である。

パイプの材料構成物の進歩はまたこのミル試験方法にい
くつかの欠点をもたらしている。詳しくは、パイプ材料
がその強度において進歩したので組み込まれるミル試験
機もまた必然的に、試験中パイプセグメントの両端部に
十分な圧力を生じさせるためその能力が向上している。

このように、ミル試験装置は極めてかさばるものとなり
実際上動かせないものとなってきている。さらに、材料
が進歩するので必要な端部圧力に耐えてパイプセグメン
トを正しく試験することができるミル試験機が設置でき
るかどうかは未確定である。

パイプセグメントを試験するもう１つの方法は、米国特
許第４．５５７．１３９号に開示され、隣接パイプ部分
の間のねし接合を試験するために発展した。

この方法は最初油井やぐらの中に垂直に位置する長い関
連パイプを試験するために開発された。特に、試験装置
が一連のパイプセグメントの開放上端部の中に挿入され
これを通って下降され関連パイプセグメントの連続する
ねし接合部に対応するように配置される。試験用具がそ
の各端部をパイプの内面に対してシールされ、流体が試
験用具とパイプセグメントとの間に隔離している環状空
洞の中にポンプで送り込まれる。このようにして、いく
つかのねじ接合部が関連パイプセグメントを分離する必
要なしに順次試験される。

この垂直の試験方法から、水平のパイプ試験方法が発展
し、それによりパイプの長さが実質的に水平な架台の上
に設置されパイプ試験用具がその中に挿入され加圧され
、パイプセグメントが試験される。しかし、パイプセグ
メントは約２０フイート（６ｍ）から６０フイート（１
８ｍ）に及ぶいくつかの異なる長さになる。この結果、
パイプ試験機もまた必然的にいくつかの長さに形成でき
るようにしなければならない。この試験方法の欠点は変
えられたパイプセグメントの寸法によって要求されるい
くつかの長さにパイプ試験機を組立て及び分解するのに
時間を要することであった。

〔発明が解決しようとする課題と課題を解決するための手段〕

本発明の装置と方法は従来技術の試験方法に関連するい
くつかの問題点を解決するものである。

本発明の装置は、上記の第３の試験方法において開示さ
れたものと同様であるがその長さが予想される最も短い
パイプ長さよりわずかに短い長さに減少された長さとな
っている管状試験装置である。延ばされたけん引棒要素
がパイプ試験機の一端に取付けられ、このパイプ試験機
は試験用具をその長さが実質的にこの試験用具の長さを
超える長さのパイプの中に挿入できるようになっている
。

試験用具と試験されるパイプ長さとの間の長さの相違の
ために、試験工程は、与えられた長さのパイプのために
２つ又はそれ以上の重なった段階の加圧試験でなされる
。試験用具の長さを超えるパイプ長さは、試験用具の長
さに等しい長さのセグメント（区分された部分）におい
て区分けして試験される。このようにして、広範囲に変
動する大きさのパイプ長さは効率的かつ時機にかなった
方法で試験することができる。

この試験装置は試験用具を完全に取巻くゴム被覆を結合
し試験用具がパイプセグメントに挿入されまた引き出さ
れる時このパイプセグメントを保護するようにする。さ
らに、試験用具上のシールは膨張可能でありいくつかの
変った直径のパイプを受は容れるようにしそれにより標
準試験用具が複数のパイプ長さと直径に適応できるよう
になっている。

本発明の他の目的はその新規な特徴構造と共に、添付図
面と関連する以下の記載を参照することによりさらに明
らかとなるであろう。

（実施例） 本発明の装置及び方法は第１図と第２図を参照して以下
に説明される。試験用具１０はその長さが約１２〜４０
フイート（３，６６〜１２．２ｍ）の主要な本体部分１
２からなっている。この主本体部分はその各端部に配置
された高圧シール１４を有している。これらのシールは
米国特許第３．Ｏ’３８，５４２号に開示された型式の
ものである。米国特許第３．０３８，５４２号に開示さ
れたバッカー組立体に用いられるこのシールはその後進
歩して試験される区分されたパイプの長さ内部から生じ
る２５，０００ボンド／平方インチ（１７５０ｋｇ／ｄ
　）を超える圧力に耐えることができるようになってい
る。

主本体部分１２はその後端に取付けられたけん引棒（ド
ローパー）１６を有している。このけん引棒は、試験用
具の主本体部分から延出しかつ試験用具の主本体部分１
２の長さを実質的に超えるパイプ長さの中に試験用具が
挿入できるような、小さな直径のチューブ長°さからな
っている。この主本体部分１２とけん引棒１６とは共に
チューブ構造でありそしてその中にシール１４と環状空
洞４４とを加圧する流体のための通路を有している。

これらの内部圧力通路は圧力ライン２０に取付けられ、
この圧力ライン２０は高圧流体ポンプ装置（図示しない
）に連結されている。

用具に対するパイプ区分（パイプセグメント）の内部シ
ールは用いられる試験圧力範囲によって決まる３つの方
法のうちの１つによって行われる。

所望の試験圧力範囲が０〜１０，０００ポンド／平方イ
ンチ（７００ｋｇ　／　ｃｄ　）であったならば、“′
オリフィスパ方法として知られているシール加圧装置が
一般に使用される。この方法を用いるため、本体部分に
はその長さ（図示しない）に沿って１つ又は２つの小さ
なオリフィス〔それぞれが約１／１６インチ（１，５９
ｍｍ）の直径〕が設けられる。加圧流体が主本体部分１
２の内側通路の中にポンプで送られて同時にシール１４
に圧力をかけ環状空洞４４を充填し始める。このシール
が圧力で十分に負荷された時、このシールに蓄積された
圧力がポンプで送られた流体をオリフィスを通ってさら
に迅速に周囲の環状空洞の中に排出させる。

シールと環状空洞とを加圧する第２の装置は１０、００
０ポンド／平方インチ（７００）ｃｇ　／　ｃｄ　）を
超える試験圧力範囲のために用いられる。この第２の方
法は“′ポートサブ゛機構と呼ばれている。この機構は
流体がオリフィスを通って環状空洞の中に流入する前に
シールを９００〜１２００ボンド／平方インチ（６３〜
８４ｋｇ／ｃｍ２）の範囲に加圧する、主本体部分１２
の内側圧力ラインに沿う逆止弁を含んでいる。この加圧
流体は加圧段階を通してこの逆止弁に対しポンプで送ら
れる。そのため、この加圧段階は持続する高いポンプ圧
力のためにオリフィス機構によるよりも長い時間を要す
る。しかし、この°“ボートサブ′方法は極めて確実な
シール１４の密封がより重要である高圧試験方法により
適している。シール１４を密封する第３の方法はまた低
圧パイプ試験に用いられる。この第３の方法は“カップ
パッカー”°方法として知られており、潤滑剤の豊富な
塗布によりシール１４をパイプセグメントの中に簡単に
押し込むことを含んでいる。

この第３の方法は、膨張可能なシールがパイプの狭い部
分を通って装着することができずしかもパイプのより大
きな部分を十分にシールするよう拡大するような範囲に
わたって、パイプセグメントの内径が変化するような場
合に用いられる。

試験用具１０がけん引機構２２によってパイプセグメン
ト４０の中に推し進められまたパイプセグメントから引
き出される。このけん引機構は試験用具を確実に押し込
みパイプセグメントの外に引き出すことができる任意の
便利な構造とすることができる。けん引機構の好ましい
構造はこれがパイプセグメントから引かれまた中に挿入
されるとき試験用具の通路に平行に位置する組込み駆動
チェーンである。

試験用具は用具掛止支持台３１上に乗る。これらの支持
台はローラ又は他の摺動自在の支持装置が設けられ試験
用具がパイプセグメントの内外に摺動できるようになっ
ている。

パイプセグメント４０はパイプ架台３０上に乗る。これ
らのパイプ架台は、パイプの重量、試験用具部品、関連
試験流体を担持しまた試験が完了した時パイプセグメン
トを架台を横切って横方向に動かすことのできる任意の
適当な構造とすることができる。最前列の架台と最後列
の架台との間に一対の油圧式シンチ３２が配置されてい
る。油圧式シンチ３２はパイプセグメント４０を取巻き
かつこれをパイプ架台３０に対して固定するシンチ帯体
又は締結具３３に連結されている。このようにして、パ
イプセグメントはパイプ架台に対し締結保持され試験中
パイプの故障が起きないようにしている。

液槽３４がパイプ架台３０のパイプセグメント試験領域
の直下に配置されている。液槽３４は、試験中パイプセ
グメントを加圧するのに用いられる流体の回収と再循環
ができるようにする。

試験用具の主本体１２とけん引棒１６とは好ましくはゴ
ムジャケットで被覆されて試験工程中に試験用具が挿入
され引き出されるときパイプセグメントを損傷しないよ
うにする。

さらに、用具案内４２が試験パイプセグメント４０の前
端に置かれ試験用具が最初に挿入されるときパイプセグ
メントの前端を損傷しないようにしている。

本発明の成功の１つの理由は、主本体部材１２の各端部
に試験用具圧力シール１４に対して得られる減少された
圧力領域である。試験用具の主本体部分はその外径が、
与えられたパイプセグメント内径と実質的に同じである
。この各外径と内径との間の差は主本体部分１２の各端
部上に取付けられたシール１４の直径によって補償され
る。このようにして、試験操作中流体圧力が作用する各
シール１４の領域はパイプセグメントの横断面積と試験
用具の主本体部分の横断面積との間の面積の差があるだ
けとなる。したがって、上記のような従来技術の試験方
法において要求される対向する数百トンの力の代りに、
本発明の試験用具のシールは従来技術の試験装置によっ
て耐えられる圧力の一部分だけに耐えられればよい。こ
のように、本発明の試験装置と方法は、試験用具とこれ
に結合されたシールの、惨事を起こすような故障に関し
ては従来技術の試験方法より迩かに安全である。

さらに、減少された力のため遥かにコンパクトで簡単化
された装置と方法とが可能となる。

作動時、パイプセグメントは、用具架台３１とこれに組
込まれたローラとの上に載っている試験用具とほぼ水平
に整列するよう配置される。パイプセグメントはシンチ
帯体又は締結具３３によって巻かれそしてパイプ架台３
０上に油圧式シンチ３２によって確実に位置ぎめされる
。用具案内４２が次にパイプセグメントの前端部を覆っ
て配置されこの前端部が挿入される試験用具により損傷
されないように保・護する。試験用具は配管ドープ（潤
滑剤）で十分に被覆されて試験用具を潤滑しかつパイプ
セグメントの中への挿入を容易にするようにしている。

この試験装置はさらに、主本体部分１２の長さに沿って
取付けられ外側に付勢された小さな車輪のような、パイ
プの中への挿入を容易にする他の手段と組合せることが
できる。

パイプセグメントが所定位置に固定されかつ試験用具を
挿入するよう準備されると、けん引機構２２が作動され
てけん引棒１６とこれに取付けられた試験用具とを水平
にパイプセグメン１−４０の中に推し進めるようにする
。試験用具はその前端部がパイプセグメントの後端部に
接近するまで挿入される。試験用具がこの最初の位置に
置かれると、この用具は上記の“オリフィス““ボート
サブ”ゝ又は“カンプパッカー″”シール方法のうちの
１つの方法により周囲のパイプセグメントに堅（シール
される。このシールが十分にシールされて主本体部分１
２の周りに流体密を形成した後、圧力ライン２０が最初
に作動される（カップバッカ一方法を用いた場合）か又
は試験用具の外径とパイプセグメント４０の内径との間
に存在する環状空洞４４の中にけん引棒１６と主本体部
分１２とを通って流体をポンプで送り続ける（ポートサ
ブ又はオリフィス方法を用いた場合）。環状空洞充填段
階の間、この環状空洞４４内に閉じ込められた空気はこ
の環状空洞を満たす加圧流体によりシール■４の１つを
通って押し出される。この強制通気工程は環状空洞４４
に閉じ込められた空気の実質的に全部がパイプセグメン
トから押し出されるまで行われる。この空気がパイプセ
グメントの特定の端部で排出されるのを助けるために、
パイプセグメントは前方又は後方にわずかに傾斜され空
気がパイプセグメントの上方端部に配設されたシール１
４に向って自然に走行できるようにする。

試験を完了させるため、圧力ライン２０が、当該特定パ
イプセグメントを試験するのに適当な所定の高さにまで
、試験圧力を送り続ける。

操作員が、特定パイプセグメントが十分に試験された（
通常は数秒から数分の時間）ことで満足すると、圧力は
環状空洞４４中で下降されそしてシール１４が減圧され
て試験用具をパイプセグメント内部から引き出すことが
できるようにする。

パイプセグメントが十分な長さを有し重なった試験方法
を必要としている場合には、この試験操作は、重なる試
験を通して、パイプ全長が圧力試験し終るまでパイプセ
グメントの区分された長さにわたって繰り返される。通
常、標準のパイプ長さはその圧力試験を完了するのに２
回の重なる試験以上は必要としない。

パイプ４０のセグメント（区分は部分）に沿う試験用具
の移動において、空洞４４内に包含されている流体の一
部がこの空洞から解放されることが必要である。このよ
うにして、圧力流体の一定量をパイプセグメントの一部
分に沿って試験用具と共に変位させることにより、環状
空洞の中への流体の適当量の再度の送り出しだけが、次
のセグメント（区分は部分）試験を完了するために必要
となるにすぎない。

〔発明の効果〕

本発明の装置と方法の利点はい（つがある。パイブセグ
メントは、螺合不備のパイプセグメントの出費が回避さ
れるように試験に先だってパイプセグメントに螺合する
必要がない。すでに螺着が行われている場合は、このパ
イプセグメントのねじは、その使用の過程全体にわたっ
て単に圧力試験操作の間だけの数回のねじによる締めつ
け及び解放からは摩耗及び／又は損傷を受けることがな
い。さらに、より強固な長いパイプを適当に試験するた
めの大きな容量の装置は必要でない。反対に、本発明の
装置は、特定の設置場所がパイプの長さと試験操作を行
うため水平に整列している試験用具の長さとを収容でき
る程度に運搬可能である。ある例においては、このこと
は沖合のさく井作業においても受は容れられるものであ
る。

本発明は特定の実施態様と関連して説明されてきたが、
これは実例としてのみ説明されたものであり特許請求の
範囲に記載された本発明の範囲を限定するものでないこ
とを明確に理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験されるパイプセグメントの遠隔端部に挿入
された本発明の試験用具の一部切断側面図、 第２図は試験されるパイプセグメントの前端に試験用具
が挿入された本発明の試験装置の一部切断側面図である
。 １０・・・試験用具、　　　工２・・・主本体部分、１
４・・・高圧シール、　　１６・・・けん引棒、２２・
・・けん引機構、　４０・・・パイプセグメント、４２
・・・用具案内、　　　４４・・・環状空洞。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パイプセグメントのための圧力試験方法であって、 パイプセグメントを実質的に水平の平面上に配置するこ
   と、 前記パイプのセグメントを前記実質的に水平な平面上に
   固定すること、 前端シールと後端シールとを有する圧力用具をこの圧力
   用具の前記前端シールが前記パイプの第２の端部に接近
   するまで前記パイプの第１の端部の中に挿入すること、 前記パイプセグメント内部の前記用具をその前記前端シ
   ールと後端シールでシールすること、前記用具と前記パ
   イプの内面との間の環状空間の中に流体をポンプで送り
   込むこと、 前記流体を前記環状空間内で所定の圧力に加圧すること
   、 前記流体圧力と、前記パイプと前記試験用具の間の前記
   シールとを解放すること、 前記用具の前記第１の端部シールが前記パイプの前記前
   端に接近するまで前記用具を前記パイプから引き寄せる
   こと、 前記パイプセグメント内部の前記用具をその前記前端シ
   ールと後端シールでシールすること、前記用具と前記パ
   イプの内面との間の環状空間の中に流体をポンプで送り
   込むこと、 前記環状空間内の前記流体を所定の圧力に加圧すること
   、 前記流体圧力と、前記パイプと前記用具との間の前記シ
   ールとを解放すること、 前記用具を前記パイプセグメントから引き出すこと、 の各段階からなるパイプセグメントの圧力試験方法。 ２、前記加圧段階が２，０００から２５，０００ポンド
   ／平方インチ（１４０から１７５０ｋｇ／ｃｍ＾２）を
   超える範囲の圧力を含んでいる請求項１に記載の方法。 ３、前記圧力用具がパイプセグメントの中への挿入に先
   だって潤滑剤で十分に被覆されている請求項２に記載の
   方法。 ４、用具案内カラーが前記圧力用具の挿入に、先だって
   前記パイプの前記第１端部の周りに配置される請求項３
   に記載の方法。 ５、パイプセグメントの圧力試験のための装置であって
   、 第１及び第２の端部を有する管状本体部分であって、該
   本体部分の各端部に接近した高圧シール手段を有し前記
   本体部分を周囲のパイプセグメントの内面にシールする
   ようにしている管状本体部分を具備し、 前記第１の端部が、これに連結されて前記管状本体部分
   をパイプセグメントに挿入しまた引き出すためのけん引
   棒手段を有し、 該けん引棒手段と前記本体部分とが、前記シールを加圧
   しかつ前記本体部分と周囲のパイプの内面との間の環状
   空洞の中に前記本体部分の外の流体を導入するよう配置
   された流体供給ラインを有している パイプセグメントの圧力試験装置。 ６、前記本体部分が、パイプセグメントを試験中損傷し
   ないよう保護するための弾性ジャケット手段で被覆され
   ている請求項５に記載の装置。 ７、前記本体部分が不変の長さを有している請求項６に
   記載の装置。 ８、前記高圧シール手段が０から１０，０００ポンド／
   平方インチ（７００ｋｇ／ｃｍ＾２）の範囲の圧力に耐
   え得る請求項６に記載の装置。 ９、前記高圧シール手段が１０，０００ポンド／平方イ
   ンチ（７００ｋｇ／ｃｍ＾２）を超える圧力に耐え得る
   請求項６に記載の装置。 １０、パイプセグメントのための圧力試験方法であって
   、 パイプセグメントを実質的に水平な平面に配置すること
   、 前記パイプのセグメントを実質的に水平な平面上に固定
   すること、 前端シールと後端シールとを有する圧力試験用具を、該
   試験用具の前記前端シールが前記パイプの第２の端部に
   接近するまで前記パイプの第１の端部の中に挿入するこ
   と、 前記パイプセグメント内部の前記用具を該用具の前記前
   端シールと後端シールとでシールすること、 前記用具と前記パイプの内面との間の環状空間の中に流
   体をポンプで送り込むこと、 前記環状空間内の前記流体を所定の圧力に加圧すること
   、 前記流体圧力と、前記パイプと前記試験用具との間の前
   記シールとを解放すること、 シールすること、ポンプで送ること、加圧すること及び
   解放することの前記各段階を連続して繰返しまた前記用
   具の前記第１の端部シールが前記パイプの前記前端に接
   近するまで前記用具を前記パイプに沿って引き寄せるこ
   と、 前記パイプセグメント内部の前記用具を該用具の前記前
   端シールと後端シールとでシールすること、 前記用具と前記パイプの内面との間の環状空間の中に流
   体をポンプで送り込むこと、 前記環状空間内の前記流体を所定の圧力に加圧すること
   、 前記流体圧力と、前記パイプと前記用具との間の前記シ
   ールとを解放すること、 前記パイプセグメントから前記用具を引き出すこと、 の各段階からなるパイプセグメントの圧力試験方法。