JPH07151273A - 流体輸送管 - Google Patents
流体輸送管Info
- Publication number
- JPH07151273A JPH07151273A JP5338789A JP33878993A JPH07151273A JP H07151273 A JPH07151273 A JP H07151273A JP 5338789 A JP5338789 A JP 5338789A JP 33878993 A JP33878993 A JP 33878993A JP H07151273 A JPH07151273 A JP H07151273A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid transport
- transport pipe
- pipe
- reinforcing layer
- layer
- Prior art date
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- Pending
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- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軽量化されて水深１０００ｍ程度までの深海
での使用に適した特高圧用のフレキシブルな流体輸送管
を提供する。 【構成】 金属製のカーカス１上に、テープ層２を介し
て設けられたプラスチック製管３の外周上に内圧補強層
４を設け、その外側に金属製補強条５をロングピッチに
螺旋巻きし、更に、その外側にプラスチック防食層６を
設けた流体輸送管において、前記プラスチック製管の外
周上の内圧補強層４を超高分子量ポリエチレン製一軸延
伸テープを積層巻きにて形成したことを特徴とする。 【効果】 従来の鋼帯補強の流体輸送管に比べて、内圧
補強層４の重量が約１／１８以下と極めて軽量であるた
め、流体輸送管としても大幅に軽量化されて水深１００
０ｍまでの深海での使用も十分に可能である。しかも内
圧補強層４の材料コストも従来の鋼帯補強の流体輸送管
の６５％であるなど大幅にコストが低減されて極めて実
用性に富んでいる。
での使用に適した特高圧用のフレキシブルな流体輸送管
を提供する。 【構成】 金属製のカーカス１上に、テープ層２を介し
て設けられたプラスチック製管３の外周上に内圧補強層
４を設け、その外側に金属製補強条５をロングピッチに
螺旋巻きし、更に、その外側にプラスチック防食層６を
設けた流体輸送管において、前記プラスチック製管の外
周上の内圧補強層４を超高分子量ポリエチレン製一軸延
伸テープを積層巻きにて形成したことを特徴とする。 【効果】 従来の鋼帯補強の流体輸送管に比べて、内圧
補強層４の重量が約１／１８以下と極めて軽量であるた
め、流体輸送管としても大幅に軽量化されて水深１００
０ｍまでの深海での使用も十分に可能である。しかも内
圧補強層４の材料コストも従来の鋼帯補強の流体輸送管
の６５％であるなど大幅にコストが低減されて極めて実
用性に富んでいる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海底から産出する高
温、高圧の原油などを輸送するのに用いられるフレキシ
ブルな流体輸送管に関するものである。
温、高圧の原油などを輸送するのに用いられるフレキシ
ブルな流体輸送管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】海底油田より産出する高温、高圧の原油
などを輸送するのに用いられる特高圧の流体輸送管とし
ては、海底に設置して静的な環境で使用するスタティッ
クパイプ（フローラインとも呼ばれる）と波浪のある海
中に懸垂され、動的な環境で使用するダイナミックパイ
プ（ライザーとも呼ばれる）とがある。スタティックパ
イプについては、図１に示す構造が最も一般的である。
この構造の流体輸送管においては、流体の通過する最内
部には耐外圧座屈強度に優れた炭素鋼、ステンレス、チ
タン等の金属製カーカス１が設けられる。この金属製の
カーカス１の隣接部は、図示したように互いに噛み合う
インターロック構造としている。なお、該カーカス１と
しては一般に耐食性に優れ安価なステンレス製のものが
用いられる。その上側に、例えば溶融粘度の低い樹脂を
使用するとき等プラスチック樹脂の食い込み防止用テー
プ層２が設けられることもある。更に、その上に流体輸
送用の本体であるプラスチック製管３が押出し成形にて
設けられる。このプラスチック製管３の形成材料として
は、流体が油の場合には、一般に加工性、耐食性に優れ
フレキシブルなポリアミド樹脂（商品名 ナイロン）を
用いることが多い。
などを輸送するのに用いられる特高圧の流体輸送管とし
ては、海底に設置して静的な環境で使用するスタティッ
クパイプ（フローラインとも呼ばれる）と波浪のある海
中に懸垂され、動的な環境で使用するダイナミックパイ
プ（ライザーとも呼ばれる）とがある。スタティックパ
イプについては、図１に示す構造が最も一般的である。
この構造の流体輸送管においては、流体の通過する最内
部には耐外圧座屈強度に優れた炭素鋼、ステンレス、チ
タン等の金属製カーカス１が設けられる。この金属製の
カーカス１の隣接部は、図示したように互いに噛み合う
インターロック構造としている。なお、該カーカス１と
しては一般に耐食性に優れ安価なステンレス製のものが
用いられる。その上側に、例えば溶融粘度の低い樹脂を
使用するとき等プラスチック樹脂の食い込み防止用テー
プ層２が設けられることもある。更に、その上に流体輸
送用の本体であるプラスチック製管３が押出し成形にて
設けられる。このプラスチック製管３の形成材料として
は、流体が油の場合には、一般に加工性、耐食性に優れ
フレキシブルなポリアミド樹脂（商品名 ナイロン）を
用いることが多い。
【０００３】プラスチック製管３の上には内圧補強層４
として鋼帯が複数枚短ピッチで巻きつけられる。更に、
その上には、内圧によって管が軸方向へ伸びが生じるの
を防止するために、複数条の断面長方形の金属条５を内
外２層に、管の軸方向にロングピッチで巻く。この軸方
向補強金属条５を内外２層に巻く理由は、１層の場合、
これに張力が加わると、同時に大きなトルクを発生して
管が捩じれる恐れがあるためで、この軸方向補強金属条
５の層は、通常２層または偶数層設けて相互に巻き方向
を逆にすることによりトルクバランスさせ、管の捩じれ
の発生を相殺させている。６は前記金属条５層を腐食か
ら守るため、最外層としてプラスチックの押出被覆によ
るプラスチック防食層である。
として鋼帯が複数枚短ピッチで巻きつけられる。更に、
その上には、内圧によって管が軸方向へ伸びが生じるの
を防止するために、複数条の断面長方形の金属条５を内
外２層に、管の軸方向にロングピッチで巻く。この軸方
向補強金属条５を内外２層に巻く理由は、１層の場合、
これに張力が加わると、同時に大きなトルクを発生して
管が捩じれる恐れがあるためで、この軸方向補強金属条
５の層は、通常２層または偶数層設けて相互に巻き方向
を逆にすることによりトルクバランスさせ、管の捩じれ
の発生を相殺させている。６は前記金属条５層を腐食か
ら守るため、最外層としてプラスチックの押出被覆によ
るプラスチック防食層である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の標準構造の流体
輸送管は、水深４００ｍ程度までが使用限度となってい
るが、最近、流体輸送管の深海への適用例が増加する方
向にあり、今後１０年の間には、水深８００ｍまでの使
用に耐える流体輸送管の需要が見込まれており、その軽
量化が重要な課題となってきた。流体輸送管の自重が大
きいと敷設の際、海中に懸垂された流体輸送管の自重に
よって上端部に発生する張力により、敷設シーブに流体
輸送管が押しつけられて流体輸送管が潰れ、使用できな
くなる恐れがある。このため、大幅なコストアップにな
らない範囲で流体輸送管の軽量化を図る必要があり、流
体輸送管の全重量の４０％前後を占める内圧補強層の軽
量化が重要なポイントであった。特にスタティックパイ
プの内圧補強層４に使用されている補強用鋼帯は、比強
度（単位断面積あたりの許容応力）が小さく、補強効率
の向上の観点からはこの点の改善が大きな課題となって
いる。
輸送管は、水深４００ｍ程度までが使用限度となってい
るが、最近、流体輸送管の深海への適用例が増加する方
向にあり、今後１０年の間には、水深８００ｍまでの使
用に耐える流体輸送管の需要が見込まれており、その軽
量化が重要な課題となってきた。流体輸送管の自重が大
きいと敷設の際、海中に懸垂された流体輸送管の自重に
よって上端部に発生する張力により、敷設シーブに流体
輸送管が押しつけられて流体輸送管が潰れ、使用できな
くなる恐れがある。このため、大幅なコストアップにな
らない範囲で流体輸送管の軽量化を図る必要があり、流
体輸送管の全重量の４０％前後を占める内圧補強層の軽
量化が重要なポイントであった。特にスタティックパイ
プの内圧補強層４に使用されている補強用鋼帯は、比強
度（単位断面積あたりの許容応力）が小さく、補強効率
の向上の観点からはこの点の改善が大きな課題となって
いる。
【０００５】本発明者らは、上記の如き観点に基づき、
敷設時に流体輸送管の上端部に発生する自重と波浪によ
る変動応力を計算して、従来の流体輸送管に要求される
重量低減率を各水深に対して求めて図２の如き結果を得
た。この結果より、水深８００ｍ程度までを対象とする
と流体輸送管についての重量の必要低減率は２０％弱で
あり、これを全て流体輸送管の内圧補強層に負わせるも
のとすると、従来の流体輸送管の内圧補強層の形成材料
の重量を１／２以下に軽量化する必要があることを知見
した。本発明は、軽量化されて水深１０００ｍ程度まで
の深海での使用に適した特高圧用のフレキシブルな流体
輸送管を提供することを目的とするものである。
敷設時に流体輸送管の上端部に発生する自重と波浪によ
る変動応力を計算して、従来の流体輸送管に要求される
重量低減率を各水深に対して求めて図２の如き結果を得
た。この結果より、水深８００ｍ程度までを対象とする
と流体輸送管についての重量の必要低減率は２０％弱で
あり、これを全て流体輸送管の内圧補強層に負わせるも
のとすると、従来の流体輸送管の内圧補強層の形成材料
の重量を１／２以下に軽量化する必要があることを知見
した。本発明は、軽量化されて水深１０００ｍ程度まで
の深海での使用に適した特高圧用のフレキシブルな流体
輸送管を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の流体輸送
管は、図１に示すように、金属製のカーカス１上に、例
えばテープ層２を介して設けられたプラスチック製管３
の外周上に内圧補強層４を設け、その外側に金属製補強
条５をロングピッチに螺旋巻きし、更にその外側にプラ
スチック防食層６を設けた流体輸送管において、前記プ
ラスチック製管３の外周上の内圧補強層４を超高分子量
ポリエチレン製一軸延伸テープの積層巻きにて形成した
ことを特徴とするものである。本発明の流体輸送管にお
いて、プラスチック製管３の外周の内圧補強層４に用い
る超高分子量ポリエチレン製一軸延伸テープとしては、
幅２０ｍｍ以上で厚さが数十ミクロン程度の分子量が２
００万以上の超高分子量ポリエチレン製一軸延伸テープ
が好ましいものである。
管は、図１に示すように、金属製のカーカス１上に、例
えばテープ層２を介して設けられたプラスチック製管３
の外周上に内圧補強層４を設け、その外側に金属製補強
条５をロングピッチに螺旋巻きし、更にその外側にプラ
スチック防食層６を設けた流体輸送管において、前記プ
ラスチック製管３の外周上の内圧補強層４を超高分子量
ポリエチレン製一軸延伸テープの積層巻きにて形成した
ことを特徴とするものである。本発明の流体輸送管にお
いて、プラスチック製管３の外周の内圧補強層４に用い
る超高分子量ポリエチレン製一軸延伸テープとしては、
幅２０ｍｍ以上で厚さが数十ミクロン程度の分子量が２
００万以上の超高分子量ポリエチレン製一軸延伸テープ
が好ましいものである。
【０００７】また、本発明の流体輸送管において、前記
内圧補強層４を超高分子量ポリエチレン製一軸延伸テー
プを積層巻きして形成すると規定したのは、以下に述べ
る如き理由からである。即ち、軽量で従来の鋼帯より比
強度に優れた材料としては、引張強度に優れたプラスチ
ック製テープが有望である。そして、引張強度に優れた
プラスチックの代表的なものとしてはアラミド繊維（商
品名：ケブラー）がある。しかしながら、アラミド繊維
は、ヤーン自体は２８０Ｋｇ／ｍｍ2 以上の高い破断強
度を有するものの、パイプに巻けるような帯状とするに
はヤーンを束ねて縦横に織り織布テープとする必要があ
る。しかし、このようにアラミド繊維を織布テープとす
ると実質の比強度は、従来の鋼帯なみに低減してしまう
ものであった。これに対して、幅２０ｍｍ以上で、厚さ
が数十ミクロン程度の分子量が２００万以上の超高分子
量ポリエチレン製一軸延伸テープは、テープでありなが
らアラミド繊維織布テープの約３倍以上の破断強度を保
持しており、しかもアラミド繊維織布テープに比べて安
価であり、従って製品コストを上げることなく、液体輸
送管の大幅な軽量化が達成できるためである。
内圧補強層４を超高分子量ポリエチレン製一軸延伸テー
プを積層巻きして形成すると規定したのは、以下に述べ
る如き理由からである。即ち、軽量で従来の鋼帯より比
強度に優れた材料としては、引張強度に優れたプラスチ
ック製テープが有望である。そして、引張強度に優れた
プラスチックの代表的なものとしてはアラミド繊維（商
品名：ケブラー）がある。しかしながら、アラミド繊維
は、ヤーン自体は２８０Ｋｇ／ｍｍ2 以上の高い破断強
度を有するものの、パイプに巻けるような帯状とするに
はヤーンを束ねて縦横に織り織布テープとする必要があ
る。しかし、このようにアラミド繊維を織布テープとす
ると実質の比強度は、従来の鋼帯なみに低減してしまう
ものであった。これに対して、幅２０ｍｍ以上で、厚さ
が数十ミクロン程度の分子量が２００万以上の超高分子
量ポリエチレン製一軸延伸テープは、テープでありなが
らアラミド繊維織布テープの約３倍以上の破断強度を保
持しており、しかもアラミド繊維織布テープに比べて安
価であり、従って製品コストを上げることなく、液体輸
送管の大幅な軽量化が達成できるためである。
【０００８】
【作用】本発明の液体輸送管では、プラスチック製管３
の外周上の内圧補強層４を従来の鋼帯の積層巻きに変え
て、幅２０ｍｍ以上で、厚さが数十ミクロン程度の分子
量が２００万以上の超高分子量ポリエチレン製一軸延伸
テープの積層巻きに変えて構成したため、液体輸送管の
内圧補強層４の重量は１／１８以下に軽減でき、材料コ
ストも約６５％程度に低減できる。従って、液体輸送管
としても従来品に比べて、大幅に軽量化ができる。
の外周上の内圧補強層４を従来の鋼帯の積層巻きに変え
て、幅２０ｍｍ以上で、厚さが数十ミクロン程度の分子
量が２００万以上の超高分子量ポリエチレン製一軸延伸
テープの積層巻きに変えて構成したため、液体輸送管の
内圧補強層４の重量は１／１８以下に軽減でき、材料コ
ストも約６５％程度に低減できる。従って、液体輸送管
としても従来品に比べて、大幅に軽量化ができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の液体輸送管と従来の液体輸送
管および比較例の液体輸送管を対比して示す。表１にパ
イプ内径２. ５インチ、常時使用油圧３０００ｐｓｉの
スタティックパイプについて、そのプラスチック製管３
の外周上の内圧補強層４を従来通りの鋼帯の積層巻きに
て形成したもの（従来品）、アラミド繊維織布テープの
積層巻きにて形成したもの（比較例品）および幅２０ｍ
ｍ以上で、厚さが数十ミクロン程度の分子量が２００万
以上の超高分子量ポリエチレン製一軸延伸テープの積層
巻きにて形成したもの（実施例品）について、それぞれ
の形成材料の強度、設計強度、内圧補強層４の重量およ
び材料コストなどを対比して示す。
管および比較例の液体輸送管を対比して示す。表１にパ
イプ内径２. ５インチ、常時使用油圧３０００ｐｓｉの
スタティックパイプについて、そのプラスチック製管３
の外周上の内圧補強層４を従来通りの鋼帯の積層巻きに
て形成したもの（従来品）、アラミド繊維織布テープの
積層巻きにて形成したもの（比較例品）および幅２０ｍ
ｍ以上で、厚さが数十ミクロン程度の分子量が２００万
以上の超高分子量ポリエチレン製一軸延伸テープの積層
巻きにて形成したもの（実施例品）について、それぞれ
の形成材料の強度、設計強度、内圧補強層４の重量およ
び材料コストなどを対比して示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１から明らかなように、従来の鋼帯補強
品に比べて比較例品のアラミド繊維織布テープ補強品
は、内圧補強層４の重量低減は約１／３以下を実現でき
るが、材料コストが鋼帯補強品の７倍強と大幅にアップ
するものであった。一方、本発明の超高分子量ポリエチ
レン製一軸延伸テープ補強品は、従来の鋼帯補強品に比
べて内圧補強層４の重量は約１／１８以下に低減でき、
材料コストも鋼帯補強品の６５％と大幅にダウンでき
た。
品に比べて比較例品のアラミド繊維織布テープ補強品
は、内圧補強層４の重量低減は約１／３以下を実現でき
るが、材料コストが鋼帯補強品の７倍強と大幅にアップ
するものであった。一方、本発明の超高分子量ポリエチ
レン製一軸延伸テープ補強品は、従来の鋼帯補強品に比
べて内圧補強層４の重量は約１／１８以下に低減でき、
材料コストも鋼帯補強品の６５％と大幅にダウンでき
た。
【００１２】
【発明の効果】以上、説明した如く、本発明の流体輸送
管は、従来の鋼帯補強の流体輸送管にくらべて、内圧補
強層４の重量が約１／１８以下と極めて軽量であるた
め、流体輸送管としても大幅に軽量化されて水深１００
０ｍまでの深海での使用も十分に可能であり、しかも内
圧補強層４の材料コストも、従来の鋼帯補強の流体輸送
管の６５％と大幅に低減されるなど極めて実用性に富ん
でいるものである。
管は、従来の鋼帯補強の流体輸送管にくらべて、内圧補
強層４の重量が約１／１８以下と極めて軽量であるた
め、流体輸送管としても大幅に軽量化されて水深１００
０ｍまでの深海での使用も十分に可能であり、しかも内
圧補強層４の材料コストも、従来の鋼帯補強の流体輸送
管の６５％と大幅に低減されるなど極めて実用性に富ん
でいるものである。
【図１】スタティックパイプの基本構造を説明するため
の管端部の段剥ぎ一部断面説明図である。
の管端部の段剥ぎ一部断面説明図である。
【図２】従来の流体輸送管に求められる重量低減率と水
深との関係を求めた曲線である。
深との関係を求めた曲線である。
１・・・・金属製のカーカス ２・・・・テープ層 ３・・・・プラスチック製管 ４・・・・内圧補強層 ５・・・・断面長方形の金属条 ６・・・・プラスチック防食層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 11/14 // Ｂ２９Ｋ 23:00 105:08 Ｂ２９Ｌ 9:00 23:00
Claims (1)
- 【請求項１】 金属製のカーカス上に、設けられたプラ
スチック製管の外周上に内圧補強層を設け、その外側に
金属製補強条をロングピッチに螺旋巻きし、更にその外
側にプラスチック防食層を設けた流体輸送管において、
前記プラスチック製管の外周上の内圧補強層を超高分子
量ポリエチレン製一軸延伸テープの積層巻きにて形成し
たことを特徴とする流体輸送管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5338789A JPH07151273A (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | 流体輸送管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5338789A JPH07151273A (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | 流体輸送管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151273A true JPH07151273A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=18321491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5338789A Pending JPH07151273A (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | 流体輸送管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07151273A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11201338A (ja) * | 1998-01-07 | 1999-07-30 | Mesco Inc | 送水用パイプ |
| JP2006242228A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Osaka Gas Co Ltd | ホース |
| CN101334122A (zh) * | 2007-06-28 | 2008-12-31 | 韦尔斯特里姆国际有限公司 | 软管 |
-
1993
- 1993-12-01 JP JP5338789A patent/JPH07151273A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11201338A (ja) * | 1998-01-07 | 1999-07-30 | Mesco Inc | 送水用パイプ |
| JP2006242228A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Osaka Gas Co Ltd | ホース |
| JP4683962B2 (ja) * | 2005-03-01 | 2011-05-18 | 大阪瓦斯株式会社 | ホース |
| CN101334122A (zh) * | 2007-06-28 | 2008-12-31 | 韦尔斯特里姆国际有限公司 | 软管 |
| JP2009036371A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-02-19 | Wellstream Internatl Ltd | 可撓性本体 |
| US9079353B2 (en) | 2007-06-28 | 2015-07-14 | Ge Oil & Gas Uk Limited | Flexible pipe |
| US9090019B2 (en) | 2007-06-28 | 2015-07-28 | Ge Oil & Gas Uk Limited | Flexible pipe |
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