JPS6231792A - パイプ接続継手 - 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】 −−−の　　　　１９ 本発明は　パイプ接続継手に関し、とくに海底パイプ装
置用のものに関するがこれに限定されるものではない。

従】Ｊと皮肯 海底及び地表の用途に対し非溶接式の恒久的パイプ接続
継手の必要がしばしば生ずる。さらにとくに海中の用途
については隣接接続部分を分離す　。

ることができる入れ子式動作機能もパイプ接続継手に要
求される。

海底に設置される海中テンプレート又はマニホールド系
設備においては、海底フローラインがプラットフォーム
又は陸上施設から布設される。深海設備の場合には、操
作の複雑性のため、ラインをその最終位置まで引き、そ
れを接続部で保持した後マニホールド又はテンプレート
・パイプ装置に対する最終接続を別操作として行うのが
普通である。この最終接続の実施には数種類の方法があ
るが、いずれの場合にもパイプ端末部を分離してシール
又はシール保持部材をその間に挿入した後それらを引き
合わせパイプ端末部を圧力クランプするのが普通である
。

従って、最終接続をするときにはパイプ端末の間を離し
て広げるための手段が必要になる。この［ｉ的のため入
れ子式継手が過去において提案されたが、それらは木質
的利点を有するにも拘らず次の２点において厳しい批判
に曝された。第１に漏れ防止に必要とされる弾性シール
部材の長期使用時の効力維持が保証されないこと、及び
第２に継手は一般に端末の圧力による分離を避けるため
拘束されるべきことである。

海中設備に関する技術の現状では、入れ子式継手の問題
点を避けるため、接続されるべき両パイプ端末の分離が
できる川に適当に屈曲する可撓性パイプスツール又はフ
レックス−）レープをマニホールド・パイプ装置の構造
に含めるのが−・般的である。

当業者には理解されるように、この方法ではパイプルー
ズに過大応力をかけずに所要屈曲をさせるため大形曲管
を使用する必要がある。所要の効果は船外（ｏｕｔｂｏ
ａｒｄ）海底フローラインの変更によっても実現可能で
あり、これによりテンプレート及びマニホールド構造の
寸法を小さくできるが、１ｉｋ終接続をするためのフロ
ーラインの戻し変更が成功するか否かは予測し難く、こ
の操作の成功は全く保証できない。

ユ１が　　しようと　る間ｌ１ｒＩぷ 従って、本発明の［］的は、従来のＷ＋ｊ中設備用入れ
子式継手のに記問題点を解決するため、入れ子穴パイプ
接続継手として設計することができる海中設備用金属シ
ール付パイプ接続継手を提供するにある。

闇Ｉ　点　　　　るための一段 本発明によるパイプ接続継手は、継手からの漏れに対す
るシールと所期の動作圧力条件ｒで内側及び外側継り部
材の軸方自相θ二分薄阻１Ｅ用の摩擦ロックとをり一え
る締りばめを介して内側及び外側継手部材を内外回軸的
に入れ子穴に嵌合させ、外部接続が呵詣であり両群り部
材の接触界面部に達するダクトを一方の継手部材に設け
、加圧流体の導入によるＬ記摩擦ロックの解除及び両群
手部材の入れ子式相対運動の許容を■ｒ滝とする。一方
の継手部材を他方の継手部材の内部に置いてなる締りば
めは、接触界面部における内側継手部材を拡大しようと
する内部作動圧力の増大により圧力利用効果を奏し、そ
の効果によりシール効率及び摩擦ロック効率の両者を高
めることができる。

締りばめをかえる接触界面部の両端にシール部材を取付
けてもよい。これらのシール部材は、−上記ダクトを介
して導入される摩擦ロック解除用液圧を局限するもので
あり、それらをエラストマー又は金属製のシール部材と
してもよい。後者の場合は、シール部材又はシール面を
継手部材自体の機械加重により形成してもよい。平面状
シール面である部分を除きこれらのシール部材は、締り
ばめシールが作用する！１「の正常動作時には付随的な
ものになる。

好ましくは、外側継手部材に内側継手部材を受入れるべ
き段付端ぐり部を、没ける。

作」１ 入れ子穴伸張による接続操作及び入れｆ一式収縮による
分離操作を用いないＩｎ罫においては、ｔｌｆましくは
端ぐり部の全長が締りばめを提供し、内側継手部材の嵌
合外周面を端ぐり部に対して相補的なものとする。この
場合１段付構造は継手の初期組ケてを容易にし、締りば
め形成前に内側及び外側継手部材を部分的に結合させ、
に記のシール部材を好ましくは内側継手部材の内方端及
び外側継手部材の外方端にそれぞれ設ける。

継手の長さが入れ子穴に可変である場合に、■−記ダク
トを介して適当な流体圧が外部から印加された時には、
外側継手部材における端ぐり部の外方部分が、該端ぐり
部の内方部分と摺動自在に嵌合する縮（革内方端スリー
ブ部を右する内側継手部材に対する所要締りばめをグー
える様にしてもよい。これにより、両群−Ｌ部材の透孔
のうち継トが完全に収縮したときに露出される部分を同
一径とし、継手が伸張した動作状態においてほぼ連続的
な透孔を与え、ビグ（ｐｉｇ）がピグの透孔に対する全
動的シール接触を失うことなく継手を通過できるように
する。端ぐり部と上記スリーブ部との間への固形物の進
入を防止するため好ましくはワイパー兼保護シールＯリ
ングを取付け、さらに第２のワイパー兼保護シール・リ
ングを上記接触界面部の内方端に配置してもよい。

支ム卆 以下、好ましい２実施例の軸方向断面を示す添付図によ
り本発明の詳細な説明する。

第１図のＬ半部は完全に収縮した状態のパイプ継りを示
し、同図下半部は完全に伸反した作動状ｙＥ、のパイプ
継りを示す。

第１図の！１＋は、入れ子穴に内外に嵌合する外側継手
部材１及び内側継手部材２を有する。外側継Ｔ′一部材
ｌは、当＋：ｋ　＊　”Ｉ”が用いられるパイプライノ
と回（イの透孔３を有し、内側継り部材２も同径の透孔
４を右する。外側継丁、部材ｌの段付端ぐり部は、中径
部５及び大径ｆ１部６を有する。外側継手部材ｌのこの
端ぐり部の中間部分に環状溝７が設けられる。

内側継手部材２の外周には相補的段部が形成される。内
側継手部材２の逃し溝８の内方に形成されたシール部９
は、外側継手部材端ぐり部の大径端部６内に「締りばめ
（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｉｔ）　Ｊ嵌合し、こ
の締りばめが継目からの漏れ止めシール及び両群−Ｌ部
材ｌ、２の入れ子式相対連動防止用摩擦ロー２りの両者
を提供する。とくに、それは内部作動圧による継手の破
裂を防１卜する。

、締りばめを与える接触界面部ｌＯの両端位置では、内
外の継−Ｌ部材ｌ、２の間に弾性を有する内側シール１
１及び外側シール１２を設け、内側シール１１を外側継
手部材内ｌに食込ませ、外側シール１２を内側継手部材
２内へ食込ませる。内側継手部材２の内方端スリーブ部
１３は、外側継手部材１の中径部５の中に摺動自在に嵌
入する。これにより、第１図のド側部分に示される様に
透孔の常時露出部分が殆ど連続的な透孔となり、薄いス
リーブ部１３が溝７を橋絡するので、ビク′ｖ（ｐｉｇ
ｓ）がそれらと両継り部材３及び４との間の動的シール
接触を失なうことなく通過することができる。

ワイパー兼保護シール１４を、外側継手部材１の中径部
５の外方端部とスリーブ部１３との間に設ける。第１図
のｒ半部に示される様に、このシール１４を外側継手部
材ｌに食い込ませ、完全結合伸長時にシール１４をスリ
ーブ部１３の内方端即ち自由端の近くに置く。第２のワ
イパー兼保、；（（シール１５をに記シール１１の内方
において外側継手部材１に食い込ませ、接触界面部ＩＯ
に対する第２の保護とする。

内側継手部材２内のダク）１８は、外部接続口１７を有
し、接触界面部ｌＯにおける周面溝１８と連通するポー
ト１８まで達する。このダク）１Ｂに圧力流体を供給す
れば、この圧力流体が接触界面部１０において内継手部
材１．２を分離し、締りばめを解除することによりｒＪ
′４継手部材１．２相互間の入れ子穴移動を可能にする
。琳千部材の相互伸長の最大範囲、即ち行程を記号Ｓで
示す。

上記パイプ接続継手は、海中テンプレート又はマニホー
ルド系の船内／船外シール接続に近い海底パイプ装置に
組み込まれる形式のものである。１装置時には１両群手
部材ｌ、２の一方がテンプレート又はマニホールド書パ
イプ装置に溶接され、その他方が対応接続フランジ又は
ｌＸブに溶接される。船外側フローライン（ｆｌａｗｌ
ｉｒ＋ｅ）を引き入れるときには、船内パイプ装置を引
込める必要が生ずることがある。船外ハブが下方に固定
されている場合には、接続工具を適正位置へ繰出し、船
内及び船外ハブの両者の位置決めをし、同時に液圧スト
ローク用のプローブ受圧器（ｐｒｏｂｅｒｅｃｅｉｖｅ
ｒ）に差込み接続する。図示されていないこの受圧器は
、継手液圧ストローク用外部接続口１７へ常時接続して
おいてもよい。

この継手は、潜水夫を要しない速結接続手段として深海
用を主１］的に設計されたが、浅海において潜水夫によ
る接続用に使ってもよい。

継手に対するストローク用に、適当な高圧をストローク
・ボー）１８に加え、その圧力によって内継手部材ｌ、
２を離し、両者間の入れ子式相互自由圧動を許容し、伸
長位置に到らせる。パイプ継手が一旦最終的に結合され
ると、パイプ継手の圧力試験のため、ストローク・ボー
ト１８を介して動作内圧に等しい圧力を加える。締りば
めが弾性ストロークシール即ち外側シール１２まで維持
されているので、パイプ継手圧力拘束試験はストローク
入口ボート溝即ち周面溝１９に接する面においてなされ
る。・さらに、外周溝２０が内継手部材１．２の接触界
面部１０に設けられる。これらは、この領域における圧
力流体の分布を助長し、外部接続口！７への外部圧力印
加による継手のロック開放動作時にアンチロック溝とし
て作用し均圧を図る。

実設備においては、船内及び船外の両パイプ装置をおそ
らく確実に固定するであろうことが理解される。この場
合には、内継手部材１，２間の締りばめによって生ずる
摩擦ロック抵抗は、パイプ透孔と摺動接触界面直径との
受圧面積の差に対処するだけで足り、透孔の全受圧面積
と内側パイプの差面積との和に対処する必要はない。

第り図の＃ＩＦをテンプレート又はマニホールド装置に
取付けられるものとして説明したが、ｄη底底口ローラ
イン中間接続に対しても利点を右することが理解される
。この場合には、１−記群毛はパイプラインの全長を大
規模な拡大バイプルーブの使用なしで海底において遠隔
接続するＬ−法によりその全長を海底に布設することが
できる。

本発明の継手は筒中な構造であるにも拘らず、かなりの
ｍ通性を有し、その最終的動作位置が相当広い許容範囲
内にある限り効果的に作用する。

圧力端末負荷（ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｎｄ　１ｏａｄ）
によるパイプの移動傾向は、フローライン接続のプリセ
ット負荷を増大させるのみである。本技術分野における
現在の通常のプラクティスと比較するに、本発明による
継手は、本継手の少なくとも４倍の長さの直径を有する
同等な３６０°曲げ部と置換できるものである。

屈曲自在な覆い２１を取付け、接続行程中に外側継［部
材１へ進入する内側継−ｒ一部材２の表面部分を保護す
るが、この表面部分は覆い２１がなければ露出される。

これは、海底における一定期間の運転後接続行程の支障
となる表面部分への皮殻付着を防ＩＩ−する。′ｌＱい
２１の一端はクランプ拳リング２２により外側継手部材
ｌの外周に固定され、その他端はクランプ・リング２３
により内側継手部材２の外周に固定される。

第２図の実施例は、基本的には第１図のものに類似して
いるが、圧力下における入れｆ式伸長の【１’ｆ能性を
省いた点において単純化されている。この実施例におけ
る同等な基本的部品は第１図で使用された参照番号に１
００を加えた参照番号で示される。外側継手部材１０１
及び内側継手部材１０２はそれぞれ当該継手が嵌合すべ
きパイプラインの径に見合った同一径の透孔１０３．１
０４を有する。図示の結合後の状態においては、内側継
手部材１０２の内方端が、外側継手部材＋０１の中径部
１０５および大径端部１０Ｂからなる段付端ぐり部の内
方端段部１３０に当接する。この場合、第１図の環状溝
７は省略されており、外側継手部材１０１及び内側継手
部材１０２は端ぐり部の全長即ち中径部１０５及び大径
端部１０６の両者にわたって締りばめされる。

従って、接触界面部の両端に配置され締りばめを実現す
る内側シール１１１及び外側シール１１２は比較的広く
離れる。この場合、内側シールＩＩＩは内側！１ト部材
１０２の内方端に取付けられ、外側シール１１２は外側
１１手部材＋０１の外方端に取付けらえる。端ぐり部の
中径部１０５と大径端部１０Ｇはほぼ等しい実効長さを
有し、比較的短い半径方向ダク１−１１［ｉと外部接続
口１１７が大径端部１０６の中央において外側継手部材
１０１に形成される。接触界面部においてダクト１１８
と辻通する周面溝１１９はこの場合外側継手部材１０１
に形成される。さらに接触界面部における外部からの圧
力流体の分４１を助長するため間隔をおいて１没けられ
る外周溝１２０が、端ぐり大径端部ｔｏｅに数個及び内
側継手部材１０２のこの場合締りばめされたスリーブ１
ｌ１３に数個形成される。

この継手を組立てるには、内側シールＩＩ＋が端ぐり中
径部１０５へ進入するまで内側継手部材１０２を外側ｍ
”＋部材１０１内へ部分的に差込み、そのとき外側シー
ル１１２をも内側継手部材１０２と作動的に係合させる
。ここで、外部接続ｒｒｌ１７及びダクト１１８を介し
て外部から両群り部材１０１．１０２の間に流体圧を導
入する。この流体圧は両ンール１１１゜１１２の間に局
限され１両継手部材の筒状保合部を半径方向に離すよう
に押広げ、外側継手部材１０１を拡張し内側継手部材１
０２を収縮させる。これにより、両車ｆ部材１０１．１
０２は第２図に示される正常動作位置まで完全に押込ま
れて結合し、印加源体圧の解除時に持続的金属シール！
！ｆが得られ、本発明による締りばめ付複合筒状配置を
用いた金属シール及び摩擦ロー７りが実現される。

−Ｅｊ組ケてられた継手は、継手部材の分離に要する圧
力より低い圧力即ち内部動作圧において外部接続口１１
７を介する圧力試験に供される。内部動作圧が加えられ
ると、内側継手部材１０２を取り巻く外側！ＩＰ部材１
０１の筒状部におけるフープ応力の増大の＋ｇ　ｔｔｐ
により加圧シール及び摩擦ロー２り効果が増進し、圧力
利用シールが（１ｔられる。

その後、継手を分解する必要が生じたときには外部接続
口１１７を介して流体圧を加え両接続部材１０１、１０
２を半径方向に離し１両者を軸方向に分離できる様にす
る。この接続継手は構造がＩ８′Ｎ巾化されたにも拘ら
ず、接続及び分離作又の高速性、継手に対す外部からの
加圧試験の可濠性、１法的に小さな輪郭などの一般的長
所を有する。

上記実施例において、弾性を右する内側シール！１又は
Ｉｌｌは状況に応じ省略してもよい。この場合には、外
部接続口１７又は１１７を介する試験圧の印加は、ち該
ｍ−ｐがその圧力を「保持する」ことを条件に、両群手
部材ｌ、２間の締りばめの完全性の確実な検証を午える
。布設方法に適合する場合には、第１実施例のダクト１
８を第２図の実施例のダクトｌ１８と同様に外側継手部
材ｌを貫く半径方向流路としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はとくに海中施設に適する入れ子式伸縮自在のパ
イプ接続継手の断面図、第２図は海中及び木に施設に適
する非伸縮形パイプ継手の断面図である。 １、１０１・・・外側継手部材、２，１０２・・・内側
継手部材、３、４．１０３．１０４・・・透孔、　　５
，１０５・・・中経部。 Ｇ、　１０Ｅｉ・・・大径端部、　　７・・・環状溝、
　　８・・・逃し溝、９・・・シール部、　１０・・・
接触界面部、　１１．１１１・・・内側シール、　１２
．１１２・・・外側シール、　１３．１１３・・・スリ
ーブ部、　　　１４．１５・・・保護シール、　ＩＪ　
１１８・・・ダクト、　　１７，１１７・・・外部接続
口、　　１８ポート、１９、１１９・・・周面溝、２０
．１２０・・・外周溝、　２２．２３・・・クランプ・
リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）継手からの漏れに対するシールと所期の動作圧力
   条件下で内側及び外側継手部材の軸方向相互分離阻止用
   の摩擦ロックとを与える締りばめを介して内側及び外側
   継手部材を内外同軸的に入れ子式に嵌合させ、外部接続
   が可能であり両継手部材の接触界面部に達するダクトを
   一方の継手部材に設け、加圧流体の導入による上記摩擦
   ロックの解除及び両継手部材の入れ子式相対運動の許容
   を可能としたことを特徴とするパイプ接続継手。 （２）特許請求の範囲第１項に記載された継手において
   、両継手部材の機械加工によりシール面が形成されるこ
   とを特徴とするパイプ接続継手。 （３）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載された継
   手において、両継手部材の締りばめを形成する接触界面
   部の両端にシール部材を嵌合又は機械加工形成し、両シ
   ール部材により上記ダクトを介して印加される摩擦ロッ
   ク解除用流体圧を保持させることを特徴とするパイプ接
   続継手。 （４）特許請求の範囲第３項に記載された継手において
   、上記シール部材が弾性シール部材又は上記継手部材か
   ら機械加工形成された金属シール部材であることを特徴
   とするパイプ接続継手。 （５）特許請求の範囲第１−４項のいずれか一つの項に
   記載された継手において、上記ダクトが上記接触界面部
   の外周溝と連通し、該外周溝がダクトの形成されている
   継手部材の表面又は内側に形成されていることを特徴と
   するパイプ接続継手。 （６）特許請求の範囲第１−５項のいずれか一つの項に
   記載された継手において、外側継手部材が段付端ぐり部
   を有することを特徴とするパイプ接続継手。 （７）特許請求の範囲第６項に記載された継手において
   、上記段付端ぐり部のほぼ全長が上記締りばめを形成し
   、内側継手部材が相補嵌合的な外周面を有することを特
   徴とするパイプ接続継手。 （８）特許請求の範囲第３項又は第７項に記載された継
   手において、上記シール部材がそれぞれ内側継手部材の
   内方端及び外側継手部材の外方端に設けられることを特
   徴とするパイプ接続継手。 （９）特許請求の範囲第７項又は第８項に記載された継
   手において、上記ダクトが外側継手部材に形成されるこ
   とを特徴とするパイプ接続継手。 （１０）特許請求の範囲第６項に記載された継手におい
   て、上記ダクトを介して適当な流体圧が外部から印加さ
   れた時に上記継手の長さが入れ子式に可変となり、外側
   継手部材の上記端ぐり部の外方端が内側継手部材との間
   に上記締りばめを形成し、内側継手部材が上記端ぐり部
   の内方部分と摺動自在に嵌合する縮径内方端スリーブ部
   を有することを特徴とするパイプ接続継手。 （１１）特許請求の範囲第１０項に記載された継手にお
   いて、両継手部材の透孔のうち継手が完全に収縮したと
   きに露出される部分が同一径を有し長期動作条件下にお
   いてほぼ連続的な透孔を形成することを特徴とするパイ
   プ接続継手。 （１２）特許請求の範囲第１０項又は第１１項に記載さ
   れた継手において、上記端ぐり部と内側継手部材の上記
   スリーブ部との間に固形物が進入するのを防止するため
   ワイパー兼保護シールを取付けたことを特徴とするパイ
   プ接続継手。 （１３）特許請求の範囲第１２項に記載された継手にお
   いて、第２のワイパー兼保護シールを上記締りばめが形
   成される接触界面部の内方端に取付けることを特徴とす
   るパイプ接続継手。 （１４）特許請求の範囲第１０−１３項のいずれか一つ
   の項に記載された継手において、上記ダクトが内側継手
   部材内に形成されることを特徴とするパイプ接続継手。 （１５）特許請求の範囲第１０−１４項のいずれか一つ
   の項に記載された継手において、屈曲自在な覆いを両継
   手部材間に取付け、内側継手部材のうち継手が伸長状態
   にあるときは外側継手部材の外にあるが継手が完全収縮
   状態にあるときは外側継手部材の中に受入れられる部分
   を上記覆いで囲むことを特徴とするパイプ接続継手。 （１８）特許請求の範囲第１−１５項のいずれか一つの
   項に記載された継手において、両継手部材の上記締りば
   めを与える接触界面部に溝を設け、上記ダクトを介して
   導入される流体圧の上記接触界面部内における分布を助
   長することを特徴とするパイプ接続継手。