JPWO2018234782A5 - - Google Patents
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Description
オイルおよびガス産業において、オイルおよび/またはガスの深海貯留層にアクセスするための、超深海での設置および運用に適した海底パイプラインの製造は、過去20年にわたり、着実に発展してきた。現在、直径約16インチ(約40.6cm)の小径パイプが、3000mの深海に設置されている。直径最大32インチ(81.1cm)の大径パイプが、最大2500mの水深に設置されている。将来のプロジェクトでは、最大3500m、おそらくはさらに深くパイプを設置および運用する必要が生じる可能性がある。 In the oil and gas industry, the production of subsea pipelines suitable for installation and operation in ultra-deepwater to access deepwater reservoirs of oil and/or gas has developed steadily over the last two decades. Currently, small diameter pipes with a diameter of about 16 inches (about 40.6 cm) are installed at a depth of 3000 m . Large diameter pipes up to 32 inches (81.1 cm) in diameter are installed in water depths up to 2500 m . Future projects may require the installation and operation of pipes up to 3500m and possibly deeper.
最大許容力は、試験リングの外径によって異なる。たとえば、外径が約30インチ(76.2cm)のリングの場合、液圧ラムによって加えられる最大許容力は、0.1kN~6.5kNの範囲であることが好ましい。ただし、許容可能な力の範囲は、圧力室内の圧力にも依存する。圧力室に圧力が加えられていない場合、外径が約30インチ(76.2cm)のリングの最大許容力は、0.1~0.4kNの範囲であることが好ましく、好ましくは約0.25kNである。圧力室が、たとえば27MPaの圧力で加圧される場合、最大許容力は、4.5~6.5kNの範囲、好ましくは約5.0kNになるだろう。直径が30インチ(76.2cm)以外の場合、最大許容力は、試験の前に決定することができる。 The maximum allowable force depends on the outer diameter of the test ring. For example, for a ring with an outer diameter of about 30 inches (76.2 cm), the maximum allowable force exerted by the hydraulic ram is 0.5 cm . 1kN-6 . A range of 5 kN is preferred. However, the allowable force range also depends on the pressure in the pressure chamber. With no pressure applied to the pressure chamber, the maximum allowable force for a ring with an outer diameter of about 30 inches (76.2 cm) is 0.5 cm . 1 to 0 . It is preferably in the range of 4 kN, preferably about 0.4 kN . 25 kN. If the pressure chamber is pressurized with a pressure of, for example, 27 MPa, the maximum allowable force is 4 . 5-6 . 5 kN range, preferably about 5.5 kN . will be 0 kN. For diameters other than 30 inches (76.2 cm), the maximum allowable force can be determined prior to testing .
試験リングの内面に力が加えられると、圧力室内の圧力は、約0MPaになることがある。好ましくは、試験リングの外側円筒面に圧力がかかるように、加圧された室で試験を実施することができる。この場合、圧力室内の圧力が0MPaより大きいが、パイプラインの予想される崩壊圧力よりも小さい状態で試験を実施する。試験は、圧力試験室内の圧力が0MPaより大きく30MPa以下の範囲、好ましくは約0MPaより大きく15MPa以下の範囲で実施することができる。圧力室内の圧力は、パイプラインの予想される崩壊圧力の0~0.7倍、好ましくは予想される崩壊圧力の0.5~0.7倍の範囲であり得る。 When a force is applied to the inner surface of the test ring, the pressure inside the pressure chamber can be approximately 0 MPa. Preferably, the test can be performed in a pressurized chamber so that pressure is applied to the outer cylindrical surface of the test ring. In this case, the test is performed with the pressure in the pressure chamber greater than 0 MPa, but less than the expected collapse pressure of the pipeline. The test can be performed at pressures in the pressure test chamber in the range of greater than 0 MPa and less than or equal to 30 MPa, preferably greater than about 0 MPa and less than or equal to 15 MPa. The pressure in the pressure chamber is between 0 and 0.00 of the expected collapse pressure of the pipeline . 7 times the expected collapse pressure, preferably 0.7 times the expected collapse pressure . 5 to 0 . It can be in the range of 7 times.
実施された試験の結果を使用して、試験装置と試験リングとの間に許容可能な拘束力があるかどうかを確認することができる。拘束力は、リングの形状、すなわちリングの直径および幅、ならびに圧力室内の圧力に依存する。しかしながら、いくつかの実施形態では、許容可能な拘束力は、0.1kN~30kNの範囲にある。リング圧力室内の圧力が約0MPaである場合、好ましくは、許容可能な力は、0.1kN~0.4kNの範囲、好ましくは約0.2kNであった。室内の圧力が約27.6MPaである場合、好ましくは、許容可能な拘束力は、4.5~6.5kNの範囲、好ましくは約5.0kNであった。 The results of the tests performed can be used to ascertain whether there is an acceptable binding force between the test device and the test ring. The restraining force depends on the shape of the ring, ie the diameter and width of the ring and the pressure in the pressure chamber. However, in some embodiments, the permissible binding force is 0.00 . It is in the range of 1 kN to 30 kN. If the pressure in the ring pressure chamber is about 0 MPa, preferably the allowable force is 0.5 psi . 1kN-0 . 4 kN range, preferably about 0.4 kN . was 2 kN. If the pressure in the chamber is about 27.5 . 6 MPa, preferably the acceptable restraining force is 4 . 5-6 . 5 kN range, preferably about 5.5 kN . was 0 kN.
流体をラムに供給して、試験リングの内面に加えられる力を増大させる。試験中、加えられる力の速度は、約0.002kN/分~約0.04kN/分である。好ましくは、力は、30分間~4時間、好ましくは1~3時間、より好ましくは1~2時間の期間にわたって、試験リングの内面に加えられる。 Fluid is supplied to the ram to increase the force applied to the inner surface of the test ring. During the test, the rate of applied force was about 0.00 . 002 kN/min to about 0.002 kN/min . 04 kN/min. Preferably, the force is applied to the inner surface of the test ring for a period of 30 minutes to 4 hours, preferably 1-3 hours, more preferably 1-2 hours.
「圧力崩壊試験」などの同等の試験は、リングが崩壊する圧力を決定するために、試験リング試験片が増加する圧力にさらされる試験、たとえば国際公開第2008/114049号、またはSelker et al,Proceedings of the Twenty-fourth(2014)International Ocean and Polar Engineering Conference,vol.2,p.88~95に記載された試験を意味する。 Equivalent tests such as the "pressure collapse test" are tests in which a test ring specimen is subjected to increasing pressures to determine the pressure at which the ring collapses, e.g. Proceedings of the Twenty-fourth (2014) International Ocean and Polar Engineering Conference, vol . 2, p . means the test described in 88-95.
図1は、海底パイプラインで使用されるパイプ10を示す。通常の例では、長さが約12.2m、外径が508mm、壁厚が35mmである。試験リング12(図2にも示す)は、パイプの一端から切断され、通常の長さは50mmで、すなわち壁厚よりも大きい。この長さのリングが切断された後でも、パイプは、なおパイプラインの建設に使用することができる。リングの両端面は、実質的に平行で平らになるように、すなわち、実際と同等の滑らかな表面に機械加工されている。実質的に平らで平行とは、リング全長の公差が±0.01mmであることを意味する。粗度係数は、ISOグレードN6を超えないことが望ましい。 FIG. 1 shows a pipe 10 used in an undersea pipeline. A typical example is about 12 . 2 m, outer diameter 508 mm, wall thickness 35 mm. A test ring 12 (also shown in FIG. 2) is cut from one end of the pipe and has a typical length of 50 mm, ie greater than the wall thickness. After this length of ring has been cut, the pipe can still be used for pipeline construction. The end faces of the ring are machined to be substantially parallel and flat, i.e., smooth surfaces comparable to reality. Substantially flat and parallel means that the total ring length has a tolerance of ±0 . 01 mm. The roughness factor should not exceed ISO grade N6.
一定の時間間隔で、ニードルポンプは、少量の流体をラム室に注入し、非常に遅い速度で試験リングに加えられる力を増加させる。好ましくは、液圧ラムによって加えられる力の増加によって引き起こされる変位の速度は、0.01~0.05mm/分の範囲であり、より好ましくは、変位の速度は、約0.01~0.03mm/分の範囲である。 At regular time intervals, the needle pump injects small amounts of fluid into the ram chamber to increase the force applied to the test ring at a very slow rate. Preferably, the rate of displacement caused by an increase in force applied by the hydraulic ram is 0.5 . 01-0 . 05 mm/min, more preferably the rate of displacement is about 0.05 mm/min . 01-0 . 03 mm/min.
好ましくは、試験の第1の段階(S1)は、試験の第2の段階(S2)が実施されるのと実質的に同じ期間にわたって実施される。ラムへの圧力、およびしたがってリングの内面に加えられる力は、約30分間~約4時間の期間にわたって、好ましくは約1~約2時間の期間にわたって増加させることができる。液圧ラムによる試験リングの内面への力の印加速度は、約0.002kN/分~約0.04kN/分の範囲であり得る。 Preferably, the first phase of testing (S1) is performed over substantially the same period of time that the second phase of testing (S2) is performed. The pressure on the ram, and thus the force applied to the inner surface of the ring, can be increased over a period of about 30 minutes to about 4 hours, preferably over a period of about 1 to about 2 hours. The rate of force application by the hydraulic ram to the inner surface of the test ring was about 0.00 . 002 kN/min to about 0.002 kN/min . 04 kN/min.
力がリングの内面に加えられるとき、圧力は、圧力室内で所定の圧力に維持される。第1の段階は、室内の圧力を0MPaにして実施することができる。あるいは、室を加圧した状態で試験を実施することもできる。室は、予想される崩壊圧力よりも小さい圧力まで加圧することができる。試験は、圧力室内の圧力が0MPaより大きく30MPa以下、好ましくは約0MPaより大きく15MPa以下、より好ましくは0MPaより大きく6MPa以下の範囲で実施することができる。好ましくは、試験で使用することができる室内の最大圧力は、予想される崩壊圧力試験の0.5~0.7倍である。 When force is applied to the inner surface of the ring, pressure is maintained at a predetermined pressure within the pressure chamber. The first stage can be carried out at a pressure of 0 MPa in the chamber. Alternatively, the test can be performed with the chamber pressurized. The chamber can be pressurized to a pressure less than the expected collapse pressure. The test can be performed at a pressure in the pressure chamber of greater than 0 MPa and less than or equal to 30 MPa, preferably greater than about 0 MPa and less than or equal to 15 MPa, and more preferably greater than 0 MPa and less than or equal to 6 MPa. Preferably, the maximum pressure in the chamber that can be used in the test is 0.00% of the expected collapse pressure test . 5 to 0 . seven times.
(実施例)
圧力室内の3つの圧力例、0、13.8、および27.6MPaを使用して、D/t=20.5の鋼製試験リングで試験を実施した。試験リングは、外径32インチ(812.8mm)、壁厚39mmのパイプから切断した。試験リングの長さは、50mmであった。
(Example)
Three example pressures in the pressure chamber, 0, 13 . 8, and 27 . Using 6 MPa, D/t=20 . 5 steel test rings were tested. A test ring was cut from a pipe having an outside diameter of 32 inches (812.8 mm) and a wall thickness of 39 mm . The test ring length was 50 mm.
圧力室内の圧力は、圧力例、0、13.8、および27.6MPaの1つを最初に適用した。その後、ラム内の圧力をゆっくりと上昇させた。ラムによって加えられる力を測定し、リングの横方向の胴体移動を2つの変位変換器によって測定した。各試験では、異なる鋼製リングと新しいゴム製シールリングを使用した。各試験は約120分間続け、時間およびラムへの測定荷重を記録した。力の速度を測定し、試験中に約0.002kN/分~約0.04kN/分に上昇するようにした。 The pressure in the pressure chamber is, for example, 0, 13 . 8, and 27 . One of 6 MPa was applied first. The pressure in the ram was then slowly increased. The force exerted by the ram was measured, and lateral trunk movement of the ring was measured by two displacement transducers. Each test used a different steel ring and a new rubber sealing ring. Each test lasted approximately 120 minutes and the time and measured load on the ram were recorded. The velocity of the force was measured and was approximately 0.00 during the test . 002 kN/min to about 0.002 kN/min . It was made to rise to 04 kN/min.
結果を図9および図10に示す。結果から、シールリングに対する鋼製リングの非常に小さな移動(約0.1mm)が見られた後、横方向の拘束力(すなわち、ラム力(52))は実質的に一定のままであることが示された(図9)。また、試験装置に圧力が加えられていない場合、ラム力は非常に小さいことも示された。これにより、本装置を使用する圧力崩壊試験の開始時に、ゴム製シールリングはほとんど変形していないことが確認される。シールリングによって加えられる抵抗力は、試験リングに加えられる圧力が増加するにつれて増加する。 The results are shown in FIGS. 9 and 10. FIG. The results show that the lateral restraining force (i.e. the ram force (52)) remains substantially constant after very small displacements of the steel ring relative to the sealing ring (approximately 0.1 mm) . was shown (FIG. 9). It has also been shown that the ram force is very small when no pressure is applied to the test apparatus. This confirms that the rubber seal ring is substantially deformed at the start of the pressure collapse test using this device. The resistance force exerted by the seal ring increases as the pressure applied to the test ring increases.
Claims (22)
一緒に接続されたときに試験リングを収容するための試験室を画定する第1および第2の試験室部分と、
前記試験室に取り付けられたときに前記リングに対してシールを形成するためのシール手段と、
前記第1および第2の試験室部分を一緒に接続して前記試験室を形成し、前記試験室に取り付けられたときに前記試験リングに対して前記シール手段を係合して、前記リングの内側と前記リングの外側との間に耐圧シールを形成する手段と、
加圧流体を前記試験リングの外側の前記試験室に流入させるための前記試験室部分の1つにある流体入口と、
前記試験室に取り付けられたときに前記試験リングの内面に力を加えるための液圧ラムと、
前記液圧ラムによって前記試験リングに加えられる力を測定する少なくとも1つのセンサと、
前記試験リングの移動を測定する少なくとも1つのセンサと、
前記試験リングの歪みおよび変形を測定する少なくとも1つのセンサと
を含む装置。 Apparatus for testing rings cut from pipe used in the manufacture of submarine pipelines, comprising:
first and second test chamber portions that, when connected together, define a test chamber for containing the test ring;
sealing means for forming a seal against the ring when attached to the test chamber;
connecting said first and second test chamber portions together to form said test chamber and engaging said sealing means against said test ring when attached to said test chamber to means for forming a pressure-tight seal between the inner side and the outer side of said ring;
a fluid inlet in one of said test chamber portions for admitting pressurized fluid into said test chamber outside said test ring;
a hydraulic ram for applying a force to the inner surface of the test ring when mounted in the test chamber;
at least one sensor that measures the force exerted on the test ring by the hydraulic ram;
at least one sensor that measures movement of the test ring;
at least one sensor for measuring strain and deformation of said test ring.
i)前記試験リングの両端が圧力室の対向する面とシールを形成して、前記試験リングの内側を外側から隔離するように、前記試験リングを前記圧力室に取り付ける工程と、
ii)前記試験リングの変位を測定する手段を提供する工程と、
iii)前記試験リングの内面に加えられる力を測定する手段を提供する工程と、
iv)前記試験リングの内面に力を加える工程と、
v)前記試験リングの変位を測定し、前記内面に加えられる前記力を測定する工程と、
vi)前記変位の測定値と前記力の測定値とを使用して、前記試験リングが前記圧力室に正しく取り付けられているかどうかを判定する工程と
を含む、方法。 A method for determining whether a test ring is correctly assembled in a test chamber for testing pipe used in the manufacture of an undersea pipeline, said test ring being the type of pipe used in the manufacture of said undersea pipeline. and having flat and substantially parallel surfaces at the ends of said test ring, said method comprising:
i) mounting the test ring to the pressure chamber such that opposite ends of the test ring form seals with opposing surfaces of the pressure chamber to isolate the interior of the test ring from the exterior;
ii) providing means for measuring the displacement of said test ring;
iii) providing means for measuring the force applied to the inner surface of said test ring;
iv) applying a force to the inner surface of said test ring;
v) measuring the displacement of the test ring to measure the force applied to the inner surface;
vi) using the displacement measurements and the force measurements to determine whether the test ring is properly installed in the pressure chamber.
前記試験リングの歪みおよび変形を測定する手段を提供することと、
前記試験リングの外側の圧力を増加させ、圧力の増加に伴う前記試験リングの歪みおよび変形を測定することと、
前記試験リングの外部崩壊圧力を決定することと
を含む、請求項12に記載の方法。 The external pressure collapse test is
providing means for measuring strain and deformation of the test ring;
increasing the pressure on the outside of the test ring and measuring the strain and deformation of the test ring with increasing pressure;
13. The method of claim 12, comprising: determining an external collapse pressure of the test ring.
前記海底パイプラインの製造に使用されるタイプのパイプからリングを切断する工程と、
前記リングの端部に平らで実質的に平行な表面を形成して、試験リングを提供する工程と、
前記試験リングの両端が圧力室の対向する壁とシールを形成して、前記試験リングの内側を外側から隔離するように、前記試験リングを前記圧力室に取り付ける工程と、
前記試験リングの変位を測定する手段を提供する工程と、前記試験リングの内面に加えられる力を測定する手段を提供する工程と、
前記試験リングの内面に力を加える工程と、
前記試験リングの変位を測定し、前記内面に加えられる前記力を測定する工程、および前記変位の測定値と前記力の測定値とを使用して、前記試験リングが前記圧力室に正しく組み立てられているかどうかを判定する工程と、
前記試験リングの歪みおよび変形を測定する手段を提供する工程と、
前記試験リングの外側の圧力を増加させ、圧力の増加に伴う前記試験リングの歪みおよび変形を測定する工程と、
前記試験リングの外側に加えられる圧力と測定される最大歪みとの比較を決定して、圧力の増加に伴う試験リング直径の非線形減少の加速の開始を検出する工程と、
を含む、方法。 A method of testing pipe for use in the manufacture of subsea pipelines comprising the steps of:
cutting rings from a pipe of the type used in the manufacture of said undersea pipeline;
forming flat, substantially parallel surfaces on the ends of said ring to provide a test ring;
attaching the test ring to the pressure chamber such that opposite ends of the test ring form a seal with opposing walls of the pressure chamber to isolate the inside of the test ring from the outside;
providing means for measuring the displacement of the test ring; providing means for measuring the force applied to the inner surface of the test ring;
applying a force to the inner surface of the test ring;
measuring the displacement of the test ring and measuring the force applied to the inner surface, and using the displacement measurement and the force measurement to verify that the test ring is properly assembled in the pressure chamber a step of determining whether
providing means for measuring strain and deformation of the test ring;
increasing the pressure on the outside of the test ring and measuring the strain and deformation of the test ring with increasing pressure;
determining a comparison of the pressure applied to the outside of the test ring to the maximum strain measured to detect the onset of acceleration of the non-linear decrease in test ring diameter with increasing pressure;
A method, including
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