KR910008237B1 - 고압호스 및 커플링 조립체 - Google Patents

고압호스 및 커플링 조립체 Download PDF

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엠. 소텔로 알버트
디. 투루질로 론
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더 게이츠 러버 컴패니
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Abstract

내용 없음.

Description

고압호스 및 커플링 조립체
제1도는 본 발명에 따른 호스 및 커플링의 부분 절개단면도.
제2도는 중간처리 단계중에 있는 호스 및 커플링 조립체의 부분 단면도.
제3도는 본 발명의 한 실시예에 따른 함입 강화재의 확대영역에서의 확대단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 호스부 12 : 플루오로 탄성중합 튜브
16 : 강화부 22 : 커플링 몸체 슬리브
24 : 커플링 시일링 26 : 단부 어댑터
34, 46 : 쇼울더 36, 70 : 카운터 보어
28' : 호스단부 28" : 확대영역
본 발명은 강화된 호스, 커플링 및 조립체들에 관한 것으로, 특히 호스 및 커플링 조립체의 성능 및 내구성을 증가시키기 위한 개량에 관한 것이다.
회전 드릴, 쵸크(choke), 및 킬(kill)과 운동 보상 호스와 같이 꽤 높은 압력이 가해지는 호스의 커플링 조립체를 설계함에 있어서는 작동 및 폭발 압력에 대한 내구성과 성능 그리고 단부시일에 대한 신뢰성을 저하시킴이 없이 커플링의 길이 및 중량을 감소시킨다는 두가지의 중요한 기준이 있다. 이러한 기준에 접근하는 한 설계 방법은 미합중국 특허 제4,143,892호에 기재되어 있는 것으로, 커플링 슬리브를 커플링의 니플(nipple)부근에서 확대된 단부를 가질 수 있게 원추대형으로 테이퍼지게 하는 것이다. 이 원추대형의 슬리브 저부에서, 와이어 강화재의 일부가 단계적으로 피치가 증가되며, 이에 따라 피치 증가를 이룬 각각의 와이어는 길이 방향 및/또는 반경 방향으로 불균일하게 서로 이격되어 있고, 이 상태에서 중합 수지의 고정기질(anchoring matrix)로 피복되게 된다. 그러나, 시일과 튜브 물질에는 소정의 개스, 특히 H2S는 시일과 튜브 물질을 투과하여 커플링내의 강화용 고정기질을 손상시키며, 이 때문에 호스를 가압한 때 와이어가 강화재가 움직이게 된다. 또한 튜브 물질은 호스 몸체내로의 H2S의 투과를 방지하지 못하고, 만일 와이어가 고압에서 변형된다면, 파괴저항이 저하되게 되고, 호스는 적절한 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명에 의해서 커플링의 시일 및 튜브 라이너(liner)용으로 비교적 작은 입자의 제1카본블랙입자(충전재)와 비교적 큰 입자의 제2카본블랙 입자가 혼합된 플루오로 탄성중합 물질을 사용하게 되면, 20% 이하의 농도를 갖는 H2S로는 호스의 몸체내로의 투과가 불가능하며, 따라서 와이어는 견고하게 고정된 상태로 유지되게 될 것이다.
또한, 이러한 종류의 호스커플링의 시일과 강도를 개량하는데 있어서, 사용요건이 가혹하게 됨에 따라 고압용 호스에 대한 요구가 증가되게 되었다. 현재로서는 15,000psi까지의 작동압력을 허용하는 호스 및 커플링이 필요로하며, 또한 로이즈 어브 런던 화이어(Lloyds of London Fire)의 내화시험 규격(700℃에서 10,000또는 15,000psi의 작동 압력으로 30분간)이 북해의 오일리그(rig)에 사용되는 호스용으로 규정되었다. 따라서 이러한 가혹한 작동조건(고온, 고압)에 부합될 수 있는 새로운 시일의 필요성이 대두되게 되었다. 또한, 이러한 시험 및 전체로서 가혹한 작동조건들과 관련하여 지금까지는 내측 호스를 고온에 노출되지 않게 보호하도록 내열 세라믹 섬유를 호스의 덮개 아래에 배치하였었다.
미합중국 특허 제4,143,892호에 기재된 바와 같은 커플링에서는 현재의 작동압력과 같은 매우 큰 고압에서 파손되는 경향이 발생되는 문제점이 있으며, 이러한 파손의 주된 부분은 시일 및 커플링 시일링이 끼워 맞춰져서 안착되는 부분임을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 고압에서 사용될 수 있게 설계되어 커플링의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 개량된 시일 및 커플링 시일링을 제공하는 것이다.
본 발명에 인용되는 다른 참고문헌으로는 미합중국 특허 제2,473,441호, 제2,506,494호, 제2,940,778호 및 제3,217,282호를 들 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 조금 작은 치수의 호스단부에서 확대영역으로 갈수록 치수가 증가되는 내측보어를 가지는 커플링 몸체 슬리브; 상기 내측보어내에서 슬리브에 결합되어 있는 커플링 시일링; 상기 슬리브내에 측방향으로 배치되는 호스내층; 그리고 상기 호스내층과 슬리브의 내측보어 사이에 배치되며 호스단부에 있는 필라멘트 겹은 비교적 빽빽하고 균일하게 이격되고, 필라멘트 겹의 적어도 상당부분은 상기 호스단부에 있을 필라멘트 겹보다 넓게 이격되고 불규칙적으로 분포된 확대영역의 필라멘트와 함께 호스단부 사이에 배치되어 고정기질 물질로 채워지는 다겹의 강화 필라멘트를 구비하여 고온 및 고압에 대한 작업능력을 가지는 고압호스 및 커플링 조립체에 있어서, 상기 커플링 시일링에는 확대영역에 인접한 곳에서 내측으로 향하는 쇼울더와, 상기 확대영역의 치수보다 작고 상기 제1카운터 보어의 치수보다 큰 치수의 제2카운터 보어를 갖춘 접촉부가 형성되고, 그리고 상기 호스내층은 비교적 작은 입자의 제1카본블랙 입자와 비교적 큰 입자의 제2카본블랙 입자가 혼합된 플루오로 탄성중합 튜브 및/또는 카카스 섬유 강화재를 구비하는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체를 제공한다.
본 발명에 의한 커플링은 커플링 몸체 슬리브를 설치하고, 슬리브의 보어는 불균일한 치수로서 일단부 근처의 확대영역까지 순차적으로 변화한다. 보어의 확대영역에서 슬리브에 결합한 연결링크는 대략 반경 방향으로 연장되는 제1쇼울더와, 슬리브의 내측보어와 동축상으로 배치되는 제1카운터 보어와, 상기 쇼울더로부터 확대영역내를 외측으로 연장하여 상기 제1카운터 보어의 직경보다 큰 직경을 갖는 제2카운터 보어를 설치하고, 쇼울더의 외경은 몸체 슬리브의 내경보다 작은 접촉부를 가진다. 상기 접촉부는 고압에서 파손영향을 가장 받기쉬운 커플링 부분의 표면적을 증가시켜 결합력을 증대시키고 그리고 압력이 보다 넓은 지역에 분포되게 함으로써 파손 가능성을 감소시키도록 작용한다. 플루오로 탄성중합 물질로 제조된 반경화세브론(chevron) 시일은 네오프렌과 같이 기존의 이러한 용도로 사용되던 탄성중합 물질에 비해서 침투성이 낮고 경도는 높다. 이러한 시일은 플루오로 탄성중합 튜브에 접합되는 별도의 링으로서, 플루오로 탄성중합 물질로 제작된 미경화 도우넛(uncured donut) 시일을 커플링 시일링과 세브론 시일 사이에 끼우고, 에폭시수지에 의해 상기 시일이 링에 부착한다. 시일과 튜브의 개량으로서 H2S 개스에 대해 불투과성으로 합과 동시에, 내화용량을 약 15,000psi또는 그 이상의 시일을 제공할 수 있도록, 크고 작은 크기의 제1카본블랙과 제2카본블랙 첨가제가 사용된다.
제1도에는 본 발명의 호스와 커플링 조립체가 도시되어 있는데, 이 호스부(10)는 플루오로 탄성중합 튜브(12)와, 그 튜브(12)에 함입 또는 그에 인접하게 배치된 여러겹의 카카스 섬유 강화재(14) 내부에 세라믹섬유와 같은 여러겹의 고온 절연층이 함입되어 있는 덮개(20)와, 사이에 끼여있는 강화부(16)를 포함하고 있다. 강화부(16)는 나선형으로 권선된 4겹 또는 6겹의 금속 필라멘트(18)로 구성되어 있는데, 이 금속 필라멘트(18)는 호스의 사용목적에 따라 모노 필라멘트 또는 케이블로 형성되게 된다. 만약 작동압력이 10,000psi(700kg/㎠)라면, 6겹의 카카스 강화재와 4겹의 와이어 필라멘트로 된 호스가 사용될 것이다. 10,000psi의 호스는 15,000psi까지 테스트를 거쳤으며, 22,500psi의 파열압력을 가진다. 만약 작동압력이 15,000psi라면 4겹의 카카스 강화재와 6겹의 와이어 필라멘트로된 호스를 사용하는 것이 적합하다는 것을 알았다. 이러한 15,000psi용의 호스는 22,500psi까지 테스트를 거쳤으며, 33,750psi의 파열압력을 자진다.
일반적으로 커플링 조립체는 외측 커플링 몸체 슬리브(22)와, 이 슬리브에 대응하는 나사가 가공된 커플링 시일링(24) 및 단부 어댑터(26)를 포함하고 있다.
슬리브(22)는 그의 호스단부(28')를 최소 칫수로 하여, 조립체의 결합단부(30)의 부근에 위치되는 확대영역(28")까지 점진적으로 확대된, 바람직하게는 확대영역(28")에서 최대 칫수를 가지도록 변화되는 치수를 가지는 내측보어(28)를 구비하고 있다. 도면에 도시된 실시예에 있어서, 슬리브의 내측보어는 결합단부쪽으로 원추대 형상으로 점차로 테이퍼져 있다. 다른 실시예에서는, 내측보어가 예를들자면 조립체의 결합단부쪽으로 가면서 점차로 직경이 증가하는 계단 형상으로 형성될 수도 있을 것이다.
개량된 커플링 시일링(24)은 슬리브 내측보어내에 나사 결합되어 정지부(32)에서 정지된다. 커플링 시일링(24)은 확대영역(28")에 인접한 지점에서, 반경 방향으로 연장되는 환형 쇼율더(34)와, 슬리브의 내측보어와 동축적으로 배치되고 길이 방향으로 연장되는 표면(38)을 형성하고 있는 카운터 보어(36)를 가지고 있다. 쇼울더(34)로부터 외측으로는 카운터 보어(70)가 연장되어 있는데, 이 카운터 보어(70)는 카운터 보어(36)보다는 크고 슬리브(28)보다는 작은 직경을 가지고 있다. 다른 실시예로서, 커플링 시일링(24)은 슬리브(22)와 일체로 구성되거나 아니면 용접 또는 압착 결합 등에 의해 슬리브(22)에 결합시킬 수도 있다. 또한 카운터 보어(70)를 형성하는 접촉부는 반경 방향으로 연장되는 표면(72)와 같이 방향으로 연장되는 표면(92)를 형성한다.
단부 어댑터(26)는 도시된 바와 같이 나사 가공된 니플로서 나사(44)를 통해 다른 결합체에 결합되도록 구성될 수 있거나 또는 다른 실시예로서 짝을 이루는 결합체를 용접에 의해 함께 접합시킬 수도 있을 것이다. 또한 단부 어댑터는 슬리브(22)의 결합단부내에서 나사 결합되고, 제2쇼울더(46)를 가지며, 링의 니플(40)과 함께 미합중국 특허 제2,473,441호에 도시된 것과 유사한 단부 시일 영역을 형성하는 환형홈(48)을 가지고 있다. 쇼율더(46)는 원형의 반경화된 플루오로 탄성중합 세브론 환형 시일링을 수용할 수 있도록 니플(40)로부터 이격되어 있는데, 바람직하게는 상기 시일링(5)은 경화되지 않은 플루오로 탄성중합 도우넛시일(74)에 접합 또는 고무경화된 별도의 링이며, 시일(74)은 얇은 층의 에폭시층(90)(확대도시)에 의해 플루오로 탄성중합 튜브(12)와 카카스 섬유 강화재(14)에 접합되어 있다. 링(24) 경사면의 모가 따진 코너와 카카스 섬유 강화재(14)들간의 내측 시일은 고무링(69)을 부가시킴으로 이루어지게 된다. 단부 어댑터(26)에는 결합된 호스의 튜브직경과 대체로 같은 직경을 갖는 관통보어(47)가 제공되어 있다. 호스 커플링 조립체의 사용시에, 어댑터(26)는 오프닝(54)과 어댑터 니플에 형성된 오프닝(56)내로 돌출되어 나사 결합되는 또는 그 이상의 반경 방향으로 확장된 세트 스크루(52)로써 조립체의 나머지 부분과 일체를 이루게 된다.
도시된 바와 같이, 각각의 강화재 필라멘트(18)들은 내측보어(28)와 카카스 섬유 강화재(14)층 사이의 간격에 의해 결정되는 원추대형의 환형공간내에 불균일하게 분포되어 있다. 호스단부(28')[대체로 구역(A)내]의 필라멘트 겹들은 균일하게 그리고 바람직하게는 서로 밀접하게 배치되어 있고, 반면 확대영역(28")과 함께 호스단부에 인접한 구역(A) 후방으로 연장된 영역에서는 필라멘트(18)가 적어도 상당부분에 띄엄띄엄 분포되어 있다. 이와 같이 띄엄띄엄 분포되어 있다는 것은 비록 일부 와이어 필라멘트가 실제로 상호접촉을 이룰 수도 있지만, 와이어의 전체적인 분포와 그들간의 간격은 특정 또는 예정된 패턴을 따르지 않는다는 것을 의미하는 것이다. 많은 수의 와이어 필라멘트는 비교적 멀리 떨어져 있을 수 있고, 일반적으로 대부분의 와이어들은 구역(A)의 와이어 필라멘트들 보다 대체로 더 멀리 떨어져 있다. 본 발명의 바람직한 한 실시예에 있어서, 구역(A)에서의 필라멘트들간의 간격은 커플링의 결합단부쪽[확대영역(28")내]으로 가면서 점차로 크게되어 있다.
구역(B)내에 있는 확대영역(28")의 와이어 필라멘트의 적어도 상당부분도 에폭시와 같은 열경화성 수지로서 높은 압축강도를 가지는 고정기질(58)(도면에서 사선이 쳐있지 않은 상태)에 함입되어 있다. 따라서, 커플링 조립체에서 폭발에 대한 저항을 갖는 원추대형의 와이어 고정기질 복합체가 제공된다. 이 고정기질은 구역(A), 특히 강화재의 외겹과 내측보어(28) 사이에 형성된 고리부(60)내로 확장되는 것이 가장 바람직하다.
고정기질의 주입을 위해 입구포트(62)가 제공되어 있으며, 주입시 과잉 주입되는 물질은 상기 입구포트(62)로부터 흘러나오게 될 것이다. 또한, 고정기질은 고정력을 부가시키기 위해 내측보어(28)에 형성된 홈(66)과 같은 호스 내면을 따라 형성된 요부에 배치될 수도 있을 것이다. 이러한 홈들은 도시된 바와 같이 나사형 또는 환형과 같은 소정의 요구되는 형상으로 될 수 있을 것이다.
제1도에 도시된 실시예에 있어서, 강화재의 최내겹(16a)은, 구역(A) 및 (B) 전체를 통해 균일하게 밀접된 상태로 이격되어 있다. 그러나, 나머지 세겹의 강화재들은 본 발명에 따라 구역(B)에 띄엄띄엄 분포되어 있다. 본 발명에 의해 개조된 링(24)에서는 접촉부를 형성하는 카운터 보어(70)에 의해서 커플링이 고압에서 파손되지 있도록 증가된 지지(결합) 표면적은 제공한다.
제3도의 실시예에 있어서, 모두 4겹의 강화부(16)(제2도에 있어서는 최내겹(16a)이 도시됨)는 고정기질(58)에 함입되고 띄엄띄엄 떨어져 있는 와이어 필라멘트(18) 또는 케이블겹으로 형성된다. 상기 와이어 필라멘트(18) 또는 케이블겹은 커플링의 호스단부(도시안됨)에 위치된 와이어 필라멘트 보다 더 넓게 이격되어 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 띄엄띄엄한 간격은 반경 방향으로 균일하게 이격된 기존의 와이어겹의 열들 사이에서 에폭시 기질내에 형성되는 전단원추에 의한 커플링의 파괴기능을 최소화시킨다. 따라서, 본 발명은 고압에서 와이어 필라멘트의 파손가능성을 감소시킨다. 표면(72), (92)에 의해 형성된 접촉부는 커플링 조립체를 보다 큰 호스 내압에서 지탱되도록 커플링의 결합단부 부근에서 보조의 견고한 결합상태를 제공해준다. 이러한 접촉부와 에폭시 기질내에 고정된 케이블겹에 의해서, 단지 케이블겹을 에폭시기질에 고정한 경우보다 내압에 대한 저항이 크게 된다.
제1도의 호스 커플링 조립체는 제2도에 도시된 바와 같은 다음과 같은 방식에 따라 제조된다. 먼저, 통상의 방법에 의해서 내측 튜브(12), 카카스 섬유 강화재(14)층, 강화부(16)를 포함하는 비경화 호스 예비성형체(preform)를 포올맨드릴(pole mandrel)(76)상에 조립한다. 와이어는 나선형으로 겹겹이 제공하며, 바람직한 튜브재료는 플루오로 탄성중합 물질로 하며, 카카스 섬유 강화재(14)들은 고무로 마찰시킨 또는 스키밍(skimming)시켜 윤을 낸 직물로 형성되고, 튜브위에 감은 것이다. 다시, 링(24)의 카운터보어(70)를 형성하는 접촉부는 표면적을 증가하여, 후술하는 바와 같이 최내측 와이어 필라멘트에 가해지는 압력을 감소시킨다.
제2도에 도시된 바와 같이, 제1도의 커플링 및 호스 조립체를 제조하도록, 카카스 섬유 강화재 부착의 튜브와 겹으로된 와이어 강화부(16)들은 상기 카카스 부착의 튜브가 링(24)의 카운터 보어(36)의 결합단부까지의 길이로 거의 동일하게 채워진 양으로 어긋나 형성된다. 강화부는 최내측겹(16a)은 커플링 시일의 카운터 보어(70)와 쇼울더(34)에 대해 접촉되며, 나머지 강화부 겹들은 쇼울더(34)와 카운터 보어(70)로부터 길이 방향으로 상당한 거리를 두고 이격되어 있는데, 이 간격[구역(B)에서]은 커플링 몸체 슬리브 보어(28) 길이의 약 25 내지 75%, 바람직하게는 약 40 내지 60%가 될 것이다. 각 와이어 필라멘트(18)는 불시에 서로 풀려져 버리는 것을 방지할 수 있도록 고정하는 수단을 가지게 된다. 도시된 바와 같이 , 이를 위해서는 비교적 가는 결합 와이어(78), (80), (82)를 소요위치에 사용한다. 제2도에 도시된 실시예에 있어서, 이것은 최내측겹인 제1겹(16a)의 확대영역(28")과의 사이의 단이진 부분에서 별도로 결합하여, 구역(A)에서 와이어의 전당단부(결합단부)의 결들을 결합한다. 이들 결합 와이어(78), (82)은 영구적인 것으로, 왕성된 조립체내에 그대로 유지된다.
상기 결합 와이어(78), (82)의 결선위치와는 별도로, 구역(B)에서 나머지 세겹들을 다단 와이어(80)로 일시적으로 결선을 행한다. 바람직한 예로서, 와이어(80)는 강화겹들의 호스단부(28')에 인접한 곳에서 시작되며, 구역(A)을 통해 큰 피치로 나사식으로 감겨지게 되며, 구역(B)내에는 매우 밀접한 피치로 와이어(80)를 도시하여, 전단의 와이어(81)에 달한다. 이 지점에서, 와이어를 반대 방향으로 하여 강화부의 호스단부(80')까지 되돌린다.
호스 예비성형체의 적층한 끼워넣어지는 단부를 외측슬리브(22) 및 커플링 시일링(24)으로 구성되는 커플링 보조 조립체내로 삽입시켜, 겹(16)들을 쇼울더(34) 및 표면(90)에 대해 접촉시키게 한 후에, 구역(B)에 세 개의 외측와이어 겹은 결합한 와이어의 호스단부(80')를 인출하는 것에 의해서 풀어뜨린다. 결합 와이어의 호스단부(80')가 조립체의 호스단부쪽으로 인출됨에 따라, 결합 와이어(80)들은 매층마다 되돌려져서, 결합이 풀린 후 각 와이어(18)들은 퍼지게 된다. 와이어들은 그의 고유 탄성 때문에 호스의 결합단부쪽으로 퍼지고, 슬리브(22)의 내측보어와, 와이어겹의 최내겹인 제1겹(16a)과 연결 링의 표면(92)과의 사이에 형성되는 환형공극(83)의 한정된 공간내에 있게 된다.
확대영역(28")내에서 풀려헤쳐져서 퍼진 와이어의 실제 분포 패턴은 변화하지만, 제1도에 도시된 바와 같은 특정 패턴과 간격이 대표적인 것이다.
와이어가 완전히 풀려헤쳐진 뒤에, 에폭시 수지와 같은 고정기질을 3개 또는 4개의 포트(62)(하나만 도시)로 주입시키게 되는데, 이 때의 주입량은 펼쳐진 와이어의 대부분을 고정기질로 함입시키기에 충분한 양이 되며, 포트(62)로부터 고정기질이 흘러 나오게 되면, 충진작업은 대체로 완료되는 것을 나타낸다. 이와 같은 에폭시 충진작업의 완료전 또는 후에는, 제2도에 도시한 바와 같이 , 단부 어댑터(26)를 니플을 나사결합하여 링(50)을 커플링 시일링(24)과, 튜브(12)의 결합단부 및 카카스 섬유 강화재(14)에 압축하여 접촉시킨다. 이 때에, 바람직하게는 세라믹 섬유를 포함하는 덮개(20)를 기존의 방식으로 호스의 외측 강화부에 제공하고, 또한 커플링 몸체 슬리브(22)의 일부를 덮는다. 상기 덮개에는 열수축성 경화 테이프를 제공하고, 전체 조립체를 적당한 온도 및 압력을 사용하여 압력솥에서 경화시켜, 조립체의 고무 부분을 고무 경화시키는 것에 의해 단일체를 형성시킨다.
상술한 방법은 또한 에폭시를 커플링 시일링내에 공급하여 경화시킨 후에, 전체 조립체를 경화 내지는 고무경화시키기에 앞서 이 커플링 시일링(24)을 제거시키는 것에 의해 형성시킬 수도 있다. 만일 이러한 실시예를 사용하는 경우에는, 당 기술분야에서 알 수 있는 바와 같이 별도의 단부시일을 사용한다.
상술한 호스 및 커플링의 예로서 오일리그용의 쵸크 및 킬용으로 제조된 것을 들 수 있는데, 이와 같은 특정의 호스의 설계압력은 15,000psi로 하고, 시험압력은 22,500psi로 한다. 상기 호스는 2.5인치에 내경 및 5.7인치의 외경을 갖는다. 전장이 21.25인치인 커플링은 8.5인치의 외경과 5.7인치의 내경을 갖는다. 제1도의 예에서는 , 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니사에 의해 상표 등록된 플루오렐(Fluorel)로 만든 튜브(12)를 갖는다. 반경화 세브론 시일링(50)과 비경화 도우넛 시일(74)도 플루오렐로 제조된다. 에폭시는 튜브(12)와 커플링 시일링(24)에 도우넛 시일(74)을 접착시키는데 사용된다. 본 실시예에서 사용된 에폭시는 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니의 상표명"1838B/A"로 하였고, 시일(74), (50) 및 튜브(12)는 대소의 입자크기로 한 2성분의 제1, 제2카본블랙 충전재를 사용하여 만들어지며, 사용된 비교적 큰 제2카본블랙 입자는 ASTM 규격 N-990으로 하고, ASTM시험법 D-1510을 사용하여 10㎎/g의 I2흡수도를 갖는 한편, 비교적 작은 제1카본블랙 입자는 ASTM 규격 N-110으로 하고, ASTM 시험법 D-1510에 따라서 147㎎/g의 I2흡수도를 갖는다. 큰 제2카본블랙 입자는 시일 및 튜브의 침입성을 낮게 하고, 가장 중요한점은 H2S 개스의 농도를 20%이하로 하여 커플링내의 에폭시 기질과 호스내의 강화재료를 침식하는 것을 방지하여 준다. 작은 제1카본블랙 입자는 시일을 보다 경질화시켜 시일의 압력에 대한 저항성을 증가시켜 준다.
와이어(16)는 0.0276인치의 직경을 갖는 강와이어를 권취시켜 만든 황동 도금 강케이블이고, 상기 케이블 자체는 0.138인치의 직경을 갖는다.
도시한 예에서의 커플링 시일링(24)은 3.22인치의 내경을 갖는 제1카운터 보어(36)과, 3.92인치의 내경을 갖는 제2카운터 보어(70)을 가진다. 표면(72), (92)에 의해 형성되는 접촉부는 5인치의 외경을 갖는다.
지금까지, 본 발명의 바람직한 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 특허청구 범위에 기재된 바와 같은 발명의 범위내에서 변경이 가능할 것이다.

Claims (27)

  1. 조금 작은 치수의 호스단부(28')에서 확대영역(28")으로 갈수록 치수가 증가되는 내측보어(28)를 가지는 커플링 몸체 슬리브(22); 상기 내측보어(28)내에서 슬리브(22)에 결합되어 있는 커플링 시일링(24); 상기 슬리브(22)내에 축방향으로 배치되는 호스내층; 그리고 상기 호스내층과 슬리브(22)의 내측보어(28)사이에 배치되며 호스단부(28')에 있는 필라멘트 겹은 비교적 빽빽하고 균일하게 이격되고, 필라멘트 겹의 적어도 상당부분은 상기 호스단부(28')에 있는 필라멘트 겹보다 넓게 이격되고 불규칙적으로 분포된 확대영역(28")의 필라멘트와 함께 호스단부(28') 사이에 배치되어 고정기질 물질로 채워지는 다겹의 강화 필라멘트를 구비하여 고온 및 고압에 대한 작업능력을 가지는 고압호스 및 커플링 조립체에 있어서, 상기 커플링 시일링(24)에는 확대영역(28")의 치수보다 작고 슬리브(22)와 동축상에 배치되는 제1카운터 보어(36) 및 상기 쇼울더의 외측으로 상기 확대영역(28)의 치수보다는 작고 상기 제1카운터 보어(36)의 치수보다 큰 치수의 제1카운터 보어(70)를 갖춘 접촉부가 형성되고, 그리고 상기 호스내층은 비교적 작은 입자의 제1카본블랙 입자와 비교적 큰 입자의 제2카본블랙 입자가 혼합된 플루오로 탄성중합 튜브(12) 및/또는 카카스 섬유 강화재(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 슬리브(22)의 내측보어(28)가 원추대형상을 가진 것으로, 호스단부(28')에서의 최소 치수로부터 결합단부의 최대 치수까지 테이퍼져 있는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 호스내층은 튜브와, 호스와 튜브 사이에 배치되는 카카스 섬유 강화재, 및 필라멘트 강화재로 구성되고, 상기 커플링 시일링의 제1카운터 보어(36)를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 카카스 섬유 강화재의 보조겹은 필라멘트 강화재의 최내겹에 커플링 시일링924)의 쇼울더(34)를 브리지(bridge)시키는 확대영역 부분(28")에 위치되는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 최내겹 강화재의 필라멘트가 호스단부(28")로부터 상기 커플링 시일링(24)의 쇼울더(34)까지 균일하게 그리고 밀접되게 함께 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 확대영역(28")에 있는 각 겹들이 커플링의 호스단부(28')에 위치된 필라멘트의 경우보다 띄엄띄엄 보다 큰 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 외측 슬리브에는 단부 어댑터 니플(40)이 결합되어 있고, 이 니플(40)은 커플링 시일링(24)의 환형표면에 나란히 놓여져서 인접된 곳에서 환형홈(48)을 가지고 있고, 이 홈(48)과 환형표면 사이에 호스내층에 부착된 플루오로 탄성중합 비이드가 끼여, 시일을 형성하는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 플루오로 탄성중합 비이드가 에폭시 세멘트에 의해 호스내층에 부착되는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  9. 제7항에 있어서, 플루오로 탄성중합 비이드가 플루오로 탄성중합 도우넛 시일에 부착되어 나란히 놓여지는 환형표면을 갖는 플루오로 탄성중합 시일로 구성되는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  10. 제7항에 있어서, 플루오로 탄성중합 비이드가 크고 그리고 작은 입자 크기의 제1, 제2카본블랙 충전재로 구성되고, 비교적 큰 제2카본블랙 입자는 20%까지의 농도를 갖는 H2S 개스에 대해 불침입성을 갖는 시일을 제공하며, 비교적 작은 제1카본블랙 입자는 15,000psi를 초과하는 압력을 지탱할 수 있는 시일을 제공하는 것을 특징으로 하는 고압 호스 및 커플링 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 호스덮개 아래에 고온절연 물질로 된 다중층이 있는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 고온절연 물질이 세라믹 섬유인 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 커플링 시일링(24)은 제1카운터 보어(36)과; 상기 커플링 시일링으로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 이 커플링 시일링의 제1카운터 보어(36)와 동일한 내경의 제2카운터 보어(70)를 가지며, 이 커플링 시일링의 외경보다 작은 외경을 갖는 제1접촉부와; 이 커플링 시일링으로부터 반경 방향 외측에 제1접촉부와는 반대쪽으로 연장되는 제2접촉부를 구비하고, 제2접촉부는 제1카운터 보어(36)보다 큰 내경과 상기 커플링 시일링의 외경보다 작은 외경을 갖는 제3보어를 갖는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 시일링.
  14. 호스들과 결합단부들은 구비하고 있고 고온 및 고압에 대한 작업능력을 가지는 강화호스 및 커플링 조립체에 있어서, 작은 치수의 상기 조립체의 호스단부(28')로부터 결합단부 부근의 확대영역(28')까지 연장되면서 점차로 증가하는 치수를 가진 내측보어(28)를 갖춘 커플링 몸체 슬리브(22)와; 내측보어(28)내에서 슬리브(22)에 결합되어 있고, 상기 확대영역(28")에 인접한 곳에서, 내측으로 향해있는 쇼울더(34), 상기 확대영역(28")보다 작은 치수를 갖고 슬리브(22)와 동축적으로 배치되는 카운터 보어를 가지는 커플링 시일링(24)와; 슬리브(22)내에 축방향으로 배치되고 상기 시일링의 카운터 보어에 인접하게 위치된 플루오로 탄성중합 튜브 및/또는 카카스 섬유 강화재를 포함하는 호스내층과; 슬리브(22)의 내측보어(28)와 호스내층 사이에 배치되어 있고, 커플링의 호스단부(28')에 위치한 것은 비교적 밀접하게 그리고 균일한 간격을 두고 배치되며, 호스단부(28') 너머로 연장되는 것의 적어도 상당부분은 확대영역(28")[제1도의 구역(B)내]에 위치되고, 고정기질 물질에 함입됨과 동시에 커플링의 호스단부(28')에 배치된 것보다 더 큰 간격을 두고 배치되어 있게 구성된 다겹의 금속 필라멘트(18)와, 그리고 상기 커플링 시일링과 호스단부(28') 사이에 배치되는 플루오로 탄성중합 시일을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 커플링 시일링이 슬리브(22)와 동축적으로 배치되고 제1카운터 보어(36)보다 크고 내측 보어(28)의 확대영역(28")보다 작은 직경을 가지는 제2카운터 보어(70)를 가지며 쇼울더(34)로부터 외측으로 연장되는 접촉부를 추가로 구성하는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  16. 제14항에 있어서, 슬리브(22)의 내측보어(28)가 원추대형상을 가진 것으로, 호스단부(28')에서의 최소 치수로부터 결합단부의 최대 치수까지 테이퍼져 있는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  17. 제14항에 있어서, 상기 호스내층은 튜브와, 호스와 튜브 사이에 배치되는 카카스 섬유 강화재, 및 필라멘트 강화재로 구성되고, 상기 커플링 시일링의 카운터 보어를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 카카스 섬유 강화재의 보조겹은 필라멘트 강화재의 최내겹에 커플링 시일링의 쇼울더(34)를 브리지시키는 확대영역 부분(28')에 위치되는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  19. 제14항에 있어서, 최내겹 강화재의 필라멘트가 호스단부(28')로부터 상기 커플링 시일링의 쇼울더(34)까지 균일하게 그리고 밀접되게 함께 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  20. 제14항에 있어서, 확대영역(28")에 있는 각 겹들이 호스단부(28')에 위치된 필라멘트의 경우보다 띄엄띄엄 보다 큰 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  21. 제14항에 있어서, 외측 슬리브에는 단부 어댑터 니플(40)이 결합되어 있고, 이 니플(40)은 커플링 시일링의 환형표면에 나란히 놓여져서 인접된 곳에서 환형홈(48)을 가지고 있고, 이 홈(48)과 환형표면 사이에는 호스내층에 부착된 플루오로 탄성중합 비이드가 끼여, 시일을 형성하는 것을 특인으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  22. 제21항에 있어서, 플루오로 탄성중합 비이드가 에폭시 세멘트에 의해 호스내층에 부착되는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  23. 제21항에 있어서, 플루오로 탄성중합 비이드가 플루오로 탄성중합 도우넛 시일에 부착되어 나란히 놓여지는 환형표면을 갖는 플루오로 탄성중합 시일로 구성되는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  24. 제14항에 있어서, 크고 작은 입자 크기의 제1, 제2카본블랙 충전재가 20%까지의 농도로 된 H2S 개스에 의해 불침입성을 갖는 튜브 및 시일을 제공하는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  25. 제14항에 있어서, 147㎎/g의 I2흡수도를 갖는 작은 입자 크기의 제1카본블랙 입자는 ASTM 규격 N-110이고, 큰 입자 크기의 제2카본블랙 입자는 10㎎/g의 I2흡수도를 갖는 ASTM 규격 N-990인 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  26. 호스내층을 가지는 호스부(10)와, 호스덮개(20)와, 호스내층과 다겹의 금속 필라멘트(18)와 슬리브(22) 및 커플링 시일링(24)을 포함하여, 고온 및 고압에 대한 작업능력 및 H2S에 대한 침투저항을 가지는 고압호스 및 커플링 조립체에 있어서, 상기 호스내층이 비교적 작은 입자 크기의 제1카본블랙 입자와 비교적 큰 입자 크기의 제2카본블랙 입자로 혼합된 플루오로 탄성중합 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
  27. 제26항에 있어서, 제1카본블랙 입자는 ASTM 규정 N-110에 부합하고, 제2카본블랙 입자는 ASTM 규정 N-990에 부합하는 것을 특징으로 하는 고압호스 및 커플링 조립체.
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