NL8602510A

NL8602510A - PRESSURE HOSE FOR TRANSPORTING OIL OR NATURAL GAS.

Info

Publication number: NL8602510A
Application number: NL8602510A
Authority: NL
Original assignee: Pahl Gummi Asbest
Priority date: 1973-08-01
Filing date: 1986-10-06
Publication date: 1987-02-02
Also published as: NO142161B; SE7910551L; DE2338948B2; DK141239C; ES448669A1; DK404974A; NO142161C; NL180455C; BE818175A; NL180455B; CA1062593A; JPS6028652B2; FR2239638A1; JPS5071781A; FR2239638B1; SE7409943L; DE2338948A1; ES428802A1; SE416029B; NO792981L

Description

P & c . -ΛP & c. -Λ

W 4661-3 Ned.dB/LdBW 4661-3 Ned.dB / LdB

Korte aanduiding: Druks lang voor het transport van olie of aardgas.Short indication: Long press for transporting oil or natural gas.

Voor het winnen van aardgas en olie in een gebied nabij een kust heeft men voor het transport van de olie of het gas van de in zee gelegen vindplaat- 5 sen naar de verbruiksplaatsen leidingen nodig die in normale gevallen' * bestaan uit stalen buis. Bij grote diepten en een zeebodem met sterke kloven bereikt men een grens voor de toepassing van stalen buizen.For the extraction of natural gas and oil in an area near a coast, pipelines which normally consist of steel pipe are required to transport the oil or gas from the sites located in the sea to the consumption points. At great depths and a sea bed with strong gaps, a limit is reached for the use of steel pipes.

De elasticiteit en de buigvastheid van stalen buizen is ook niet voldoende bij sterke niveauverschillen. Bovendien is de montage van 10 stalen buisleidingen bij grote zeediepten door de eindige lengte van· de afzonderlijke buizen, namelijk 12 - 18 meter, moeilijk door de vele aan te brengen rondlasnaden. Bij grote zeediepten bestaat bovendien het gevaar dat de sterke hydrostatische druk de stalen buizen reeds bij het leggen blijvend vervormt. De wanddikten zounden dan groter moeten % 15 worden. Voor het transport vein de stalen buizen naar de plaats waar de leiding gelegd wordt moet veel vrachtruimte ter beschikking staan. Daarom zijn stalen buisleidingen tot nu toe slechts gelegd in betrekkelijk ondiep water tot zeediepten van ongeveer 200 meter.The elasticity and bending strength of steel pipes is also not sufficient in case of strong differences in level. In addition, the installation of 10 steel pipelines at great sea depths is difficult due to the many round weld seams, because of the finite length of the individual pipes, namely 12-18 meters. Moreover, at great sea depths there is a risk that the strong hydrostatic pressure will deform the steel pipes permanently during installation. The wall thicknesses should then be greater% 15. For the transport, the steel pipes must be moved to the place where the pipe is laid, a lot of freight space must be available. Therefore, steel pipelines have hitherto only been laid in relatively shallow water to sea depths of about 200 meters.

Voor ..grotere zeediepten zijn grote buizen van elastomeer 20 materiaal geschikt, die op soortgelijke wijze zijn vervaardigd als hogedrukslangen. Dergelijke slangen worden gebruikt in de hogedruktechniek voor het opnemen van grote inwendige drukken bij relatief kleine diameters en kleine lengte. Aan de technische eisen die gesteld worden aan een onderwater-pijpleiding voor grote diepte kan echter met de tot nu toe 25 bekende slangconstructies niet worden voldaan.Eerst moeten materialen voor de buisconstructie worden gekozen die bestand zijn tegen zeewater.For greater sea depths, large elastomeric tubing is suitable, which are manufactured in a similar manner to high pressure hoses. Such hoses are used in the high pressure technique for absorbing large internal pressures at relatively small diameters and short length. However, the technical requirements imposed on a deep-water underwater pipeline cannot be met with hitherto known hose constructions. First materials for the tubular construction that must be resistant to seawater must be chosen.

De buitenvlakken van de buizen mogen zelfs bij jarenlang gebruik niet door het zeewater worden aangetast. Bovendien met het oppervlak zodanig worden geprepareerd dat het er zich aan hechten van zeedieren 30 sterk kan worden beperkt. Voor het overbruggen van grote diepteverschillen is het nodig voor het buisleidingsysteem, zelfs bij grote diameters van de grootte-orde van 0,3 - 1 meter,buizen te hebben met een lengte van vele kilometers.The outer surfaces of the pipes must not be affected by seawater even after years of use. In addition, with the surface prepared in such a way that the adherence of marine animals 30 can be greatly limited. To bridge large depth differences, it is necessary for the pipeline system, even with large diameters of the order of 0.3 - 1 meter, to have pipes with a length of many kilometers.

Het is bekend hogedruk-slangleidingen van grote lengte te ver-35 vaardigen door het aan elkaar zetten van een groot aantal stukken.It is known to manufacture high pressure high pressure hose lines by joining a large number of pieces together.

Deze hebben echter slechts geringe lengte en het grote aantal koppelingen voor het aan elkaar zetten daarvan vormt ontoelaatbare zwakke punten.However, these are only short in length and the large number of couplings for joining them together form inadmissible weaknesses.

Zij zijn ook hinderlijk voor het reinigen van de slang. Daarom moeten zo groot mogelijke slangeenheden worden gebruikt om het aantal lasnaden 40 te verminderen. Dit doel kan echter slechts worden bereikt door tegelijk 8392510 >* ^ - 2 - de transportproblemen op te lossen die optreden bij grote diameter en lange transportwegen. Een leiding van het genoemde diametergebied kan in rechte toestand met een lengte van bijvoorbeeld 100 meter niet met de gebruikelijke middelen worden getransporteerd. Een dergelijk slangstuk 5 moet daarom worden opgewikkeld. Bij de noodzakelijke grote slangdiameters en de nog grotere diameter van de talrijke koppelingen zou bij de tot nu toe bekende slangconstructies de noodzakelijke trommeldiameter afmetingen krijgen die eveneens niet meer transporteerbaar zijn.They also interfere with cleaning the hose. Therefore, the largest hose units should be used to reduce the number of welds 40. However, this objective can only be achieved by simultaneously solving the transport problems that occur with large diameter and long transport routes. A pipe of the said diameter area cannot be transported in the straight state with a length of, for example, 100 meters, by the usual means. Such a hose piece 5 must therefore be wound up. With the necessary large hose diameters and the even larger diameter of the numerous couplings, the previously known hose constructions would give the necessary drum diameter dimensions which are also no longer transportable.

Frans octrooischrift 1.417.987 beschrijft een slang die bestemd 10 is voor het transport van olie of aardgas onder water. De slang heeft langstrekdraden die in de hoofdtraagheidsas van de slang liggen en in verdikkingen van de slangmantel zijn ingebed. Dit is echter geen hogedruk-slang daar de versterking vrij gering is en dit houdt verband daarmee, dat de slang gemakkelijk in platgedrukte toestand oprolbaar moet zijn. Met 15 deze geringe wapening geeft dit geen moeilijkheden, terwijl bovendien nog langsinkervingen in de slangkern daartoe zijn aangebracht. Er zijn slechts twee- staaldraden als versterking aangebracht volgens een met een formule bepaalde wikkelhoek die afwijkt van de voor hogedrukslangen gebruikelijke neutrale hoek. Uit de vervaardigingswijze van de bekende slang 20 blijkt dat slechts stukken slang met beperkte lengte en met verschillende binnendiameters kunnen worden vervaardigd. Daarom is deze bekende slang niet geschikt voor het opbouwen van een pijpleiding met groot volume uit hogedrukslangen, met zo weinig mogelijk naden.French patent 1,417,987 describes a hose intended for the transport of oil or natural gas under water. The hose has longitudinal wires that lie in the main inertia axis of the hose and are embedded in thickenings of the hose jacket. However, this is not a high-pressure hose since the reinforcement is quite small and this is related to the fact that the hose must be easy to roll up in a flattened condition. With this small reinforcement this does not present any difficulties, while, moreover, longitudinal notches in the hose core are provided for this purpose. Only two steel wires are applied as reinforcement according to a formula defined winding angle that deviates from the neutral angle customary for high pressure hoses. The manufacturing method of the known hose 20 shows that only pieces of hose of limited length and with different inner diameters can be manufactured. Therefore, this known hose is not suitable for building a large volume pipeline from high pressure hoses, with as few seams as possible.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een hogedruk-25 slang voor het transport van olie of aardgas, in het bijzonder onder water nabij een kust, bestaande uit elastomeren met ingebedde wapeningen van staaldraad of andere wapeningen, welke slang onder invloed van uitwendige druk omkeerbaar kan worden platgedrukt in een bepaald knikvlak.The object of the invention is to provide a high-pressure hose for the transport of oil or natural gas, in particular underwater near a coast, consisting of elastomers with embedded steel wire or other reinforcements, which hose under the influence of external pressure reversible can be flattened in a certain kinked surface.

De slang volgens de uitvinding is gekenmerkt door een opbouw 30 uit stukken van meer dan 100 meter die een geheel vormen, met een binnendiameter groter dan 0,3 m en met de kwaliteitseigenschappen van een op een doorn vervaardigde hogedrukslang voor een nominale druk van tenminste 200 kPa.The hose according to the invention is characterized by a construction 30 of pieces of more than 100 meters which form a whole, with an inner diameter greater than 0.3 m and with the quality properties of a high-pressure hose manufactured on a mandrel for a nominal pressure of at least 200 kPa.

Een dergelijke buigzame, elastische hogedrukslang met grote 35 diameter kan met de werkwijze van de hoofdaanvrage 7410028 (openbaarmakings-nummer 180455) op een technisch eenvoudige wijze worden vervaardigd.Such a flexible, elastic high-pressure hose of large diameter can be manufactured in a technically simple manner by means of the method of the main application 7410028 (publication number 180455).

De inrichtingen voor de vervaardiging kunnen bijvoorbeeld ook op een schip worden ondergebracht, continu worden vervaardigd als een lange leiding van willekeurig grote lengte en direct worden gelegd.For example, the devices for manufacture may also be housed on a ship, be manufactured continuously as a long conduit of arbitrarily great length, and be laid directly.

40 De hogedrukslang volgens de uitvinding is onder invloed van 3602510 ^ «r<> - 3 - uitwendige druk omkeerbaar samendrukbaar, waarbij de dwarsdoorsnede vervormt tot een platte ellips of nóg sterker.The high-pressure hose according to the invention is reversibly compressible under the influence of 3602510 <> - 3 - external pressure, the cross-section deforming into a flat ellipse or even stronger.

Gewoonlijk worden de wapeningen van staaldraad of ander materiaal zodanig in bijvoorbeeld rubber ingebed, dat de afzonderlijke 5 versterkingselementen bij omvorming van de plat elliptische vorm naar de cirkelvorm en omgekeerd niet blijvend vervormen. Daartoe wordt volgens de uitvinding de wanddikte van de slangkern zo groot gehouden dat zelfs bij extreme vervormingen van de dwarsdoorsnede de buiging niet plaatsvindt met een kleinere dan de toelaatbare buigstraal voor de 10 gebruikte versterkingselementen.Usually, the reinforcements of steel wire or other material are embedded in, for example, rubber, such that the individual reinforcing elements do not permanently deform when transformed from the flat elliptical shape to the circular shape and vice versa. For this purpose, according to the invention, the wall thickness of the hose core is kept so great that even with extreme deformations of the cross-section, the bending does not take place with a smaller than the permissible bending radius for the reinforcing elements used.

Bereikt kan worden dat de hogedrukslang plat elliptisch op trommels wordt opgewikkeld zonder dat zijn inwendige constructie, in het bijzonder de staaldraadwapening, blijvend wordt vervormd. Hierdoor is een rationeel transport mogelijk van zeer grote lengtestukken. Ondanks 15 deze voordelen heeft de hogedrukslang volgens de uitvinding door zijn opbouw uit een geheel vormende grote lengten van een aantal kilometers de kwaliteitseigenschappen van een op een doom vervaardigde hogedrukslang. De hogedrukslang is bij voorkeur zodanig opgebouwd dat de doorlaatbaarheid van de voor de opbouw gebruikte materialen voor schadelijke 20 bestanddelen van het getransporteerde produkt van binnen naar buiten toeneemt.It can be achieved that the high-pressure hose is wound flat elliptically on drums without permanent deformation of its internal construction, in particular the steel wire reinforcement. This allows rational transport of very large length pieces. Despite these advantages, the high-pressure hose according to the invention has the quality properties of a high-pressure hose manufactured on a doom due to its construction of large lengths of several kilometers that form an integral part. The high-pressure hose is preferably constructed in such a way that the permeability of the materials used for the construction for harmful components of the transported product increases from the inside to the outside.

Bij de plaatsing van de hogedrukslang volgens de uitvinding op grote zeediepten is het economischer de leidingdoorsnede niet op de gewenste absolute inwendige bedrijfsdruk te berekenen, maar slechts op 25 de heersende verschildruk. Zo is bijvoorbeeld een hogedrukslang met een nominale drukvastheid van tenminste 1960 kPa voldoende bij een inwendige bedrijfsdruk van 6865 kPa voor het gedeelte van het buislei-dingssysteem dat dieper ligt dan 500 m. De bij het leggen in de drukloze toestand van buitenaf inwerkende hydrostatische waterdruk van ongeveer 30 4900 kPa vervormt de slechts op 1960 kPa berekende hogedrukslang dan wel des te sterker, waarmee bij de slangconstructie rekening moet worden gehouden. Daardoor kunnen echter grote lengtes op de zelfde trommel naar de plaatsingsomgeving worden getransporteerd.When the high-pressure hose according to the invention is placed at great sea depths, it is more economical to calculate the pipe cross-section not at the desired absolute internal operating pressure, but only at the prevailing differential pressure. For example, a high-pressure hose with a nominal compressive strength of at least 1960 kPa is sufficient at an internal operating pressure of 6865 kPa for the part of the pipeline system that is deeper than 500 m. The hydrostatic water pressure acting on the outside in the pressureless state of about 30 4900 kPa deforms the high-pressure hose calculated only at 1960 kPa or even more, which must be taken into account in the hose construction. However, this allows great lengths to be transported to the installation environment on the same drum.

Wanneer de hogedrukslang met groot volume en van hoge polymeren 35 in diepzeegebieden wordt gebruikt, vindt de montage van de leidingen drukloos plaats. De druk voor het transport van aardgas en olie met een grootte van ongeveer 5394 - 7355 kPa kan eerst na de voltooiing van het gehele leidingssysteem worden aangebracht. Tot het tijdstip van de inbedrijfname heeft de hydrostatische waterdruk zijn volle 40 werking. De leidingdelen behouden daardoor de ook voor het transport 5 £ 2 5 1 0 - 4 - .¾.When the high-pressure, high-volume, high-polymer hose is used in deep-sea areas, the pipes are installed unpressurized. The pressure for the transportation of natural gas and oil with a size of about 5394 - 7355 kPa can only be applied after the completion of the entire piping system. Until the time of commissioning, the hydrostatic water pressure has its full effect. The pipe sections therefore retain the 5 £ 2 5 1 0 - 4 - .¾ also for transport.

VV

gunstige plat elliptische vorm.favorable flat elliptical shape.

De cirkelvorm wordt eerst aangenomen wanneer de gewenste eind-druk op de gewenste zeediepte is bereikt. Om een torsie van de hogedruk-slang tijdens het samendrukken te vermijden kan deze een van de cirkelvorm 5 afwijkende dwarsdoorsnede hebben. Door verdikkingen 57 heeft de hoge-drukslang een hoofdttaagheidsas X-X die bij het samendrukken een bepaald knikvlak geeft. Een of meer in de langsrichting verlopende trekdragers 56 voor het opnemen van de langskrachten zijn in dit vlak aangebracht.The circular shape is only assumed when the desired final pressure has been reached at the desired sea depth. In order to avoid torsion of the high-pressure hose during compression, it can have a cross-section deviating from the circular shape. By thickening 57, the high-pressure hose has a main thrust axis X-X which gives a certain kinking surface when compressed. One or more longitudinal tensile carriers 56 for absorbing the longitudinal forces are arranged in this plane.

Bij zwevende legging van een dergelijke hogedrukslang op 10 grote zeediepten moet het opdrijven van de slang door contra-gewichten . worden gecompenseerd. Voor het aanbrengen van deze contra-gewichten of ook om het verschuiven daarvan in de langsrichting te beletten heeft de hogedrukslang bij uitvoering volgens de uitvinding op bepaalde afstanden uitsparingen 58 ter plaatse van de verdikkingen 57.When floating such a high-pressure hose at 10 great sea depths, the hose must be driven up by counterweights. be compensated. For applying these counterweights or also to prevent them from sliding in the longitudinal direction, the high-pressure hose in the embodiment according to the invention has recesses 58 at certain distances at the location of the thickenings 57.

15 Een uitvoeringsvoorbeeld van de slang volgens de uitvinding is in de tekening in bovenaanzicht en in dwarsdoorsnede schematisch weergegeven.An exemplary embodiment of the hose according to the invention is schematically shown in top view and in cross-section.

20 25 30 35 40 § § 0 2 5 1 020 25 30 35 40 § § 0 2 5 1 0

Claims

1. Pressure hose for transporting oil or natural gas, especially underwater in areas near a coast, consisting of elastomers with embedded steel wire or other reinforcements, which hose can be flattened in a certain kinking surface under the influence of external pressure 5 characterized by a unitary structure having a separate length greater than 100 m with an inward diameter greater than 0.3 m having the quality characteristics of a high-pressure hose of a nominal pressure of at least 2000 manufactured when the reinforcements are applied under tension to a mandrel kPa. I.Q

Pressure hose according to claim 1, characterized in that the wall thickness of the hose core is kept so great that no smaller bending radius occurs when bending the hose than is permissible for the reinforcing elements.

Pressure hose according to claim 1 or 2, characterized in that the permeability of the materials used for the hose construction to components of the transported product, which are harmful to these materials, increases from the inside to the outside.

4. Pressure hose according to any one of the preceding claims, characterized in that the nominal compressive strength of the hose for floating installation 20 at a great sea depth is at least equal to the differential pressure prevailing there between the hydrostatic outer pressure and the internal operating pressure.

Pressure hose according to one of the preceding claims, characterized in that the hose has recesses (58) at certain distances at the location of bulges (57) lying on the main inertia axis. 25 3302510