NO147044B

NO147044B - Fleksibel armert roerkonstruksjon.

Info

Publication number: NO147044B
Application number: NO740491A
Authority: NO
Inventors: Claude Bournazel; Michel Chatard; Pierre Grolet
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1973-02-15
Filing date: 1974-02-14
Publication date: 1982-10-11
Also published as: SE393849B; NO740491L; NL7402155A; NL175754C; NL175754B; GB1429104A; FR2217621B1; FR2217621A1; US3908703A; NO147044C

Abstract

Fleksibel armert rørkonstruksjon.

Description

Oppfinnelsen angår en ny fleksibel, armert rørkonstruksjon. Selv om denne nye konstruksjon egner seg for rør av en hvilken som helst diameter, er den av særlig interesse for fremstil-ling av rør med stor diameter, som f.eks. kan brukes som neddykkede rørledninger for transport av olje og gass som produ-seres fra undersjøiske brønnhoder.

Ved denne spesielle anvendelse må rørene kunne motstå et høyt hydrostatisk trykk som øker med økende neddykningsdybder, sammen med høyt indre trykk som utøves av det fluidum som skal transporteres. Slike rør må også være fleksible og ha høy me-kanisk motstandsevne på grunn av de påkjenninger som oppstår fra dønninger i sjøen eller av de krefter som oppstår når rørene skal legges ut.

Hovedformålet med den tidligere kjente teknikk er enten

å fremstille rør med store diametre som kan flyte eller ned-dykkes på små dybder, eller å konstruere rørene slik at de kan motstå høye hydrostatiske trykk, men som har små diametre.

I det første tilfellet har de kjente rør en rørformet masse av et plastmateriale eller et elastomert materiale hvori det er innleiret metalielementer som er istand til å motstå

det indre trykk. Denne teknikk kan benyttes når neddyknings-dybden (og dermed også det ytre hydrostatiske trykk) er for stor, fordi det ikke er mulig å fremstille rør med tilstrekke-lig stivt tverrsnitt og som samtidig har en tilfredsstillende fleksibilitet.

I det andre tilfellet fremstilles den trykkmotstands-dyktige rørkonstruksjon ved å innleire i plastmassen en skrue-formet ståltråd, slik at det dannes en sammenbinding av vindin-gene i skrueviklingen. Denne teknikk kan benyttes så lenge tverrsnittet på trådene ikke er for stort. Dette tverrsnitt varierer imidlertid for den gitte motstand mot ytre eller indre trykk proporsjonalt med kvadratet av rørdiameteren. Det er derfor åpenbart at denne teknikk ikke er egnet for konstruksjon av fleksible rør med større diameter enn 30 cm, som kan motstå høye indre trykk og ytre hydrostatiske trykk.

Formålet for foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en ny konstruksjon for fleksible armerte rør, særlig rør med stor diameter.

Et spesielt formål for oppfinnelsen er å komme frem til

en rørkonstruksjon som egner seg til bruk i forbindelse med neddykkede rørledninger for transport av olje og gass.

Rørkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen er av den art som omfatter en rekke armeringsringer og mellomliggende forbindelsesledd, hvilke forbindelsesledd har en tverrsnittsform i et plan aksialt på rørkonstruksjonen i form av en U, idet U-ens to grener binder sammen tilstøtende ringer med en innbyrdes klaring, og rørkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen karakteri-seres ved at hver ring har to atskilte ringformede fordypninger plassert henimot ringens sidekanter, i, hvilke fordypninger er anordnet med en viss klaring en av grenene på to forbindelsesledd hvis andre respektive gren er anordnet i inngrep med en fordypning på de to tilstøtende ringene.

Ved en foretrukket utførelsesform for en rørkonstruksjon ifølge oppfinnelsen er de ringformede forbindelsesledd elastisk deformerbare like overfor radiell sammentrykking.

Oppfinnelsen skal beskrives i forbindelse med vedlagte tegninger som illustrerer noen foretrukne utførelsesformer for rørkonstruksjoner ifølge oppfinnelsen, -og hvor: Fig. 1 viser en fleksibel rørkonstruksjon ifølge oppfinnelsen . Fig. 2 viser skjematisk et lengdesnitt av den indre armering i dette rør. Fig. 3 viser ringene i denne konstruksjon trukket så langt fra hverandre som mulig. Fig. 4 viser for sammenligning de ulemper som medfølger en konstruksjon som er noe forskjellig fra den ifølge oppfinnelsen . Fig. 5 viser en forbedring av utførelsen ifølge fig. 3, og Fig. 6 er en modifikasjon av den på fig. 1 viste utførelse. Fig. 1 viser et fleksibelt rør ifølge oppfinnelsen, omfattende en rørformet kjerne 1 som kan fremstilles av et elastomermateriale eller et plastmateriale som er ugjennomtrengelig for det fluidum som skal transporteres gjennom røret.

Denne rørformede kjerne 1 er belagt med en trykkopptagende armering som består av på hverandre følgende ringer 2 som hver er utformet med to ringformede spor 3 og 4 (fig. 2 og 3) ved en.dene av ringen. Røret omfatter også separate ringformede elementer (fig. 2 og 3) 5 som binder sammen ved siden av hverandre liggende ringer i den trykkopptagende armering. Tverrsnittet for disse ringformede forbindelseselementer er utformet som en avfla^et U med to armer som med noe klaring "d" (fig. 3) griper inn i de to ringformede spor 3, resp. 4.

Disse ringformede forbindelseselementer 5 kan anbringes ved hjelp av en hvilken som helst fremgangsmåte, f.eks. en krympingsprosess, slik at kantene på disse elementer føres inn i de ringformede spor 3 og 4.

Ved en fordelaktig utførelse kan forbindelseselementene 5 bestå av splittede ringer, (splitten 6 på fig. 2) eller av seg-menter som innføres ettergivende i de ringformede spor 3 og 4 ved radial kompresjon.

Det er også mulig å anvende forbindelseselementer som ikke er splittede ringer, men som likevel er elastisk deformerbare ved radial kompresjon, slik at de lett kan plasseres mellom de etter hverandre følgende ringer 2.

I den på fig. 1 viste utførelse er ringene 2 i trykkopptagende armering belagt med en strekkopptagende armering som i denne utførelse dannes av to krysslagte lag av tråder, kabler eller strenger. Denne strekkopptagende armering kan imidlertid utelates hvis det ikke er sannsynlig at røret blir utsatt for strekk- og/eller torsjonspåkjenninger, eller når det er ønskelig med en deformasjon av røret under slike påkjenninger.

Denne strekkopptagende armering kan bestå av én eller flere skrueformede vindinger (to armeringslag 7 og 8 i den viste ut-førelse) .

Røret kan dekkes med ett eller flere tettende lag, slik som lagene 9 og 10 i den på fig. 1 viste utførelse.

Disse to lag 9 og 10 er ikke bundet til hverandre, og det ytre lag 10 er utformet for å utøve på det indre dekklag 9 en sammensnøring eller klemmende virkning som økes av det hydrostatiske trykk.

Denne utførelse gir en betydelig bedre pålitelighet av tettheten og tilstrammingen av det ytre lag. Kontrollen av kvaliteten av et slikt lag er vanskelig, men i den valgte ut-førelse vil det ikke oppstå noen lekkasje ved en liten perfore-ring gjennom det første av de to lag, eller en annen perfore-ring gjennom det andre lag, med mindre de to perforeringer lig-ger svært nær hverandre, og det er ikke sannsynlig at dette inntreffer.

De to ytre lag må ikke hefte til hverandre, idet en til-feldig opprivning av det ytre lag må ikke overføres til det innenforliggende lag.

Det kan være fordelaktig å plassere en trykkopptagende armering, avstandselementer eller elastiske skiHeelementer, f.eks. korrugerte ringer 11 (fig. 1) mellom ringene 2, eller som vist på fig. 5, ringskiver 14 av elastomermateriale eller plastmateriale.

Disse avstandselementer vil under konstruksjonen av røret muliggjøre at det opprettholdes en i hovedsaken lik avstand mellom de etter hverandre følgende ringer 2 i den trykkopptagende armering, men de hindrer også at ringene 2 blir trykket sammen under sin egen vekt når det fleksible rør anbringes vertikalt.

Ved at det utformes to ringformede spor 3 og 4 i den indre vegg på hver ring 2 i den trykkopptagende armering i den fleksible rørkonstruksjon ifølge oppfinnelsen, har dette den fordel at avstanden mellom endeflatene på et ringformet forbindelses-element 5 og veggen i sporet kan deles med to for en gitt for-lengelse av røret (f.eks. når røret passerer over en retnings-endrende anordning, slik som en sporskive) og i forhold til en konstruksjon hvor ringene 2 er utformet med et enkelt sentralt spor 12 (fig. 4) i stedet for de to spor 3 og 4.

Med arrangementet på fig. 4 er klaringen "2d", dvs. to ganger klaringen "d" på konstruksjonen ifølge oppfinnelsen, slik det er vist på fig. 2. Derved vil det indre lag 1 ved arrangementet ifølge fig. 4 få en økt tilbøyelighet til å bli ekstrudert eller deformert inn mellom de ringformede forbindelseselementer 5. En slik deformering som finner sted ved 13 i den på fig. 4 viste konstruksjon, kan føre til en hurtig øde-leggelse av den rørformede kjerne 1 på grunn av den gjentatte klemvirkning som oppstår når ringene 2 beveges mot hverandre etter at de først er blitt forskjøvet fra hverandre.

På den på fig. 5 viste utførelse av oppfinnelsen er det

på endene av hver ring 2 utformet organer som begrenser den radiale forskyvning av ringene i forhold til røraksen, f.eks. en skulder 2a som begrenser den radiale forskyvning av ved siden av hverandre liggende ringer 2, og derved hindres at etter

hverandre følgende ringer i røret løsnes fra hverandre.

Fig. 6 viser en utførelse hvor rørets trykkopptagende

armering som består av ringer 2, er atskilt fra den strekkopptagende armering og spesielt fra det indre lag 7 i denne armering, ved hjelp av et materiallag 15 (f.eks. et plastmateriale) som gir en lettere glidning mellom disse to armeringer mot hverandre. Derved hindres at en rotasjonsbevegelse som på-føres i form av en torsjon på armeringene 7 og 8, skal over-føres til ringene 2 via armeringslaget 7.

Claims

1. Fleksibel rørkonstruksjon, omfattende en rekke armeringsringer (2) og mellomliggende forbindelsesledd (5), hvilke forbindelsesledd (5) har en tverrsnittsform i et plan aksialt på rørkonstruksjonen i form av en U, idet U-ens to grener binder sammen tilstøtende ringer med en innbyrdes klaring, karakterisert ved at hver ring (2) har (fig. 3) to atskilte ringformede fordypninger (3, henh. 4) plassert henimot ringens (2) sidekanter, i hvilke fordypninger er anordnet med en viss klaring en av grenene på to forbindelsesledd (5) hvis andre respektive gren er anordnet i inngrep med en fordypning på de to tilstøtende ringene.

2. Fleksibel rørkonstruksjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at de ringformede forbindel-sesleddene (5) er elastisk deformerbare like overfor radiell sammentrykking.

3. Fleksibel rørkonstruksjon som angitt i krav 2, karakterisert ved at de ringformede forbindel-sesleddene (5) er splittet for å lette innsettingen av disse i de ringformede fordypningene (3 og 4).

4. Fleksibel rørkonstruksjon som angitt i et av foregående krav, karakterisert ved at den innbefatter elastiske avstandselementer (14) som er anordnet mellom til-støtende ringer (2,2).

5. Fleksibel rørkonstruksjon som angitt i krav 4, karakterisert ved at avstandselemen tene (14) består av ringer av elastomermateriale eller plastmateriale.

6. Fleksibel rørkonstruksjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver ring omfatter organer som begrenser den radielle forskyvningen av hver ring i forhold til røraksen for å hindre at ved siden av hverandre liggende ringer i røret skal løsne fra hverandre.

7. Fleksibel rørkonstruksjon som angitt i krav 6, karakterisert ved at begrensningsorganene omfatter en skulder (2a) ved den ene enden av hver ring.

8. Fleksibel rørkonstruksjon som angitt i krav 7, karakterisert ved at skulderen (2a) dekker et elastisk avstandselement mellom en ring og en tilstøtende ring.