NO338903B1

NO338903B1 - Kryogenisk overføringsslange med fiberaktig isolasjonslag, samt fremgangsmåte for fremstilling av en slik overføringsslange

Info

Publication number: NO338903B1
Application number: NO20092329A
Authority: NO
Inventors: Jean-Pierre Queau; Philippe Albert Christian Menardo
Original assignee: Trelleborg Ind Sas
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2016-10-31
Also published as: NO20092329L; EP2159468B1; AU2007332612A1; RU2435097C2; JP5242589B2; CN101589262A; JP5575834B2; AU2007332612B2; BRPI0720197A2; CN101589262B; JP2010512497A; EP2314906A1; BRPI0720197A8; CA2673281A1; RU2571696C2; ZA200904083B; BRPI0720197B1; MX2009006135A; RU2009126567A; EP2095006A2

Description

Oppfinnelsen vedrører en kryogenisk transportslange for transport av kryogeniske hydrokarboner, omfattende en relativt fleksibel indre slange, der det anordnet rundt den indre slangen på en konsentrisk måte er: en innretning for å begrense forlengelse, en ytre slange omfattende et elastomerisk og/eller et plastmateriale og et fiberaktig isolasjonsmateriale viklet rundt den indre slangen og sammenhengende over minst en del av lengden til den indre slangen som forbinder et mellomrom mellom den indre og den ytre slangen, hvor mellomrommet er av ringform som har en bredde av minst 0,5 cm, et fiberaktig material som er omfattet i mellomrommet og danner et avstandselement mellom den indre slangen og den ytre slangen og som motvirker at den indre slangen er i kontakt med den ytre slangen, og der transportslangen har en bøyeradius av minst fire ganger den indre diameteren til den indre slangen. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for å konstruere en transportslange.

En kryogenisk transportslange av ovenfor nevnte type er kjent fra US patentnummer 6,186,181.

Det vises videre til GB 1190734 A og US 4581804 A som eksempel på kjent teknikk.

US patentnummer 6,186,181, i navnet Alcatel, omtaler et fleksibelt rør for overføring av kryogenisk hydrokarboner ved temperaturer rundt minus 160 °C, hvilket rør omfatter et indre, korrugert metallrør, et ytre korrugert, metallrør plassert i noe avstand fra det indre røret og et avstandsstykke, så vel som et isolasjonsmateriale mellom de indre og de ytre metallrørene. Avstandsstykket omfatter to korder laget av fiberforsterket plast påført til det indre røret og viklet i motstående retninger. I det ringformede mellomrommet mellom de korrugerte metall inner- og ytterrørene dannes et vakuum av mellom 10"<3>og 10"<1>mbar. Isolasjonsmaterialet i mellomrommet er utformet av et fleecemateriale som frembringer en tredimensjonal matrise av fibre.

Fleecematerialet benyttes istedenfor faste isolasjonsmaterialer eller flerlagdelte, sammentrykte materialer, ettersom slikt flytmaterial kombinerer lav varmeover-føringskapasiteter (en god isolator) med muligheten for hurtig evakuering av mellomrommet mellom de to metallkorrugerte rørene. Evakuering eller undertrykksetting av mellomrommet er foretrukket i forhold til bruk av superisolasjonsmateriale i mellomrommet, ettersom evakuering optimalt isolerer det høyt ledende ytre korrugerte metallrøret fra det høyt ledende indre korrugerte metallrøret.

Bruk av et vakuum i et ytre metallkorrugert rør for LNG- overføring kan frembringe en potensiell farefull situasjon når tap av vakuum oppstår og/eller ved inntrenging av vann via åpninger eller sprekker i sveisene til naboliggende korrugerte, spiralformede bånd til det ytre røret. Disse typer korrugerte rør kan være akseptable når de benyttes som luftslanger i mer statiske miljøer, men kan være skadelige når benyttet i et offshoremiljø som luft, flytende eller opphengt LNG transportslanger på grunn av faren for inntrengning av sjøvann i åpningene eller (mikro) sprekker ved sveisene. Spesielt i en dynamisk og fuktig offshoresituasjon er det ytre røret utsatt for konstant bøyning og strekkrefter forårsaket av vind, bølger og bevegelser til de flytende strukturene hvortil slangen er tilkoblet, som enkelt kan føre til små sprekker i sveisene og et tap av vakuum. Bøyeradiusen til et LNG transportsystem med korrugerte indre og ytre rør er videre relativt stort, hvilket ikke samsvarer med bølgene og må kontrolleres og begrenses hele tiden for å inngå situasjoner hvor røret kan bli overstrekket ettersom dette vil føre til permanente deformasjoner til det ytre røret og dannelse av åpninger eller sprekker i det ytre korrugerte røret.

En annen ulempe med det sammenhengende LNG transportsystemet til US patentnummer 6,189,181 erat i tilfellet av en lokal sprekk i det sammenhengende lagde indre eller ytre metallkorrugerte røret, må hele systemet demonteres og utskiftes med et komplett nytt LNG transportsystem, som er heller kostbart og en tidkrevende operasjon.

Således at et fleksibelt LNG transportsystem er nødvendig som kan benyttes i dynamisk offshoresituasjon, som er beskyttet mot inntrengning av sjøvann til alle tider, som har en liten bøyeradius og som skal lette enkelt vedlikehold og reparasjonsaktiviteter på systemet.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe en kryogenisk transportslange som kan benyttes i et dynamisk offshoremiljø, så som i luftforhold til sjøs under vind og bølgepåvirkete bevegelser, og foretrukket som en flytende eller nedsenket kryogenisk transportslange.

Det er et videre formål med oppfinnelsen å frembringe en kryogenisk transportslange som kan enkelt fremstilles, som er sikker i sin operasjon og som enkelt kan repareres eller skiftes ut.

Det er et videre formål med oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte for å konstruere (det vil si fremstille og/eller reparere) en kryogenisk transportslange hvori en indre og ytre slange hurtig og nøyaktig kan innrettes, og som kan justeres enkelt i lengden.

Hertil er transportslangen i samsvar med oppfinnelsenkarakterisert vedat det fiberaktige materialet danner en elastisk tredimensjonal matrise av fibre som motstår sammentrykking ved bøyning av den ytre slangen eller strekk grunnet termisk og trykkpåvirket utvidelse og sammentrekning av den indre og den ytre slangen, hvori det fiberaktige materialet er elastisk forlengbar i en lengderetning av slangen på minst 10 %, og den ytre slangen er relativ stiv sammenlignet med den indre slangen og har en veggtykkelse på minst 3 cm og opptar over 50 %, foretrukket over 95 %, av de aksiale kreftene som virker på sammenstillingen av den indre og den ytre slangen under lasting og lossing.

Alternative utførelser er angitt i respektive uselvstendige krav.

Transportslangen i samsvar med oppfinnelsen kan også karakteriseres ved at det fiberaktige materialet kan tilføyes slik at på den indre slangen blir områder med ulike densiteter frembrakt over lengden til den indre slangen.

Videre kan transportslangen i samsvar med oppfinnelsen også karakteriseres ved at ulik type fiberaktig materiale kan kombineres for å frembringe områder over lengden til en slange med ulike avstandskarakteristikker.

Det fiberaktige materialet strekker seg radialt fra det indre røret til det ytre røret og understøtter det ytre røret ved en hovedsakelig konstant radial posisjon relativt til det indre røret. Det fiberaktige materialet kan enkelt påføres rundt det indre røret og plasseres på innsiden av det ytre røret. Ettersom rommet mellom den indre og ytre slangen er kledd med fiberaktig materiale blir luftkonveksjon mellom de to slangene minimert eller til og med unngått. Det fiberaktige materiale kan strekkes til å oppta miljømessig påvirkede utstrekninger eller bøyninger og muliggjør et relativt skifte av de indre og ytre slanger etterfølgende termisk påført sammentrekning og utvidelse under bruk. Det fiberaktive materiale kan oppta radialkrefter utøvd på den ytre slangen og frembringer en motstand mot sammentrykning, for således å virke som et avstandselement. Kombinasjonen av det fiberaktige materiale med elastomerisk eller plastisk ytre slange frembringer for en kryogenisk slange som er svært fleksibel og som har en relativt liten bøyeradius; bøyeradiusen til den ytre slangen kan være lik til fire ganger diameteren til den indre slangen. Den ytre slangen er sterk og motstår inntrengning av vann, mekaniske påvirkninger og er svært isolerende. Bruk av et vakuum i det ringformede rommet for isolasjonsformål kan videre ved kombinasjon av det elastomeriske eller plastiske materiale til den ytre slangen og det fiberaktige isolasjonsmaterialet unngås.

Selv om andre avstandselementer kan frembringes i tillegg til det fiberaktige materiale, vil i en foretrukket utførelse over en lengde av minst 40 cm ingen andre element bortsett fra det fiberaktige materialet strekke seg radialt fra en kontaktposisjon på den indre slangen til en kontaktposisjon på den ytre slangen. Ettersom den tredimensjonale matrisen av fiberaktig materialet i seg selv frembringer tilstrekkelig motstand mot radial sammentrykning, kan bruk av avstandsstykker langs lengden til de konsentriske slangene reduseres slik at varmeoverføring til det indre røret ved posisjonene til avstandsstykkene kan holdes på minimum. I tillegg er ekstra avstandsstykker nødvendig, og kan tilføyes ved regulære avstander fra hverandre på topp av det sammentrykte fleecematerialet. Avstandsstykket kan lages fra et hvilket som helst materiale, men er foretrukket laget fra et kompakt, fiberaktig materiale med høye isolasjonsegenskaper; tilsvarende en svært kompakt fleece eller mer foretrukket tilsvarende filtmateriale.

Et egnet fiberaktig materiale er elastisk forlengbart i en lengderetning til slangen av minst 10 %. Den mellomliggende fiberforbindelsen til fibrene i den tredimensjonale matrisen bør være relativt sterk for således å motstå permanent og splittende forlengelse.

Med "elastisitet" er det ment at det fiberaktige materiale kan returnere til sin udeformerte tilstand uten å utsettes for en permanent deformasjon. De elastiske avstandsegenskapene til det fiberaktige materiale er frembrakt av et fiberaktig lag som er elastisk sammentrykkbart i en radial retning til slangen ved mellom 1 % og 10 % av en kraft på den indre slangen av mellom 5 og 50 kN/m når den ytre slangen er klemt i en fast posisjon.

Foretrukket har det fiberaktige materiale en densitet av 70 kg/m<3>og et åpent volum av 93 % slik at relativt store mengder isolerende luft kan fanges mellom fibrene. Det er mulig å vikle det fiberaktige materiale og likt distribuere det over den indre slangen i flere lag. Ved å tilføye flere lag av samme fiberaktige materiale, vil lagene bli mer sammentrykt og stivere. Det er også mulig å tilføye ved noen lokale områder langs den indre slangen ekstra lag av det samme fiberaktige bladmateriale for å danne et relativt stivt avstandsområde. Dette kan også oppnås ved bruk av for eksempel ulike viklemetoder. Alternativt kan ulike fiberaktige materialer kombineres på den indre slangen; for eksempel flere lag av fleecemateriale kan benyttes i områder som trenger å ha god isolasjon og filtmateriale som er mye tettere enn fleecematerialet, kan benyttes i områder for å kontrollere utbøyning av den indre slangen med hensyn til den ytre slangen.

Slangen i samsvar med oppfinnelsen er både sterk og fleksibel. Bøyeradiusen til den ytre slangen er 4 ganger diameteren til den indre slangen. Den ytre slangen frembringer både fleksibilitet og varmeisolasjon ettersom den har en varmeoverførings koeffisient mellom 0,1 og 10Wm'<1>K"<1>,foretrukket mellom 0,1 og 1Wm"<1>K"<1>.

Det fiberaktive materiale kan omgis av en lufttett pose, sylinder eller lag mellom den ytre slangen og det fiberaktige materiale. Dette muliggjør for det fiberaktige materiale under innføring av den indre slangen med viklet det på det fiberaktige laget, til å bli sammentrykket ved evakuering av det lufttette laget og til å bli innført inn på den indre slangen ved en redusert diameter. Fjerning av undertrykket i det lufttette laget forårsaker det fiberaktige laget til å utvides og til å fylle det ringformede mellomrommet mellom den indre slangen og den ytre slangen. I tilfellet ekstra, for eksempel ringformede avstandsstykker laget fra kompakt filtmateriale, tilføyes på toppen, plasseres i eller plasseres under det fiberaktige fleecemateriale ved regulært atskilte avstander langs den indre slangen, kan den lufttette posen påføres over det fiberaktige materiale og avstandsstykkene. Alternativt kan avstandsstykkene tilføyes på toppen av den lufttette posen som omgir det fiberaktige materiale.

Et foretrukket fiberaktig materiale med god mekanisk styrke, elastisk strekk-egenskaper og termisk isolasjonskapasitet omfatter et fleecematerial. Fleecematerialet kan være et båndformet fiberaktig båndmateriale som er viklet rundt den indre slangen.

Den ytre slangen omfatter foretrukket et fiber og/eller metallforsterket elastomerisk og/eller et plastmateriale for således å ha en større grad av fleksibilitet, støtmotstand og vann og gasstetthet. Den ytre slangen beskytter det indre røret mot sjøvann, potensielt slag, etc og kan være en standard flytende oljetransportslange som normalt er laget av kompositt, elastomerisk eller plastmateriale med en tykk vegg, for eksempel en veggtykkelse av mellom 3 cm og 15 cm. Den ytre slangen med sin lave varmeoverførings koeffisient danner også en varmebarriere mellom den indre fleksible ledningen og omgivelsen. Den indre slangen kan være en hvilken som helst type slange egnet for overføring av kryogeniske fluider så som multilags kompositt trådforsterkede slanger, korrugerte, fleksible stålrør, kryogeniske slanger med jevn boring, etc. Trykket mellom den indre og den ytre slangen kan hovedsakelig være lik til trykket på utsiden av den ytre slangen.

Den fiberaktige avstandsinnretningen med minimalt varmetap opprettholder de indre og ytre fleksible slanger i et radialt atskilt forhold mens det opptas differensialt lengdevis termisk sammentrekning av slangene og uten å redusere fleksibiliteten til hele røret. Det fiberaktige avstandsstykket med minimalt varmetap kan kombineres med ekstra avstandsstykker foretrukket laget av en eller flere tette fiberaktige materialer som filtmaterial. Den ytre fleksible slangen er en slange laget av et kompositt, elastomerisk eller plastmateriale som har en lav varmeledingsevne. Den ytre slangen kan være en standard elastomerisk (gummi) slange eller en plastslange, for eksempel laget av et kevlar forsterket etylpropylen.

Det indre fleksible røret er foretrukket en LNG transportslange, for eksempel av type som omfatter WO 01/96772 i navnet til BHP Petroleum som viseren fleksibel flerlagsslange anordnet mellom en indre og en ytre spiralviklet tråd. Denne slangen kan utstyres med et ekstra ytre rør så som en fletning, et nett, strikket materiale, etc som motstår forlengelse av flerlagsslangen på grunn av det interne trykket til det kryogeniske fluidet. Alternativt kan den indre slangen være et korrugert rør som nevnt i US patentnummer 6,189,181, som kan være utstyrt med en ekstra (fiber) forsterkningslag eller den indre fleksible slangen kan være en jevnt boret kryogenisk slange laget av fluorinated etylenpropylen (FEP) rør.

Materiale til den fleksible ytre slangen og den tredimensjonale matrisen av fiberaktig isolerende avstandsmateriale fungerer sammen slik at når det hele sammenstilte LNG transportsystemet repeterende bøyes og strekkes i et dynamisk offshoremiljø om igjen og om igjen, opprettholdes fleksibiliteten og den korrekte funksjonen til systemet.

På grunn av denne kombinasjonen av en indre LNG ledning, kan et fiberbasert isolasjonsmateriale og de svært fleksible, isolerende og beskyttende egenskapene til den elastomeriske eller plastiske ytre slange, bruk av kompleks og sårbart vakuum i det gjenværende ringrommet mellom rørene av isolasjonsgrunner unngås. Denne kombinasjonen minimerer varmeinntrengning og sikrer følgelig større termisk effektivitet til systemet mens en total fleksibilitet og elastisitet sikres.

Det isolerende, lavt ledende fiberaktige avstandsmaterialet i mellomrommet mellom den indre slangen og den elastomeriske eller plastiske ytre slangen kan omfatte et fleecemateriale, filament, bånd, nett, fletting, etc. Hovedaspektet med dette fiberaktige materialet er at det danner en elastisk tredimensjonal matrise med gode isolasjonsegenskaper ettersom luft fanges innimellom fibrene. Det foretrukne fiberaktige materialet er i det minste så fleksibelt som et konvensjonelt syntetisk bånd slik at det kan vikles rundt det indre røret med det formål å bli plassert, akkurat tilsvarende et syntetisk materiale som er blitt benyttet tidligere.

Det isolerende fiberaktige avstandsmateriale kan kombineres med bruk av stoff som er vevet, flettet, innvevd, innstukket, strikket eller lignende og kan være laget av fibre eller keramiske tråder. Det kan lages i form av strips, matter, bånd, rørformede slanger, rørformet strikket stoff, etc. Det er innenfor rammen av oppfinnelsen å benytte individuelle lengder av fiberaktig materiale som er festet til den indre LNG ledningen eller den ytre slangen ved knyting, sammenbinding, liming, etc. For eksempel kan isolerende avstandsmateriale være laget av et sammenhengende smalt bånd av flerlagsmateriale som er utformet av et nett av fibre. De individuelle båndene eller mattene av flerlags fiberaktig avstandsmateriale kan være festet sammen ved sting, knyting eller spiralvikling med et snormateriale eller tråder av lav ledningsevne som så bomull eller silke for å gjøre båndet jevnt og stabilisere det mot ødeleggende forlengelse. Ettersom materialet er fleksibelt og svært strekkbart, er det til og med mulig at lagene av materiale ikke trenger å bli festet sammen.

Det isolerende båndet av fiberaktig avstandsmateriale som spenner over rommet mellom den ytre og den indre slangen kan omfatte innlagte flerlag av fiberaktig og varmereflekterende materiale, i noen utførelser kan det fiberaktige avstandsmateriale bli utstyrt på en eller begge sider med en eller flere slitemotstandsdyktige flater, så som en folie av metallisert plastbåndmateriale. Det fiberaktige avstandsmateriale kan kombineres med en eller flere strålesperrebånd med en tykkelse av mindre enn 0,2 mm. Dette varmestrålereflekterende materiale kan være et metall eller aluminiumsfolie.

Alternativt kan den indre LNG slangen være omviklet i flere lag av reflekterende metallisert materiale. Det fiberaktige isolerende avstandsmateriale kan tilføyes på disse metalliserte materiallagene eller kan vikles rundt dem. Flere lag av isolerende avstandslaminatmaterial er viklet rundt den indre slangen eller røret.

En karakteristikk til et foretrukket fiberaktig avstandsmaterial er at det normalt kan strekkes og sammentrykkes minst 10 % uten noe resulterende permanent deformasjon. Dette er et viktig aspekt at dersom en fleksibel luft, flytende eller nedsenket LNG plastslange er plassert i et svært dynamisk offshoremiljø og vil bli utsatt for repeterende sammentrykking, forlengelse, bøyning, vridning etc.

Det isolerende avstandsmateriale trenger også å være i stand til å tåle relative forskjeller i forlengelse eller sammentrekning av de indre og ytre slanger under nedkjøling og oppvarmingsprosedyrer i LNG transportprosessen.

Foretrukket isolerende avstandsmaterial omfatter en fleece laget av naturlige materialer, plast (PET) eller andre syntetiske eller keramiske materialer. Med uttrykket "fleece" som brukt heri er det ment et sammenhengende legeme av matte av fibre, filamenter, tråder eller wire med sammenkoplede små mellomrom. Fleece kan for eksempel være i form av velurstoff med aramidfibre eller kan være laget av et PET material. De ulike lagene er foretrukket ikke forbundet en til hverandre men viklet. På grunn av friksjonskoeffisienten (som er mellom 0,7 og 0,83, avhengig av type fleece) har de viklede lagene en sterk sammenbinding, selv under repeterende bøyning og strekking av de viklede lagene.

Fleece er et svært godt isolerende avstandsmaterial ettersom det har liten termisk ledeevne kombinert med høy mekanisk styrke. Fleecen er foretrukket sammensatt av fibre som har diametre mindre enn omtrent 10 micron.

Fleecen kan være et dobbelt velurstoff som har en forbedret dynamikk og isolasjonsytelse, for eksempel en fleece som er omtalt i US patentnummer 6,779,368.

Det er også mulig å bruke et fleece material som har hatt en kjent spesifikk behandling for å unngå oppbygging av statisk elektrisitet når fleecemateriale arbeider mot seg selv eller mot den indre og/eller den ytre slangen.

Når plassert i mellomrommet til de koaksiale slangene, kan fleecematerialet svekkes minst 10 % og er sammentrykkbar i lengderetningen til slangen uten noen permanent deformasjon eller forlengelse.

Fleecen er laget for å ha en bestemt minimumsstyrke i radial retning slik at når den er plassert i mellomrommet, opprettholder den det indre røret og den ytre fleksible slangen i et radialt atskilt forhold mens den på samme tid opptas differensial lengdevis termisk sammentrekning av det indre røret og den ytre slangen. Fleecen har en punktvis kontakt med det indre røret, med den ytre slangen eller med begge to. Fibrene er orientert hovedsakelig i lengderetningen til slangene, det vil si perpendikulært til retningen av varmeinnstrømningen over isolasjonsrommet. På grunn av disse egenskapene til fleecematerialet kan bruk av noen ekstra avstandsstykker som kunne fungert som temperaturbroer mellom det indre røret og den ytre slangen unngås over i det minste 0,4 meter. Dersom et avstandsstykke må tilføyes kan et avstandsstykke laget av et kompakt og mindre fleksibelt fiberaktig materiale med høye isolasjonsegenskaper så som filtmaterial tilføyes på toppen av fleecemateriale ved regulære intervaller. Ingen andre avstandselementer enn disse fiberaktige materialer strekker seg radialt fra en kontaktposisjon på den indre slangen til en kontaktposisjon på den ytre slangen.

Flere lag av isolerende avstandsmaterial kan vikles rundt den indre slangen eller flettingen som dekker den indre slangen. Hvert avstandslag kan være viklet under for eksempel ved en 45 "vinkel med aksen til den indre slangen, slik at forskjellen i orientering til respektive lag er 90 °. Avhengig av karakteristikkene til avstandsmateriale (orientering til fibrene, produksjonsmetode, egenskaper, etc) kan ulike viklevinkler og ulike antall lag anvendes.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for konstruksjon av en transportslange, omfattende trinnene: frembringelse av et første og et andre slangesegment som hver har en indre og ytre slange, sammentrykt fiberaktig eller porøst material mellom de indre og ytre slanger og en tilkoplingsflens ved en endedel,

sammenkopling av tilkoplingsflensene til de første og andre segmenter, og

å øke lufttrykket til det fiberaktige eller porøse materialet i de første og andre segmenter før eller etter sammenkopling.

Røret kan sammenstilles på en slik måte at straks alle segmentene er tilkoblet og det fiberaktige isolasjonsmateriale fyller mellomrommet mellom den indre og den ytre slangen, er der fremdeles mulighet for å rense mellomromspassasjen med luft eller en inert gass for å fjerne noe gass som har lekket ut fra den indre slangen. Alternativt kan mellomromspassasjen overtrykksettes (10 til 25 bar) med luft eller en inert gass for å unngå noe lekkasje av gass fra den indre slangen som inneholder LNG ved et trykk av 10 bar.

I tilfellet den indre slangen er en multilags kompositt indre slange, utstyrt med en fletting, vil de viklede lagene av fleecematerial omgi et stort volum av innfanget luft og den indre slangen med viklede fleecelag har en slik relativ stor diameter at den ikke kan plasseres inn på den ytre elastomeriske slangen. For å tilføye det indre røret inn på den ytre slangen blir en tynn plastikk, slangeformet bag eller rørformet plate trekt over det indre røret med viklede fleecelag, hvorved den tynne plastslangen lukkes. Et vakuum påføres til denne plastslangen for å fjerne den inn-fangede luften fra fleecemateriale.

Som et resultat av dette tilføyde vakuum vil den overliggende diameteren reduseres slik at det indre røret med viklede fleecelag nå kan innføres på en koaksial måte inn på den ytre beskyttende slangen. Straks endeflensene til det indre røret og den ytre slangen er innrettet (og kan koples sammen), kan vakuumet fjernes og fleecemateriale suger luft inn i mellomrommet og blåser seg selv opp, for derved å feste seg selv på en sperrende måte mellom det indre røret og den ytre slangen.

Ekstra avstandsstykker for eksempel laget av fiberaktig filtmaterial kan tilføyes på toppen, i eller under de viklede fleecelagene ved regulære avstander. De ekstra avstandsstykkene har en ytre diameter som er mindre enn den indre diameteren til den ytre slangen slik at den tynne plast og slangeformede bagen fremdeles kan plassers over den og et vakuum kan tilføyes for således å redusere den overliggende diameteren til fleecematerialet. Alternativt kan den tynne plast og slangeformede bagen først plasseres over de viklede fleecelagene og etter det kan filtavstandsstykkene tilføyes for regulære intervaller på topp av den slangeformede bagen, lokalt redusere diameteren til den overliggende diameteren. Et vakuum tilføres til denne plastslagen for således å fjerne den fangede luften fra fleecemateriale. Som et resultat av dette tilføyde vakuumet vil den overliggende diameteren krympe slik at det indre røret med viklede fleecelag og ekstra avstandsstykker så kan innføres på en koaksial måte inn på den ytre beskyttende slangen.

Ved å skreddersy tykkelsen av det fiberaktige avstandsmateriale som påføres på det indre røret, og en følgelig økning i vakuum tilføyd for å redusere diameteren av den kombinerte indre slangen og avstandsstykket, kan graden av sammentrykning til det fiberaktige materiale i det ringformede mellomrommet vil således stivheten til avstandsstykket varieres for å oppnå en fleksibel slange med spesifikke bøye-karakteristikker.

En annen fordel med bruk av et fleecematerial som et isolerende avstandsstykke for LNG transportsystem er at et Velcro restmateriale kan benyttes for å feste lagene av fleecematerial på det indre røret, den ytre slangen eller på begge.

Dette sikrer en fast posisjon til fleecen mens det opptar differensial lengdevis termisk sammentrekning av det indre røret og den ytre slangen under repeterende bøyning og strekking av begge.

Med et fiberaktig avstandsmaterial så som en fleece og/eller filt plassert i mellomrommet, er det fremdels mulig å forflytte luft eller inertgass via mellomrommet fra en ende til den andre enden av de sammenkoplede slangene til LNG transportsystemet. Dette muliggjør et gassdeteksjonssystem ved en av endene til det sammenstilte LNG systemet for hurtig å registrere en lekkasje av LNG gass inn i mellomrommet. Det er også mulig å danne et overtrykk i mellomrommet som er høyere enn fluid-trykket i den indre slangen, slik at ingen gass kan lekke ut av den indre slangen inn i mellomrommet.

Alternativt kan mellomrommet utstyres med flere sammenkoplede temperatursensorer plassert ved regulære intervaller i mellomrommet og koplet til et temperatursensorsystem som kan indikere området eller stedet hvor LNG eller kald gass lekker fra det indre røret og inn i mellomrommet. Ettersom både det indre røret og den ytre slangen er segmentert, kan segmentet som inneholder lekkasjen skiftes ut og erstattes av et nytt segment uten å erstatte det komplette, fleksible LNG transportsystemet, som ville vært tilfellet med et sammenhengende korrugert metallytterrør.

Siden kombinasjonen av et fiberaktig, strekkbart avstandsmateriale i mellomrommet mellom det indre LNG transportrør og en ytre slange, hvor den ytre slangen er laget av et kompositt, elastomerisk eller plastmaterial som har en lav varmeoverførings- kapasitet, unngår luftkonveksjon, minimeres varmeinnstrømningen og følgelig sikres større termisk effektivitet av et overliggende fleksibelt LNG transportsystem, og det unngås behovet for et mindre enn atmosfærisk trykk eller vakuum i mellomrommet for isolasjonsformål som er tilfellet for LNG transportsystem omtalt i US patentnummer 6,186,181. I det kjente koaksiale slangearrangementet beskrevet i dette dokumentet er et vakuum nødvendig for å redusere varmeinnstrømningen via det svært ledende korrugerte ytterrøret.

Det beskrives videre et fiberaktig isolasjonsmateriale for bruk i en kryogenisk transportslange omfattende en lufttett film og et fiberaktig lag festet til nevnte film. Platemateriale kan vikles rundt den indre slangen, enten i en rørformet form eller i spiralviklede bånd og deretter bli evakuert for å sammentrykke det fiberaktige materiale for å resultere i en indre slange med redusert diameter som enkelt kan innføres inn på den ytre slangen. Filmen kan være forseglet for å danne en sylinder som omgir det fiberaktige materiale, før til eller etter påføring av det fiberaktige materiale til den indre slangen. I en utførelse blir sylinderen formet av filmen og det fiberaktige materiale lukket på en lufttett måte ved en bunn og omfatter en tilkoplingsdel, så som en skruegjenge eller ventil for feste til en evakueringsanordning og fjerning av luft fra sylinderen. I en annen utførelse er det fiberaktige materiale sammensatt mellom filmen og en andre film, hvilke filmer er forseglet sammen på en lufttett måte. En lukkbar luftstrømsåpning kan frembringes i minst en av filmene. Ved å evakuere området mellom filmene blir det fiberaktige laget sammentrykt slik at det har en redusert diameter når plassert rundt den indre slangen. Etter innføring av den indre slangen og det sammentrykte fiberaktige laget inn på den ytre slangen, fjernes vakuumet og det fiberaktige laget ekspanderer fro å fylle det ringformede mellomrommet mellom den indre og den yrte slangen.

I en utførelse er slangen laget av flere segmenter som hver har sammenkoplende endeflenser. Slangen er konstruert eller reparert ved å frembringe et første og et andre slangesegment som hver har en indre og ytre slange, sammentrykt fiberaktig material mellom de indre og ytre slanger og en tilkoplingsflens ved en endedel, sammenkopling av tilkoplingsflensene til de første og andre segmenter og å øke lufttrykket til det fiberaktige eller porøse materiale i de første og andre segmenter etter sammenkopling.

Noen aspekter ved ulike utførelser i samsvar med oppfinnelsen skal som eksempel beskrives med henvisning til de vedlagte tegningene.

I tegningene:

Fig 1 viser i perspektiv et utsnitt av den kryogeniske transportslangen i samsvar med oppfinnelsen. Fig 2 viser et langsgående snitt av en kryogenisk transportslange ifølge oppfinnelsen. Fig 3 viser koplingen til de sammenkoplede slangeelementene i en forstørret målestokk. Fig 4a til 4g viser de etterfølgende trinnene med sammenstilling av et slangesegment for bruk i en kryogenisk transportslange i samsvar med oppfinnelsen. Fig 5a til 5c viser ulike utførelser av et kompositt, isolerende material for bruk som et avstandsstykke i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Fig 6a til 6b viser isolasjonsmateriale av kompositt påført til en indre kryogenisk transportslange på en hylselignende måte og i form av viklede spiralviklinger, respektivt. Fig 7 viser en indre slange og isolerende avstandsmaterial som har et antall temperatursensorer distribuert langs sin lengde. Fig 8 viser en indre slange og isolerende avstandsmaterial som har et gassdeteksjonssystem ved en endeflensdel. Fig 9 viser et fiberaktig isolasjonsavstandsmaterial med hoveddelen av fibrene orientert i en lengderetning til slangen.

Fig 10 viseren kryogenisk transportslange med ekstra avstandselementer.

Fig 11 viser skjematisk et LNG transportsystem som benytter en kryogenisk transportslange i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Fig 12a, 12b og 12c viser et langsgående snitt, et tversgående snitt langs linjen AA og et riss av en slange i slange kryogenisk transportsammenstilling i samsvar med foreliggende oppfinnelse, respektivt. Fig 13, 14 og 15 viser et langsgående snitt av utførelser hvori tilkoplingsflensene til den indre slangen er koplet til tilkoplingsflenser av den ytre slangen. Fig 16a og 16b viser et langsgående snitt og et riss respektivt av en indre slange som er bevegelig i lengderetningen relativt til den ytre slangen. Fig 17a og 17b viser et langsgående snitt og et riss respektivt av en utførelse hvori et avstandsstykke er konstruert rundt flensene til den indre slangen. Fig 18a og 18b viser et langsgående snitt og et riss respektivt av en utførelse hvori den indre slangen omfatteren glidbartilkoplingsdel. Fig 19 viser et langsgående snitt av en glidbar tilkoplingsdel til den indre slangen omfattende en forseglingsbelg. Fig 20 viser et langsgående snitt av en klemtilkoplingsdel til den indre slangen omfattende et antall fronttetninger, og Fig 21 viser skjematisk et langsgående snitt av en indre slange som strekker seg langs den buede banen i den ytre slangen, for således å være forlengbar, og Fig 22 og 23 viser ulike sammenstillinger av oppdriftsmoduler festet til den ytre slangen ifølge foreliggende oppfinnelse ved en avstand derfra for å muliggjøre jevn kontakt av den ytre slangen med omgivelsene og således jevn oppvarming av den kjølige ytre slangen av miljøet for å opprettholde tilstrekkelig fleksibilitet. Fig 1 viser to sammenkoplede kryogeniske transportslangesegmenter 1, 2 til en kryogenisk transportslange 3. Hvert slangesegment omfatter en indre korrugert eller skrueformet trådforsterket metallslange 4, som har en indre og en ytre spiralwire 5, 6 som støtter respektivt indre og ytre sider til etfluidtett lag 7. Den indre slangen kan være utstyrt med en rørformet fletting (ikke vist) for å motstå begrenset forlengelse av den indre slangen som resulterer fra trykk til fluiden som overføres. Rundt den indre slangen 4 er en elastomerisk eller plast ytre slange 8 plassert ved en avstand

fra den indre slangen 4. I det ringformede mellomrommet 9 mellom den ytre slangen 8 og den indre slangen 4 er et fiberaktig, isolerende avstandsmateriallag 11 plassert, som ligger i et kontaktforhold med den ytre omkretsen til den indre slangen 4 og den indre omkretsen til den ytre slangen 8, det fiberaktige laget 11 motstår sammentrykking under bøyning av den ytre slangen 8 eller strekking på grunn av termisk og trykkpåført utvidelse og sammentrekning av slangene 4 og 8 og danner et avstandselement som motvirker den indre slangen 4 fra å komme i kontakt med den ytre slangen 8.

Segmentene til den indre slangen 4 er sammenkoplet via en intern koplingsflens 12 hvorved den ytre slangens segmenter er tilkoplet via en ekstern koplingsflens 13. Ved posisjonen til koplingsflensene 12, 13 forbinder en avstandsring 14 det ringformede rommet 9 og sammenkopler flensene 12,13 for å motvirke at flensene 12, 13 blir separert i en aksial retning. En slik separasjon av flensene 12, 13 i en aksial retning er uønsket ettersom under utskiftning eller reparasjon av et slangesegment 1, 2 må den interne koplingsflensen 12 hele tiden være tilgjengelig etter fråkopling av den eksterne koplingsflensen 13.

Det fremgår tydelig fra figur 2 at det fiberaktige avstandsmaterialet 11 strekker seg inn i det ringformede mellomrommet 9 opp til posisjonen til avstandsringen 14. Ved denne posisjonen virker ikke det fiberaktige materiale 11 som et avstandselement for å opprettholde en forhåndsbestemt avstand mellom den ytre slangen 8 og den indre slangen 4, men fungerer kun som et isolerende material.

Som det kan ses fra figur 3 er de interne koplingsflensene 12, 12' og de eksterne koplingsflensene 13, 13' til slangesegmentet 1, 2 sammenkoplet via bolter 16, 17. Fluidtette forseglinger 18 er plassert ved grenseflaten til de eksterne flensene 13, 13'. Figurene 4a - 4g viser ulike trinn i fremstillingsprosessen av en koaksial, kryogenisk transportslangesammenstilling som benytter et fiberaktig isolasjonsmaterial i det ringformede mellomrommet mellom den indre og den ytre slangen. Figur 4a viser en innerslange 61 med viklet rundt den det fiberaktige fleecemateriale 63. Ekstra avstandsstykker laget av for eksempel et kompakt fiberaktig filmaterial og med en diameter mindre enn den indre diameteren til den ytre slangen kan plasseres ved regulære intervaller på toppen, i eller under det fiberaktige fleecematerialet. Koplingsflensene 62, 62' rager ut i aksial retning fra fleecemateriale for således å være tilgjengelig for tilkopling. En lufttett hylse 64 har evakueringstilkoplinger 66 omfattende en ventil, og er plassert rundt den indre slangen 61 (figur 4b) hvoretter hylsen evakueres (figur 4c) ved å feste en luftpumpe til evakueringskoplingen 66 og frembringe et undertrykk av mindre enn 0,9 bar. Slangen 61 med redusert diameter ble deretter innført inn på den ytre elastomeriske og/eller plastslange 65 og luft gjeninnføres inn i den lufttette hylsen 64 via ventilen i evakueringstilkoplingen 66 (figurene 4d og 4e). Til slutt blir endeflensene 67, 67' plassert rundt den indre slangen og sammenkoplet med den ytre slangen 65 for å fullføre det koaksiale slangesegmentet 69 vist i figur 4g. Figur 5a viser et kompositt, fiberaktig isolasjonsmateriale 19 i samsvar med oppfinnelsen som kan benyttes som et avstandselement for posisjonering av de ytre slanger 4 og 8 til en koaksial kryogenisk rørledningssammenstilling så som vist i figur 1 til 4. Komposittmateriale 19 omfatter gasstette filmlag 20, 21 som omgir en kjerne-matrise 22 av fiberaktig material innlagt mellom lagene 20, 21. Langs deres omkrets er lagene 20, 21 innbyrdes forseglet i væsketette forseglingsområder 23, 24. En evakueringskopling 26 kan frembringes i filmlaget 20 som har en lukkeventildel, for tilkopling til en evakueringsanordning 27, så som en vakuumpumpe. Komposittmateriale 19 kan være i rørform eller være bånd eller plater som kan vikles rundt den indre slangen. Etter påføring til den indre slangen fjernes luft fra mellom platene 20, 21 slik at komposittmateriale er kompakt og den indre slangen med komposittmaterial understøttet på sin slange kan innføres inn i den ytre slangen. Etter at den indre slangen som bærer på sin omkrets det kompakte, kompositt fiberaktige isolasjonsmateriale 19 er brakt i ønsket aksial posisjon, kan luft slippes til kjernen 22 av fiberaktig materiale via evakueringskoplingen 26 slik at fibrene kan utvides i det ringformede mellomrommet 9 mellom slangene. Når benyttet som et avstandselement blir den fiberaktige kjernen 22 til komposittmateriale 19 tillatt å ekspandere slik at det fullstendig fyller og forbinder det ringformede mellomrommet 9. Figur 5b viser et alternativ kompositt, fiberaktig isolasjonsmateriale 27 som har et enkelt gasstett platemateriallag 28 med påført dertil via liming varmklebing, varmkalandering, varmpreging, og lignende, det fiberaktige laget 29. Ekstra bånd 29b av kompakt fiberaktig materiale så som filtmateriale, som har en mindre høyde, kan tilføyes for å fungere som stive ekstra avstandsstykker. Platematerialet 28 kan være i form av et plastlag, et varmereflekterende lag så som aluminium eller kompositter av en plast (PE, PP) og et metall (aluminium). Komposittmateriale 27 kan benyttes i en rørform rundt den indre slangen eller kan benyttes som bånd eller matter rundt den indre slangen, med den gasstette platen 28 foretrukket plassert på utsiden. Figur 5c viser et kompositt, fiberaktig isolasjonsmateriale 30, med et fluidtett baklag 31, og laminert dertil et antall fiberaktige lag 32, 33, 34. Innlagt mellom de fiberaktige lagene 32- 34 er strålereflekterende lag 35, 36, som kan være formet av en metallplate så som aluminium eller laminat at et plastmateriale og et metall så som aluminium PE laminater. Bruk av reflekterende lag 35, 36 øker den varmeisolerende egenskapen til komposittmateriale 30. Figur 6a viser komposittmateriale 19 i figur 5a plassert rundt en indre slange 40 på en koaksial rørformet måte. Alternativt kan komposittmateriale 27 i figur 5b eller komposittmateriale 30 i figur 5c plasseres på tilsvarende måte rundt den indre slangen 40 med baklagene 28 eller 31 ved posisjonen til det ytre laget 20 i figur 5a. Figur 6b viser komposittmateriale 19, 27 eller 30 viklet rundt den indre slangen 40 i spiralformede sløyfer. I tilfellet et komposittmateriale benyttes av typen vist i figur 5b eller 5c, danner bakplatene 28, 31 det ytre laget, hvori bakplatene til naboliggende bånd er forseglet på en gasstett måte.

Det skal bemerkes at et komposittmateriale 19, 27, 30 ikke fullstendig trenger å fylle det ringformede rommet i mellom den koaksiale indre slangen 440 og den ytre slangen 8, men kan også benyttes som et isolerende materiale kun i det ringformede mellomrommet, ved å være enkelt innført inn i mellomrommet ved hjelp av evakueringsprosessen som er beskrevet nedenfor i forhold til figurene 4a til 4g.

Figur 7 viser en utførelse hvori flere temperatursensorer 41, 42, 43 er fordelt langs lengden til den indre slangen 40. Dersom flytende gass slipper ut fra en lekkasje i den indre slangen 40 vil temperatursensorene måle en reduksjon i temperatur. Signalene fra sensorene 41, 42 og 43 kan tilføres til en sendeenhet 44 som er plassert i området til endeflensen 45 til den indre slangen 40. Fra senderenheten kan temperaturdata sendes til en lekkasjeregistreringsenhet, plassert på en flytende struktur som er tilkoplet til røret 40.

I utførelsen vist i figur 8 er en gassregistreringsenhet 47 innarbeidet i området til endeflensen 46 til transportslangen. Gassregistreringsenheten 47 omfatter en pumpe og et innløpsrør 48 som er koplet til området mellom den ytre slangen (ikke vist i tegningen) og den indre slangen 40. Via den åpne fiberaktige matrisen til avstandsmateriale, er gassregistreringsenheten 48 i fluidkommunikasjon med ringrommet mellom de indre og ytre slanger langs lengden til de sammenkoplede slangesegmentene. Figur 9 viser et fiberaktig material 50 plassert på den indre slangen 40, hvor fibrene danner en sammenhengende tredimensjonal matrise, og orienteringen til hoveddelen av fibrene 51 er hovedsakelig i lengderetningen til slangen 40. På denne måten kan varmeinnstrømningen Q fra den ytre slangen reduseres av fibrene 50 og forbedret temperatur isolasjon oppnås. Figur 10 viser en sammenstilling av en kryogenisk indre slange 50 og koaksialt rundt den en fleksibel ytre slange 53. Fiberaktig material 54 er plassert i mellomrommet mellom de indre og ytre slanger. Ekstra avstandselementer 55, 56, 57, foretrukket laget av et kompakt og noe sammentrykkbart fiberaktig material, så som filtmaterial, forbinder det ringformede mellomrommet og støter mot de indre og ytre slanger. Avhengig av slangediameter kan avstanden L mellom de ekstra avstandselementene 55, 56, 57 variere fra 40 til 100 cm og i det tilfellet har det fiberaktige materiale 54 hovedsakelig en varmeisolerende funksjon. Både det fiberaktige materiale og de ekstra avstandsstykkene kan innføres sammen inn i mellomrommet ved hjelp av evakueringsprosessen som er beskrevet ovenfor i forhold til figurene 4a- 4g. Det er mulig at de ekstra avstandsstykkene 55- 57 fullstendig fyller mellom-romsområdet mellom de indre og ytre slanger som vist i figur 10, eller at de er plassert på topp, i eller under det fiberaktige materiale 54 (se figur 5b). De ekstra avstandsstykkene kan også tilføyes på en spiralmåte inn på den indre slangen eller på toppen av flettingen til den indre slangen (ikke vist).

I noen utførelser kan de ekstra avstandselementene 55- 57 utelates fullstendig, hvor romfunksjonaliteten fullstendig kan frembringes av det fiberaktige avstandsmateriale 54 som for eksempel kan være i form av en kompakt filt eller fleecematerial eller kombinasjoner av ulike fiberaktige materialer.

I figur 11 er en offshore produksjonsenhet, omfattende for eksempel et flytende gasskondensering- og lagringsanlegg så som et LNG FPSO (flytende produksjon, lagring og avlastning) 102 vist, som er forankret til sjøbunnen 103 via forankrings-liner 104. Via et produksjonsstigerør 105 blir hydrokarboner, så som naturlig gass, transportert fra en subsea brønn 106 for å bli prossisert i FPSO 102. EPSO 102 omfatter et kondenseringsanlegg, som kjøler og kondenserer den naturlige gassen til LNG ved en temperatur av - 161 °C. LNG overføres gjennom en kryogenisk transportslange 107, som er nedsenket i dette miljøet, men som også kan være en fullstendig eller delvis luftbåren slange eller som kan flyte på vannoverflaten, til et midtskips eller baugmanifoil til en LNG tanker hvor den transports av. Den kryogeniske transportslangen 107 er fleksibel, i den forstand at den kan bøyes til en bøyeradius av for eksempel 10 meter eller mer, foretrukket omtrent 3 meter eller mer. Når den ikke er i bruk kan slangen 107 vikles på en horisontal eller vertikal spole, eller lagres på dekk til FPSO 102. Slangen kan benyttes for en sammenstilling (ikke vist) hvori LNG tankeren laster av LNG til en LNG avlastningsbøye eller en flytende lagrings og omgassifiseringsenhet (FSRU) hvor LNG regasses og sendes til land via en nedsenket rørledning.

Slangen 107 er laget opp av sammenkoplede segmenter og omfatter en indre forsterket slange som transporterer LNG og en ytre slange av forstreket elastomerisk material som beskytter den ytre slangen fra innstrømning av sjøvann og som frembringer mekanisk styrke og beskyttelse til de kombinerte slangene. Den omfatter også en sikkerhetsbarriere i tilfellet av feil på den indre slangen og under testing og transport av segmentene.

En nedsenket slange for overføring av råolje er kjent fra US 3809128. I dette dokumentet er volumet av luft i området mellom de indre og ytre slanger selektivt kontrollert for å justere oppdriften til slangen. For å opprettholde tilstrekkelig luftrom mellom den indre og den ytre slangen og til å motvirke den ytre slangen fra å kollapse inn på den indre slangen på grunn av vanntrykket, er et spiralformet avstandselement viklet rundt den ytre overflaten til den indre slangen. Slangesegmentene er sammenkoplet via endeflenser på den indre slangen som rager ut i en lengderetning forbi endeflatene til den ytre slangen. Ettersom den indre slangen ikke r omgitt av den ytre slangen ved tilkoplingsflensene er den eksponert til miljøet, og således er den kjente indre slangen ikke egnet for transport av kryogenisk fluid, så som LNG som kan ha en temperatur av -161 °C eller flytende nitrogen som kan ha en temperatur av - 194 °C.

I den kryogeniske slangen 107 i samsvar med oppfinnelsen kan den indre slangen ha en intern diameter av minst 20 cm. Den ytre slangen som omgir den indre slangen omfatter et vanntett, forsterket elastomerisk material med en veggtykkelse av minst 3 cm, en bøyeradius av minst 3 meter, og en intern diameter av minst 25 cm. Den koaksiale slangen 107 i samsvar med oppfinnelsen kan være sammensatt av en indre slange som er særlig egnet for overføring av kryogeniske fluider, og er mekanisk relativt svak, men er beskyttet av den ytre slangen, som kan være en slange kjent i seg selv for overføring av råolje. Slange i slange sammenstillingen frembringer forbedret sikkerhet for luftborren, flytende eller nedsenket kryogenisk transportsystem ettersom den ytre slangen beskytter den indre slangen mot kollisjoner med andre slanger, kraner, LNG tankere eller andre fartøy, så som slepebåter eller arbeidsbåter, og motvirker innløp av vann. Den ytre slangen er relativt stiv sammenlignet med den indre slangen, men fremdeles fleksibel nok til å bli lagret på en vertikal eller horisontal slangespole på en bøye, tårn eller på et fartøy, eller til å bli lagret om bord i et fartøy i en renne når den ikke er i bruk.

En segmentert utførelse tillater enkel sammenstilling av slangen til sin ønskede lengde. Segmentene muliggjør videre for enkel offshore utskiftning av en del av LNG transportsystemet for inspeksjon, vedlikehold eller reparasjon.

Fra US 4417603 er en kryogenisk transportslange kjent for å forbinde en offshore-plattform til et anker, omfattende en indre spiralformet metallfjær, en ytre spiralformet fjær forskjøvet en halv stigning og et lag av polymermaterial mellom fjærene. Et varmeisolerende lag omgir den indre metallslangen. Den kjente kryogeniske slangen er laget av en enkelt del og trenger, i tilfellet feil, å bli fullstendig utskiftet. Videre ser den kryogeniske metallslangen ut til å være relativt sårbar og er ikke effektivt beskyttet av den ytre isolasjonen som er direkte festet til den metalliske indre slangen.

Med "kryogenisk" som benyttet heri er ment flytende gasser med temperaturer under

- 60 °C, så som LNG som har en temperatur av - 162 °C.

Med "fleksibel forsterket vegg" som benyttet heri er det omfattet et kompositt eller metallslangevegg som har fleksibilitet tilføyd dertil, for eksempel en belglignende konstruksjon eller som har en spiralfjærlignende konfigurasjon eller tilsvarende veggkonstruksjon som frembringer forbedret fleksibilitet til slangen sammenlignet med en flat vegg av platematerial.

Med "marin" miljø som benyttet heri er en posisjon under bruk av slangen over vannoverflaten, flytende på vannoverflaten, nedsenket under vannoverflaten eller hvilken som helst kombinasjon ment.

I en utførelse er den indre slangen forlengbar og/eller sammentrekkbar i lengderetningen relativt til den ytre slangen med minst 0,5 % av den totale slangelengden på grunn av temperaturforskjeller, hvor den indre slangen ikke er koplet til den ytre slangen ved eller nær de indre koplingselementene. Den bevegelige indre slangen motvirker spenninger fra å bygge seg opp når LNG overføres. Når ikke noe LNG overføres kan koplingselementene være uavhengig innrettet for den indre og ytre slangen i den aksiale retningen, som letter sammenstilling og/eller utskifting av slangesegmenter under normale miljøforhold.

For å muliggjøre for termisk påført utvidelse og sammentrekning av den forsterkede indre slangen omfatter de indre koplingselementene en hylse på ett indre slangesegment og en rørformet endedel på det andre indre slangesegmentet, glidbart mottatt i rundt hylsen. Glidesammenkoplingen av de indre slangesegmentene muliggjør utvidelse og sammentrekning av disse slangesegmentene i lengderetningen, mens de også r i stand til å bli forskjøvet relativt til den ytre slangen.

En kompositt eller metallbelg kan være tettende koplet til begge de indre slangesegmentene, hvor belgen på en tettende måte koples med en ytre omkretsmessig overflate til den indre slangen på begge sider av en eldedel til hylsen. På denne måten blir en effektiv tetning frembrakt rundt den glidende sammenkoplingen til de indre slangesegmentene.

Alternativt kan den indre slangen være plassert langs en buet bane med den ytre slangen, for således å være i stand til å utvides i lengderetningen relativt til den ytre slangen med for eksempel 0,5 til 3 % av den totale lengden til den ytre slangen.

I en videre utførelse er tilkoplingselementene til den indre slangen festet via en festedel til tilkoplingselementene til den ytre slangen, for korrekt aksial innretning med den indre slangen og for å opprettholde den ved en definert aksial posisjon relativt til den ytre slangen. For å muliggjøre sirkulasjon av et isolasjonsmedium i rommet mellom den indre og den ytre slangen, så som frostvæske, inertgasser, luft eller for å danne et isolasjonsvakuum, for å opprettholde den ytre slangen ved en sikker temperatur, som er foretrukket ikke lavere enn - 60 °C, er aksiale kanaler frembrakt i festedelene som forbinder området mellom den indre og den ytre slangen.

For å motstå eksterne trykk ved et vanndyp av opptil 200 meter kan den ytre slangen være utstyrt med forsterkningsringer.

I figur 12 er segmentene til den indre slangen 110 og den ytre slangen 111 vist mer detaljert. Den indre slangen 110 omfatter segmenter 112 og 113 som er sammenkoplet via en koplingsdel 114,115 omfattende flenser 116,117 tilkoplet via bolter 118. Den ytre slangen 111 omfatter segmenter 120, 121 som er sammenkoplet via koplingsdeler 122, 123, som omfatter flenser 124, 125 koplet med bolter 126. Segmentene til den indre slangen og den ytre slangen kan for eksempel ha en lengde av 10 meter, men trenger ikke å være av samme lengde. Segmentene til den indre slangen kan for eksempel ha en lengde av 20 meter mens de ytre slangesegmentene har en lengde av 10 meter, eller omvendt.

I rommet 127 mellom den ytre slangen er fra 25 cm til 100 cm hvorved veggtykkelsen W0 til den ytre slangen 111 kan være mellom 3 og 10 cm. Den indre diameteren Dl til den indre slangen 10 er mellom 20 cm og 70 cm, mens bredden Hl til 111 og den indre slangen 110 er forbundet av avstandselementer 128,129 som er understøttet på den ytre overflaten til den indre slangen 110. Et avstandselement 130 er anordnet rundt flensene 116, 117 til den indre tilkoplingsdelen, og fastgir posisjonen til de indre flensene 116, 117 med hensyn til de ytre flensene 124, 125, mens det tillates en liten bevegelse til den indre slangen 110 i lengderetningen. En kanal 131 er frembrakt i avstandselementer 130 for å muliggjøre sirkulasjon av gasser så som inertgass eller luft, i lengderetningen til slangene 110, 111.

Den indre diameteren DO til den ytre slangen som påvirker det ringformede rommet 127 er mellom 2 cm og 16 cm. Veggtykkelsen Wl til den indre slangen kan være mellom 2 cm og 15 cm.

Den indre slangen 110 kan være en fleksibel, kryogenisk korrugert metallslange så som beskrevet i Konrad Friedrichs, Fritz Papmahl og Herbert Bachhaus,Offshore Technology Conference 3844 i mai 5-8 1980,eller en viklet krum nikkelstålslange som beskrevet i US patentnummer 4417603 og i WO 01/96772.

Den ytre slangen 111 kan være en slange benyttet for overføring av råolje så som fremstilt av Trelleborg AB, Trelleborg, Sverige under varenavnet Trelline, Dunlop oil og Marine, North East Loncolnshire, Storbritannia under varenavnet Dunlop, og så vel fremstilt av Coflexip SA, Paris, Frankrike. Den ytre slangen 111 er på grunn av sin konstruksjon og bruk av forsterket elastomerisk material mye stivere enn den indre kryogeniske slangen 110. Den ytre slangen beskytter den indre slangen fra miljømessige krefter og absorberer over 50 %, foretrukket over 95 % av de aksiale kreftene som virker på sammenstillingen av den indre slangen 110 og den ytre slangen 111 under lasting eller lossing.

Rommet 127 tjener til å isolere den elastomeriske ytre slangen 111 fra den kalde indre slangen 110 og omfatter fiberaktig isolerende materiale 119. Luft eller inertgass kan sirkulere i rommet 127 for å sikre at den ytre slangen 111 opprettholdes ved en relativt sikker høy temperatur og rommet 127 kan benyttes for lekkasjeregistreings-formål. Luften kan være trykksatt til rett over trykket til den overførte LNG for å unngå lekkasje av LNG inn i rommet 127 i tilfellet den indre slangen skades. Avstandselementene 128,129 som hjelper til med å opprettholde de indre og ytre slanger 110, 111 mer eller mindre i et koaksialt arrangement, er laget av et isolerende material, så som et kompakt, fiberaktig, stivt men noe sammentrykkbart filtmaterial eller et plast eller keramisk material, men kan erstattes av et skum eller en gel, eller en eller to tett viklede spiralplastrør som kan være sammentrykkbare for å muliggjøre relativ bevegelse eller forskyvning av den indre slangen med hensyn til den ytre slangen, på grunn av forskjeller i temperatur som påfører sammentrekning under LNG overføring. En slik konstruksjon er beskrevet detaljert i US 3809128.

Som vist i figur 12b er avstandselementet 130 utformet av to halvsylindere som kan plasseres rundt den ytre diameteren til den indre slangen 110.

Figur 12c viser den forsenkede posisjonen til koplingsflensene 124, 125 som sammenkopler segmentene 120,121 til den ytre slangen 111.

I utførelsen i figurene 13,14 og 15 er avstandselementet 130 laget av et isolasjonsmaterial og er stivt koplet til flensene 124, 125 til den ytre slangen 111, slik at aksiale og radiale posisjoner til den indre slangen 110, spesielt ved posisjonene til flensene, bestemmes nøyaktig i forhold til den ytre slangen. Fordelene er at dersom flensene til de ytre slangesegmentene må åpnes for reparasjoner eller vedlikehold, er flensene til den indre slangen også direkte tilgjengelige ettersom de ikke kan skifte eller forskyves i den ytre slangen under bruk i et dynamisk marint miljø.

I utførelsen vist i figurene 16a og 16b er den indre slangen 110 ikke fast til den ytre slangen 111 ved posisjonen til de ytre flensene 124, 125, og de indre flensene 116 og 117. Avstandselementene 132, 133 har en avrundet form som er tilpasset til å muliggjøre aksial bevegelse av de indre og ytre slanger 110,111 for å unngå spenninger forårsaket av termisk påført sammentrekning og utvidelse, hvilke bevegelse opptas av det fiberaktige isolasjonsmateriale 119 i det ringformede rommet 127.

I utførelsen i figurene 117 og 117b funksjonerer avstandselementet 140 for å radialt posisjonere den indre slangen 110 i den ytre slangen 111, men også til å aksialt posisjonere de ytre slangesegmentene 120,121. En koplingsring 141 er innført mellom to avfasinger 142 og 143 til den ytre slangen 111 og er koplet til disse avfasingene via aksialbolter 145 som vist i figur 17b.

I utførelsene i figurene 18a og 18b omfatter segmentet 112 til den indre slangen 110 en hylse 144, hvori endedelen til segmentet 113 er glidbart mottatt. Tetninger frembrakt mellom de to glideflatene for å sikre en lekkasjefri montering. Innsiden av hylsene 144 og utsiden av endedelen til segmentet 113 er belagt med et glide-material, så som polypropylen eller teflon.

I utførelsen i figurene 19 erendedelene 147,148 til segmentene 112, 113 til den indre slangen 110 utstyrt med en tettebelg, 149, 150 som er plassert rundt endedelene 147,148, og som strekker seg forbi endeåpningene 151, 152 til segmentene for tettende å koples med en videre tettering 153.

I utførelsen i figur 20 er endedelene 147,148 til segmentene 112,113 til den indre slangen 110 plassert i en klemhylse 155 som tettende koples, via et antall tetteringer 156, 157, til grenseflaten av den indre slangen 110. Flensen 159 til klemhylsen 155 er omgitt av et isolasjonsmaterial 160 og er en beskyttende kappe 161.

I utførelsen i figur 21 er det vist at den indre slangen 110 har en buet bane i den (rette) ytre slangen 110, hvor den indre slangen 110 er koplet til den ytre slangen 111 ved posisjonen til flensene 116, 116', 117, 11 T og 124, 124', 125, 125' via avstandsstykkene 130, 130'. Dette muliggjør forlengelse og sammentrekning av den indre slangen relativt til den ytre slangen.

I veggen 162 til den ytre slangen 111 er en kanal 163 frembrakt, koplet til en pumpe 164 for eksempel for sirkulasjon av luft, edelgasser og lignende i rommet 127.

Figur 22 viser en oppdriftsmodul 132 festet til flensen 134 via et eksternt avstandselement 133. Figur 23 viser en oppdriftsmodul 136 festet til den ytre slangen 111 via et eksternt avstandselement 135. Plassering av oppdriftsmodulene ved en avstand fra den elastomeriske og/eller plastiske ytre slangen 111 motvirker at den ytre slangen 111 blir lokalt for kald slik at den gjennomgår en krystallin fase og således ville bli sprø (som ville vært tilfellet for eksempel med en gummislange). Dette ville forårsake ureparerbar skade på den ytre slangen. Ved tilføyning av flyteelementet på en slik måte at omliggende vann jevnt kan varme opp den ytre slangen, kan problemet med lokal nedkjøling unngås. Oppdriftsmodulene som muliggjør jevn temperaturfordeling kan ha flere former, for eksempel doughnut formet oppdriftsmoduler festet til den ytre slangen ved intervaller. Modulene er plassert ved en radial avstand fra den ytre slangen for å muliggjøre jevn vannkontakt langs dens lengde.

Claims

1. Kryogenisk transportslange (3) for transport av kryogeniske hydrokarboner, omfattende en relativt fleksibel indre slange (4), der det anordnet rundt den indre slangen på en konsentrisk måte er: en innretning for å begrense forlengelse, en ytre slange (8) omfattende et elastomerisk og/eller et plastmateriale og et fiberaktig isolasjonsmateriale (11) viklet rundt den indre slangen og sammenhengende over minst en del av lengden til den indre slangen som forbinder et mellomrom (9) mellom den indre og den ytre slangen, hvor mellomrommet er av ringform som har en bredde (hi) av minst 0,5 cm, et fiberaktig material (11) som er omfattet i mellomrommet og danner et avstandselement mellom den indre slangen (4) og den ytre slangen (8) og som motvirker at den indre slangen er i kontakt med den ytre slangen, og der transportslangen (3) har en bøyeradius av minst fire ganger den indre diameteren til den indre slangen (4),karakterisert vedat - det fiberaktige materialet danner en elastisk tredimensjonal matrise av fibre som motstår sammentrykking ved bøyning av den ytre slangen (8) eller strekk grunnet termisk og trykkpåvirket utvidelse og sammentrekning av den indre og den ytre slangen, hvori det fiberaktige materialet (11) er elastisk forlengbar i en lengderetning av slangen (3) på minst 10 %, og den ytre slangen er relativ stiv sammenlignet med den indre slangen og har en veggtykkelse på minst 3 cm og opptar over 50 %, foretrukket over 95 %, av de aksiale kreftene som virker på sammenstillingen av den indre og den ytre slangen under lasting og lossing.

2. Kryogenisk transportslange i samsvar med krav 1, karakterisert vedat over en lengde av minst 0,4 meter strekker ikke noe annet avstandselement enn det fiberaktige materiale (11) seg radialt fra en kontaktposisjon på den indre slangen (4) til en kontaktposisjon på den ytre slangen (8).

3. Kryogenisk transportslange i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat det fiberaktige materialet (11) er distribuert langs den indre slangen (4) på en ikke-jevn måte, slik at i lengderetning er der områder av høytetthets og lavtetthets fiberaktig material.

4. Kryogenisk transportslange i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat det fiberaktige materialet (11) omfatter fiberaktig material av ulike tettheter og karakteristikker.

5. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat fleksibelt fiberaktig materialet er plassert mellom høytetthets, stivt fiberaktig material.

6. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det fiberaktige materialet (11) har i det minste over en lengde av 0,4 meter en tetthet på 70 kg/m<3>og et åpent volum av 93 %.

7. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående kravkarakterisert vedat den ytre slangen (8) har en varmeoverførings-koeffisient på mellom 0,2 og 1,0Wm"<1>K"<1>,foretrukket omtrent 0,4Wm'<1>K'<1>

8. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det fiberaktige materialet (11) er omgitt av et lufttett lag mellom den ytre slangen og materialet.

9. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det fiberaktige materialet (11) omfatter et fleecematerial.

10. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det fiberaktige materialet (11) omfatter et fleece eller filtmaterial.

11. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat den ytre slangen (11) omfatter et fiber og/eller metallforsterket elastomerisk og/eller et plastmateriale.

12. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat den indre slangen (4) omfatter en spiralviklet forsterkningstråd, og/eller et korrugert stålrør.

13. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat trykket mellom den indre (4) og den ytre slangen (8) er hovedsakelig lik til trykket på utsiden av den ytre slangen.

14. Kryogenisk transportslange i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det fiberaktige materialet (11) omfatter et båndformet fiberaktig platematerial som er viklet rundt den indre slangen.

15. Fremgangsmåte for konstruksjon av en transportslange (3), karakterise rt ved å omfatte trinnene: frembringelse av et første og et andre slangesegment som hver har en indre og ytre slange, sammentrykt fiberaktig eller porøst material mellom de indre og ytre slanger og en tilkoplingsflens ved en endedel, sammenkopling av tilkoplingsflensene til de første og andre segmenter, og å øke lufttrykket til det fiberaktige eller porøse materialet i de første og andre segmenter før eller etter sammenkopling.