NO763384L

NO763384L -

Info

Publication number: NO763384L
Application number: NO763384A
Authority: NO
Inventors: M W Jones
Original assignee: Imp Metal Ind Kynoch Ltd
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1976-10-04
Publication date: 1977-04-13
Also published as: FR2327478A1; DE2645361A1; SE7611082L; FR2327478B1; DK451576A; JPS5256183A; NL7611023A; IT1068556B

Description

Rørformet legeme av fiberarmert plastmateriale og fremgangsmåte for fremstilling av samme Tubular body of fibre-reinforced plastic material and method for manufacturing the same

Denne oppfinnelse vedrører rørformede gjenstander av plast som er forsterket med fibre og spesielt, men ikke utelukken-de til bruk i fralands stigerør. This invention relates to tubular objects made of plastic which are reinforced with fibers and particularly, but not exclusively, for use in foreign risers.

Et stigerør til fralandsbruk er en rørlengde benyttet ved fralandsboreoperasjoner som en beholder som omgir borestren-gen. Stigerøret inneholder et blanding av væsker som benyttes, særlig boreslam,råolje og sjøvann, og er utsatt for innertrykk, korrosjon og erosjon fra nevnte materialer. Stigerøret er ved sin øvre ende forbundet med et borefartøy, og ved sin nedre ende med brønnhodet. Når skipet beveger seg i forhold til brønnhodet, utsettes stigerøret for strekkspenninger og trykkspenninger og og-så for bøyning. A riser pipe for offshore use is a length of pipe used in offshore drilling operations as a container that surrounds the drill string. The riser contains a mixture of fluids that are used, particularly drilling mud, crude oil and seawater, and is exposed to internal pressure, corrosion and erosion from the aforementioned materials. The riser is connected at its upper end to a drilling vessel, and at its lower end to the wellhead. When the ship moves in relation to the wellhead, the riser is exposed to tensile and compressive stresses and also to bending.

Et ytterligere problem oppstår når hullet som skal bores ligger på dypt vann. I sådanne tilfelle blir massen av stigerø-ret ganske betydelig. Konvensjonelle stigerør av stål må forsy-nes med ytterligere flytemidler når de benyttes ved dyptvannsbo-ring. A further problem arises when the hole to be drilled is in deep water. In such cases, the mass of the riser becomes quite significant. Conventional steel risers must be supplied with additional flotation agents when they are used in deep-water drilling.

Denne oppfinnelse gjør det mulig å fremstille fiberarmerte plastrør som er bestemt for å møte de strenge krav som man må regne med ved boring av oljebrønner på dypt vann, skjønt oppfinnelsen ikke er begrenset til anvendelsen i denne teknologi. This invention makes it possible to manufacture fibre-reinforced plastic pipes which are designed to meet the strict requirements that must be expected when drilling oil wells in deep water, although the invention is not limited to the application in this technology.

Ifølge et trekk ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en rørformet gjenstand av fiberarmerte plastmaterialer, hvor fibrene tilveiebringer både den langsgående og den periferiske forsterkning og omfatter i det minste to fibertyper hhv. med forholdsvis lav og forholdsvis høy modul, og hvor i det minste noen og fortrinnsvis alle fibre med forholdsvis høy modul tilveiebringer den periferiske armering. According to a feature of the invention, a tubular object made of fibre-reinforced plastic materials is provided, where the fibers provide both the longitudinal and the circumferential reinforcement and comprise at least two fiber types respectively. with relatively low and relatively high modulus, and where at least some and preferably all fibers with relatively high modulus provide the peripheral reinforcement.

Fortrinnsvis finnes det et periferisk område som strek-ker seg kontinuerlig over i det minste en vesentlig del, vanlig vis i det minste over den største del av gjenstandens aksiale lengde og fortrinnsvis over dens hele lengde, hvilket område inneholder fibre med forholdsvis stor modul og som tilveiebringer om-kretsforsterkningen. Preferably, there is a peripheral area which extends continuously over at least a substantial part, usually at least over the largest part of the object's axial length and preferably over its entire length, which area contains fibers with relatively high modulus and which provides the on-circuit gain.

I denne beskrivelse menes med "omkretsområde" eller "periferisk område" ikke bare et rørs ytre periferiske område, men et hvilket som helst område som omgir røraksen. Således kan et periferisk område omfatte indre og ytre periferi av røret eller kan ligge i sin helhet innenfor rørets tykkelse. Hverken røret eller rørets periferiske område er begrenset til et sirkulært tverrsnitt, og ordet "radial" som benyttes her, antyder bare en retning mot eller fra rørets akse. In this description, by "peripheral area" or "peripheral area" is meant not only the outer peripheral area of a pipe, but any area surrounding the pipe axis. Thus, a peripheral area can include the inner and outer periphery of the tube or can lie entirely within the thickness of the tube. Neither the pipe nor the peripheral area of the pipe is limited to a circular cross-section, and the word "radial" as used herein only suggests a direction toward or away from the axis of the pipe.

I de tilfelle hvor gjenstanden skal utsettes for strekkbelastninger under bruk, kan ringforsterkningsfibre med stor modul anordnes radialt innenfor fibrene som armerer i lengderetningen. Hvis gjenstanden skal utsettes for trykkbelastninger kan ringforsterkningsfibre med stor modul anordnes radialt utenfor lengdeforsterkningsfibrene. Hvis det må regnes med begge typer belastninger, kan ringforsterkningsfibre med forholdsvis stor modul vasE anordnet både innenfor og utenfor lengdearmeringene. In cases where the object is to be subjected to tensile loads during use, ring reinforcement fibers with a large modulus can be arranged radially within the fibers which reinforce in the longitudinal direction. If the object is to be subjected to compressive loads, ring reinforcement fibers with a large modulus can be arranged radially outside the longitudinal reinforcement fibers. If both types of loads have to be taken into account, ring reinforcement fibers with a relatively high modulus can be arranged both inside and outside the longitudinal reinforcements.

Lengdearmeringene kan være tilveiebragt ved hjelp av skrueformet viklede fibre. Ringarmeringene kan også være skrueformede, men med en forholdsvis stor vinkel i forhold til gjenstandens akse. The longitudinal reinforcements can be provided by means of helically wound fibres. The ring reinforcements can also be screw-shaped, but with a relatively large angle in relation to the object's axis.

Fibre med forholdsvis liten modul kan være glassfibre og fibre med forholdsvis stor modul kan være karbonfibre. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til bruken av disse spesielle fibre. Fibers with a relatively low modulus can be glass fibers and fibers with a relatively high modulus can be carbon fibers. However, the invention is not limited to the use of these particular fibers.

Når fibre med stor modul er anordnet radialt innenfor lengdearmeringsfibrene, kan det være ytterligere ringarmeringsfibre med forholdsvis liten modul anordnet radialt innenfor ringarmeringene med forholdsvis stor modul. Hvis ringarmeringsfibrene med forholdsvis stor modul er anordnet radialt utenfor lengdearmeringsfibrene, kan ytterligere ringarmeringer med forholdvis liten modul være anordnet radialt utenfor ringarmeringene med forholdsvis stor modul. When fibers with a large modulus are arranged radially within the longitudinal reinforcement fibers, there may be additional ring reinforcement fibers with a relatively small modulus arranged radially within the ring reinforcements with a relatively large modulus. If the ring reinforcement fibers with a relatively large modulus are arranged radially outside the longitudinal reinforcement fibers, further ring reinforcements with a relatively small modulus can be arranged radially outside the ring reinforcements with a relatively large modulus.

Den sammensattte gjenstand kan omfatte opp til 25 volum% fibre med forholdsvis stor modul. Den foretrukne andelsmengde er 10 til 20 volumprosent. The composite object can comprise up to 25% by volume of fibers with a relatively high modulus. The preferred proportion is 10 to 20 percent by volume.

Den sammensatte gjenstand kan inneholde den minimale plastmengde som kreves for en ønsket porøsitet. Det forventes at mer enn 25 volum% harpiks vil trenges for å unngå dannelse av hul-rom. Hvis mengden overskrider 45 volum%, vil harpiksen antagelig bare bidra til ekstra vekt. Fortrinnsvis ligger harpiksandelen i området 30 til 40 volum%. The composite article may contain the minimum amount of plastic required for a desired porosity. It is expected that more than 25% by volume of resin will be needed to avoid the formation of voids. If the amount exceeds 45% by volume, the resin will presumably only contribute to extra weight. Preferably, the proportion of resin is in the range of 30 to 40% by volume.

I samsvar med et annet trekk ved oppfinnelsen er det tilveiebragt et rørformet legeme av fiberarmert plastmateriale, hvor fibrene som danner lengdearmeringen og ringarmeringen omfattende lengdearmeringen i det minste i to periferiske områder som er skilt fra hverandre ved et mellomliggende område med ringarmering. Den sistnevnte armering i det mellomliggende område kan ha størie modul enn lengdearmeringsfibrene. Et antall lengdearmerings-områder med mellomliggende skilleområder kan være laminataktig plassert mellom områdene for ringforsterkningen som kan omfatte fibre med forholdsvis stor modul i samsvar med de første trekk iføl-ge oppfinnelsen. Det kan finnes tre eller fire områder med leng-deforsterkninger som er skilt fra hverandre ved områder med ringforsterkning. In accordance with another feature of the invention, a tubular body of fiber-reinforced plastic material is provided, where the fibers forming the longitudinal reinforcement and the ring reinforcement comprise the longitudinal reinforcement in at least two peripheral areas which are separated from each other by an intermediate area with ring reinforcement. The latter reinforcement in the intermediate area can have a greater modulus than the longitudinal reinforcement fibres. A number of longitudinal reinforcement areas with intermediate separation areas can be placed laminate-like between the areas for the ring reinforcement which can comprise fibers with a relatively large modulus in accordance with the first features according to the invention. There may be three or four areas of longitudinal reinforcement separated from each other by areas of ring reinforcement.

Gjenstanden kan ha et lag av væskeugjennomtrengelig materiale innved sin indre flate. Dette lag kan være et lag av fiberarmert plastmateriale som er modifisert for økning av motstanden mot væskegjennomtrengning eller det kan omfatte et lag av en gummielastomer, såsom etylenpropylenterpolymer. The object may have a layer of liquid impermeable material inside its inner surface. This layer can be a layer of fibre-reinforced plastic material which has been modified to increase the resistance to liquid penetration or it can comprise a layer of a rubber elastomer, such as ethylene propylene terpolymer.

Den rørformede gjenstand kan være innrettet til å forbindes med en separat koblingsinnretning for sammenkobling med en annen lignende gjenstand eller en annnen konstruksjon. Koblings-innretningen kan være av samme eller annet materiale, f.eks. metall. Hvis den er av samme materiale, kan grunnlinjene som skissert ovenfor benyttes ved dennes konstruksjon. The tubular object may be arranged to connect with a separate coupling device for connection with another similar object or another structure. The coupling device can be of the same or different material, e.g. metal. If it is made of the same material, the basic guidelines outlined above can be used for its construction.

Et endeparti av den rørformede gjenstand kan være utvidet utover for samvirkning med et element av en adskilt koblingsinnretning. Nevnte element kan f.eks. ha form av en krave som omgir det utvidede parti. Vinkelen for det utvidede, traktaktige. parti kan være i området fra 4 til 6° og fortrinnsvis 5 til 5^°. An end portion of the tubular object may be extended outwardly for interaction with an element of a separate coupling device. Said element can e.g. having the form of a collar surrounding the extended portion. The angle for the extended, funnel-like. part can be in the range from 4 to 6° and preferably 5 to 5^°.

Endepartiet av den rørformede gjenstand kan være innrettet til å motta en indre støtte som forsterkning mot radialt inn-adrettet utbøyning etter påføringen av den aksiale belastning ved en skjøt. Partiet kan f.eks. være anordnet til å motta en støtte i form av en rørformet støttedel. Endepartiet kan da under bruk presses mellom støttedelen og den omtalte kobling. Støttedelen vil ha større radial stivhet enn gjenstandens endeparti og stivheten kan øke mot gjenstandens åpne ende. Plutselig vesentlig økning av stivheten skal helst unngås. Tykkelsen av støttedelen kan derfor øke gradvis langs gjenstanden. Gjenstandens endeparti kan være utvidet innover for mottaking av støttedelen og trakten kan ha samme vinkel som den ytre traktformede utvidelse som er om-talt ovenfor. Kombinasjonen av støttedelen og gjenstanden er fortrinnsvis slik at en gjennomstrømningspassasje gjennom støtten har hovedsakelig samme dimensjoner som i resten av den rørformede gjenstand. The end portion of the tubular object may be arranged to receive an internal support as reinforcement against radially inward deflection after the application of the axial load at a joint. The party can e.g. be arranged to receive a support in the form of a tubular support part. During use, the end part can then be pressed between the support part and the aforementioned coupling. The support part will have greater radial stiffness than the end part of the object and the stiffness can increase towards the open end of the object. Sudden significant increases in stiffness should preferably be avoided. The thickness of the support part can therefore gradually increase along the object. The end part of the object may be extended inwards for receiving the support part and the funnel may have the same angle as the outer funnel-shaped extension mentioned above. The combination of the support part and the object is preferably such that a flow passage through the support has essentially the same dimensions as in the rest of the tubular object.

I samsvar med enda et trekk med oppfinnelsen er det tilveiebragt en rørformet gjenstand av fiberarmert plast med et endeparti utvidet traktaktig innover og utover for samvirkning med tilsvarende indre og ytre, forholdsvis stive klemelementer. Dette trekk ved oppfinnelsen dekker kombinasjonen av den rørformede gjenstand med klemelementene, og det indre klemelement kan være slik at det ikke reduserer gjennomstrømningspassasjens tverrsnitt som er frembragt av den rørformede gjenstand. Det forholdsvis stive materiale kan være metall. Trakt- eller kjeglevinkelen kan være i området 4 til 6°, fortrinnsvis 5 til 5^°. Den aksiale lengde av inngrepet mellom klemelementene og den rørformede gjenstand kan være i området 1 til 2 ganger rørgjenstandens tverrdi-mensjon. Rørgjenstanden kan ha forøket veggtykkelse ved det utvidede parti slik at lokalisert, betydelig økning av stivheten unngås. Økningen i veggtykkelsen kan tilveiebringes ved hjelp av flere forholdsvis små, lokaleøkninger av veggens tykkelse. In accordance with yet another feature of the invention, a tubular object of fibre-reinforced plastic is provided with an end part extended funnel-like inwards and outwards for interaction with corresponding inner and outer, relatively rigid clamping elements. This feature of the invention covers the combination of the tubular object with the clamping elements, and the inner clamping element can be such that it does not reduce the cross-section of the flow passage produced by the tubular object. The relatively rigid material can be metal. The funnel or cone angle may be in the range of 4 to 6°, preferably 5 to 5^°. The axial length of the engagement between the clamping elements and the tubular object can be in the range of 1 to 2 times the transverse dimension of the tubular object. The pipe object may have increased wall thickness at the extended part so that a localized, significant increase in stiffness is avoided. The increase in wall thickness can be achieved by means of several relatively small, local increases in the wall's thickness.

Som et alternativ til en separat kobling kan et integralt parti på den rørformede gjenstand danne et element av en kobling. Koblingen kan være av tapp- og muffe-typen innrettet for overføring av aksiale belastninger mellom koblingens elemen-ter. Rørgjenstanden kan ha et element av tapp- og muffe-koblingen ved sin ene ende og det andre element ved sin andre ende. As an alternative to a separate coupling, an integral part of the tubular article may form an element of a coupling. The coupling can be of the pin and socket type designed for the transmission of axial loads between the coupling's elements. The pipe article may have one element of the spigot and socket connection at one end and the other element at its other end.

Koblingen kan være innrettet for overføring av aksiale belastninger ved tilveiebringelse av en anleggsflate på et element for anlegg med en del fra det andre element. Overflaten kan strekke seg helt rundt det ene element, slik at elementene ikke må plasseres i en forutbestemt vinkelstilling for at en forbindelse kan tilveiebringes. Det kan være et antall flate anleggsdeler anordnet i vinkel rundt elementet, hvorpå de er anordnet og/eller skilt aksialt fra det element hvorpå de er anbragt. Den eller de flate anleggsdeler kan være bevegelige, fortrinnsvis radialt, mellom en operativ stilling, i .hvilken anleggsdelen vil komme i anlegg med en tilordnet anleggsflate og en uvirksom stilling hvor de vil gå klar av flaten for å lette sammenføringen eller sammenkoblingen av elementene i tapp- og muffe-koblingen. Det kan være betjeningsinnretninger'til å bevege en sådan del eller element under bruken og denne kan være skruedrevet. The coupling may be arranged for the transmission of axial loads by providing a contact surface on one element for contact with a part from the other element. The surface can extend completely around one element, so that the elements do not have to be placed in a predetermined angular position in order for a connection to be provided. There may be a number of flat construction parts arranged at an angle around the element, on which they are arranged and/or separated axially from the element on which they are placed. The flat installation part(s) can be movable, preferably radially, between an operative position, in which the installation part will come into contact with an assigned installation surface and an inactive position where they will clear the surface to facilitate the bringing together or connection of the elements in a pin - and the sleeve connection. There may be operating devices to move such a part or element during use and this may be screw-driven.

Anleggsflaten eller anleggsflåtene kan være dannet ved et spor, en rille eller en åpning i det tilordnede element eller av en rille med en åpning i dettes bunn. Overflaten er fortrinnsvis anbragt på tappen og flateanleggsdeler eller-delene på muffen. Elementet eller hvert element kan ha en utadvendende flens for å tillate forbindelse av det tilordnede utstyr med rørgjenstanden innved en skjøt. The installation surface or the installation rafts can be formed by a groove, a groove or an opening in the assigned element or by a groove with an opening at its bottom. The surface is preferably placed on the pin and the surface installation part or parts on the sleeve. The member or each member may have an outwardly facing flange to allow connection of the associated equipment with the pipe article within a joint.

Når en skjøt kan tilveiebringes ved hjelp av en adskilt kobling eller en integral kobling, kan det integrale endeparti av rørgjenstanden ha forsterkning i tillegg til den som er tilveiebragt i gjenstandens hovedparti. Sådan ytterligere forsterkning kan være i form av et eller flere lag i endepartiet eller i form av lokale fortykninger av endepartiet. When a joint can be provided by means of a separate coupling or an integral coupling, the integral end part of the pipe object can have reinforcement in addition to that provided in the main part of the object. Such further reinforcement can be in the form of one or more layers in the end section or in the form of local thickening of the end section.

Den ytterligere forsterkning kan tilveiebringe forøket radial stivhet i endepartiet, i hvilket tilfelle dette kan være i form av en forsterket ringarmering. Dette kan tilveiebringes ved hjelp av fibre med forholdsvis stor modul, såsom karbonfibre. Ytterligere ringforsterkninger kan være i form av bånd med små aksialdimensjoner eller i form av en utad rettet flens. The additional reinforcement may provide increased radial stiffness in the end portion, in which case this may be in the form of a reinforced ring reinforcement. This can be provided by means of fibers with a relatively high modulus, such as carbon fibres. Additional ring reinforcements can be in the form of bands with small axial dimensions or in the form of an outwardly directed flange.

Alternativt eller i tillegg kan ytterligere armering være anordnet for økning av bærestyrken ved endepartiet. Dette kan gjøres ved hjelp av en metallside på en metallside som berø-rer den andre del av skjøten under bruk. Alternatively or in addition, further reinforcement can be arranged to increase the bearing strength at the end section. This can be done with the help of a metal side on a metal side that touches the other part of the joint during use.

Alternativt eller i tillegg kan ytterligere forsterkning være anordnet for økning av berørbarheten av endepartiet. Dette kan gjøres i form av ytterligere fibre med forholdsvis liten modul, f.eks. glassfibre. Alternatively or in addition, further reinforcement can be arranged to increase the touchability of the end portion. This can be done in the form of additional fibers with a relatively small modulus, e.g. glass fibers.

Den ytterligere forsterkning kan resultere i en fortyk-ning av nevnte integrale parti i forhold til hovedpartiet av rør-gjenstanden, og en sådan fortykkelse er fortrinnsvis utført slik at plutselige betydelige økninger i radial stivhet i aksialret-ningen unngås. The further reinforcement can result in a thickening of said integral part in relation to the main part of the tube object, and such a thickening is preferably carried out so that sudden significant increases in radial stiffness in the axial direction are avoided.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp The invention will be explained in more detail below with help

av eksempler og under henvisning til tegningene, hvor:of examples and with reference to the drawings, where:

Fig. 1 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom et parti av et rør fremstilt i samsvar med oppfinnelsen, hvor figurens del A over senterlinjen illustrerer en utførelse, og figurens del B under senterlinjen viser en annen utførelse, fig. 2 viser et lignende snitt gjennom en alternativ utførelse, fig. 3 viser et snitt gjennom et endeparti av et rør ifølge oppfinnelsen og viser forbindelsen mellom endepartiet og en kobling, og fig. 4 viser skjematisk en rørlengde til bruk som en fralandsstiger i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 5 viser tildels i snitt et rør med integrale koblingselementer, fig. 6 viser forenklet koblingen som er brukt ved utførelsen ifølge fig. 5, og fig. 7 viser et lengdesnitt gjennom det parti av koblingen som er vist på fig. 6, mens fig. 8 til 11 viser tildels i snitt forskjellige utførelser av tapper og muffer som egner seg til bruk med oppfinnelsen. Fig. 1 schematically shows a longitudinal section through a part of a pipe manufactured in accordance with the invention, where part A of the figure above the center line illustrates one embodiment, and part B of the figure below the center line shows another embodiment, fig. 2 shows a similar section through an alternative embodiment, fig. 3 shows a section through an end part of a pipe according to the invention and shows the connection between the end part and a coupling, and fig. 4 schematically shows a length of pipe for use as an offshore ladder in accordance with the invention. Fig. 5 partly shows in section a pipe with integral connecting elements, fig. 6 shows, in a simplified manner, the connection used in the embodiment according to fig. 5, and fig. 7 shows a longitudinal section through the part of the coupling shown in fig. 6, while fig. 8 to 11 partly show in section various designs of pins and sleeves which are suitable for use with the invention.

Et rør som er bygget opp i samsvar med fig. IA omfatter tre ringformede områder med fiberarmert plast. Sett i retning radialt utover omfatter disse områder et område 10, hvor fibrene er viklet for dannelse av ringforsterkningen, et område 12, hvor fibrene er viklet skrueformet for dannelse av lengde forsterkningen og et område 14, hvor fibrene igjen er viklet for dannelse av ringforsterkningene. Områdene 10,12. og 14 er formet suksessive ved hjelp av konvensjonell vikleteknikk for filamenter. I hvert område er fibrene impregnert med en bindeharpiks som binder dem sammen til en sammensatt gjenstand. A pipe constructed in accordance with fig. IA includes three ring-shaped areas with fiber-reinforced plastic. Seen in a radially outward direction, these areas comprise an area 10, where the fibers are wound to form the ring reinforcement, an area 12, where the fibers are wound helically to form the longitudinal reinforcement and an area 14, where the fibers are again wound to form the ring reinforcements. Areas 10,12. and 14 are formed successively using conventional filament winding techniques. In each area, the fibers are impregnated with a binding resin that binds them together into a composite object.

Fibrene i området 12 er viklet med en liten vinkel, f. eks.20°, med lengderetningen. Når røret utsettes for.aksial strekkbelastning, vil fibrene i området 12 søke å rette seg ut og vil søke å bevege seg radialt innover og derved belaste fibrene i området 10. Tilsvarende vil området 12 utøve en kraft utad mot området 14 hvis røret utsettes for en aksial trykkbelastning. The fibers in the area 12 are wound at a small angle, e.g. 20°, with the longitudinal direction. When the pipe is subjected to an axial tensile load, the fibers in the area 12 will seek to straighten out and will seek to move radially inwards and thereby stress the fibers in the area 10. Correspondingly, the area 12 will exert a force outwards against the area 14 if the pipe is subjected to a axial compressive load.

Fibrene i området 12 kan være glassfibre med temmelig liten modul for å motstå aksialbelastning når de brukes. Hvis fibrene i områdene 10 og 14, og særlig i området 10, har samme eller lignende modul, vil det være en betydélig forandring i radialdimensjoner når røret utsettes for aksialbelastninger. Denne påkjenning vil til slutt bevirke brudd i bindeharpiksen, slik at understøttende virkning like overfor armerings fibrene reduseres. Til slutt vil dette føre til svikt i ringfibrene, og dette er The fibers in the area 12 can be glass fibers with a rather small modulus to resist axial loading when used. If the fibers in areas 10 and 14, and particularly in area 10, have the same or similar modulus, there will be a significant change in radial dimensions when the pipe is subjected to axial loads. This stress will eventually cause a break in the binding resin, so that the supporting effect opposite the reinforcing fibers is reduced. Eventually, this will lead to failure of the ring fibers, and this is

særlig et problem når røret utsettes for strekkbelastninger.particularly a problem when the pipe is subjected to tensile loads.

Svikt i slike rør innebærer ofte brudd i rørets indre foring.For-sterknings f ibrene i områdene 10 og/eller 14 vil derfor omfatte fibre med større modul, f.eks. karbonfibre. Fibre med stor modul forsterker konstruksjonen i periferisk retning, slik at forandrin-ger i radialdimensjoner for bestemte aksialbelastninger blir mindre. Dette reduserer sprekking i bindeharpiksen og øker aksialbelastningsnivået, ved hvilket de initierende svikt i form av brudd i bindeharpiksen og tap av modulverdien opptrer. Det kan forekomme en nedsettelse av aksialbelastningsnivået, hvor "endelig" svikt opptrer og da i form av brudd i rørveggen, men den be-grensende konstruksjonsfaktor vil vanligvis heller føre til initierende enn til endelig brudd. Failure in such pipes often involves a break in the pipe's inner lining. The reinforcement fibers in areas 10 and/or 14 will therefore comprise fibers with a larger modulus, e.g. carbon fibres. Fibers with a high modulus reinforce the construction in the circumferential direction, so that changes in radial dimensions for certain axial loads are smaller. This reduces cracking in the binding resin and increases the axial load level, at which the initiating failures in the form of breaks in the binding resin and loss of the modulus value occur. There may be a reduction in the axial load level, where "final" failure occurs and then in the form of a break in the pipe wall, but the limiting construction factor will usually lead to an initiating rather than a final break.

Når det finnes glassfibre i området 12 og karbonfibre i områdene 10 og 14, har det vist seg særlig nyttig å legge en kar- . bonfibermengde i området 10-20 volum% av totalmengden. For to rør med 75 mm innerdiameter hver og med omtrent 2 mm veggtykkelse vil verdiene bli som angitt nedenfor (i volumprosent): When there are glass fibers in the area 12 and carbon fibers in the areas 10 and 14, it has proven particularly useful to lay a vessel. bon fiber amount in the range of 10-20% by volume of the total amount. For two pipes with an inner diameter of 75 mm each and with a wall thickness of approximately 2 mm, the values will be as indicated below (in volume percentage):

Rør A omfattet et lag av karbon i området 14, tre lag av glass i området 12 og et lag av karbon i området 10 med et ytterligere lag av glassfibre på innersiden av området 10. Rør B omfattet et halvt lag av glassfibre på yttersiden av området 14 og et halvt lag av karbonfibre på innersiden av dette område, tre lag av glassfibre i området 12, et halvt lag av karbonfibre på yttersiden av området 10 og lh lag av glassfibre på innersiden av området. Hvert lag omfattet to sjikt for sikring av fullstendig tildekning av røret med laget. Pipe A comprised a layer of carbon in area 14, three layers of glass in area 12 and a layer of carbon in area 10 with a further layer of glass fibers on the inside of area 10. Pipe B comprised half a layer of glass fibers on the outside of the area 14 and a half layers of carbon fibers on the inside of this area, three layers of glass fibers in area 12, half a layer of carbon fibers on the outside of area 10 and lh layers of glass fibers on the inside of the area. Each layer comprised two layers to ensure complete coverage of the pipe with the layer.

Under strekkbelastning viste det seg at rør A hadde en betydelig større belastningsevne enn rør B. Belastningsevnen ble bestemt ved referanse til det belastningsnivå ved hvilket modulen av det sammensatte materiale ble redusert, hvilket indikerte sprekking i røret, samt spenningstilstanden ved hvilken dette skjedde. Aksialbelastningen og spenningen som frembragte brudd i rør A, ble omtrent dobbelt så store som for rør B. En betydelig forbedring med hensyn til bøyebelastninger ble også oppnådd i rør A like overfor rør B. Under tensile loading, pipe A was found to have a significantly greater load capacity than pipe B. The load capacity was determined by reference to the load level at which the modulus of the composite material was reduced, which indicated cracking in the pipe, as well as the state of stress at which this occurred. The axial load and stress that produced fracture in pipe A was approximately twice that of pipe B. A significant improvement in bending loads was also achieved in pipe A just opposite pipe B.

I mange anvendelser hvor et rør utsettes for strekk-In many applications where a pipe is subjected to tensile

og trykkbelastninger, kan det samtidig, være utsatt for indre trykkpåkjenhinger. Et eksempel er et fralandsstigerør som nevnt i beskrivelsens innledning. Sprekk'i bindeharpiksen vil ikke ba-re redusere støtten for armeringsfibrene, men også effektiviteten av hele gjenstanden som en trykkbeholder. Det vil oppstå svet-ting når sprekkene går gjennom rørets veggtykkelse. and pressure loads, it may at the same time be exposed to internal pressure stresses. An example is a foreign riser as mentioned in the description's introduction. Cracks in the bonding resin will not only reduce the support for the reinforcing fibers, but also the effectiveness of the entire object as a pressure vessel. Sweating will occur when the cracks go through the pipe's wall thickness.

To fremgangsmåter for forbedring av oppførselen av et rør under trykk er illustrert på fig. IB, hvor henvisningstallene 10,12 og 14 indikerer områder i likhet med dem som er beskrevet Two methods of improving the behavior of a pipe under pressure are illustrated in fig. IB, where reference numerals 10, 12 and 14 indicate regions similar to those described

i forbindelse med fig. IA. I dette tilfelle er røret imidlertid forsynt med en indre foring omfattende et lag 16 av glassfiberduk inpregnert med harpiks og et lag 18 av en elastomer, f.eks. etylenpropylenterpolymer. Laget 16 sikrer slitemotstanden for foringen og laget 18 er ugjennomtrengelig for fluidum som under drift føres av røret. Videre er områdene 10 og 14 delt i soner 10A,10B og 14A,14B med ringforsterkning av glassfibre i sonene 10A og 14B og ringforsterkning av karbonfibre i sonene 10B og 14A. in connection with fig. IA. In this case, however, the tube is provided with an inner lining comprising a layer 16 of glass fiber cloth impregnated with resin and a layer 18 of an elastomer, e.g. ethylene propylene terpolymer. The layer 16 ensures the wear resistance of the liner and the layer 18 is impermeable to fluid which is carried by the pipe during operation. Furthermore, areas 10 and 14 are divided into zones 10A, 10B and 14A, 14B with ring reinforcement of glass fibers in zones 10A and 14B and ring reinforcement of carbon fibers in zones 10B and 14A.

Glassfibrene i sonen 10A sammenpakker foringen tilveiebragt ved lagene 16 og 18 og danner en sterk overflate for motta-gelse av karbonfiberviklingene i sonen 10B. Den vil også virke som en sprekkinhibitor, hvilket vil fremgå av beskrivelsen nedenfor i forbindelse med sonen 14B. Hvis foringen ikke var der, ville sonen 10A skille sonen 10B fra strømmen i rørets indre. Dette er fordelaktig fordi glassfibre har adskillig bedre slitemotstand enn karbonfibre med den større modul.I en aksepterbar alternativ utførelse nedenfor den som er vist på fig. IB, er foringen sløy-fet og bindeharpiksen i sonen 10A er modifisert for forbedring av harpiksens motstand mot væskepenetrering. Slike modifikasjons-teknikker er vel kjent i teknikken armert plast og utgjør ikke en del av denne oppfinnelse. The glass fibers in zone 10A pack together the lining provided by layers 16 and 18 and form a strong surface for receiving the carbon fiber windings in zone 10B. It will also act as a crack inhibitor, which will be apparent from the description below in connection with zone 14B. If the liner were not there, the zone 10A would separate the zone 10B from the flow in the interior of the pipe. This is advantageous because glass fibers have considerably better wear resistance than carbon fibers with the larger modulus. In an acceptable alternative embodiment below the one shown in fig. IB, the liner is looped and the binder resin in zone 10A is modified to improve the resin's resistance to liquid penetration. Such modification techniques are well known in the art of reinforced plastics and do not form part of this invention.

Glassfibrene i sone 14B sammenpakker også fiberlagene utenfor denne. Under en slik sammenpakking vil overskytende harpiks i den sammensatte konstruksjon presses ut til rørets overflate og kan fjernes fra denne ved en avstryker. Da sistnevnte vil slite på de ytre viklinger, er det igjen fordelaktig å benytte glassfibre på grunn av deres bedre slitemotstand. I tillegg vil fibre med mindre modul i området 14B søke å hindre forplantning av sprekker gjennom hele veggtykkelsen av røret. Dette illustre-res ved hjelp av et ytterligere prøverør med følgende fiberharpiks innhold målt i volumprosent: The glass fibers in zone 14B also pack together the fiber layers outside this. During such packing, excess resin in the composite construction will be pressed out to the pipe's surface and can be removed from this with a scraper. As the latter will wear on the outer windings, it is again advantageous to use glass fibers due to their better wear resistance. In addition, fibers with a smaller modulus in the area 14B will try to prevent the propagation of cracks through the entire wall thickness of the pipe. This is illustrated using a further test tube with the following fiber resin content measured in volume percentage:

Også her hadde røret innerdiameter på 75 mm og veggtykkelse på 3,8 mm eksklusive foringen som hadde en veggtykkelse på 0,9 mm. Område 10 omfattet et halv lag ringarmering av glass, et halvt lag ringarmering av karbon, området 12 omfattet seks lag av glass, og området 14 omfattet en ringarmering av et halvt lag av karbon og lh lag av ringglass. Under trykkforsøkene som røret ble utsatt for med indre fluidumtrykk, har man funnet at et initierende modultap ved en påkjenning (strain) på omtrent 0,3% som antydet noe sprekking på dette trinn, sannsynligvis i det skrueformet viklede område 12. Under ytterligere økning av trykket, registrerte man ytterligere modultap ved en formasjon (strain) på omtrent 1,1%. Dette svarer antagelig til sprekking i karbon-fibersonene 10B og 14A. Røret fortsatte imidlertid å holde trykket som ble øket til et formeringsnivå på omtrent 1,9% uten svikt. Etter undersøkelse av røret etter testing fant man at sprekkene ikke trengte gjennom den ytre glassfibersone 14B. Den-fortsatte opprettholdelse av trykket syntes å skyldes den fortsatte integritet i denne sone og i foringen 16,18. En alternativ metode for økning av trykkmotstanden i det sammensatte rør er illustrert på fig. 2. I dette tilfelle har røret en foring 20 som røret på fig. 1. Foringen etterfølges i radialretning utover av områder med karbonfibre 22, skrueformet viklede glassfibre 24, ringarmering 26, skrueformet glassfiberarmering 28, ringformet armering 30, skrueformet glassfiberarmering 32, ringformet karbonarmering 34 og ringformet glassfiberarmering 36. Man vil legge merke til at lengdearmeringen nå er oppdelt i et antall områder spredt eller fordelt innenfor ringarmeringen. Trykkforsøk viste at denne anordning resulterte i en betydelig forbedring med hensyn til deformeringsnivået, ved hvilket initierende modultap (som indikerer sprekking) ble registrert. Både ringkarbonarmering og ringglassarmering i områdene 26 hhv. 30 viste seg å holde i det minste det dobbelte av deformeringsnivået, ved hvilket initierende modultap finnes. Dette resultat ble funnet under rørundersøkelser med følgende fiberharpiksinnhold målt i volumprosent: Here, too, the pipe had an inner diameter of 75 mm and a wall thickness of 3.8 mm, excluding the lining, which had a wall thickness of 0.9 mm. Area 10 comprised half a layer of ring reinforcement of glass, half a layer of ring reinforcement of carbon, area 12 comprised six layers of glass, and area 14 comprised a ring reinforcement of half a layer of carbon and lh layer of ring glass. During the pressure tests to which the tube was subjected with internal fluid pressure, it was found that an initiating modulus loss at a strain of approximately 0.3% indicated some cracking at this stage, probably in the helically wound region 12. During further increase of pressure, a further modulus loss was recorded at a formation (strain) of approximately 1.1%. This presumably corresponds to cracking in the carbon fiber zones 10B and 14A. However, the tube continued to hold the pressure which was increased to a propagation level of approximately 1.9% without failure. After examination of the pipe after testing, it was found that the cracks did not penetrate the outer fiberglass zone 14B. The continued maintenance of pressure appeared to be due to the continued integrity of this zone and of the liner 16,18. An alternative method for increasing the pressure resistance in the composite pipe is illustrated in fig. 2. In this case, the pipe has a liner 20 like the pipe in fig. 1. The liner is followed radially outward by areas of carbon fibers 22, helically wound glass fibers 24, annular reinforcement 26, helical fiberglass reinforcement 28, annular reinforcement 30, helical fiberglass reinforcement 32, annular carbon reinforcement 34 and annular fiberglass reinforcement 36. It will be noted that the longitudinal reinforcement is now divided into a number of areas scattered or distributed within the ring reinforcement. Compression tests showed that this device resulted in a significant improvement in terms of the level of deformation at which initiating loss of modulus (indicating cracking) was recorded. Both ring carbon reinforcement and ring glass reinforcement in the areas 26 and 30 was found to hold at least twice the deformation level at which initiating modulus loss is found. This result was found during pipe investigations with the following fiber resin content measured in percent by volume:

I begge rør var innerdiameteren 75 mm og veggtykkelsem omtrent 2,25 mm eksklusive foringen som i begge tilfelle var omtrent 0,95 mm. I begge rør omfattet området 22 et halv lag av ringkarbonfibre, områdene 24,28 og 32 omfattet et. helt lag av skrueformede glassfibre med 20° hellingsvinkel, mens området 34 omfattet et hal\t lag ringarmering av karbonfibre og området 36 et helt lag av ringarmering av glassfibre. I røret D inneholdt områdene 26 og 30 hvert et halvt lag ringformet karbonarmering og i røret E omfattet de hele lag .med ringformet armering av glassfibre. Da karbonfiberinnholdet var lavere i røret E, viste dette rør mindre fordelaktig oppførsel under strekkforsøket,men hadde samme forbedring av deformeringsnivået ved trykkforsøkene som rø-ret D. In both tubes, the inner diameter was 75 mm and the wall thickness was approximately 2.25 mm excluding the lining, which in both cases was approximately 0.95 mm. In both tubes, area 22 included half a layer of ring carbon fibres, areas 24, 28 and 32 included one. full layer of helical glass fibers with a 20° inclination angle, while area 34 comprised a half layer of ring reinforcement of carbon fibers and area 36 a full layer of ring reinforcement of glass fibers. In pipe D, areas 26 and 30 each contained half a layer of annular carbon reinforcement and in pipe E they comprised entire layers of annular glass fiber reinforcement. As the carbon fiber content was lower in pipe E, this pipe showed less favorable behavior during the tensile test, but had the same improvement in the deformation level during the pressure tests as pipe D.

Fig. 3 viser en koblingsanordning til bruk for kobling av et rør 36 ifølge oppfinnelsen med en ytterligere rørseksjon eller en konstruksjon. Koblingen har to klemdeler 38 og 40 av metall. Delen 38 omfatter en ring 42 som skal omgi røret og omfatter også en tapp 44 for innstikning i rørendepartiet for samvirkning med en innerflate som skal beskrives nærmere nedenfor. Delen 40 er en splittet muffe innrettet til å legge seg an mot-ytterflaten av rørenden og har en flens 46 med boltehull for klem-bolter 48 for sammenfesting av delene 38 og 40 for sammenklemming'av røret mellom dem. Halvdelene av den delte muffekan være bol-tet sammen ved aksialflenser som ikke er vist på tegningen. Fig. 3 shows a connecting device for use for connecting a pipe 36 according to the invention with a further pipe section or a construction. The coupling has two clamping parts 38 and 40 made of metal. The part 38 comprises a ring 42 which is to surround the pipe and also comprises a pin 44 for insertion into the pipe end portion for interaction with an inner surface which will be described in more detail below. The part 40 is a split sleeve adapted to fit against the opposite outer surface of the pipe end and has a flange 46 with bolt holes for clamping bolts 48 for joining the parts 38 and 40 for clamping the pipe between them. The halves of the split sleeve can be bolted together by axial flanges that are not shown in the drawing.

Røret 36 er utformet med et utvidet endeparti 50. Rør-tappen 44 passer inn i dette utvidede endeparti, slik at det ikke blir noen tverrsnittsforandring av strømningspassasjen gjennom røret '36 . Kjeglevinkelen er fortrinnsvis omtrent 4° for å sikre fastholdelse av klemdelene under strekkbelastning. Vinkelen skal imidlertid fortrinnsvis ikke være større enn 6° for å unngå dela-mineringsvanskeligheter i rørendepartiet 50 når det er utsatt for strekk. En vinkel 5-5^° foretrekkes. The pipe 36 is designed with an extended end portion 50. The pipe pin 44 fits into this extended end portion, so that there is no cross-sectional change of the flow passage through the pipe '36. The cone angle is preferably approximately 4° to ensure retention of the clamping parts under tensile load. However, the angle should preferably not be greater than 6° to avoid delamination difficulties in the touching end portion 50 when it is exposed to tension. An angle of 5-5^° is preferred.

Metalldelene vil ha betydelig større stivhet enn røret 36. Det er ønskelig ikke å ha plutselig forandring i stivheten i nærheten av klemmen og rørenden er derfor fortykket ved 52 for dannelse av en gradvis endring av stivheten mellom rørets hoveddel 54 og klemområdet. Ringen 42 er utstyrt med ytterligere boltehull 56 for stiv sammenkobling med en tilsvarende flens på en ytterligere rørseksjon eller på konstruksjonen som nevnt ovenfor. Alternativt kan ringen 42 være utformet integralt med en del av en kobling, såsom en rørtapp eller rørmuffe på en tapp-og-muffe-kobling av den type som vanligvis benyttes .'for forbindelse av seksjoner i en fralands stigerørledning. The metal parts will have significantly greater stiffness than the tube 36. It is desirable not to have a sudden change in stiffness near the clamp and the tube end is therefore thickened at 52 to create a gradual change in stiffness between the main part of the tube 54 and the clamp area. The ring 42 is equipped with further bolt holes 56 for rigid connection with a corresponding flange on a further pipe section or on the construction as mentioned above. Alternatively, the ring 42 can be designed integrally with part of a coupling, such as a pipe spigot or pipe socket on a spigot-and-socket coupling of the type usually used for connecting sections in an offshore riser pipeline.

Fig. 4 illustrerer skjematisk en del av en fralandsstiger som er utført i samsvar med denne oppfinnelse og slik som beskrevet i forbindelse med fig. 1 til 3. Stigeren har en innerdiameter på omtrent 450 mm og kan ha hvilken som helst lengde,selvom en lengde i området på omkring 13 mm er det vanlige. Stigeren har utvidede endepartier i likhet med hva som er vist på fig. 3, og en tretrinns tykkelsesforandring mellom rørets hoveddel og de utvidede ender. De innad rettede flenser ved rørets ender er dannet under vikling av de skrueformede lag, dvs. under fremstillin-gen, og kuttes.av når røret forbindes med sin klemdel. Veggtykkelsen i rørets hoveddel er i dette tilfelle omtrent 15 mm, og den maksimale veggtykkelse ved de utvidede ender er omtrent 50mm. Fig. 4 schematically illustrates a part of an offshore ladder which is made in accordance with this invention and as described in connection with fig. 1 to 3. The ladder has an inner diameter of approximately 450 mm and can be of any length, although a length in the region of around 13 mm is common. The ladder has extended end portions similar to what is shown in fig. 3, and a three-step thickness change between the main part of the tube and the extended ends. The inwardly directed flanges at the ends of the tube are formed during winding of the helical layers, i.e. during production, and are cut off when the tube is connected to its clamping part. In this case, the wall thickness in the main part of the pipe is approximately 15 mm, and the maximum wall thickness at the extended ends is approximately 50 mm.

Et typisk produksjonsopplegg og hvor også tykkelsene fremstilt ved de forskjellige operasjoner til fremstilling av rø-ret, er vist i tabell I. Trinnene i den venstre kolonne på tabellen er de suksessive vikletrinn i prosessen. Sonene i den andre kolonne er betegnet med tilsvarende bokstaver på fig. 4. Lagan-tallet og den frembragte tykkelse fremgår av de høyre kolonner på ■tabellen. Hvert lag omfatter to viklesjikt, et langs røret i en retning og det andre langs røret i den motsatte retning. Man vil forstå at glassdukbåndet er viklet inn i endepartiene for fortyk-ning av disse. Bindeharpiksen er fortrinnsvis en epoksyharpiks. Viklevinklene for ringvindingene og skruevindingene er angitt i A typical production plan and where also the thicknesses produced by the various operations to produce the tube are shown in table I. The steps in the left column of the table are the successive winding steps in the process. The zones in the second column are denoted by corresponding letters in fig. 4. The Lagan number and the produced thickness can be seen from the right-hand columns of the table. Each layer comprises two winding layers, one along the pipe in one direction and the other along the pipe in the opposite direction. It will be understood that the glass fabric band is wrapped around the end parts to thicken them. The binding resin is preferably an epoxy resin. The winding angles for the ring turns and the screw turns are indicated in

tabellen, men de kan variere etter som det kreves i hvert tilfelle. Glassfiberflor kan benyttes istedenfor glassdukbånd og glass-fiberdlunter kan brukes for ringarmering istedenfor glassfiber-bånd av E-glass. Hvis harpiksen i trinn 1 er modifisert for økning av motstanden mot væskegjennomtrengning, kan trinn 2 sløyfes. the table, but they may vary as required in each case. Fiberglass felt can be used instead of glass fabric tape and glass fiber shards can be used for ring reinforcement instead of glass fiber tape made of E-glass. If the resin in step 1 is modified to increase resistance to liquid penetration, step 2 can be omitted.

Karbonfiberinnholdet i denne stiger er omtrent 13% og det foretrukne område er 10-20%. Tillegg av ringkarbonfibre øker ringarmeringens modul (stivhet). Ved et nivå på 12-15% karbonfibre i ringarmering kan økning bare oppnås på bekostning av andel glassfibre i lengdearmeringen. For nivåer opp til 20% karbonfibre eller noe mer påvirker ikke dette betydelig lengdemodulen.Over 20% ringarmeringsfibre av karbon bevirker at lengdemodulen.reduseres The carbon fiber content of this ladder is approximately 13% and the preferred range is 10-20%. The addition of ring carbon fibers increases the modulus (stiffness) of the ring reinforcement. At a level of 12-15% carbon fibers in the ring reinforcement, an increase can only be achieved at the expense of the proportion of glass fibers in the longitudinal reinforcement. For levels up to 20% carbon fibers or something more, this does not significantly affect the longitudinal modulus. Above 20% carbon ring reinforcement fibers causes the longitudinal modulus to be reduced

ettersom glassfibre fjernes.as glass fibers are removed.

I IN

Man vil forstå at i en stiger i samsvar med fig. 4 med aksialbelastninger overføres gjennom muffen eller kraven 40, boltene 48 og flensen 42. Ved fralands stigere benyttes disse flenser ofte til å bære støtteutstyr, såsom senkeliner og bremseliner. Forsterkningen av flensene med tanke på å oppta aksialbelastninge-ne samt økning i radialdimensjonen for å oppta både boltehullene og boltene 48 samt støtteutstyret vil bevirke betydelig økning av massen av en . stigerstreng som omfatter en skjøt av denne type. Det kan derfor være ønskelig å benytte en skjøtutforming av den art som er vist på fig. 5 hvor koblingselementene 62,64 er utført i ett med rørets 36 hoveddel. It will be understood that in a riser in accordance with fig. 4 with axial loads are transferred through the sleeve or collar 40, the bolts 48 and the flange 42. In offshore ladders, these flanges are often used to carry support equipment, such as lowering lines and brake lines. The strengthening of the flanges with a view to taking up the axial loads as well as an increase in the radial dimension to take up both the bolt holes and the bolts 48 as well as the support equipment will cause a significant increase in the mass of a . ladder string that includes a joint of this type. It may therefore be desirable to use a joint design of the type shown in fig. 5 where the connecting elements 62, 64 are made in one with the main part of the pipe 36.

Elementet 64 er i form av en muffe for innføring av en tilsvarende rørtapp på en annen rørseksjon. Den således dannede tapp-og-muffe-kobling er av den type som kan overføre aksialbelastninger. Koblingen f.eks. ifølge U.S. patent 3 827 728 er av denne type, men oppfinnelsen er ikke begrenset til noen bestemt utforming av koblingen og den viste skal derfor heller ikke beskrives i detalj. Stort sett har tappen 64 et antall spor 68 med landpartier 70 mellom dem. Muffen 62 har et antall åpninger og i hver av dem finnes en skruedreven påvirker 72 til å bevege en medbringer 74 radialt innover og utover fra muffen. Hver medbringer 74 kan trekkes tilbake tLl en stilling hvor den lar muffeboringen være klar for innføring av tappen 64 tilhørende en annen rørsek-sjon. Sporene 68 vil da være på .linje med innadrettede rygger på medbringeren 74 og påvirkeren 72 kan betjenes til å bevege ryggene inn i sporene 68. Anlegget mellom ryggene og sporenes aksialfla-ter tjener til overføring av aksialbelastninger gjennom skjøten. The element 64 is in the form of a sleeve for inserting a corresponding pipe spigot on another pipe section. The spigot-and-socket connection thus formed is of the type that can transfer axial loads. The connection e.g. according to the U.S. patent 3 827 728 is of this type, but the invention is not limited to any particular design of the coupling and the one shown shall therefore not be described in detail either. Generally, the pin 64 has a number of grooves 68 with land portions 70 between them. The sleeve 62 has a number of openings and in each of them there is a screw-driven actuator 72 to move a driver 74 radially inward and outward from the sleeve. Each driver 74 can be retracted to a position where it leaves the sleeve bore ready for insertion of the pin 64 belonging to another pipe section. The grooves 68 will then be in line with inwardly directed ridges on the carrier 74 and the impactor 72 can be operated to move the ridges into the grooves 68. The connection between the ridges and the axial surfaces of the grooves serves to transfer axial loads through the joint.

De integrale koblingselementer 62,64 kan omfatte forsterkninger i tillegg til de som benyttes i rørets hoveddel 36. The integral connecting elements 62, 64 can include reinforcements in addition to those used in the main part 36 of the pipe.

En del av denne ytterligere forsterkning kan være tilveiebragt ved innleiring av ytterligere fiberlag under viklingen av endepartiene av røret. Mulige utførelser av slik ytterligere forsterkning vil fremgå av beskrivelsen nedenfor. I forbindelse med fig. 5 skal det imidlertid nevnes at hvert endeparti har en flens 76 nær forbindelsen med rørets hoveddel 36. Flensen danner et fikserings-sted for støtteutstyr, såsom senke-bg bremseliner, og er lokalt forsterkningsbånd for å motstå lokale bøyemomenter i koblingens område. Flensen kan imidlertid sløyfes hvis den ikke er påkrevet til slike formål. Part of this further reinforcement can be provided by embedding further fiber layers during the winding of the end parts of the pipe. Possible embodiments of such further reinforcement will be apparent from the description below. In connection with fig. 5, it should be mentioned, however, that each end part has a flange 76 near the connection with the main part 36 of the pipe. The flange forms a fixing point for support equipment, such as lower-bg brake lines, and is a local reinforcement band to resist local bending moments in the area of the coupling. However, the flange can be looped if it is not required for such purposes.

I den forenklede kobling som er vist på fig. 6 og 7, har tappen 78 tre spor 80 og muffen 82 har tre tilsvarende rekker med åpninger 84. Hver rekke omfatter fire åpninger som er anordnet i like stor innbyrdes avstand langs muffens omkrets. Åpningene i tilstøtende rekker er forskjøvet i forhold til hverandre med omtrent 30°, slik at sett i rørets aksialretning ér alle åpninger i like stor vinkelavstand fra hverandre. For frembringelse av den nødvendige skjøt innføres pinner 86 (fig. 7) gjennom åpningene 84 til inngrep med sporene 80 etter at tappen først er ført inn i muffen. Koblingen virker ved overføring av aksialbelastninger i det vesentlige på samme måte som koblingen ifølge fig. 5. Flensene 76 er vist men kan sløyfes hvis de ikke trenges..'In the simplified connection shown in fig. 6 and 7, the pin 78 has three grooves 80 and the sleeve 82 has three corresponding rows of openings 84. Each row comprises four openings which are arranged at an equal distance from each other along the circumference of the sleeve. The openings in adjacent rows are offset in relation to each other by approximately 30°, so that, viewed in the axial direction of the pipe, all openings are at the same angular distance from each other. To produce the required joint, pins 86 (fig. 7) are inserted through the openings 84 to engage the grooves 80 after the pin has first been inserted into the socket. The coupling works when transmitting axial loads in essentially the same way as the coupling according to fig. 5. The flanges 76 are shown but can be omitted if they are not needed..'

Oppbygningen av rørets hoveddel 36 i utførelsen fra fig. The construction of the pipe's main part 36 in the embodiment from fig.

5 til 7' kan være i samsvar med det som er forklart ovenfor. Rør på f.eks. 75 mm kan være utført som røret D og kan ha følgende om-kretsområder regnet i retning radialt utover: 5 to 7' may be in accordance with what is explained above. Touch e.g. 75 mm can be designed like pipe D and can have the following circumferences calculated in the radially outward direction:

I koblingselementene vil det imidlertid være ønskelig å anordne ytterligere forsterkninger mot radial deformering som skyldes strekk- og eventuelt trykkbelastninger ved skjøten. En slik tilleggsarmering kan bestå av ytterligere ringarmering av karbonfibre med forholdsvis stor modul. Således kan følgende modi-fikasjoner utføres i de nevnte områder i rørets endepartier under vikling av samme, idet områdene er de samme hvis ikke noe annet er antydet: In the connecting elements, however, it would be desirable to provide additional reinforcements against radial deformation caused by tensile and possibly compressive loads at the joint. Such additional reinforcement can consist of further ring reinforcement of carbon fibers with a relatively high modulus. Thus, the following modifications can be carried out in the mentioned areas in the end parts of the tube during winding of the same, the areas being the same unless otherwise indicated:

Det kan også være ønskelig å .forbedre bæreevnen og seig-heten av rørets endepartier og dette kan oppnås ved hjelp av de anordninger som er beskrevet på fig. 8 til 11. Fig. 8 viser en rørtapp i det vesentlige som forklart i forbindelse med fig. 6, men hvor sporene er foret med metallringer 88. Hver ring er formet av to halvringer som er innsatt i sporene etter utformingen av disse og er skjøtt sammen i sporene. Fig. 9 viser en annen lignende tapp hvor overflatelaget av plast er forsterket med et skrueformet lagt lag av glassfibre 90 viklet slik at det følger de øn-skede korrugeringer, f.eks. ved hjelp av teknikken ifølge britisk patent 1 027 107 tilhørende Imperial Metal Industries. Glassfibre med forholdsvis liten modul gjør konstruksjonen seigere og mer motstandsdyktig overfor slitasje. It may also be desirable to improve the load-bearing capacity and toughness of the pipe's end parts and this can be achieved with the help of the devices described in fig. 8 to 11. Fig. 8 shows a pipe spigot essentially as explained in connection with fig. 6, but where the grooves are lined with metal rings 88. Each ring is formed by two half-rings which are inserted into the grooves according to their design and are joined together in the grooves. Fig. 9 shows another similar pin where the surface layer of plastic is reinforced with a helical layer of glass fibers 90 wound so that it follows the desired corrugations, e.g. using the technique according to British patent 1,027,107 belonging to Imperial Metal Industries. Glass fibers with a relatively small modulus make the construction tougher and more resistant to wear.

Fig. 10 viser en muffe som er blitt forsterket med ytre ringer 92 av karbonfiberarmert plast. Derved er det tilveiebragt tilleggsringforsterkning forøkning av radial stivhet og motstands-evne overfor lokale bøyemomenter. De tre rekker med åpninger 94 er tilveiebragt mellom tilstøtende ringer 92 og hver åpning er ' avlang, slik at det tilsvarende, radialt bevegelige element kan være likedannet avlangt i periferisk retning for økning av bære-kontakten med sporet. Fig. 11 viser en annen muffeanordning, Fig. 10 shows a sleeve which has been reinforced with outer rings 92 of carbon fiber reinforced plastic. Thereby additional ring reinforcement, increase in radial stiffness and resistance to local bending moments is provided. The three rows of openings 94 are provided between adjacent rings 92 and each opening is elongated, so that the corresponding radially movable element can be similarly elongated in the circumferential direction to increase the bearing contact with the track. Fig. 11 shows another sleeve device,

hvor åpningene ligner åpningene 84 på fig. 6, men som hver er for- . synt med et metallinnlegg 96 med en flens ved sin ytre ende for anlegg med muffens ytterflate. Disse innlegg 96 øker- ytterligere bæreevnen, hvor muffen er i inngrep med de radialt bevegelige pinner for overføring av aksiale belastninger. where the openings are similar to the openings 84 in fig. 6, but each of which is for- . provided with a metal insert 96 having a flange at its outer end for engagement with the outer surface of the sleeve. These inserts 96 further increase the bearing capacity, where the sleeve engages with the radially movable pins for transmission of axial loads.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de enkeltheter somThe invention is not limited to those particulars which

er vist på tegningene. Diameteren og antall pinner kan variere og deres bærekontakt med tappen kan utvides i omkretsretningen i en hvilken som helst passende utstrekning. Sporene i tappen kan være maskinert i ytterflaten og de maskinerte flater kan være overstrøket med harpiks for tetning av disse. Dette behøver ikke å være nødvendig hvis de maskinerte flater er dekket med metallag som med klebemiddel er festet til disse, som vist på fig. 8. Hvis tappen og muffen kan justeres og innstilles i omkretsretningen, kan pinnene gå i inngrep med forsenkninger eller hull i tappseksjo-nen istedenfor med sporene. Hvis tappseskjonen er forsynt med hull, kan pinnene være anordnet for tetning av disse hull etter at de er ført inn i hullene. Et hvilket som helst antall ytterligere lag av glassfiberduk, metallfolie eller fibre kan inkorpore-res i rørenes endepartier. Alternative fibre istedenfor de som er beskrevet ovenfor kan benyttes. Anordningen ifølge fig. 5 til 11 er ikke begrenset til bruk med rør med 75 mm diameter og kan f.eks. gjøres større for å brukes med fralands stigerørseksjoner beskrevet .i forbindelse med fig. 4, idet passende modifikasjon fo-retas med prosessen for vikling av endepartiene. is shown in the drawings. The diameter and number of pins may vary and their bearing contact with the pin may be expanded circumferentially to any suitable extent. The grooves in the pin can be machined in the outer surface and the machined surfaces can be coated with resin to seal them. This need not be necessary if the machined surfaces are covered with metal layers which are attached to them with adhesive, as shown in fig. 8. If the pin and sleeve can be adjusted and set in the circumferential direction, the pins may engage recesses or holes in the pin section instead of the slots. If the pin section is provided with holes, the pins may be arranged to seal these holes after they have been inserted into the holes. Any number of additional layers of glass fiber cloth, metal foil or fibers can be incorporated into the end portions of the tubes. Alternative fibers instead of those described above can be used. The device according to fig. 5 to 11 are not limited to use with pipes with a diameter of 75 mm and can e.g. made larger to be used with offshore riser sections described in connection with fig. 4, suitable modification being made to the process for winding the end portions.

Man vil forstå at fig. 3 viser en koblingsanordning spesielt, men ikke nødvendigvis for et rørformet legeme, omfattende et forholdsvis bøyelig parti for opptagning av forutbestemte krefter under drift og et forholdsvis stivt parti for understøttelse av det bøyelige parti mot avbøyning under nevnte krefters virkning. Det bøyelige parti kan være anordnet for å motta krefter i form It will be understood that fig. 3 shows a coupling device in particular, but not necessarily for a tubular body, comprising a relatively flexible part for absorbing predetermined forces during operation and a relatively rigid part for supporting the flexible part against deflection under the action of said forces. The flexible part may be arranged to receive forces in form

av en kilevirkning, og det kan være en utstyrsdel for overføring av kreftene til det bøyelige parti når anordningen er i drift. of a wedge effect, and it can be a piece of equipment for transferring the forces to the flexible part when the device is in operation.

Det bøyelige parti kan være rørformet og utført i ett med et rør-formet legeme. Kreftene kan være rettet i det bøyelige partis aksialretning. Understøttelsen kan også være rørformet og den kan være plassert innenfor eller utenfor et rørformet bøyelig parti avhengig av hva. slags de formering som forventes av sistnevnte.' Ifølge fig. 3 er det bøyelige parti utvidet traktaktig utover for innføring av en tilbehørsdel i form av en ring eller krave og understøttelsen er plassert innenfor det bøyelige rørformede parti for å støtte dette mot radialt innover rettet de formering som følge av strekkrefter under driften. The flexible part can be tubular and made in one with a tubular body. The forces can be directed in the axial direction of the flexible part. The support can also be tubular and it can be located inside or outside a tubular flexible part depending on what. kind of the multiplication expected of the latter.' According to fig. 3, the flexible part is expanded funnel-like outwards for the introduction of an accessory part in the form of a ring or collar and the support is placed within the flexible tubular part to support it against radially inwardly directed deformation as a result of tensile forces during operation.

For å tilveiebringe den nødvendige armering i ringret-ningen eller omkretsretningen og i lengderetningen, vil det nor-malt være nødvendig å benytte fibre i form'av kontinuerlige filamenter eller strenger. Den foretrukne fremgangsmåte for fremstilling av rør som beskrevet ovenfor er filamentvikling med filamenter eller strenger. Under viklingsoperasjonen kan filamentene eller strengene holdes under betydelig strekk. Strekket gjør det mulig at de tidligere viklede lag kan presses sammen også for ut-pressing av harpiks fra disse. Dermed er det mulig å fremstille et rør med det minimale harpiksinnhold som er nødvendig for å unngå porøsitet i rørveggen. Filamentene eller strengene behøver ikke å pålegges enkeltvis. De kan påføres i form av et bånd som inneholder så mange filamenter eller strenger som det måtte være hensiktsmessig å påføre samtidig. In order to provide the necessary reinforcement in the ring direction or circumferential direction and in the longitudinal direction, it will normally be necessary to use fibers in the form of continuous filaments or strings. The preferred method for producing tubes as described above is filament winding with filaments or strings. During the winding operation, the filaments or strands may be held under considerable tension. The stretch makes it possible for the previously wound layers to be pressed together also to squeeze out resin from them. Thus, it is possible to produce a pipe with the minimum resin content necessary to avoid porosity in the pipe wall. The filaments or strings do not need to be applied individually. They can be applied in the form of a band containing as many filaments or strands as it may be convenient to apply at the same time.

Hvor filamentene eller strengene er påført som et bånd, kan sistnevnte være impregnert på forhånd med bindeharpiks. Alternativt kan harpiksen påføres filamentene eller strengene umiddel-bart før, under eller etter nedleggingen. Vanligvis vil det være harpiksoverskudd og overskuddet må fjernes fra yttersiden av de pålagte fibre. Det ville være mulig å pålegge nøyaktig den mengde harpiks som er nødvendig, f.eks. ved å benytte preimpregnert bånd fremstilt i samsvar med metoden etter britisk patent 1 434 926 som tilhører Imperial Metal Industries. Viklestrekket behøver da ikke å være så stort ettersom bortføringen av harpiks ikke lengre er noe problem selv om en viss sammenpakking fremdeles er ønskelig for å unngå hulldannelse i.rørveggen. En alternativ metode for å på-føre kompakt trykk er å benytte valser på yttersiden av pålagte fibre. Where the filaments or strands are applied as a tape, the latter may be pre-impregnated with bonding resin. Alternatively, the resin can be applied to the filaments or strands immediately before, during or after laying down. Usually there will be excess resin and the excess must be removed from the outside of the applied fibers. It would be possible to apply exactly the amount of resin required, e.g. by using pre-impregnated tape produced in accordance with the method of British patent 1 434 926 belonging to Imperial Metal Industries. The winding stretch does not need to be so large as the removal of resin is no longer a problem, although a certain packing is still desirable to avoid holes forming in the pipe wall. An alternative method of applying compact pressure is to use rollers on the outside of applied fibres.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte til forming av en rørgjenstand av plast som er armert med fibre som forsterker gjenstanden både i lengderetningen og i omkretsretningen. Fremgangsmåten kan gå ut på at gjenstanden filamentvik-. les med fibre med forholdsvis stor modul i omkretsarmeringen eller ringarmeringen. Alternativt eller i tillegg, kan metoden gå ut på at lengdearmeringen vikles i det minste i to periferiske områder som er skilt av mellomliggende område med ringarmering. According to the invention, a method has been provided for forming a pipe object made of plastic which is reinforced with fibers which reinforce the object both in the longitudinal direction and in the circumferential direction. The procedure can involve the object filament winding. read with fibers with a relatively high modulus in the circumferential reinforcement or ring reinforcement. Alternatively or in addition, the method can involve the longitudinal reinforcement being wound in at least two peripheral areas which are separated by an intermediate area with ring reinforcement.

Glassfibre og karbonfibre er nevnt i beskrivelsen som foretrukne fibertyper, men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse fibre. Særlig som fibre med stor modul kan som alternativ fibre av aromatisk polyamid, boron og metall brukes. Glass fibers and carbon fibers are mentioned in the description as preferred fiber types, but the invention is not limited to these fibers. Particularly as fibers with a high modulus, fibers of aromatic polyamide, boron and metal can be used as an alternative.

Claims

1. Tubular object made of fibre-reinforced plastic material, characterized in that the fibers form both longitudinal reinforcement and ring reinforcement (circumferential reinforcement) and that it comprises fibers with a relatively small and relatively large modulus respectively, as there is a peripheral area extending continuously over at least a substantial part of the object's axial length and which contains fibers with a relatively high modulus that form the ring reinforcement.

2. Tubular object of fibre-reinforced plastic material, characterized in that the fibers form both the longitudinal reinforcement and the ring reinforcement (circumferential reinforcement) and respectively comprise fibers with a relatively small and relatively large modulus, where fibers with a relatively large modulus form the ring reinforcement situated both radially inside and radially outside the longitudinal reinforcement fibres.

3. Item according to claim 2, characterized in that there are fibers with a relatively small modulus which form ring reinforcement radially outside the outer fibers with a relatively large modulus and radially within the inner fibers with a relatively large modulus.

4. Tubular object made of fibre-reinforced plastic, characterized in that it comprises a number of peripheral areas containing longitudinal reinforcing fibers and a number of peripheral areas containing ring reinforcing fibers which separate the peripheral areas containing the longitudinal reinforcing fibers and which also lie radially inside and radially outside these.

5. Article according to one or more of the preceding claims, characterized in that the article contains between 25 and 45% by volume of binder resin.

6. Item according to one or more of the preceding claims, characterized in that it has an outwardly funnel-like widened end part for connection with a separate coupling.

7. Item according to claim 6, characterized in that the end portion is also extended inwards for the introduction of a radially stiffening support.

8. Object according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that it comprises at least one connecting element formed integrally with the object.

9. Item according to claim 8, characterized in that the element is an element of a pin and socket coupling.

10. Method for producing a tubular object according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fibers are laid on as continuous filaments or filaments using the filament winding technique.