NO820812L

NO820812L - CABLET ROOM WITH WEIGHT COVER.

Info

Publication number: NO820812L
Application number: NO820812A
Authority: NO
Inventors: Erik Brandtzaeg Meyer
Original assignee: Erik Brandtzaeg Meyer
Priority date: 1982-03-12
Filing date: 1982-03-12
Publication date: 1983-09-13
Also published as: AU8819182A; AU554798B2

Description

I norsk patentsøknad nr. 81. 1189 er vist og beskrevet et ledningsrør for transport av fluider, såsom petroleum fra en undervannsbrønn, omfattende stålrør belagt med en utvendig kappe for kombinert beskyttelse og nedtynging av røret. Det nye ved ledningsrøret ifølge den tidligere patentsøknad er at kappen innbefatter et relativt tykt lag av et komposittmateriale som i hovedsaken består av en plastmatriks iblandet et materiale med relativt høy egenvekt, omgitt av et plastrør med høy fasthet og bestandighet. In Norwegian patent application no. 81.1189, a conduit pipe for the transport of fluids, such as petroleum from an underwater well, is shown and described, comprising steel pipe coated with an external jacket for combined protection and weight reduction of the pipe. What is new about the conduit according to the previous patent application is that the sheath includes a relatively thick layer of a composite material which mainly consists of a plastic matrix mixed with a material with a relatively high specific gravity, surrounded by a plastic tube with high strength and durability.

Vektkappen som benyttes ved ledningsrøret ifølge den tidligere patentsøknad gir røret en vesentlig bedre utvendig korrosjonsbeskyttelse enn hva tilfellet er ved ledningsrør med kon-vensjonell vektkappe, dvs. en kappe av armert betong rundt et belegg av en glassfiberarmert bitumenholdig masse. The weight jacket used for the conduit pipe according to the previous patent application gives the pipe significantly better external corrosion protection than is the case with conduit pipes with a conventional weight jacket, i.e. a jacket of reinforced concrete around a coating of a fiberglass-reinforced bituminous mass.

Imidlertid er det fremdeles et problem ved ledningsrør av ovennevnte art at stålrørets innvendige overflate utsettes for tildels sterk korrosjon på grunn av de vann-, svovel- og CO 2-holdige petroleumsfluider som strømmer gjennom rørledningen. However, it is still a problem with pipelines of the above-mentioned kind that the inner surface of the steel pipe is exposed to partly strong corrosion due to the water-, sulfur- and CO 2-containing petroleum fluids that flow through the pipeline.

En har nå funnet at det materiale som benyttes i vektkappen for ledningsrøret ifølge den tidligere patentsøknad med for-del kan pålegges stålrørets innvendige overflater for å beskytte denne mot korrosjon og samtidig gi røret ønsket nedtyngning. It has now been found that the material used in the weight jacket for the conduit pipe according to the previous patent application can advantageously be applied to the inner surfaces of the steel pipe to protect it against corrosion and at the same time give the pipe the desired weighting down.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes således et ledningsrør for transport av fluider, f.eks. petroleum fra en undervannsbrønn, omfattende et stålrør forsynt med et beskyttelses- og nedtyngningsbelegg som utgjøres av et komposittmateriale bestående av en plastmatriks, f.eks. en herdeplast iblandet et materiale med relativt høy egenvekt., f. eks. et jernmalm-granulat, dekket av et plastrør med høy fasthet og bestandighet,karakterisert vedat beskyttelses- og nedtyngningsbelegget i det minste delvis er i form av en foring på stålrørets innvendige overflate. According to the present invention, a conduit pipe is thus provided for the transport of fluids, e.g. petroleum from an underwater well, comprising a steel pipe provided with a protective and weighting coating which is made up of a composite material consisting of a plastic matrix, e.g. a thermosetting plastic mixed with a material with a relatively high specific gravity, e.g. an iron ore granulate, covered by a plastic tube with high strength and durability, characterized in that the protective and weighting coating is at least partially in the form of a lining on the inner surface of the steel tube.

Eventuelt kan et tynt sjikt av en primer såsom epoksytjære være påført mellom stålrørets innvendige overflate og komposittmaterialet for optimal korrosjonsbeskyttelse og vedheft. Optionally, a thin layer of a primer such as epoxy tar can be applied between the inner surface of the steel pipe and the composite material for optimal corrosion protection and adhesion.

Stålrørets utvendige overflate kan om ønskelig bære en vektkappe som angitt i den tidligere patentsøknad, idet komposittmaterialet i såfall vil være hensiktsmessig fordelt mellom den ytre kappe og den indre foring for å gi den ønskede total- vekt, eller den ytre overflate kan være korrosjonsbeskyttet på konvensjonelt vis, f.eks. med et bitumen- eller epoksymateriale, eventuelt omgitt av et plastrør av høyfast og høybestandig type. The outer surface of the steel pipe can, if desired, carry a weight jacket as stated in the previous patent application, as the composite material will in that case be suitably distributed between the outer jacket and the inner lining to give the desired total weight, or the outer surface can be corrosion-protected in conventional show, e.g. with a bitumen or epoxy material, possibly surrounded by a plastic tube of high strength and high resistance type.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i tilknytning til tegningen som på fig. 1 viser et utsnitt av veggen i et ledningsrør forsynt med en indre foring ifølge oppfinnelsen, mens fig. 2 viser utsnitt av rørveggen i et skjøtområde av rør-ledningen . In the following, the invention will be described in connection with the drawing as in fig. 1 shows a section of the wall of a conduit provided with an inner lining according to the invention, while fig. 2 shows a section of the pipe wall in a joint area of the pipeline.

I figurene er benyttet de samme henvisningstall som i den tidligere patentsøknad for tilsvarende materialer i lednings-røret, slik at tallet 1 betegner selve ledningsrøret, 2 betegner et tynt sjikt av epoksytjære, 3 betegner et tungt komposittmateriale, og 4 et innvendig plastrør som på sin utside er ut-styrt med avstandsknaster eller -utspring 5 for anlegg mot stål-rørets 1 innside. På tegningen i foreliggende søknad er des-suten vist et utvendig belegg 6 som kan være et konvensjonelt belegg, f.eks. av et bitumen- eller epoksymateriale eventuelt omgitt av et plastrør av samme type som det innvendige plastrør 4. Alternativt kan imidlertid stålrørets 1 overflate være ut-styrt med en vektkappe som angitt i den tidligere patentsøknad, idet den ønskede totale vekt da vil være fordelt mellom den ytre kappe og den indre foring. In the figures, the same reference numbers are used as in the previous patent application for corresponding materials in the conduit, so that the number 1 denotes the conduit itself, 2 denotes a thin layer of epoxy tar, 3 denotes a heavy composite material, and 4 an inner plastic tube which on its the outside is equipped with distance knobs or protrusions 5 for contact with the inside of the steel pipe 1. The drawing in the present application also shows an external coating 6 which can be a conventional coating, e.g. of a bitumen or epoxy material possibly surrounded by a plastic pipe of the same type as the internal plastic pipe 4. Alternatively, however, the surface of the steel pipe 1 can be equipped with a weight cover as stated in the previous patent application, since the desired total weight will then be distributed between the outer sheath and the inner lining.

Som i den tidligere patentsøknad omfatter komposittmaterialet 3 en plastmatriks iblandet et materiale med relativt høy egenvekt, eventuelt tilsatt en viss mengde glassfiber. Komposittmaterialet kan f.eks. bestå av 85 - 95 % jernmalm i en matriks av 5 - 15 1 herdeplastharpiks. Det indre plastrør 4 vil. være av samme kvalitet som det ytre plastrør i vektkappen beskrevet i den tidligere patentsøknad, dvs. et plastmateriale med høy fasthet og bestandighet, fortrinnsvis tverrbundet poly-etylen. Dette innvendige plastrør gir ledningsrøret en glatt, hard og slitesterk innvendig overflate som tåler de høye tempe-raturer som opptrer i fluider fra produserende undervannsbrøn-ner. As in the previous patent application, the composite material 3 comprises a plastic matrix mixed with a material with a relatively high specific gravity, optionally with a certain amount of glass fiber added. The composite material can e.g. consist of 85 - 95% iron ore in a matrix of 5 - 15 1 thermoplastic resin. The inner plastic tube 4 will be of the same quality as the outer plastic tube in the weight jacket described in the previous patent application, i.e. a plastic material with high strength and durability, preferably cross-linked polyethylene. This internal plastic pipe gives the conduit pipe a smooth, hard and durable internal surface that can withstand the high temperatures that occur in fluids from producing underwater wells.

Den ovenfor beskrevne vektforing påføres stålrøret 1 i det vesentlige på samme måte som vektkappen ved ledningsrøret ifølge den tidligere patentsøknad. Dvs. plastrøret 4 tres inn i stål-røret 1 med knastene 5 i anlegg mot stålrørets innvendige over flate, eventuelt etter at denne først er sandblåst og belagt med et sjikt av epoksytjære, eller en annen primer, som får herdne før plastrøret påtres, hvoretter komposittmassen på i og for seg kjent måte injiseres i og fullstendig fyller ringrommet mellom plastrøret 4 og stålrøret 1, hvor det herdner eller stivner til et fast og samtidig elastisk materiale med sterk binding til stålrørets overflate. Alternativt kan om ønskes det jernholdige granulat i et første trinn innføres særskilt i ringrommet mellom de to rør 1 og 4, hvoretter matriksharpiksen i et påfølgende trinn injiseres i tyntflytende form i granulatet som fyller ringrommet. The weight lining described above is applied to the steel pipe 1 in essentially the same way as the weight jacket at the conduit according to the previous patent application. That is the plastic pipe 4 is threaded into the steel pipe 1 with the lugs 5 in contact with the inner surface of the steel pipe, possibly after this has first been sandblasted and coated with a layer of epoxy tar, or another primer, which is allowed to harden before the plastic pipe is applied, after which the composite mass on in a manner known per se is injected into and completely fills the annular space between the plastic pipe 4 and the steel pipe 1, where it hardens or solidifies into a firm and at the same time elastic material with a strong bond to the surface of the steel pipe. Alternatively, if desired, the iron-containing granules can be introduced separately in a first step into the annulus between the two tubes 1 and 4, after which the matrix resin in a subsequent step is injected in thin liquid form into the granules that fill the annulus.

Når det gjelder tykkelsen av den innvendige foring vil i alminnelighet komposittmaterialet 3 ha en tykkelse på 1 - 4 centimeter og innerrøret 4 en tykkelse på 3 - 20 mm. Plast-rørets innvendige diameter bestemmes av det ønskede gjennom-strømningsareal for ledningsrøret, og stålrørets 1 diameter fastlegges så i avhengighet av ønsket beleggtykkelse. As regards the thickness of the inner lining, the composite material 3 will generally have a thickness of 1 - 4 centimeters and the inner tube 4 a thickness of 3 - 20 mm. The internal diameter of the plastic pipe is determined by the desired through-flow area for the conduit pipe, and the diameter of the steel pipe 1 is then determined depending on the desired coating thickness.

Ved ledningsrøret ifølge den tidligere patentsøknad kan sammenskjøtingen av de enkelte rørseksjoner enkelt utføres ved at stålrørenes fra vektkappen noe utstikkende endepartier sam-mensveises, hvoretter to prefabrikerte halvdeler av en i aksial-retning delt muffe av samme materialer og tverrsnittsdimensjoner som de tidligere pålagte vektkapper legges mot hverandre over de blottlagte ender av stålrørene i skjøtområdet. Muffehalvde-lene forbindes tett og fast med tilgrensende flater på stålrør og vektkappe ved injisering av epoksyharpiks til muffehalvdele-nes innsider som fortrinnsvis er noe oppruet eller "vaffel-mønstret". In the case of the conduit according to the previous patent application, the jointing of the individual pipe sections can be easily carried out by welding the end parts of the steel pipes that protrude somewhat from the weight jacket, after which two prefabricated halves of an axially divided sleeve of the same materials and cross-sectional dimensions as the previously applied weight jackets are placed against each other over the exposed ends of the steel pipes in the joint area. The sleeve halves are connected tightly and firmly to the adjacent surfaces of the steel pipe and weight jacket by injecting epoxy resin into the inside of the sleeve halves, which is preferably somewhat roughened or "waffle-patterned".

Når vektkappematerialet legges som en foring innvendig i stålrøret slik som foreslått i henhold til foreliggende søknad, vil imidlertid skjøtingen by på et problem, idet varmen fra sveiseoperasjonen vil kunne svekke en innvendig plastforing i området ved. sveiseskjøtene. Dette problem er ved ledningsrøret ifølge foreliggende søknad løst som forklart i det følgende under henvisning til fig. 2. When the weight jacket material is laid as a lining inside the steel pipe as proposed in accordance with the present application, however, the joint will present a problem, as the heat from the welding operation will be able to weaken an internal plastic lining in the area of the welding joints. This problem is solved by the conduit pipe according to the present application as explained in the following with reference to fig. 2.

Ledningsrørseksjonene utføres med foring som vist i fig. 1, idet man på samme måte som i den tidligere patentsøknad lar et endeparti, f.eks. av lengde ca. 10-40 cm, stikke utenfor foringen i hver ende av seksjonene. Når skjøtingen skal utføres trer man de.to innvendig blottlagte stålrørender inn over en prefabrikert foringshylse 7 av samme materiale og tverrsnittsdimensjoner som den tidligere pålagte foring 3, 4, idet en fortrinnsvis varmefast tetningsring 8, f.eks. av et asbestmateriale eller annet hensiktsmessig materiale, først er lagt inn mot endeflatene på foringene i de to rørseksjoner. Foringshylsens lengde er slik tilpasset at når rørseksjonene er ført helt mot hverandre for sveising, er tetningsringene 8 i en fast sammen-presset, fluidtett tilstand. Hylsen 7 er i sitt midtparti, som i hylsens monterte tilstand vil ligge direkte innenfor sveise-fugen 9 mellom rørseksjonsendene, utformet med en rundtløpende utsparing eller rille 10 fylt med et varmeisolerende materiale 11, f.eks. brent leire, som under skjøteoperasjonen holdes på plass i rillen ved hjelp av et egnet, varmebestandig bindemid-del, f.eks. vannglass eller en sementblanding. Nå kan sammen-sveisingen av endene på de to stålrør 1 utføres uten fare for svekking av den innvendige plastforing som således vil forløpe tett og kontinuerlig forbi skjøtstedet. The conduit sections are made with lining as shown in fig. 1, in that, in the same way as in the previous patent application, an end part is left, e.g. of length approx. 10-40 cm, stick outside the lining at each end of the sections. When the joint is to be carried out, the two internally exposed steel pipe ends are inserted over a prefabricated liner sleeve 7 of the same material and cross-sectional dimensions as the previously applied liner 3, 4, with a preferably heat-resistant sealing ring 8, e.g. of an asbestos material or other suitable material, is first laid against the end surfaces of the liners in the two pipe sections. The length of the liner sleeve is adapted so that when the pipe sections are brought completely towards each other for welding, the sealing rings 8 are in a firmly compressed, fluid-tight state. The sleeve 7 is in its central part, which in the sleeve's assembled state will lie directly within the welding joint 9 between the pipe section ends, designed with a circumferential recess or groove 10 filled with a heat-insulating material 11, e.g. burnt clay, which during the joining operation is held in place in the groove by means of a suitable, heat-resistant binder, e.g. glass of water or a cement mixture. Now the welding of the ends of the two steel pipes 1 can be carried out without risk of weakening the internal plastic lining, which will thus run tightly and continuously past the joint.

Claims

1. Conduit for transporting fluids, e.g. petroleum from an underwater well, comprising a steel pipe provided with a protective and weighting coating which is made up of a composite material consisting of a plastic matrix, e.g. a thermosetting plastic, mixed with a material with a high specific gravity, e.g. an iron ore granulate, covered by a plastic tube with high strength and durability, characterized in that the protective and weighting coating is at least partially in the form of a lining on the inner surface of the steel tube.

2. Conduit according to claim 1, characterized in that the protective and weighting coating is arranged in its entirety on the inside of the steel pipe.

3. Conduit according to claim 2 or 3, characterized in that the coating is arranged both on the inner and outer surface of the steel tube.

4. Conduit according to one of the preceding claims, characterized in that the steel pipe is coated with a corrosion-preventing coating, e.g. epoxy tar, within the composite material.

5. Method for combined protection and weighting down of steel pipes by means of a coating applied to the steel pipe which consists of a composite material mainly consisting of grains, granules or the like of a material with a relatively high specific gravity, e.g. iron ore, in a matrix of plastic resin, characterized in that a plastic pipe with an outside diameter smaller than the inside diameter of the steel pipe is arranged inside the steel pipe, and that the annular space between the steel pipe and the plastic pipe is filled with the composite material.

6. Method according to claim 5, characterized in that the composite material is injected into the annulus in a ready-mixed state.

7. Method according to claim 6, characterized in that the annulus is filled with granules or the like of the relatively heavy material and that the plastic resin is then injected into the annulus so that it fills the empty space between the granules or the like.

8. Method according to claims 5-7, characterized in that the inner surface of the steel pipe is first applied with a hardenable, corrosion-preventing coating, e.g. epoxy tar.