DE3438988A1

DE3438988A1 - Flexibles leitungsrohr, insbesondere fuer die erdoelindustrie

Info

Publication number: DE3438988A1
Application number: DE19843438988
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Puteaux Aubert
Original assignee: Coflexip SA
Current assignee: Technip Energies France SAS
Priority date: 1983-10-24
Filing date: 1984-10-24
Publication date: 1985-05-02
Also published as: NO844228L; GB2148447A; DK505984D0; BR8407135A; IT1177028B; DK505984A; IT8423296A0; NL8403239A; ES8600483A1; WO1985002001A1; JPS61500371A; IT8423296A1; GB8426763D0; ES537394A0; FR2553859A1; FR2553859B1

Description

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft ein neues flexibles Leitungsrohr, das insbesondere, aber nicht ausschließlich, zum Fortleiten von Kohlenwasserstoffen bei der Gewinnung aus submarinen Lagerstätten verwendbar ist. Die flexiblen Leitungsrohre gemäß der Erfindung können jedoch auch für andere Einsatzzwecke, insbesondere auf der Erde, zum Fortleiten von flüssigen, feinpulvrigen oder gasförmigen Erzeugnissen verwendet werden.

Es sind bereits verschiedene Arten von flexiblen Leitungsrohren bekannt. Eine als Leitungsrohr mit glatter Wand ("smooth-bore",, glattkalibrig) bezeichnete Art hat ein Innenrohr aus flexiblem Werkstoff zum Abdichten gegen das Fördergut, eine Anordnung von spiralig gewickelten oder geflochtenen verstärkenden Bewehrungen zum Schutz gegen die mechanischen Beanspruchungen durch Druck-, Zug- und Torsionskräfte, wobei sich Anzahl, Art und Anordnung der Bewehrungen nach den Abmessungen und dem vorgesehenen Einsatzzweck der Leitung richten, und eine äußere Schutzhülle aus im allgemeinen einem flexiblen Werkstoff, z.B. aus Polyethylen oder einem Polyamid. Leitungsrohre dieser sich durch besonders günstige mechanische Eigenschaften auszeichnenden Art werden von der Anmelderin in großen Stücklängen hergestellt.

Die Anmelderin fertigt ebenfalls Leitungsrohre mit unebener (rauher) Innenwand ("rough-bore"), die außer den vorstehend beschriebenen Bauteilen eine metallische Innenkarkasse aufweisen, welche dazu bestimmt ist, ein Zusammenquetschen des flexiblen Leitungsrohrs zu verhindern und den Dichtungsmantel gegen die schädigenden Wirkungen des Fördergutes zu schützen. Wenn in den Leitungen Gas, allein oder zusammen mit Flüssigkeiten und/oder Feststoffen, gefördert werden soll, ist zur Wegleitung des durch das Innenrohr hindurch diffundierenden Gases vorgesehen, die Außenhülle entweder durch

eine Lochung oder durch Wahl eines Werkstoffes von größerer Gasdurchlässigkeit als der Werkstoff des Innenrohres durchlässig zu machen. Es ist auch bekannt, die Außenhülle abschnittsweise zu schwächen, insbesondere durch Einarbeiten von nicht durchgehenden Nuten oder Löchern, um Berststellen zu erhalten, die bei auftretendem Überdruck bevorzugte Durchlässe für das Entweichen des Gases bilden.

Bei unerwartetem Versagen des Innenrohres und/oder der verstärkenden Bewehrungen ist die äußere Schutzhülle von ihrer Art her nicht in der Lage, den im Leitungsrohr herrschenden Innendruck zu halten. Hierbei besteht die Gefahr, daß das flexible Leitungsrohr bricht, mit allen vorstellbaren Folgen für die Sicherheit, insbesondere dann, wenn das geförderte Fluid aggressiv, entzündlich oder explosiv ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Leitungsrohr zu schaffen, das eine größere Bruchsicherheit aufweist und insbesondere bei Versagen des Innenrohres und/ oder der es umschließenden verstärkenden Bewehrungen Umweltschäden verhindert.

Das flexible Leitungsrohr gemäß der Erfindung hat ein Innenrohr aus flexiblem Werkstoff zum Abdichten, verstärkende Bewehrungen zum Schutz gegen die mechanischen Beanspruchungen durch Druck-, Zug- und Torsionskräfte, und eine Schutzhülle aus flexiblem Werkstoff sowie, bei Bedarf, eine metallische Innenkarkasse, und zeichnet sich dadurch aus, daß um die Schutzhülle eine gegen den Innendruck widerstandsfähige zweite Bewehrungsanordnung und vorzugsweise ein äußerer Schutzmantel angeordnet sind.

Aus der FR-PS 2 119 266 ist bereits ein Aufbau mit zwei Bewehrungsanordnungen für ein flexibles Rohr bekannt. Hierbei ist jedoch nur die innere Bewehrung in der Lage, dem Innendruck standzuhalten, wogegen die äußere Bewehrung nur Schutz gegen Zug- und Verdrehungsbeanspruchungen bietet. Bei Versagen der inneren Bewehrung infolge der Wirkung eines Innendruckes kann die Gefahr eines Bruchs der Leitung nicht ausgeschlossen werden.

Beim Leitungsrohr gemäß der Erfindung dagegen bildet die zweite Bewehrungsanordnung eine zweite Dichtungssperre, die bei Versagen der ersten Bewehrungsanordnung oder des Innenrohres den Innendruck zu halten vermag. Die zweite Bewehrungsanordnung kann von beliebigem, für diesen Anwendungsfall üblichem Aufbau sein, der es ihr ermöglicht, die angestrebten Schutzfunktionen gegenüber den Zug- und Torsionsbeanspruchungen zu erfüllen und außerdem dem Innendruck standzuhalten.

Als keineswegs einschränkende Beispiele für die Ausbildung der zweiten Bewehrungsanordnung kann ein Aufbau mit spiraliger Wicklung aus einem oder mehreren Drähten, mit oder ohne Klammerung, vorgesehen sein, z.B. eine Karkasse aus Bandoder Profilstahl, zwei übereinander gekreuzt angeordnete Einlagen aus Metallprofilen von rechteckigem oder rundem Querschnitt oder aus Metallätzen, oder eine spiralig gewickelte Einlage, mit oder ohne Klammerung, die mit zwei übereinander gekreuzt angeordneten Einlagen verbunden ist. Derartige Aufbauweisen sind üblich und werden insbesondere bei den von der Anmelderin hergestellten Leitungen benutzt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Leitungsrohr einen Druckfühler zum Erfassen des Druckes zwischen dem Innenrohr und der zweiten Bewehrungsanordnung auf. Dieser Druckfühler ist vorteilhafterweise an eine Warnvorrichtung angeschlossen, die bei Feststellen eines der Zerstörung des Innenrohres und/oder der ersten Bewehrungsanordnung entsprechenden Überdruckes betätigt wird. In der einfachsten Ausführungsform ist der Druckfühler ein mit einem Druckmesser verbundener einfacher Druckanschluß .

Bei einer besonders vorteilhaften Variante für den Fall, daß das fortzuleitende Fluid ein Gas ist oder Gas enthält, ist das Leitungsrohr so ausgelegt, daß es eine Leckrate für durch das Innenrohr diffundierendes, nach außen abströmendes Gas ermöglicht. Dabei spricht der Druckfühler nur auf einen Überdruck an, der einen im voraus festgelegten, der normalen

Leckrate entsprechenden Schwellenwert übersteigt, und löst dann eine Warnvorrichtung oder das Schließen von ihm vorgeschalteten Schiebern im Leitungsrohr aus.

Außerdem kann in den Leckfühler eine Drosselstelle eingebaut sein, die so eingestellt ist, daß sie von dem Strom diffundierten Gases ohne nennenswerte Druckverluste durchströmt wird, wogegen die Beaufschlagung mit dem vollen Leitungsdurchsatz bei Leitungsbruch zu hohen Druckverlusten führt, die vom Fühler erfaßt werden.

Erfindungsgemäß kann der Fühler auf dem Leitungsrohr selbst oder auf einem Endverbindungsstück angeordnet sein, in dem das Leitungsrohr angeordnet ist.

In keiner Weise einschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt mit einer Darstellung des Aufbaus einer ersten Ausführungsform des Leitungsrohrs gemäß der Erfindung ,

Fig. 2 einen Fig. 1 ähnlichen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Leitungsrohres,

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform eines mit dem Leitungsrohr gemäß Fig. 2 verbundenen Fühlers, und

Fig. 4 eine Fig. 3 ähnliche Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform des Fühlers.

Das in Fig. 1 dargestellte Leitungsrohr des Typs mit glatter·.Wand ("smooth-bore") hat ein Innenrohr 1 aus einem abdichtenden flexiblen Werkstoff, z.B. aus Polyamid oder Polyethylen .

Über dem Innenrohr 1 ist eine nur vereinfacht dargestellte erste Bewehrungsanordnung 2 angeordnet, die in der Praxis beispielsweise wenigstens eine Lage aus mit Klammerung spiralig gewickelten Drähten oder zwei übereinander gekreuzt angeordnete Einlagen aufweist.
Die Bewehrungsanordnung 2 ist von einer Schutzhülle 3

aus im allgemeinen einem flexiblen Werkstoff, z.B. Polyamid oder Polyethylen, umschlossen. Flexible Leitungsrohre von einem Aufbau mit den drei vorstehend beschriebenen Bauteilen werden derzeit von der Anmelderin in großen Stücklängen vertrieben.

Gemäß der Erfindung ist um die Schutzhülle 3 eine zweite Bewehrungsanordnung 4 von gleichem Aufbau wie die Bewehrungsanordnung 2 oder von verschiedenem Aufbau angeordnet, die beim gezeigten Beispiel zwei übereinander gekreuzt angeordnete Lagen bzw. Einlagen von Drähten aus Stahl aufweist.

Die zweite Bewehrungsanordnung 4 ist von einem äußeren Schutzmantel 5 umschlossen, der bei Bedarf weggelassen sein kann.

Der Aufbau des in.Fig. 2 dargestellten flexiblen Lei-•|5 tungsrohres ist vom Typ mit unebener Wandung ("rough-bore") und hat außer den bei dem Aufbau gemäß Fig. 2 beschriebenen Bauteilen eine gewendelte Innenkarkasse 6.

Auch bei dieser Ausführungsform können die Bewehrungsanordnungen 2 und 4 sowohl untereinander als auch in bezug auf das Leitungsrohr gemäß Fig. 1 von gleichem oder verschiedenem Aufbau sein.

Gemäß Fig. 3 und 4 ist das flexible Leitungsrohr mit dem in Fig. 2 dargestellten Aufbau in einem Verbindungsstück 7 angeordnet, wobei zwischen dem Innenrohr 1, der Schutzhül-Ie 3 und dem Schutzmantel 5 des Leitungsrohres und den gegenüberliegenden Aufnahmeflächen des Verbindungsstückes 7 Dichtungsringe 8 angeordnet sind. In das Verbindungsstück 7 ist eine Ausnehmung 9 eingearbeitet, die mit einer kreisringförmigen Kammer 10 auf der Außenseite der ersten Bewehrungsan-Ordnung 2 in Verbindung steht. Ein Leckagefühler hat eine in dem Durchlaß für die diffundierte Gasmenge angeordnete Drosselvorrichtung 11 und einen Druckmesser 12 zum Messen des in der kreisringförmigen Kammer 10 herrschenden Druckes.

Die Drosselvorrichtung 11 ist so eingestellt, daß sie von der diffundierten Gasmenge ohne nennenswerten Druckverlust

durchströmt wird, wogegen die Beaufschlagung mit dem vollen Leitungsdurchsatz, insbesondere bei einer Beschädigung der Bewehrungsanordnung 2, zu einem großen Druckverlust führt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform hat der Fühler außer der Drosselvorrichtung 11 und dem Druckmesser 12 ein Mehrwegeventil 13, das in der gezeichneten Stellung die diffundierten Gase ins Freie ausströmen läßt und im Falle eines großen Durchsatzes über eine mit gestrichelter Linie gezeichnete Steuerleitung in eine andere Stellung umgeschaltet wird, um die Leckmenge zu einem Lagertank 14 zu leiten.

Bei Überdruck betätigt ein einstellbarer Druckschalter 15 eine von einer Batterie 17 gespeiste Warnvorrichtung 16. Mittels des Druckschalters 15 läßt sich auch die Schließbewegung von nicht dargestellten Absperrschiebern auslösen, die stromaufwärts im flexiblen Leitungsrohr angeordnet sind, um den im Leitungsrohr herrschenden Druck herabzusetzen.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt und ist im Rahmen dieses Grundgedankens hinsichtlich der räumlichen Anordnung und der Werkstoffe in vielfältiger Weise abwandelbar.

Claims

STREHL SCHÜBEL-HOPF SCHULZ 3 A 38 WIDENMAYERSTRASSE 17. D-8000 MÜNCHEN 22 COFLEXIP DEA-26 873 24. Oktober 1984 Flexibles Leitungsrohr, insbesondere für die Erdölindustrie PATENTANSPRÜCHE

1. Flexibles Leitungsrohr,

gekennzeichnet durch

ein Innenrohr (1) aus flexiblem Werkstoff zum Abdichten gegen ein Fördergut,

eine erste verstärkende Bewehrungsanordnung (2) zum Schutz gegen mechanische Beanspruchungen durch Druck, Zug und Verdrehung,

eine Schutzhülle (3) aus flexiblem Werkstoff,

und eine die Schutzhülle (3) umschließende, gegen den Innendruck widerstandsfähige zweite verstärkende Bewehrungsanordnung (4) .

2. Leitungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß um die zweite verstärkende Bewehrungsanordnung (4) ein äußerer Schutzmantel (5) angeordnet ist.

3. Leitungsrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet , daß es eine metallische Innenkarkasse (6) aufweist.

4. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite verstärkende Bewehrungsanordnung (4) von gleichem Aufbau wie die erste verstärkende Bewehrungsanordnung (2) ist.

5. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß es einen Druckfühler (9, 11, 12, 15) zum Erfassen des zwischen dem Innenrohr (1) und der zweiten Bewehrungsanordnung (4) herrschenden Druckes aufweist, der so ausgelegt ist, daß er im normalen Betriebszustand durch das Innenrohr (1) diffundierendes Gas wegleitet.

6. Leitungsrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (9, 11, 12, 15) an eine Warnvorrichtung (16) angeschlossen ist.

7. Leitungsrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckfühler (9, 11, 12, 15) mit Vorrichtungen zum Schließen von ihm vorgeschalteten Schiebern im Leitungsrohr verbunden ist.