JP2003533616A - 海底設備の熱保護方法、およびその実行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に製造停止時に水和物の生成を引き起こす冷却から、海底設備を保護する方法。これは、設備１の部品を周囲の水から断熱することにより、また、周囲の水２から遮蔽するキャップ３によって海底設備１を完全包囲することによって達成される。キャップ３は、それぞれ単独で冷却に曝されて内部に水和物生成を生じ得る数個の部材を含む。本発明は、水和物生成の危険をもたらす冷却から海底設備１を保護するために適用される断熱装置も含む。この方法を上昇する装置３，９は、冷却されないように保護される少なくとも２つの部材を取り囲む比較的強固な取り付けキャップ３を含む。従って、キャップ３内部の水が周囲の水２から隔離状態で保持されて、キャップ３の下に存在する熱エネルギーをキャップで包囲された全ての部材に等しく分配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は海底設備を保護する方法、ならびに海底のパイプまたはパイプライン
を通して炭化水素を含むオイル、ガスまたは各種流体の混合液が流されている場
所でそのような保護を実行する装置または組立体に関するものである。

【０００２】 海底油田およびガス田に関連して、オイルまたはガス製品がその生産中断時に
パイプ連結を詰まらせてしまう水和物に転化することに関する問題のあることが
長いこと知られている。

【０００３】 この問題は、寸法に拘わらずに炭化水素を移送する全てのパイプに存在し、そ
のような状況を改善するためにマニホルドおよび単体のパイプやチューブの両方
において各個のパイプを断熱する処置が採用されてきた。

【０００４】 各個のパイプに断熱材を取り付けることにより、望まれる状態、すなわち生産
が大幅に減少されるか完全に停止されたパイプの、周囲の水による冷却に、より
長い時間を必要とするようになることが或る程度達成された。従って、達成され
たことは、低温に達するまでに多少長い時間がかかり、そこにはパイプ内に水和
物が生成される危険が存在する。

【０００５】 このために、そのような設備の全てのパイプを絶縁するために、全く面倒で時
間の掛かる、従って高価につく作業をしばしば行っている。マニホルドにおける
各個のパイプを絶縁するには特に時間が掛かる。以下にその複雑さを示すために
実施作業の大要を要約して記載する。

【０００６】 第１に、マニホルドにおけるパイプは互いに溶接されて１つのユニットとされ
ている。これにおいては、絶縁材のための十分な大きさの空間を得るために、２
つの隣接するパイプの間に或る最少限の空間を形成しなければならない。このこ
とはほとんどの場合、これ以外で要求されたマニホルドの体積を超えてマニホル
ドの体積を増大させる。

【０００７】 全てのパイプ連結を備えたマニホルド全体が圧力試験を行われる。

【０００８】 マニホルドは多少小さいユニットに分割され、それらの各々が加硫炉内部の空
間に取り付けられる。

【０００９】 各個のパイプは加硫可能なゴム・テープを備えられる。

【００１０】 それらの部分が加硫炉に個別に挿入され、加硫が行われるまで加熱される。

【００１１】 それらのユニットが炉から取り出される。

【００１２】 各ユニットは冷却しなければならず、その後恐らく新しい結合部において再び
溶接されて、ユニットを組み立てられる。

【００１３】 新しい溶接結合部を検査するために、新たに圧力試験を実施しなければならな
い。

【００１４】 溶接結合部を横断しての設備の帯布巻き（バンデージング）およびシール処理
が実施される。

【００１５】 この全工程が首尾よく行なわれた場合にのみ、全体としてのマニホルドが据え
付け準備完了ということになる。

【００１６】 ここで参照した工程は時間がかかり、多大の費用を必要とし、また、高度の熟
練を要求するので、結果として十分に納得できることにならない。長く続く生産
中断時には、冷たい周囲の水は断熱材が良好に取り付けられているにも拘わらず
に金属製パイプを次第に冷却する。例えば、水和物の生成を伴う温度降下、すな
わち、せいぜい＋２０゜Ｃの温度には、ほぼ１時間以内の時間で到達する。

【００１７】 米国特許第３５０４７４１号（シー・オー・ベーカー氏他）では大規模な生産
基地内に熱交換器を配置することが提案されているが、この解決策は余分な熱水
坑をドリル掘削することを必要とし、それには困難と費用を伴う。この解決策は
実作業に採用することがしばしばできない。何故なら、熱水坑は非常に少数の場
所にしか備えることができないからである。また、本発明の非常に重要な特徴で
あるどの絶縁材も、その公報で言及していない。その上、幾つかのパイプは既知
の外部に配置され、従って加熱されないことがこの公報から明らかとなる。

【００１８】 本発明は、全てのパイプおよびバルブ用の製造が安価な、特にパイプが互いに
接近して延在されているマニホルドのパイプ用に特に安価な断熱材を提供するこ
とである。本発明はマニホルドのパイプを互いに密接に接近させて配設できるよ
うにし、これによりマニホルドは小さな寸法になり、軽量化される。個々のパイ
プを断熱する作業は回避され、それでも非常に良好な熱保護が達成されて、生産
中断によりパイプが水和物の生成温度まで降下する前に、何倍も長い時間を要す
ることになる。

【００１９】 本発明は、多くの他の利点をもたらす。とりわけ、この組立体は、例えば底引
き網（トローリング）から設備を保護する。本発明は非常に簡単な保守をもたら
す。何故なら、この断熱装置または組立体は保守点検のために容易に取り外せる
からである。

【００２０】 さらに、米国特許第３５０４７４１号に記載されたようにいかなる熱水坑も必
要としない。

【００２１】 この全てが、特許請求の範囲に記載された方法および断熱材によって達成され
る。

【００２２】 本発明の最も中心となる思想は、冷却および水和物の形成を伴う生産中断の危
険に個々に曝される幾つかの部材が或る量の水で取り囲まれて閉じた、またはほ
ぼ閉じたキャップまたはカバーの中に収容され、その或る量の水が加熱されて、
キャップ内の全ての部材のための蓄熱体または貯熱器として使用されるというこ
とであると言える。

【００２３】 本発明をよく理解するために、以下の例示の実施例の詳細な説明ならびに図面
が参照される。

【００２４】 図面は、本発明を限定するために取り上げられたのではない好ましい実施例を
示しているだけであり、本発明はさまざまな方法で実施できるということに留意
しなければならない。

【００２５】 実質的な面に関する限り、同じ機能を有する部材／細部の全てに同じ符号が使
用されている。

【００２６】 図面の尺度は全図で同じである必要性はなく、１つの同じ図面のさまざまな方
向においても同じである必要性はない。

【００２７】 図面は基本を図示することにのみ意味があり、幾つかの細部は図面を難しくし
ないために除かれている。

【００２８】 図面において、オイル／ガス生産設備１が周囲の水２の中に沈めて示されてい
る。冷却され過ぎてはならない設備１の部品はキャップまたはカバー３の内部に
配置されている。

【００２９】 本発明の主な思想は、例えばマニホルドのような海底設備１を取り囲む緊密な
包囲キャップまたは熱ボックスを提供し、絶縁すべき全てのパイプを包囲するこ
とであると言える。これによりキャップの内部には一般に水が閉じ込められ、こ
の水は高い確度で周囲へ流出することを阻止される。従って、室３内に閉じ込め
られた量の水がマニホルドを全面にて取り囲む。これは、マニホルドの部品の全
てが同じ温度になることを保証する。マニホルド部材の全てで生産が行われてい
る限り、キャップ内の水の全量がパイプによって熱平衡に達するまで加熱される
が、マニホルドから内部の水へ、さらには内部の水からキャップ３を経て低温の
周囲水２へ或る量の熱が失われる。

【００３０】 この解決策による結果、マニホルドの１本のパイプまたは数本のパイプでの生
産中断は、１本またはそれ以上の残りのパイプで生産が依然として行われている
限り、温度にそれほど強烈な影響を与えない。従って、それらの残りのパイプは
室３内部の水の温度保持に比較的大きく寄与する。従って、マニホルドの各個の
パイプは温度維持に関して自体における生産に依存しなくなる。何故なら、全て
のパイプはキャップ３または熱ボックス内部の温度上昇を与えるために完全に連
合して寄与することになるからである。

【００３１】 この作用は、密閉されたどのようなキャップ３でも得ることができる。何故な
ら、キャップ内部の水はキャップ外部の冷たい水２から封止されるからである。
この作用は、それ自体良好な断熱を行う材料をキャップに使用するか、またはキ
ャップの全体または部分を例えばキャップ３に取り付けた断熱層２１で絶縁する
ことによってキャップ３が断熱を行うように形成されるならば、さらに強化され
る。さらにキャップ３は、所謂、魔法瓶の手法で、例えば壁間の内部空間に最も
可能性が高い断熱層２１を有するサンドイッチ構造にすることができる。

【００３２】 断熱キャップの有用性をさらに向上させるために、連続作動されるか、または
特定の危機的時点に熱を供給する局所加熱用のさまざまな補助手段を備えること
ができる。そのようにして供給される熱は、例えばキャップ３内部または基板９
上に配置された小さな加熱部材２２で得るなどのさまざまな方法で得ることがで
きる。そのような加熱部材２２は例えば水面上から電気エネルギーを供給される
ことができ、またはガスおよび／または液体とされる加熱流体を移送するチュー
ブとされることができる。熱を供給するための他の解決策は、その目的のために
例えば加熱した液体または加熱した流体をキャップの取入れ口２３を通して緩や
かに導入する一方、冷えた液体／流体を排出口２４を通じてキャップ３から排出
するように、キャップ３に取入れ口２３および排出口２４を設けることができる
。そのような取入れ口２３および排出口２４には、勿論のことながら、適当な取
り付け部およびバルブを設けることができ、またこの解決策ではキャップ内部の
液体は大きな流量で交換されることになる。

【００３３】 キャップ内部の液体とキャップ外部の液体との間のシールに関しては、多少な
がら完全なものとすることができる。簡単な解決策では、キャップは下方へ開口
する形状とされ、下側周縁に沿って底部または他の基部に係合し、それに対して
比較的良好なシールを形成される。他の実施例では、例えばキャップは短いまた
は長いガイド・ロッド１５または同様部材を備えた下側底部プレート９を有し、
それらの部材が上側キャップ部分３の対応する穴または開口１６に嵌合するよう
にして、２つの部分に分割されることができる。上側部分３および下側部分（底
部プレート９）においてキャップが側縁１３，１２に沿って補完的に形成され、
適当なシール部材を備えることが必要とされるならば、非常に良好なシール状態
を得ることが可能となる。

【００３４】 １以上のマニホルド、１以上のバルブまたは他の海底設備１が共通のキャップ
３で保護される場合でも、各方向へ延在するパイプ４，５をキャップ３を通し、
さまざまな機械的解決策により非常に良好なシール状態を得ることができる。例
えば、そのキャップは、キャップ３を通して延在される全てまたは複数のパイプ
に対応して垂直方向に延在する溝１６を備え、これに対して底部プレート９はそ
の溝に対応し、パイプ４まで延在してそれを包囲し、恐らくそれを支持する壁部
分またはキャップ部分１５を備えることができる。これにより、上側キャップ部
分３をクレーン（図示せず）で底部プレート９上に直に降下させ、それにより底
部プレート９および上側キャップ３がシール状態で互いに対してスライドされる
ようにして位置決めされ配向されることができる。底部プレート９および上側キ
ャップ３の間に生じ得る間隙内にそれ自体周知の可撓形式のシール部材２５を備
えることができ、またキャップ３はそれ自体周知のロック機構１９，２０によっ
て互いに対してロックすることができ、これはダイバーまたはＲＯＶユニットに
よって操作することが可能である。

【００３５】 図面には、底部または基板９上の幾つかの箇所に配置された弾性的な内部ロッ
ク部材２０を含むスナップ作用式ロックが示されている。これらのロックは小さ
な開口１９を通して操作されて所定位置にスナップ嵌合され、また解除されるこ
とができるが、通常形式の他のロック機構も使用することができる。

【００３６】 本発明は１以上のマニホルドの断熱を参照して上述されたが、勿論のことなが
ら同じ原理を他の海底設備またはそれらの部分の断熱に使用することを阻むもの
は何もない。従って、本発明はパイプまたはパイプ部分、バルブまたはクリスマ
ス・ツリーの保護に使用でき、また、幾つかの異なる部材またはユニットを同じ
キャップまたはカバー内部に配置することができる。

【００３７】 底部の状態の良好な制御を得るために、温度センサー１４をキャップ３の内部
に配置し、そこで得られた測定値を界面上で読み取ることができる。キャップが
液体のための取入れ口２３および排出口２４を備えるならば、特に望むことので
きる特性に関して、少なくとも一時的に水以外の液体も使用することができる。

【００３８】 これらの装置または組立体は、本発明の構想の範囲内でさまざまに平衡するこ
とができる。従って、キャップ３は容易にユニットに組み立てることのできる幾
つかの部分、例えば１７，１８に分割することができる。これは設備が複雑な形
状をしている場合に、組み立てを容易にすることができる。材料はそれ自体断熱
性とすることができ、あるいは断熱材を内側または外側に取り付けることができ
る。

【００３９】 キャップ内部のパイプ部材の全てで生産が中断される事態においても、水和物
の生成される温度になるまで非常に長い時間がかかることになる。標準的に今日
の最良の場合で１２時間である。本発明は水和物が生成されるまでに１週間以上
の時間を与える。従って、キャップ内部の温暖な水は冷却を著しく遅延させ、大
量の水が存在すればするほど断熱は良好となり、キャップの良好なシールが与え
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 作業現場の海底位置に配置され、本発明による「熱ボックス」またはキャップ
を備えたマニホルドを示す。

【図２】 本発明による包囲キャップを示す。

【図３】 マニホルド上、またはそのまわりにキャップを備えて組み立てられる好ましい
底板を示す。

【図４】 図２によるキャップのさまざまな壁、すなわちａ）断熱材で完全に形成された
壁、ｂ）片側にのみ断熱材を備えた壁、ｃ）支持材料のシェル内部に断熱材を備
えた壁を通る横断面図を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ヘステトゥン、ステイナル ノルウェー国 アスケル、ホフスタディン ケネ ４

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設備（１）の部品を周囲の水から断熱することによって、特
   に製造中断時に水和物の生成を生じさせる冷却から海底設備を保護する方法であ
   って、 周囲の水（２）に対して密封するキャップ（３）によって、完全に、または、
   部分的に海底設備（１）が包囲され、これによりそれぞれ単独で内部に水和物生
   成を生じ得る複数の部材をキャップ（３）が包囲することを特徴とする冷却から
   海底設備を保護する方法。
2. 【請求項２】 キャップ（３）が表面（５）に耐圧性の断熱材（４）を備え
   たことを特徴とする請求項１に記載された冷却から海底設備を保護する方法。
3. 【請求項３】 キャップ（３）がサンドイッチ・シェル構造（６）として設
   計され、かつ断熱材（４）がサンドイッチ二重壁（７，８）の間に配設されてい
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された冷却から海底設備を保
   護する方法。
4. 【請求項４】 好ましくは断熱性の堅固な基板すなわち底部プレート（９）
   が水（２）より下方の基礎（１０）上に配置され、 海底設備（１）が底部プレート（９）上に配置され、 設備を覆うような形状および寸法の内部空間（１１）を有するキャップ（３）
   が、例えばＲＯＶによって、底部プレート（９）上に降下により取り付けられ、
   これによりキャップ（３）および底部プレート（９）は周縁に沿って補完的な形
   状を有すると共に互いに密閉状態で嵌合されるように配置され、 これによりキャップ（３）および底部プレート（９）は適当な固定具（１９，
   ２０）で互いに取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項３までのい
   ずれか一項に記載された冷却から海底設備を保護する方法。
5. 【請求項５】 水和物生成の危険をもたらす冷却から海底設備（１）を保護
   するために適用される断熱組立体（３，９）であって、 冷却されないように保護することが望まれる少なくとも２つの部材を取り囲む
   比較的強固な包囲キャップ（３）を含み、これによりキャップ（３）内部の水が
   周囲の水（２）から隔離状態で保持されて、キャップ（３）の下に存在する熱エ
   ネルギーをキャップで包囲された全ての部材に分配することを特徴とする断熱組
   立体。
6. 【請求項６】 底部プレート（９）を含み、その側縁（１２）は実質的にキ
   ャップ（３）の側縁（１３）の相補的となるように成形されるが、設備（１）に
   対するパイプおよびケーブルの連結のための空間が残されていることを特徴とす
   る請求項５に記載された断熱組立体。
7. 【請求項７】 少なくとも１つの内部に配置された温度検出器（１４）を備
   えたことを特徴とする請求項５に記載された断熱組立体。
8. 【請求項８】 底部プレート（９）および／またはキャップ（３）が周縁に
   沿って、また恐らく構造の開口位置にシール部材（２５）を備えていることを特
   徴とする請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載された断熱組立体。
9. 【請求項９】 キャップ（３）が少なくとも２つの独立したキャップ部材（
   １６，１７，１８）で構成されたことを特徴とする請求項５から請求項８までの
   いずれか一項に記載された断熱組立体。
10. 【請求項１０】 キャップ部材（１６，１７，１８）が取り外し可能な方法
    で結合できる固定具（１９，２０）を備えていることを特徴とする請求項５から
    請求項９までのいずれか一項に記載された断熱組立体。
11. 【請求項１１】 少なくとも１つの温度検出器（１４）ならびに少なくとも
    １つの加熱部材（２２）を含むことを特徴とする請求項５から請求項１０までの
    いずれか一項に記載された断熱組立体。
12. 【請求項１２】 流体のための少なくとも１つの取入れ口（２３）および少
    なくとも１つの排出口（２４）を含み、組立体内部の流体を交換可能であること
    を特徴とする請求項５から請求項１１までのいずれか一項に記載された断熱組立
    体。