JP2005517874A - 管状部材を包囲するシェル組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】 パイプラインのような管状部材を包囲する位置に固定されるように遠隔操作できるシェル組立体を提供する。
【解決手段】 管状部材（５０）上に配置される第１の部品（２）と、この第１の部品の両側の位置（８，１０）でそれぞれ第１の部品にヒンジ連結された第２および第３の部品（４，６）と、を有する、管状部材に固定するシェル組立体（１）。第２および第３の部品の各々が、他方の部品の係止または係合手段を補完する係合手段（４０，４２）を有している。第２および第３の部品を、係合手段が相互係合して第２および第３の部品が一体に固定されるそれぞれの位置にヒンジ（８，１０）の回りで移動させるのに遠隔操作可能な手段（２０）が使用される。シェル組立体は、パイプラインの損傷領域を支持し、または分岐部材またはＴ型部材をパイプラインに固定すべく、海底作業に使用できる。

Description

本発明は、圧力導管または無圧力導管、容器またはパイプライン等の管状または中空部材を包囲しかつ固定するシェル組立体、より詳細には、水中に沈められたまたは海底の導管またはパイプラインを固定するための遠隔操作可能なシェル組立体に関する。

このようなシェル組立体は、例えばスチールパイプライン等の物体を包囲して、パイプライン壁の損傷を受けた領域を包囲および支持して、このパイプラインを補修するのに役立つクランプの形態に構成されている。

補修クランプとして機能する代わりに、このようなシェル組立体にＴ型部材または分岐部材を設けてパイプラインに組立体を固定することにより、パイプラインにＴ型部材または分岐部材の連結を設けることができる。

パイプラインはガス本管または水道本管でもよいし、炭化水素のような化学流体を搬送するパイプラインでもよい。

本発明の目的は、パイプラインのような管状部材を包囲する位置に固定されるように遠隔操作できるシェル組立体を提供することにある。

本発明は、管状部材上に配置される第１の部品と、この第１の部品の両側に移動可能に連結されたそれぞれ第２および第３の部品とを有し、第２および第３の部品の各々が係止または係合手段を備え、この一方の部品の係止または係合手段が他方の部品の係止または係合手段を補完し、第２および第３の部品を、補完係止または係合手段が相互係合して第２および第３の部品が一体に係止または固定されるそれぞれの位置に移動させる遠隔操作可能な手段を更に有する、管状部材に固定するシェル組立体を提供する。使用に際し、シェル組立体が例えばパイプライン上の所望位置に取付けられるとき、シェル組立体は、この組立体の第２および第３の部品をこれらの相互係合位置または一体固定位置に置いてパイプラインを包囲する。

第２および第３の部品が相互係止位置または相互係合位置にあるとき、第２および第３の部品を組立体の外方に押圧するように作用する力は、これらの部品間で相互係止または相互係合を強めるように機能する。

組立体の第２および第３の部品は、それぞれのヒンジ（または枢動）連結具を介して第１の部品に可動連結されており、第２および第３の部品は、上記ヒンジ（または枢動）連結具の回りで、それぞれの相互係止位置または相互係合位置へと遠隔操作により移動されるのが便利である。

遠隔操作可能な手段は、第２および第３の部品をこれらの相互係止位置へと移動させる枢動手段を介して作用する油圧作動手段を有する。

第２および第３の部品は、これらの相互係止位置または相互係合位置よりほぼ内方の位置に移動できるように作動され、その後、この位置から第２および第３の部品の相互係止位置または相互係合位置へと外方に移動される。

一構成では、第２および第３の部品がこれらのそれぞれの相互係止位置または相互係合位置にあるときに、シェル組立体の内側断面形状は、通常のパイプラインでの使用に適したほぼ円形である。

第２および第３の部品の各々には、他方の係止または係合手段を補完する複数の係止または係合手段を設けることができる。

好ましくは、第２および第３の部品の各々は、他方の部品の補完凹部および凸部を相互係止または相互係合して、第２および第３の部品を一体に固定する１列のあり継ぎを形成する１列の凸部および凹部を有している。第２の部品と第３の部品との間のこれらのあり継ぎの長所は、テーパ状設計により、ひとたびあり継ぎが完全係合すると、この継手を引き離そうとする態様で与えられるあらゆる力により、係合する２つのテーパが一緒に引張られて継手の締結力を増大させ、これにより、第２および第３の部品がより確実に係止される。

選択的に、油圧作動型ジャッキ手段は、第２および第３の部品がこれらの相互係合位置にあってシェル組立体がパイプラインに取付けられたときに、パイプラインから第２および第３の部品を隔てるのに使用することができる。

例えばジャッキ手段は、第２および第３の部品の各々の孔内に摺動可能に取付けられたジャッキ部材と、第２および第３の部品に対して、関連するジャッキ部材の後方に取付けられたそれぞれの圧力付与手段と、を有し、この圧力付与手段は、油圧下において、第２および第３の部品がパイプラインから間隔を隔てる位置へと、ジャッキ部材をパイプラインに向かって押圧することができる。

ジャッキ部材は、第２および第３の部品に固定されたボス等内に摺動可能に取付けられ、圧力付与部材も上記ボス等内に摺動可能に取付けられるのが便利である。

また、ジャッキ部材が第２および第３の部品をパイプラインから間隔を隔てた所定位置にあるときに、１つ以上の荷重支持部材をパイプラインとジャッキ部材との間に配置し、与えられた荷重を分散させるのが便利である。

荷重支持部材はジャッキ部材に設けられた拡大足の形態をなしており、この拡大足の表面はパイプラインの輪郭にほぼ一致する。荷重支持部材をパイプラインに適所に固定し、それらをジャッキ部材と係合または接触させてもよい。

複数のジャッキ手段を第２および第３の部品の両方に取付けてもよいことが明らかである。

本発明をより容易に理解するため、添付図面を参照して本発明の実施形態を以下に説明する。
図１および図２に示すように、例えば高強度スチールで作られたシェル組立体１は、第１の半円弧部品２を有している。第１の部品２の両側には、第２の弧状部品４および第３の弧状部品６が、それぞれ枢着点８，１０で第１の部品２に枢着されている。

互いに間隔を隔てて直立する２つの板状部材１２、１４が、第１の弧状部品２の各端部の方向を向いており、両板状部材１２、１４は横方向に延びるラグ部分１２ａ、１４ａを備えている（図２参照）。

第２の部品４および第３の部品６の各々には１対のスペースラグ１６、１８が設けられており、このスペースラグ１６、１８は、第１の部品２上の関連するラグ部分１２ａ、１４ａと整合している。

油圧作動手段２０は、ピストン／シリンダ組立体２２／２４からなり、この組立体２２／２４には各ピストン２２が設けられ、このピストンの一端はラグ１６同士の間およびラグ１８同士の間に支持された枢着ピン２６に取付けられている。また、組立体２２／２４にはシリンダ２４が設けられ、このシリンダ２４の他端は、ラグ部分１２ａ、１４ａの間に支持された枢着ピン２８に取付けられている。

それぞれのシリンダ２４には、油圧源３４に連結された供給ライン３２を介して油圧が供給される。

第２の部品４および第３の部品６の自由端部、すなわち枢着点８，１０から遠い側の端部３６、３８の各々には係止手段４０，４２が設けられており、これらの係止手段は、それぞれ相手部品の係止手段を補完している。この実施形態では、係止手段４０は第２の部品４の長さ方向に沿って延びるフック４１の形態をなし、一方、補完係止手段４２は第３の部品６の長さ方向に沿う凹状領域４３を有している。

ピストン組立体は、供給ライン３２を介して組立体２２／２４に供給される油圧流体により遠隔操作される。

部品４，６の各々には孔１２３が設けられており、この孔１２３内にはジャッキ部材１２４が摺動可能に取付けられ、このジャッキ部材１２４は、パイプラインの輪郭に一致してパイプラインの表面と係合または接触する拡大足１２５を支持している。部品４，６には、貫通ボア１２７を備えたボス１２６が固定されている。貫通ボア１２７は、ジャッキ部材１２４の自由外端部を摺動可能に受入れている。ボス１２６には、シリンダ手段１２９を備えた油圧作動手段１２８が取付けられている。各シリンダ手段１２９は、シリンダ１３０と、このシリンダ１３０内に摺動可能に取付けられたピストンの形態をなす圧力付与手段１３１とを有している。シリンダ１３０は、ボス１２６のそれぞれのボア１２７と整合している。ピストン１３１もボス１２６のボア１２７内に摺動可能に取付けられている。それぞれのシリンダ１３０には、油圧源１３６に連結された共通の主ライン１３５からライン１３２、１３３を介して油圧が付与される。

使用に際し、シェル組立体１は、例えば、スペーサ、および／またはパイプライン５０の損傷領域またはアクセスすべき領域を包囲するシーリング手段または例えば環状／サドル形態のシーリング構造体５１、または当業者に知られた他の均等手段（図示せず）を介してパイプライン５０の頂部の上に第１の部品２を載置することにより、例えば海底パイプラインに取付けることができる。

ピストン／シリンダ組立体２２／２４に油圧流体が供給され、これにより、組立体は枢着ピン２６と枢着ピン２８との間で作動して、第２および第３の部品４，６を枢着点８，１０の回りで枢動させる。第２および第３の部品４，６の移動は、凹状部分４３を備えた第３の部品６がその最終位置よりほぼ半径方向内方の位置まで枢動され、かつフック部分４１を備えた第２の部品４が、第３の部品６の外方への枢動によりフック部分４１と第３の部品６の補完凹部４３との初期係合を引起こす位置へと枢動されるように制御される（図３参照）。

その後、ピストン／シリンダ組立体が遠隔操作され、これにより、両部品４，６が確実に一体的に係合／係止され、第１の弧状部品２と協働してパイプラインの周囲に円形シェルすなわち同心状組立体を形成するそれぞれの位置へと移動されるように、両部品４，６が外方に枢動される（図４参照）。

シリンダ１３０に適当な油圧を付与すると、ピストン１３１がジャッキ部材１２４に押付けられて、このジャッキ部材１２４をパイプライン５０に押付け、環状シール５１を圧縮する。

拡大足１２５は、ジャッキ部材１２４によりパイプライン５０に加えられる荷重を分散させる荷重支持部材として機能する。

図５〜図８に一部を示す第２実施形態では、第２および第３の弧状部品４，６の各々には、それぞれ、フックおよび補完受入れ凹部の代わりに、互いに補完する複数の係止または係合手段５２，５４が設けられている。複数の係止手段５２，５４の各々は、交互に形成された１列の凸部５２ａ，５４ａおよび凹部５２ｂ，５４ｂを有する。これらは相互に補完して相互係止し、図８に示すような１列のあり継ぎ５６を形成して第２の部品と第３の部品とを一体に固定する。

第２および第３の部品の相互係合手段または係止手段の形態とは別に、油圧作動型ピストン／シリンダ手段を備えた第２実施形態のシェル組立体の残部の構造は、図１および図２に示した実施形態と本質的に同じであり、従って第２実施形態の図面には示されていない。また、この第２実施形態には、第１実施形態における部品４，６に関連する油圧作動型ジャッキ手段と同じジャッキ手段が設けられており、これらは図５にはボックス１２４で概略的に示されている。

シェル組立体の第２実施形態は、第１実施形態と同じ態様でパイプラインに取付けられる。また、第２および第３の部品をこれらの最終係止位置に移動させる遠隔操作も、第１実施形態に使用した遠隔操作と同じである。凸部５２ａ，５４ａおよび凹部５２ｂ，５４ｂは、第２および第３の部品がひとたびこれらの最終休止位置に一体的に確実に係止されると、第２および第３の部品を一層強く締結または係止すべく機能するように設計されかつ寸法決めされると理解すべきである。

第２および第３の部品がこれらの完全相互係止位置よりほぼ内方の位置から相互係止位置すなわち相互係合位置へと外方に移動されるときに、凹部５４ｂ，５２ｂ内への凸部５２ａ，５４ａの移動を容易にするため、凹部５２ｂ，５４ｂの後壁は、凸部５４ａ、５２ａの前縁部５７が凹部５２ｂ，５４ｂ内に入ることを容易にするカットアウトされた面取り状部分５５を有している。

上述の実施形態には示されていないが、シェル組立体の第１の部品２には、例えばＹ型分岐部材、Ｔ型部材またはＫ型部材を設け、これにより分岐パイプラインをＴ型部材を介してパイプラインに結合すること、またはパイプラインへのアクセスを、Ｙ型、Ｋ型またはＴ型分岐部材のアクセスのための脚部（単一または複数）を介して行なうことを考えることもできる。このようにして、シェル組立体の分岐部材、Ｙ型部材、Ｔ型部材またはＫ型部材は、パイプラインの内部に選択的にアクセスできるように、当業者に知られた態様で設計及び構成することができる。いずれの場合にも、通常、シェル組立体の第１の部品と、分岐部材またはＴ型部材の開口の回りのパイプラインとの間に適当な環状シールを設けることができる。

あり継ぎ状の交互の凸部５２ａ，５４ａおよび凹部５２ｂ，５４ｂのテーパ状側壁の対向面すなわち係合面は、図面では凸部／凹部の全深さに亘って平面的に示されているが、このような係合面は互いに補完する非平面的輪郭に形成することにより、係止手段５２，５４が相互係合してこれらの最終相互係止位置へと移動し始めるときに、第２および第３の部品の相互心出しを容易にするように構成できる。

また、当業者ならば、シェル組立体がパイプライン上の所定位置に配置されたときに、パイプライン５０とシェル組立体との間に環状空間が生じないようにするシーリング手段を設けることができることは明らかである。シェル組立体の入口（図示せず）を通してグラウトが環状空間内に導入されるとき、シーリング手段は、環状空間からのグラウトの漏出を実質的に防止する。グラウトは硬化して、組立体をパイプライン上の所定位置に接合し、これにより構造的一体性が高められる。
本発明によるシェル組立体は水中または海底での使用に特に適しているが、陸上で行なわれる作業に使用することも考えられる。

パイプラインに取付けられた本発明によるシェル組立体の一実施形態をその一端から見た概略図である。 図１の矢印Ａの方向から見た、シェル組立体の両端位置を示す図面であり、中央部と第２および第３の弧状部品は省略されている。 第２および第３の弧状部品が、これらの係止手段が係合される直前のそれぞれの位置に枢動されたところを示す部分端面図である。 図３と同様な部分端面図であり、第２および第３の弧状部品の係止手段が完全係合したところを示すものである。 本発明によるシェル組立体の他の実施形態の一端を示す概略図であり、油圧作動手段は省略されている。 図５の実施形態の第２および第３の弧状部品のあり継ぎ状係止手段を示す斜視図であり、シェル組立体の残部は省略されている。 第２および第３の弧状部品を示す他の斜視図である。 第２および第３の弧状部品の他の斜視図であり、完全に係合した両弧状部品の互いに補完するあり継ぎ状係止手段を示すものである。

符号の説明

１ シェル組立体
２ 第１の弧状部品
４ 第２の弧状部品
６ 第３の弧状部品
２０，１２８ 油圧作動手段
４１ フック
４３ 凹状領域
５０ パイプライン
５２，５４ 係止／係合手段
５２ａ，５４ａ 凸部
５２ｂ，５４ｂ 凹部

Claims (15)

1. 管状部材に固定するシェル組立体であって、
   上記管状部材上に配置される第１の部品と、この第１の部品の両側にそれぞれ移動可能に連結された第２および第３の部品と、を有し、
   第２および第３の部品の各々が係止または係合手段を備え、この一方の部品の係止または係合手段が他方の部品の係止または係合手段を補完し、第２および第３の部品を、補完手段が相互係合して第２および第３の部品が一体に係止または固定されるそれぞれの位置に移動させる遠隔操作可能な手段を更に有することを特徴とするシェル組立体。
2. 上記第２および第３の部品は、それぞれのヒンジまたは枢動連結具を介して第１の部品に可動連結されており、第２および第３の部品は、上記ヒンジまたは枢動連結具の回りで、それぞれの相互係止位置または相互係合位置へと遠隔操作により移動される請求項１記載のシェル組立体。
3. 上記遠隔操作可能な手段は、第１の部品に対して第２および第３の部品をこれらの相互係止位置へと移動させる枢動手段を介して作用する油圧作動手段を有する請求項１または２記載のシェル組立体。
4. 上記第２および第３の部品は、これらが相互係止位置または相互係合位置にあるときの第２および第３の部品の位置よりほぼ内方の位置に移動できるように作動され、その後、この位置から第２および第３の部品の相互係止位置または相互係合位置へと外方に移動される請求項１〜３のいずれか１項に記載のシェル組立体。
5. 上記第２および第３の部品がこれらのそれぞれの相互係止位置または相互係合位置にあるときに、シェル組立体の内側断面形状はほぼ円形である請求項１〜４のいずれか１項に記載のシェル組立体。
6. 上記第２および第３の部品の各々が、他方の係止または係合手段を補完する複数の係止または係合手段を有している請求項１〜５のいずれか１項に記載のシェル組立体。
7. 上記第２および第３の部品の各々が、他方の部品の補完凹部および凸部を相互係止して、第２および第３の部品を一体に固定する１列のあり継ぎを形成する１列の凸部および凹部を有していることを特徴とする請求項６記載のシェル組立体。
8. 上記油圧作動型ジャッキ手段は、第２および第３の部品がこれらの相互係合位置にあってシェル組立体がパイプラインに取付けられたときに、パイプラインから第２および第３の部品を隔てるのに使用される請求項１〜７のいずれか１項記載のシェル組立体。
9. 上記ジャッキ手段は、第２および第３の部品の各々の孔内に摺動可能に取付けられたジャッキ部材と、第２および第３の部品に対して関連するジャッキ部材の後方に取付けられたそれぞれの圧力付与手段と、を有し、この圧力付与手段は、油圧を受けると、第２および第３の部品がパイプラインから間隔を隔てる位置へと、ジャッキ部材をパイプラインに向かって押圧させる請求項８記載のシェル組立体。
10. 上記ジャッキ部材は、第２および第３の部品に固定されたボス等内で摺動可能に取付けられ、圧力付与部材も上記ボス等内で摺動可能に取付けられている請求項９記載のシェル組立体。
11. 上記パイプラインとジャッキ部材との間には、ジャッキ部材が第２および第３の部品をパイプラインから間隔を隔てた所定位置にあるときに、与えられた荷重を分散させるための１つ以上の荷重支持部材が配置されている請求項９または１０記載のシェル組立体。
12. 上記荷重支持部材は、ジャッキ部材に設けられた拡大足の形態をなしている請求項１１記載のシェル組立体。
13. 上記拡大足の表面は、パイプラインの輪郭にほぼ一致する請求項１２記載のシェル組立体。
14. 上記荷重支持部材は、所定位置でパイプラインに固定され、これによりジャッキ部材と係合または接触する請求項１１記載のシェル組立体。
15. 添付図面の図１〜図４を参照して、または図５〜図８により変更された図１〜図４を参照して明細書で説明したものと実質的に同じであることを特徴とするシェル組立体。

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