JP4876071B2 - 供給管 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、海面と海底、特に深海での海底に配置される装置との間で、流体と、電流／電気信号とを伝達する供給管に関するものであり、多数の管及び束になるように集められた導電体／電線と、上記管及び導電体／電線の周囲及び間の少なくとも一部に配置される充填材と、上記管、導電体／電線、及び充填材を囲む保護用の被覆とを含んでいる。

このタイプの供給管は、海底の装置と海面の装置との間で、圧力のある液体、化学物質、流体、電気または光信号、及び電力を輸送することができるような構造として組立てられている。このような供給管の初期の型は、ＷＯ９３／１７１７６から知られている。このような供給管の典型的なものでは、輸送での負荷の大部分は、中心に配置されている鋼管の実質的な断面積にかかっている。従来技術のさらに別の例としては、英国公開特許公報ＧＢ２３２６１７７Ａと、英国公開特許公報ＧＢ２３２６７５８Ａとに開示されている。その全てを本発明が譲り受けている。

電力供給管に関連する国際特許申請ＰＣＴ／ＮＯ０５／００２１５は、同時に提出されている。

上述した重い鋼管の部分は、それら自体の重量のために上記供給管の実質的な重量を占めている。上記の管は、それらが負荷伝達要素として作用するためにそのような大きな断面積が必要なのであって、輸送される媒体が必要としているわけではない。それ故、従来の構造を備える供給管を用いることのできる海の深さは、制限されている。

鋼鉄製のロープは、負荷伝達要素として用いられることが可能であることがすぐにわかる。しかしながら、このことは考えうる範囲での問題を解決することにはならない。鋼鉄製のロープはまた、重い管との組み合わせによって実質的に重量を占めることになり、これらは供給管に生じるストレスに対して効果を達成する前にそれ自体の重量のためにちぎれてしまい、大深度に届かない。

多くの成果と蓄積は、どのようにしてこの供給管を現実の深い深度の海底、例えば２５００メートルかそれ以上深い海底に下ろして用いることを可能とするかという解決策を見つけるために用いられてきた。

これは、現在では、本発明から派生した技術、すなわち、浮遊プラットフォームのテンションレッグを用いる方法を組み合わせることにより解決している。例については、ＷＯ０２／０５７５６０Ａ１を参照するとよい。

それ故、本発明では、前置きとして述べた種類の供給管が、分散された負荷伝達要素を含み、上記負荷伝達要素が軽量な複合材料のロッドであることを特徴としている。上記の軽量な複合材料のロッドは、強化繊維が埋め込まれたカーボンロッドであることが好ましい。上記のロッドは、束として集合しているか、個々に用いられていてもよく、それらの組み合わせとして用いられていても良い。

複合材料は、鋼鉄とほぼ同じ負荷伝達容量を持つと同時に、その重量が鋼鉄より約１０％低減されているといった優れた特性を有している。従って負荷伝達要素は、実質的に供給管全体の重量には寄与せず、その結果として供給管を深海で用いることを選択することができる。供給管は、深くなるほど重量低減を可能にする。複合材料の典型的な例としては、強化繊維が埋め込まれているカーボンロッドがある。

一実施形態として、上記充填材、上記管、及び導電体／電線は、供給管の長手方向の軸について、螺旋または渦巻きの形状で配置されていても良い。

第２の実施形態として、上記充填材、上記管、及び導電体／電線は、本質的にねじれまたは渦巻き構造がない実質的に直線の形状で配置されていても良い。

上記負荷伝達要素は、ねじれた、または渦巻き構造の束として集められていても良く、上記束が上記供給管内部のコアの要素として中心に配置されていてもよい。

代わりとして、上記供給管の上記負荷伝達要素は、上記供給管の長手方向の軸に関して周辺に多数の束として分布するように配置されていても良い。

代わりとして、上記供給管は、その全ての範囲またはある区間で上記供給管に質量／重量を与えるために、さらに重量要素を含んでも良い。

上記充填材、上記管、及び上記導電体／電線は、半径方向において複数の層に配置されても良い。

一実施形態として、上記負荷伝達要素は、横断面において単一のロッドとして分布していても良く、いくつかは、束として集められることなくできる限りお互いに隣接して配置されていても良い。

たとえ厳密に必要性が無くとも、好ましい実施の形態としては、上記充填材は、細長い水路の要素を形成しており、それらは各々の管及びケーブルの位置を保つために、少なくとも一部が各々の管及びケーブルを囲んでいる。

他の、及びさらに別の目的、特徴、及び有利な効果は、以下に示すさらなる発明の実施の形態の記述、即ち上記目的の記述、及び付属する図面の記述とによって明らかになるであろう。

図１は、負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管の第１の実施形態の横断面図である。

図２は、本発明の供給管の第２の実施形態の横断面図である。

図３は、複数の負荷伝達要素が周辺に配置されている本発明の供給管の他の実施形態の横断面図である。

図４は、負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管の他の実施形態の横断面図である。

図５は、負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管のさらに別の実施形態の横断面図である。

図６は、負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管のさらに別の実施形態の横断面図である。

図７は、負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管のさらに別の実施形態の横断面図である。

図８は、特徴的な細長い水路の要素を備えていない本発明の供給管の変形例の横断面図である。

図９は、個々のロッドによって構成される負荷伝達要素が束として集められていない本発明の供給管の変形例の横断面図である。

図１〜図９に示す上記供給管の横断面では、図示されていない２つの変形例が可能であると理解されるべきである。すなわち、１つは、上記供給管の個々の要素が上記供給管の長手方向の軸に関して、ある据え付ける間隔を備えるように配置されている変形例であり、１つは、上記の個々の要素が上記供給管の長手方向の軸に実質的に平行な直線の上にさらに沢山、または少なく配置されている変形例である。従来の供給管の詳細な構造と、参考となる製造方法とに関しては、前述した刊行物ＷＯ９３／１７１７６に記載されている。

図１による上記供給管は、基本的に下記の要素、即ち複合材料のロッド７’の束からなる負荷伝達要素７と、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の内部の水路要素３’と、導電体／電線６・６’と、一般的に鋼鉄で形成される流体管４・４’と、重量要素８または例えば鋼のロープの形状のさらなる強度要素８と、例えばポリエチレン（ＰＥ）の外側の被覆１とで構成されている。符号９’は、負荷伝達要素７の周囲に配置するゴム製の被覆のような摩擦材料であっても良い。符号９は、図３に示されるような流体管４・４’よりも大きな直径を有する管であっても良い。符号１０は、水路要素３’と異なる充填物質を表しており、泡状の物質あるいは類似の物質であってもよい。実施形態では、ロッド７’は強化繊維が埋め込まれているカーボンロッドである。上記ロッドの直径は、大きさ６ミリメートルであるが、この大きさはなんら限定されるものではない。

図２〜図６による上記供給管は、基本的に下記の要素、即ち複合材料のロッド７’の束からなる負荷伝達要素７と、内部の水路要素３’と、中間にある水路要素３と、外部の水路要素２と、導電体／電線６・６’と、一般的に鋼鉄で形成される流体管４・４’と、重量要素８または例えば鋼のロープの形状のさらなる強度要素８と、外側の被覆１とで構成されている。符号９’は、負荷伝達要素７の周囲に配置するゴム製の被覆のような摩擦材料であっても良い。

これらの要素は、上記の図のほとんどで繰り返し見つけることができ、各々の図において同一の符号で示されている。しかし、図４及び図５では、重量要素／強化要素８は取り除かれており、ＰＶＣプロファイル８’と取り替えられている。図６では、１つの単一重量要素８である。

図７は、横断面の範囲が幾分小さいが、１つの単一負荷伝達要素７の周りの中心に集められている流体管４のセットを備えており、単一のロッドが流体管４の周りに分散して形成している多数の負荷伝達要素７を備えている変形例を特に示している。上記単一のロッドの間に重量要素８が配置されていても良いが、ここでは一般的な鉛製のロッド８’’が配置されている。この変形例では、さらに導電体／電線６・６’と、流体管の外側のセット４’と、水路要素２・３と、外側の被覆１とを備えている。上記は、必要とするスペースが少ないコンパクトな供給管を提供する。

図８は、水路要素が用いられておらず、泡状の物質などの充填物質１０が用いられている供給管の別の特別な変形例を示す。その他の面では、上記のような要素を備えているが、横断面では異なって配置されている。

図９は、顕著に異なる横断面を備える供給管の変形例を特に示している。上記横断面は、幾つかのより大きな流体管４’と、幾つかのより小さな流体管４と、幾つかのより小さな導電体／電線６と、個々はロッド７’の形状であるがロッドは束になっていない多数の負荷伝達要素７とを備えている。その上、上記供給管の中央部全体に伸長する水路要素２・３・３’を備えており、外側の被覆１を備えている。上記は、製造がより容易であり、製造コストがより安価である供給管を提供する。

負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管の第１の実施形態の横断面図である。 本発明の供給管の第２の実施形態の横断面図である。 複数の負荷伝達要素が周辺に配置されている本発明の供給管の他の実施形態の横断面図である。 負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管の他の実施形態の横断面図である。 負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管のさらに別の実施形態の横断面図である。 負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管のさらに別の実施形態の横断面図である。 負荷伝達要素が中心に配置されている本発明の供給管のさらに別の実施形態の横断面図である。 特徴的な細長い水路の要素を備えていない本発明の供給管の変形例の横断面図である。 個々のロッドによって構成される負荷伝達要素が束として集められていない本発明の供給管の変形例の横断面図である。

Claims (10)

1. 海面と、海底に配置される装置との間で、流体と、電流／電気信号とを伝達する供給管が、鋼鉄で形成される多数の管（４、４’）及び束として集められている導電体／電線（６、６’）と、上記管（４、４’）及び導電体／電線（６、６’）の周囲を少なくとも部分的に覆うか、それらの間に配置される充填材（１０、２、３、３’）と、上記管、導電体／電線、及び充填材を囲む保護用の被覆（１）とを備えており、
   上記供給管が分散された負荷伝達要素（７）を備えており、
   上記負荷伝達要素（７）が軽量の複合材料のロッド（７’）であり、
   上記充填材（１０、２、３、３’）、上記管（４、４’）、及び導電体／電線（６、６’）は、上記供給管の長手方向に関して螺旋形状に配置されていることを特徴とする供給管。
2. 上記軽量の複合材料のロッド（７’）は、強化繊維が埋め込まれているカーボンロッドであることを特徴とする請求項１に記載の供給管。
3. 上記供給管の上記負荷伝達要素（７）は、渦巻き構造の束として集められ、上記供給管内部のコアの要素として中心に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の供給管。
4. 上記供給管の上記負荷伝達要素（７）は、上記供給管の長手方向に関して周辺に多数の束として分布するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の供給管。
5. 上記供給管は、上記供給管に質量／重量を与えるために、重量要素（８）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の供給管。
6. 上記充填材、上記管、及び導電体／電線は、半径方向において複数の層に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の供給管。
7. 上記負荷伝達要素（７）は、横断面において分布している個別のロッド（７’）であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の供給管。
8. 上記充填材は、細長い水路の要素を形成しており、それらは各々の管及び導電体／電線の位置を保つために、少なくとも一部が各々の管及び導電体／電線を囲んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の供給管。
9. 上記管（４、４’）及び導電体／電線（６、６’）は、上記供給管の長手方向の軸を中心とする同心円状に並べて配置され、上記管（４、４’）及び導電体／電線（６、６’）をそれぞれ含む２つの層構造を形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の供給管。
10. 上記充填材は、上記供給管の長手方向の軸を中心とする円形状に並べて配置された、上記管（４、４’）、上記導電体／電線（６、６’）、および上記供給管に質量／重量を与えるための重量要素（８）を含む環状の層を形成することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の供給管。

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