NO328990B1 - Flerrors fleksibel rorledning med hoy kompresjonsmotstand - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fleksibel rørledning for å forbinde f.eks. et undervanns oljebrønnhode med et undervanns eller flytende oljeproduksjonsanlegg.

Et undervanns oljebrønnhode forbindes vanligvis med et undervanns eller flytende oljeproduksjonsanlegg via flere rørledninger, omfattende: et produksjonsrør bestående av et fleksibelt rør for å

transportere de flytende hydrokarboner;

en hjelpeledning bestående av et eller flere fleksible rør, for transport av gassformede hydrokarboner etter avgassing, eller av komprimert gass for å presse opp flytende hydrokarboner;

en styrenavlestreng omfattende et eller flere kompre-sjonefølsomme hydrauliske rør og/eller elektriske og/eller optiske kabler for overføring av kraft og/eller informasjon.

De fleksible rør som brukes for å betjene produksjons- og hjelpeledninger, har en høy mekanisk styrke, og spesielt en høy resistans mot internt trykk, en høy strekkfasthet og en høy kompresjonsmotstand, og legges vanligvis ved hjelp av forspenningsanordninger som omfatter beltespor utstyrt med puter som griper røret, og som beveger seg translasjonelt langs en gitt bane for å trekke røret med seg.

Strekkbelastningen som overføres av disse beltespor-forspenningsanordninger til et fleksibelt rør, kan være betraktelige når røret legges i store dybder, og kompre-sjonskraften som utøves på røret av putene må være tilstrekkelig høy for å unngå at røret sklir i forhold til putene.

På grunn av at det foreligger kompresjonsfølsomme rør deri, har styrenavlestrengene en lavere resistans mot kompre-sjonsbelastning enn de fleksible rør som tjener som produksjons- eller hjelpeledninger, og de kan derfor ikke legges ved hjelp av beltespor-forspenningsanordninger.

Navlestrengene legges vanligvis ved hjelp av vinsjer, idet strekkbelastningen overføres av minst ett metallarmerings-skikt plassert i rørets ytre mantel.

Videre har de elektriske og/eller optiske ledninger som foreligger i navlestrengene, en lav strekkfasthet.

Strekkbelastningen som de forskjellige skikt av en kabel-bunt kan underkastes ved bøyning, øker idet en beveger seg bort fra midtaksen (eller nullfiberen).

Det foretrekkes derfor å plassere de elektriske og/eller optiske kabler av en styrenavlestreng så nær midtaksen som mulig. Hvis styrenavlestrengen har et midtrør, kan dettes diameter ikke overskride et visst mål, for å unngå at de elektriske og/eller optiske kabler som er viklet rundt røret, underkastes altfor høye belastninger, som eventuelt ville ødelegge dem.

I praksis overskrider navlestrengers ytre diameter derfor ikke 200 mm.

Tendensen idag er å øke antallet undervanns brønnhoder som er forbundet med et enkelt produksjonsanlegg.

Under Offshore Technology Conference i Houston, Texas i 1987 foreslo foreliggende søker å forenkle leggingen og håndteringen av produksjons- og hjelpeledninger og styrenavlestrenger ved å slå dem sammen til flerrørs-rørlednin-ger, som er mer kompakte og enklere å håndtere og legge.

Disse flerrørs-rørledninger må imidlertid:

motstå meget høye strekkbelastninger hvis de skal leg ges i en stor dybde;

motstå kompresjonsbelastningene som genereres ved be-røring med en krummet understøttelse, eller når de føres mellom putene på beltesporet av en legge- eller håndteringsanordning; og

ha en tilstrekkelig høy fleksibilitet for å motstå de kombinerte mekaniske bøye- og strekkbelastninger som skyldes dønninger.

Rørledningene som ble beskrevet under den ovennevnte konfe-ranse, og som omfatter kompresjonsfølsomme perifere rør, har ikke evnen til å stå imot en føring gjennom forspenningsanordninger med beltespor.

o

Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er en ny flerrørs fleksibel rørledning som gjør det mulig å forenkle leggingen og hånteringen, av en type omfattende et fleksibelt midtelement med høy strekkfasthet og høy kompresjonsfasthet og et flertall perifere rør som er viklet rundt det fleksible midtelement i minst ett lag i ringrommet mellom det fleksible midtelement og en mantel, idet minst ett av de perifere rør er et kompresjons- og/eller strekkfølsomt rør.

Det fleksible midtelement er vanligvis en fleksibel rør-formet ledning av den type som brukes som produksjons-ledninger, og fremstilles i store lengder av søkeren.

I en variant omfatter det fleksible midtelement en sammen-stilling av flere fleksible rørformede ledninger, eller består av en kabel.

Ifølge oppfinnelsen omfatter flerrørs-rørledningen minst ett fleksibelt kompresjonsbelastningsoverførende element hosliggende det minst ene kompresjons- og/eller strekkføl-somme perifere rør, og anordnet i ringrommet som ligger mellom det fleksible midtelement og mantelen.

Oppfinnelsen gjør det mulig å forene en produksjonsledning og/eller en hjelpeledning og/eller en kabel på den ene side, og en styrenavlestreng på den andre side, i en enkelt flerrørs-rørledning.

Denne rørledning kan installeres ved hjelp av en legge-anordning av den type som vanligvis brukes for å legge fleksible rør med høy styrke, såsom rør som tjener som produksjons- eller hjelpeledninger, spesielt en beltespor-forspenningsanordning.

Ifølge et spesielt fordelaktig trekk av oppfinnelsen omfatter f lerrørs-rørledningen dessuten en gl ideano retning som tillater en aksialbevegelse av det kompresjons- og/eller strekkfølsomme rør i forhold til det hosliggende fleksible kompresjonsbelastningsoverførende element.

Begrepet "rør" kan her generelt bety både et væske- eller gassrør og en kraft- eller optisk kabel.

I praksis er det kraftkablene eller de optiske kabler som har den laveste strekkfasthet, og problemet med strekkfastheten er dermed mest kritisk for disse kabler, idet en for sterk strekkbelastning eventuelt kan ødelegge en kabel.

I en utførelse av oppfinnelsen omfatter glideanordningen et mellomrom mellom det minst ene kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør og det hosliggende fleksible kompresjonsbelastningsoverførende element.

Dette mellomrom j oppfyller fortrinnsvis forholdet:

og foretrukket forholdet:

hvor d betyr den ytre diameter av det kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør.

I en utførelse av oppfinnelsen oppfyller rørledningen forholdet 2E > c > 0,6E, og fortrinnsvis forholdet 1,6E > c > 0,8E, hvor c betyr bredden av det kompresjons-belastningsoverførende element, målt ved den midtre tykkelse av ringrommet, og E betyr tykkelsen av ringrommet.

I en utførelse av oppfinnelsen omfatter rørledningen minst to hosliggende kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør, og den omfatter et kompresjonsbelastningsoverførende element mellom de to hosliggende perifere rør, hvis bredde c oppfyller forholdet c > 0,6E, og fortrinnsvis forholdet c > 0,8E, hvor E betyr tykkelsen av ringrommet, idet bredden c måles ved den midtre tykkelse av ringrommet.

Andre kjennetegn og fordeler forbundet med foreliggende oppfinnelse vil fremgå ved lesing av den følgende detaljer-te beskrivelse av ikke-begrensende illustrative utførelser av oppfinnelsen og ved betraktning av de vedlagte tegnin-ger, hvor: Figur 1 er et skjematisk tverrsnitt gjennom en fleksibel flerrørs-rørledning ifølge en første illustrativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 2 er et riss i større målestokk, som viser en detalj fra figur 1; Figur 3 er et perspektivriss med delvis utskårne partier, av den fleksible rørledning som vises på figurene 1 og 2; Figur 4 er et skjematisk tverrsnitt gjennom en fleksibel rørledning ifølge en andre illustrativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 5 er et perspektivriss med delvis utskårne partier, av den fleksible rørledning som vises på figur 4; Figurene 6 til 9 illustrerer forskjellige konfigurasjoner av viklingen i partier av spiraler av "S-Zn<->typen; Figur 10 er et delvis tverrsnitt som viser en detalj av konstruksjonen av en fleksibel rørledning ifølge en tredje illustrativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 11 er et lignende riss som figur 10, og viser en detalj av konstruksjonen av en fleksibel rørledning ifølge en fjerde illustrativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 12 er et delvis tverrsnitt gjennom en fleksibel rør-ledning ifølge en femte illustrativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 13 er et tverrsnitt gjennom en fleksibel rørledning ifølge en sjette illustrativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 14 er et tverrsnitt gjennom en fleksibel rørledning ifølge en syvende illustrativ utførelse av oppfinnelsen; og Figur 15 er et tverrsnitt gjennom et kompresjonsbelast-ningsoverførende element som brukes i rørledningen som vises på figur 14. Figur 1 viser et skjematisk tverrsnitt gjennom en fleksibel rørledning 1 ifølge en første illustrativ utførelse av oppfinnelsen.

Denne fleksible rørledning 1 omfatter et fleksibelt midtelement bestående av en rørformet midtledning 2 som har høy strekkfasthet og høy kompresjonsfasthet, og som i den beskrevne utførelse tjener som produksjonsrør, en mantel 8 bestående av et termoplastisk skall, og et flertall perifere rør 3, elektriske kabler 4 og kompresjonsbelastnings-overførende elementer 5 som er anordnet i et lag i ringrommet mellom mantelen 8 og midtrøret 2.

I en variant av dette kan midtrøret 2 tjene som hjelpeledning og være oppdelt i flere mindre rør, hvis sammensetning omfatter en midtkjerne med høy strekkfasthet og høy kompresjonsfasthet.

I den foreliggende utførelse er midtrøret 2 av en type som

i og for seg er kjent for transport av hydrokarboner og/eller gass, og omfatter et eller flere kompresjonsresis-tente skikt, et eller flere indre polymertetningsskikt som hvor passende har varmeisolasjonsegenskaper, et eller flere skikt av armeringstråder, generelt fremstilt av metall, viklet som en spiral i form av skikt som krysser hverandre,^ hvilken armering gir strekkfastheten, og et ytre polymer-beskyttelsesskikt. Rør av denne type fremstilles av søkeren i store lengder. Deres ytre diameter er vanligvis over 100 mm.

I foreliggendé utførelse har midtrøret 2 og mantelen 8 fel-les midtpunkt, og har hver et sirkulært tverrsnitt.

I utførelsen som beskrives under henvisning til figur 1, er de perifere rør 3 og de elektriske kabler 4 angulært for-delt rundt midtaksen X av rørledningen 1, og de har lik ytre diameter.

De perifere rør 3, som det i foreliggende utførelse finnes åtte av, er hydrauliske rør som er følsomme for kompresjon, og som i mindre grad også er følsomme for strekk.

Deres ytre diameter mens de ikke er i bruk, er maksimalt lik radialmålet E av ringrommet som ligger mellom den indre flate av mantelen 8 og den ytre flate av midtrøret 2.

Når d betyr den ytre diameter av det største perifere rør, da oppfyller radialmålet eller tykkelsen E av ringrommet generelt fortrinnsvis forholdene:

Som vist på figur 3, er de perifere rør i den foreliggende utførelse viklet i en spiral rundt midtrøret 2, med en konstant spiralvinkel som ligger mellom 10° og 30°, og som fortrinnsvis er lik 15°.

De fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer 5 er hver anordnet som vist på figurene, mellom to perifere rør 3 eller mellom en elektrisk kabel 4 og det hosliggende perifere rør 3.

I den foreliggende illustrative utførelse består de fleksible kompres jonsbelastningsoverf ørende elementer 5 hver av en profil som fremstilles ved å ekstrudere plast hvis Shore-hårdhet D er større enn eller lik 30, og med fordel er større enn eller lik 50.

Ved betraktning av figurene 1 til 3 blir det tydlig at hvert fleksible element 5 ved hjelp av sine radialt indre og radialt ytre flater, som er omdreinings syl indre rundt midtaksen X, hovedsaklig er tilpasset formen av den ytre flate av midtrøret 2 hhv. formen av den indre flate av mantelen 8. Hvert fleksible element 5 er dessuten ved hjelp av sine laterale flater hovedsaklig tilpasset de sylindriske aksisymmetriske former av de hosliggende perifere rør 3 eller 4.

De fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer 5 kan være fremstilt av høy- eller lavtetthets polyetylen, av polyamid, av polypropylen, av PVC, av polyuretan, idet disse polymerer valgfritt kan være forsterket ved at de er fylt med fibre, såsom glassfibre, eller av et syntaktisk skum.

I den illustrative utførelse som beskrives under henvisning til og som vises på figur 3, er de fleksible kompresjons-belastningsoverf ørende elementer 5 på sine sidevegger utstyrt med hakk 10, som med fordel er anordnet forskjøvet i forhold til hverandre, og som skal øke bøyedeformerbar-heten.

Når rørledningen 1 på sin ytre flate belastes med kompressive krefter som hovedsaklig er rettet radialt innover, og som f.eks. utøves av putene av en beltespor-forspennings-anordning, overføres disse kompressive krefter via de fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer 5 til midtrøret 2.

Dermed overføres klemmebelastninger som utøves av putene på beltespor-forspenningsanordningen, til midtrøret 2, og dette rør bærer nesten all strekkraften som overføres til rørledningen 1 av putene på beltespor-forspenningsanordningen, via de fleksible elementer 5 og mantelen 8.

Midtrøret 2 tar dermed opp hovedparten av strekkbelastningen som rørledningen 1 underkastes.

Vanligvis tar midtrøret opp minst 75% av strekkbelastningen som utøves på rørledningen 1, eller t.o.m. minst 80-90% av denne belastning.

Dermed kan mantelen 8 med fordel bestå av et skall som ikke har noen spesielt høy strekkfasthet, f.eks. et skall fremstilt av en polymer såsom lavtetthets polyetylen eller et polyamid.

Fordi strekkbelastningen tas opp av midtrøret 2, belastes de perifere rør 3 eller 4 praktisk talt ikke med strekkbelastning.

I den illustrative utførelse som beskrives under henvisning til figurene 1 til 3, er de kompresjonsbelastningsoverfø-rende elementer 5 hule inni for å spare materiale, idet de har indre hulrom 9 med rundt tverrsnitt.

Det foretrekkes å bruke en konfigurasjon hvor et enkelt fleksibelt element 5, gjennom hvilken det strekker seg et indre hulrom 9, er anordnet mellom to hosliggende kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør, når avstanden m mellom de hosliggende perifere rør er større enn eller lik den største diameter d av de sistnevnte rør og mindre enn eller lik 2 ganger tykkelsen E av ringrommet mellom den ytre flate av midtrøret 2 og den indre flate av mantelen 8.

Når avstanden m mellom de hosliggende perifere rør er mindre enn eller lik den største ytre diameter av rørene, har det fleksible element 5 fortrinnsvis intet indre hulrom 9.

Når avstanden m mellom de hosliggende perifere rør er større enn eller lik 2 ganger tykkelsen E av ringrommet, foretrekkes det å plassere minst to fleksible kompresjons-belastningsoverførende elementer 5a mellom de perifere rør, slik det skal beskrives i det følgende under henvisning til

Figurene 4, 5, 10 og 11.

Avstanden m mellom to perifere rør er med fordel større enn eller lik 0,7 ganger tykkelsen E.

I utførelsen som beskrives under henvisning til figurene 1 til 3, er avstanden m omtrent lik E.

Fortrinnsvis bør man være nøye med å sikre at omkretsmålet c eller bredden av hvert fleksible element 5, målt ved den midtre tykkelse av ringrommet E, tilfredsstiller forholdet:

Med fordel er avstanden fra de indre hulrom 9 til et hosliggende perifert rør 3 eller 4 større enn 0,3 ganger, og fortrinnsvis 0,5 ganger tykkelsen E, og radialmålet h av de indre hulrom 9 er fortrinnsvis mindre enn 0,8 ganger tykkelsen E.

I den illustrative utførelse som vises på figurene 1 til 3, består hvert fleksible kompres jonsbelastningsoverf ørende element 5 av en profil som er viklet i form av en kontinu-erlig spiral rundt midtrøret 2, og har laterale flater med sirkelbueformet tverrsnitt, idet disse flater er utformet således at de hovedsaklig er tilpasset formen av den ytre flate av de hosliggende perifere rør, mens det er sørget for et ringformet mellomrom j mellom disse rør og flater.

I en variant av dette kan de fleksible kompresjonsbelast-ningsoverførende elementer 5 ekstruderes i form av en enkelt materialblokk rundt de kompresjons- og/eller strekk-følsomme perifere rør, idet disse rør på forhånd er blitt bestrøket med et smøremiddel for å tillate en aksial glidning mellom de fleksible kompres jonsbelastningsoverf ørende elementer 5 og de perifere rør når rørledningen bøyes, slik det skal beskrives i det følgende.

Det ringformede hulrom j tillater en aksial glidning av de kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør i forhold til de hosliggende fleksible kompresjonsbelastningsoverfø-rende elementer 5, og utgjør dermed en glideanordning som når rørledningen 1 bøyes, forebygger dannelsen av høye strekkspenninger som forårsakes av friksjonsvirkninger mellom de perifere rør og de kompres jonsbelastningsoverf ørende elementer 5 i de partier av de perifere rør som befinner seg i det parti av rørledningen som er plassert på den radialt ytre side i forhold til den konkave side av den bøyde rørledning 1, og forebygger dermed at de kompresjons-og/eller strekkfølsomme perifere rør skades.

Det er ønskelig at mellomrommet j mellom et kompresjons - og/eller strekkfølsomt perifert rør som har den ytre diameter d, og det hosliggende belastningsoverførende element 5 oppfyller forholdene: og med fordel

Det ligger naturligvis ikke utenfor rammen for oppfinnelsen å endre antallet perifere rør som foreligger i ringrommet mellom midtrøret 2 og mantelen 8, eller strukturen av mantelen.

I den illustrative utførelse som beskrives heri, fremstilles mantelen 8 ved å ekstrudere en plast.

Som variant kart mantelen 8 fremstilles ved hjelp av varme-krympende plaststrimmel som vikles rundt de perifere rør og rundt de fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer, eller ved hjelp av en klebrig strimmel, idet man imidlertid bør være nøye med å ikke forstyrre glidningen av de kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør i forhold til de fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer.

Den ytre radius r av midtelementet 2 er i den illustrative utførelse som beskrives under henvisning til figurene 1 til 3, større enn 50 mm, og kan være inntil eller over 100 mm.

Den ytre radius R av rørledningen 1 kan være inntil tre ganger radiusen r av det fleksible midtelement 2.

Figurene 4 og 5 viser en flerrørs fleksibel rørledning 1<1 >ifølge en andre illustrativ utførelse av oppfinnelsen. Denne rørledning 1<*> skiller seg fra den ovenfor beskrevne fleksible rørledning 1 spesielt i at de fleksible kompre-sjonsbelastningsoverførende elementer er mer tallrike.

Dette gjør det mulig med en jevnere fordeling av det laterale mellomrom i ringrommet som ligger mellom midtrøret 2 og den indre flate av mantelen 8.

Økningen av antallet kompres jonsbelastningsoverf ørende elementer ledsages av en nedsettelse av deres bredde c, og dermed oppnås en bedre torsjonsdeformerbarhet av hvert av de fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer.

I deriilf ore liggende illustrative utførelse adskilles to hosliggende perifere rør 3 av to fleksible kompresjons-belastningsoverførende elementer 5a, idet hvert element har et mellomrom j mellom seg og det hosliggende perifere rør som beskrevet ovenfor, og idet det også dannes et mellomrom w mellom elementene.

I den illustrative utførelse som vises på figurene 4 og 5 vikles de perifere rør og de fleksible kompresjonsbelast-ningsoverførende elementer 5a, idet disse sistnevnte består av profiler, rundt midtrøret 2 i spiralsegmenter med spiralvinkelreversjon av "S-Z"-typen.

Figurene 6 til 9 viser skjematisk prinsippet for en slik vikling.

Viklingen av "S-Z"-typen omfatter en rekke gjentatte enhe-ter med identisk vikling som gjentas periodisk, idet hver slik enhet på den ene side består av spiralviklede segmenter med en konstant spiralvinkel i positiv retning (Al, Bl; A'l, ,B'l) og av spiralviklede segmenter med en konstant spiralvinkel i negativ retning (B2, A2; B'2, A<1>2, ikke vist), og på den andre side av segmenter hvor viklingsretningen er den motsatte, hvilket gir en gradvis endring av viklingsretningen mellom segmentene med konstant spiralvinkel (Bl, B2; B'l, B'2).

Figurene 6 og 7 tilsvarer en vikling hvor det utføres noe mindre enn én omdreining i én retning, og deretter i den andre. Nærmere bestemt utføres viklingen mellom viklingsretnings-vendepunktene i de aksiale posisjoner xl og x2, i én retning over en vinkelavstand som er lik 320°, og mellom de aksiale posisjoner x2 og x3, utføres viklingen deretter i motsatt retning over den samme vinkelavstand.

Figurene 8 og 9 tilsvarer en vikling hvor hvert perifere rør eller fleksible element 5 er viklet i en fullstendig omdreining plus 320° i én viklingsretning mellom retnings-vekselpunktene i de aksiale posisjoner x<*>l og x<1>2, og deretter er viklet i en fullstendig omdreining plus 320° i den andre retning mellom punktene i de aksiale posisjoner x<1>2 og x<*>3 (idet denne vikling ikke illustreres på figurene).

En fullstendig syklisk gjentatt enhet vises på figurene 6 og 7 mellom de aksiale posisjoner xl og x3. På figurene 8 og 9 vises kun den første halvdel av en syklisk gjentatt enhet mellom de aksiale posisjoner x'l og x<1>2.

Viklingen av "S-Z"-typen er fordelaktig fordi maskinene for utføring derav er enklere en maskiner som brukes for å vikle en spiral med konstant stigning. Imidlertid har den den ulempe at det laterale mellomrom j ikke er konstant, idet dette har et maksimum (jmaks) ved punktene hvor viklingsretningen endres (hvilket tilsvarer de aksiale posisjoner x2 og x<1>2 i utførelsene som vises på figurene 6 til 9) og passerer minima (jmin) mellom disse punkter.

Hvis det er ønskelig å tillate en aksial glidning av de perifere rør i forhold til de fleksible kompresjonsbelast-ningsoverf ørende elementer, er det ønskelig at det alltid foreligger et minimalt mellomrom mellom de perifere rør og de fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer, uavhengig av den aktuelle aksiale posisjon på rørledningen. Dermed velges det minste mellomrom (jmin) således at det er større enn en gitt verdi. Oppfinnerne har overraskende fun-net at selv om mellomrommet holdt et visst minstemål,

forble det maksimale mellomrom (jmaks) fortsatt tilstrekke-

lig lite til at de kompresjonsbelastningsoverførende elementer kunne fortsette å oppfylle sin funksjon.

I den illustrative utførelse som vises på figurene 4 og 5, er viklingen utført i spiralsegmenter av "S-Z"-typen. Spiralvinkelen av spiralsegmentene er fortrinnsvis veksel-vis lik +15° og -15°. Vinkelbanen av hvert spiralavsnitt som ligger mellom to viklingsretnings-vendepunkter, er fortrinnsvis lik (N x 360°) - 40° ± 30°, og med fordel (N x 360°) - 40° ± 15°, idet N er et heltall som er større enn eller lik 1. Denne konfigurasjon har den fordel at strekkreftene som påføres de perifere rør av rørledningen når denne bøyes, utlignes overalt.

I en variant, og som ble beskrevet under henvisning til figur 3, kan de perifere rør vikles i spiralform (med konstant spiralvinkel) i ringrommet som ligger mellom midt-røret og mantelen.

I utførelsen med spiralvikling med konstant spiralvinkel, som tilsvarer den illustrative utførelse som vises på figurene 1 til 3, eller i utførelsen med vikling av «s-Zn<->typen, som tilsvarer den illustrative utførelse som vises på figurene 4 og 5, er det fordelaktig å bruke en klebrig strimmel som vikles rundt de perifere rør og rundt de fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer, for å holde dem i en egnet konsentrisk posisjon i forhold til midtrøret 2, og det er fordelaktig å plassere en strimmel som er fremstilt av et materiale som er kjent for sine ikke-klebende egenskaper, såsom polytetrafluoretylen eller "TERFANE11, mellom den klebrige strimmel og de perifere rør, for å tillate en aksial glidning av de perifere rør i forhold til de fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer.

Når et perifert rør, såsom f.eks. en kabel 4, har en ytre diameter d som er mindre enn radialmålet E av ringrommet mellom midtrøret 2 og den indre flate av mantelen 8, pias-seres kabelen 4 (eller i en variant, et rør 3) fortrinnsvis som vist på figur 10, i en fordypning 11 hvis åpning vender ut mot et midtrør 2.

I den illustrative utførelse som vises på figur 10, er fordypningen 11 utformet mellom to kompresjonsbelastningsover-førende elementer 5b, idet det blir igjen et lateralt mellomrom v mellom dem og et radialt mellomrom med kabelen 4 (eller i en variant, røret 3). Mellomrommet v er fortrinnsvis mindre enn halvparten så stort som mellomrommet p. 1 en variant hvor et kompresjonsfølsomt perifert rør 3 (eller i en variant, en kabel 4) har en ytre diameter d som er mindre enn radialmålet E av ringrommet mellom midtrøret 2 og den indre flate av mantelen 8, er dette perifere rør 3 (eller som variant, denne kabel 4), som vist på figur 11, med fordel plassert i en fordypning 12 som er utformet i et fleksibelt kompresjonsbelastningsoverførende element 5c, idet denne fordypnings åpning vender ut mot midtrøret 2. Fordypningen 12 er utformet således at den huser røret 3 (eller som variant, kabelen 4) med et mellomrom g. Figur 12 viser en fleksibel rørledning 1" omfattende kompres jonsfølsomme perifere rør 3a, som ligner de perifere rør 3 fra de tidligere illustrative utførelser, og relativt stive rør 3b, f .eks. av den samme type som midtrøret 2, eller valgfritt metallrør eller kabler. Hvis rørene 3b har evnen til å overføre kompresjonsbelastningene, er det ikke nødvendig at det parti av ringrommet som ligger mellom et perifert rør 3a og et tilstrekkelig nærliggende naborør 3b, fylles med et fleksibelt kompresjonsbelastningsoverførende element 5 som beskrevet ovenfor, og for å fylle dette mellomrom kan det være tilstrekkelig å bruke et fyllmateriale som ikke har noen spesielt høy hårdhet, f.eks. et elasto-mermateriale hvis Shore-hårdhet D er mindre enn 30, når avstanden mellom midtpunktene av røret 3b og det hosliggende perifere rør 3a er mindre enn eller lik 1,5 ganger den ytre diameter av det perifere rør. Figur 13 viser en rørledning 1<1>" omfattende et midtrør 2 som tjener som produksjonsledning, et flertall perifere rør 28 som tjener som hjelpeledninger, og to styrenavlestrenger 13 og 14 anordnet i ringrommet mellom mantelen og midtrøret 2. De perifere rør 28 og navlestrengene 13, 14 adskilles

ved hjelp av fleksible kompresjonsbelastningsoverførende elementer 5, som beskrevet ovenfor.

Mantelen omfatter et indre plastskall 8a, en armering bestående av to kryssede skikt metalltråder 8b og et ytre plastskall 8c.

Motstanden av et rør mot kompressive belastninger kan kjennetegnes i form av en stivhet som bestemmes ved å måle kraften som må utøves mellom to parallele plater som griper 1 meter rør, for å føre til en radial deformasjon som er lik 1%. I tilfellet av midtrøret 2 er denne stivhet med fordel større enn eller lik 5 t/m/%. Kompresjonsmotstanden av kompresjonsfølsomme rør kan kjennetegnes av en stivhet under 0,5 t/m/%, og vanligvis under 0,2 t/m/%. Stivheten som er nødvendig for rørledningen for at den skal kunne motstå de kompressive belastninger som skyldes legge- og håndteringsanordningen (beltespor-forspenningsanordninger, lagerruiler, gliderenner, trau osv.), er som regel over 0,5 t/m/%, og vanligvis over 1 t/m/%.

Figur 14 viser en rørledning l<lin> hvor mantelen 8 består av et enkelt skikt PA-ll-polyamid med tykkelsen 5,2 mm. Den ytre diameter av de perifere rør, som er av typen 11 SYN - FLEX", er 16 mm, og deres indre diameter er 9,5 mm (3/8"). Hvert fleksible kompresjonsbelastningsoverførende element 5 er fremstilt av "LUPOLEN" høytetthets polyetylen, og har et tverrsnitt med formen som vises på figur 15. Den radialt indre flate 20 av det fleksible element 5 har i foreliggende utførelse en krumningsradius lik 58,9 mm. Radialmålet E er 16,5 mm, og avstanden mellom sideveggene 21 er 21,5 mm. Avstanden mellom de laterale kanter av den radialt ytre flate 22 er 37,5 mm. Midtrøret 2 er et rør av "COFLEXIP"-typen, som fremstilles av søkeren, hvis indre diameter er lik 63,5 mm (2,5") og ytre diameter er lik 108,9 mm, og dette rør kan stå imot et indre trykk på 438 bar.

Det angis at de følgende eksperimentelle resultater ble oppnådd med rørledningen, for en påført belastning på 28,83 t/m:

Ved hjelp av oppfinnelsen er det mulig å fremstille en flerrørs-rørledning som har et midtrør med høy strekkfasthet og høy kompresjonsstyrke og som har en stor ytre diameter, og elektriske og/eller optiske kabler viklet rundt dette midtrør uten at disse kabler ødelegges når rørlednin-gen bøyes, til tross for deres store avstand fra midtaksen av rørledningen.

Oppfinnelsen er såklart ikke begrenset til de illustrative utførelser som nettopp er blitt beskrevet.

Claims (19)

1. Flerrørs fleksibel rørledning (1; 1"; 1"; l<1>"; 1<»>") omfattende et fleksibelt midtelement (2) med høy strekkfasthet og høy kompresjonsstyrke, en mantel (8) og et flertall perifere rør (3) viklet rundt det fleksible midtelement i minst ett skikt i et ringrom som ligger mellom det fleksible midtelement (2) og mantelen (8), idet minst ett av de perifere rør (3) er følsomt for kompresjon og/eller bøyning, karakterisert ved at den fleksible rørledning ytterligere omfatter minst ett fleksibelt kompresjonsbelastningsoverførende element (5; 5a; 5b; 5c) anordnet i ringrommet og hosliggende det kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør (3, 4).

2. Fleksibel rørledning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en glideanordning som har evnen å tillate at minst ett kompresjons- og/eller strekkfølsomt perifert rør undergår en aksial bevegelse i forhold til det hosliggende fleksible kompresjonsbelast-ningsoverf ørende element (5; 5a; 5b; 5c).

3. Fleksibel rørledning ifølge krav 2, karakterisert ved at glideanordningen omfatter et mellomrom (j; p; q) mellom det minst ene kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør (3; 4) og det hosliggende fleksible kompresjonsbelastningsoverførende element (5; 5a; 5b; 5c) .

4. Fleksibel rørledning ifølge krav 3, karakterisert ved at mellomrommet (j; p; q) oppfyller forholdet: og fortrinnsvis forholdet: hvor d betyr den ytre diameter av det kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør.

5. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at det kompresjons-belastningsoverførende element foreligger i form av en profil (5; 5a; 5b; 5c).

6. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at de perifere rør er viklet spiralformet rundt midtaksen (X) av rørledningen.

7. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at de perifere rør er viklet i spiralsegmenter av "S-Z"-typen.

8. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 6 og 7, karakterisert ved at spiralvinkelen av spiralviklingen eller av viklingen i spiralsegmenter har en absolutt verdi mellom 10° og 30°, og fortrinnsvis lik 15°.

9. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 8, karakterisert ved at det kompresjons-belastningsoverførende element (5; 5a; 5b; 5c) er fremstilt av plast hvis Shore-hårdhet D er større enn eller lik 30, og fortrinnsvis større enn eller lik 50.

10. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 9, omfattende minst to hosliggende kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør, karakterisert ved at den omfatter et kompresjonsbelastningsoverførende element mellom de to hosliggende perifere rør, hvis bredde c oppfyller forholdet c > 0,6E, og fortrinnsvis forholdet c > 0,8E, hvor E betyr tykkelsen av ringrommet, idet bredden c måles ved den midtre tykkelse av ringrommet.

11. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 10, omfattende minst to kompresjons- og/eller strekkfølsomme perifere rør, karakterisert ved at disse to rør adskilles av minst to fleksible kompresjonsbelast-ningsoverførende elementer (5a) som fortrinnsvis har et mellomrom (w) mellom seg.

12. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 11, karakterisert ved at den omfatter minst ett kompresjons- og/eller strekkfølsomt perifert rør anordnet med et mellomrom (p) i en fordypning (11) utformet mellom to kompresjonsbelastningsoverførende elementer (5b), idet det blir igjen et mellomrom (v) mellom dem, og fordypningens (11) åpning vender mot det fleksible midtelement (2) .

13. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 12, karakterisert ved at den omfatter minst ett kompresjons- og/eller strekkfølsomt perifert rør plassert i et mellomrom (q) i en fordypning (12) utformet i et fleksibelt kompresjonsbelastningsoverførende element (5c), idet fordypningens åpning vender mot det fleksible midtelement (2).

14. Fleksibel rørledning ifølge ét av kravene 1 til 13, karakterisert ved at det fleksible kompresjonsbelastningsoverførende element har minst ett indre hulrom (9).

15. Rørledning ifølge et av kravene 1 til 14, karakterisert ved at den oppfyller forholdet 2E > c > 0,6E, og fortrinnsvis forholdet 1,6E > c > 0,8E, hvor c betyr bredden av det kompresjonsbelastningsoverfø-rende element, målt ved den midtre tykkelse av ringrommet, og E betyr tykkelsen av ringrommet.

16. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 15, karakterisert ved at det fleksible midtelement (2) har evnen til å ta opp minst 75% av strekkbelastningen .

17. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 16, karakterisert ved at det fleksible midtelement (2) består av en rørformet ledning for transport av gass eller væske.

18. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 17, karakterisert ved at den ytre diameter av det fleksible midtelement (2) er større enn eller lik 100 mm.

19. Fleksibel rørledning ifølge et av kravene 1 til 18, karakterisert ved at stivheten av det fleksible midtelement (2) er større enn eller lik 5 t/m/%.