(57)【要約】【解決手段】等しく又はより大きい直径を有する主パイプライン１４と交差するクロスライン１８の内部にアクセスする方法は、枝管接続具２２を主パイプラインの外側に取り付けるステップと、完全に開放した弁を枝管接続具に取り付けるステップと、熱タップ機械４６を弁２６に固定するステップと、熱タップ機械４６を使用してクロスライン１８の内径に少なくとも等しい直径の開口部を主パイプライン１４に開けるステップと、パイプラインの検査又は掃除用のピグ３０及び（又は）係止栓（２６）を設置するため、機械を除去して弁２４及び主パイプライン１４を通って直径方向にクロスライン１８の内部へのアクセス部が残るようにするステップとを備えている。回転抵抗器１３２は、係止栓７６をパイプライン１８内に固定するのを容易にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスラインの直径以上の大きさの直径を有する主パイプラインと交差する前記クロスラインの内部にアクセスするための方法において、
枝管接続具を前記クロスラインの交差点に対向したその側部において前記主パイプラインの外側に取り付けるステップと、
完全に開放した弁を前記枝管接続具に取り付けるステップと、
熱タップ機械を前記弁に固定するステップとを備え、
前記熱タップ機械を用いて、前記クロスラインに直径方向に対向し且つ前記クロスラインの内径以上の大きさの直径を有する開口部を開けるステップと、
前記熱タップ機械を除去して、前記弁を貫通し且つ前記主パイプラインを通って直径方向にクロスラインの内部へのアクセス部が残るようにするステップとを備える、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、枝管接続具を前記主パイプラインの外側に取り付けるステップは、前記枝管接続具を前記主パイプラインに溶接するステップを含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、フロースルーピグガイドを前記主パイプラインを通して直径方向に挿入し且つ前記クロスライン内に挿入して、これによりピグを前記クロスライン内に推進させることを許容するステップを含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
ピグ推進装置を前記弁に取り付けるステップと、ピグを前記推進装置から前記弁、前記枝管接続具を通し且つ前記主パイプラインを通して直径方向にクロスライン内に推進させるステップとによりピグ導入作業を実行するステップを含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記主パイプラインに開けられた開口部は、前記主パイプラインの内径に実質的に等しい直径であり、また、枝管遮蔽体ピグガイドを前記弁を通して且つ前記主パイプラインの内部に配置するステップを含み、前記枝管遮蔽体ピグガイドは、ピグを前記クロスラインの交差点を経て案内し得るよう前記主パイプラインの内径に実質的に等しい管状本体部分と、前記クロスライン内に伸縮式に伸長可能な側方向管状部分とを有し、更に、貫通する流体が流れるのは許容するが、ピグが貫通して通過するのは阻止する側方向管状部分内の制限部を含む、方法。
【請求項６】
第一の主パイプンラインと、第二の主パイプラインとの間を伸びるクロスラインを栓止めする方法において、
第一の枝管接続具を前記クロスラインから直径方向に対向して前記第一の主パイプラインに取り付けるステップと、
第二の枝管出口接続具を前記クロスラインから直径方向に対向した前記第二の主パイプラインに取り付けるステップと、
完全に開放した弁を前記第一の側部枝管接続具及び第二の側部枝管接続具の各々に取り付けるステップと、
熱タップ機械を順次に前記第一及び第二の弁に取り付けるステップとを備え、
前記熱タップ機械を用いて、主パイプラインの各々に開口部を開け、開口部の各々が前記クロスラインと直径方向に整合するようにし、
パイプ栓を前記第一及び第二の主パイプラインの双方を通して直径方向に且つ前記クロスラインの両端内に挿入するステップを備える、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、前記パイプ栓は、前記クロスラインの内部に嵌まる係止栓であり、該係止栓は膨張してクロスラインの他端の漏洩防止シールに抵抗する圧力を提供し、これにより前記クロスラインを圧力試験することを許容する、方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法において、前記パイプ栓は、前記第一及び第二の主パイプラインの双方の内壁に対してエラストマー的部分を装着するクロスライン栓であり、前記クロスライン栓は前記クロスラインが前記主パイプラインの内部と連通する箇所である前記クロスラインの両端を取り囲み、これにより前記クロスラインを減圧し且つ前記クロスラインの保守又は修理を実行することができるようにした、方法。
【請求項９】
パイプの円筒状内側壁を閉じるときに使用される係止パイプ栓において、
円筒状側壁の直径よりも小さい直径であるラジアルフランジ部分と、一体的な同軸状の管状部分とを有する基部材と、
密封周面と、前記基部材の管状部分上に摺動状態に受けられ且つ前記フランジ部分と係合した中央開口部とを有する環状のエラストマー的シール部材と、
前記基部材の管状部分上に摺動状態に受けられた中央開口部を有し、また、前記エラストマー的部材と接触した半径方向面と、前記半径方向面から離れた方向に向けて伸びる截頭円錐形の周面とを有する円形の剛性な圧縮部材と、
前記圧縮部材の截頭面上に受けられ且つ円筒状側壁内に食い込む歯を有する複数の剛性なセグメント化したスリップであって、前記截頭円錐形面上にて摺動可能に変位したとき、半径方向外方に変位可能である前記複数の剛性なセグメント化したスリップと、
前記基部材の管状部分上に摺動可能に受けられた作動部材であって、前記セグメント化スリップと係合した端面を提供する前記作動部材と、
前記基部材の管状部分のねじ式端部分に螺着可能に受けられた締結ナットであって、螺着可能に締結して前記セグメント化したスリップ及び前記密封周面が外方に変位してパイプ栓を所定の位置に係止し且つパイプの円筒状側壁を密封可能に閉じる前記締結ナットとを備える、係止パイプ栓。
【請求項１０】
請求項９に記載の係止パイプ栓において、前記複数の剛性なセグメント化したスリップは、周方向リテーナばねによって前記圧縮部材の截頭円錐形面上に摺動可能に保持される、係止パイプ栓。
【請求項１１】
請求項９に記載の係止パイプ栓において、前記圧縮部材は、前記シール部材と接触した端面を有し、これにより前記圧縮部材が半径方向軸方向に変位することにより、前記エラストマー的部材の前記密封周面が膨張するようにした、係止パイプ栓。
【請求項１２】
請求項９に記載の係止パイプ栓において、前記エラストマー的部材は、Ｖ字形断面であり、これによりエラストマー的部材が軸方向に圧縮されたとき、前記密封周面の半径方向への膨張を増強し得るようにした、係止パイプ栓。
【請求項１３】
請求項９に記載の係止パイプ栓において、前記締結ナットは、アクチュエータ又はタッピング機械を使用して係止パイプ栓がパイプ内に配置され又はパイプから除去されるとき、使用される半径方向に伸びるフランジ部分をその前端に有する、係止パイプ栓。
【請求項１４】
請求項９に記載の係止パイプ栓において、前記基部材に取り付けられ且つその内部にパイプ栓が配置されるパイプの円筒状内側壁と係合する形態とされた回転抵抗器を含む、係止パイプ栓。
【請求項１５】
請求項１４に記載の係止パイプ栓において、前記回転抵抗器は、その内部にパイプ栓が配置されるパイプの円筒状内側壁と係合する半径方向に伸びるワイヤーを有するワイヤーブラシの形態をしている、係止パイプ栓。
【請求項１６】
請求項１３に記載の係止パイプ栓において、前記締結ナットは、前記基部材の管状部分の前記ねじ付き端部分と係合する前端における内ねじ付き開口部と、前記半径方向に伸びるフランジ部分にて終わる後端における凹所とを有し、前記基部材の管状部分は、その外端が内ねじ付きとされ、また、パイプ栓と、前記締結ナットの凹所内に配置された座金とを含み、前記基部材の管状部分内にねじ込まれ、パイプ栓及び座金は、これにより、前記締結ナットを前記基部材の管状部分上に保持するようにした、係止パイプ栓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年５月２０日付けで出願された、クロスライン栓止めシステムという名称の米国特許出願明細書１１／１３３，５１４号の一部継続出願に基づくものである。本出願は、連邦支援の研究又は開発に何ら関係するものではない。
【０００２】
本発明は、等しい又はより大きい直径の主パイプラインと交差する「クロスライン」と称される、枝パイプラインの内部へのアクセスを可能にするシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
パイプラインは、主として天然ガス及び原油を含む炭化水素製品を輸送するため世界のあらゆる地域で使用されている。これらの商品は、極めて価値があり、事実上、世界中の現代の生活水準にとって不可欠なものである。しかし、価値があることに加えて、これらは危険でもある。かかる危険性は、漏洩した油又はガス製品の爆発又は火災の結果のような生命への危険を含み、また、更に、これらの製品は環境にとって有害でもある。こうした理由のため、適正に修理し且つ保守するため、パイプラインを定期的に検査し且つ（又は）評価することが重要である。パイプラインは、通常、地表面に付設された場合に生ずるであろう危険から保護するため地表面下に埋設される。更に、沖合い油及びガスの開発が増えるに伴い、今日、多くのパイプラインは、海底に、すなわち海床に付設されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした理由のため、視覚的に検査するため、パイプラインの外面を容易に利用することはできない。その結果、パイプラインを検査する最も経済的で且つ効果的な方法は、流体の流れ、すなわち、天然ガス又は原油の流れによってパイプライン内を移動するピグ（ｐｉｇ）を送り込むことによるものである。パイプラインピグの施工及び使用に関する背景情報について、テキサス州、ヒューストンのガルフパブリッシングカンパニー（Ｇｕｌｆ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）により出版された、１９８０年９月／１０月のパイプラインインダストリー（Ｐｉｐｅｌｉｎｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）に掲載された、バートヴェルノーイ（Ｂｕｒｔ  ＶｅｒＮｏｏｙ）著書の「パイプラインピグ工法の基礎（Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｐｉｐｅｌｉｎｅ  Ｐｉｇｇｉｎｇ）」という表題の論文を参照する必要がある。
【０００５】
クロスライン、すなわち、通常、大きい直径の他方のパイプラインと相互に接続するパイプラインを検査するため、パイプラインピグを使用するとき、特別な問題点に遭遇する。主パイプラインは、数マイル、又は数百マイルに渡ってさえ伸びる一方、クロスラインは、典型的に、数百フィートから数マイルまでのように永さが遥かに短い。かかるクロスライン用にピグを推進させ且つ受け取る設備を設置することは、困難な場合があり、また、常にコストが掛かる。
【０００６】
本明細書にて使用した「クロスライン」という用語は、上述したように、その他のパイプラインの間、また、枝パイプライン、すなわち、別の主パイプラインと必ずしも接続されないが、貯蔵施設、処理プラント又は同様のもののようなものと接続される、主パイプラインから伸びるより小径のパイプラインの間を相互に接続するパイプラインを含む。
【０００７】
本発明に関する追加的な背景情報について、次の以前に発行された米国特許明細書を参照することができる。
【０００８】
【表１】
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【０００９】
本発明は、等しい又はより大きい直径を有する主パイプラインと交差するクロスラインの内部へのアクセスを可能にする方法、装置及びシステムを提供するものである。該方法は、クロスラインの交差点に対し直径方向に対向したその側部にて主パイプラインの外側に側部出口接続具を最初に取り付けるステップを含む。一体的な板管接続具によりパイプラインの外壁に嵌まる部分を有するサドル型の装置を主パイプラインの外側に溶接することにより側部出口を取り付けることができる。側部出口接続具を主パイプラインに溶接した後、完全に開放した弁を出口接続具に取り付ける。典型的な側部出口接続具は、フランジを有する型式のものである。完全に開放した弁をフランジ接続具に取り付けることができる。
【００１０】
次に、熱タッピングシステムが弁に取り付けられる。次の２つの米国特許明細書には、圧力下のパイプラインをタップするため使用することのできる装置及びシステムが示され且つ記載されている。
【００１１】
１．１９８６年４月１日に発行されたスリバンの「地下水タッピング機械（Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  Ｔａｐｐｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ）」という名称の米国特許明細書４，５７９，４８４号；
２．１９９５年８月８日に発行されたアンドリューその他の者の「高圧タッピング装置（Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔａｐｐｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」という名称の米国特許明細書５，４３９，３３１号
当該場合において、かかる熱タッピングシステムは、弁の外側に取り付けられ、また、弁が開放した状態にて、熱タッピングシステムは、弁を通って伸びて主パイプランの側壁に開口部を開ける。一部の場合、クロスラインの内径と等しい大きさのみの開口部をパイプラインに開ける必要があろうが、しかし、実際上の目的のため、通常、その内径と実質的に等しい開口部を主パイプラインの側壁の開けることが望まれる。
【００１２】
開口部が主パイプラインの壁に開けられた後、熱タッピング機械を除去し、次に、検査ピグをパイプライン内に挿入するときに使用される装置を弁に取り付けることができる。実際的なステップとして、熱タップ機械が採用された後、ピグ推進装置を弁に取り付けることができる。その後、弁が開放した状態にて、弁を通し、また、主パイプラインを通って直径方向に主パイプラインに取り付けた接続具を通してピグをクロスライン内に推進させることができる。その後、ピグは、ガス又は液体何れかの流体の流れによってクロスライン内を動き、ピグによって実現できる通常の機能の任意のものを実行することができる。例えば、ピグは、パイプラインのへこみ、座屈、又はその他の障害を検出するため、幾何学的測定を行うべく採用することができる。クロスラインの内部を掃除するため、ピグを採用することができる。磁束の漏洩又は音波検査技術によりクロスラインの壁内の腐食を検出するため、ピグを採用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の方法及びシステムによりピグをクロスライン中に導入することができることに加えて、ピグを採用しないその他の工法を実現することができる。例えば、係止パイプ栓を使用することにより、クロスラインが主パイプラインと交差する箇所に隣接する位置にてクロスラインを閉じることができる。クロスラインが閉じられた状態にて、圧力試験を行うことができる。更に、クロスラインの両端を閉じることにより、主パイプラインを通る流体の流れを停止させずに、クロスラインは減圧させ且つ修理を行うことができる。
【００１４】
クロスラインは、典型的に、２つの主パイプラインの間を伸びている。この場合、クロスラインの両端にアクセスすることが望ましく、これは、主パイプラインにて上述したステップの双方の採用することにより実現される。すなわち、主パイプラインを通じてクロスラインの両端の双方にアクセスすることができる。
【００１５】
本発明は、クロスラインが取り付けられる主パイプを通じてアクセスが得られた後、検査、試験又は修理を行うとき使用される装置を更に提供する。主パイプラインを通って進むピグがクロスライン内に偶発的に偏向されるのを防止するため、主パイプライン内に設置することのできる枝管の遮蔽ピグガイドが開示されている。また、ピグが主パイプラインを直径方向に通ってクロスライン内に進むのを保証するフロースルーピグガイドも開示されている。かかるフロースルーピグガイドは、クロスラインを通じてのピグ導入が完了した後、常に、除去される。本発明の着想を使用してクロスラインにアクセスした後、その双方が本明細書にて開示された係止パイプ栓又はクロスライン栓止め装置を採用して、上述した理由のため、クロスラインの端部を閉塞することができる。
【００１６】
添付図面と共に検討したとき、好ましい実施の形態の以下の詳細な説明及び請求の範囲の記載から本発明を一層良く理解することができるであろう。
以下に、本発明の好ましい実施の形態に関して更に詳細に説明する。本発明のその他の特徴、形態及び有利な効果は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び添付図面（正確な縮尺通りでない）に関して一層良く理解されよう。
【００１７】
以下に説明する本発明は、添付図面に示した構造及び配置の詳細にのみ適用されることに限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、その他の形態にて且つ、多岐に渡る方法にて実施し又は実行することができる。本明細書にて採用された文言及び用語は、単に説明のためであり、限定的なものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
最初に、図１を参照すると、本発明の原理を実施することのできる環境が示されている。この図には、第一の主パイプライン１４と、第二の主パイプライン１６と、クロスライン１８とを明らかにする、掘削箇所１２を有する地表面１０が示されている。本発明は、クロスライン１８の完全性を確証する改良された方法、システム及び装置を提供するものである。
【００１９】
クロスライン１８にアクセスするために本発明を実施するときの最初のステップは、クロスライン１８の交差点２０と直径方向に対向したその側部にて主パイプライン１４の外側に枝接続具２２を取り付けることである。「クロスライン」という用語は、「枝パイプライン」も等しく意味することができ、それは、その何れの用語も主パイプラインから垂直に伸びるラインを表示するからである。枝接続具２２は、クロスライン１８の直径に少なくとも等しい直径である必要があるが、主パイプライン１４の直径に等しい直径のものであることが好ましい。かかる枝接続具は、典型的に、完全に開放した弁２６の取り付けを受容するフランジ２４を有する。弁２６が取り付けられた後、次に、熱タップ機械（図示せず）を弁に固定する。パイプラインの内部にアクセスするため熱タッピング機械を使用することは、当該技術にて周知である。熱タッピング機械の構造、作用及び方法の特定の教示については、以下の米国特許を参照することができる。
【００２０】
「地下水タッピング機械（Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  Ｔａｐｐｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ）」という名称の米国特許明細書４，５７９，４８４号
「高圧タッピング装置（Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔａｐｐｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」という名称の米国特許明細書５，４３９，３３１号。これらは上記にて指摘してある。
【００２１】
熱タッピング機械を使用することにより、シェルカッター（図示せず）は、弁２６、フランジ２４及び枝管接続具２２を通って伸びて主パイプライン１４の外側壁と係合し、このため、開口部が主パイプライン１４の側壁に形成される。開口部は、クロスライン１８を主パイプライン１４に接続する部分２０に対して直径方向に対向している。
【００２２】
かかる大径の開口部が主パイプライン１４の側壁に開けられた後、パイプラインから切削した片を弁２６を通して除去する。次に、弁２６を閉じて、また、熱タッピング機械（図示せず）を除去して、熱タッピング機械に代えて、ピグ推進装置２８を弁２６に取り付ける。ピグ推進装置は、パイプライン業界にて周知である。基本的に、ピグ推進装置は、雰囲気圧力にて、図１に示したパイプラインピグ３０のようなパイプラインピグを推進装置内に配置するのを許容する装置である。次に、ピグ推進装置を密閉的に密封する。次に、弁２６を開放し、また、液圧ラム３２のような手段によってパイプラインピグ３０を弁２６及び枝管接続具２２を通して且つ、主パイプライン１４を通して直径方向に、ピグ推進装置２８からクロスライン１８の内部に押し出すことができる。液体又は気体の何れかの流体の流れる力によって、ピグはクロスライン１８を通って動くようにされる。図１において、パイプラインピグ３０は、クロスライン１８を通って動くものとして破線にて示されている。
【００２３】
ピグ３０がクロスライン１８を通過することを保証することにより、主パイプライン１４を一時的に閉じ又は少なくとも部分的に閉じることにより、流体の流れ圧力を上昇させることができる。この目的のため、全体として参照番号３４で示した栓止め機械は、クロスラインの接続部の下流にてパイプライン１４に取り付けることができる。上述したように機能する栓止め機械は、主パイプライン１４内部への開口部を提供することができ、この開口部を通して流れ遮断装置（図示せず）を挿入して主パイプラインを通る流体の流れを一時的に遮断し又は少なくとも減少させることができる。かかる流れ遮断機構は、パイプライン業界にて周知であり、また、米国、オクラホマ州タルサのＴ．Ｄ．ウィリアムソンインク（Ｔ．Ｄ．Ｗｉｌｌｉａｍｓｏｎ，Ｉｎｃ）から商業的に入手できる。
【００２４】
栓止め機械３４及び流れ遮断機構を挿入することを介して流体の流れを遮断し又は少なくとも制限した状態にて、パイプラインピグ３０はクロスライン１８の内部を通って押し込まれよう。ピグ３０は、幾何学的測定ピグ、掃除ピグ、腐食測定ピグ等を含む業界にて現在使用されている任意の型式のものとすることができる。ピグがクロスライン１８を通る動きは、クロスライン１８の外部に取り付けられたピグ信号装置３６を使用することで確証することができる。かかるピグ信号装置が２つ図１に示されている。
【００２５】
図１において、第２の枝管接続具３８は、クロスライン１８の接続部と対向して第２の主パイプライン１６に取り付けたものとして示されている。第１のパイプライン１４の場合と同様、枝管接続具１８にフランジ４０が取り付けられた後、弁４２が採用される。弁４２を通して主パイプライン１８の外面にアクセスすることにより、熱タッピング機械（図示せず）を採用して、第２の主パイプライン１６の壁に開口部を提供することができる。かかる開口部が提供された後、熱タッピング機械を除去し、また、ピグキャッチャ４４を設置することができる。このようにして、一般に、パイプラインピグを使用することにより行うことのできる機能の任意のものを実行すべくパイプラインピグ３０がクロスライン１８を縦断した後、ピグは、キャッチャ４４内に捕捉し且つ、除去することができる。
【００２６】
上述したように、ピグ３０が貫通して動くようにクロスライン１８を通る流体の流れ圧力を上昇させるため、通常、第二の主パイプライン１６内にて生じる流体の流れを遮断することが望ましく、この理由のため、第二の主パイプライン１６の内部に開口部を提供し且つ、栓止め機械と共に流れを遮断装置を挿入して流体の流れを一時的に遮断し又は制限すべく熱タップ機械を採用することができる。このように、第一の主パイプライン１４内にてクロスラインの下流で流れが遮断され又は制限され、また、第二の主パイプライン１６内にてクロスラインの上流で流れが遮断され又は制限された状態にて、クロスライン１８を通る流体の流れ圧力は最適化されて、パイプラインピグ３０がクロスラインを通り且つ回収するための位置に入ることを保証する。
【００２７】
第一のパイプライン１４の側壁に所望通りに開口部が形成された後、パイプラインピグ３０が主パイプラインを通して直径方向に噴射されたとき、ピグがクロスライン１８内に進み且つ主パイプライン内に滞在しないようにする措置を講じることが重要である。この理由のため、全体として参照番号４８で示したフロースルーピグガイドが採用される。フロースルーピグガイドは、図２に図示されている。フロースルーピグガイド４８は、図２に破線で示した第一の主パイプライン１４を通って直径方向に挿入され、フロースルーピグガイド４８は弁２６を通って進む。フロースルーピグガイド４８は、スロット付き開口部５２を有する管状体５０を備えている。外端部分５４は、クロスライン１８の内部にて伸縮式に伸びることのできるような外径を有している。
【００２８】
フロースルーピグガイド４８の内端は、外周溝５８を有する係止リングフランジ５６を備えている。フランジ接続具２４、４０は、上述したように、内部装置を受け入れ且つ該内部装置を所定の位置に除去可能に係止するのを容易にする型式のものであることが好ましい。かかる装置は、１９７３年１０月２３日付けにて発行された、「流体型閉塞体（Ｆｌｕｉｄ−Ｔｙｐｅ  Ｃｌｏｓｕｒｅ）」という名称の米国特許明細書３，７６６，９４７号に詳細に記載されている。この特許明細書には、フランジの外側（図１に図示せず）にてねじ機構を調節することにより、半径方向内方に又は半径方向外方に動かすことができる複数の係止要素を作動させる装置を有する型式のフランジが教示されている。これらの係止要素は、外周構５８内に動かされて、これによりフロースルーピグガイド４８がパイプライン１４を通って直径方向に伸びるとき、フロースルーピグガイド４８を所定の位置に保持する。
【００２９】
フロースルーピグガイドを使用することは、上述したように、ピグ３０が主パイプライン１４を通過し、ピグがクロスライン１８内に進むことを保証する。同一の仕方にて、図２に示したようなフロースルーピグガイドは、第２のパイプライン１６内にて直径方向に配置され、この場合、フランジ４０（図１に示したように）は、周溝５８内に伸び且つ周溝５８から引き出すことができる係止要素を有する型式のものである。
【００３０】
図２のフロースルーピグガイド４８は、ピグが主パイプライン１４又は１６を通って直径方向に推進され又は受け入れられるとき且つ、その後に除去されたときにのみ使用され、それは、所定位置に残された場合、これらガイドは、ピグが主パイプラインを通ることに干渉するであろうからである。
【００３１】
上述したように、主パイプライン１４、１６を通って直径方向にアクセスすべく本発明の方法が採用された後、また、ピグ導入の作業又はクロスライン１８上にて実施することが要求されるその他の作業が完了した後、クロスラインにてその作業が行われなかった場合と同様の態様にて機能するよう主パイプライン１４、１６を復旧させることが重要である。すなわち、主パイプライン１４、１６の壁に開口部を形成することは、パイプラインピグがその開口部を通って進むのを干渉しないことが重要である。この目的のため、クロスライン１８上の作業が完了した後、次に、図３に示したように、全体として参照番号６０で示した、枝管遮蔽ピグガイドを主パイプライン１４、１６内に取り付けることができる。枝管遮蔽ピグガイドは、主パイプライン１４の内径よりも僅かに小さい外径の短い長さの主管状体部分６２を含む。管状体部分６２から伸びるのは、周溝６８を有する係止リングフランジ６６に対して主本体部分を接続する側方管状部分６４である。このように、図示し且つ、上述したように、米国特許明細書３，７６６，９４７号にて説明したように、係止リングシステムを使用することにより、枝管遮蔽ピグガイド６０を主パイプライン１４の内部に維持することができる。
【００３２】
管状本体部分６２から伸びるのは、クロスライン１８の内径と実質的に等しい外径の短い長さの管状部分７０である。主パイプライン１４の内部に配置されたとき、短い長さの管状部分７０は、クロスライン内にて伸縮式に伸びて枝管遮蔽ピグガイド６０を所定位置に固定するのを助ける。クロスライン１８に入ろうとしてピグが主パイプライン１４を通るのを防止するため、平行なバー７２は、管状部分７０を閉じる。同様のバー７４は、同様の理由のため、側方管状部分６４を閉じる状態にて示されている、すなわち、この通路に入ろうとするピグの可能性を失わせる。ピグがその通路に入るようにする傾向となるこの側方の管状通路を通る流体の流れは存在しない一方、短い長さの管状部分７０を通る流体の流れは可能であるから、バー７４を使用することは選択随意的である。
【００３３】
枝管遮蔽ピグガイド６０は、熱タッピング機械によって上述したように、弁２６を通して設置され、このため、かかる装置は、主パイプライン１４が圧力下にある間に設置することができる。枝管遮蔽ピグガイド６０は、フランジ２４を閉じて弁２６を除去し且つ、盲フランジ（図示せず）を設置することを可能にするフランジ閉塞システム６６を含む。
【００３４】
枝管遮蔽ピグガイド６０は、また、第一の主パイプライン１４に関して説明したのと同一の理由のため、第２の主パイプライン１６内にも設置されよう。
主パイプライン１４、１６を通って直径方向に、クロスライン１８にアクセスした後、クロスラインの完全性を保証するため時々要求されるようにクロスライン１８の両端を密封して圧力試験を許容することが可能である。この目的のため、全体として図４に示し且つ、図５、図６により詳細に示したように、係止パイプ栓７６が採用される。図４に示すように、係止パイプ栓７６は、その後端に、締結ナット７８を有しており、後締結ナット７８は、軸８２により配置され且つ回転されるラムエキスパンダ８０により把持することができる。ラムエキスパンダ８０の軸方向位置及び回転位置を制御する熱タッピング装置により、該装置は、主パイプライン１４、１６の双方の内部を通して直径方向に伸びるようにすることができる。このようにして、係止パイプ栓７６をクロスライン１８の各端部内に設置することができる。
【００３５】
係止パイプ栓の詳細が図５に示されている。基部材８４は、外ねじ付きとされ且つナット７８を受け入れる管状部分８６を有している。基部分８４は、管状部分８６上にて摺動可能な半径方向圧縮部材９０に面する一体的なラジアルフランジ部分８８を有している。ラジアルフランジ部分８８と圧縮部材９０との間には、エラストマー的周縁シール部材９２がある。図５に示した弛緩した位置にあるとき、シール部材は、断面図にて示したように、外方にカップ状にされている。カップ状部分９６を有する作動部材９４が管状部分８６に受け入れられている。圧縮部材９０は、セグメント化したスリップ１００を受け入れる截頭円錐形面９８を有している。
【００３６】
ナット７８が軸８２及びこれにより、図４に示したようなラムエキスパンダ８０の回転により螺着可能に締め付けられると、ナット７８が基部材８４に向けて螺着状態にて前進するとき、圧縮部材９０は、基部材のラジアルフランジ８８に向けて動いてシール部材９２を圧縮する。セグメント化したスリップ１００は、同時に前方に動き、また、スリップが截頭円錐形面９８と共に反作用することにより、スリップは、半径方向外方に膨張してクロスライン１８の内部と係合する。このようにして、係止パイプ栓７６は、クロスライン１８の０内部と緊密に係合する。クロスラインの各端部に係止パイプ栓がある状態にて、圧力をクロスラインに加えて、漏洩試験をすることができる。高圧力を加えて、クロスライン１８の破裂強度を試験することができる。
【００３７】
かかる試験が完了した後、ナット７８を逆に回転させて、軸８２に取り付けられたエキスパンダ８０にて栓を後退させることにより、係止パイプ栓の各々を除去することができる。
【００３８】
クロスライン１８の両端を閉塞する別の方法は、図７ないし図１１に示したように、クロスライン栓止め装置１０８を使用することである。この物品は、全体として、参照番号１０８により示した、クロスライン栓止め装置の前端を形成するヘッド１０６を有するボルト１０４を含む基部分１０２を備えている。ボルト１０４は、その前面にエラストマーシール１１２を有する円弧状の補強板１１０を受け入れる。補強板１１０及びエラストマーシール１１２の前面の曲率半径は、主パイプライン１４、１６の内周面と同一の曲率半径である。クロスライン栓止め装置１０８の後端は、取り付けガイド１１４である。
【００３９】
クロスライン栓止め装置１０８は、次のようにして使用される。すなわち、開口部が主パイプライン１４、１６の各々に形成され、クロスライン１８の各端部は、液圧シリンダ３２から伸びるロッド（図示せず）に取り付けられたクロスライン栓止め装置１０８を、開放した弁２６、４２の各々に挿入することにより一時的に閉じることができる。クロスライン栓止め装置１０８は、主パイプラインを通って直径方向に進む。栓止め装置の各々のエラストマーシール１１２は、クロスライン１８と連通する開口部を取り囲む主パイプラインの円筒状内壁の周縁領域と係合する。このようにして、クロスラインは、各端部にて栓止めされる。クロスライン栓止め装置１０８は、クロスライン１８内の高圧に抵抗するため使用することを意図するものではないが、クロスライン栓止め装置１０８は、クロスラインを主パイプラインから隔離し且つ、液体及び気体を排出して修理を可能にし得るようにすべく使用することができることを留意すべきである。クロスライン栓止め装置は、クロスラインを恒久的に閉じることを意図するものではない。
【００４０】
図１２は、クロスライン１８の構造的完全性を決定するため使用される型式のものとすることができるパイプラインピグ１１６の小縮尺の等方位図である。図１２に示した型式のピグ１１６は、磁束の漏洩又は音波エネルギの反射により腐食を測定するための高度技術システムを含むことができる。
【００４１】
図１は、本発明の方法及びシステムに直接、関係しないが、本明細書に記載した本発明をより有用なものにする追加の要素が示されている。クロスライン１８から伸びるのは、枝管接続具３８の下流にて第二の主パイプライン１６と接続するバイパスライン１１８である。バイパス弁１２０は、バイパスライン１１８を通る流れを制御する。ピグ３０が枝管接続具２２を通し且つ、第一の主パイプライン１４を通って直径方向に推進されるとき、弁１２０は開放する。パイプラインピグ３０が図１に破線で示したように、クロスライン１８の端部に接近すると、パイプラインピグにより付与された流体の流れに対する制限により、流体はバイパスライン１１８を通って流れ、パイプラインピグの更なる動きを停止させ、その後、パイプラインピグは、ピグキャッチャ４４から伸びる装置により回収される位置となる。ピグが受け入れられていないとき、バイパス弁１２０は、通常、閉じられていよう。
【００４２】
図１３には、全体として、参照番号７６Ａで示したように、改良された係止パイプ栓が部分断面図にて示した立面図にて示されている。改良された係止パイプ栓は、図５及び図６に関して図示し且つ説明した係止パイプ栓の基本的着想を採用するものであり、また、図５及び図６の構成要素と同様の構造及び機能を有する改良された係止パイプ栓７６Ａの構成要素は同一の番号にて表示されている。
【００４３】
このように、図１３の実施の形態は、図５及び図６の実施の形態と比較して、これらの同様に機能する構成要素、すなわち、管状部分８６及びラジアルフランジ８８を有する基部材８４、膨張部材９０、エラストマー的シール部材９２、カップ部分９６を有する作動部材９４、セグメント化したスリップ１００を受け入れる圧縮部材９０における截頭円錐形面９８を有する。図５及び図６に示し、また、図１３に示した係止パイプ栓との類似点に加えて、図１３には、追加的な特徴及び改良点が示されている。
【００４４】
上述したように、セグメント化したスリップ１００は、その内部に改良された係止パイプ栓７６Ａが配置されるパイプの内壁に確実に係止するよう金属にて出来ている。リテーナばね１２６は、セグメント化したスリップ１００を構成するセグメントを取り囲み、これらのセグメントを圧縮部材１００の截頭円錐形面９８と接触状態にて保持する。
【００４５】
作動部材９４は、基部材８４の管状部分８６の外ねじ１２８上にて摺動可能に受けられる。改良されたパイプ栓７６Ａがパイプ内に挿入され、管状部分８６の外ねじ１２８と係合したその内ねじ１５４を有するホルダ１５０の回転によって作動部材９４は軸方向に前進し、このため、作動部材はカップ部分９６をセグメント化したスリップ１００に対して動かし、これにより圧縮部材９０をラジアルフランジ８８に向けた方向に付勢する。これによりセグメント化したスリップ１００は半径方向に膨張し、これと同時に、圧縮部材９０をフランジ８８に向けて軸方向に前進させ、これによりシール部材９２を圧縮する。このように、ホルダ１５０を螺着可能に回転させると同時に、セグメント化したスリップ１００は、その内部に栓が配置されたパイプの内面に対して係止し、また、シール部材９２を半径方向に膨張させて、その内部に栓が配置されたパイプの壁に対して密封する。
【００４６】
ホルダ１５０を回転させて係止パイプ栓を設定するとき、パイプの栓自体は回転しない、すなわち、ホルダ１５０の内ねじと基部材の管状部分８６の外ねじ１２８との間に螺着動作が生じなければならない。換言すれば、基部材８４は、回転しないよう規制され、作動部材９４は、ホルダ１５０の回転を通じて摺動可能に前進し、セグメント化したスリップ１００及びシール部材９２を作動させることができるようにすることが重要である。図１３の改良された係止栓７６Ａの実施の形態は、栓を所定の位置に係止するのを許容し得るよう基部材８４の回転を規制する新規なシステムを含む。
【００４７】
改良された係止パイプ栓７６Ａがパイプライン内に挿入されたとき、ホルダ１５０を基部材８４に対して回転させ、該基部材を螺着可能に前進させ、これにより作動部材９４を摺動可能に前進させて、カップ部分９６がスリップ１００を押してパイプ内にてパイプ栓を係止する過程を開始する必要がある。このように、特に、ホルダ１５０を作動部材の管状部分８６に締結する最初の過程の間、基部材８４の回転に抵抗するシステムが提供されることが有用である。この目的のため、改良された係止パイプ栓７６Ａは、全体として参照番号１３２で示した回転抵抗器を含む。図１３において、回転抵抗器１３２の１つの好ましい実施の形態が図示されており、この回転抵抗器は、また、パイプライン掃除栓にて一般に使用される剛性な掃除ブラシ組立体の形態をしている。１つの代替的な実施の形態は、基本的に、容易に商業的に入手可能である型式の円管状ワイヤーブラシであり、該ワイヤーブラシは、典型的に、金属製物体の表面を掃除する回転機構の一部分として使用される。このように、好ましい実施の形態において、回転抵抗器１３２は、多数の半径方向に伸びる可撓性ワイヤー１３６を提供するワイヤーブラシ１３４である。ワイヤー１３６の各々は、その内部にて栓が使用されるパイプの公称直径を超えてワイヤー１３６の長さがその外端１３８上を伸びるよう配置された自由な外端１３８を有している。すなわち、ワイヤー１３６の長さは、その外端１３８がパイプの内面１４０と撓み可能に係合するのに十分に長い。
【００４８】
ワイヤーブラシ１３４は、典型的に、その間にてワイヤー１３６を保持する対向した面板１４２Ａ、１４２Ｂを含む。面板１４２Ａ、１４２Ｂの各々は、ボルト１４６を受け入れる中央開口部１４４を有している。ボルト１４６は、基部材８４のねじ付き開口部１４８内に受け入れられる。このように、回転抵抗器１３２は、基部材８４に対して回転可能に係止されている。
【００４９】
改良された係止ピン栓７６Ａがパイプ内に挿入されて貫通して流れる流体に対してパイプの内部を栓止めするとき、ワイヤーブラシのワイヤー１３６は、撓み又は曲がり、このため、パイプ栓をパイプ内に相対的に容易に挿入できる。ワイヤーの端部１３８は、パイプの内面１４０と係合し且つ、基部材８４の回転に抵抗する。ワイヤーブラシ１３４は、栓の基部材８４を回転しないよう係止せず、単に回転に抵抗するのみであることを強調すべきである。ホルダ１５０が回転して作動部材９４を管状部分８６上にて摺動可能に螺着可能に前進させるとき、必要なことは、回転抵抗を基部材８４に付与することだけである。作動部材９４が前進すると、セグメント化したスリップ１００は、パイプの内面と係合し且つ、直ちにパイプ栓の回転に抵抗する作用を果たす。基部材８４の前進が続くとき、圧縮力がシール部材９２に加えられ、その外周面は膨張してパイプの内面と係合して、回転に更に抵抗する。このように、作動部材９４が前進した後、セグメント化したスリップ１００及びシール部材９２は、それ自体がパイプ栓を回転しないよう係止し始めることが分かる。この動作が生じた後、回転抵抗器１３２により付与される回転抵抗は、最早、要求されない。このため、ワイヤーブラシ１３４の作用は、パイプ栓をパイプ内にて固定する過程を開始させ得るよう回転に抵抗するだけである。同一の態様にて、ホルダ１５０が螺着状態に後退したとき、パイプ栓を除去することが必要な場合、セグメント化したスリップ１００及びシール部材９２とパイプの内面との接触は徐々に減少し、回転抵抗器１３２が取って代わり、栓をパイプから軸方向に後退させることができる点まで作動部材９４を後退させることを許容する。
【００５０】
図５、図６に図示しないが、図１３に図示した別の要素は、全体として参照番号１５０で示したホルダである。ホルダ１５０は、管状であり、内ねじ付き開口部１５４を有する内端部分１５２を有する。ホルダ１５０の前方部分は、管状であり、ねじ付きパイプ栓１５８を受け入れる内部凹所１５６を提供する。基部材の管状部分８６の外端における内パイプねじ部１６２は、パイプ栓１５８を螺着状態に且つ密封可能に受け入れる。座金１６０は、ホルダのねじ付き開口部１５４の直径よりも大きい外径を有する。このように、ホルダ１５０が管状部分８６の外端に螺着された後、パイプ栓１５８及び座金１６０を所定の位置に固定して、ホルダ１５０が基部材の管状部分８６から偶発的にねじ抜きされるのを防止することができる。
【００５１】
ホルダ１５０の外端は、開口部１６６を有するラジアルフランジ１６４を備えている。栓をパイプ内に挿入し、これに相応して栓が挿入された後、栓を除去するため、開口部１６６を貫通して伸びるボルト（図示せず）を使用して係止パイプ栓７６Ａを挿入工具の軸８２まで、又は、配管技術にて一般的に採用され且つオクラホマ州、タルサのＴ．Ｄ．ウィリアムソンインクから商業的に容易に入手可能な型式のタッピング機械４６まで保持する。
【００５２】
本発明は、ある程度まで特定的に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、構成要素の構造及び配置の詳細な点にて多数の変更が具体化可能であることは明らかである。本発明は、例示のために本明細書に掲げた実施の形態にのみ限定されず、その要素の各々が権利を有する等価物の全範囲を含んで、特許請求の範囲の請求項（１つ又は複数）によってのみ限定されるべきであることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】２つの主パイプラインと、クロスラインとを有するある領域内の地面の穿刺箇所を示す概略図的な等方位図である。この図には、主パイプラインの各々の側壁に穴を開け、その穴の各々がクロスラインの取り付け箇所に直径方向に対向するようにすることにより、クロスラインにアクセスするための本発明の方法が示されている。
【図２】破線は主パイプラインを示し、実線はピグがクロスライン内に推進されるとき主パイプラインを通して一時的に挿入されるフロースルーピグガイドを示す等方位図である。
【図３】クロスラインにアクセスした後、主パイプラインへのピグ導入性を回復すべく主パイプラインに挿入することができる枝管遮蔽ピグガイドの等方位図である。すなわち、主パイプラインを通って進むピグがクロスライン内に偶発的に偏向されないことを保証すべく枝管遮蔽ピグガイドが使用される。
【図４】クロスラインの内部を閉じるために使用することができる係止パイプ栓を示し、係止パイプ栓を設置するため使用される工具を示す分解図である。
【図５】図４に示した型式の係止パイプ栓の断面図である。この図において、係止パイプ栓は、クロスラインの内部に挿入され又は内部から除去されるときの非膨張状態にある。
【図６】クロスラインを漏洩防止のため閉塞する態様にてクロスラインの内部の確実な位置に取り付けられた後の図４及び図５の係止パイプ栓を示す図である。
【図７】クロスラインとの連通状態が提供される箇所である主パイプラインの開口部を閉じるべく使用することのできるクロスライン栓止め装置の側面図である。
【図８】図７に対し９０°回転させたクロスライン栓止め装置の側面図である。
【図９】図７及び図８のクロスライン栓止め装置の等方位図である。
【図１０】図７、図８及び図９のクロスライン栓止め装置の立面正面図である。
【図１１】図７、図８、図９及び図１０のクロスライン栓止め装置の立面背面図である。
【図１２】本発明の方法を採用してクロスラインが接続される主パイプラインを通して直径方向にアクセスした後、クロスライン内に推進させることのできる、典型的な器具であるパイプラインピグを小縮尺にて示す等方位図である。
【図１３】図５及び図６に示した型式の改良された係止パイプ栓の一部断面図で示した平面図である。改良された係止パイプ栓は、その他の有利な特徴の内、回転抵抗器を含む。
【符号の説明】
【００５４】
１０    地表面
１２    掘削箇所
１４    第一の主パイプライン
１６    第二の主パイプライン
１８    クロスライン
２０    クロスラインの接続部
２２    枝管接続具
２４    フランジ接続具
２６    弁
２８    ピグ推進装置
３０    パイプラインピグ
３２    液圧ラム
３４    栓止め機械
３６    ピグ信号装置
３８    枝管接続具
４０    フランジ接続具
４２    弁
４４    ピグキャッチャ
４６    熱タップ機械
４８    フロースルーピグガイド
５０    管状体
５２    スロット付き開口部
５４    外径
５６    係止リングフランジ
５８    外側溝
６０    枝管遮蔽ピグガイド
６２    管状体部分
６４    側方管状体部分
６６    係止リングフランジ
６８    周溝
７０    短い長さの管状部分
７２    バー
７４    バー
７６    係止パイプ栓
７６Ａ    改良された係止パイプ栓
７８    締結ナット
８０    ラムエキスパンダ
８２    軸
８４    基部材
８６    管状部分
８８    ラジアルフランジ
９０    圧縮部材
９２    シール部材
９４    作動部材
９６    カップ部材
９８    截頭円錐形面
１００    セグメント化したスリップ
１０２    基部分
１０４    ボルト
１０６    ボルトヘッド
１０８    クロスライン栓止め装置
１１０    補強板
１１２    エラストマーシール
１１４    取り付けガイド
１１６    パイプラインピグ
１１８    バイパスライン
１２０    バイパス弁
１２６    リテーナばね
１２８    外ねじ
１３２    回転抵抗器
１３４    ワイヤーブラシ
１３６    ワイヤー
１３８    外端
１４０    パイプの内面
１４２Ａ、Ｂ    面板
１４４    開口部
１４６    ボルト
１４８    ねじ付き開口部
１５０    ホルダ
１５２    内端部分
１５４    ねじ付き開口部
１５６    内部凹所
１５８    パイプ栓
１６０    座金
１６２    内ねじ
１６４    フランジ
１６６    開口部
【図１】
2008545926.tif 000004
【図２】
2008545926.tif 000005
【図３】
2008545926.tif 000006
【図４】
2008545926.tif 000007
【図５】
2008545926.tif 000008
【図６】
2008545926.tif 000009
【図７】
2008545926.tif 000010
【図８】
2008545926.tif 000011
【図９】
2008545926.tif 000012
【図１０】
2008545926.tif 000013
【図１１】
2008545926.tif 000014
【図１２】
2008545926.tif 000015
【図１３】
2008545926.tif 000016