(57)【要約】本発明は、運転中における流体配管のような配管にピッグ状作業機器を挿入する方法に関する。本発明に基づいて、配管が運転中にくり抜かれ、作業機器がくり抜き孔を通して配管の中に運び込まれる。このようにして、作業機器が配管から取り出される際、配管の予探索、汚れ度の検出、浄化、測定、点検、修理などの作業が、相応したピッグ状作業機器により行われる。本発明はまた、本発明に基づく方法の実施を可能にする装置およびに作業機器に関する。このようにして、さもなければくぐり抜けできない配管でも経済効率的に作業できる。
2008500154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転中における流体配管のような配管にピッグ状作業機器を挿入する方法において、配管が運転中にくり抜かれ、作業機器がくり抜き孔を通して配管の中に運び込まれることを特徴とする配管に作業機器を挿入する方法。
【請求項２】
配管のくり抜きおよび作業機器の運び込みが、配管の長手軸線に関して３０°〜９０°の角度を成して行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
配管のくり抜きおよび作業機器の運び込みが、配管の長手軸線に関して３０°〜６０°、最も好適には約４５°の角度を成して行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
作業機器の配管への挿入前に、配管の中に、作業機器に対する案内装置が少なくとも部分的に挿入されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
少なくとも案内装置が、配管内における運転圧力に抗して、保持装置によって位置を保たれることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
作業機器が、少なくとも案内装置に結合された移送／貯蔵容器から、配管の中に入れられることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
ピッグ状作業機器により配管の浄化、測定、点検、修理などをする方法において、作業機器が、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の方法に応じて、配管に挿入され、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の方法に応じて、配管から再び取り出されることを特徴とするピッグ状作業機器により配管の浄化、測定、点検、修理などをする方法。
【請求項８】
配管における作業機器に対する障害物を回避するために、その都度、配管にくり抜き孔が設けられ、バイパス管によって接続されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
運転中におけるガスパイプライン及び同様な配管についてのデータを収集する方法において、以下の過程を含んでいる、
ａ）  配管の少なくとも汚れ度を求めるための第１探索を実施し、その際、配管  の直径のような基準寸法に比べて小さな探索機器が配管に挿入される、
ｂ）  本質的にきれいな配管あるいは標準浄化技術で掃除できる配管の場合、選  択的に、過程ａ）に類似して配管の幾何学状態を求めるための予探索を実施す  る、
ｃ）  標準浄化技術で掃除できない配管の場合あるいは損傷した幾何学形状をし  た配管の場合、選択的に、それに相当した特別な浄化方法ないし幾何学修理方  法を、場合により顧客と一緒に作成する、
ｄ）  過程ｃ）に続いて、選択的に、作成済みの１つあるいは複数の特別な方法  が経済効率的に実施可能であるか否かの評価を実施する、
ｅ）  過程ｄ）の正の評価の場合、選択的に、作成済み特別方法を実施する、
ｆ）  過程ｃ）の代わりに、あるいは過程ｅ）に続いて、前述の請求項の少なく  ともいずれか１つに記載の方法を実施する、
ｇ）  過程ｄ）の負の評価の場合、選択的に、外から配管を露出し精査する方法  および／又は配管を静液圧的検査する方法を実施する、
ことを特徴とする運転中における配管についてのデータを収集する方法。
【請求項１０】
運転中におけるガスパイプライン及び同様な配管にピッグ状作業機器を挿入するための装置において、配管（４）のくり抜き孔（４．４）の中に少なくとも部分的に挿入可能な案内装置（１．６、１．９）を有し、該案内装置（１．６、１．９）が、少なくとも挿入区域（Ｃ）においてほぼ真っ直ぐに配管長手軸線（Ｌ）に対して角度（α）を成して延びる第１管部材（１．６）を備え、該第１管部材（１．６）が溝状の湾曲延長部（１．６ａ）を有し、該湾曲延長部（１．６ａ）が、挿入された状態において、配管（４）のくり抜き孔（４．４）に対向して位置する管壁（４．２ａ）に接していることを特徴とする運転中における配管にピッグ状作業機器を挿入するための装置。
【請求項１１】
案内装置（１．６、１．９）の湾曲延長部（１．６ａ）が、接触支持部位に、配管長手軸線（Ｌ）に対して平行な接線（Ｔ）を有していることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
第１管部材（１．６）の部分円周にわたって延び湾曲延長部（１．６ａ）にほぼ直径線的に対向して配置された内側膨出部（１．６ｂ）が存在していることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
案内装置（１．６、１．９）が、その挿入区域（Ｃ）とは反対側の端部に、第１管部材（１．６）の延び方向（Ｖ）に対して曲がりを持つ他（第２）の湾曲管部材（１．９）を有していることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１４】
曲がりがほぼ９０°であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
案内装置（１．６、１．９）の挿入された状態において、第２管部材（１．９）が、その第１管部材（１．６）とは反対側の端部が、少なくとも局所的に、配管（４）の経路平面に対してほぼ平行な平面内を延びていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
第１管部材（１．６）と第２管部材（１．９）との接合領域（Ｂ）に配置された閉鎖手段（１．２）が存在していることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１７】
閉鎖手段（１．２）が、案内装置（１．６、１．９）を耐圧閉鎖するためのスライド弁として形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
案内装置（１．６、１．９）の挿入区域（Ｃ）とは反対側の端部に結合できる作業機器（２）用の移送／貯蔵容器（１．４）が存在していることを特徴とする請求項１０ないし１７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１９】
作業機器（２）が、移送／貯蔵容器（１．４）から案内装置（１．６、１．９）を通って、配管（４）に入れられることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
移送／貯蔵容器（１．４）が荷重支持装置（１．５）上に配置されていることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の装置。
【請求項２１】
荷重支持装置（１．５）が移動可能であり、特に走行可能であることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
荷重支持装置（１．５）が低床形車として形成されていることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の装置。
【請求項２３】
配管（４）内の運転圧力（ｐ）に抗して案内装置（１．６、１．９）の位置を保つための保持装置（１．１０）が存在していることを特徴とする請求項１０ないし２２のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２４】
保持装置（１．１０）が、外から案内装置（１．６、１．９）に作用するラム装置（１．１０、１．１０ａ）として形成されていることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
保持装置（１．１０）が、湾曲部位において案内装置（１．６、１．９）に作用するために形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の特徴を有する請求項２３又は２４に記載の装置。
【請求項２６】
配管（４）に設置可能なブッシュ（１．１）が存在し、該ブッシュ（１．１）が、案内装置（１．６、１．９）が挿入可能なフランジ延長部（１．１ａ）を備えていることを特徴とする請求項１０ないし２５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２７】
閉鎖手段（１．２）および保持装置（１．１０）が一緒にフランジ延長部（１．１ａ）に結合できることを特徴とする請求項１５と請求項２２に記載の特徴を有する請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
角度（α）が３０°〜９０°であることを特徴とする請求項１０ないし２７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２９】
角度（α）が約４５°であることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
特に請求項１ないし９のいずれか１つに記載の方法に応じ、および／又は、請求項１０ないし２７のいずれか１つに記載の装置を利用して、運転中におけるガスパイプラインのような配管に挿入するための柔軟性を有する多重要素式ピッグの形をした作業機器において、その行進ユニット（２．１、２．１′）、磁化装置（２．２、２．２′）、センサホルダ（２．３）などのような機能要素が、ピッグ（２）の長手方向（Ｌ′）において、配管（４）の直径（Ｄ）の大きさの曲率半径（Ｒ）の配管区域を走行できるように決められた寸法（Ｘ）を有していることを特徴とする作業機器。
【請求項３１】
機能要素（２．１、２．１′、２．２、２．２′、２．３）がそれぞれ、シールスリーブ（２．５）、磁化体（２．６）あるいはセンサ（２．７）のような機能素子に対する開閉可能な支持アーム（２．４）を有していることを特徴とする請求項３０に記載の作業機器。
【請求項３２】
連続して配置された２個の行進ユニット（２．１、２．１′）が存在していることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の作業機器。
【請求項３３】
行進ユニット（２．１、２．１′）が、シールスリーブ（２．５）付きの受動行進ユニットとして形成されていることを特徴とする請求項３０ないし３２のいずれか１つに記載の作業機器。
【請求項３４】
行進ユニット（２．１、２．１′）が能動駆動トラクタとして形成されていることを特徴とする請求項３０ないし３２のいずれか１つに記載の作業機器。
【請求項３５】
行進ユニット（２．１、２．１′）がロボットとして形成されていることを特徴とする請求項３０ないし３２のいずれか１つに記載の作業機器。
【請求項３６】
磁化装置（２．２、２．２′）が、通常の磁化装置に比べて短縮された磁化体（２．６）で形成されていることを特徴とする請求項３０ないし３５のいずれか１つに記載の作業機器。
【請求項３７】
磁化装置（２．２、２．２′）に、ローラ手段（２．９）が一体に組み込まれていることを特徴とする請求項３０ないし３６のいずれか１つに記載の作業機器。
【請求項３８】
連続して配置された少なくとも２個の磁化装置（２．２、２．２′）が存在し、これらの磁化装置（２．２、２．２′）の磁化体（２．６）が円周方向（Ｕ）にずらして配置されていることを特徴とする請求項３０ないし３７のいずれか１つに記載の作業機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転中における流体配管のような配管にピッグ状作業機器を挿入する方法に関する。また本発明は、運転中におけるかかる配管についてのデータを収集する方法に関する。さらに本発明は、運転中における流体配管のような配管にピッグ状作業機器を挿入するための装置に関する。また本発明は、特に上述した方法に応じおよび／又は上述した装置を利用して、かかる配管に挿入するための作業装置に関する。本発明において前提とされる流体配管はガスあるいは液体を流し、後者の場合、特に油を流すものである。
【０００２】
配管、特に地中に敷設されたガスパイプラインあるいはオイルパイプラインを浄化、測定あるいは点検するために、今日において特にいわゆるピッグが利用されている。そのピッグは、一般的な定義において、所定の仕事をするために、固有の駆動装置や外部エネルギにより配管内を通過する走行体やはめ合い体である。配管におけるピッグ通過に対する適合度はくぐり抜け可能度とも呼ばれる。くぐり抜け可能配管は、特に溶接技術および組立についてもピッグ運転の特別な要件を満たす配管である。さらに、くぐり抜け可能配管は、１台あるいは複数台のピッグを配管に出し入れするための弁装置であるいわゆるピッグステーションあるいはゲートを備えていなければならない。
【０００３】
知能ピッグの出現以来、即ち、機械要素から構成されるだけでなく、電気／電子部品も有し、これにより、測定データを検出し、処理し、記憶ないし送信できるようなピッグが出現して以来、或る種の配管は、配管の中に直接入り込むことなく、即ち、配管を掘り起こすことなく、これに伴って高い経費をかけることなしに、例えば配管の浄化作業や点検作業を実施できるようにするために、規則的にそのようなピッグステーションが設けられている。
【０００４】
しかし今日において、（例えば市街区域におけるガス配管の場合）９０〜１００年経過した多数の古い配管が存在し、それらの状態については実際に全く情報が存在していない。かかる配管は、通常、地中約１〜２ｍの深さに埋設され、道路下の深さは４〜５ｍまでにもなる。また、かかる配管はしばしば多数のスライド弁や弁を有し、その経過において狭い湾曲部を有し、このために、例えば配管はくぐり抜け不能として規則的に類別される。従って従来、例えば浄化目的、測定目的あるいは点検目的のためのかかる配管への入り込みは、外からの直接的な入り込みによってしかできず、これは、特に市街区域において極めて手間がかかり、それに応じて、経費的欠点が生ずる。
【０００５】
本発明の課題は、従来におけるくぐり抜け不能配管における作業に関連しての上述した欠点を解消できる方法を提供することにある。また本発明は、そのような方法に関連して採用される装置並びに相応した作業機器を提供することにある。
【０００６】
この課題は、運転中における流体配管のような配管にピッグ状作業機器を挿入する方法において、配管が運転中に、即ち、配管内を流れる媒体の流れを中断することなく、くり抜かれ、作業機器がくり抜き孔を通して配管の中に運び込まれることによって解決される。それに応じ、本発明に基づいて、ピッグがいわゆる「ホット  タップ」（「運転中のつなぎ込み口」）の設置によって、流れを中断することなしに、配管の中に運び込まれ、その場合、局所的に限られた配管への入口しか必要とされない。
【０００７】
作業機器の配管への挿入を容易にするために、本発明に基づく方法の第１実施態様において、配管のくり抜きおよび作業機器の運び入れが、配管の長手軸線に関して３０°〜９０°の角度を成して行われ、好適には、３０°〜６０°、特に約４５°の角度を成して行われる。また同じ理由から、作業機器の配管への挿入前に、配管の中に、作業機器に対する案内装置が少なくとも部分的に挿入される。
【０００８】
配管内の運転圧力が非常に高い場合でも本発明に基づく方法が確実に採用できるようにするために、本発明に基づく方法の特に有利な実施態様において、少なくとも案内装置が、配管内における運転圧力に抗して、保持装置によって位置を保たれる。また、作業機器が少なくとも案内装置に結合された移送／貯蔵容器から配管の中に入れられる。
【０００９】
上述の課題は、ピッグ状作業機器により配管の浄化、測定、点検、修理などをする方法において、作業機器が、上述の方法に応じて、配管に挿入され、相応した方法に応じて、配管から再び取り出されることによって解決される。このようにして、本発明に基づいて、配管におけるくぐり抜け不能なほぼ任意の区域について経済的に作業できる。その場合、本発明に基づく方法の特に有利な実施態様において、配管における作業機器に対する例えばスライド弁などのような障害物を回避するために、その都度、障害物の両側において配管にくり抜き孔が設けられ、作業機器用のバイパス管によって接続される。
【００１０】
さらに、上述の課題を解決するために、運転中における流体パイプライン及び同様な配管についてのデータを収集する以下の過程を含む方法が用いられる。即ち、
ａ）  配管の少なくとも汚れ度を求めるための第１探索を実施し、その際、配管  の直径のような基準寸法に比べて小さな探索機器が配管に挿入される。
ｂ）  本質的にきれいな配管あるいは金属ブラシや化学的な浄化方法のような標  準浄化技術で掃除できる配管の場合、選択的に、過程ａ）に類似して配管の幾  何学状態を求めるための予探索を実施する。
ｃ）  標準浄化技術で掃除できない配管の場合あるいは損傷した幾何学形状をし  た配管の場合、選択的に、それに相当した特別な浄化方法ないし幾何学修理方  法を、場合により顧客と一緒に作成する。
ｄ）  過程ｃ）に続いて、選択的に、作成済みの１つあるいは複数の特別な方法  が経済効率的に実施可能であるか否かの評価を実施する。
ｅ）  過程ｄ）の正の評価の場合、選択的に、作成済み特別方法を実施する。
ｆ）  過程ｃ）の代わりに、あるいは過程ｅ）に続いて、前述の請求項の少なく  ともいずれか１つに記載の方法を実施する。
ｇ）  過程ｄ）の負の評価の場合、選択的に、外から配管を露出し精査する方法  および／又は配管を静液圧的検査する方法を実施する。
【００１１】
このようにして、運転中における配管内でピッグ状作業機器を利用するための上述の方法は、運転過程全体の一部であり、これは、実質的にわかっていない配管についてのデータを、特有用途に合わされた最良の方式で、発注者にとって最低の経費で、収集することを狙っている。
【００１２】
上述の課題を解決するために、本発明はまた、上述した様式の装置において、配管のくり抜き孔の中に少なくとも部分的に挿入可能な案内装置を有し、この案内装置が、少なくとも挿入区域においてほぼ真っ直ぐに配管長手軸線に対して或る角度を成して延びる第１管部材を備え、この第１管部材が内側に湾曲した湾曲延長部を有し、この湾曲延長部が、挿入された状態において、配管のくり抜き孔に対向して位置する管壁に接していることを提案する。このようにして、本発明に基づいて、作業機器が配管の壁に激しく衝突することなしに、作業機器を配管に挿入することができる。むしろ、案内装置の湾曲延長部は、作業機器が配管への挿入時に本質的に配管長手軸線の方向における速度しか生じさせない働きをする。この目的のために、本発明に基づく装置の特に有利な実施態様において、案内装置の湾曲延長部が、接触支持部位に、配管長手軸線に対してほぼ平行な接線を有している。
【００１３】
さらに、本発明に基づく装置の他の実施態様において、第１管部材の円周の一部にわたって延長部にほぼ直径線的に対向して配置された内側膨出部が存在している。この内側膨出部は、作業機器が引っ掛かったり損傷したりすることなしに、作業機器が常に配管のくり抜き孔の縁に形成された角を回って案内される働きをする。上述した理由からさらに、配管長手軸線と第１管部材のほぼ直線経過との角度は、好適には４５°である（あるいは３０°〜４５°ないし４５°〜９０°でもよい）。
【００１４】
本発明に基づく装置の有利な実施態様において、案内装置が、その挿入区域とは反対側の端部に、第１管部材の延び方向に対して曲がりを持つ他の湾曲管部を有し、その曲がりは、好適には、ほぼ９０°である。このようにして、本発明に基づいて、特に本発明に基づく装置の他の実施態様において、案内装置の挿入された状態において、第２管部材の第１管部材とは反対側の端部が、少なくとも局所的に配管の延びている平面に対してほぼ平行な平面内を延びている、ことによって、作業機器を配管に挿入する際の配管と案内装置の機械的荷重の減少が達成される。その場合、第２管部材の第１管部材とは反対側の端部における延び方向が、配管長手軸線に関してほぼ９０°の角度を成していることが有利であり、これにより、作業機器は配管長手軸線に対して直角に案内装置に挿入できる。
【００１５】
作業機器を運転中の加圧配管の中に挿入できるようにするために、本発明に基づく装置は、他の実施態様において、第１管部材と第２管部材との接合領域に配置された閉鎖手段が存在し、この閉鎖手段は、好適には、案内装置を圧力密に閉鎖するためのスライド弁として形成されている。また作業機器に対して、案内装置の運び入れ区域とは反対側の端部に結合できる移送／貯蔵容器が設けられる。移送／貯蔵容器の設置後および場合によっては閉鎖手段の開放後、作業機器が、移送／貯蔵容器から案内装置を通って、配管に入れられる。
【００１６】
本発明に基づく装置の特に有利な実施態様において、移送／貯蔵容器が荷重支持装置上に配置され、これにより、案内装置および配管自体に、ほんの僅かな機械的力しか作用しない。その荷重支持装置は、移動可能に、特に走行可能に形成される。本発明に基づく装置の特に有利な実施態様において、荷重支持装置は低床形車ないしトレーラである。
【００１７】
案内装置を配管内の運転圧力に抗してその位置を保てるようにするために、本発明に基づく装置は、好適には、相応した保持装置を有し、この保持装置は、本発明に基づく装置の実施態様において、外から案内装置に作用するラム装置として形成される。本発明に基づく装置の他の実施態様において、保持装置は、案内装置の第２管部材の湾曲部位において案内装置に作用するために形成されている。
【００１８】
案内装置を配管に確実に規定して挿入するために、本発明に基づく装置の特に有利な実施態様において、配管に設置可能なフランジ延長部付きのブッシュが存在し、このブッシュが、配管のくり抜き時に、そのくり抜き孔に永続的に固定され、特に溶接される。本発明に基づく装置の実施態様において、このブッシュのフランジ延長部に、閉鎖手段および保持装置が一緒に結合でき、その場合、特に閉鎖手段と保持装置は構造的単一ユニットとして存在する。
【００１９】
前記課題を解決するために、本発明はさらに、柔軟性を有する多重要素式ピッグの形をした作業機器を提案する。その行進ユニット、磁化装置、センサホルダなどのような機能要素が、ピッグの長手方向において、配管の直径の大きさの曲率半径の配管区域を走行できるように決められた寸法を有している。このような作業機器の形成は、作業機器を移送／貯蔵容器から案内装置を通して配管に挿入するために、無条件に必要である。
【００２０】
本発明に基づく作業機器の特に有利な実施態様において、機能要素がそれぞれ、シールスリーブ、磁化体あるいはセンサのような機能素子に対する開閉可能な支持アームを有している。このようにして、作業機器の機能要素の形状および特に直径が柔軟に適合でき、これにより、案内装置の配管への挿入区域における配管内の障害物を迂回することができる。さらに、そのように形成された本発明に基づく作業機器は、配管が既知のあるいは未知の不定直径を有するいわゆる「多重直径」配管系にも採用できる。その場合、前記支持アームは、機能要素がいつでも配管の壁から最良の作業距離をとる働きをする。
【００２１】
安全上から、本発明に基づく作業機器は、連続して配置された２個の行進ユニットを有し、それは、作業機器の受動式形態に関係して、配管内を流れる媒体の圧力によって作業機器の前進運動を生じさせる通常のシールスリーブを有している。あるいはまた、行進ユニットは能動駆動トラクタとして形成でき、車輪のような駆動装置、モータおよびエネルギ源を有している。本発明に基づいて、特に配管幾何学形状への自己適合を実施できるロボットの形をした「知能」行進ユニットも利用できる。
【００２２】
配管を点検する際に漏洩磁束のような磁気式点検技術が採用され、従って、作業機器に相応した磁化装置が存在する場合、本発明に基づく作業機器の特に有利な実施態様において、磁化装置が、通常の磁化装置に比べて短縮された磁化体で形成されている。なおここでおよび以下において「通常の」磁化装置とは、所定の配管直径に対して普通に利用される一定長の磁化体から成る装置を意味する。所定の配管直径に対するより短い磁石の利用によって、配管点検に対して当然僅かな磁気出力しか用立てられない。しかし、場合により存在する測定精度上の欠点は、本発明に基づいて絶対必要な装置のたわみ性により問題とならなくなる。
【００２３】
特にトラクタ形行進ユニット付きの能動式ピッグに関する磁化装置の領域における作業機器の摩耗を減少するために、他の実施態様において、磁化装置にローラ手段が一体に組み込まれている。
【００２４】
「多重直径」配管用途の枠内において配管壁全体を走査する目的で、本発明に基づく作業機器の特に有利な実施態様において、連続して配置された少なくとも２個の磁化装置が存在し、これらの磁化装置の磁化体が円周方向にずらして配置されている。
【００２５】
以下の図を参照しての実施例の説明から、本発明の他の利点および特徴が理解できる。
【００２６】
図１は、本発明に基づく装置１と本発明に基づく作業機器２を利用して本発明に基づく方法を実施する方式を、概略的に示している。地中３ａに、即ち、地面あるいは路面３ｂの下に敷設された配管４が示されている。この配管４はここでは、ガス状流体が運転圧力ｐのもとで矢印Ｆの方向に貫流されるガスパイプラインである。
【００２７】
図１において配管４は、弁４．３を介して結合された複数の管部材４．１、４．２で構成されている。弁４．３の内部における配管４の横断面狭窄のために、かかる配管４はくぐり抜け不能配管とも呼ばれる。配管４の管部材４．１、４．２はそれらの管壁４．１ａ、４．２ａに半径方向に突出した分岐管部４．１ｂ、４．２ｂを有している。分岐管部４．１ｂ、４．２ｂは配管４に後で設けられ（下記説明参照）、予探索の枠内で点検目的のために、図１に応じ、管・弁・装置５に結合される（下記説明と図９参照）。
【００２８】
経費を削減する理由から、基本的にくぐり抜け不能配管４内でも、点検作業および監視作業がピッグ状作業機器２により実施できるようにするために、図１に概略的に示された本発明に基づく装置１が採用される。この本発明に基づく装置１については特に図３〜図６を参照して後述する。本発明に基づく装置１はなによりまず、フランジ延長部１．１ａ付きのブッシュ１．１を有している。このブッシュ１．１は、配管４のくり抜き孔４．４の場所において配管４に、好適には溶接によって固定されている。管状フランジ延長部１．１ａの延び方向Ｖと配管４の長手軸線Ｌは互いに角度αを成し、この角度αは、図示された実施例において好適には約４５°である。図１に示された実施例において、フランジ延長部１．１ａにスライド弁１．２の形をした閉鎖手段がフランジ結合され、このスライド弁１．２によって、配管４のくり抜き孔４．４ないしフランジ延長部１．１ａ（いわゆる「ホット  タップ」）が圧力密に閉鎖できる。図１の実施例において、スライド弁１．２に場合により柔軟性を有する他の管部材１．３ａ、１．３ｂが続いている。フランジ延長部１．１ａないし配管４は、その管部材１．３ａ、１．３ｂを介して、作業機器２用の移送／貯蔵容器１．４に接続される。移送／貯蔵容器１．４は低床形車１．５の形をした走行可能な荷重支持装置の上に配置されている。以下に図２を参照して詳述するように、作業機器２は移送／貯蔵容器１．４から本発明に基づく装置１により配管４の中に入れられる。
【００２９】
作業機器２を配管４に確実に規定して挿入するために、本発明に基づく装置１はさらに図１に応じ、案内装置の一部として機能する他の管部材１．６を有している（図３〜図６参照）。この管部材１．６は湾曲延長部１．６ａを有し、この湾曲延長部１．６ａは設置された図示の状態において、配管４のくり抜き孔４．４に対向して位置する管壁４．２ａの部位でその管壁４．２ａに接している。その場合、湾曲延長部１．６ａはこの部位に配管長手軸線Ｌに対してほぼ平行な接線Ｔを有している。管部材１．６はさらに、配管４内の媒体が湾曲延長部１．６ａを矢印Ｆの方向に支障なしに通過ないし貫流できるようにするために、湾曲延長部１．６ａの部位に開口１．６ｂを有している。
【００３０】
それに応じて方法的観点から、場合によっては分岐管部４．１ｂ、４．２ｂと管・弁・装置５を介しての予探索後、配管４が好適にはα＝約４５°の角度を成してくり抜かれ（くり抜き孔４．４）、そのくり抜き孔４．４の部位に、このくり抜き孔４．４を閉鎖するために、フランジ延長部１．１ａ付きブッシュ１．１とそれに固定されたスライド弁１．２が取り付けられる。従って、スライド弁１．２が開かれた際、配管４が、以下に詳述する管部材１．３ａ、１．３ｂを介して、本発明に基づく作業機器２用の移送／貯蔵容器１．４に接続される。
【００３１】
その作業機器２は、以下に図７ａ〜図８ｂを参照して後述する新規なピッグ状作業機器である。しかし基本的には、その作業機器は、任意の機能を有するピッグであり、例えば、浄化ピッグ、測定ピッグ（キャリパー  ピッグ）、（例えば磁化体と磁界センサを備えた）点検ピッグなどである。
【００３２】
管部材１．６は、その湾曲延長部１．６ａを備えた特別な形状により、設置された装置１と配管４との間のくり抜き孔４．４の部位における湾曲部ないし「屈曲部」を、作業機器２をこれが損傷ないし固着することのないように案内するために用いられる。
【００３３】
図１の概略図は、くぐり抜け不能配管４の中に作業機器２を運び込むための本発明に基づく装置の利用方式を示している。配管４から作業機器２を取り出すために、矢印Ｆの流れ方向におけるもっと下流に、垂直鏡面Ｓに鏡面対称に配置された別の装置が設けられねばならない。さらに本発明に基づいて、弁４．３のような配管４のくぐり抜け不能通路を、配管４の管部材４．１の部位における他のくり抜き孔（図示せず）の設置により、管部材１．３ａ、１．３ｂに対応したくぐり抜け可能なバイパスの形をした他の管部材を利用して迂回することもできる。
【００３４】
図２は、作業機器２（図１参照）用の移送／貯蔵容器１．４の他の形態と、図１に応じて低床形車の形をした走行可能な移送ベースの上に配置される荷重支持装置１．５の全体を、斜視図で詳細に示している。移送／貯蔵容器１．４は、図２に応じ、他の管部材１．４ａの外観を有し、その長手寸法Ａは少なくとも作業機器２の長さに相当している。容器１．４はその両端にフランジ１．４ｂ、１．４ｃを有し、その一方のフランジ１．４ｂは、容器１．４を本発明に基づく装置１の他の構成要素に結合するために使われる（図１参照）。
【００３５】
また、「注入ニードル」の形をした負荷支持装置１．５に、好適には、空気圧式あるいは液圧式に作動されるシリンダ１．７が配置され、このシリンダ１．７は作業機器２（図１参照）を容器１．４から配管４に挿入するために使われる。
【００３６】
また図に示された形態において、荷重支持装置１．５は、好ましくは液圧式あるいは空気圧式に作動される入れ子式脚１．８ａ、１．８ｂを有している。荷重支持装置１．５と特に容器１．４の姿勢が、その入れ子式脚１．８ａ、１．８ｂにより、図１における本発明に基づく装置１にできるだけ最小の機械的応力しか生ぜず、また、ブッシュ１．１ないしくり抜き孔４．４の部位に、装置１および挿入すべき作業機器２の他の構成要素によってできるだけ小さな荷重・てこ作用しか生じないように調節される。このようにして、本発明に基づく方法の実施中、パイプラインの最大の運転安全性が保証される。
【００３７】
図３は本発明に基づく装置１（図１参照）の形態をもう一度詳細断面図で示している。本発明に基づく装置１は、配管４内を通る仮定流れ方向Ｆにおいて、図１の場合に類似して配管４に作業機器２を挿入するために設計され、これに対して、配管４を通る仮定流れ方向Ｆ′の場合、図３に示された装置１は、例えば配管４の浄化実施後あるいは測定実施後、配管４を通って移動される作業機器を受け入れるために使われる。
【００３８】
図３に示された本発明に基づく装置１の形態は、基本的に図１の形態に相当し、従って、相応した部品には同一符号が付されている。先の図１における概略図と異なって、図３の対象は、湾曲延長部１．６ａ（図１参照）を備えた第１管部材１．６に続いて他の湾曲管部材１．９を有し、この湾曲管部材１．９は第１管部材１．６に続いている。その湾曲管部材１．９はまず第１管部材１．６の軸線Ｖ（図１参照）を有し、それから、ほぼ直角に紙面後方に折り曲げられ、これにより、仮想平面図において、管部材１．６と管部材１．９から成る管装置はほぼＬ形の形状となる。管部材１．９の第１管部材１．６と反対の側の端部に、従って、配管４への挿入区域と反対の側の端部に、移送／貯蔵容器１．４が続いている。それに応じ、図３に示された形態における管部材１．９は、機能的に、主に図１に示された管部材１．３ａの役割を負う。
【００３９】
図１をもとに既に説明したスライド弁１．２は、図３の形態において、第１管部材１．６と第２管部材１．９との接合領域Ｂに配置され、作業機器２に対する案内装置（図１参照）として機能する両管部材１．６、１．９から成る管装置の耐圧閉鎖を可能にしている。
【００４０】
図３に応じた本発明に基づく装置１の形態は、作業機器２用の容器１．４および荷重支持装置１．５（図示せず）が、配管４の上側の範囲に配置されず、横ないし後ろにずらして配管４に配置され、これにより、配管４への機械的作用が最小にされるという利点を有する。
【００４１】
両管部材１．６、１．９から成る管装置を配管４内における運転圧力ｐに抗して位置を保つために、図３に応じて、管部材１．９の湾曲部位に、（液圧式）ラム１．１０の形をした保持装置が設けられている。この保持装置１．１０は、図に応じ、スライド弁１．２と共にブッシュ１．１のフランジ延長部１．１ａにフランジ結合されている。さらに保持装置１．１０は、好適には、図示されていない方式で容器１．４ないし荷重支持装置１．５に結合され、これにより、ブッシュ１．１ないし配管４は、スライド弁１．２と保持装置１．１０から成る装置の重量を支える必要がない。
【００４２】
ラム１．１０は、図３における図に応じ、そのラム体１．１０ａにより、管部材１．９の湾曲部位に作用し、図３に示された矢印の方向に力Ｆｐを加え、管部材１．６と管部材１．９から成る作業機器２用の案内装置は、その力Ｆｐにより配管４内における運転圧力ｐに抗して位置が保たれる。
【００４３】
図４は本発明に基づく装置１の異なった形態を示し、その場合、図３における構成と異なり、作業機器２用の移送／貯蔵容器１．４は、配管長手軸線Ｌに対して平行に延びている。これは主に、図４に応じた形態において第２管部材１．９が（平面から出て右向きに）９０°の曲がりを有していることによって達成される。かかる形態は、それに応じて、本発明の枠内で利用される作業機器のたわみ性について大きな要件を課す（図７ａ〜図８ｂ参照）。
【００４４】
図５ａと図５ｂは、本発明に基づいて管部材１．６と管部材１．９で形成された装置１の案内装置（図３参照）の実施可能な形態を、もう一度詳細に示している。第１管部材１．６の挿入区域Ｃ、即ち、本発明に基づく方法を実施するためないし本発明に基づく装置１を利用する際に配管４（図１参照）に挿入される管部材１．６の区域における延長部１．６ａの特別な雨どい状ないしスプーン状湾曲形状が、図５ａと図５ｂから良好に理解できる。
【００４５】
図５ａと図５ｂの形態に応じ、第１管部材１．６の上に環状シール体１．１１が配置され、これにより、図３における構成に応じ、流体が、配管４から管部材１．６を通過して、本発明に基づく装置１のシール体１．１１の下流に位置するスライド弁１．２や保持装置１．１０の内部のような部位に達することはない。
【００４６】
第２管部材１．９はその湾曲部位に、この部位における作業機器のくぐり抜けを容易にするために、第１管部材１．６に比べて大きくされた直径を有している。第２管部材１．９はまたその湾曲部位にラム状突起１．１２を有し、管部材１．６と管部材１．９で形成された案内装置の位置を保つために、そのラム状突起１．１２はそれに対応して形成された保持装置１．１０のラム体１．１０ａに対する当接面として使われる。
【００４７】
図６は、前述の図を参照して説明した本発明に基づく第１管部材１．６付きの装置１を利用して配管４に挿入する際の本発明に基づく作業機器２（図７ａ〜図８ｂ参照）を示している。管部材１．６と配管４との間の「屈曲」部位における曲率半径Ｒは、図６に応じ、配管４の直径Ｄよりほんの僅かしか大きくない。
【００４８】
また、配管４のくり抜き孔４．４（図１参照）の縁Ｋの部位での作業機器の損傷を防止するために、管部材１．６は、好適には、その円周の一部にわたって延長部１．６ａに直径線的に対向して配置された内側膨出部１．６ｂを有している。この内側膨出部１．６ｂは（図６に示されているように）、作業機器２がくり抜き孔縁Ｋの部位において配管４の壁４ａから離れて配管４に挿入できるように形成されている。
【００４９】
図７ａ、図７ｂと図８ａ、図８ｂは、特に図１〜図６を参照して詳述したような本発明に基づく方法に応じ、および／又は本発明に基づく装置１を利用して、運転中にあるガスパイプラインやオイルパイプラインのような配管４に挿入するための本発明に基づく作業機器２の実施可能な形態を詳細に示している。作業機器２は柔軟性を有する多重要素式ピッグ（図６参照）の形をし、その行進ユニット２．１、２．１′、磁化装置２．２、２．２′、センサホルダ２．３などのような機能要素はそれぞれ、ピッグ２の長手方向Ｌ′において、配管４の直径Ｄの大きさの曲率半径Ｒの配管４の区域を作業機器２が走行できるように決められた寸法Ｘを有している（図６参照）。この目的のために、本発明に基づく作業機器２は、それらのすべての機能要素２．１、２．１′、２．２、２．２′、２．３にそれぞれ、開閉可能な支持アーム２．４を有している。支持アーム２．４の先端に、シールスリーブ２．５、磁化体２．６あるいは（磁界）センサ２．７のようなそれぞれの機能素子が配置されている。
【００５０】
磁化体２．６の寸法Ｘが、本発明に基づいて従来通常の作業機器に比べて短縮されていることが重要である。この寸法Ｘがピッグ長手軸線Ｌ′の方向に過大に長く形成されていると、図６に応じた狭い配管湾曲部のくぐり抜けができない。
【００５１】
図７ａ、図７ｂないし図８ａ、図８ｂはそれぞれ、支持アーム２．４が閉脚状態ないし開脚状態にある同一作業機器２を示している。この特別な形態によって、本発明に基づく作業機器２は、図６に応じた小さい曲率半径Ｒの窮屈な配管湾曲部を、支持アーム２．４が閉脚された状態で、くぐり抜けできるだけでなく、普遍的に、横断面積／直径が変化している配管４に対して利用することができる（「多重直径」管に利用可能）。
【００５２】
図７ａ、図７ｂに応じ、安全上から二連にされた行進ユニット２．１、２．１′が、上述のシールスリーブ２．５付きの受動行進ユニットとして形成され、これにより、作業機器は受動的に、即ち、流れる媒体により配管４内を前進移動される。あるいはまた、図８ａ、図８ｂに応じ、作業機器２の行進ユニット２．１、２．１′は能動駆動式トラクタであり、その場合、作業機器２を配管４の中を能動的に前進移動するために、車輪２．１ａがモータ（図示せず）により駆動される。特にこの目的のために、作業機器２はまたバッテリ２．８を有し、このバッテリ２．８は、磁化体２．６やセンサ２．７のような作業機器２の他の電気要素ないし電子要素にエネルギを供給するためにも使われる。
【００５３】
また、図７ａ〜図８ｂから理解できるように、本発明に基づく作業機器２は、連続する少なくとも２個の磁化装置２．２、２．２′を有し、これらの磁化装置２．２、２．２′の磁化体２．６は円周方向Ｕに互いにずらして配置されている。このようにして、支持アーム２．４の開脚時も（図７ｂ、図８ｂ参照）、管壁全体にわたる走査が可能となり、これは、直径Ｄが変化している特に直径２６〜２８インチの配管の作業に対する前提条件である。
【００５４】
さらに、本発明に基づく作業機器２の図示された形態において、磁化装置２．２、２．２′にローラ２．９が一体に組み込まれ、このローラ２．９は、作業機器２の運転中、管壁４ａに接する（図６参照）。このようにして、摩擦および摩耗が減少され、これは特に能動的に駆動される作業機器２（図８ａ、図８ｂ参照）において重要である。
【００５５】
最後に図９は、運転中におけるガスパイプラインなどのような配管４についてのデータを収集するための本発明に基づく方法の経過を流れ図で示している。この方法はステップＳ１で開始され、このステップＳ１において、配管４（図１参照）が局所的に露出され、場合により存在する被覆が剥がされる。続いてこのステップＳ１で、配管４の状態およびその「ホット  タップ」の設置適正を求めるために、試験が実施される。続くステップＳ２において、配管の汚れ度および／又は幾何学的状態を求めるための予探索が実施される。そのために、直径４〜１０インチ、好適には、直径６〜８インチの「ホット  タップ」が配管に設けられる。あるいはまた、図１に示されているように、存在する配管４への入口（分岐管部）が利用される。このようにして、予探索工具が配管に挿入され、同じ「ホット  タップ」を通して再び取り出される。かかる予探索工具は、代表的には、カメラと測定センサを有し、配管の汚れ、変形および閉塞を探索する。その工具から供給されるデータは、好適には、リアルタイムで解析され、これにより、配管状態を評価することができる。
【００５６】
続いてステップＳ３において、配管がきれいであるか否かについて、経験的に前記データの質問が行われる。ステップＳ３の答が「はい」（ｊ）であるとき、ステップＳ４で、配管の形状が正常であるか又は損傷や変形が存在するかが、質問される。ステップＳ３の答が「いいえ」（ｎ）であるとき、ステップＳ５で、配管における汚れが通常の浄化方法で除去できるか否かについて質問される。かかる浄化方法は、配管を浄化するための例えば金属ブラシあるいは化学薬品の利用にある。
【００５７】
ステップＳ５の答が「はい」であるとき、続いて上述のステップＳ４の質問が行われる。しかしステップＳ５の答が「いいえ」であるとき、ステップＳ６において、顧客と一緒に特別な浄化プログラムを作成する必要がある。ステップＳ４の答が「いいえ」であるとき、相応してステップＳ７で、配管幾何学形状に対する適当な修理プログラムを開発する必要がある。ステップＳ６並びにステップＳ７に続いて、ステップＳ８において、１つあるいは複数の作成済みプログラムが経済的に実施できるか否かの質問が行われる。これが当てはまるとき、続くステップＳ９において、その特別な方法の実施が行われる。ステップＳ８における答が「いいえ」のとき、続くステップＳ１０において、異なったプログラムの作成が試みられる。この場合、その方式は、例えば、配管への直接的入口の形成（掘り起こし、露出、ステップＳ１０′）、あるいは静液圧試験の実施（ステップＳ１０″）であり、これは当業者において知られている。
【００５８】
ステップＳ４における答ないしステップＳ９に向かう答が「はい」であるとき、本発明に基づいて、十分な大きさ、即ち、配管４の直径Ｄに相当した横断面積の「ホット  タップ」の設置が行われる（例えば図１、図６参照）。このために、ステップＳ１１において、好適には、４５°・「ホット  タップ」・ブッシュが設けられ、そこに閉鎖手段が取り付けられる。異なった穴あけ角の場合、ブッシュはそれと一致される。続いて、配管がくり抜かれ、閉鎖手段が閉じられる。続いて、（例えば図１に示されているように）、残りの本発明に基づく装置１が閉鎖手段に結合される。この閉鎖手段が開かれ、案内装置が配管に挿入され、そこで位置を保たれる。そして作業機器が、既に述べたように、その移送／貯蔵容器１．４から配管の中に入れられる。
【００５９】
その挿入された作業機器２は、方法的には、図７ａ〜図８ｂに示されているような浄化ピッグ（ステップＳ１２）、測定ピッグ（ステップＳ１３）あるいは点検ピッグ（ステップＳ１４）である。
【００６０】
従って、本発明に基づいて、くぐり抜け不能配管において、顧客の要求に合わされ且つ特に経済的な特別な作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に基づく方法を実施するための本発明に基づく装置と本発明に基づく作業機器の概略図。
【図２】図１における荷重支持装置の全体斜視図。
【図３】本発明に基づく案内装置の横断面図。
【図４】図３における案内装置の側面図。
【図５ａ】本発明に基づく案内装置の詳細図。
【図５ｂ】本発明に基づく案内装置の詳細図。
【図６】本発明に基づく案内装置を利用して配管に挿入する際の本発明に基づく作業機器の横断面図。
【図７ａ】本発明に基づく作業機器の第１状態の側面図。
【図７ｂ】図７ａの作業機器の異なった状態の側面図。
【図８ａ】異なった本発明に基づく作業機器の側面図。
【図８ｂ】図８ａの作業機器の異なった状態の側面図。
【図９】本発明に基づく方法の流れ図。
【符号の説明】
【００６２】
１                    装置
１．１                ブッシュ
１．１ａ              フランジ延長部
１．２                スライド弁
１．３ａ、１．３ｂ    管部材
１．４                移送／貯蔵容器
１．４ａ              管
１．４ｂ              旋回フランジ
１．５                荷重支持装置、低床形車
１．６                第１管部材
１．６ａ              湾曲延長部
１．６ｂ              内側膨出部
１．６ｂ              開口
１．７                シリンダ
１．８ａ、１．８ｂ    入れ子式脚
１．９                第２管部材
１．１０              保持装置、ラム
１．１０ａ            ラム体
１．１１              シール体
１．１２              突起
２                    作業機器、ピッグ
２．１、２．１′      行進ユニット
２．１ａ              車輪
２．２、２．２′      磁化装置
２．３                センサホルダ
２．４                支持アーム
２．５                シールスリーブ
２．６                磁化体
２．７                センサ
２．８                バッテリ
２．９                ローラ
３ａ                  地中
３ｂ                  地面
４                    配管
４ａ                  管壁
４．１、４．２        配管部分部材
４．１ａ、４．２ａ    管壁
４．１ｂ、４．２ｂ    分岐管部、「ホット  タップ」
４．３                弁
４．４                くり抜き孔
５                    管・弁・装置
α                    角度
Ａ                    寸法
Ｂ                    接合領域
Ｃ                    挿入区域
Ｄ                    直径
Ｆ                    流れ方向
Ｆｐ                  力
ｊ                    答「はい」
Ｋ                    縁
Ｌ                    配管長手軸線
Ｌ′                  長手軸線
ｎ                    答「いいえ」
ｐ                    運転圧力
Ｒ                    曲率半径
Ｓ                    鏡面対称軸
Ｓ１〜Ｓ１４          作業ステップ
Ｔ                    接線
Ｕ                    円周方向
Ｖ                    延び方向
Ｘ                    寸法
【図１】
2008500154.tif 000003
【図２】
2008500154.tif 000004
【図３】
2008500154.tif 000005
【図４】
2008500154.tif 000006
【図５ａ】
2008500154.tif 000007
【図５ｂ】
2008500154.tif 000008
【図６】
2008500154.tif 000009
【図７ａ】
2008500154.tif 000010
【図７ｂ】
2008500154.tif 000011
【図８ａ】
2008500154.tif 000012
【図８ｂ】
2008500154.tif 000013
【図９】
2008500154.tif 000014
【国際調査報告】
2008500154.tif 000015
2008500154.tif 000016
2008500154.tif 000017
2008500154.tif 000018
2008500154.tif 000019
2008500154.tif 000020
2008500154.tif 000021
2008500154.tif 000022
2008500154.tif 000023
2008500154.tif 000024
2008500154.tif 000025