(57)【要約】  異なる密度を有する少なくとも２種類の液体と、選択的に１種類以上の固体を含む混合物の分離に用いられる液体分離装置であって、分離されるべき前記液体を有する前記混合液体が流れる管体と、前記混合液体中に渦流を発生させて２つの液体流を発生させ、２つの前記液体流のうちの第１の液体流を前記管体の中心に集め、第２の液体流を前記第１の液体流の周囲に移動させるための回転装置と、を有し、前記回転装置は、前記管体の外部に設けられたモータと、前記管体の内部に設けられた回転部と、前記モータと前記回転部を互いに連結する駆動軸と、を有し、前記回転装置は、着脱可能であり、前記間体の側部には、前記回転部を取り出すための開口部が設けられている、液体分離装置。
2011505239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる密度を有する少なくとも２種類の液体と、選択的に１種類以上の固体を含む混合液体の分離用の液体分離装置であって、
分離されるべき前記液体を有する前記混合液体が流れる管体と、
前記混合液体中に渦流を発生させて２つの液体流を発生させ、２つの前記液体流のうちの第１の液体流を前記管体の中心に集め、第２の液体流を前記第１の液体流の周囲に移動させるための回転装置と、を有し、
前記回転装置は、前記管体の外部に設けられたモータと、前記管体の内部に設けられた回転部と、前記モータと前記回転部を互いに連結する駆動軸と、を有し、
前記回転装置は、互いの回転に応じてベアリング接触するベアリング機構を少なくとも１つ有し、前記ベアリング機構は前記管体の外部に設けられていることを特徴とする液体分離装置。
【請求項２】
前記回転装置は取り外し可能であり、前記管体の側部には前記回転部を通すための開口部が設けられている、請求項１記載の液体分離装置。
【請求項３】
前記管体は、少なくとも一部が内部での分離を観察するために透明であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項４】
前記管体は、前記回転部が配置される主配管と、前記主配管をモータフレームに接続するための第２配管と、を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項５】
前記モータフレームと前記第２配管はフランジを介して互いに連結されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項６】
前記フランジの間にはシールが設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項７】
前記駆動軸の周囲に設けられた駆動軸シールを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項８】
前記回転部は、前記駆動軸に着脱可能に連結されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項９】
前記駆動軸は、少なくとも一部が前記モータに着脱可能に連結されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項１０】
前記主配管は円錐状の形状を有し、前記駆動軸は、前記第１の液体流を排出するための排出管を構成する中空形状である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項１１】
前記第２配管は前記主配管に平行に接続され、さらに、前記主配管に対して曲げられて接続された供給管を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項１２】
調節可能な閉鎖バルブを有する供給管および排出管を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項１３】
前記供給管および排出管は、外部管体機構に接続されるように配置されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体分離装置。
【請求項１４】
以下の工程を有する、密度の異なる２種類の液体の混合液体の分離用の液体分離装置の使用方法。
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液体分離装置を外部管体機構に接続し、
２種類の液体を分離する。
【請求項１５】
供給管に設けられた少なくとも１つの調整可能な閉鎖バルブが前記主配管の液体流の分離の制御に用いられる、請求項１４に記載の使用方法。
【請求項１６】
以下の工程を有する、請求項１〜１３に記載の液体分離装置のシール交換のための作業方法。
前記第２配管の回転装置を取り外し、前記配管から取り出す。
前記フランジ間に設けられた前記シールまたは前記駆動軸の周囲に設けられた前記シールを交換する。
前記回転装置を再配置する。
【請求項１７】
以下の工程を有する、請求項１６に記載の作業方法。
前記回転部を前記駆動軸から取り外す、および／または、前記駆動軸を前記モータから取り外す。
前記回転部を前記駆動軸に再配置する、および／または、前記駆動軸を前記モータに再配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも２種類の異なる密度を有する液体と、選択的に１種類以上の固体を含む混合物の分離に用いられる液体分離装置に関する。
【０００２】
本発明は特に、例えば油のように水または海水よりも密度の低い液体で汚染された水または海水のような混合液体の分離に関する。
【背景技術】
【０００３】
油の掘削においては、油だけがくみ上げられるわけではなく、油に汚染された水（海水）、砂、またはその他の固体もしばしばくみ上げられる。油、水、および固体は、これらの液体および固体がさらなる工程に供されるように、あるいは掘削した場所に戻されるようにするために、互いに分離されなければならない。
【０００４】
これらの液体は、一般には２種類の液体を含む混合液体を管体に流した状態で渦流を発生させると、高密度の液体がより内壁側に移動し、低密度の液体が中央に移動する現象を利用して分離される。このような装置の例としては、米国特許出願公開第２００３／０００６１８８号明細書（特許文献１）、米国特許第５９０４８４０号明細書（特許文献２）、および米国特許第４４７８７１２号明細書（特許文献３）が公開されている。
【０００５】
米国特許第４４７８７１２号明細書には、互いに異なる液体を１または２以上の工程により分離する液体分離装置が開示されている。これらの液体は互いに密度が異なることを利用して分離されている。液体の流れの中に渦流を発生させることにより、高密度の液体はより内壁側に移動し、低密度の液体は管体の軸中心の周囲に移動する。分離された液体は主管体よりも半径の小さい管体を用いて排出される。
【０００６】
液体流中の渦流は、液体流を攪拌するブレードを有する１つまたは２つ以上のロータにより生成される。ロータはモータに連結された駆動軸により駆動される。このモータは管体の外部に延長する下流の位置に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０００６１８８号明細書
【特許文献２】米国特許第５９０４８４０号明細書
【特許文献２】米国特許第４４７８７１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の構成では、駆動軸は１つまたは２つ以上の管体を通して液体流の下流側に位置する。それぞれの管体の横断面はシールされている。例えば、米国特許第４４７８７１２号明細書および他の液体分離装置においては、ロータの駆動軸はシール内を高速回転しており、このことはシールの磨耗速度も高速であることを意味する。そのため、シールの磨耗および破れも常に急速に進行する。また、公知の液体分離装置においても磨耗ダメージによる問題が生じている。
【０００９】
本発明の目的は少なくとも上記した欠点の１つを多少なりとも克服すること、および／または有用な代替手段を提供することにある。特に、本発明は少なくとも２種類の異なる密度を有する液体と、可能であれば１種類以上の固体を含む混合物の分離に用いられる液体分離装置であって、シールやベアリングの磨耗のリスクが低減され、かつ単純でシール交換が容易な液体分離装置を提供することを意図する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、異なる密度を有する少なくとも２種類の液体と、選択的に１種類以上の固体を含む混合物の分離に用いられ、内部を流れる混合液体中の液体を分離するための管体と、前記混合液体中に渦流を発生させて２つの液体流を発生させ、２つの前記液体流のうちの第１の液体流を前記管体の中心に集め、第２の液体流を前記第１の液体流の周囲に移動させるための回転装置と、を有し、前記回転装置は、前記管体の外部に設けられたモータと、前記管体の内部に設けられた回転部と、前記モータと前記回転部を互いに連結する駆動軸と、を有し、前記回転装置は、互いの回転に応じてベアリング接触するベアリング機構を有する液体分離装置により達成される。
【００１１】
本発明に係る液体分離装置は回転装置の個々のベアリング機構に特徴を有し、特に駆動軸のベアリング機構が管体の外部に位置することを特徴としている。前記管体は常にベアリングに拘束されない状態にあるため、ベアリングまたはシールの破損による機能停止のリスクを最小化できるという利点がある。また、混合液体にはしばしば砂のように研磨材のような作用を有する物質が含まれるが、本発明ではベアリング機構が管体の外側にあるため、ベアリング機構の動作がこのような砂の影響をほとんど受けないという利点がある。液体の分離は確実に、かつ耐久的に行われるため、過剰な磨耗を防ぐことができる。
【００１２】
可能であれば、駆動軸は直接モータの外部軸に連結される。可能であれば、ベルト歯車を用いた動力伝達機構は使用しないのが望ましい。これは、駆動軸がモータ軸のベアリング機構のベアリングに直接連結される方が、単純な構造となる利点があるからである。装置の大部分をアルミニウムで構成することにより、さらに破損のリスクを低減できるという利点がある。さらに、モータ軸のベアリング機構をモータフレーム内で常に保護することにより、外部腐食の影響によるベアリング機構の破損のリスクを小さくできる。また、本願の液体分離装置は掘削基地のような腐食感受性の強い環境下に配置できるという利点がある。
【００１３】
本発明の液体分離装置の有利な態様としては、前記回転装置は、回転部を通すために管体の側部に設けられた開口部から取り外し可能である。これにより、本発明の液体分離装置は容易に分解可能であるという利点がある。また、これにより、起こりうる破損に対しても容易に対応でき、また、シールの交換のような整備も迅速に行える。
【００１４】
本発明の好ましい態様としては、前記管体は、回転部が設けられる主配管と、モータフレームが着脱可能に固定される第２配管と有する。この態様によれば、モータは主配管の第２配管に固定可能であるという利点がある。上記した態様の液体分離装置は回転部を主配管から取り外し可能で、かつ側部とシールが取り外し可能となるように、回転装置の着脱可能性を確実にするという利点がある。
【００１５】
好ましくは、第２配管の端部にはフランジが設けられ、モータフレームはフランジに設けられる。これにより、モータフレームと第２配管の端部をシール漏れのリスクが小さくなるように連結できる。さらに、フランジ固定は安定性を損なうことなく、複数回、固定と分離を行えるという利点がある。
【００１６】
好ましい態様としては、シールは第２配管のフランジとモータフレームのフランジ間に設けられる。これにより、液密のフランジカップリングが構成される。
【００１７】
好ましい態様としては、駆動軸の周囲にはシールが設けられる。このような構造にすることにより、液体分離装置中の液体がモータに接触しなくなり、モータを保護できる。
【００１８】
好ましい態様としては、回転部は取り外し可能に駆動軸に連結される。これにより、回転部を駆動軸から容易に取り外すことができ、また、その後の駆動軸とモータの間のシールの交換および／または回転部自体の交換が容易にできる。
【００１９】
好ましい態様としては、駆動軸とモータ間のシールが容易に交換可能なようにするため、および／または駆動軸自体を容易に交換可能とするため、駆動軸は取り外し可能に構成される。
【００２０】
好ましい態様としては、管体の主配管は主に直線状の形状を有する。可能であれば、管体は主に長手方向の直径が等しくなるように構成される。これにより、管体として、市販の物を容易に入手できる。
【００２１】
本発明の液体分離装置の変形例として、前記管体は少なくとも部分的に透明管としての部分を有する。これにより、分離工程を目視で確認できる。作業者は分離工程が最良の条件で行われているか否かを見ることができる。前記管体は観察窓を設けることにより、部分的に透明としてもよいが、可能であれば管体の主配管を全て透明にするのが望ましい。主配管は例えばポリカーボネートで構成される。
【００２２】
分離工程は異なる方法に変形してもよい。可能であれば、モータの速度（１分当たりの回転数）は調節される。液体流の流速は前記速度を調節することにより調節される。可能であれば、少なくとも１つの調節可能な閉鎖バルブが設けられる。前記閉鎖バルブは主配管の流れと接続される場所に接続される。液体流の流速はガス閉鎖バルブを調節することにより容易にかつ効果的に制御できる。可能であれば、調節可能なガス閉鎖バルブの位置は主配管の下流側である。調節可能なガス閉鎖バルブを下流に設けることにより、分離工程をより正確に行うことができる。
【００２３】
本発明の前記液体分離装置の変形例としては、ガス閉鎖バルブが主要部材の上流側と下流側の両方に設けられる。このように構成することにより、バルブを完全に閉鎖でき、例えば主配管または回転装置の整備を容易にすることができる。
【００２４】
特別な形態として、管体の主配管は円錐形に形成され、駆動軸は中空に形成され、さらに中空の駆動軸は、主配管の長手方向の中心軸の周囲に集められた第１または第２の分離された液体流を排出するための排出管として用いられる。
【００２５】
好ましい形態として、第２配管は供給管として主配管の延長部であり、可能であれば主配管に対して曲がるように接続される。これにより、駆動軸を直線状の軸で構成でき、必要な部品点数が少なくて済む。前記装置は継手のような２つの軸の間に設ける必要のある磨耗ダメージ感受性の高い部品を少なくできるため、より信頼性が高い。
【００２６】
好ましい形態として、主配管の供給および排出管は外部管体機構に接続されるように配置され、これにより前記装置を既存の装置に適用でき、幅広く利用できる。
【００２７】
本発明はまた、上記の装置および、これを既存の管体機構に接続したものを用いた混合液体の分離のための動作方法に関する。
【００２８】
本発明はまた、取り外し可能な回転装置および回転部を通すために管体の側部に設けられた開口部を用いて、フランジ間または駆動軸の周囲に設けられたシールを取り外す方法に関する。最初に、フランジ間に設けられたシールの交換のために側部から装置が取り外される。これにより、側部のフランジとモータフレームのフランジとの固定が解除される。次に、回転部材が主配管と側部から取り外される位置に回転装置が移動する。この位置では、両フランジに容易に触ることができるため、シールを交換できる。シール交換後、回転装置は再び回転部が主配管内に配置されるように移動する。次に、モータフレームのフランジは再び側部のフランジと接続され、再び液密接続となる。
【００２９】
本発明はまた上記した特徴を有し、かつ回転部を駆動軸から取り外し可能で、回転部を通すための開口部が管体の側部に設けられた装置を用いた、駆動軸の周囲のシールの交換のための作業方法に関する。最初に、駆動軸周囲のシールを交換するための回転装置が側部から取り外される。これにより、側部のフランジとモータフレームのフランジの間の結合を解除できる。次に、回転部材を駆動軸および／またはモータの駆動軸から取り外す。次に、駆動軸の周囲の軸シールが交換される。軸シールを交換した後、回転部材は駆動軸に再配置されるか、および／またはモータに再び連結され、その後、回転装置は回転部が再び主配管内に配置されるように再び移動する。次に、モータフレームのフランジが側部のフランジと再結合し、再び液密結合される。
【００３０】
本発明のさらなる特徴および効果は可能な変形例を含む以下に示す好ましい実施形態の記載に基づき説明される。参考のため、添付した図面の説明を記す。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係る液体分離装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液体分離装置の断面図である。
【図３】本発明の液体分離装置の部分断面図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態に係る液体分離装置を示す側面図である。
【図５】公知のピグ射出・回収機構を示す概略図である。
【図６】図６は本発明に係るピグ射出・回収機構を示す概略図である。
【図７Ａ】図６の射出部を示す図である。
【図７Ｂ】射出媒体として強制的に供給される液体を用いた射出部を示す図である。
【図８】図６の回収部を示す図である。
【図９】本発明に係る射出部を有する水中のガス管を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は本発明の好ましい実施形態に係る液体分離装置を示す断面図である。液体分離装置は本体１（主配管）と、第２配管２と、羽４ａを有する回転部４を供え、液体流Ａに渦流を発生させるための回転装置３、回転部４とモータ６を連結するための駆動軸５、回転部４を駆動するためのモータ６、モータ６が配置されるモータフレーム６ａ、モータフレーム６ａを第２配管２に連結するためにモータフレーム６ａおよび第２配管２にそれぞれ設けられたフランジ７ｃ、７ａ、フランジ７ｃとフランジ７ａの間に設けられ、ここではシール７ｂと駆動軸５の周囲に設けられた軸シール８とを有する連結部７と、ここでは液体流Ａを供給する液体供給管９と、ここでは液体流Ｂを排出する液体排出部１０と、ここでは液体流Ｃを排出する液体排出部１１と、分離された液体流Ｃを貯蔵する液体貯蔵部１２と、液体分離装置が連結される既存の配管１３と、を有している。
【００３３】
図１では、本体１と第２配管２が一体となった状態が図示されている。フランジ７ａは他のフランジに固定されるために、第２配管２に設けられている。当該他のフランジはフランジ７ｃであり、モータフレーム６ａの端部に形成されている。連結部７はフランジ７ｃと７ａの間に設けられている。当該連結部７は駆動軸５の周囲に設けられた軸シール８を有している。当該軸シール８は完全に駆動軸５の固有長さを超えて駆動軸５をシールしており、液体が駆動軸５を介してモータ６に漏出しないようになっている。連結部７はまたフランジ７ａの側面に設けられ、フランジ７ａと連結部７を液密に固定するシール７ｂを有している。
【００３４】
モータフレーム６ａの位置はフランジ７ｃを有するモータフレーム６ａと、第２配管２に設けられたフランジ７ａの組み合わせによって決定される。回転装置３の位置もまたモータフレーム６ａの組み合わせから第２配管２までの間で決定される。これは、モータ６はモータフレーム６ａ内に配置され、駆動軸５と回転部４で回転装置３を構成するからである。
【００３５】
混合液体（の液体流Ａ）は２つの液体に分離されるために液体供給管９を通して供給される。液体供給管９は既存の配管１３に接続されており、既存の配管１３から液体流Ａが供給される。前記モータ６は液体分離工程においては必ずスイッチがＯＮにされる。モータ６のスイッチがＯＮにされると、駆動軸５が駆動し、回転部４が作動し、これにより羽４Ａが回転し始める。羽４Ａが回転すると、本体１の中の液体流Ａの一部に渦流が発生する。混合液体中の二種類の液体は物質の違いによる密度差と渦流の存在により、異なる挙動を示す。密度が低い方の液体の流れである液体流Ｃは本体１の長手方向の軸中心の周囲に集まる。混合液体を構成する液体のうち、密度が高い方の液体の流れである液体流Ｂは、同心状に集まり、本体１の内壁に寄る。
【００３６】
回転部４の回転により、液体流中に渦流が生成されるだけでなく、液体流Ｂ、Ｃを排出するための、液体流Ｂ、Ｃの液体排出部１０、液体排出部１１方向への移動も生じる。なお、液体排出部１１は、一部が本体１の内部に設けられており、一部が外部に設けられている。
【００３７】
液体流Ｂはこの実施形態における主な液体流であり、液体排出部１０を介して液体分離装置から排出される。当該液体排出部１０はまた既存の配管１３に接続されており、液体流Ｂはここから排出される。
【００３８】
変形例として、分離された液体（液体流Ｃ）および液体（液体流Ｂ）を、それぞれ、貯蔵部に直接排出してもよい。
【００３９】
他の変形例として、液体排出部１１は管路に接続することもできる。これにより、分離された液体（液体流Ｃ）と液体（液体流Ｂ）をそれぞれ、所望の排出先に輸送できる。
【００４０】
回転部４は、可能であれば、２つの羽４ａを備える。このように構成することにより、図１記載の形態においてより高性能な装置が実現できる。変形例として、回転部４は２つより多い羽４ａを備えていてもよく、可能であれば４つの羽４ａが駆動軸５の周囲に均等に分散配置される。
【００４１】
回転部４は例えばステンレス鋼や銅合金のような異なる材料で構成されてもよい。他の耐腐食性材料や強度材料も回転部４を構成する材料として適当である。
【００４２】
図１に示す形態においては、可能であればモータ６は電気モータである。変形例として、防爆電気モータ、油圧モータ、空気モータのような他の種類のモータを用いてもよい。
【００４３】
液体分離工程においては大量の水が管内を流れる。体積流量率は例えば６インチ管の場合は２５０ｍ３／ｈ、４インチ管の場合は１００ｍ３／ｈ達するが、これは周囲および／またはモータへダメージを与え、液体分離装置からの漏水を起こす可能性がある。シールは漏水を防ぐために用いられる。該シールは図１に示す形態では、モータフレーム６ａと第２配管２の接続部分のフランジ７ｃと７ａの間の連結部７および連結部７に設けられ、フランジ７ａの側面と接するシール７ｂとして形成されている。該シール７ｂはフランジ７ｃと７ａが固定された状態でフランジ７ａ寄りになるように挟まれており、液密シールを構成している。
【００４４】
変形例として、液体および／または固体の分離は回転装置３の回転速度を調節することに最適化してもよい。前記速度は周波数制御装置で調節できる。
【００４５】
他の変形例として、前記速度は事前にカムスイッチの組み合わせで設定した速度を発する多極電気モータを用いて調節してもよい。
【００４６】
変形例として、供給された油および／または空気の量により速度を決定可能な油圧モータまたは空気モータを用いても良い。
【００４７】
変形例として、とりうる最高のパフォーマンスの達成を確実にするため、お互いに異なる工程で混合液体中の物質を分離する２つか２つより多い液体分離装置を用い、一方を他方の前方に配置してもよい。
【００４８】
図２は本発明の実施形態に係る液体分離装置の断面図である。基本的に、図２に示す液体分離装置の形態は図１に示す液体分離装置の形態と同様である。図１と図２の異なる点は、図１の本体１と図２の本体１００の形状である。図２に示す実施形態では、本体１００には円錐形のテーパ形状を有する部分がある。混合液体の液体流Ａは、液体供給管９から、液体および固体の分離のために供給される。回転装置３は液体流Ａに渦流を発生させ、これにより、液体中の異なる密度の物質は異なる振る舞いを始める。密度の低い液体は本体１の長手方向の中心軸の周囲に集まり（液体流Ｃ）、密度の高い液体はより本体１００の内壁側に移動する（液体流Ｂ）。分離された液体は最初に回転装置３から離れる。本体１００は円錐形状のテーパ部を有するため、液体流Ｂと液体流Ｃが流れる空間は狭くなっていく。液体流Ｃは本体１の長軸の周囲に移動し始め、液体流Ｂは本体１００の内壁に移動し始めるが、本体１００の先端は回転部４の前方が非常に狭くなっている。本体１００が狭くなると、液体流Ｂの集合体は液体流Ｃの集合体を押圧し、中心線上に移動させる。これにより、液体流Ｃは中心線上を逆方向にのみ移動する。当該液体流Ｃはその後、モータ６と回転装置３側に移動する。液体流Ｃはモータ６側に移動し、中空の駆動軸５０から排出される。
【００４９】
図３は本発明の液体分離装置の部分断面図である。基本的に、図３に示す液体分離装置の形態は図２に示す液体分離装置の形態と同様である。図２と図３の異なる点は、図３に示す貯蔵部の向きである。
【００５０】
液体および／または固体は回転装置３で分離される。本体１００が円錐状のテーパ部を有するため、液体流Ｃは中心線の周囲に移動し、モータ６の向きに移動し始める。分離された液体は中空の駆動軸５０に貯められ、この軸を通して液体貯蔵部１２へ排出される。
【００５１】
図４は本発明の実施形態に係る液体分離装置を示す側面図である。図４に示す液体分離装置は本体１を有している。２つのＴ字型部材９ａおよび１０ａはこれに接続されている。回転装置３はＴ字型部材９ａの水平部分に設けられている。第２配管２はＴ字型部材９ａの水平部分を構成しており、混合液体の主な流れの中には位置していない。モータフレーム６ａはＴ字型部材９ａの水平部分（この部分も第２配管２を構成している）に固定されている。モータ６（図示せず）はモータフレーム６ａ内に配置されている。モータ６は駆動軸５を介して回転部４（図示せず）に接続されており、回転部４を回転させるための動力を供給する。モータ６のスイッチがＯＮになると、駆動軸５（図示せず）が駆動し、回転部４が回り始める。これにより、混合液体の液体流Ａ（図示せず）には渦流が発生する。混合液体中の２種類の液体は渦流により、異なる振る舞いを始める。密度の低い液体の液体流Ｃ（図示せず）は本体１の長手方向の中心線の周囲に集中し、密度の高い液体の液体流Ｂ（図示せず）はより本体１の内壁側に移動する。
【００５２】
混合液体（の液体流Ａ）を供給するための液体供給管９はＴ字型部材９ａの垂直部分に固定されている。当該液体供給管９は既存の配管１３に３方向止水栓１４ａを用いて接続されている。分離された液体流Ｃを排出するための液体排出部１１、および液体流Ｂを排出するための液体排出部１０が取り付けられている。液体排出部１０は既存の配管１３に調節可能なガス閉鎖バルブ１４ｂを介して接続されている。ガス閉鎖バルブ１４ｂは手動で調節可能である。ガス閉鎖バルブ１４ｂの流量はハンドルを回すことにより増減できる。
【００５３】
液体排出部１０と１１は共にＴ字型部材１０ａに接続されている。当該Ｔ字型部材１０ａは本体１に水平部分が接続されている。上記したＴ字型部材９ａおよび１０ａは既存の部品を用いることができるという利点がある。Ｔ字型部材９ａおよび１０ａとしては規格化された部品を用いても良く、これにより部品の交換や修理が容易になる。これにより、既存の場所にある既存の部品を用いて製造した液体分離装置を容易に適用できる。液体分離装置は分離した後の液体をさらなる工程に供するために、容易に既存の配管１３に接続できる。シールが磨耗した際は、液体流は液体分離装置を介することなく、排出管を介して容易にバイパスできる。これにより、部品の交換及び／または整備が確実に行える。
【００５４】
液体流としては上記したものが挙げられる。即ち、液体流は内部に他の液体を含む。液体流は少なくとも一部に泥流、スラリー、またはペースト状の物質のような固体を含む流体流を包含するものもあると了解される。
【００５５】
本発明はまた主ガス管の後方の空間に残留しているガスを排気するための作業方法およびピグ（スクレイパー）の射出、回収部の作業方法の適用に関する。
【００５６】
本発明はピグチャンバのような主ガス管の後方の空間に残留しているガスを排気するためのガスの排出作業方法に関する。ガスはガス排気管を介して排出される。実際にはガスを噴出させる。しかしながら、後述するような問題がある。
【００５７】
本発明はピグを高圧ガスで導入するチャンバを有する射出部にも関する。チャンバは射出開口部を有し、開口部にはガス管に接続された閉鎖バルブが設けられている。
【００５８】
本発明はまた、射出開口部を有し、開口部にはガス管に接続された閉鎖バルブが設けられているピグチャンバを有する高圧ガス管からのピグの回収のための回収部にも関する。
【００５９】
回収部と射出部は共に高圧ガス管を用いたピグの射出・回収のためのピグ回収・射出機構を構成している。このような回収部と射出部はガス管を清掃するための技術として公知である。ここでは、高圧下でガス状の媒体と、可能であれば液体媒体とを共に輸送する工業製品としてのガス管に関する。図５はガス管内のピグを射出・回収するための公知の射出・回収機構を示す図である。２つのガス閉鎖バルブがガス管に設けられている。第１のガス閉鎖バルブは上流側でかつ射出部の近傍に設けられている。第２ガス閉鎖バルブは下流側の回収部近傍に設けられている。バイパスが射出部または回収部内のガス閉鎖バルブの周囲に設けられている。ピグが射出もしくは回収されるべき時は、ガス管中の対応するガス閉鎖バルブが閉鎖・開放される。これにより、ガスはバイパスに流れこみはじめ、ピグは射出部から射出または回収部から回収される。
【００６０】
射出部はピグチャンバを有する。ピグはピグチャンバ内に挿入される。ピグは例えば球体であり、丈夫で容易に変形しない材料で構成される。ピグの外形はガス管の内径に合うようになっている。ピグおよびガス管は例えば、直径２０インチだが、少なくとも４インチである。径が小さいピグは安全性や周囲の環境等の必要性に応じて使用できる。ピグの径はガス管の径よりも小さい。ピグがガス管から射出されると、液体および汚染物質はピグと共に運ばれてガス管の回収部に排出される。ピグは例えばガス管内壁の腐食防止材の塗布等の他の目的にも用いられる。
【００６１】
「ピグチャンバ」という用語はピグが射出される前に配置される場所を意味する。ピグチャンバは例えば圧力容器または管体の一部であってもよい。
【００６２】
ピグチャンバを有する射出部はガス管の第１のガス閉鎖バルブの周囲に設けられたバイパスを有する。ガス閉鎖バルブを有するピグチャンバの一面には射出開口部が設けられている。ガス管はガス閉鎖バルブの設けられた反対側の面に設けられている。ピグはピグチャンバの前面および後背のガス閉鎖バルブを開き、ガス管内の第１のガス閉鎖バルブを公知の手段で閉鎖することによって、ガス管内に射出される。ガス媒体がバイパスを介して流され始め、ガス管を介して射出部に到達する。ピグはピグチャンバを介して流れるガス媒体によってガス管内を移動する。ガス管内の第１のガス閉鎖バルブは再び解放され、バイパス内のガス閉鎖バルブはピグの射出後に閉鎖される。ピグはガスによって回収部に流される。
【００６３】
ガス管の回収部から下流側のガス閉鎖バルブはピグを回収部に送るために閉鎖される。ガスは回収部の前面と後面のガス閉鎖バルブを開放することにより、バイパスを介して回収部を含む内部を流れる。ピグが回収部のピグチャンバ内に達すると、ガス管のガス閉鎖バルブは再び開放され、回収部の全面と後面の開口部は閉鎖される。
【００６４】
ガスはバイパス内のガス閉鎖バルブを閉じた後はバイパス内に高圧状態で残留している。これは、ガス媒体は高圧下で射出部と回収部のバイパスを介して流れるためである。ピグが再び射出部に挿入される前か、あるいはピグが回収部から取り出される前に、ガスは先に排気されなければならない。実際にはガスの噴出が行われるが、これは他の問題を引き起こす。まず、最初に、ガスを噴出させる手段は、例えばガスが天然ガスの場合は排出されたガスが無駄となり、また環境に有害である。また、高圧ガスを噴出させる際は、種々の安全対策が必須となる。さらに、可燃性のガスを用いる場合は発火や爆発の危険性がある。そのため、ガスを噴出させる際は、専門の有資格者が必要となる。さらなる問題点は、噴出後に残留しているガスの量である。排出後処理は、ガスを除くための掃き出しガスを用いて行われる。そのため、ガスの噴出は必要な規則と手順に従って行わなければならず、面倒である。
【００６５】
本発明は少なくとも部分的に上記した問題点の解決および／または有用な代替手段を提供することにある。特に本発明は作業方法、とりわけ大気中への消費および危険性が低減されたピグ射出および回収機構を提供すること目的とする。
【００６６】
上記目的は第１〜第５の態様に記載されたピグが導入される射出部を用いた作業方法およびそのための装置によって達成される。
【００６７】
前記作業方法はガスの噴出作業が不要であるという利点がある。本発明に係る前記射出部の特徴は、射出部が、ガスをチャンバから排出させる液体を供給する液体ポンプを有する液体強制供給管に接続されている点にある。
【００６８】
射出部のガス閉鎖バルブの間の空間の後ろに残留しているガスは本発明では安全に容易に排出される。前記空間は液体強制供給管を介して液体で満たされる。ガスは液体よりも軽いため、供給された液体の液面よりも上部に集まる。液体が連続的に強制的に供給されるため、ガスは押し上げられて液面は上昇する。上面に集められたガスは射出部の空間に接続されたガス閉鎖バルブを有する排気管を介して排気される。ガスは例えばガス排気管を介して圧力容器に排気される。しかしながら、可能であればガスは回収管を介してガス管に排出される。これにより、無駄になるガスの量を０か極めて少なくできる。
【００６９】
本発明に係る射出部の特別な形態としては、射出部は、液体を強制的に供給するための液体ポンプを有する、ピグチャンバの射出開口部の他の面に設けられた液体強制供給管に接続されている。これにより、液体を強制的に供給することによって、ピグをピグチャンバから押し出すことができ、ピグを射出開口部からガス管内に射出できる。強制的に供給される液体に加えられる圧力はピグの一方の面に作用し、ガス圧はピグの反対側の面に作用する。水圧はガス圧よりも高いため、ガスはピグにより押圧され、ピグはガス管内に射出される。一度ピグが通過すると、射出開口部内のガス閉鎖バルブは閉鎖され、強制的に供給された液体は再び排出される。液体を強制的に供給することにより、ピグを射出部に挿入するためのガス閉鎖バルブを有するバイパスや器具類を設置する必要がなくなるという利点がある。
【００７０】
さらに、射出部は強制的に供給された液体が排出されると同時に浄化されるという利点もある。そのため、射出部を浄化するための追加の工程は必要ない。強制的に供給された液体が排出されると、次のピグがピグチャンバに挿入される。
【００７１】
さらに、本実施形態の射出開口部の反対側に液体強制供給管が接続された射出部は、ガスを用いてピグを射出部から射出することも可能である。液体強制供給管の接続位置は、射出部の先端にあるガス排気管を介したピグの射出後の液体の強制的な供給によって残留ガスの選択的排出を邪魔しないような位置にする。
【００７２】
本発明の目的はまた、第９の態様に記載の回収部によっても達成される。本発明の回収部の特徴は、回収部が、ピグチャンバからガスを排出するための強制的に供給された液体を供給する液体ポンプを有する液体強制供給部に接続されていることである。
【００７３】
本発明では、回収部のガス閉鎖バルブの間の空間に残留しているガスは回収部から安全な態様にて容易に排気できる。前記空間は液体強制供給管から供給された液体で満たされうる。ガスは供給された液体の液面より上に集まる。これはガスの方が液体よりも軽いためである。液体が連続的に供給されるため、ガスは押されて液面は上昇する。上面に集められたガスは回収部の空間に接続されたガス閉鎖バルブを有する排気管を介して排気される。ガスは例えばガス排気管を介して圧力容器に排気される。しかしながら、可能であればガスは回収管を介してガス管に排出される。これにより、無駄になるガスの量を０か極めて少なくできる。回収部の好ましい形態としては、回収管がガス管のガス閉鎖バルブの周囲の２つのガス閉鎖バルブを有するバイパスを介して設けられており、ピグチャンバは前記２つのガス閉鎖バルブの間に設けられる。
【００７４】
本発明の根本的な思想としては射出部または回収部中に、圧力下にあるガスは液体の強制的な供給により押し出されるため、射出部および回収部において、安全でない状態や外部環境への排出が防止される。
【００７５】
本発明はまた、高圧下のガス管内にピグを射出・回収するための、第６〜８のいずれか１つの態様に記載の射出部と、第９〜１０のいずれか１つの態様に記載の回収部を有するピグ射出・回収機構に関する。回収部および射出部は、可能であればガス排気管を備える。
【００７６】
本発明に係るピグ射出・回収機構の重要な利点は作業者への危険性が極めて小さいことである。ガスは噴出されない。圧力下の液体の存在は圧力下のガスの存在よりもはるかに危険性が小さい。安全のための制御は厳しくなく、作業者には専門性は要求されない。
【００７７】
前記ピグ射出・回収機構の他の利点は、部品点数が少ないことである。これにより、ピグ射出・回収機構の整備の必要性は低く、さらに壊れにくい。液体ポンプの利点としては、ガスの押し出しを短時間で効果的に行うことができることがある。他の利点は、この装置は液体ポンプの騒音が小さいことである。さらに、本発明のピグ射出・回収機構の大きな利点としては、既存のピグ射出・回収機構とコストをかけずに容易に交換可能であることがある。
【００７８】
可能であれば、射出開口部および／または回収開口部のガス閉鎖バルブはボールバルブで形成される。ボールバルブは、中心に射出開口部および／または回収開口部の内径と同程度の大きさの筒状の孔が設けられ、回転可能なボールを有する。ボールバルブはガス管内に、ボールの回転によりガス管の開閉を行えるように備え付けられる。
【００７９】
本発明に係るピグ射出・回収機構は、特に、海底に設けられたガス管に好適に適用できる。本発明に係るピグ射出・回収機構は、ガス管の水面下での研削を行う場合への適用に、大きな効果を奏する。ガス管の水面下での研削を行う場合は、例えば掘削された直後のガス井戸にガス管を接続する必要がある場合である。ガス管が海底に配置され、ガス井戸に接続された場合、ガス管は水で満たされる。この水は試運転前にピグを用いて排出しなければならない。本発明に係る射出部は接続が容易であるため、このように水面下にあるガス管にピグを供給するような状況下での適用に非常に好適である。この射出部の利点はガス管へ１箇所のみの接続で接続できることである。射出部は射出開口部、例えばフランジカップリングを介してガス管に接続可能である。射出部がガス管に接続される前は、フランジカップリングはキャップを用いて閉鎖されている。接続が容易であるため、ダイバーによる接続作業の負担は顕著に低減される。管体の特別な態様としては、射出部が既に管体の端部に設けられている態様がある。これにより、特にダイバーが潜水できないような非常に深い場所にも適用可能であるという利点がある。液体の強制的な供給およびガス閉鎖バルブの操作は例えば掘削基地や船舶から自動で行うことができる。
【００８０】
可能であれば、射出部の液体ポンプは船舶上に設けられる。液体強制供給管は船舶から海底の射出部に向けて延長して設けられる。通常は、ガス井戸のガス閉鎖バルブは閉鎖されている。ピグは射出開口部内のガス管を開放し、液体を強制的に供給することによりガス管内に挿入されうる。ピグはその後ガス井戸のガス閉鎖バルブを開放することにより、ガス管を通って回収部に挿入される。本発明に係る回収部は例えば、この装置における製造プラットフォームに搭載されている。
【００８１】
可能であれば、射出／回収部またはガス管内での水和物の生成を防止するため、強制的に供給される液体は水とグリコールまたは他の水和抑制剤を有する。
【００８２】
本発明はまた、ガス閉鎖バルブを有する射出開口部を介してガス管に接続されたピグチャンバを有する射出部を用いてピグをガス管に射出するための作業方法に関する。本発明に係る作業方法は以下のような工程を有する。最初の工程では、ピグが射出部のピグチャンバ内に導入される。上記工程は、射出部をガス管に接続する前または接続した後に行われる。次の工程では、強制的に供給される液体の液圧がガス管内のガス圧と等しくなるまで、液体が供給ダクトを介して強制的に供給される。次に、ピグが射出開口部へ誘導された後に射出開口部のガス閉鎖バルブが開放される。
【００８３】
本発明はまた、ガス管のガス閉鎖バルブの周囲のバイパス内のガス閉鎖バルブを介して接続されたピグチャンバを有する回収部を用いてピグをガス管から回収するための作業方法に関する。
【００８４】
回収のための作業方法は以下のような工程を有する。最初の工程ではピグチャンバが開放される前または後にガス閉鎖バルブが開放され、さらにガス管内のガス閉鎖バルブが閉鎖される。ガス媒体により、ピグは回収開口部を介してピグチャンバ内に渡る。ピグがピグチャンバに受け取られると、主配管のガス閉鎖バルブは開放され、さらにピグチャンバの前後のガス閉鎖バルブは閉鎖される。
【００８５】
次の工程では、液体は液体強制供給管を介して回収部からガスを排出するために強制的に供給される。可能であれば、回収部内に残っているガスはガス管に強制的に回収される。射出のための方法は以下の工程を有する。最初の工程では、ピグチャンバの前後のガス閉鎖バルブは開放され、さらにガス管内のガス閉鎖バルブが閉鎖される。ピグはガス媒体によって射出開口部を介してガス管内に渡る。ピグがガス管内に射出されると、主配管のガス閉鎖バルブは解放され、さらにピグチャンバ内のガス閉鎖バルブは閉鎖される。
【００８６】
次に、射出部からガスを排出するために、液体が液体強制供給管から強制的に供給される。可能であれば、射出部内に残っているガスはガス管に強制的に回収される。
【００８７】
さらに好ましい形態は他の態様に記載されている。
【００８８】
添付した図面を元に、本発明をさらに説明する。なお、当該図面は本発明の実施形態を示すものであるが、これに限定されるものではない。
【００８９】
図５に示す公知のピグ射出・回収機構は、ガス管１０に接続された射出部２０、回収部３０を有している。ガス管１０には、第１ガス閉鎖バルブ１１が設けられており、さらに第１ガス閉鎖バルブ１１の下流側には第２ガス閉鎖バルブ１２が設けられている。これらのガス閉鎖バルブはピグ１３の射出または回収の際に操作されうる。ピグ１３は、射出部２０のピグチャンバ２１内および回収部３０のピグチャンバ３１内に図示されている。ピグ１３はピグチャンバ２１、３１として機能する円筒状の空間内に配置されている。射出開口部２２または回収開口部３２はピグチャンバ２１または３１内のピグ１３の一方の面側に設けられている。ガス管２５、３５はピグチャンバ２１または３１内のピグ１３の他の面側に設けられている。
【００９０】
ガス閉鎖バルブ２３、２６は射出開口部２２およびガス管２５に設けられている。ガス媒体（矢印に示すようにガス管１０内を流れる）はさらに、ガス管１０の第１ガス閉鎖バルブ１１を閉鎖し、ガス閉鎖バルブ２３、２６を開放することにより、ガス管２５、ピグチャンバ２１、および射出開口部２２によって形成されたバイパスを介してガス管１０内に流れる。これにより、ガスによってピグ１３は射出され、運ばれる。
【００９１】
ガスの流れは第２ガス閉鎖バルブ１２の周囲で、ピグ１３が回収部３０に回収される時に向きを変える。第２ガス閉鎖バルブ１２の周囲にはガス閉鎖バルブ３３を有する回収開口部３２、ピグチャンバ３１、およびガス閉鎖バルブ３６を有するガス排気管３５によってバイパスが形成されている。ピグ１３はガスの流れに沿って回収部３０に流れる。
【００９２】
前述のように、ピグ１３を射出部２０に挿入する前に、最初にガス閉鎖バルブ２３と２６の間に残留しているガスをガス通気孔２７から噴出させる。
【００９３】
図６は本発明に係るピグ射出・回収機構を示す概略図である。ピグ射出・回収機構は射出部２００と回収部３００を有する。ピグ射出・回収機構はガス管１０の第１ガス閉鎖バルブ１１と第２ガス閉鎖バルブ１２がガス管１０に設けられている場所に接続されており、それぞれピグ１３を射出・回収するために操作される。
【００９４】
図７Ａは図２の射出部２００の詳細を示す図である。射出部２００はピグ１３を導入するためのピグチャンバ２２１を有する。ピグチャンバ２２１は両端が開放された円筒形状を有している。ピグ１３は円筒状の空間の内部、具体的にはガス管１０のバイパスと射出開口部２２２の間に配置される。ガス閉鎖バルブ２２３は射出開口部２２２に設けられ、ガス閉鎖バルブ２２６はバイパスに設けられる。ガス閉鎖バルブ２２３を有する射出開口部２２２はピグチャンバ２２１の一方の端部に設けられ、ガス供給管２２５はガス閉鎖バルブ２２６を有する他の開放端に設けられる。液体強制供給管２２９は液体ポンプ２２７と液体貯蔵部２２８を有し、ピグチャンバ２２１に連結される。液体ポンプ２２７は強制的に供給される液体を液体貯蔵部２２８からピグチャンバ２２１にくみ上げる。
【００９５】
射出部２００はガス管１０の第１ガス閉鎖バルブ１１の周囲にバイパスを有している。バイパスはガス供給管２２５、ピグチャンバ２２１、および射出開口部２２２を有している。ガス閉鎖バルブ２２３は射出開口部２２２に設けられており、ガス閉鎖バルブ２２６はガス供給管２２５に設けられている。射出部２００のピグチャンバ２２１からのピグ１３の射出は、ガスがガス管１０から流れる向きを変えてピグ１３を輸送できるようにバイパスを通過する一連のいくつかの工程の間に行われる。ピグ１３がピグチャンバ２２１のガス閉鎖バルブ間にない状態となると、ガス管１０の第１ガス閉鎖バルブ１１は再び開放され、ガス閉鎖バルブ２２３、２２６は閉鎖される。しかしながら、ピグ１３を高圧下で射出した後も、ピグチャンバ２２１とガス供給管２２５の間にガスは残留している。本発明によれば、次の工程で液体強制供給管２２９から液体が強制的に供給され、残留しているガスは射出部２００の空間から押し出される。残留しているガスはガス閉鎖バルブ１４を開放することにより、回収管１６を介してガス管１０に強制的に戻される。当該回収管１６はピグチャンバ２２１の先端部分に設けられている。可能であれば射出部２００の最も高い部分に設けるのが望ましい。このように設けることにより、ガスは強制的に供給された液体によってピグチャンバ２２１から排出される。ガスが排出されると、液体は液体貯蔵部２２８に戻される。
【００９６】
図７Ｂは射出部２００と同様の効果を奏する射出部４００の詳細を示す拡大図である。射出部４００はピグ１３が導入されるピグチャンバ４４１を有する。ピグチャンバ４４１は円筒状の空間が形成されており、端部が開放されている。ピグ１３は円筒状の空間内に設けられる。具体的には、射出開口部４４２と液体強制供給管４２９の間に設けられる。ガス閉鎖バルブ４４３は射出開口部４４２に設けられる。射出部４００は射出開口部４４２を介してガス管１０に接続されている。ピグチャンバ４４１内のピグ１３はガス閉鎖バルブ４４３を開放することによってガス管１０内に導入される。例えば１００〜１５０バールの高圧ガスがガス管１０内に充満する。この圧力はガス管１０内のガス圧に対してピグ１３を押圧可能な圧力である必要がある。ピグ１３は液体が強制的に供給されることにより射出部４００から押し出される。強制的に供給された液体はピグチャンバ４４１のピグ１３の後方に接続された液体強制供給管４２９から供給される。高圧下での液体は液体ポンプ４２７を用いて液体貯蔵部４２８からくみ上げられ、ピグチャンバ４４１に送られる。ピグ１３の後方の水圧がピグ前方のガス圧よりも高くなると、ピグ１３の前方のガス閉鎖バルブ４４３は開放され、ピグ１３はガス管１０内に射出される。ピグ１３が射出部４００から射出されると、ガス閉鎖バルブ４４３は閉鎖される。その後、強制的に供給された液体は、例えばガス閉鎖バルブ４２６を開放することにより、液体ダクト４２５から液体貯蔵部４２８に戻される。これにより、水圧と射出部４００内の液面が下がる（図７Ａ、７Ｂでは記載を省略）。射出部４００の下のガス管１０は概略図である。射出部４００の射出開口部４４２は概略図では下向きに記載されている。しかしながら、実際には、射出部４００をガス管１０の下に配置し、さらに射出開口部４４２をピグチャンバ４４１の高い部分に設ける方が望ましい。射出部４００は、可能であれば、射出されるピグ１３を強制的に供給された液体を用いて上方に押し上げられるようにするため、完全にガス管１０の下に配置するのが望ましい。このような構成にすることにより、ピグ１３を射出する際に液体をガス管１０内に導入する必要が無くなるという利点がある。実際には、この構成はさらに、残留ガスが容易に射出開口部４４２からガス管１０内に押し上げられるという利点もある。
【００９７】
図８は図６の回収部３００の詳細を示す拡大図である。ピグ１３がガス管１０内を移動すると、ピグ１３は回収部３００を介してガス管１０から取り除かれる。ピグ１３は回収部３００のピグチャンバ３３１で回収される。射出部と同様に、ピグチャンバ３３１は両端が開放された円筒状の空間を有している。ピグチャンバ３３１の一方の端部にはガス閉鎖バルブ３３３を有する回収開口部３３２が設けられており、さらに、他の端部には、ガス閉鎖バルブ３３６を有するガス排気管３３５が設けられている。液体強制供給管３２９は液体ポンプ３２７と液体貯蔵部３２８を有し、ピグチャンバ３３１に連結されている。液体ポンプ３２７は液体を液体貯蔵部３２８からくみ上げ、強制的にピグチャンバ３３１に供給する。
【００９８】
ピグチャンバ３３１へのピグ１３の回収は一連の工程により行われる。回収部３００はガス管１０のガス閉鎖バルブ１２の周囲に設けられたバイパスを有している。バイパスは回収開口部３３２、ピグチャンバ３３１、およびガス排気管３３５を有している。ガス閉鎖バルブ３３３は回収開口部３３２に設けられ、ガス閉鎖バルブ３３６はガス排気管３３５に設けられている。ピグ１３がピグチャンバ３３１の両ガス閉鎖バルブ間に存在しなくなったとき、ガス管１０の第２ガス閉鎖バルブ１２は再び開放され、ガス閉鎖バルブ３３３、３３６は閉鎖される。しかしながら、ピグチャンバ３３１とガス排気管３３５の間の空間には、ピグ１３の回収後もガスが高圧下で残留している。本発明によれば、次の工程の間に、液体強制供給管３２９から液体が強制的に供給され、残留しているガスは回収部３００の空間から押し出される。ガス閉鎖バルブ１５を開放することにより、残留ガスはガス回収管１７から強制的にガス管１０に戻される。上記ガス回収管１７は回収部３００の最も高い位置に設けられており、すべてのガスは強制的に供給された液体により、ピグチャンバ３３１から排出される。全てのガスがピグチャンバ３３１から排出されると、強制的に供給された液体はピグチャンバ３３１から液体貯蔵部３２８に回収される。
【００９９】
図９は本発明に係るピグ射出・回収機構の特に好ましい形態を示す概略図である。ここでは、ピグ射出・回収機構はガス管５１０が水面下に設けられている。ガス管５１０は水底に配置されている。ガス管５１０はガス井戸５０１に接続されている。一端がガス井戸５０１にガス閉鎖バルブ５１１を有する機構に接続されており、ここでは採油プラットフォーム上に位置する回収部５３０は他の端部に接続されている。ガス管５１０は特に、ガス管５１０が設置された直後でかつ未だ作動していない状態では、清掃されなければならない。動作前には水はガス管５１０から除去されなければならない。
【０１００】
本発明によれば、この状態で射出部５２０を用いることに大きな効果がある。可能であれば、射出部５２０はガス管５１０を設置するときに既にガス管５１０の端部に接続されているのが望ましい。液体強制供給管５２９はピグチャンバから水面上に延長して設けられるように、射出部５２０に接続されている。液体強制供給管５２９は、例えば、長さが１００〜３００ｍであり、直径は２５ｍｍ（１インチ）である。液体を強制的に射出部５２０のピグチャンバへ押し出すための液体ポンプ５２７が液体強制供給管５２９の端部に設けられている。液体ポンプ５２７は船５０３上に配置されている。図７Ｂを参照して説明したように、ガス閉鎖バルブ５１１およびガス閉鎖バルブ５１１を開放することにより、ピグは射出部５２０のピグチャンバから射出開口部５２２を通ってガス管５１０内に導入される。ピグがガス管５１０に射出されると、ガス閉鎖バルブ５２３は閉鎖され、液体強制供給管５２９は離される。ガス閉鎖バルブ５１１とガス閉鎖バルブ５２３は例えば、船５０３またはプラットフォーム上の回収部５３０から例えば油圧操作により自動で操作される。このように構成することにより、作業者は接続や他の研磨に関する作業を例えば５０〜３００ｍの水深下で行う必要がなくなるという効果を奏する。
【０１０１】
また、これにより、ピグの射出が完了した後に射出部を海底に残しておくことができ、そのため、さらに射出部の製造コストを低減できる。
【０１０２】
図示した形態に加えて、保護を求める発明の範囲から外れない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ガス管内のピグの射出・回収はガス管内のガス閉鎖バルブを用いずに行っても良い。そのため、図示したガス閉鎖バルブはバイパスに設けずに、直接ガス管に設けてもよい。変形例として、液体強制供給管は枝管を介して複数箇所でピグチャンバと接続されていてもよい。より効果的にピグチャンバ内の液体を制御するため、複数のガス閉鎖バルブを枝管に設けてもよい。強制的に供給される液体はピグチャンバの射出開口部の側面および／または反対側の側面から、好ましくはガス閉鎖バルブを操作することにより供給されてもよい。
【０１０３】
このように、本発明に係るピグ射出・回収機構およびピグの射出・回収のための作業方法は信頼性が高く、ガス圧を下げられるため、射出部または回収部を使用する際の安全性を顕著に上昇させられる。
【０１０４】
本発明はさらに、以下に記載するような態様も有する。
【０１０５】
１．ピグチャンバのようなガス管の空間に残留しているガスの排気のための作業方法であって、ガス排気管を介してガスを排気する工程を有し、前記空間は液体強制排気管を介して強制的に供給された液体で満たされ、前記ガスは強制的に上方に移動してガス排気管から排出されることを特徴とする作業方法。
【０１０６】
２．第１の態様に記載の作業方法であって、前記ガスは前記空間から前記ガス管に排出される、作業方法。
【０１０７】
３．第１または第２のいずれかの態様に記載の作業方法であって、前記液体はガスを空間、特に回収部のピグチャンバから押し出した後に、液体貯蔵部に戻される、作業方法。
【０１０８】
４．第１〜３のいずれかに１つの態様に記載の作業方法であって、前記空間はガス管内のピグを回収するための回収部のピグチャンバであり、前記ピグチャンバはガス閉鎖バルブを有する回収開口部を介してガス管に接続され、以下の工程を有する、作業方法。
【０１０９】
回収部を前記ガス管に接続する。 
ガス管の回収部下流側のガス閉鎖バルブを閉鎖する。 
前記回収開口部のガス閉鎖バルブを開放し、ピグを前記回収開口部からピグチャンバ内に導く。 
前記回収開口部のガス閉鎖バルブを閉鎖する。 
液体強制供給管から液体を強制的に供給し、前記回収部からガスを排出する。
【０１１０】
５．第１〜３のいずれかに１つの態様に記載の作業方法であって、前記空間はガス管内のピグを射出するための射出部のピグチャンバであり、前記ピグチャンバはガス閉鎖バルブを有する射出開口部を介してガス管に接続され、以下の工程を有する、作業方法。
【０１１１】
ピグを回収部のピグチャンバに導入し、射出部をガス管に接続する。 
液体強制排気管を介して液体を、液圧が前記ガス管内のガス圧よりも高くなるまで強制的に供給する。 
前記射出開口部のガス閉鎖バルブを開放し、ピグを圧力差を利用して射出開口部から射出する。
【０１１２】
６．ピグ１３をガス管１０（高圧ガス管）に導入する射出部２００であって、内部にガス閉鎖バルブ２２３が設けられた射出開口部２２２を有するピグチャンバ２２１を有し、射出開口部２２２はガス管１０に接続され、前記ピグチャンバ２２１からガスを排出するための液体を強制的に供給する液体ポンプを有する液体強制供給管２２９に接続されていることを特徴とする、射出部２００。
【０１１３】
７．第６の態様に記載の射出部２００であって、ピグチャンバ４４１は、射出開口部４４２の反対側の面が、ピグ１３をピグチャンバ４４１から射出開口部４４２を介して前記ガス管１０に押し出すための液体を強制的に供給する液体ポンプ４２７を有する前記液体強制供給管４２９に接続可能に設けられている、射出部２００。
【０１１４】
８．第６または第７の態様に記載の射出部であって、前記ガスは回収管１６を介して前記ピグチャンバから排出され、前記ガス管に戻る、射出部。
【０１１５】
９．高圧ガス管１０からピグ１３を回収するための回収部３００であって、内部にガス閉鎖バルブを有する回収開口部３３２を有するピグチャンバ３３１を有し、前記回収開口部はガス管に接続可能に構成され、前記ピグチャンバ３３１からガスを排出するための液体を強制的に供給する液体ポンプ３２７を有する液体強制供給管３２９に接続されていることを特徴とする、回収部３００。
【０１１６】
１０．第９の態様に記載の回収部３００であって、前記ガスは回収管１６を介して前記ピグチャンバから排出され、前記ガス管に戻る、回収部３００。
【０１１７】
１１．ピグの高圧下のガス管に射出・回収するピグ射出・回収機構（２００、３００）であって、第６〜第８の態様のいずれか１つに記載の射出部を有し、第９または第１０の態様のいずれか１つに記載の回収部を有する、ピグ射出・回収機構。
【０１１８】
１２．第１１の態様に記載のピグ射出・回収機構であって、前記射出開口部および／または前記回収開口部の前記ガス閉鎖バルブはボールバルブである、ピグ射出・回収機構。
【０１１９】
１３．第１１または第１２の態様のいずれかに記載のピグ射出・回収機構であって、前記液体ポンプは船上またはプラットフォーム上に設けられている、ピグ射出・回収機構。
【０１２０】
１４．第１１〜第１３の態様のいずれか１つに記載のピグ射出・回収機構であって、前記液体はグリコールのような水和抑制剤を有する、ピグ射出・回収機構。
【０１２１】
１５．第１１〜１４のいずれか１つの態様に記載のピグ射出・回収機構の水面下でのガス管の清掃のための使用。
【０１２２】
即ち、本発明は、内部にガス閉鎖バルブを有する射出開口部を有するピグチャンバを有し、射出開口部がガス管に接続された、ピグを高圧ガス管内に導入する射出部に関する。
【０１２３】
本発明はまた、内部にガス閉鎖バルブを有する回収開口部を有するピグチャンバを有し、回収開口部がガス管に接続された、ピグを高圧ガス管内から回収する回収部に関する。回収部と射出部とでピグを高圧下でガス管に射出・回収するための射出・回収機構を構成する。本発明に係る射出部または回収部の特徴は、ピグチャンバからガスを排出するための、液体を強制的に供給する液体ポンプを備えた液体強制排気管に接続されていることである。これは図６に記載されている。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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