(57)【要約】パイプライン（１）と、第１の位置で前記パイプラインに接続された電源（４）と、負荷（５）を前記パイプラインに接続するために第２の位置において前記パイプラインに設けられる接続手段とを有することを特徴とする海中パイプライン伝動システム。一端接続されると、負荷５は、前記パイプライン（１）を介して前記電源（４）から電力を受け取ることができる。前記パイプラインは複数のカソード防食アノード（２）を有し、その各々はそれぞれのインピーダンス手段を介して前記パイプラインに電気的に接続されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプラインと、第１の位置で前記パイプラインに接続された電源と、前記パイプラインに負荷を接続して前記負荷が前記パイプラインを介して前記電源から電力を受け取ることを可能にするために第２の位置において前記パイプラインに設けられた接続手段とを有し、前記パイプラインは複数のカソード防食アノードを有し、その各々は、それぞれのインピーダンス手段を介して前記パイプラインに電気的に接続されていることを特徴とする海中パイプライン伝動システム。
【請求項２】
前記インピーダンス手段は、少なくとも一の選択された範囲の周波数内で経時変動信号に高インピーダンスを与え、前記選択された範囲外で信号に低インピーダンスを与えるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の伝動システム。
【請求項３】
前記インピーダンス手段は、前記インピーダンスの実部は実質的にゼロであり、前記インピーダンス手段を通る信号の直流成分の減衰が殆ど又は全くないように配置されていることを特徴とする請求項２記載の伝動システム。
【請求項４】
前記インピーダンス手段はインダクタンス手段から構成されることを特徴とする請求項２又は３記載の伝動システム。
【請求項５】
前記インピーダンス手段はフィルタ手段から構成されることを特徴とする請求項２又は３記載の伝動システム。
【請求項６】
複数のカソード防食アノードを有するパイプラインに沿った海中パイプライン伝動方法であって、
第１の位置で前記パイプラインに電力を印加するステップと、
第２の位置で前記パイプラインに供給される負荷を電気的に接続するステップとを有し、
各アノードは、前記パイプラインにそれぞれのインピーダンス手段を介して電気的に接続されていることを特徴とする方法。
【請求項７】
海中パイプライン伝動システム又は方法において使用される装置であって、
パイプラインに搭載するように配置されたカソード防食アノードと、前記アノードに接続される一の端子と前記パイプラインに接続されるように配置された別の端子とを有するインピーダンス手段とを有するアノード配列と、
パイプラインに電気的に接続されるように配置された電源とを有することを特徴とする装置。
【請求項８】
海中パイプライン伝動システムにおいて使用されるアノード配列であって、当該配列は、パイプラインに搭載するように配置されたカソード防食アノードと、前記アノードに接続される一の端子と前記パイプラインに接続されるように配置された別の端子とを有するインピーダンス手段とを有することを特徴とする配列。
【請求項９】
前記インピーダンス手段を横切る負荷の接続を許容する端子を有することを特徴とする請求項８記載のアノード配列。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、海中パイプライン伝動システム、方法及び装置に関する。
【０００２】
本出願において、海中という用語はこれが従来の用語であるので使用されるが、これは水中のいかなる状況をもカバーすることが理解されるであろう。
【０００３】
海中パイプラインシステムが使用される多くの状況において、一般に、遠隔地で機器を操作する需要が存在する。即ち、機器がパイプライン自体に隣接して配置されているが、他の施設又はインフラストラクチャの近くにはない。機器のかかる部品は、例えば、パイプラインシステムの完全性又は動作を監視するセンサである。
【０００４】
かかる機器の遠隔部品に伴う問題の一つは、適当な電源を供給することである。電池は使用可能であるが、これらはその限られた寿命、その費用及び環境問題を含む様々な理由から魅力的ではない。
【０００５】
本発明の目的は、海中パイプラインシステムにおける遠隔機器に電力を供給することが可能な方法、システム及び装置を提供することである。
【０００６】
本発明の第１の側面によれば、パイプラインと、第１の位置で前記パイプラインに接続された電源と、前記パイプラインに負荷を接続して前記負荷が前記パイプラインを介して前記電源から電力を受け取ることを可能にするために第２の位置で前記パイプラインに設けられた接続手段とを有し、前記パイプラインは複数のカソード防食アノードを有し、その各々は、それぞれのインピーダンス手段を介して前記パイプラインに電気的に接続されていることを特徴とする海中パイプライン伝動システムが提供される。
【０００７】
本発明の第２の側面によれば、複数のカソード防食アノードを有するパイプラインに沿った海中パイプライン伝動方法であって、第１の位置において前記パイプラインに電力を印加するステップと、第２の位置において前記パイプラインに供給される負荷を電気的に接続するステップとを有し、各アノードは、前記パイプラインにそれぞれのインピーダンス手段を介して電気的に接続されていることを特徴とする方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３の側面によれば、海中パイプライン伝動システム又は方法において使用される装置であって、パイプラインに搭載するように配置された犠牲アノードと、前記アノードに接続される一の端子と前記パイプラインに接続されるように配置された別の端子とを有するインピーダンス手段とを有するアノード配列と、パイプラインに電気的に接続されるように配置された電源とを有することを特徴とする装置が提供される。
【０００９】
本発明の第４の側面によれば、海中パイプライン伝動システムにおいて使用されるアノード配列であって、当該配列は、パイプラインに搭載するように配置された犠牲アノードと、前記アノードに接続される一の端子と前記パイプラインに接続されるように配置された別の端子とを有することを特徴とする配列が提供される。
【００１０】
アノード配列は、前記インピーダンス手段を横切る負荷の接続を許容する端子を有してもよい。
【００１１】
前記インピーダンス手段はインダクタンス手段であってもよい。好ましくは、前記インピーダンス手段はフィルタ手段から構成される。特に、フィルタ手段から構成される場合には、前記インピーダンス手段は、一以上の選択された範囲の周波数内で経時変動信号に高インピーダンスを与え、前記選択された範囲外で信号に低インピーダンスを与えるように配置されていてもよい。前記インピーダンス手段は、前記インピーダンスの実部は実質的にゼロであるように配置されていてもよい。これは、前記インピーダンス手段を通る信号の直流成分の減衰が殆ど又は全くないように配置されていることを意味する。
【００１２】
インダクタンス手段と、特に、フィルタ手段の使用は、金属構造が電源電流を運ぶのに使用されると利点を有する。なぜなら、これらの手段は、電源に使用される経時変動信号に高インピーダンスを提供してこれによって損失を減少したり、カソード防食に使用される電流に低インピーダンスを提供したりすることを選択可能であるからである。損失を最小にすることは、単に信号検出しようとするよりも電力伝送時に特に重要である。損失を現実的なレベルにまで制限することは実用的なシステムを与えるのに必要である。
【００１３】
本発明の実施形態を、以下、添付図面を参照して例示的に説明する。
【００１４】
図面は、それぞれのフィルタ手段３を介してパイプラインに電気的に接続されている複数のアノード２を備えたパイプライン１を有する海中パイプラインシステムを示している。
【００１５】
電源４は、一端でパイプライン１に電気的に接続されている。この位置は、典型的に、電源４の供給が問題ではないような良好なインフラストラクチャを有する主要施設又はその他の場所になるであろう。
【００１６】
詳細には図示されていないが、本分野の一般的慣習であるように、パイプラインシステムは、アノード２が主要部を形成するカソード防食システムを備えている。耐食性を向上するためにパイプラインを流れるカソード防食電流は直流電流であろう。従って、各アノードに設けられるフィルタ手段３は、直流電流に対して実質的にゼロインピーダンスを有するように配置される。
【００１７】
他方、フィルタ手段３は、電源手段４が分配する電源電流に対して大変高いインピーダンスを有するように配置されている。本システムにおいては、電源手段は、３０乃至１００Ｈｚのオーダーの周波数を典型的に有する電流を印加する。フィルタ手段３は、この範囲内の適当な周波数を有する信号に対して高インピーダンスを有するように配置されている。伝送システムとして動作するときに、フィルタ手段３は、伝送周波数において、それが、（アノードが除去された）パイプラインの特徴的なインピーダンスよりも少なくとも次数２つ分の大きさだけ大きなインピーダンスを与えるように設計されてもよい。これは、カソード防食電流がアノードに実質的に妨げられずに流れることができる一方で、パイプラインからの損失は電源電流に関する限り大幅に減少されていることを意味する。
【００１８】
電力を伝送するのに使用される電流の周波数は、２つの主要な要素に関して選択される。より低い周波数は、フィルタ手段においてより大きく高価な成分を必要とするのに対して、周波数が増加すると、パイプラインにおける表皮効果が問題となる。表皮効果が性能と譲歩し始める周波数は、パイプのテスト長で経験的に決定可能であるが、殆どの典型的なパイプに対して５０乃至１００Ｈｚの範囲内にあると見積もることができる。
【００１９】
上述の配列は、負荷５、即ち、電力を必要とする機器の部品、が電源４から離れた位置でパイプライン１に接続可能であること意味する。図示のように、負荷５は、例えば、パイプライン１に直接に接続されてもよいし、別個の接地端子Ｅを備えていてもよいし、若しくは、駆動される機器がアノード２又はその付近に配置される場合に、特定のアノード２に関連付けられたフィルタ手段３の一を横切って直接接続されていてもよい。
【００２０】
パイプライン１とアノード２との間に適当なインピーダンス手段、好ましくは、本実施形態にあるように、フィルタ手段３を設けることは、この種の電源システムを実現可能にする。例えば、インピーダンス手段３がなければ、この方法において電源は、約３００乃至４００メートル程度の距離に亘って海中パイプラインにおいて可能となるかもしれない。しかし、フィルタ手段が設けられれば、約１０キロメータの距離に亘って電力を伝えることができる。本システムにおいて、電力損失は１キロメートル当たり典型的に０．５乃至１ｄＢのオーダーであるかもしれず、電力４がパイプライン１に１５０ワットを与えるならば、電源４から１０キロメートルの距離での負荷が５０乃至１５ワットのオーダーで電力を引き出すことができなければならない。アノードからの漏れを効果的に停止することは、１０キロメートル海中パイプラインに亘る伝動能力において１０４の改善を与えると判断された。
【００２１】
交流電流が伝送用にパイプライン１に印加されているが、必要ならば、既知の技術を使用して、この信号はローカルに直流信号に変換されてもよいことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実現するパイプラインシステムの概略図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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