(57)【要約】【課題】複合パイプラインの現場製造のための改善されたシステムおよび方法を提供すること。【解決手段】一実施形態では、パイプラインを建設するための方法は、パイプラインが最終的に敷設される場所またはその近くに、複数の一連の管を配列するステップを含む。第１の一連の管の端部は第２の一連の管の端部に軸線方向に当接する。第１および第２の一連の管の当接端部は接合される。接合された第１および第２の一連の管の長さ全体に、連続帯状材が螺旋状パターンを描いて巻き付けられ、パイプラインセグメントを形成する。【選択図】  図１
2012184846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプラインを建設するための方法であって、
複数の一連の管を、第１の一連の管の端部が第２の一連の管の端部に軸線方向に当接する状態で、前記パイプラインが配備される場所の近傍に配列する配列ステップと、
前記第１の一連の管と前記第２の一連の管との前記当接端部を接合する接合ステップと、
接合された前記第１の一連の管および前記第２の一連の管の長さ全体に連続的な帯状材を螺旋状に巻き付けて、パイプラインセグメントを形成する巻付けステップと
を含む、方法。
【請求項２】
接合された前記第１の一連の管および前記第２の一連の管にパイプライン巻付け装置を配置するステップをさらに含み、
前記巻付けステップは、前記巻付け装置が接合された前記第１の一連の管および前記第２の一連の管を長手方向に通過しながら、前記第１の一連の管および前記第２の一連の管の周りに前記帯状材を巻き付けることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記巻付け装置が、接合された前記第１の一連の管および前記第２の一連の管に沿って長手方向に自走する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の一連の管が３つ以上の一連の管を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記一連の管に沿ってレールシステムを設けるステップと、
前記一連の管の外周に配置されたパイプライン巻付け装置を前記レールシステムによって支持して前記巻付けを実行するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記パイプライン巻付け装置が前記レールシステムの一部分を通過した後、前記レールシステムの一部分を、前記パイプライン巻付け装置の前方の前記一連の管に沿った場所に再配置するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記パイプラインセグメントの端部にテーパ状端部を接合するステップと、前記テーパ状端部に帯状材を螺旋状に巻き付けるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
パイプライン巻付け装置の無限軌道を前記一連の管の軸線に対して傾斜した角度に配列し、それによって前記一連の管の周りに前記帯状材を巻き付けることによって前記巻付け装置に誘発されるトルクに対抗するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記配列ステップは、前記パイプラインが配備されるトレンチ内に前記一連の管を配置することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
端と端を突き合わせて一体に溶接されて管セグメントを形成する複数のライナ管と、
前記複数のライナ管の周りに螺旋状に巻き付けられ、前記管セグメントの破裂強度を高める連続的な第１の帯状材と
を備えた、現場製造される複合パイプライン。
【請求項１１】
前記ライナ管の壁が４ミリメートル未満の厚さである、請求項１０に記載のパイプライン。
【請求項１２】
第１の帯状材が前記ライナ管に「隣接して」巻き付けられ、第２の帯状材が前記第１の帯状材に被覆される、請求項１０に記載のパイプライン。
【請求項１３】
前記一連の管の端部に溶接されたテーパ状端部をさらに備え、
前記テーパ状端部が、前記複数のライナ管の周りに巻き付けられる帯状材に一致する種類および数の１つ以上の帯状材で螺旋状に巻き付けられる、請求項１０に記載のパイプライン。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]ガスまたは液体を加圧下で長距離にわたって輸送するために、大規模なパイプラインシステムが建設されてきた。パイプラインの建設は、一般的に、パイプラインを配備する用地に沿って管継手を一列に並べること、管継手を一体に溶接すること、および腐食を防止するために管継手または少なくとも溶接部を被覆することを含むという高コストかつ多大な労力を要するプロセスである。
【０００２】
[0002]複合管は、油およびガスパイプラインを建設するために通常使用される鋼管に優る多くの利点をもたらす。１本の複合管は同等の鋼管よりかなり軽量にすることができ、結果的に取扱いコストが削減され、かつ安全性が高まる。複合管はまたコストも低下し、同等の鋼管より高い耐食性および破裂強度を示す。したがって、複合管を使用してパイプラインを建設するための改善された技術が望まれる。
【発明の概要】
【０００３】
[0003]複合パイプライン、ならびにパイプライン敷設現場で複合パイプラインを製造するためのシステムおよび方法を開示する。一実施形態では、パイプラインを建設するための方法は、パイプラインを最終的に敷設する場所の近くに、一連の管を配列することを含む。第１の一連の管の端部を、第２の一連の管の端部に軸線方向に当接させる。第１および第２の一連の管の当接端部を接合する。接合された第１および第２の一連の管に連続帯状材を螺旋状パターンを描いて巻き付けられ、パイプラインセグメントを形成する。
【０００４】
[0004]別の実施形態では、パイプラインを建設するためのシステムは、複数本のライナ管と、位置決め装置と、接合装置と、巻付け装置とを含む。位置決め装置は、パイプラインが最終的に敷設される場所の近くに、一連のライナ管を端と端が突き合わされた状態で配列するように構成される。接合装置は、一連のライナ管を軸線方向に接合して管セグメントを形成するように構成される。巻付け装置は、接合された一連の管の周りに帯状材を螺旋状に巻き付けて、パイプラインセグメントを形成するように構成される。巻付け装置は、パイプラインセグメントに沿って長手方向に移動しながら、パイプラインセグメントの管壁を所望の厚さに構築するように構成される。
【０００５】
[0005]さらに別の実施形態では、複合パイプラインを現場で製造するための方法は、パイプラインの最終敷設場所の近くで、複数の金属管を軸線方向に整列させることを含む。管は一体に溶接されて管セグメントを形成する。コイル巻き機構は、管セグメントに沿って長手方向に推進される。コイル巻き機構が管セグメントに沿って長手方向に走行するにつれて、金属帯状材がスプールから繰り出されて、管セグメントの長さ全体に螺旋状に巻き付けられる。
【０００６】
[0006]さらなる実施形態では、現場製造された複合パイプラインは、ライナ管および連続的な帯状材を含む。ライナ管は端と端が突き合わされた状態で一体に溶接され、管セグメントを形成する。帯状材は各々、複数のライナ管の周りに螺旋状に巻き付けられる。帯状材は管セグメントの周壁の破裂強度を高める。
【０００７】
[0007]さらに別の実施形態では、パイプラインは、パイプラインの最終敷設場所の近くにライナ管を提供することを含む方法によって建設される。ライナ管は長手方向に同軸に配列される。ライナ管は長さ方向に接合される。接合されたライナ管は、接合されたライナ管の長さ全体にわたって、接合されたライナ管の外周に帯状材を螺旋状に巻き付けることによって、補強される。
【０００８】
[0008]実施形態をさらに詳細に説明するために、ここで以下の添付図面について言及する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係るパイプライン巻付け装置の斜視図である。
【図２】一実施形態に係る、パイプライン上に配置された後の図１のパイプライン巻付け装置の斜視図である。
【図３】一実施形態に係るパイプライン巻付け装置の端面図である。
【図４】図３に示したパイプライン巻付け装置の斜視図である。
【図５Ａ】一実施形態に係るパイプライン巻付け装置のための駆動装置の底面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示した駆動装置側面図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示した駆動装置の一部分の詳細図である。
【図５Ｄ】図５Ａに示した駆動装置の一部分の詳細図である。
【図６】一実施形態に係るパイプラインの巻付け部分の側面図である。
【図７】種々の実施形態に係るパイプラインの最終敷設場所の近くで複合パイプラインを製造するための方法の流れ図である。
【図８】種々の実施形態に係る複合パイプライン製造作業の一環としてライナ管を一列に並べる工程の概略図である。
【図９】種々の実施形態に係る複合パイプライン製造作業の一環としてライナ管を溶接する工程の概略図である。
【図１０Ａ】種々の実施形態に係る複合パイプライン製造作業の一環としてライナ管セグメントに巻付けを行なう工程の概略図である。
【図１０Ｂ】種々の実施形態に係る、レールシステムによって支持されるパイプライン巻付け装置を使用する複合パイプライン製造作業を示す概略図である。
【図１１】種々の実施形態に係る複合パイプライン製造作業の一環として複合パイプラインセグメントを被覆する工程の概略図である。
【図１２】種々の実施形態に係る複合パイプライン製造作業の一環として複合パイプラインセグメントに付加されるテーパ状端部の概略図である。
【図１３】種々の実施形態に係る複合パイプラインセグメントを配備位置に配置する工程の概略図である。
【図１４】種々の実施形態に従って敷設される複合管セグメントの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0026]図面および以下の説明において、同様の部品には、明細書および図面全体で同一参照番号を付す。図面は必ずしも正確な縮尺ではない。本発明の特定の特徴部は、尺度を誇張してまたは多少概略的な形で図示し、従来の要素の細部の中には、明快かつ簡潔を期すため、図示していないものもある。本発明は様々な形態の実施形態を対象としている。開示は本発明の原理の例証とみなすべきものであって、図示かつ記載する実施形態に本発明を限定する意図はないという了解の下で、幾つかの特定の実施形態を詳細に記載し、かつ図面に示す。所望の結果が得られるように、後述する実施形態の様々な教示を別々に、または任意の適切な組合せで使用することができる。用語「接続」、「係合」、「連結」、「取付け」、または要素間の相互作用を記述する任意の他の用語は、相互作用を要素間の直接的な相互作用に限定するつもりはなく、記載する要素間の間接的な相互作用をも含むことができる。上述した種々の特性のみならず、以下にさらに詳述する他の特徴および特性も、実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより、かつ添付の図面を参照することによって、当業者には容易に理解されるであろう。
【００１１】
[0027]複合管は従来の鋼管に優る多くの利点をもたらすが、複合管を用いるパイプラインの建設は一般的に、鋼管に適用されるのと同じ技術を用いてきた。本開示は、パイプラインが最終的に敷設される場所で、またはその近くで、複合管を長さが不定のパイプラインセグメントとして製造するようにした、複合管を用いてパイプラインを建設するための方法およびシステムを提示する。開示する装置および技術は種々の管径に適用可能であり、かつ従来の方法を用いて製造されるパイプラインより軽量かつ高強度のパイプラインを提供する一方、建設コストを低減する。本開示の少なくとも一部の実施形態は、パイプライン敷設現場でパイプライン巻付け装置を使用して複合パイプラインを製造する。
【００１２】
[0028]図１に、本明細書に開示する実施形態に係るパイプライン巻付け装置１０１を示す。巻付け装置１０１は、複合パイプラインの現場製造用に構成されている。パイプライン巻付け装置１０１はトレーラ１１０で、パイプラインが製造かつ配備される場所に運搬することができる。トレーラ１１０は、パイプライン巻付け装置１０１をパイプラインセグメントに沿って選択された位置に配置するように、クレーン１１１を含むことができる。遠隔位置からパイプライン巻付け装置１０１の操作を可能にするために、トレーラ１１０はさらに、パイプライン巻付け装置１０１に電力を供給するための発電機１２０と、制御ユニット１２１とを含むことができる。帯状材１３３の１つ以上のスプール１３０をトレーラに配置することができる。帯状材をスプール１３０からパイプライン巻付け装置１０１に送給するための送給アーム１３１も含むことができる。帯状材１３３は、腐食防止コーティングを施した、例えば、マルテンサイト鋼または低炭素鋼の連続帯状材とすることができる。
【００１３】
[0029]種々の非金属材料を帯状材１３３に使用することもできる。例えば、帯状材１３３は、ポリブチレンテレフタレートもしくはポリプロピレンのような熱可塑性物質、またはポリエステル、ポリウレタン、ビニルエステル、もしくはエポキシのような熱硬化性樹脂とすることができる。非金属材料は、ガラスまたは他の繊維で強化することができる。熱可塑性物質および熱硬化性樹脂は、略一定の断面を生成する連続プロセスを提供する引抜き成形を用いて生産することができる。引抜き成形プロセスの一部として、非金属材料は、帯状材１３３に成形しながら、繊維で強化することができる。結果的に得られる帯状材１３３は、本開示の実施形態と共に使用するためにスプール上に巻回することができる。
【００１４】
[0030]図２〜図４は、パイプラインセグメント４上に配置された後のパイプライン巻付け装置１０１を示す。パイプラインセグメント４は、非巻付け管または巻付け済みの管から構成される。パイプライン巻付け装置１０１は、クレーン１１１を用いてパイプラインセグメント４上に配置される。パイプライン巻付け装置１０１のフレーム３００は、パイプラインセグメント４を受容するのに十分に幅広の開口３４０を有する。帯状材をパイプラインセグメント４の周りに巻き付ける巻回ヘッド３０１は、パイプラインセグメント４を受容するのに十分に幅広の取外し可能部分３４１を含む。パイプラインセグメント４上に配置した後、パイプライン４を完全に包囲するように、取外し可能部分３４１は巻回ヘッド３０１に再び取り付けられる。
【００１５】
[0031]図３および図４を参照すると、建設中にパイプラインセグメントの管壁を強化する作業は、スプール１３０からパイプライン巻付け装置１０１に帯状材１３３を送給することによって実行することができる。帯状材１３３はローラ３０５から下方に搬送ロール３０２へ送給される。図３および図４に示す方向に、搬送ロール３０２の周りを反時計回り方向に進みながら、帯状材１３３は、方向転換ロール３０３と、帯状材１３３をパイプラインセグメント４の直径に近い直径に曲げるように構成されたプリフォーム装置３０４とを通過する。帯状材１３３の端部３２０は次いで、例えば瞬間接着剤、機械的クランプ、または溶接を用いて、パイプラインセグメント４の外側に固定することができる。
【００１６】
[0032]帯状材１３３の端部３２０を固定した後、パイプラインセグメント４への帯状材１３３の巻付けが、巻回ヘッド３０１によって実行される。巻回ヘッド３０１が帯状材をパイプラインセグメント４に巻回させるにつれて、追加の帯状材１３３が搬送ロール３０２の周りに巻き付けられる。巻回ヘッド３０１が回転するたびに、帯状材１３３の別の層が搬送ロール３０２に追加され、それにより帯状材１３３は、より大きい直径のため、パイプライン４に巻き付けられるより高速で積層される。搬送ロール３０２の（円３１０によって示される）搬送能力は、スプール１３０の帯状材１３３の半分がパイプライン４に巻き付けられた後、帯状材１３３の残りの半分が搬送ロール３０２によって搬送されるように選択することができる。
【００１７】
[0033]巻回ヘッド３０１は、帯状材１３３をパイプラインセグメント４の周りに螺旋状に巻き付けるために、回転中にパイプラインセグメント４に対して軸線方向に移動する。１つ以上の無限軌道装置をパイプラインセグメント４に取り付けることによって、パイプライン巻付け装置１０１全体がパイプラインセグメント４に対して移動できるようにしてもよい。図４に示す一実施形態では、移動装置４０２は、巻回ヘッド３０１の回転中にパイプライン巻付け装置１０１をパイプライン４に対して軸線方向に移動させるために使用される。
【００１８】
[0034]図５Ａ〜図５Ｄにより詳細に示す移動装置４０２は、タンクまたは他の軌道車両のトレッドと同様の方式で作動する無限軌道４０４を含む。移動装置４０２はまた、無限軌道４０４の両端に、空気圧、油圧、または電動式とすることのできるシリンダ４０３をも含む。無限軌道４０４の運動がパイプライン巻付け装置１０１をパイプラインセグメント４に対して軸線方向に移動させるように、シリンダ４０３は、無限軌道４０４の端部をパイプラインセグメント４に押し付けて、充分な摩擦力をもたらす。図４に見える無限軌道４０４およびシリンダ４０３とバランスをとるように、別の無限軌道４０４およびシリンダ４０３をパイプラインセグメント４の反対側に設けることができる。各無限軌道４０４は、パイプライン４の周りのパイプライン巻付け装置１０１の径方向の位置を制御するために、無限軌道４０４がパイプラインセグメント４の軸線に沿って傾斜することを可能にする枢動アンカ５０１に装着することができる。枢動アンカ５０１は、図５Ｃおよび図５Ｄに最もよく示す通り、枢軸５０２により無限軌道４０４に、かつ枢軸５０３によりフレーム３００に取り付けることができる。シリンダ４０３は、枢動アンカ５０１を介して間接的に無限軌道４０４に取り付けることができる。
【００１９】
[0035]図５Ａ〜図５Ｄに詳細に示す移動装置４０２は、巻回ヘッド３０１がパイプラインセグメント４に巻付けを行なう際の巻回ヘッド３０１からのトルクに対抗するトルクが、パイプラインセグメント４に加えられることを可能にする。パイプライン４の軸線に対する無限軌道４０４の位置合せは、巻付けプロセス中にパイプライン上のパイプライン巻付け装置１０１の向きを維持するように調整することができる。パイプラインセグメント４の軸線に対する無限軌道４０４の角度が増大すると、無限軌道４０４によってパイプライン４に加えられるトルクの量が増大する。無限軌道４０４の望ましい角度は、一つには、パイプラインセグメント４の外部の条件によって変化する。
【００２０】
[0036]パイプライン巻付け装置１０１はさらに、帯状材がパイプラインセグメント４に巻回される前にパイプラインセグメント４に接着剤を塗布する、振動接着装置４０１を含むことができる。接着剤はタンク（図示せず）で、選択された量の接着剤をパイプラインセグメント４に塗布する定量ポンプ（図示せず）に提供することができる。より正確な量の接着剤をパイプラインセグメント４に提供するために、巻回ヘッド３０１の回転速度により定量ポンプからの接着剤の体積流量を管理することができる。帯状材１３３をパイプライン４に接着するために使用することのできる接着剤の例として、液状エポキシ、ペースト状エポキシ（一成分型または多成分型）、アクリル系（例えばメタクリル樹脂）、ポリ尿素系、フェノール樹脂系、嫌気性、およびポリウレタン系接着剤が挙げられる。
【００２１】
[0037]本明細書に開示する実施形態に従って管壁が強化されたパイプラインセグメント４の例を図６に示す。この実施形態では、パイプラインセグメント４に、帯状材１３３の２つの連続した層２、３が螺旋状に巻き付けられる。両方の層２、３を施すために、図３および図４に示したパイプライン巻付け装置１０１を使用することができる。層２、３の角度および帯状材の連続巻付け間の間隙５を制御するために、移動装置４０２によってもたらされる軸線方向移動は、巻回ヘッド３０１の回転速度とタイミングを合わせることができる。第１層を施すために、パイプライン巻付け装置１０１がパイプラインセグメント４に沿って軸線方向に移動しながら、巻回ヘッドが回転する。協調的な軸線方向移動と巻回は、パイプラインセグメント４の選択された長さだけ続き、それはスプール１３０に格納された帯状材１３３の長さに応じて選択することができる。第１層３の巻回後に、パイプライン巻付け装置１０１はパイプラインセグメント４の開始位置に戻り、第２層２が第１層３と同様の方式で施される。第２層２の螺旋状巻回は、第１層３の螺旋状巻回のピッチの約半分だけずらすことができる。パイプラインセグメント４の壁厚を必要に応じて増大し続けるために、追加の層を加えることができる。別の実施形態では、パイプライン巻付け装置１０１は、パイプライン巻付け装置１０１がパイプラインセグメント４に沿って軸線方向移動するときに、第１層の後に第２層を提供するために、第２巻回ヘッドを含むことができる。
【００２２】
[0038]層がパイプラインセグメント４に追加された後、パイプライン巻付け装置１０１は、別の場所に配備するために、引き上げてトレーラ上に戻すことができる。強化すべきパイプラインセグメント４の長さが、スプールによって提供される帯状材の長さを超える場合、パイプライン巻付け装置を前回の巻付け場所の終点に配置して、巻付けプロセスを再開することができる。トレーラは、巻付けプロセスを続行するために必要に応じて再配置することができる。
【００２３】
[0039]別の実施形態では、上述の通り帯状材層を巻き付けた後、保護外層をパイプラインに施すことができる。保護外層は、例えば液状エポキシまたはウレタンとすることができる。保護外層は、別個のパイプライン・コーティング・ユニットを用いて、または上述した振動接着装置４０１に類似したパイプライン・コーティング・モジュールをパイプライン巻付け装置に追加することによって、施工することができる。パイプラインセグメント４を補強するために巻回ヘッド３０１が層２、３を施した後、パイプライン・コーティング・モジュールがパイプラインセグメント４上を通過するように、パイプライン・コーティング・モジュールは、パイプライン巻付け装置に、振動接着装置４０１から巻回ヘッド３０１の反対側に、取り付けることができる。保護外層の材料は、パイプライン巻付け装置のタンクを用いて、またはホースでパイプライン・コーティング・モジュールに接続された別個のタンクによって提供することができる。別個のタンクはトレーラ上に配置することができる。タンクおよびホースは、材料が施工前に硬化するのを防止するために、または架橋結合を助長するために、加熱することができる。
【００２４】
[0040]図７は、種々の実施形態に従ってパイプラインの最終敷設場所の近くで複合パイプラインを製造するための方法７００の流れ図を示す。ブロック７０２で、一連のライナ管８０２がパイプラインを最終的に敷設する場所またはその近くの場所に搬送される。管は端と端を突き合わせて配列され、例えば図８に示すように支持台８０４上に配置することができる。クレーンのような位置決め装置を使用して、管を配列することができる。支持台８０４は、パイプラインが最終的に敷設されるトレンチ８０６に隣接して配置することができる。支持台８０４は、ライナ管８０２がその上に配置された後でライナ管８０２を軸線方向に移動させるローラを含むことができる。一部の実施形態では、一連のライナ管８０２および関連付けられる支持台８０４をトレンチ８０６内に配置し、トレンチ８０６内における複合管の建造を可能にし、かつ建造後にトレンチ内にパイプラインを再配置することを排除することができる。
【００２５】
[0041]ライナ管８０２は、従来の鋼管よりかなり薄い管壁を有し、したがってかなり軽量とすることができる。例えば、４２インチのライナ管には、従来の鋼管のはるかに厚い管壁ではなく、厚さ３ミリメートル（「ｍｍ」）の鋼または炭素鋼の管壁を構築することができる。一連のライナ管８０２は、所与の用途向けに構成されたパイプラインによって要求される壁厚の何分の一かの壁厚を有する。例えば、米国石油協会の５Ｌ規格は、外径４２インチのラインパイプが最高１．２５インチまでの公称壁厚を有することを要求しているが、ライナ管８０２はわずか数ミリメートルの壁厚にすることができる。したがって、ライナ管８０２の一部の実施形態は、圧力バリアではなくむしろ流体バリアとして機能する。ライナ管８０２の種々の実施形態は、巻付け装置の無限軌道４０４の力に耐える充分な強度を有し、少なくとも一部の実施形態は、パイプライン製造作業中に巻付け装置の重量に耐える充分な強度を有する。
【００２６】
[0042]ブロック７０４で、ライナ管８０２は端と端を突き合わせて配置され、ライナ管８０２は軸線方向に別の管と接合される。支持台のローラは、接合を容易にするためにライナ管８０２を長手方向に再配置させることを可能にする。種々の実施形態で、ライナ管８０２は溶接機のような接合装置または結合装置を用いて接合することができる。一部の実施形態では、管をシングルパスで接合するために、軌道溶接機９０２を使用することができる。このようにして、長さが不定のライナ管を形成することができる。図９は、ライナ管８０２を横断し、かつ軌道溶接機９０２を用いてライナ管８０２を接合して管セグメントを形成する、溶接クルー（ｗｅｌｄｉｎｇ  ｃｒｅｗ）を示す。溶接は超音波で試験することができ、完成した管セグメントは、ブロック７０６でユニットとして空気圧および／または油圧試験を行なうことができる。
【００２７】
[0043]ブロック７０８で、管セグメント１００２は完成し、パイプラインセグメントの管壁を補強する材料を受容する用意が整う。パイプライン巻付け装置１００４（図１０Ａに示す）は、管セグメント１００２の第１端で管セグメント１００２の周りに配置される。巻付け装置１００４が管セグメント１００２の周りに配置されかつ管セグメント１００２を長手方向に通過するときに、管セグメントの一部分を持ち上げるために、サイドブームまたは他のクレーン装置１００８を使用することができる。上でさらに説明した通り、巻付け装置１００４は、管セグメント１００２の外周に巻付け装置１００４を配置させるために、巻付け装置１００４から分離される取外し可能部分を含むことができる。巻付け装置１００４が管セグメント１００２の周りに配置された後、取外し可能部分は巻付け装置１００２に再び接合され、巻付け装置１００２は管セグメント１００４を完全に包囲することができる。
【００２８】
[0044]ブロック７１０で、巻付け装置１００４は、管セグメント１００２に沿って第１端から第２端まで自走し、管セグメント１００２の外周に帯状材１００８を螺旋状に巻き付ける。このように、巻付け装置は、帯状材を管セグメント１００２の周りに三次元螺旋状に巻回するコイル巻き機構である。帯状材１００８は、巻付け装置上に位置しかつ／または車両上に位置し、巻付け装置１００４と共に管セグメント１００２に沿って移動するスプールから送給され得る。帯状材は、上で説明した通り、ステンレス鋼または別の材料とすることができる。巻付け装置１００４は、帯状材１００８を施す前に接着剤を塗工することもできる。巻付け装置１００４の一部の実施形態は、管セグメント１００２に沿って複数層の帯状材をシングルパスで巻き付けることができる。図１０Ａは、管セグメント１００２上に配置され、複合パイプラインセグメントを製造するために巻付け装置１００４が前進しながら、帯状材１００８を管セグメント１００２の周りに螺旋状に巻き付ける、巻付け装置１００４を示す。
【００２９】
[0045]一部の実施形態では、管セグメント１００２は、巻付け装置１００４が管セグメント１００２を通過するときに、巻付け装置１００４の重量に耐えることができる。他の実施形態では、巻付け装置１００４が管セグメント１００２に沿って移動するときに、ブームまたは他のクレーン装置１００６が巻付け装置１００４を支持し、それによって管セグメント１００２のそのような支持要件を緩和する。図１０Ｂに示す通り、さらに他の実施形態は、複合パイプライン製造作業中に巻付け装置１００６を支持するレールシステム１０１０を含む。レールシステム１０１０は、多数のレールセグメント１０１２を含むことができる。レールセグメント１０１２は移動可能であり、巻付け装置１００４が通過したセグメント１０１２を巻付け装置１００４の前に再配置することができる。レールシステムの種々の実施形態は、巻付け装置１００４に対して異なる数および／または位置のレールを含むことができる。例えば、一実施形態は、巻付け装置１００４の両側に配置されたレールを含むことができる。
【００３０】
[0046]巻付け装置１００４は、複合パイプラインセグメントの管壁を所望の厚さに構築するために、必要に応じて何回も管セグメント１００２を横行通過するように配置することができる。ブロック７１２で、巻付け１００８によって管壁が所望の厚さに構築されたか否かが決定される。管壁が所望するより薄い場合、ブロック７０８で、パイプラインセグメントに沿って別のパスを行ない、パイプラインセグメントの周りに、オーバーラップした帯状材を巻回するように、巻付け装置１００４が配置される。異なるパスおよび／または同一パスで異なる組成の帯状材をパイプラインセグメントに巻回することができる。管壁が少なくとも所望の厚さであることが明らかになると、次に、一部の実施形態では、巻付け装置１００４は、パイプラインセグメントを通過するように、かつ、ＦＢＥコーティングされる最も外側の帯状材をパイプラインセグメントの周りに巻き付けるように、配置される。一部の実施形態では、パイプラインセグメントの管壁を所望の厚さに構築するために必要なパス回数は予め定められる。
【００３１】
[0047]ブロック７１４で、パイプラインセグメント１１０２の管壁は所望の厚さに構築されており、岩石および／または防湿バリアとして、保護コーティング１１０４（例えば、シール層）がパイプラインセグメント１１０２に施される。保護コーティング１１０２は、例えば、エポキシまたはウレタンコーティングとすることができる。一部の実施形態では、コーティング装置１１０６が、図１１に示すように、パイプラインセグメント１１０２を通過しながら、保護コーティング１１０４をシングルパスでパイプラインセグメント１１０２全体に施工するように、コーティング装置１１０６をパイプラインセグメント１１０２上に配置することができる。
【００３２】
[0048]ブロック７１６で、パイプラインセグメント１１０２は完全に被覆されており、テーパ状の耐食合金またはステンレス鋼の端部１２０２が、パイプラインセグメント１１０２の巻き付けられずに残された部分に接合される。接合は溶接によって行なうことができる。テーパ状端部１２０２の上に、パイプラインセグメント１１０２の壁と同一の帯状材１００８が巻き付けられる。図１２は、パイプラインセグメント１１０２に接合されたテーパ状端部１２０２の図を示す。
【００３３】
[0049]ブロック７１８で、現場製造された複合パイプラインセグメント１１０２がパイプライン配備位置８０６に配置される。例えば、サイドブーム１００８により、複合パイプラインセグメント１１０２を、図１３に示すように、トレンチ８０６内に下降させることができる。
【００３４】
[0050]複合パイプラインセグメント１１０２は、方法７００に従って、ライナ管８０２を追加し、かつ上述の通り巻付けを行なうことによって、任意の長さに建設することができる。したがって、接続は交差、機器の接続等のために現場の連結部のみに加えられる。
【００３５】
[0051]図１４は、種々の実施形態に従って敷設される複合管セグメント１１０２の縦断面図を示す。管セグメント１１０２は、結合部１４０２で一体に接合されたライナ管８０２を含む。ライナ管８０２は、従来の鋼管に比べて軽量であり（例えば壁厚３ｍｍ）、それによって移送および取扱いが容易化される。２つのライナ管８０２だけが図示されているが、実際には、管セグメント１１０２は２つ以上のライナ管８０２を含むことができる。接合されたライナ管８０２の周りに、帯状材（例えば超高強度鋼）１００８が螺旋状に巻き付けられる。帯状材１００８の各々は、管セグメント１１０２の周りに端から端まで巻き付けられる単一材料片を含む。ライナ管８０２の壁１４０６と帯状材１００８との間、および各々２つの帯状材の間（例えば帯状材１００８の間、および帯状材１００８および１４０８の間）に、接着剤１４０４を塗布することができる。帯状材１００８は、所望の壁厚が達成されるまで、ライナ管８０２の周りに巻き付けられる。パイプラインセグメント１１０２の周りに巻き付けられた最も外側の帯状材１４０８は、ＦＢＥコーティングを含むことができる。最も外側の帯状材１４０８に、岩または防湿バリアとして、保護コーティング１４１０（例えば、液状エポキシ、ウレタン等）を施工することができる。
【００３６】
[0052]特定の実施形態を図示しかつ説明したが、当業者は、本発明の精神または教示から逸脱することなく、変更を行なうことができる。記載した実施形態は単なる例示であって、限定ではない。多くの変形および変更が可能であり、本発明の範囲内である。したがって、保護の範囲は記載する実施形態に限定されず、この後に続く特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲は請求項の対象の全ての均等物を含むものとする。
【符号の説明】
【００３７】
２…帯状材の第２層、３…帯状材の第１層、４…パイプラインセグメント、５…間隙、１０１…パイプライン巻付け装置、１１０…トレーラ、１１１…クレーン、１２０…発電機、１２１…制御ユニット、１３０…スプール、１３１…送給アーム、１３３、１４０８…帯状材、３００…パイプライン巻付け装置のフレーム、３０１…巻回ヘッド、３０２…搬送ロール、３０３…方向転換ロール、３０４…プリフォーム装置、３０５…ローラ、３１０…円、３２０…帯状材の端部、３４０…開口、３４１…取外し可能部分、４０１…振動接着装置、４０２…移動装置、４０３…シリンダ、４０４…無限軌道、５０１…枢動アンカ、５０２、５０３…枢軸、８０２…ライナ管、８０４…支持台、８０６…トレンチ、９０２…軌道溶接機、１００２…管セグメント、１００４…パイプライン巻付け装置、１００６、１００８…クレーン装置、１０１０…レールシステム、１０１２…レールセグメント、１１０２…パイプラインセグメント、１１０４、１４１０…保護コーティング、１１０６…コーティング装置、１２０２…端部、１４０２…稀有号部、１４０４…接着剤、１４０６…壁、１４０８…最も外側の帯状材
【図１】
2012184846.tif 000003
【図２】
2012184846.tif 000004
【図３】
2012184846.tif 000005
【図４】
2012184846.tif 000006
【図５Ａ】
2012184846.tif 000007
【図５Ｂ】
2012184846.tif 000008
【図５Ｃ】
2012184846.tif 000009
【図５Ｄ】
2012184846.tif 000010
【図６】
2012184846.tif 000011
【図７】
2012184846.tif 000012
【図８】
2012184846.tif 000013
【図９】
2012184846.tif 000014
【図１０Ａ】
2012184846.tif 000015
【図１０Ｂ】
2012184846.tif 000016
【図１１】
2012184846.tif 000017
【図１２】
2012184846.tif 000018
【図１３】
2012184846.tif 000019
【図１４】
2012184846.tif 000020
【外国語明細書】
2012184846000001.pdf