183563. lajstromszámú szabadalom • Gázok és gáztartalmú folyadékok szállítására alkalmas nagynyomású tömlő
1 183 563 2 A találmány tárgya gázok és gáztartalmú folyadékok szállítására alkalmas nagynyomású, több réteget tartalmazó, főként 50 mm-nél nagyobb átmérőjű tömlő. Ismeretes, hogy a technika fejlődése egyre újabb igényeket támaszt a műszaki termékekkel szemben, így például a tengeri olajbányászat kialakulása magával hozta a kitermelt nyersolaj szállítására alkalmas flexibilis tömlők iránti igényt. (A tömlőben a föld mélyéről feljövő anyag, tehát a nyersolaj, a földgáz, víz és egyéb agresszív anyagok, mint H2S áramlanak.) Ezeknek a tömlőknek rendkívül összetett tulajdonságokkal kell rendelkezniük, mert az említett anyagok belülről támadják, 100 atmoszférás vagy még nagyobb nyomáson és a kút termelési hőmérsékletén. Ugyanakkor a tömlő kívülről ki van téve a tengervíz hatásának, el kell viselnie a hullámzást és a tenger mélységének megfelelő vízoszlopnyomást. Ezenkívül további problémát jelent, hogy minden egyes kút egyedi eset (más és más külső és belső igénybevételeket teremtve) és így általánosítani, azaz szabványosítani nem lehet a tömlő kívánt tulajdonságait illetően. Az olajbányászatnál, különösen az „off-shorc” bányászatnál a merev csőrendszer mellett flexibilis vezetékeket is használnak. A gázmentes olaj szállítására már számos flexibilis csőmegoldás született. Ezen tömlők nagy nyomásbírásúak és különleges esetekben nagy axiális húzóerőnek, illetve radiális nyomóerőnek (külső nyomás) állnak ellen. A felsorolt igénybevételekkel szembeni ellenállást általában két fő típusú erősítőbetét-rendszerrel biztosítják. Az egyik betét rendszer páros számú betétekből áll, amelyekben szög alatt nagy menetemelkedésű spirálisan ellentétes irányban felvezetett acélhuzalok, profilhuzalok, vagy sodronyok helyezkednek el. A radiális erőkkel szembeni ellenállást (tengerfenékre fektetett tömlőknél) kis menetemelkedésű, spirálisan feltekert huzalokból, kapcsolódó vagy egymáshoz nem kapcsolódó acélprofilszalagokbó! vagy üveg-gyanta társított rendszerekből kialakított egy vagy több betét növeli. Az axiális húzóerővel szembeni ellenállást a fenti két betétrendszer együttdolgozása adja. Az egyes vázerősítő betétek elválasztására, illetve beágyazására a legtöbb esetben gumi vagy műanyag réteget alkalmaznak. A tömlő tömítőképességét műanyagból vagy gumiból készült lélek biztosítja, amely ellenáll a szállítandó közeg agresszív hatásának és amelynek hőállósága magasabb, mint a közeg hőmérséklete. Ezen kívül a tömlő külső gumi vagy műanyag borítóréteggel rendelkezik, amely az erősítőbetéteket védi a külső közeg korrodeáló hatásával (levegő, víz, tengervíz) szemben. Ilyen megoldásokat ismertet a 2 210 266 sz. és 1 417 960 sz. francia szabadalmi leírás, valamint a 169 115 és 172 426 sz. magyar szabadalmi leírás. A fent ismertetett tömlők alkalmasak ugyan gázmentesített olaj szállítására, de — amint azt a gyakorlat bizonyította — nem váltak be gázt tartalmazó közeg szállítására. Ennek oka, hogy a műanyagból vagy műkaucsukból készített tömítést biztositó lélek rétegeken keresztül a szállítandó gáz átdiffundál és behatol a tömlő szerkezeti elemei közé és azokat szétfeszítve meghibásodást, hólyagosodást idéz elő. Ilyen jelenség a külső műanyag vagy műkaucsuk borítóréteg felpúpusodása, valamint a szállítandó közeg belső nyomásának megszűnése esetén a belső lélek felhólyagosodása. A bediffundáló gáz károsító hatásának megszüntetésére több megoldás született. így például a borítóréteg felpúposodásának megakadályozására ezt a réteget több helyen átszurkálják, hogy az alatta felgyülemlő gáz távozni tudjon. Ilyen megoldást ír le a 2 286 331 sz. francia szabadalmi leírás. Ennek a megoldásnak hátránya azonban, hogy a perforált lyukakon a külső közeg (nedvesség, tengervíz) be tud hatolni az acélból készült betétekig és korróziót okoz. Más megoldás szerint a gáz diffúziójának útját a tömlő falában elhelyezkedő egyes műanyag vagy gumirétegeken keresztül úgy kívánják biztosítani, hogy a lélektől kifelé helyezkedő egyes polimer rétegek gáz permeabilitását fokozatosan növelik. Ilyen megoldást javasol a 4 120 324 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás. A fenti megoldás hátránya egyrészt az, hogy a gyakorlatban a permeabilitási gradiens beállítása nagyon nehéz, mivel a szállított közegnek ellenálló alapanyagok választéka nagyon kicsi, másrészt az, hogy a szállított anyag általában magasabb hőmérsékletű, mint a környezet, azaz a tömlőben belülről kifelé csökkenő hőmérséklet gradiens áll be és közismert, hogy a gáz diffúzió sebessége a hőmérséklet növekedésével nagymértékben növekszik. További megoldást tartalmaz az 569 909 sz. Svájci, 331 593 sz. osztrák és 1 409 096 sz. brit szabadalmi leírás, melyek szerint a gázdiffúziót a tömlő belső rétegeként elhelyezett hullámosfalú acélcső gátolja. A megoldás hátránya, hogy az előállítási pljárás technológiailag nehezen kivitelezhető, valamint, hogy a hullámos belső felület nagymértékben növeli a szállított közeg áramlási ellenállását. A találmány szerinti megoldás célkitűzése olyan tömlő kidolgozása, mely az előzőekben részletezett hátrányokkal nem rendelkezik. A technika állásából ismert megoldások hátrányainak felismerése oda vezetett, hogy kielégítő megoldást csak akkor lehet kapni, ha az eddig ismert módszereken túl újabb megoldásokat találunk. Ez az új megoldás egy kettős biztosítási rendszer, ahol a gumiból, vagy gumi és műanyag kombinációjából, belső és külső nyomásnak és axiális húzóerőnek ellenálló erősítőbetétekkel készített tömlő falában egy vagy több gázelvezető réteget alakítunk ki, ahol a bediffundált gáz összegyűlhet és a kialakított szellőztető helyeken el tud távozni. így a gázvezető réteg vagy rétegek felett levő tömlőfalba számottevő gáz nem tud bediffundálni és a hólyagosodást az ismert megoldások esetében előidéző gáznyomás nem tud kialakulni. A tömlőben a gázvezető réteg lehet maga a gázvezetővé tett erősítő sodrony szerkezete, illetőleg külön behelyezett réteg vagy rétegek. Külön réteg(ek) beépítésére akkor kerül sor, ha a lélek és a sodrony erősítés között olyan vastag a tömlő test, hogy az elválás veszélye ezen a vastag falon belül még igen nagy. Ilyenkor kell a tömlőfalba a sodrony alatti rétegekbe még egy vagy több közbenső gázvezető réteget beépíteni. A sodrony úgy tehető gázvezetővé, hogy a vulkanizálási körülmények megválasztása révén a sodronyt körülvevő ágyazógumit nem engedjük behatolni a sodrony szerkezet belsejébe, azaz a sodronyt alkotó huzalok közötti térbe. Ezáltal a sodrony belsejében levő üreg képes összegyűjteni és, vezetni a gázt. A tömlőszerkezetbe külön beépített gázvezetőréteg kialakítható textilkordból, vagy szövetbetétekből. A 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 .2
