JP2003529689A - 海中浚渫方法及び装置 - Google Patents

海中浚渫方法及び装置

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JP2003529689A
JP2003529689A JP2001572701A JP2001572701A JP2003529689A JP 2003529689 A JP2003529689 A JP 2003529689A JP 2001572701 A JP2001572701 A JP 2001572701A JP 2001572701 A JP2001572701 A JP 2001572701A JP 2003529689 A JP2003529689 A JP 2003529689A
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tubing
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water
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rov
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ヤコブセン，トム
ファイェヴォール，テーイェ
ファイェヴォール，グンナル
クヴァルローグ，グスターヴ
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GTO Subsea AS
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/92—Digging elements, e.g. suction heads
    • E02F3/9293—Component parts of suction heads, e.g. edges, strainers for preventing the entry of stones or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/905—Manipulating or supporting suction pipes or ladders; Mechanical supports or floaters therefor; pipe joints for suction pipes

Abstract

(57)【要約】 例えばメンテナンスを行なうべき海中の設備のまわりの保護用岩石の除去に関連してかなり深い場所でも同様に海中の岩石及び堆積物を移動させるための方法および装置である。装置は、剛性又は少なくとも部分的に可撓性あるチュービング（５）を含み、その中を通って、チュービングに対して外部に配置されたエジェクタノズル（１１）により生じる圧力勾配を用いて塊状物質（１４）を搬送することのできる。ノズル（１１）には、水ポンプ（１２）からの水が供給される。装置は、（海）底に沿って輸送されるように適合されたシャーシ（Ｆ）をさらに含む。所要電力は、水面からケーブル（３）を通して供給されるようになっており、一方チュービング（５）は、好ましくはマニピュレータ（９，９′）によって遠隔制御されるべく配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の前段に記述されている種類の方法に関する。本発明はさ
らに、前記方法を実施するための、請求項３の前段に記載の装置にも関する。
【０００２】 背景 海中の石油及びガスの設備における作業又はかかる設備に関連する作業、例え
ばメンテナンス作業のためには、往々にして、修理すべき本体を部分的に被覆す
る岩石及び粒子状材料を除去する必要性がある。これは、パイプライン、バルブ
のハウジングなどでありうる。
【０００３】 同様にして、海底上の新しい設備に関連して堆積物を除去する必要性、又はプ
ラットフォームなどでの収集された掘削くずを除去する必要性も発生する可能性
がある。
【０００４】 同様に、港湾作業又はダム工事若しくは埠頭建造物での作業といったような海
中の作業に関連しても類似の必要性が発生しうる。
【０００５】 既知の技術 海中の作業に関連して堆積物を除去するための最も一般的な方法は、大型の「
ファン」、電力消費量の高い大型で重い吸引装置そして特殊設計の掘削機械を利
用することによるものである。欠点は、それらが大量の電力及び／又はその他の
資源を必要とすること、それらが表面積の大きな船舶を必要とし、汎用性に限界
があり、定置式同然であるか又は深海に全く適していないことにある。
【０００６】 ノルウェー特許第３０２，０４３号は、特に掘削くずを除去又は移動させるこ
とを目的とし海中の操作用に設計され、原動機、ポンプ装置及びエジェクタを含
む浚渫機において、モータが、掘りくずなどが内部を通って搬送されると想定さ
れているチュービングの中に位置づけされたエジェクタに対し次々に水流を与え
るポンプを作動させるように設計されている浚渫機について記述している。この
装置は、海底に置かれて水面からエネルギーを受けとるように設計され、一方チ
ュービングの入口端部は、例えばいわゆるＲＯＶと呼ばれる遠隔制御式小型潜水
艇を用いて移動可能であると想定されている。
【０００７】 この装置は、パイプラインがエジェクタの設計及び位置に起因する有効直径損
失を有するので、比較的大きな岩石を伴う堆積物を移動させるためには適してい
ない。
【０００８】 日本特許出願第０４３２５７９９Ａ号及び０４３２５８００Ａ号は、エジェク
タがパイプラインの有効直径を減少させないように、主としてパイプラインの外
側に位置づけされているエジェクタポンプシステムについて記述している。これ
らの特許出願の要約からは、これらのシステムに意図された用途がどのような種
類のものであるかを知ることは不可能である。またこれらのシステム向けの寸法
又は電力必要条件の示唆も全く存在しない。
【０００９】 目的 本発明の目的は、水中特に深海での岩石及び堆積物の搬送方法を提供すること
にある。
【００１０】 特に、代表的には最大直径が２５０〜５００mmの岩石の搬送方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】 さらなる目的は、特に海底においてあちこち移動するのが容易であるべき点に
ついて、その使用に汎用性がなくてはならない、前記方法を実施するための装置
を提供することにある。
【００１２】 さらにもう１つの目的は、制御が容易で、かつ例えば従来の電気ケーブルを通
して水面から供給可能なもの以上のエネルギーを必要としない装置を提供するこ
とにある。
【００１３】 発明 これらの及びその他の目的は、請求項１に規定される本発明による方法によっ
て達成される。本発明の好ましい実施態様は、従属請求項２−５によって開示さ
れている。
【００１４】 上述の目的は同様に、請求項６記載の装置によっても達成される。装置の好ま
しい実施態様は、装置に向けられた従属請求項によって開示されている。
【００１５】 以下では、発明に従った装置のより詳細な説明が、添付図面を参考にして記さ
れている。
【００１６】 図１は、ケーブル３を通して水面から電力供給を受けるベルト２を用いて、海
底Ｓ上を移動するように設計された装置１を示している。装置は、好ましくは可
撓性のある区分８を伴い、入口端部６と出口端部７とを有するチュービング５を
含む。チュービングには、エジェクタノズル１１が取付けられ、前記ノズルは、
油圧ユニット１３により、動力が供給されるポンプ１２から水が供給される。前
記機器は全て、シャーシＦによって支持されており、シャーシＦはさらにベルト
２により支持されている。チュービング５は、それが可撓性区分８を内含してい
る場合には、或る程度の自由度をもってチュービングを移動させることのできる
マニピュレータ９をさらに含むことが好ましい。図１では、マニピュレータ９は
、油圧装置１６を用いて制御される多重リンクアームから成る。装置は、図面に
おいて左から右に「減圧」を提供するように、エジェクタノズル１１により引き
起こされるチュービング内の圧力勾配により、１つの位置からもう１つの位置ま
で、チュービング５の直径まで達するサイズの岩石を含む堆積物１４を搬送する
ように適合されている。
【００１７】 図２は、本発明の変更実施態様を示す。この実施態様によると、装置は複数の
方向にそして好ましくは任意の方向に回転する能力をもって自由に移動するホイ
ール２′によって支持されていることから、ホイール又はベルトに対する動力は
ない。図面は２つのホイールを示しているが、これら２つのホイールの背後に少
なくとも２つのその他のホイールが隠されているということがわかる。最も標準
的には、この実施態様における装置は、４つのホイールを有するが、例えば３つ
又は５つのホイールを有してもよい。自由に移動するホイールの代替品として、
自由に移動するベルトを利用することもできる。
【００１８】 図２に従う装置によると、マニピュレータ９′はチュービング５を制御する遠
隔操作乗物（ＲＯＶ）で構成されており、海底が許す場合、ＲＯＶは装置全体１
を所望の方向に引っ張ることができる。自由に移動するホイール２′は、図示さ
れた形状を有する必要はなく、海中の輸送に適したあらゆる形状をしていてよい
ということを理解すべきである。
【００１９】 図３は、本発明による装置のさらなる実施態様、すなわち、図２の実施態様の
一変更形態として考えることのできる実施態様を示す。図３は簡略化されており
、図２の全ての特長を示してはいない。この実施態様の中心となる態様は、参照
付号２″により示された詳細であり、これは、海水面のすぐ上に装置を浮かすこ
とのできる「水クッション」（ホーバクラフトのエアクッションを参照）を意味
する。いわゆる水クッションは、例えばエジェクタノズル１１に供給を行なうポ
ンプといった強力な水ポンプから水が供給される。図面中には、これが、ポンプ
１２からの特定の供給用導管１８の形で概略的に示されている。チュービング５
そして場合によっては装置１全体の移動は、図２に示されているように、チュー
ビング５を通してＲＯＶからの引張り力により行うことができる。
【００２０】 図４は、入口端部６における詳細を示す。図４ａは、入口端部６の外側部分（
口金）が、引き込むか又は押し出すかすることのできる入れ子式ユニット２１を
含むことを示している。図４ｂはさらに、口金に対して内向きならびに外向きの
複数の開口部２２を通して水をフラッシングできる中空の環形「ランス」２１を
口金に含めることができ、かくして入口端部が保護された状態となり、口金が堆
積物内に押し込まれたときでも容易に詰込まれた状態とはならないようになって
いるということを示している。例えば水ポンプ１２又はもう１つの適切な水ポン
プと連通しうる導管２３を通してランスまで、水は補給される。
【００２１】 チュービング５の入口口金１０には、口金内に付着した状態となる可能性のあ
る岩石などを背後にフラッシングするのためのノズル（図示せず）を設けてもよ
い。
【００２２】 さらに、入口口金１０を丸くし、チュービングの断面を一定にし、そして、岩
石が付着した状態とならないようにするためにチュービング５上のあらゆる湾曲
部が充分大きい半径を有していることが好ましい。さらに、チュービングの出口
端部７がディフューザとして形成されていることはさらに好ましく、それにより
チュービングを通過するときの摩擦損失が低減される。
【００２３】 本発明による装置は、水の密度に近い密度のプラスチック材料で主に製造され
得、支持が容易となる。
【００２４】 計算例 以下の利用例においては、７５kwの原動機によって各々に動力が供給される１
基又は２基の水ポンプが存在すると仮定する。チュービングは３００mmの内径を
有すると仮定する。２基のポンプの場合には、５００mmのチュービングについて
の計算も行った。さらなるデータは下表に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】 実施例 行なわれた試験は、本発明が実際に作働することを示す。１９９９年の夏の間
、遠隔操作乗物ＲＯＶにより運ばれた対応するエジェクタ機構を用いて、１５０
０ｍ3（ｄmax＝計算上１５０mm）の岩石が移動させられた。この試験は、Tengsf
jordenにおいて海水面下５４０ｍの深さのところにあるオイルパイプによって行
なわれた。水ポンプへの動力供給用として、合計効果が約２４kwの２台の油圧式
エンジンが使用された。チュービングの長さは１０ｍで、２５０mmの内径を有し
ていた。２６時間の実効作業時間中に、１５００ｍ3の岩石が移動され、これは
６０トン／時の能力に対応する。ＰＥプラスチック製のチュービング上には最小
限の摩耗しか観察されなかった。その後、この技術を用いていくつかの任務が実
施され成功を収めた。
【００２７】 ２０００年３月に、本発明は、深さ３００ｍのDraugen油田において利用され
た。この試験は、Seaway Kingfisher船から行なわれた。試験を中断しなければ
ならなくなるまでの４０分間に長さ５ｍのパイプラインが露呈した。これは、毎
時２０ｍ3の量又は４５トンに相当する。装置の位置を頻繁に設定し直すことが
必要とされる領域から岩石を移動させたことを考えると、この結果はきわめて満
足のいくものであった。７５kwのポンプ及び内径の３００mmで１５ｍのチュービ
ングが利用された。
【００２８】 図面及び例は、本発明を例示しているにすぎず、本発明は冒頭のクレームによ
ってのみ制限されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明の第１の実施態様の概略図である。
【図２】 発明の第２の実施態様の概略図である。
【図３】 発明の第３の実施態様の簡略化された図面である。
【図４ａ】 図１〜３に示された実施態様のいずれか１つによる本発明の装置の詳細である
。
【図４ｂ】 図１〜３に示された実施態様のいずれか１つによる本発明の装置の詳細である
。
【図４ｃ】 図１〜３に示された実施態様のいずれか１つによる本発明の装置の詳細である
。
【符号の説明】
１ 装置全体 ２ ベルト ２′ホイール ３ ケーブル ５ チュービング ６ 入口端部 ７ 出口端部 ８ 可撓性区分 ９ マニピュレータ １０ 入口口金 １１ エジェクタノズル １２ 水ポンプ １３ 油圧ユニット １４ 塊状物質 １６ 油圧装置 Ｆ シャーシ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年３月１４日（２００２．３．１４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ファイェヴォール，グンナル ノルウェー国、エン−7168 リュセイスン デット、ローエルバッケン ５ (72)発明者 クヴァルローグ，グスターヴ ノルウェー国、エン−6523 フレイ Ｆターム(参考） 3H079 AA15 AA24 BB10 CC03 CC21 DD02 DD22

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 メンテナンスを行なうべきたとえば海中の設備のまわりの保
    護用岩石の除去に関連して、チュービングに対して外部にエジェクタノズルを配
    置して水ポンプから前記ノズルへ水を供給することにより内部に圧力勾配が生み
    出される剛性のある又は少なくとも部分的に可撓性のあるチュービングを利用す
    る、かなり深い場所でも同様に海中の岩石及び堆積物を移動させるための方法で
    あって、 海底上を移動するように設計されたシャーシ上にチュービング、エジェクタ及
    びポンプを設置し、水面から１つ以上のケーブルを通して所要電力を供給し、好
    ましくは用途に適合されたマニピュレータを用いてチュービングを遠隔制御する
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 シャーシにベルト又はホイールを用意し、ベルト及び／又は
    ホイールの各々への電力によってこのシャーシを海底に沿って移動させることを
    特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 マニピュレータが油圧制御された多重リンクアームであるこ
    とを特徴とする、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 複数の方向に自由に回転できるホイール又はベルトをシャー
    シを用意し、マニピュレータとしてＲＯＶを使用し、かつ、シャーシの移動なら
    びにチュービングの制御のためにＲＯＶが利用されることを特徴とする、請求項
    １記載の方法。
  5. 【請求項５】 ＲＯＶをマニピュレータとして用いて海底の上方にシャーシ
    を浮かすことができる１つ以上の水ポンプから水が供給される「水クッション」
    をシャーシに設け、シャーシの移動ならびにチュービングの制御のためにＲＯＶ
    が利用されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 メンテナンスを行なうべきたとえば海中の設備のまわりの保
    護用岩石の除去に関連して、かなり深い場所でも同様に海中の岩石及び堆積物を
    移動させるための装置であって、 剛性のある又は少なくとも部分的に可撓性のあるチュービング（５）であって
    、その中を、前記チュービング（５）に対して外部に配置されたエジェクタノズ
    ル（１１）により生じる圧力勾配を用いて塊状物資（１４）を搬送し、前記ノズ
    ルに水ポンプ（１２）からの水を供給するチュービング（５）と、（海）底に沿
    って輸送されるように適合されたシャーシ（Ｆ）と、を含み、かつ、全ての所要
    電力が水面からケーブル（３）を通して供給されるように配置され、かつ、チュ
    ービング（５）が好ましくはマニピュレータ（９，９′）によって遠隔制御され
    るように配置されていることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 マニピュレータ（９，９′）は、油圧制御された多重リンク
    アーム（９）であることを特徴とする、請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 シャーシ（Ｆ）はベルト（２）又はホイール（２′）によっ
    て支持され、かつ、ベルト（２）及び／又はホイール（２′）の各々への電力に
    より海底に沿って輸送されるように配置されていることを特徴とする、請求項６
    又は７記載の装置。
  9. 【請求項９】 マニピュレータ（９，９′）が、主として装置（１）それ自
    体から独立して制御されるＲＯＶ（９′）であることを特徴とする、請求項６記
    載の装置。
  10. 【請求項１０】 シャーシ（Ｆ）は、あらゆる方向に回転され得る自由に回
    転するベルト（２）又はホイール（２′）によって支持されており、かつ、チュ
    ービング（５）を通してＲＯＶ（９′）により及ぼされる引張り力を用いて底に
    沿って輸送されるように配置されていることを特徴とする、請求項９記載の装置
    。
  11. 【請求項１１】 シャーシ（Ｆ）は、ポンプ（１２）からの又は特別に適合
    されたポンプ（図示せず）による水の供給を受け海底に面する「水クッション」
    （２″）が設けられ、このためシャーシ（Ｆ）は底（Ｓ）より上方に部分的に浮
    かすことができ、かつ、チュービング（５）を通してＲＯＶ（９′）によって及
    ぼされる引張り力を用いて底に沿って輸送されるように配置されていることを特
    徴とする、請求項９記載の装置。
  12. 【請求項１２】 入口端部（６）にあるチュービング（５）が入れ子式に伸
    縮可能であることを特徴とする、請求項６記載の装置。
  13. 【請求項１３】 チュービング（５）の入口端部（６）は、装置の吸引能力
    を改善するために、ち密な又は硬化された堆積物を崩壊させるように設計された
    貫入用の及び加圧された水のフラッシング（２２）用の手段を含むことを特徴と
    する、請求項６記載の装置。
  14. 【請求項１４】 入口口金（１０）の近傍に、口金内に付着する可能性のあ
    る岩石などを後方にフラッシングするためのノズル（図示せず）が配置されてい
    ることを特徴とする、請求項６記載の装置。
  15. 【請求項１５】 入口口金（１０）に丸みをつけ、チュービング（５）の断
    面が一定であり、チュービング（５）のあらゆる湾曲部が、岩石が内部に付着で
    きないようにするために充分に大きい半径を有し、かつ、出口端部（７）が（チ
    ュービングを通るときの摩擦損失を最小限にするため）ディフューザとして形成
    されていることを特徴とする、請求項６記載の装置。
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