JP2005238866A - Swinging reduction device of cylindrical structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スパー型海洋構造物、海中長尺円筒状構造物等の動揺低減装置に関する。 The present invention relates to a sway reduction device such as a spar-type offshore structure or an underwater long cylindrical structure.
従来、海底における油井掘削、採油のための設備として、縦長の円筒状の浮力体の海面上部にプラットフォームを配設してこれを基地とし、その下方にドリルパイプ、ライザー等を吊り下げることによって海底作業を行う、いわゆるスパー(SPAR)型海洋構造物がある。このスパー型海洋構造物における縦長の円筒状の浮力体及びドリルパイプ等の筒状構造物においては、それが海洋中に設置されているため、常に波浪及び潮流の影響を受けることになる。そして、筒状構造物は、波浪や潮流から直接的な力を受けることにより、その下流側には渦が形成されることになり、筒状構造物はこの渦からも力を受けることになる。 Conventionally, as a facility for oil well drilling and oil extraction at the bottom of the sea, a platform is placed above the sea surface of a vertically long cylindrical buoyant body, which is used as a base, and a drill pipe, riser, etc. are suspended below it to suspend the sea floor. There is a so-called SPAR type offshore structure that performs the work. In a cylindrical structure such as a vertically long cylindrical buoyant body and a drill pipe in this spar type offshore structure, since it is installed in the ocean, it is always affected by waves and tidal currents. And a cylindrical structure will receive a direct force from a wave and a tidal current, and a vortex will be formed in the downstream, and a cylindrical structure will receive a force also from this vortex. .
上記渦は、筒状構造物1の背側よりの外周面周囲に均等に形成されることになる。このような渦は、左右において微小ながら圧力負圧を筒状構造物1に働きかけることになる。すなわち、渦の形成された方向に筒状構造物を引っ張ることになる。しかるに、渦が左右交互に形成される場合には、筒状構造物はその渦の形成周期に対応して動揺又は振動することになる。特にこの周期が筒状構造物又はドリルパイプの固有振動数に一致する場合には、当該筒状構造物は大きく動揺又は振動することとなり、海洋構造物全体にとって極めて重大な問題となる。なお、筒状構造物の断面形状は、つまり円形であるから、いずれの方向から去来する波浪や潮流によってもその背側で対称な渦を形成することが考えられ、特に問題を生じやすい構造であるといえる。 The vortex is uniformly formed around the outer peripheral surface from the back side of the cylindrical structure 1. Such a vortex exerts a negative pressure on the cylindrical structure 1 while being minute on the left and right. That is, the cylindrical structure is pulled in the direction in which the vortex is formed. However, when vortices are alternately formed on the left and right sides, the cylindrical structure will oscillate or vibrate in accordance with the vortex formation cycle. In particular, when this period coincides with the natural frequency of the cylindrical structure or the drill pipe, the cylindrical structure is greatly shaken or vibrated, which is a very serious problem for the entire marine structure. In addition, since the cross-sectional shape of the cylindrical structure is circular, it is conceivable that a symmetrical vortex is formed on the back side of waves and tides coming from any direction. You can say that.
上述の問題を解決するために、図8、9に示すものが提案されている。図8に示すものは、断面形状が八角形(多角形)の筒状構造物1の外壁に、ストレーキ30が、筒状構造物1の長手方向において、その形成位置を変更したように形成されている。また、図9に示すものは、ストレーキ31が、筒状構造物1に対して螺旋状に形成された形態、即ち、ストレーキ31を斜めに設けた形態となっている。(例えば特許文献1)
In order to solve the above-mentioned problem, what is shown in FIGS. 8 and 9 has been proposed. In the structure shown in FIG. 8, the
しかしながら、従来のものでは、動揺又は振動を抑制するためには、かなり大きなストレーキを配設する必要があり、動揺或いは振動の抑制効果は不十分であるという問題がある。
本発明は、上述の問題点を解決すべく提案されたものであり、長尺筒状海洋構造物において、十分に動揺或いは振動を抑制できる長尺筒状構造物の動揺低減装置を提供することを課題とする。
However, in the prior art, in order to suppress the vibration or vibration, it is necessary to arrange a considerably large strake, and there is a problem that the effect of suppressing the vibration or vibration is insufficient.
The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and provides a vibration reduction device for a long cylindrical structure that can sufficiently suppress vibration or vibration in a long cylindrical offshore structure. Is an issue.
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、特許請求の範囲に記載された各発明は、筒状構造物の動揺低減装置として、それぞれ以下の(1)〜(9)に述べる各手段を採用したものである。
(1)第1の手段に係る筒状構造物の動揺低減装置は、海水中に浮遊或いは釣下げられた筒状構造物と、該筒状構造物の表面にヘリカル状に配設されたストレーキと、上記筒状構造物の表面とストレーキとの間に形成された隙間とを備えたことを特徴とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and each of the inventions described in the claims can be described as the following (1) to (9) as a vibration reduction device for a cylindrical structure. Each means described is adopted.
(1) A fluctuation reducing apparatus for a cylindrical structure according to a first means includes a cylindrical structure that is suspended or suspended in seawater, and a strainer that is helically disposed on the surface of the cylindrical structure. And a gap formed between the surface of the cylindrical structure and the strake.
(2)第2の手段に係る筒状構造物の動揺低減装置は、第1の手段において上記ストレーキは、多数の短冊状の垂直なストレーキをヘリカル状に配設されたものであることを特徴とする。 (2) The fluctuation reducing device for a cylindrical structure according to the second means is characterized in that, in the first means, the above-mentioned strake is a helical arrangement of a number of strip-shaped vertical strakes. And
(3)第3の手段に係る筒状構造物の動揺低減装置は、第2の手段において上記短冊状のストレーキの上下端に取付けられた端板を備えたことを特徴とする。 (3) The fluctuation reducing device for a cylindrical structure according to the third means is characterized in that, in the second means, end plates attached to the upper and lower ends of the strip-shaped strake are provided.
(4)第4の手段に係る筒状構造物の動揺低減装置のストレーキユニットは、互いに向い合うように設けられた1組の半円状の取付けバンドと、同1組の半円状の取付けバンドに対峙して設けられたもう1組の互いに向い合う半円状の取付けバンドと、対峙している半円状の取付けバンド同士を接続するコの字型のストレーキと、互いに向い合う半円状の取付けバンドの端部間を連結する連結手段とを備えたことを特徴とする。 (4) The storage unit of the vibration reduction device for a cylindrical structure according to the fourth means includes a pair of semicircular attachment bands provided so as to face each other, and the one set of semicircular attachments. Another set of semi-circular mounting bands facing each other, a U-shaped strage connecting the opposing semi-circular mounting bands, and a semi-circle facing each other And connecting means for connecting the ends of the attachment band.
(5)第5の手段に係る筒状構造物の動揺低減装置のストレーキユニットは、第4の手段において、互いに向い合う上記半円状の取付けバンドの一端部側は蝶番により連結されると共に、対峙している半円状の取付けバンドの他端部側間にも、各々コの字型のストレーキ11bが取付けられ、同他端部側に取付けられた各々のストレーキはボルトナットにより連結されていることを特徴とする。 (5) In the fourth aspect of the stroking unit of the cylindrical structure fluctuation reducing device according to the fifth means, one end side of the semicircular attachment band facing each other is connected by a hinge, Between the other end portions of the opposing semicircular attachment bands, U-shaped strakes 11b are attached, and the respective strakes attached to the other end portions are connected by bolts and nuts. It is characterized by being.
(6)第6の手段に係る筒状構造物の動揺低減装置のストレーキユニットは、第4又は5の手段において、上記一方の組の半円状の取付けバンドの上記他方の組の半円状の取付けバンドに対峙する面と反対側の面には複数の溝が穿設されると共に、上記他方の組の半円状の取付けバンドの上記一方の組の半円状の取付けバンドに対峙する面と反対側の面には複数の突起が形成されていることを特徴とする。 (6) In the fourth or fifth means, the storage unit of the fluctuation reducing device for a cylindrical structure according to the sixth means is the semicircular shape of the other set of the one set of semicircular mounting bands. A plurality of grooves are formed on the surface opposite to the surface facing the mounting band of the other, and facing the one set of semicircular mounting bands of the other set of semicircular mounting bands. A plurality of protrusions are formed on the surface opposite to the surface.
(7)第7の手段に係る筒状構造物の動揺低減装置のストレーキユニットは、第4乃至6の手段において上記コの字状のストレーキは、斜めに固定されていることを特徴とする。 (7) According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a striking unit for a vibration reducing device for a cylindrical structure, wherein the U-shaped stroking is fixed obliquely in the fourth to sixth means.
(8)第8の手段に係る筒状構造物の動揺低減装置のストレーキユニットは、第4乃至7の手段において上記短冊状のストレーキの上下端に取付けられた端板を備えたことを特徴とする。 (8) The striking unit of the fluctuation reducing device for a cylindrical structure according to the eighth means is characterized in that in the fourth to seventh means, end plates are attached to the upper and lower ends of the strip-shaped strake. To do.
(9)第9の手段に係る筒状構造物の動揺低減装置は、第4乃至8の手段の上記ストレーキユニットを筒状構造物にヘリカル状に多数配設したことを特徴とする。 (9) The fluctuation reducing device for a cylindrical structure according to the ninth means is characterized in that a large number of the above-mentioned storage units of the fourth to eighth means are arranged helically on the cylindrical structure.
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の(1)〜(9)に記載の各手段を採用しているので、それぞれ以下のような効果を有する。
(1)請求項1に係る発明は上記第1の手段を採用しているので、筒状構造物1に潮流が流れると、筒状構造物1の下流側に発生する渦を、隙間が形成されたストレーキの内外端面から発生する小渦により、減少させることができる。更に、筒状構造体1への潮流の上流側及び下流側の隙間が形成されたストレーキ2により、左右方向の動揺時に、左右方向の動揺についても、海水が隙間を通過することにより、左右方向の動揺を大幅に低減できる。
The invention according to each claim described in the claims employs the means described in the above (1) to (9), and thus has the following effects.
(1) Since the invention according to claim 1 employs the first means, when a tidal current flows through the cylindrical structure 1, a gap forms a vortex generated on the downstream side of the cylindrical structure 1. It can be reduced by small vortices generated from the inner and outer end faces of the strakes. Furthermore, when the left and right direction fluctuations are caused by the strakes 2 in which the upstream and downstream gaps of the tidal current to the cylindrical structure 1 are formed, the seawater passes through the gaps in the horizontal direction. Can be greatly reduced.
(2)請求項2に係る発明は上記第2の手段を採用しているので、上記(1)の効果に加えて、筒状構造物への取付けが極めて容易になる。 (2) Since the invention according to claim 2 employs the second means, in addition to the effect of (1), the attachment to the cylindrical structure becomes extremely easy.
(3)請求項3に係る発明は上記第2の手段を採用しているので、上記(2)の効果に加えて、ストレーキの上下端に取付けられた端板により、左右方向の動揺時に、海水がストレーキの上下端から抜けるのを抑制でき、更に左右方向の動揺を大幅に低減できる。
(3) Since the invention according to
(4)請求項4、5に係る発明は上記第4、5の手段を採用しているので、ストレーキを、特にドリルパイプ等の長尺の構造物へ容易に着脱できる。
(4) Since the inventions according to
(5)請求項6に係る発明は上記第6の手段を採用しているので、上記(4)の効果に加えて、複数のストレーキユニットを長尺の構造物へ取付ける際、ストレーキを簡単に位置決めすることができると共に、取付け後において、ストレーキの位置がずれることがない。
(5) Since the invention according to
(6)請求項7に係る発明は上記第7の手段を採用しているので、上記(4)、(5)の効果に加えて、複数のストレーキユニットを長尺の構造物に取付けた時に、連続したストレーキの形状とすることができる。 (6) Since the invention according to claim 7 employs the seventh means, in addition to the effects of (4) and (5) above, when a plurality of storage units are attached to a long structure. The shape of the continuous strake can be made.
(7)請求項8に係る発明は上記第8の手段を採用しているので、上記(4)乃至(6)の効果に加えて、ストレーキの上下端に取付けられた端板により、左右方向の動揺時に、海水がストレーキの上下端から抜けるのを抑制でき、更に左右方向の動揺を大幅に低減できる。 (7) Since the invention according to claim 8 employs the eighth means, in addition to the effects of (4) to (6), the end plates attached to the upper and lower ends of the strok It is possible to suppress seawater from coming out of the upper and lower ends of the stroking, and to significantly reduce the lateral shaking.
(8)請求項9に係る発明は上記第9の手段を採用しているので、上記(4)乃至(7)の効果を奏する筒状構造物の動揺低減装置を得ることができる。 (8) Since the invention according to claim 9 employs the ninth means, it is possible to obtain a vibration reduction device for a cylindrical structure that exhibits the effects (4) to (7).
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る筒状海洋構造物の動揺低減装置の構成を示す斜視図、図2は、本発明の実施例2に係る筒状構造物の動揺低減装置の構成を示す斜視図、図3は、本発明の実施例3に係る筒状構造物の動揺低減装置の構成を示す斜視図、図4は、実施例3に係る筒状構造物に適用するストレーキの変形例を示す斜視図である。図5は、本発明の実施例4に係る筒状構造物の動揺低減装置の構成を示す斜視図、図6は、本発明の実施例4のストレーキの拡大斜視図、図7は、本発明の実施例4のストレーキの他の例の拡大斜視図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a cylindrical marine structure sway reduction device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 shows the configuration of the cylindrical structure sway reduction device according to Example 2 of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a fluctuation reducing device for a cylindrical structure according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of a storage applied to the cylindrical structure according to the third embodiment. It is a perspective view which shows a modification. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the fluctuation reducing device for a cylindrical structure according to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 6 is an enlarged perspective view of the strake according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is the present invention. It is an expansion perspective view of the other example of the stroking of Example 4.
先ず、図1に基づき、実施例1に係る長尺の筒状海洋構造物の動揺低減装置の構成につき説明する。この実施例1のものは、特に大型のスパー型海洋構造物等に好適である。図に示すように、この筒状構造物1の外壁の周囲には、長い帯状のストレーキ2が支柱3を介してヘリカル状に溶接等により取付けられている。そして、このストレーキ2と筒状構造物との間には、隙間4が形成されている。
First, based on FIG. 1, it demonstrates per structure of the oscillation reduction apparatus of the elongate cylindrical marine structure which concerns on Example 1. FIG. The first embodiment is particularly suitable for a large spar type offshore structure. As shown in the figure, around the outer wall of the cylindrical structure 1, a long belt-like stroking 2 is attached in a helical manner via a
上述の構成において、筒状構造物1に潮流が流れると、筒状構造物1の下流側に渦が発生する。この時、筒状構造物1の両側面のストレーキ2の外端面から発生する小渦により、下流側の渦はかき乱され、減少する。しかも、ストレーキ2は、支柱3により筒状構造物1の外壁から離れているため、ストレーキ2の内側端面からも小渦が発生する。このようにして、筒状構造体1に潮流が流れることにより発生する筒状構造物1の下流側の渦は、ストレーキ2の外端面及び内端面から発生する小渦によりかき乱されて減少する。
In the above configuration, when a tidal current flows through the cylindrical structure 1, a vortex is generated on the downstream side of the cylindrical structure 1. At this time, the vortex on the downstream side is disturbed and reduced by the small vortex generated from the outer end surface of the strake 2 on both sides of the cylindrical structure 1. Moreover, since the strake 2 is separated from the outer wall of the cylindrical structure 1 by the
更に、筒状構造体1への潮流の上流側及び下流側のストレーキ2により、左右方向の動揺も抑制される。即ち、ストレーキ2は筒状構造物1から隙間4を明けて取付けられているので、左右方向の動揺についても、海水が隙間を通過することにより、左右方向の動揺を大幅に低減できる。
Further, the upstream and downstream strakes 2 of the tidal current to the cylindrical structure 1 also suppress left and right fluctuations. That is, since the stroking 2 is mounted with a
次に、図2に基づき、実施例2に係る長尺の筒状海洋構造物の動揺低減装置の構成につき説明する。実施例2においては、筒状構造物1の外壁の周囲に、多数の短冊状のストレーキ5を、支柱を介してヘリカル状に溶接等により取付けられている。このような構成とすることにより、筒状構造物1へのストレーキ5の取付けが容易になる。そして、このストレーキ2と筒状構造物との間には、実施例1と同様に隙間6が形成されている。上述の構成においても、実施例1のものと同様に、筒状構造物1の動揺を大幅に低減できる。
Next, based on FIG. 2, it demonstrates per structure of the oscillation reduction apparatus of the elongate cylindrical marine structure which concerns on Example 2. FIG. In the second embodiment, a large number of strip-
次に、図3、4に基づき、実施例3に係る長尺の筒状海洋構造物の動揺低減装置の構成につき説明する。図3に示すように、この実施例3の動揺低減装置は、実施例2における短冊状のストレーキ5の上下端に、各々半楕円状の端板7a、7bを取付けている。このような構成とすることにより、左右方向の動揺時に、海水がストレーキ5の上下端から抜けるのを抑制でき、更に左右方向の動揺を大幅に低減できる。
Next, based on FIGS. 3 and 4, a description will be given of the configuration of the sway reduction device for a long cylindrical offshore structure according to the third embodiment. As shown in FIG. 3, the fluctuation reducing device of the third embodiment has
また、図4に示すように、更に、ストレーキ5の海洋構造物1の外壁側の反対側に、端板8を取付けることにより、更に、左右方向の動揺を低減することができる。なお、この端板7a、7b、8に変えて、帯状の一枚の板をストレーキ5の3面に接するように折り曲げた構造とすることができる。
Further, as shown in FIG. 4, the end plate 8 is attached to the opposite side of the outer wall side of the marine structure 1 of the
図5、6に基づき、実施例4に係る長尺の筒状海洋構造物の動揺低減装置の構成につき説明する。この実施例4の動揺低減装置は、特に、ドリルパイプ等の比較的小径の筒状構造物1に適用することができる。図5に示すように、筒状構造物1には、取付けバンド10a、10b、短冊状のコの字型のストレーキ11b等からなるストレーキユニット20が、ヘリカル状になるように多数配設される。
Based on FIGS. 5 and 6, the configuration of the sway reduction device for a long cylindrical offshore structure according to the fourth embodiment will be described. The sway reduction device according to the fourth embodiment can be applied to a tubular structure 1 having a relatively small diameter such as a drill pipe. As shown in FIG. 5, the tubular structure 1 is provided with a number of
このストレーキユニット20の具体的な構造を、図6に示す。図6に図示のように、互いに向い合う半円状の取付けバンド10a、10bが上下に対峙するように2組設けられている。そして互いに向い合う各々の半円状の取付けバンドの一端側間は蝶番等により連結されている。一方、上下に対峙している半円状の取付けバンド10a、10aの他端側間、及び取付けバンド10b、10bの他端側間には、各々コの字型のストレーキ11bが取付けられている。そして、この他端側間に取付けられたストレーキ11b、11bを合わせてボルトナット14等により締め付けることにより、ストレーキユニット20を筒状構造物1に配設できるようになっている。更に、上下に対峙している半円状の取付けバンド10a、10a間、及び取付けバンド10b、10b間にも、少なくとも1個以上のコの字型のストレーキ11aが取付けられている。
A specific structure of the
更に、この上側(一方の組)の取付けバンド10a、10bの上面(他方の組の半円状の取付けバンドに対峙する面と反対側の面)には、等間隔に複数の溝13が穿設されている。一方、下側(他方の組)の取付けバンド10a、10bの下面(一方の組の半円状の取付けバンドに対峙する面と反対側の面)には、上述の複数の溝13と同一の間隔で、突起15が突設されている。そして、このストレーキユニット20を、図5に示すように筒状構造物1に重ねて配設する場合、上側のストレーキユニット20の下面の突起15を、下側のストレーキユニット20の上面の溝に、ヘリカル状になるように嵌め込みこむことにより、全体としてヘリカル状にストレーキを形成することが容易になる。なお、この場合もストレーキ11a、11bと筒状構造物1との間には隙間が形成される。
Further, a plurality of
上述の構成により、ドリルパイプ等の比較的小径の筒状構造物1へのストレーキユニット20の脱着が容易に行えると共に、実施例2(図2)と同様に筒状構造物1の動揺を大幅に低減できる。
With the above-described configuration, the
更に、取付けバンド10a、10bの高さ(半径方向の長さ)を、部分的に或いは全周に亘ってストレーキ11a、11bと同じ高さにすることにより、実施例3(図3)のものと同様に端板を形成することができ、左右方向の動揺時に、海水がストレーキ11a、11bの上下端から抜けるのを抑制でき、更に左右方向の動揺を大幅に低減できる。
Furthermore, the height (radial length) of the mounting
なお、ストレーキの他の例として、図6に図示のストレーキ11a、11bに代えて、図7に図示のように、傾斜したストレーキ16a、16bを取付けたストレーキユニット20aとすることができる。このような構成とすることにより、多数のストレーキユニット20aを筒状構造物1に装着した時、図1に示すようにヘリカル状に連続したストレーキとなり、実施例1と動揺の作用効果を生じる。 In addition, as another example of the stroking, a striking unit 20a to which slanted striking 16a, 16b is attached as shown in FIG. 7 can be used instead of the striking 11a, 11b shown in FIG. By adopting such a configuration, when a large number of the strake units 20a are mounted on the cylindrical structure 1, the strakes are helically continuous as shown in FIG.
以上、本発明を第1〜4の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。例えば、筒状構造物1又はストレーキユニット20、20aの取付けバンド10a、10bの横断面形状は、円形のものに限定されるものではなく、多角形、八角形、四角形等、色々な形状とすることが出来る。
The first to fourth embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made to the specific structure within the scope of the present invention. Needless to say. For example, the cross-sectional shape of the mounting
1 筒状構造物
2 ストレーキ
3 支柱
4 隙間
5 ストレーキ
6 隙間
7a、7b、8 端板
10a、10b 取付けバンド
11a、11b ストレーキ
13 溝
14 ボルトナット
15 突起
16a、16b ストレーキ
20、20a ストレーキユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical structure 2
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070501 |