JP2006015910A - 洋上オフローディング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 天然ガスハイドレートペレット等の固体物を、洋上生産設備や輸送船等の複数の洋上浮体間で、海象によって生じる洋上浮体間における相対変位を吸収しながら、移送できる洋上オフローディング装置を提供する。
【解決手段】 第１洋上浮体２０から第２洋上浮体３０へ固形物を移送するオフローディング装置１であって、前記第１洋上浮体２０側から前記固形物を受ける垂直コンベア１１と、該垂直コンベア１１で上昇された前記固形物を受け入れ部１２ａで受けて先端部１２ｂに移送する水平コンベア１２と、該水平コンベア１２の先端部１２ｂ近傍に配置され、該水平コンベア１２で移送された前記固形物を落下させながら、前記第２洋上浮体２０側に導くシューター１３とからなり、該シューター１３を前記第１洋上浮体２０と前記第２洋上浮体３０の間の相対変位を吸収する伸縮性を備えた蛇腹構造で形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、天然ガスハイドレート洋上生産設備で生産した天然ガスハイドレートのペレット状固形物等の固体貨物を、洋上で輸送船に移送するための洋上オフローディング装置に関する。

天然ガス資源として、最近、東南アジアやオセアニアに、小規模のガス田が集中的にあることが知れるようになったが、これらのガス田の殆どが海洋ガス田である。

この天然ガスの輸送に関しては、従来技術では、天然ガスを液状化した状態で、洋上生産設備（ＦＳＰＯ：Floating Production Storage Offloading system ）からシャトルと呼ばれる輸送船に移送し、輸送船で港湾に移動し陸揚げする方式が考えられている。

これらのＬＮＧ等の液体貨物を移送する場合には、輸送船を洋上生産設備に係船し、貨物をオフローディングするが、移送対象が流体貨物であるため、パンタグラフ機構等を採用して搬送と動揺吸収機構を兼用する配管やフレキシブルホースを採用したりしている。このパンタグラフ式の場合は、リンクの結合点にスイベルを採用することにより、パンタグラフ機構の簡略化を図っている。

これらの装置の一つに、洋上生産設備と輸送船との間にパイプラインを形成させるためのオフローディング接続装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、この比較的小規模の海洋ガス田においては、ガス田の直上の海面に洋上生産設備を配置して、採掘した天然ガスを洋上で直接、天然ガスと水とが所定の圧力及び温度条件下で固体として安定したシャーベット状の水和物であるハイドレート（ＮＧＨ：Natural Gas Hydrate ）にして、ペレット状固形物として取り扱うことにより、安全性、安定性及び輸送効率を高めることができる。

天然ガスを洋上で直接ハイドレート化し、積み出すことにより、洋上で天然ガスハイドレートを生成して輸送する方式は、陸上まで天然ガスを搬送し、陸上で天然ガスハイドレートを生成する方式に比べて、輸送コストを２０％程度削減できると見込まれている。 この天然ガスハイドレートの海上輸送においては、洋上生産設備で製造した天然ガスハイドレート貨物を、予定の運用条件下において安全かつ確実に効率良く輸送船に移送することが重要となる。この天然ガスハイドレートペレットのオフローディングにおいては、搬送物が固体貨物であるため、液体貨物搬送用のスイベル等を利用した管路やホース等を使用することができないので、固体搬送用の装置が必要となる。

この天然ガスハイドレートの搬送用装置として、スラリー化して輸送する荷揚げ装置や荷役方法が提案されている（例えば、特許文献２，特許文献３参照。）。また，スラリー化せずにペレット状で移送する荷役並びに輸送方法も提案されている（例えば、特許文献４参照。）。また、一方で、石炭等のばら荷を輸送船から陸揚げするための荷役装置として多くのアンローダー装置が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。

しかしながら、これらの輸送方法においては、港湾内の岸壁や桟橋で荷役することを想定しており、波浪や風や潮流等の海象条件により、動揺する洋上生産設備から、この洋上生産設備と同様に動揺している輸送船に移送するという、洋上における移送を想定していない。そのため、これらの装置は、洋上オフローディングでは、移送元となる洋上生産設備と、移送先となる輸送船の相対運動や相対変位が、陸揚げの場合に比較して著しく大きくなり使用できないという問題がある。

例えば、全長３００ｍの洋上生産設備（ＦＰＳＯ）に、全長３００ｍの輸送船を係船し、有義波高４ｍ，周期８ｓの波、風速１０ｍ／ｓ，風向３０ｄｅｇの風、流速１ｋｔの潮流を想定した場合に、計算で、洋上生産設備の船尾と輸送船との相対変位は最大で、Ｘ方向０．９６ｍ，Ｙ方向２．８４ｍ，Ｚ方向１４．３４ｍとなっている。

これだけ、大きな相対変位を吸収できる装置は、従来技術の装置ではないため、新たに開発する必要がある。
特開２００３−１４６４００号公報 特開２００３−２８５７９２号公報 特開２００３−１７１６７８号公報 特開２００２−２２０３５３号公報 特開平１１−４９３７４号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、天然ガスハイドレートペレット等の固体物を、洋上生産設備や輸送船等の複数の洋上浮体間で、海象によって生じる洋上浮体間における相対変位を吸収しながら、移送できる洋上オフローディング装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の洋上オフローディング装置は、第１洋上浮体から第２洋上浮体へ固形物を移送するオフローディング装置であって、前記第１洋上浮体側から前記固形物を受ける垂直コンベアと、該垂直コンベアで上昇された前記固形物を受け入れ部で受けて先端部に移送する水平コンベアと、該水平コンベアの先端部近傍に配置され、該水平コンベアで移送された前記固形物を落下させながら、前記第２洋上浮体側に導くシューターとからなり、該シューターを前記第１洋上浮体と前記第２洋上浮体の間の相対変位を吸収する伸縮性を備えた蛇腹構造で形成したことを特徴として構成される。

このシューターの蛇腹構造の伸縮により、洋上における荷役において、海象条件によって生じる両洋上浮体間の相対運動及び相対変位、特に垂直方向の大きな相対運動及び相対変位を吸収することができるので、垂直コンベアと水平コンベアとシューターという比較的単純な機構で、両洋上浮体の動揺による相対変位を吸収しながら、効率よく固形物を、第１洋上浮体から第２洋上浮体へ移送できる。

そして、この洋上オフローディング装置は、前記固形物が天然ガスハイドレ−トのペレット状固形物であり、前記第１洋上浮体が洋上生産設備であり、前記第２洋上浮体が輸送船である場合に、特に、大きな効果を奏することができる。

更に、上記の洋上オフローディング装置において、該洋上オフローディング装置を、前記第１洋上浮体のヨウ（Ｙａｗ）方向に揺動可能に設けて構成する。この構成によれば、第１洋上浮体に設置されているオフローディング装置全体を、第１洋上浮体のヨウ方向に揺動、即ち、小角度の範囲内で自動又は手動で旋回させて、オフローディング装置を第２洋上浮体に略正対させることができるようになるので、即ち、第１洋上浮体から見た第２洋上浮体の相対方位を略一定にすることができるので、両洋上浮体間の水平回転方向（ヨウ）の相対変位の内の長周期部分をこの旋回により吸収することができるようになる。従って、シューターによる吸収量を波の周期に対応する相対変位部分に対処できる量に減少することができるようになるので、水平回転方向の相対変位に対するシューターによる吸収量を大幅に軽減することができる。

また、この垂直コンベア、水平コンベア、シューターからなるこの洋上オフローディング装置を、移送元となる第１洋上浮体側に配設し、このシューターの下端に設けた第１接続部を、移送先となる第２洋上浮体側に配置した第２接続部に接続及び切り離し可能に設けることにより、洋上オフローディング装置と第２洋上浮体との接続及び切り離しが容易にできるようになる。

また、前記シューターの下端側の第１接続部、あるいは、該第１接続部と切り離し可能に接続する第２接続部に、前記シューターの軸方向に垂直な方向を回転軸とする回転を許容する回転継手、又は、前記シューターの軸方向を回転軸とする回転を許容する旋回継手の少なくとも一つを設けることにより、両洋上浮体間の動揺によって生じるシューターの軸方向に垂直な回転軸に対する回転変位やシューターの捩じれを容易に吸収することができるようになる。

そして、上記の洋上オフローディング装置において、前記シューターを、複数の蛇腹部を中間継手で結合すると共に、前記中間継手をパンタグラフの交差部分にピン結合して構成する。この構成により、シューターの自重により上部と下部のブロックで、蛇腹に作用する力特に垂直荷重が大きく異なるにもかかわらず、シューターにおいて局部的に大きな蛇腹の変形が発生するのを防止して、各部の蛇腹の変形量が略同一になるようにすることができる。

あるいは、前記シューターを、複数の蛇腹部を中間継手で結合すると共に、前記中間継手間の蛇腹の伸び止めのために伸び止めワイヤーを設け、更に、最下端に緊張ワイヤーを取り付けて、該緊張ワイヤーに常時所定のテンションを付加するようにして構成する。この伸び止めワイヤーにより、極端に上側の蛇腹だけが伸びきらないようにすることができ、また、緊張ワイヤーによりシューター使用中における相対変位に、シューター下端の接続部を追従させる効果を増すことができる。

この緊張ワイヤーに所定のテンションを付加する機構としては、テンションコンペンセーター、オートテンションウインチやこれらと同等の機構を用いることができる。

本発明の天然ガスハイドレートの洋上オフローディング装置によれば、蛇腹構造で形成した伸縮性を有するシューターを設けたことによって、第１及び第２洋上浮体間の相対運動及び相対変位を、このシューターの伸縮により吸収できるので、洋上でも、固形物を容易に、第１洋上浮体から第２洋上浮体に移送できるようになる。

また、洋上オフローディング装置を、第１洋上浮体のヨウ方向に揺動可能に設けることにより、第１洋上浮体から見た第２洋上浮体の方位変化量を容易に吸収できる。

また、シューターの下端の接続部と、第２洋上浮体側の接続部とで接続及び切り離しを行うことにより、このオフローディング装置と第２洋上浮体との切り離しが容易にできるようになる。

従って、所定の海象気象条件下における洋上浮体の動揺時においても、両洋上浮体の動揺による相対変位を吸収しながらオフロードできるので、両洋上浮体間の洋上における固形物の移送を可能にする洋上オフローディング装置を提供できる。

以下図面を参照して本発明に係る洋上オフローディング装置の実施の形態について説明する。図１〜図４に示すように、この洋上オフローディング装置１は、第１洋上浮体である洋上生産設備２０から、第２洋上浮体である輸送船３０へ、固形物である天然ガスハイドレートペレット（以下ＮＧＨペレットと称する。）を移送する装置である。

この洋上オフローディング装置１は、ＮＧＨペレットを搬送する搬送装置からなる搬送部とこれらの搬送装置を支持する構造部とからなる。

この洋上オフローディング装置１の搬送装置は、洋上生産設備２０側からＮＧＨペレットを受け渡され、垂直に揚げる垂直コンベア１１と、この垂直コンベア１１で揚げられたＮＧＨペレットを受け入れ部１２ａで受けて先端部１２ｂに搬送する水平コンベア（払い出しコンベア）１２と、この水平コンベア１２の先端部１２ｂ近傍に、取り入れ口が配置され、この水平コンベア１２で搬送されたＮＧＨペレットを落下させながら、輸送船３０側に導くシューター１３とからなる。このシューター１３は、洋上生産設備２０と輸送船３０の間の相対変位を吸収するのに十分な伸縮性を備えた蛇腹構造で形成される。

また、この洋上オフローディング装置１の構造部は、洋上生産設備２０の船尾の甲板上に設けられた旋回台１４と、この旋回台１４に載置され、船尾から後方に大きく張り出したトラス構造の支持部１５とからなる。この支持部１５は、支柱部１５ａと水平張出部１５ｂとカウンターウエイト部１５ｃで形成される。この支持部１５を旋回台１４上で、洋上生産設備２０のヨウ方向（Ｙａｗ方向：静止時の水平回転方向）即ち、回転軸Ｃ周りに、所定の範囲内（例えば、後方から±４ｄｅｇ）で揺動即ち旋回できるように構成される。

そして、垂直コンベア１１が、旋回台１４と支持部１５の支柱部１５ａの内部に、水平コンベア１２が、支持部１５の水平張出部１５ｂにそれぞれ配置される。この水平コンベア１２は、その受け入れ部１２ａが、垂直コンベア１１の排出部１１ｂの下部に、その先端部１２ｂが水平張出部１５ｂの先端部近傍に位置するように、略水平に配置される。そして、シューター１３が、この水平張出部１５ｂの先端部近傍、即ち、水平コンベア１２の先端部１２ｂの下側に吊り下げて設けられる。

この垂直コンベア１１は、石炭搬送、木材チップ搬送、廃プラスチック搬送等に使用されるフランジ及びクリート（桟）付きのコンベア等の周知のコンベアで形成される。このコンベアは、主搬送ベルトの幅方向両側における表面に全長にわたって波形フランジを備えるともに、波形フランジ間の空間部を搬送方向に等間隔に仕切るクリートをベルト表面に備えて形成される。また、更に、垂直部でフランジ付きベルトからＮＧＨペレットがこぼれ出ないようにするため、フランジ付きベルトは平ベルト（カバーベルト）でカバーされる。この平ベルトはフランジ付きベルトに同期させて動かされる。また、水平コンベア１２はトラフ型ベルトコンベアで形成される。また、これらの周囲は、天然ガスの漏出を防止するために、気密構造に構成され、また、温度保持のための保温対策や放熱防止対策が施される。

シューター１３は、水平コンベア１２で搬送されたＮＧＨペレットを上部から落下させながら輸送船３０側の搬送装置である受け入れ側垂直コンベア３１に導く装置であり、その搬送路に蛇腹１３ｃを採用することにより、その上端と下端との間で、上下方向、左右方向、前後方向の３自由度を主に吸収し、更に４自由度目の軸方向の回転変位である捩じれも吸収する。この変位吸収機能により、両洋上浮体２０，３０の動揺による相対変位、特に大きな垂直方向の変位を吸収できる。また、蛇腹１３ｃで形成することにより、容易に気密性を保持できる。そして、図１のＡの部分で、輸送船３０側と接続する。

更に、シューター１３の捩じれを吸収し易くするため、図５〜図８に示すように、上端の水平張出部１５ｂの先端に取り付けられる部分であるシューター１３の取付部１３ａと、下端の輸送船３０側に接続する部分である第１接続部１３ｂのそれぞれに、２組の自在継手からなるような回転継手、例えば、２軸ユニバーサルジョイント４１，４２，４３，４４が設けられる。これにより、シューター１３の軸方向に垂直な方向を回転軸とする回転を吸収する。また、シューター１３の軸方向を回転軸とする回転を許容する旋回継手４５，４６も設けられる。これにより、シューター１３の捩じれを吸収する。

また、両洋上浮体２０，３０の動揺による大きな相対変位に対して、シューター１３において局部的に大きな蛇腹１３ｃの変形が生じないように、蛇腹１３ｃ部分を複数個（図５及び図６では６個、図７及び図８では７個）のブロックに分割し、各ブロックの蛇腹１３ｃを中間継手１３ｅで接続する。この蛇腹１３ｃは通常は断面円形に形成されるが、他の断面形状であってもよい。また、この蛇腹１３ｃに関しても、必要に応じて２重構造等の放熱防止対策，静電気防止対策が取られる。

更に、シューター１３の自重により、上部と下部のブロックで、蛇腹１３ｃに作用する力特に垂直荷重が大きく異なるため、図５及び図６に示すようなパンタグラフ機構を用いたパンタグラフ式シューター１３Ａや、図７及び図８に示すようなワイヤー吊り機構を用いたワイヤー式シューター１３Ｂを採用する。

そして、パンタグラフ式シューター１３Ａの場合には、図５及び図６に示すように、パンタグラフ１３ｄを、蛇腹１３ｃを挟むように蛇腹１３ｃの外周部に２組取り付けて、各ブロック間の中間継手１３ｅの取付ピン部１３ｆにその交差部分を取り付ける。この上下方向の変位を吸収するパンタグラフ機構により、シューター１３Ａの伸縮にかかわらず、各蛇腹部１３ｃの変形量が同じになる。なお、シューター１３Ａを格納するために吊り上げワイヤー１３ｉが設けられている。

また、ワイヤー式シューター１３Ｂの場合には、図７及び図８に示すように、極端に上側の蛇腹１３ｃだけが伸びきらないようにするため、それぞれのブロックの蛇腹１３ｃに伸び止めワイヤー１３ｇを設ける。更に、シューター１３の使用中における相対変位に追従する効果を増すために、蛇腹１３ｃの最下端の周囲４カ所に緊張ワイヤー１３ｈを設け、テンションコンペンセーター、オートテンションウインチ等と同等の機構（図示しない）を用いて、この緊張ワイヤー１３ｈに一定のテンションを常時加える。

このワイヤー式では、パンタグラフ１３ｄを組み付けるための取付ピン部１３ｆが中間継手１３ｅに不要なため中間継手１３ｅの厚みを薄くできるため、重量を軽減でき、その分蛇腹１３ｃ部分を長くできるので、伸縮量を増加させることができる。

このワイヤー式シューター１３Ｂにおいては、図７に示すように、シューター１３Ｂが縮んだ状態では、各ブロックの蛇腹１３ｃが収縮し、伸び止めワイヤー１３ｇは緩んだ状態であるが、図８に示すように、シューター１３Ｂが伸びきった状態では、伸び止めワイヤー１３ｇが伸びきった状態で、各ブロックの蛇腹１３ｃの伸び量を制限する。そして、シューター１３Ｂが完全に伸びきらない状態、即ち、図７と図８の間の状態では、上部のブロックの蛇腹１３ｃは伸び止めワイヤー１３ｇで伸び量が制限された状態となるが、下部のブロックの蛇腹１３ｃは、伸びていない状態となる。

そして、このオフローディング装置１では、輸送船３０側に取付けられたシューター１３の第１接続部１３ｂと旋回台１４との間の、Ｘ方向（洋上生産設備の静止時の船首方向）、Ｙ方向（洋上生産設備の静止時の左右方向）、Ｚ方向（静止時の上下方向、即ち、垂直方向）の各運動及び変位は、シューター１３の伸縮性により吸収する。

また、洋上生産設備２０と輸送船３０の間の水平変位及び水平回転変位は、シューター１３の伸縮性及びシューター１３の第１接続部１３ｂ等の回転継手により吸収する。なお、水平回転変位の内の、長周期漂流力に基づく長周期運動に起因する、両浮体間の運動の過渡的な変位である相対的回転変位である、洋上生産設備２０から見た輸送船３０の方位変化は、オフローディング装置１のヨウ方向の揺動即ち旋回により吸収する。

そして、第１洋上浮体である洋上生産設備２０は、図３及び図４に示すように、ＮＧＨ貨物倉２１の容積を大きくとるために、例えば、船首尾をカットアップした箱型バージ船型で形成され、損傷時の残存能力を踏まえて二重底、二重船側構造が採用される。なお、この二重構造部に生成水を受け入れるためのバラスト兼用のタンクが配置される。

この洋上生産設備２０の上甲板の下には船首機械室２３、貨物倉２１、船尾機械室２４が設けられ、また、上甲板上には居住設備２５、ＮＧＨ生成プラント２６、搬送装置である搬出側水平コンベア２２が、貯蔵設備である貨物倉２１から船尾部に向かって船長方向に延びるように設けられる。

また、この洋上生産設備２０の係留方式は海象条件及び貨物倉の容積効率を考慮して、図３及び図４に示すように、船首に外装式でターレットにヨーク係留されるので、安全を考慮し、居住設備２５が風上となる船首部に配置され、オフローディング装置１が船尾部に配置される。

また、輸送船３０は、ＮＧＨペレット輸送用として建造され、図３及び図４に示すように、ＮＧＨペレット用に船倉３３が船長方向に配置されると共に、船首部に受け入れ用垂直コンベア３１が配置され、更に、上甲板上に受け入れ用水平コンベア３２が配置される。この受け入れ用水平コンベア３２は、受け入れ用垂直コンベア３１の排出口３１ｂから船長方向に延びて、各船倉３３に届くように配置される。

次に、この洋上オフローディング装置１によるＮＧＨペレットの移送について説明する。輸送船３０が洋上生産設備２０に、係留索により係船されると、洋上オフローディング装置１のシューター１３が格納位置から輸送船３０に降ろされ、シューター１３の下端の第１接続部１３ｂが、下端に設けたクランプ機構により、輸送船３０側の受け入れ側垂直コンベア３１の第２接続部３１ａに接続される。

この接続が完了すると、冷却天然ガスをこの洋上オフローディング装置１のＮＧＨペレットの搬送路内に送り、ＮＧＨペレットが通過する部分を予冷する。この予冷が終了した後、ＮＧＨペレットの搬送を開始する。

この洋上生産設備２０のＮＧＨ生成プラント２６で生成され、貯蔵設備である貨物倉２１に蓄えられたＮＧＨペレットが搬出用水平コンベア２２に載せられ、搬出用水平コンベア２２によって、ＮＧＨペレットが貨物倉２１から洋上オフローディング装置１の垂直コンベア１１の下側に設けられた受け入れ部１１ａに搬送される。

垂直コンベア１１の受け入れ部１１ａに搬送されたＮＧＨペレットは、垂直コンベア１１によって、旋回台１４と支柱部１５ａの内部を上昇し、垂直コンベア１１の上側に設けられた排出部１１ｂから、水平コンベア１２の受け入れ部１２ａに受け渡される。水平コンベア１２では、ＮＧＨペレットを受け入れ部１２ａから先端部１２ｂに搬送し、先端部１２ｂで、シューター１３に落とす。つまり、洋上生産設備２０側のオフローディング装置１の上部からシューター１３内を通して輸送船３０側の搬送装置３１へＮＧＨペレットを落下させる。

このシューター１３では、波浪や風や潮流による洋上生産設備２０と輸送船３０の動揺に起因するシューター１３の下側の第１接続部１３ｂの運動変位や捩じれ等を吸収しながら、ＮＧＨペレットを第２接続部３１ａに導く。

この第２接続部３１ａに導かれたＮＧＨペレットは、輸送船３０側の受け入れ側垂直コンベア３１により受け入れ側水平コンベア３２に移され、各船倉３３に搬送される。なお、この受け入れ側水平コンベア３２には、移動スクレーパ３２ａが設けられており、この移動スクレーパ３２ａを、格納目標の船倉３３部位に移動してＮＧＨペレットをこの船倉３３に落とす。これにより、ＮＧＨペレットが、洋上生産設備２０の貨物倉２１から輸送船３０の船倉３３に移送される。

そして、このオフローディング時においては、洋上生産設備２０から見た輸送船３０の方位変化に従って、オフローディング装置１の支持部１５を旋回台１４上でヨウ方向に手動又は自動により揺動させて、長周期漂流力に基づく長周期運動に起因する平均的な水平方位の変動を吸収し、また、波周期に対応する洋上生産設備２０と輸送船３０の間のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の相対運動及び相対変位を、シューター１３の伸縮性により吸収する。また、水平回転変位は、シューター１３の伸縮性及びシューター１３の第１接続部１３ｂ等の回転継手により吸収する。

そして、各船倉３３が一杯になって荷役が終了すると、シューター１３の下端の第１接続部１３ｂにおいて、クランプ機構を解除して、第２接続部３１ａと切り離す。このシューター１３の下端は蓋をし、輸送船３０から切り離した後は、ウインチ等により吊り上げワイヤーを巻き上げて、シューター１３を収縮させながら、格納位置まで引き上げて上昇させて、シューター１３を格納し、次の輸送船３０が来るまでの間、待機する。

一方、輸送船３０側では、シューター１３の第１接続部１３ｂを外した後は、受け入れ側垂直コンベア３１の第２接続部３１ａに蓋をし、更に、輸送船３０の洋上生産設備２０に対する係留を解いて、洋上生産設備２０から離れる。そして、この洋上生産設備２０における荷役を終了し、目指す港に向かって航行する。

次に、オフローディング装置１における変位の大きさやそれに対応したオフローディング装置１の主要寸法の計算例を示す。なお、この変位の大きさや主要寸法等は、洋上生産設備２０と輸送船３０や洋上オフローディング時の想定海象条件等によって変化するので、次に示す計算例は一例に過ぎない。

この計算において、洋上生産設備２０と輸送船３０の波浪中応答解析に、高次元境界要素法に基づく解析プログラム（著作権登録番号Ｐ第７７０４号−１）を使用し、横揺れ動揺に対する粘性減衰力を考慮するため、１０％の線形減衰係数を洋上生産設備２０と輸送船３０の両方にそれぞれ用いて、動揺応答解析を行った。

この動揺応答解析結果から、シューター１３の長さを固定した状態における、洋上生産設備２０側のシューター１３の下端の第１接続部１３ｂと、輸送船３０側の第２接続部３１ａとの動揺応答を求め、入射波の位相差を考慮して、両者の相対動揺解析を行った。なお、洋上生産設備２０と輸送船３０の間における流体力学的な相互干渉の影響は考慮していない。

洋上生産設備（ＦＰＳＯ）２０の大きさを、全長３００ｍ，幅６０ｍ，深さ３３ｍ、喫水１６ｍ、貨物容積２１８，０００ｍ³ とし、輸送船（シャトル）３０の大きさを全長３００ｍ，幅４６ｍ，深さ２４．５ｍ、喫水１４．５ｍ，貨物容積１７４，０００ｍ³ とした。

また、海象条件としては、有義波高４ｍ，周期８ｓの波、風速１０ｍ／ｓ，風向３０ｄｅｇの風、流速１ｋｔで方向９０ｄｅｇの定常流れの潮流で、水深５００ｍを想定し、洋上生産設備２０と輸送船３０を係留索による係船をした場合に、以下のような計算値が得られた。

緩係船された洋上生産設備２０と輸送船３０は、波周期での運動の他に長周期漂流力に基づく長周期運動が発生し、この長周期運動を含む運動の最大値はサージ（Ｓｕｒｇｅ）で１５．８ｍ，スエー（Ｓｗａｙ）で２ｍ，ヨー（Ｙａｗ）で７．８ｄｅｇであった。また、両洋上浮体２０，３０間の相対変位は、最大で、Ｘ方向０．９６ｍ，Ｙ方向２．８４ｍ，Ｚ方向１４．３４ｍ、満載時と軽荷時の喫水の差３．５ｍを考慮した場合には１７．８４ｍとなった。

そのため、洋上生産設備２０と輸送船３０の間は、接触を避けるためには水平方向に最小限１６ｍの間隔が必要となり、安全性を考慮すると、係留索は、最大変位の２倍〜３倍，即ち、３２〜４８ｍ程度が必要となった。また、洋上生産設備２０との接触を防ぐために、輸送船３０は常に微速後進状態を保つことが必要になった。そして、オフローディング装置１と輸送船３０との相対水平変位量は３ｍとなった。

また、洋上生産設備２０の波との出会角αを０ｄｅｇ，３０ｄｅｇ、輸送船３０の波との出会角βを０ｄｅｇ，±３０ｄｅｇ，±６０ｄｅｇと変化させた時のシューター１３の最大伸縮量は、α＝３０ｄｅｇ、β＝３０ｄｅｇの時に、波振幅２ｍに対して１４．５ｍとなった。

これらの解析結果を踏まえて、試設計すると、オフローディング装置１は、洋上生産設備２０と輸送船３０の接触を防ぐため、垂直コンベア１１の高さが約５０ｍ、水平コンベア１２の長さが、約６５ｍ、シューター１３の高さが、最短約１８ｍ，最長約３７ｍで、ストローク約１９ｍ程度となった。

本発明の実施の形態の天然ガスハイドレートの洋上オフローディング装置の構成を示す側面図である。 図１の洋上オフローディング装置の構成を示す平面図である。 洋上オフローディング装置と、洋上生産設備、輸送船の関係を示す側面図である。 図３の平面図である。 パンタグラフ式シューターの短縮時の状態を示す側面図である。 パンタグラフ式シューターの伸長時の状態を示す側面図である。 ワイヤー式シューターの短縮時の状態を示す側面図である。 ワイヤー式シューターの伸長時の状態を示す側面図である。

符号の説明

１ オフローディング装置
１１ 垂直コンベア
１１ａ 受け入れ部
１２ 水平コンベア
１２ａ 受け入れ部
１２ｂ 先端部
１３ シューター
１３Ａ パンタグラフ式シューター
１３Ｂ ワイヤー式シューター
１３ａ 上端の接続部
１３ｂ 第１接続部（下端の接続部）
１３ｃ 蛇腹
１３ｄ パンタグラフ
１３ｅ 中間継手
１３ｆ 取付ピン部
１３ｇ 伸び止めワイヤー
１３ｈ 緊張ワイヤー
１４ 旋回台
２０ 洋上生産設備
２１ ＮＧＨ貨物倉
２２ 搬出側水平コンベア
３０ 輸送船
３１ 受け入れ側垂直コンベア
３１ａ 第２接続部
３２ 受け入れ側水平コンベア
３３ 船倉
４１，４２，４３，４４ 回転継手
４５，４６ 旋回継手

Claims (7)

1. 第１洋上浮体から第２洋上浮体へ固形物を移送するオフローディング装置であって、前記第１洋上浮体側から前記固形物を受ける垂直コンベアと、該垂直コンベアで上昇された前記固形物を受け入れ部で受けて先端部に移送する水平コンベアと、該水平コンベアの先端部近傍に配置され、該水平コンベアで移送された前記固形物を落下させながら、前記第２洋上浮体側に導くシューターとからなり、該シューターを前記第１洋上浮体と前記第２洋上浮体の間の相対変位を吸収する伸縮性を備えた蛇腹構造で形成したことを特徴とする洋上オフローディング装置。
2. 前記固形物が天然ガスハイドレ−トのペレット状固形物であり、前記第１洋上浮体が洋上生産設備であり、前記第２洋上浮体が輸送船であることを特徴とする請求項１記載の洋上オフローディング装置。
3. 該洋上オフローディング装置を、前記第１洋上浮体のヨウ方向に揺動可能に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の洋上オフローディング装置。
4. 前記シューターの下端に設けた第１接続部を、第２洋上浮体側に配置した第２接続部に接続及び切り離し可能に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の洋上オフローディング装置。
5. 前記シューターの下端側の第１接続部、あるいは、該第１接続部と切り離し可能に接続する第２接続部に、前記シューターの軸方向に垂直な方向を回転軸とする回転を許容する回転継手、又は、前記シューターの軸方向を回転軸とする回転を許容する旋回継手の少なくとも一つを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の洋上オフローディング装置。
6. 前記シューターを、複数の蛇腹部を中間継手で結合すると共に、前記中間継手をパンタグラフの交差部分にピン結合したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の洋上オフローディング装置。
7. 前記シューターを、複数の蛇腹部を中間継手で結合すると共に、前記中間継手間の蛇腹の伸び止めのために伸び止めワイヤーを設け、更に、最下端に緊張ワイヤーを取り付けて、該緊張ワイヤーに常時所定のテンションを付加するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の洋上オフローディング装置。

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