JP2008037143A

JP2008037143A - 把駐力試験方法及び装置

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Publication number: JP2008037143A
Application number: JP2006210301A
Authority: JP
Inventors: Itaru Tomiyasu; 到冨安; Okinobu Matsumoto; 起宜松本; Akio Shimizu; 明夫清水
Original assignee: Universal Shipbuilding Corp
Current assignee: Universal Shipbuilding Corp
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】大きな把駐力を持つアンカーについても、大容量のウインチを用いることなく、安全にかつ経済的に実施できる把駐力試験方法及びその装置を提供する。
【解決手段】フロート３０と台船２０のそれぞれに滑車３１、２１を設置し、少なくとも１つの係留装置１０に係留ライン１２を介して前記フロート３０と結合し、前記フロート３０上の滑車３１と前記台船２０上の滑車２１に引き付け鋼索２２を通し、さらにその引き付け鋼索の一端部をチャック手段６を介してクレーン船のクレーンフック４１に結合し、前記引き付け鋼索を尺取り式に引き上げることにより前記係留装置１０に所望の張力を付加する。
【選択図】図６

Description

本発明は、アンカーの把駐力試験を安全にかつ経済的に実施可能な把駐力試験方法及び装置に関する。

海洋に浮遊する浮体を固定する方法は通常アンカーが使用される。ＪＩＳ型アンカーの場合、把駐力係数は底質を砂と仮定すると２程度である。従って、アンカーの水中重量の２倍が把駐力である。例えば、１０トン(空中重量)のＪＩＳ型アンカーでは２６．１トンの把駐力が得られる。但し、最大把駐力を超えた力が働くと、移動する際に爪がひっくりかえり不安定となり把駐力が激減する欠点がある。従って軽易な場合を除いてほとんど使用されない。

一方、重力式のコンクリートアンカー（シンカーとも呼ばれる）の場合、把駐力係数は３．０である(砂と仮定した場合)。例えば、１０トン(空中重量)の場合、把駐力は１６．４トンである。コンクリートアンカーの場合は最大把駐力を超えても単に移動するだけであり、把駐力は維持されるので安定であるという長所を有する。日本での大半の使用実績はこの重力式のコンクリートアンカーである。

また、石油掘削用に使用された実績を有する海洋構造物アンカーは把駐力係数が５０以上である。例えば、１０トン(空中重量)の場合、把駐力は５５０トンである。但し、所定の把駐力を負荷し計画値を満足することを試験で確認する必要があるが、従来はこれを実施する簡便な方法がないため、このような高把駐力を有する特殊アンカーの把駐力試験を実施したという事実は把握していない。また、把駐力試験に関する先行文献も見当たらない。

従来においては、例えば図８に示すようにウインチを使用した把駐力試験方法がとられていた。この把駐力試験方法は、アンカー１００のワイヤ１０１をバージ１０２上に設置されたテンションドラム１０３を介してウインチ１０４で巻き上げ、アンカー１００が所定の把駐力を有するかどうかを確認するものである。

従来は、上記のように種々の形式のアンカーについてその把駐力を確認するためウインチを使用していた。しかし、大きな引張力を持つウインチは少なく、またその費用（レンタル料など）も高額になるため、本来はその把駐力を確認したい大きな把駐能力を持つアンカーについて把駐力試験が困難であった（例えば２０トン以上の把駐力）。

本発明は、大きな把駐力を持つアンカーについても、大容量のウインチを用いることなく、安全にかつ経済的に実施できる把駐力試験方法及びその装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る把駐力試験方法は、フロートと台船のそれぞれに滑車を設置し、少なくとも１つの係留装置に係留ラインを介して前記フロートと結合し、前記フロート上の滑車と前記台船上の滑車に引き付け鋼索を通し、さらにその引き付け鋼索の一端部をチャック手段を介してクレーン船のクレーンフックに結合し、前記引き付け鋼索を尺取り式に引き上げることにより前記係留装置に所望の張力を付加することを特徴とするものである。

本発明によれば、台船上の滑車と、係留装置に係留ラインを介して結合されたフロート上の滑車とが引き付け鋼索により結合されているため、この引き付け鋼索の一端部をクレーン船のクレーンフックにより引き上げることにより、フロートを台船に接近させることができる。その際、チャック手段によって引き付け鋼索の把持と解放を繰り返すことにより引き付け鋼索を尺取り式に引き上げることにより係留装置に所望の張力を付加することができる。そして、クレーン船の負担する引張力は係留装置に付加すべき張力を滑車の個数で割った値となるので、滑車の個数を増加することで大きな把駐力を持つアンカーについても安全にかつ経済的に把駐力試験を実施することができる。

また、前記引き付け鋼索を尺取り式に引き上げるためには前記チャック手段を２つ使用するのがよい。この場合、前記２つのチャック手段のうち１つは前記台船上に設置され、他の１つは前記クレーン船のクレーンフックに吊り下げられる鋼索に取り付けられたワイヤストッパからなるものが好ましい。台船上に設置されるチャック手段は必ずしもワイヤストッパでなくてもよく、油圧等を用いたワイヤ把持装置でもかまわない。

また、前記フロートと前記台船のそれぞれに係留ラインを介して係留装置を結合するものである。
これにより、前後の係留装置に同時に所望の張力を付加することができる。

本発明に係る把駐力試験装置は、滑車を設置したフロートと、滑車を設置した台船と、少なくとも１つの係留装置と前記フロートを結合する係留ラインと、前記フロート上の滑車と前記台船上の滑車とを結合し前記台船上に設置されたチャック手段を介して引き出される引き付け鋼索と、前記引き付け鋼索の一端部が結合されるクレーン船とを備えたことを特徴とする。
この試験装置によって、前述の把駐力試験を安全にかつ経済的に実施することができる。

また、前記チャック手段は２つのワイヤストッパからなり、１つは前記台船上に設置され、他の１つは前記クレーン船のクレーンフックに吊り下げられる鋼索に取り付けられているものである。
２つのワイヤストッパにより交互に引き付け鋼索の把持と解放を繰り返すことにより、引き付け鋼索を尺取り式に引き上げることができる。

また、前記フロートと前記台船は、それぞれ係留装置に結合するための係留ラインを備えているものである。
これにより、前後の係留装置に同時に所望の張力を付加することができる。

以下、石油掘削セミサブリグ等で使用されている例えば１２０トンの高把駐力アンカーについて、本発明の把駐力試験を実施した方法について図面を参照して説明する。
図１〜図５は本発明の実施形態による把駐力試験方法を示す概要図である。また、図６は本発明の把駐力試験装置の要部の概略構成図、図７は図６に示すワイヤストッパの平面図（ａ）と正面図（ｂ）である。

１．事前作業
図１に試験対象となる係留装置（ａ）及びその張力付加前の設置状況（ｂ）を示す。係留装置１０は全く同じものが前部（船首側）と後部（船尾側）に配置されている。前部及び後部の係留装置１０は、この例ではアンカー(例えば６．１トンのブルースアンカー)１と、２個の各１０トンのシンカー２、３と、係留ブイ４とが所要の径及び長さの錨鎖５で結合された構成となっている。そして、アンカー１、シンカー２、３、及び係留ブイ４の位置をＧＰＳで計測する。

２．岸壁作業
岸壁作業は、図２に示すように前部係留ライン１１と後部係留ライン１２を作り、さらに図６に示すように台船２０上の滑車２１とフロート３０上の滑車３１とに引き付け鋼索２２を通す作業を行う。なお図２において、前部・後部係留ライン１１、１２は一部平面図を付記してある。滑車２１、３１はこの例では２枚ずつの鋼製滑車を２つ使用して台船２０とフロート３０上に１つずつ分けて設置している。引き付け鋼索２２の一端は台船２０上のアイ２３にワイヤ等で結合し、他端（自由端）はチャック手段６として例えばワイヤストッパ６ａに通して止める。ワイヤストッパ６ａの本体はワイヤ等で台船２０上に結合されている。また、図６に示すようにクレーン船のクレーンフック４１に引き付け鋼索２２の端部を結合するために、第２のワイヤストッパ６ｂを備えた吊り下げ鋼索２４を使用するのが好ましい。なお、図２には台船２０の図示は省略している。
前部係留ライン１１は、上記の前部係留装置１０と台船２０とを結合するためのものであり、所要の径及び長さの鋼索と繊維索（例えばナイロン索）を接続し、かつマーカブイ１３を備えた構成となっている。
後部係留ライン１２は、後部係留装置１０とフロート３０とを結合するためのものであり、所要の径及び長さの鋼索と繊維索（例えばナイロン索）を接続した構成となっている。また、後部係留ライン１２は、台船２０上でフロート３０のボラード３２に端部を結合する（図６参照）。

３．洋上前作業
図示は省略するが、フロート３０を搭載した台船２０とクレーン船４０（図４参照）を前部係留装置１０の係留ブイ（前部ブイという）４付近に移動させる。また、クレーン船４０は現地でアンカーを打つ。

４．洋上作業：前部
この作業ではまず、図３（ａ）に示すように前部係留ライン１１の先端部の錨鎖（φ９０ｍｍ×５ｍ）１１ａを前部ブイ４と結合する。次に、後端部の引き付け繊維索(φ４０ｍｍ×１７０ｍ）１１ｂを手繰り寄せ、台船２０とクレーン船（図示せず）を係留対象船舶（図示せず）の中央部に移動させながら、順次前部係留ライン１１を海上に降ろす。最後にマーカブイ１３を海上に下ろし、繊維索１１ｂの端部を台船２０上のボラード２６に固縛する（図６参照）。そして、繊維索１１ｂを延ばしながら、台船２０及びクレーン船を後部係留装置１０の係留ブイ（後部ブイという）４付近に移動させる。

５．洋上作業：後部
この作業ではまず、図３（ｂ）に示すように後部係留ライン１２の先端部の錨鎖（φ９０ｍｍ×５ｍ）１２ａを後部ブイ４と結合する。次に、クレーン船を中央部に移動させながら、順次後部係留ライン１２を海上に降ろす。最後に、フロート３０を台船２０から海上に降ろす（図６参照）。なお、後部係留ライン１２の後端部の鋼索（φ４８ｍｍ×２３ｍ）１２ｂは上記岸壁作業において端部がフロート３０上のボラード３２に結合済みとなっている。

６．洋上作業Ａ
中央部での洋上作業Ａではまず、図４（ａ）に示すようにフロート３０上の滑車３１と台船２０上の滑車２１間の引き付け鋼索（φ３２ｍｍ×２００ｍ）２２のセット状況を確認する。次に、前部係留ライン１１の上記繊維索１１ｂの端部をクレーン船４０のワーピングエンドにセットする。そして、引き付け鋼索２２を延ばしながら、かつ繊維索１１ｂを巻き取りながら、台船３０とクレー船４０を中央部に移動させる。ついで、繊維索１１ｂをクレーン船４０のワーピングエンドで能力一杯まで巻き取り、マーカブイ１３を台船２０上に引き上げる。さらに、マーカブイ１３付き鋼索（φ３２ｍｍ×３０ｍ）１１ｃを巻き上げ、その後図６に示すように鋼索１１ｄ（φ４７．５ｍｍ×１００ｍ）の端部を台船２０上のボラード２８に巻き付ける（引っ掛ける）。

７．洋上作業Ｂ
この作業Ｂではまず、図４（ｂ）に示すように上記引き付け鋼索２２の端部を台船２０上の方向転換滑車２７に通して垂直方向に転換し、一端に輪を作ってその輪をクレーン船４０のクレーンフック４１に引っ掛けるか、あるいは図６に示すようにクレーンフック４１に吊り下げた吊り下げ鋼索２４の第２のワイヤストッパ６ｂに引き付け鋼索２２の端部を通して仮止めし、クレーン４２で引き付け鋼索２２を引き上げる。なおこのとき、第１のワイヤストッパ６ａにおける仮止めは解除しておく。ついで、引き付け鋼索２２をクレーン４２の引き代が無くなるまで、あるいはクレーン４２の張力ゲージ（図示せず）が例えば３０トンになるまで尺取り式に引き上げる。すなわち、引き付け鋼索２２を第１のワイヤストッパ６ａで仮止め（把持）し、クレーンフック４１を下ろし引き付け鋼索２２の端部を適当な位置でクリップ止め輪を作り、この新たな輪にクレーンフック４１を引っ掛けるか、あるいは第２のワイヤストッパ６ｂの仮止め（把持）を一旦解除し、クレーンフック４１を下ろした後、引き付け鋼索２２の端部を適当な位置で再度仮止めする。
上記作業を繰り返して引き付け鋼索２２を尺取り式に引き上げ、クレーン４２の張力ゲージが３０トンになれば終了する。なお、クレーン船４０は１００トンのクレーン船を使用した。本例では１２０トンの把駐力を予定しているので、フロート３０及び台船２０上の滑車３１、２１として４枚の鋼製滑車を使い、引き付け鋼索２２は４本としている。従って、クレーンの引き上げ力は１２０／４で３０トンである。

チャック手段６を構成する第１及び第２のワイヤストッパ６ａ、６ｂは、図７に示すような構成となっている。鋼索２２をケーシング６１に通し、楔６２を打ち込んで鋼索２２を楔止め（把持）するようになっている。その後、ケーシングカバー６３及びフラッパー６４をシャックル６５とコッターピン６６で結合することによって楔６２が外れないよう楔部を堅固に固定する構成となっている。図７において、６７はヒンジピン、６８はフラッパーピン、６９はシャックル部である。

図６に示す場合で張力付加の手順を説明すると、第２のワイヤストッパ２５の楔は固く打ち込まれ鋼索２２を強く固持している。一方、第１のワイヤストッパ２４は楔部は外してあり鋼索２２は自由に移動できる。この状態でクレーン４２のフック４１を上方一杯（約２０ｍ）に引き上げる。この作業でフロート３０は２０／４で約５ｍ台船２０に接近する。
次に、第１のワイヤストッパ２４の楔を固く打ち込み鋼索２２を強く固持する。このワイヤストッパ２４は台船３０上に溶接されたアイピースにワイヤで固縛されているので緩むことはない。そしてこの状態でクレーン４２のフック４１を台船上１ｍに引き下げる。次に、第２のワイヤストッパ２５の楔部は外し、余分な鋼索２２の端部は台船２０上に展開する。その後、第２のワイヤストッパ２５を再び鋼索２２に取り付け、楔を固く打ち込み鋼索２２を強く固持する。
次に、第１のワイヤストッパ２４は楔部を外し鋼索２２が自由に移動できるようにする。この状態でクレーン４２のフック４１を上方一杯（約２０ｍ）に引き上げる。これにより、この作業でフロート３０は２０／４で更に約５ｍ台船２０に接近する。
上記の作業を８回繰り返すと、５×８ｍで約４０ｍ、フロート３０は台船２０に接近することになる。

８．設置完了状態
前部・後部係留装置１０の各係留ブイ４の位置をＧＰＳで計測し、所定の範囲に収まっていれば終了する。その後、上記の作業を反対に実施し、係留ブイ４を開放する。そして係留ブイ４の位置をＧＰＳで計測する。以上により全作業が終了する。前部・後部係留装置１０の設置完了状態を図５に示す。各係留装置１０は１２０トンの把駐力を持つ。なお、アンカー１のドラッグ距離は約８ｍ、食い込み深さは約６ｍであった。

本実施形態によれば、長尺の鋼索は容易に製作できるので、滑車２１、３１の枚数を増やすだけで容易に大きな把駐力を得ることができる。例えば、滑車２１、３１のの枚数を４枚ずつ８枚とすれば、把駐力３０×８＝２４０トンを得ることができる。その際、引張り長さ４０ｍは変化なしとして、４０×８＋α＝３５０ｍ程度の鋼索が必要となる。また、当然のことであるがワイヤストッパ６ａ、６ｂによる鋼索の把持と解放の作業は倍の１６回となる。
また、クレーン船による引き上げ力を１００トンとしても、５６ｍｍ鋼索を使用し、かつ５６ｍｍ用滑車とワイヤストッパは強度上安全なものを使用し、滑車枚数を８枚として１００×８＝８００トン程度の把駐力が確認可能となる。この場合、特殊アンカーの重量は８００／５０×２＝３２トン（空中重量、但し把駐力の安全率は２．０とする）である。従って、このような高把駐力のアンカーでも全て２００トンのクレーン船で操作できることになる。
よって、大きな把駐力を持つアンカーについても、大容量のウインチを用いることなく、安全にかつ経済的に把駐力試験を実施することができる。

本実施形態では、前部・後部の係留装置１０の把駐力試験について説明したが、係留装置は１つであっても本発明を適用することができる。また、係留装置はアンカーと重力式コンクリートアンカー（シンカー）の複合形式のみならず、アンカー単独、シンカー単独のものでもよい。また、少なくとも台船２０上に設置されるチャック手段６は楔止め方式のワイヤストッパに限られるものではなく、例えば油圧等を利用した把持装置でもよい。大荷重に耐えワイヤの着脱が容易なものであれば、より便利である。

さらにまた、本発明は浮体式係留岸壁の係留や、浮体式防波・消波堤の係留、浮体式魚礁の係留、あるいは曳航力試験などにも利用することができる。

本発明の把駐力試験方法で使用した係留装置（ａ）及び張力付加前の設置状況（ｂ）を示す説明図。岸壁作業における前部・後部係留ライン及びフロート・台船上の引き付け鋼索を示す説明図。洋上での前部・後部係留ラインの結合作業を示す説明図。中央部での洋上作業ＡとＢの作業状況を示す説明図。前部・後部係留装置の設置完了状態を示す説明図。本発明の把駐力試験装置の要部の概略構成図。図６に示すワイヤストッパの平面図（ａ）と正面図（ｂ）。従来の把駐力試験方法の説明図。

符号の説明

１アンカー、２シンカー、３シンカー、４係留ブイ、５錨鎖、６チャック手段、６ａ第１のワイヤストッパ、６ｂ第２のワイヤストッパ、１０係留装置、１１前部係留ライン、１２後部係留ライン、１３マーカブイ、２０台船、２１滑車、２２引き付け鋼索、２３アイ、２４吊り下げ鋼索、２５方向転換滑車、２６ボラード、３０フロート、３１滑車、３２ボラード、４０クレーン船、４１クレーンフック、４２クレーン。

Claims

フロートと台船のそれぞれに滑車を設置し、少なくとも１つの係留装置に係留ラインを介して前記フロートと結合し、前記フロート上の滑車と前記台船上の滑車に引き付け鋼索を通し、さらにその引き付け鋼索の一端部をチャック手段を介してクレーン船のクレーンフックに結合し、前記引き付け鋼索を尺取り式に引き上げることにより前記係留装置に所望の張力を付加することを特徴とする把駐力試験方法。
前記チャック手段を２つ使用することを特徴とする請求項１記載の把駐力試験方法。
前記２つのチャック手段のうち１つは前記台船上に設置され、他の１つは前記クレーン船のクレーンフックに吊り下げられる鋼索に取り付けられたワイヤストッパからなることを特徴とする請求項２記載の把駐力試験方法。
前記フロートと前記台船のそれぞれに係留ラインを介して係留装置を結合することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の把駐力試験方法。
滑車を設置したフロートと、滑車を設置した台船と、少なくとも１つの係留装置と前記フロートを結合する係留ラインと、前記フロート上の滑車と前記台船上の滑車とを結合し前記台船上に設置されたチャック手段を介して引き出される引き付け鋼索と、前記引き付け鋼索の一端部が結合されるクレーン船とを備えたことを特徴とする把駐力試験装置。
前記チャック手段は２つのワイヤストッパからなり、１つは前記台船上に設置され、他の１つは前記クレーン船のクレーンフックに吊り下げられる鋼索に取り付けられていることを特徴とする請求項５記載の把駐力試験装置。
前記フロートと前記台船は、それぞれ係留装置に結合するための係留ラインを備えていることを特徴とする請求項５または６記載の把駐力試験装置。