JP2011520699A - おもりが付けられたライザ支持ブイを備えた分離可能な係留システム - Google Patents

Abstract

底部（４１）の近くに、係留ブイ（１１）を収容するためのキャビティ（４２）を有する船体（３）を具備する船舶（１４）であって、引上げ装置（２０，４５）が、キャビティを通ってこの船舶の底部の下方に置かれたおもり（１６）に延びたケーブル（１７）を有する船体に置かれており、係留ブイは、ケーブルに取り付けられており、係留ブイは、海底（１９）に接続される係留索（１０）を保持し、タレット（１）と結合するようにキャビティ（４２）に収容可能であり、係留ブイは、ケーブルを通過する中央シャフト（４４）を具備し、ブイは、ケーブルの所定の長さ方向にケーブルに対して移動可能であり、おもりは、ブイのところに、又は下方にケーブルに位置されており、ストッパ（２１）が、ブイと係合し、かつブイ及びケーブルの相対運動をブロックするように、ケーブルに設けられ、ストッパは、ブイの上端部又は下端部の近くにケーブルを固定している船舶。

Description

本発明は、船舶（vessel）のための分離可能なタレット係留システムに関する。このようなシステムは、係留ブイ部材と、この船舶のムーンプールに装着されたタレット構造体と、を具備し、前記係留ブイ部材は、係留索（mooring line）で海底に留められ、各々がライザを収容するように構成された複数の経路を有し、前記タレット構造体は、前記ブイ部材を収容するための容器（receptacle）と、この容器中で前記ブイ部材をロックするための少なくとも１つのロック装置と、を有し、前記タレット構造体は、前記ブイ部材の経路に設置されたライザに接続される複数の導管を収容しており、前記タレット構造体は、海水面よりも上に装着された少なくとも１つのベアリングアセンブリによって、この船舶の前記ムーンプールに回転可能に支持されている。

上述のタイプの分離可能な係留システムが、特許公報ＵＳ５８２３１３１に記載されている。この特許は、ライザ又はライザ線のみを支持するための分離可能なライザブイを開示しているが、これに取り付けられた係留索はない。このライザブイは、浮遊船舶のムーンプールに配置された回転可能なタレット内にドッグに入れられることができ、海水面の上の位置に船舶の製造ラインに着脱可能に結合されたパスを流れるように接続されたライザを保持している。ライザブイがタレットから分離されたとき、海底に下げられる、又はタレット内に上げられることができるブイのアンカーレッグに取り付けられたおもりによって、海中の潜水深さで維持される。このタレットは、下側タレットに接続される複数の係留線によって海底に留められる。ライザブイが解放されたとき、いったん海底に置かれると、ライザブイに接続されたおもりは、ライザブイを係留し、このようにして、受容可能な制限内でライザの可動域（excursion）を制限する。さらに、係留レッグはタレットに直接接続されているので、ライザのブイは、ライザを支持するのに十分な浮力のみを有する。このライザブイをドッグに入れられるための周知のライザブイの他の態様は、検索線が、おもりがブイと接触するまで、ウインチによって上方に引っ張られることである。そして、ブイ及びおもりは、互いにホック留めされて、おもりは、ライザブイの底部と接触し、ライザブイとおもりとの両方が船舶のムーンプール内に置かれる。このシステムの主な目的は、船舶の取付け及びタレットへの係留線の接続の前に、予め設置されたライザのブイのホックアップ（hook-up）を与えることである。これは、係留レッグがタレットに接続されたままとどまるように、サイクロンエリア、又は氷がはびこる水で使用される素早い分離可能なシステムとして機能しない。ライザブイとおもりとを一緒にホックアップすることもまた、これは、現在入手可能なウインチの能力よりもウインチの能力を必要とするので、比較的小さなブイ及びおもり、大きく接続されたおもりを有する大きなブイのみを可能にする。さらに、周知の係留システムにおいて、ブイとウインチとを接続している引っ張り線の大きなスナップ負荷を生じるリスクがある。

これらの周知の係留システムでは、ブイをタレットに再接続する能力が、主に、海面の状態及びウインチの能力によって制限される。

他の分離可能な係留システムが、ＵＳ２００７１５５２５９に開示されている。このシステムは、円錐形の外部ケーシングが設けられたブイ部材を有し、タレット構造体の容器は、ブイ部材の円錐形の外部ケーシングに対応した円錐形状を有する。タレット構造体は、ライザに接続される導管を保持しているターンテーブルを有し、このターンテーブルは、ブイ部材がタレット構造体の容器に収容されてロックされた後のみ、導管をライザと整列させるように、タレット構造体に対して回転を果すようにして、ベアリングアセンブリに支持されている。この特許公報では、ターンテーブルは、主要なタレットの上側のローラボールベアリングアセンブリのみによって支持されていることが示されている。このベアリングアセンブリは、互いに直接接続された互いに移動可能な３つの可動部品を有する。実際には、この上側のタレットのベアリングアセンブリは、互いの上部に直接配置され、１つの共通の内側のベアリングのハウジング部材によって互いに接続された２つのローラボールベアリングからなる。従って、この周知の上側のベアリングアセンブリは、タレット係留風見（turret-moored weathervaning）システムの重要かつ必須部品となっている。タレットのベアリング及びマニホルドのベアリングを単一のベアリング構造体に一体化することの欠点は、少なくとも１つのローラボールが故障したならば、完全なベアリングアセンブリが交換されなければならないことであり、これは、タレットシステムが風見システムとして機能することができないことを意味している。この交換は、沖合の状況の下で実行されることができないので、船舶は、修理のために岸の位置に搬送される必要がある。

周知のシステムの他の欠点は、いくつかのマニホルド及びスイベルデッキを備えた非常に重いターンテーブルが、この非常に敏感なローリングベアリングアセンブリによって常に支持されていることである。この結果、径方向と軸方向との両方へのあらゆる大きな静的な及び動的な力、並びにターンテーブルのデッキ構造体及び環境から生じるモーメントは、この重要なローラボールベアリングシステムに直接伝達され、これは、産業上、摩損や疲労に非常に敏感であることが周知である。この一体化されたローラベアリングシステムの他の欠点は、製造上の制限により内径が約８メートルのみの最大寸法に制限されるので、ブイに接続された例えば２０以上のライザを有する大きな分離可能なタレット−ブイシステムに適していないことである。

分離可能な係留システムを記載している他の特許公報は、ＵＳ５６５１７０８である。このシステムには、２つの分離したベアリングシステムが設けられており、これらの一方が、マニホルドのパイプの端部を、接続されたブイのライザの端部と整列させるために、ターンテーブルを回転させるためにのみ使用される。この特許は、ベアリングシステムが設けられた分離可能なブイを示しており、これは、分離された後、ボーイ（boy）と共にとどまる。このブイは、タレットの使用なく、喫水線（waterline）の下で船舶のムーンプールに回転可能に接続されている。追加の上側のベアリングシステムが、デッキの水平面のところに開示されており、これは、マニホルドを備えたターンテーブルを支持しているので、ブイが船舶のムーンプールに直接接続された後、ターンテーブルが、接続されたブイのライザと整列されることができる。このターンテーブルは、ベアリングシステムによって支持されているので、製造中でさえも、炭化水素が、マニホルド及びブイを接続している可撓性のパイプを通って収容されたとき、ターンテーブルが常に回転されて、ブイと整列されることができる。ブイとターンテーブルとの間の可撓性のパイプのねじり角が限界を超えたとき、ターンテーブルは、ねじれをなくす（neutralize）新しい位置に、接続されたモータ駆動ピニオンによって回転される。従って、このシステムは、より多くのライザを収容するようにサイズが合せられた分離可能なタレット−ブイシステムに適しておらず、ライザ及びマニホルドを接続するために堅いパイプのみを使用したとき、使用されることができない。

従って、本発明の目的は、例えば、少なくとも２０のライザと１０の接続管とである、多くのライザを支持することができ、素早く分離可能で容易に接続可能な係留ブイシステムを提供することである。本発明のさらなる目的は、動作が信頼でき、大きなスナップ負荷が起こるリスクなく容易かつ安全に分離及び再接続されることができるタレット係留システムを提供することである。さらに、本発明の目的は、例えば、６ｍまでの高い波の高さの厳しい海面の状態でさえも、システムの改良された再接続能力を備えた分離可能なタレット係留ブイのデザインを提供することである。従って、本発明のシステムは、全ての天候条件においてシステムの高い利用性を確実にし、環境の一定の厳しさを考慮したときでさえも再接続の前のダウン時間を最小にする効果を有する。

本発明に従う船舶は、底部の近くに、係留ブイを収容するためのキャビティを有する船体を具備し、引上げ装置が、前記キャビティを通ってこの船舶の底部の下方に置かれたおもりに延びたケーブルを有する前記船体に置かれており、前記係留ブイは、前記ケーブルに取り付けられており、前記係留ブイは、海底に接続される係留索を保持し、前記タレットと結合するように前記キャビティ中に収容可能であり、前記係留ブイは、前記ケーブルが貫通している中央シャフトを有し、前記ブイは、前記ケーブルの長さ方向に前記ケーブルに対して移動可能であり、前記おもりは、前記ブイのところに、又は下方に位置されており、ストッパが、前記ブイと係合するように、かつ前記ブイ及びケーブルの相対移動をブロックするように、前記ケーブルに設けられており、前記ストッパは、前記ブイの上端又は下端の近くで前記ケーブルに固定されている。

分離中、前記係留ブイに働くおもりは、接続及びホックアップ中、ブイに機能しない。本発明によれば、このブイは、ケーブルの引っ張り部材に直接引っ張られない。このブイは、おもりが、船舶に置かれたウインチに接続されたケーブルの引っ張り部材によってブイからいったん引き上げられると、それ自身の浮力によりキャビティに上向きに上昇される。従って、このウインチのケーブルは、おもりを直接引き上げ、また、ブイは、それが上昇したとき、ブイに対するガイド要素としてのみ機能するケーブルの引上げ部材に沿って滑動する。係留ブイが上昇したとき、前記ブイの垂直移動は、前記引っ張りケーブルに固定されたストッパによって、制御され、制限されることができる。従って、ケーブルに対する負荷は、かなり減少され、大きなライザのブイは、比較的適切なサイズのウインチを使用して船舶に接続されることができる。

一実施の形態では、ブイは、浮力材料で充填された浮力コンパートメントを有する。前記浮力コンパートメントは、可変浮力を得るために、環境に対して開放されることができ、これによって、深さが増すにつれて大きくなり、もしくは、例えば、圧縮空気シリンダを含むことができる。

前記ストッパは、この船舶の持ち上げ移動により、引っ張りケーブルに負荷のさらなる低下を得るために、ばね部材によって前記ブイに取り付けられることができる。

本発明によれば、２つの分離したベアリングアセンブリが、好ましくは、船舶のデッキの水平面に、又は近くにある。第１のベアリングアセンブリは、例えば、（径方向のガイドホイールを有する、又は有さない）大きな直径の上側のボギーのベアリングシステムと、好ましくは、船体のムーンプールにタレットを回転可能に接続するための、下方の径方向の低摩擦パッドのベアリングシステムと、からなるタレットのベアリングシステムである。ボギーホイールのベアリングの使用は、大きな直径のタレットを与え、この結果、このタレットに接続される大きな直径の係留ブイを与える。

本発明に従う第２のベアリングアセンブリは、マニホルドを備えたターンテーブルとタレットとの間に配置され、タレットと、接続された係留ブイとに対して、ターンテーブルの独立した回転を与え、この結果、マニホルドと係留ブイとの両方の流体線（fluid line）が、ブイがタレットに接続された後、整列されることができる。この手順は、厳しい状況において、非常に時間のかかる動作であるブイの流体線の端部とタレットとをまず整列させることなく、ブイをタレットにできるだけ素早く接続する必要があるので、非常に重要である。この第２のベアリングシステム、すなわちターンテーブルのベアリングシステムは、タレットのベアリングシステムに直接接続されるのではなく、タレットのベアリングシステムから径方向、好ましくは軸方向の所定の間隔で配置されるので、特定の力及びモーメントが、各特定のベアリングによって受けられる。ターンテーブルのベアリングシステムは、好ましくは、ボギーホイールのベアリングシステムである。

ターンテーブルのベアリングシステムは、マニホルドのパイプの端部とブイとを整列中、一時的にのみ回転するようにしてターンテーブルを支持し、かつ、ライザ及び接続されたパイプによって井（well）からの炭化水素の製造中のような、全ての他の状況で回転しないようにして、タレット上に直接ターンテーブルを支持しているので、ターンテーブルのベアリングは、大きな力を受けず、摩損及び疲労に関連する欠点を減少させる。

本発明に従う分離したタレット及びターンテーブルのベアリングアセンブリを提供することは、各ベアリングアセンブリのデザインがその特定の機能に対して最適化されることができるので、いくつかの利点を有する。さらなる利点は、各ベアリングシステムが、独立して、検査されたり、メンテナンスされたり、修理されたりすることができ、他に対して適所で、機能性を保つので、これら２つのベアリングシステムに対するメンテナンス及び修理活動が容易になる。また、ボギーホイールのベアリングが使用されたとき、ホイールは、互いに独立して沖合の状況の下で交換されることができ、また、このようなベアリングシステムは、機能的にとどまり、これは、コストの低減をもたらし、システム全体の安全機能がより制御される。ターンテーブルのベアリングシステムは、マニホルドのパイプの端部がタレットに接続されたブイの端部と整列される必要があるときのみ使用され、実際には、一時的なベアリングシステムである。整列手順がいったん完了すると、このベアリングシステムは、もはや駆動される必要がなく、炭化水素の製造プロセス中のいかなる負荷もモーメントも伝達しない。

マニホルド支持構造体をその回転位置に置くために、これは、マニホルドのベアリングのベアリング部材がタレットと回転接触するように下げられた後、移動装置（displacement device）によって軸方向にわずかな距離にわたってタレットに（及びタレットのベアリングに）対して引き上げられることができる。そして、移動装置が、マニホルド支持構造体を下げるので、その重さが、回転するようにしてベアリング部材によってタレットに支持される。回転しない（non-rotational）位置では、マニホルド支持構造体は、タレットに置くことができ、また、ベアリング部材は、非負荷ベアリング位置に引き下がる。

代わって、マニホルド支持構造体は、このマニホルド支持構造体を引き上げる移動装置によって回転しない位置に置かれることができるので、ベアリング部材は、タレットから解放され、移動装置は、タレットに、回転しないようにしてマニホルド支持構造体を支持している。マニホルド支持構造体は、この支持構造体を下げることによってその回転位置へともたらされるので、回転するようにしてベアリング部材によってタレットに支持される。

マニホルド支持構造体を引き上げるための移動装置は、例えば、数ｍｍのような、比較的小さなストロークを有する、タレットとマニホルド支持構造体との間に配置された少なくとも１つの水圧シリンダを有することができる。この場合、マニホルドのベアリングのベアリング部材は、ボギーホイールのベアリングによって形成され、移動装置は、ベアリングのボギーホイールと一体的であることができ、軸方向にタレットに対して支持構造体からホイールを下げることは、マニホルド構造体をタレットからその回転位置へと引き上げさせる。

一実施の形態では、前記タレットのベアリングは、前記マニホルドのベアリングから少なくとも０．５ｍの軸方向の間隔及び径方向の間隔で配置されており、タレットの中心線からの径方向の間隔は、前記マニホルドのベアリングに対してよりも、前記タレットのベアリングに対して大きい。タレットのベアリングよりもタレットの中心線の近くに、かつ、タレットのベアリングよりも上方又は下方の軸方向の間隔で、マニホルドのベアリングを置くことによって、マニホルドのベアリングに働き、かつ、マニホルド及びタレット上の接続された導管をブイのライザのカップリングと整列させる力が、タレットのベアリングに働く力から効果的に分離されることができる。タレットのベアリングの直径は、例えば、１５ないし３０ｍ以上の範囲に及ぶことができ、一方、マニホルドのベアリングの直径は、少なくとも１ｍよりも小さいことができる。マニホルド支持構造体の回転は、少なくとも１つの電気モータ、水圧駆動部材又は他の適切なアクチュエータのような駆動部材によってもたらされることができる。

好ましい一実施の形態では、少なくとも前記タレットのベアリングは、ボギーホイールのベアリングを有する。タレットのボギーホイールのベアリングは、多くのライザを有する大きな直径のタレットを構成するために与えられる。ボギーホイールのベアリングの少なくとも１つのホイールのメンテナンスは、沖合の状況の下で実行されることができるが、タレットは、動作可能にとどまる。マニホルドのベアリングは、約８ｍよりも大きくない直径を有する、鍛造された、又は分岐された（segmented）配管に対して、軸方向−径方向の正確なベアリングを構成することができるが、好ましくは、ボギーホイールタイプのベアリングである。

一実施の形態では、本発明に従う船舶は、前記キャビティを通って、この船舶の底部の下方に配置されたおもりに延びたケーブルを備えた前記船体に配置された引上げ装置を有し、係留ブイが、前記ケーブルに取り付けられており、前記係留ブイは、海底に接続される係留索を保持し、また、この船舶と結合するために、前記キャビティ中に収容可能であり、前記係留ブイは、前記ケーブルが貫通している中央シャフトを有し、前記ブイは、前記ケーブルの長さ方向に、前記ケーブルに対して移動可能であり、前記おもりは、前記ブイのところの、又は下方の、前記ケーブルに位置されており、ストッパが、前記ブイと係合するように、かつ、前記ブイ及びケーブルの相対移動をブロックするように、前記ケーブルに設けられており、前記ストッパは、前記ブイの上端又は下端の近くで前記ケーブルに固定されている。

前記ブイに追加されたおもりは、例えば、氷のはびこる（ice-infested）水の氷山の接近の際のような、船舶から分離する際に、ブイを、水面の下方の特定の所定の深さに沈ませる。船舶に対してブイを引き上げることは、前記ケーブルから懸吊されたおもりの引っ張りによって実行され、また、ブイを、接続のためにキャビティに向かってこれら自身の浮力によって上昇させる。ブイに直接引っ張り力を働かせることなく、ブイから懸吊されたおもりのみを引き上げることによって、ブイは、おもりが船舶のウインチに接続されたケーブルに引っ張り部材によってブイからいったん引き上げると、これら自身の浮力により表面に上昇する。これは、ブイを、ブイに対するガイド要素として機能するのみの引っ張り部材に沿って滑動させ、また、上昇する。係留ブイが上昇したとき、ブイの垂直移動は、引っ張りケーブルに固定されたストッパ／ばねアセンブリによって、制御され、抑制されることができる。このシステムは、激しい海面の状態の下でケーブルに対する負荷を減少させることを可能にし、また、係留索の多くのライザを保持している大きなサイズのライザのブイが、ウインチによって、制限されたサイズのケーブルを引き上げることを可能にする。

本発明に従う分離可能なタレット係留システムを有する船舶のいくつかの実施の形態が、添付図面を参照して詳細に説明される。

図１は、本発明に従う分離可能なタレット係留システムの断面図である。 図２は、図１のシステムの立体図である。 図３は、タレットのベアリング及びマニホルドのベアリングを含むタレット係留システムの上側部分の詳細な拡大図である。 図４は、本発明の一実施の形態に従う低浮力チャンバを備えた潜水係留ブイを示している。 図５は、本発明の一実施の形態に従う分離中の潜水ライザブイを概略的に示している。 図６は、本発明の一実施の形態に従う潜水ライザブイの引上げを概略的に示している。 図７ａは、本発明に従う潜水ライザブイの分離及び接続の代わりの実施の形態を示している。 図７ｂは、本発明に従う潜水ライザブイの分離及び接続の代わりの実施の形態を示している。 図８ａは、本発明に従う潜水ライザブイ及び連結されたおもりの異なる実施の形態を示している。 図８ｂは、本発明に従う潜水ライザブイ及び連結されたおもりの異なる実施の形態を示している。 図８ｃは、本発明に従う潜水ライザブイ及び連結されたおもりの異なる実施の形態を示している。 図８ｄは、本発明に従う潜水ライザブイ及び連結されたおもりの異なる実施の形態を示している。 図８ｅは、本発明に従う潜水ライザブイ及び連結されたおもりの異なる実施の形態を示している。

図１は、本発明に従う分離可能なタレット係留システムの断面図である。このシステムは、例えば、ＦＰＵかＦＰＳＯであることができる船舶１４の船体３に一体化された円筒形のムーンプール２内に位置された円筒形のタレット構造体１を有する。この船舶のムーンプールにタレットを接続し、かつ整列させるタレットのベアリングシステム４は、デッキの水平面４０の近くに位置付けられた大きな直径の上部のボギーのベアリングと、（好ましくは）船体３の底部４１の近くに位置付けられた、底部の低摩擦パッドの径方向のベアリング５とを有する。

大きなマルチデッキの上部構造体６が、タレット１の上部に位置されており、設備及び製造設備、パイプのマニホルド７、並びに製造流体、運び出される流体及び制御／化学接続管（umbilical）を取り込むための流体／ガスのスイベルのスタック８を収容している。

これらマニホルド７及びスイベルのスタック８は、マニホルド支持構造体、つまりターンテーブル３１に支持されている。このターンテーブル３１は、図３に見られることができるように、マニホルドのベアリング３２によって、タレット１に対して回転可能に支持されている。鋼の枠組体９が、前記上部構造体の上に、及び周りに配置されている。船舶に接続された枠組体９は、流体のスイベルのスタック８からＦＰＵに延びたパイプを支持し、船舶からタレット１へのアクセスを与え、スイベルの回転部分を駆動させ、ウインタリングパネル（wintering panel）を支持している。タレットのデザインは、メンテナンス及び動作の修理を可能にし、十分なフィールドのデザインの終生にわたる有用性を最大にする。

円錐形の係留ブイ１１は、船体３の底部４１の近くのキャビティ４２に収容されており、回転しないようにしてキャビティ４２にロックされている。このブイ１１は、アンカーレッグ１０によって海底に留められ、製造ライザ又は接続管ライザのような、海中の炭化水素の井から延びたライザ１２を保持している。

各アンカーレッグ１０の上側端部は、ブイ１１の船体の低摩擦の関節結合ユニバーサルジョイント１０’に直接接続されている。係留ブイ１１が船舶１４又はＦＰＵに接続されたとき、ブイの上部部分４９のところのブイのライザのデッキ５０は、最大の船舶の喫水の水平面４３よりも上方に上昇される。これは、あらゆる状況において、全てのパイプ設備が、アクセス及びメンテナンス容易であるように、永久的に乾燥して保たれることを確実にする。

係留ブイ１１は、２つの異なる機能を有する。第１に、船舶１４がブイ１１に接続されたとき、ブイは、その外側シェルに接続されたアンカー線１０の係留負荷を伝達する。第２に、船舶１４が係留ブイ１１から分離されたとき、この係留ブイは、海水面の下方に所定の間隔で所定の深さに下降し、この潜水位置で、アンカーレッグ１０及びライザ１２を支持する。この所定の深さは、例えば、水面の下３０〜５０メートルであることができるので、分離されたブイは、波の活動ゾーンの下で安定する。氷又は氷山のはびこる水では、ブイ１１は、氷山との接触を避けるように、水面の下１００ｍ以上の間隔で安定されることができる。

係留ブイ１１は、ブイをコンパートメントに分割する防水の内側の隔壁を備えた堅い円筒形のシェルを有する。このブイの中心は、ウインチ４５に取り付けられた引っ張り部材、すなわち接続ケーブル１７を収容し案内するように、厚い壁の内側シリンダ４４を組み込んでいる。ブイ１１の上部部分は、環状の接続リング４６と係合されており、タレット内に配置された構造的なコネクタのラチェット２６に対してロックされることができる。Ｉチューブ４７が、ライザ及び海中の接続管１２を収容するように、ブイの中央に係合され、ライザ／接続管のラッパ口（bell-mouth）を支持するように、フランジの底端部４８で終端されている。ライザは、スチフナ（stiffener）を曲げ、ラッパ口は、係留ブイ１１の底部で円筒形のスカート１３によって、船舶の船体の下に漂流している氷から保護される。代わって、船舶がブイ１１から分離されたとき、氷の侵入に対してムーンプール２を保護するために、もしくは、係留ブイがタレットに接続されたとき、ブイ１１及びライザ１２を保護するために、船舶１４の底部３に配置されたスカート又はフェンスのような、氷に対する保護手段があることができる。

分離状態において、ブイ１１が特定の深さレベルでライザ１２及びアンカーレッグ１０の支持を保つのに必要な浮力は、図２から見られることができるように、中央コンパートメント及びブイの周辺に係合されたコンパートメントによって与えられる。構造的な構成体は、分離中、ブイの周辺とタレットの部品との間の接触を最小にするように構成されるので、不慮の出水のリスクがない。それにもかかわらず、防水ブイは、１つのコンパートメントの不慮の出水の場合、十分な浮力を確実にするために区分けされる。

図１に示されるタレット１のキャビティ４２への係留ブイ１１の接続及び分離手順は、以下のように実行される。

再接続に関して、船舶１４は、ブイに取り付けられたままとどまっている浮動ピックアップ索が引っ掛けられることができるまで、潜水係留ブイ１１にゆっくりと接近する。そして、上側セクションがウインチ４５の周りに巻回されている索１７の引っ張り部の２つのセクションが、互いにつながれて、ピックアップ索が取り外される。氷で覆われた水中での再接続の場合には、索の引っ張り部の接続は、タレットのムーンプール２の乾燥部分で直接実行される。この状況で、船舶１４は、潜水ブイに効果的に係留される。牽引ウインチ４５は、動作されて、係留ブイ１１は、接続リング４６を備えたブイの上部フランジが構造的なコネクタの中心装置（centralizer）と接触するまで、船舶１４の下方に、ムーンプール２のキャビティ４２にゆっくりと引き上げられる。構造的なコネクタのクランプ２５は、閉じられて、機械式ロックが駆動される。ここで、船舶１４は、しっかりと再接続されて、タレット１によって係留ブイ１１のアンカーレッグ１０に係留される。

次に、マニホルド支持構造体、すなわちターンテーブル３１が、水圧ジャッキ３３によって、軸方向にわずかな距離にわたって（例えば、数ｍｍの所定の距離にわたって）ロック解除されて引き上げられる。ベアリング部材３２は、これらが回転可能なようにしてターンテーブル３１を支持するように、下げられている。そして、参照符号５２で概略的に示されたターンテーブル向き付けモータが駆動される。ターンテーブル３１をゆっくりと回転させることによって、マニホルドのパイプの端部５３、５４が係留ブイのライザの端部５５、５６と一直線上にされたとき、マニホルド７の正確な向き付けが果される。この動作は、モータ５２の制御パネルから監視され、実際には、マニホルドの下側のデッキから制御される。正確なターンテーブルの向き付けがいったん果されると、ターンテーブル３１は、自動的にロックされて、一時的なターンテーブルのベアリングシステム３２が、垂直方向上向きに（例えば、１ｍｍの距離にわたって）ベアリング３２を水圧式に移動させることによって動作されず（deactivate）、この結果、引き上げられ向き付けられたターンテーブル３１は、回転しないようにしてタレットに再び置かれる。パイプの端部５３、５４とライザの端部５５、５６とを互いに接続しているこれら流体コネクタの下流側の流線は、これらの動作位置に戻るように下げられる。この流体コネクタは、閉じられ、漏れテストされる。隔離バルブがいったん開けられると、製造が再開される。接続管は、同様の手順を使用して接続される。

図２から見られることができるように、風見船舶１４と係留ブイ１１との間の回転リンクは、軸方向の負荷に対する複数の組のボギーホイール４と、径方向のホイール３０と、を有する。このベアリングシステム４は、軸方向と径方向との両方の負荷のために設計されている。

図２に示されるタレット１は、２つの主な部品、すなわち、スイベル、パイプ及び設備に対するマニホルドのデッキを含む下側タレットと上側タレットとを有する。下側タレットは、底部４１の高さの近くから上側のバギーホイールのベアリング４へと延びている。

下側タレットは、水及び爆発の圧力に耐え、係留力にまさるように設計された、リングスチフナを備えた円筒形／円錐形のシェル構造体によって形成される。下側のタレット構造体の上側セクションは、バギーホイールのベアリングシステム４に対する支持を与え、２つのサブアセンブリ、すなわち、円錐形によって船舶１４に接続された外側支持構造体と、ボギーレール２９がボルト締めされた内側支持構造体とからなる。

タレット１の重さ及びアンカーレッグ１０、ライザ１２及び接続管からの垂直負荷が、上側のボギーホイールのベアリング４によって、そして、ボギーホイールのベアリングによって、船舶のムーンプール２に装着された外側支持構造体に伝達される。

クランプタイプの複数の構造的なコネクタ２５が、タレット１への係留ブイ１１の接続を構築する。構造的なコネクタ２５は、モーメント、垂直及び水平負荷を伝達するように設計されている。水圧シリンダ２６は、コネクタ２５を駆動させ、スクリュ／モータ還元システムが、機械的なロックシステムとして使用される。各コネクタは、検査、メンテナンス及び修理のためにブイが接続されたとき、個別に駆動されることができる。

キャビティ４２へのブイ１１の再接続は、設置ケーブル１７を備えた係留ブイ１１を持ち上げることによって果され、マニホルドのチャンバ７の中央で中空の鋼ガイドピース４４を通過する。係留ブイ１１は、その向きに関して、いかなる特定の注意もなく接続される。船舶１４がブイ１１に安全に係留された後のみ、完全なタレットのマニホルド７を有するターンテーブル３１が、ブイに対してパイプの向きを合わせるように回転される。完全なマニホルド７がタレット１に関して向き付けされることができるという事実は、ブイ１１が接続ウインチ４５から支持され、タレット１にまだしっかりと係留されていないとき、再接続の重大な段階で、マニホルドのパイプと係留ブイのパイプとの整列をするのを避ける。

タレット１の中央部は、係留ブイ１１の容器を形成し、下側のタレットのベアリングアセンブリを保持している円筒形の中空構造体によって、底部で終端されている。この下側のベアリングアセンブリは、下方のタレットの外側のボックス及び径方向のストッパ２８に装着された自滑性（self-lubricating）材料でできた１組の低摩擦のベアリングパッド５を有する。ベアリング５は、係留システムの水平方向の力に耐えるように、径方向のパターンで配置され、タレット１がムーンプール２の内部で回転することを可能にする。これらパッドは、自己位置付けされ、下側タレットへのアクセスによって、検査され、元の位置に取り外されることができる。

図３は、本発明の上側のベアリングシステム４とターンテーブルのベアリングシステム３２とをより詳細に示している。参照符号３１は、上側のタレットのマニホルドのデッキ及びスイベルのスタックを回転可能なようにして支持しているターンテーブルを示している。このターンテーブルは、水圧ジャッキ３３によって（数ｍｍ）水圧式に引き上げられることができるので、ベアリングシステム３２が駆動されることができ、既に接続されたブイのパイプとマニホルドとの整列にのみ必要とされるタレットのターンテーブルを回転可能なようにして支持している。整列のためのターンテーブル３１を回転させるために、ターンテーブルのモータ駆動システム５２が、例えば、タレットの回転に関して周知の駆動システムと同様のタイプのラックピニオンシステムによって構成される。この一時的に駆動されるターンテーブルのベアリングシステム３２は、好ましくは、少なくとも３組の垂直移動可能な水圧式のボギーホイールを有するボギーホイールのベアリングを有するが、ボールベアリングシステム、スライドパッド等を含む他の周知のベアリングシステムを有することもできる。整列の後、ターンテーブルは、垂直移動可能な水圧式のボギーホイールを動作させないことによって、タレットに（数ｍｍだけ）再び下げられることができ、ターンテーブル３１及びタレットは、水圧ジャッキ３３によってその位置で互いにロックされて固定されることができる。

図４は、本発明の一実施の形態に従う海中ブイ１１を示している。この実施の形態に従う係留システムの目的は、潜水ブイを可変浮力タンク１５と係合させることによって、船舶１４の分離可能な係留システムとして使用される、潜水ブイ１１の引上げを容易にすることである。可変浮力の機能は、水よりも軽い空気のような圧縮可能な物質の使用によって、及びより小さなバルクモジュールで果される。タンク１５中に含まれる物質は、直接の接触によって（海とオープン接触しているタンク内に含まれることによって）か、変形可能なメンブレン、空気充填バック、ピストン等によってかのいずれかによって、その圧力を静水圧と等しくする。水よりも圧縮可能な物質の体積、従って、タンク１５の排水量は、タンクが位置された深さに依存している。タンク１５中に含まれる物質の初期の量は、深さに関して、懸吊されたおもりのアンカー／ライザシステムの変化を完全に又は部分的に相殺するように決定される。ブイが船舶及びシンクから分離されたとき、図４に概略的に図示されるように、タンクを動作する水圧が増加し、物質の容積が減少する。

タンク１５の浮力は、より小さくなり、ブイは、ブイ（ブイのおもり、おもりが懸吊されたアンカー／ライザシステム）に対して動作する他の垂直な力で平衡状態が達せられるまで、沈み続ける。

ブイが分離された静止位置から引き上げられたとき、物質に加えられる圧力は、減少し、物質の容積は、膨張し、より大きな浮力を引き起こし、ブイ及びそのアンカー／ライザシステムを引き上げるのに必要な引っ張り効果を減少させる。

従って、接続ウインチに対して動作する負荷は、通常のシステムと比較して減少され、動きが少なくより高い海面状態で、係留ブイの再接続を果す。

再接続での再接続ケーブルの大きなプレテンション（pretension）は、再接続のコースにわたる懸吊された鎖／ライザの重さの変化による。この変化は、例えば、６００トンの範囲にあることができる。本発明に従うブイ１１の可変浮力を備えたタンク１５を有することは、減少されたプレテンションで、接続状態においてブイを再接続すること及びブイを維持することを可能にする。従って、懸吊されたおもりの変化は、体積の変化によって相殺されることができる。

しかし、ブイ１１に係合されたこの可変浮力タンク１５は、例えば、ブイが氷山を避けるのに十分に深く早く沈むのを確実にするのに十分でない可能性がある。従って、本発明はまた、ケーブル１７によってブイ１１におもり１６を取り付けることを提案する。

図５は、本発明の一実施の形態に従う分離中のシステムを示している。本発明に従うこのシステムは、特に、氷山が接近したときに分離されるように設計されている。続く再接続に続いて、又は、初期設置後、タレットは、分離のために準備されなければならない。氷山がある場所にまっすぐ位置し、分離することが決定されたとき、流線は、流体コネクタの上流側及び下流側のバルブが閉じられた後、流される。流体コネクタの下流側のパイプの短い長さは、ブイとタレットのそれを受けるキャビティとの間にクリアランスを得るために、上側の接続点が解放された後、引き上げられる。接続管は、同様の手順を使用して、同時に分離される。分離するための最終的な決定において、構造的なコネクタの機械式ロックが解放されて、構造的なコネクタが開けられる。そして、係留ブイ１１が、船舶から解放されて、所定の水の深さにゆっくりと沈む。ここで、船舶は、接近している氷山から離れて航行することができ、また、ブイ１１は、氷山との接触を避けるのに十分な深さ（例えば、表面の下方１００メートル）のところに置かれる。

図５に示される実施の形態では、ブイが、所定の深さに潜水されるようにして、ブイ１１の浮力、分離時にその下方に必要なおもり１６の重さ及びケーブル１７の長さが予め決定されている。図示されるこの実施の形態では、ケーブル１７の長さは、おもり１６が海底１９に触れたとき、ブイ１１がターゲットの深さに到達するように調節されるが、他の実施の形態では、おもり１６は、海底から自由にとどまることが考察される。この形態は、分離状態での優れた安定性を保証し、（おもりが取り付けられた）接続状態でのプレテンションが短い時間内でブイを落下させることを可能にする。この形態では、ブイ１１内に係合される圧縮タンク１５の使用は、接続と分離との両方の状態の浮力を調節するために維持されることができる。

図６は、接続中の、本発明の一実施の形態に従うシステムを示している。牽引ウインチ２０は、マニホルド構造体７のタレット１の中心線に位置されている。ウインチ２０は、再接続中、タレットのムーンプール２の内部でブイ１１を引っ張るために使用される。収納ウインチは、ブイの再接続線を収容するために、牽引ウインチに隣接して位置されることができる（図示されない）。連結されたシーブを備えたウインチもまた、ライザ１２及び接続管の接続（ホックアップ）のために使用される。

ブイ１１を（再）接続するために、おもり１６は、通常のシステムでなされるようなブイ１１の代わりに、接続ウインチ２０によって引き上げられる。正の浮力の効果によって、ブイ１１は、おもり１６が引き上げられたのと同じ分だけ自由に上昇される。従って、ブイ１１の「引上げ」は、おもり１６の引上げによって制御される。実際には、ウインチのケーブル１７は、張力を与えたおもり１６を直接引き上げ、また、ブイ１１は、ケーブル１７に沿って滑動される。ブイの垂直運動は、ウインチのケーブル１７に固定されたストッパ２１によって、制御され、抑制される。ストッパ２１とブイ１１との間の接触は、直接（図８ａ参照）か、図８ｂに示されるように、ウインチ２０とブイ１１との間の滑らかな負荷伝達を確実にするためにばね２２によって滑らかにされる。

理論上、ブイ１１で引っ張ることは、おもり１６を引き上げるのとほぼ同様である。船舶１４が持ち上げられたとき、おもり１６及びストッパ２１が続く。このブイは、自身の正の浮力によって自由に上昇する。船舶１４が下降したとき、ストッパ２１は、ブイにウインチ２０の負荷を伝達するブイと接触して、その引上げを制御する。ウインチ２０がこのプロセスで緩めば、船舶の進行が制限された振幅であったとき、ピークが負荷される。なぜならば、おもり１６の重さによってのみ制限されるからである。おもり１６がばね部材（図８ｂないし図８６ｄ）によるブイ１１に取り付けられた形態は、ウインチ２０とブイ１１との間の滑らかな負荷によって、スナッチの負荷の振幅を制限するのを助ける。「切り離し」（“decoupling”）は、ばね２２の堅さがウインチのケーブル１７と比較して小さいとき、効果的であることが示されることができる。ばねの堅さに関する感度の研究は、１／１０の比率（すなわち、１００００ｋＮ／ｍのウインチのケーブルに対して約１０００ｋＮ／ｍ）が強度の使えるオーダであることを示している。

ブイ１１の再接続中、比較的小さなプレテンションのおもり１６のみを引き上げることによって、本発明は、比較的多くのライザを保持している重要なサイズを有するブイを再接続するのに非常に効率的なやり方を提供し、また、周知かつ従来利用可能であるドラムウインチと同等の引上げ能力を有する主要なウインチを使用することを可能にする。

本発明に従うシステムにもまた、アンカーレッグ１０を軽くするために、ばねのブイ１８が設けられることができ、これは、分離された係留ブイの落下及び安定した深さを制御するように、「落下ストッパ」としてもまた使用されることができる。

このシステムの他の利点は、ウインチの負荷からブイの水力学を切り離し、水力学的な最適化に関して機能的なサイズに優先を与えることである。

図７ａ並びに図７ｂは、本発明に従うブイ１１の分離／接続の代わりの実施の形態を示している。周知の解決策との主な差異は、海底１９に触れるように、かつ、分離されたライザのブイを係留するように、おもり１６の必要がないことである。なぜならば、本発明の場合、係留ブイには、既に、水平方向に所定の位置に分離されたブイを保つ係留レッグ１０が設けられているからである。おもり１６は、係留ブイの接続及び分離手順を容易にし、制御し、簡単にする。追加のおもり２３は、図７ａ並びに図７ｂに示されるような各係留索１０に加えられることができる。この実施の形態では、ケーブル１７の長さは、おもり２３が海底に触れたとき、ブイ１１がターゲットの深さに達するように調整されることができる。この形態は、図５に示されるのと同じ効果を保証する。この実施の形態に従うブイ１１の再接続は、図６に示されるのと同じ手順が続く。

上述のように、図８ａないし図８ｅは、連結され張力が与えられたおもり１６を備えた分離可能なブイの異なる実施の形態を示している。

図８ａないし図８ｅは、ストッパ２１とブイ１１との間の接触が直接である場合を示している。図８ｅでは、おもり１６は、ブイ１１の下方に懸吊されており、長くて重い鎖２４の形態を有している。図８ｂないし図８ｄは、ストッパ２１とブイ１１との間の接触が、ウインチ２０とブイ１１との間の滑らかな負荷の伝達を確実にするために、ストッパ２１とブイ１１との間の接触が、ばね２２によって滑らかにされた場合を示している。図８ｂでは、ばね２２が、ストッパ２２とブイ１１との間に、ブイ１１の上部に位置されている。図８ｃでは、ばねは、ケーブル１７もまたブイ１１を通過する中空経路でブイ内に位置されている。この形態では、ばね２１は、ブイ１１の下方に位置されている。図８ｄでは、おもり１６は、図８ａ、図８ｂ、図８ｃ並びに図８ｅに示されるように、ブイの下方に引っ張っていないが、おもりの上方及び下方のばね手段２１でブイの内部に位置されており、ストッパ２１は、ブイ１１の下方に位置されている。これら実施の形態は、限定的でなく、これら示される実施の形態のいくつかの組合せもまた実現されることができる。例えば、図８ｅに示される実施の形態は、ばねによってストッパ２１とブイ１１との間の接触を滑らかにすることによって変更されることができる。

Claims (10)

1. 底部（４１）の近くに、係留ブイ（１１）を収容するためのキャビティ（４２）を有する船体（３）を具備する船舶（１４）であって、
   引上げ装置（２０，４５）が、前記キャビティ（４２）を通ってこの船舶の前記底部（４１）の下方に置かれたおもり（１６）に延びたケーブル（１７）を有する前記船体に置かれており、
   前記係留ブイ（１１）は、前記ケーブル（１７）に取り付けられており、
   前記係留ブイは、海底（１９）に接続される係留索（１０）を保持し、前記タレット（１）と結合するように前記キャビティ（４２）中に収容可能であり、
   前記係留ブイは、前記ケーブル（１７）が貫通している中央シャフト（４４）を有し、
   前記ブイは、前記ケーブルの長さ方向に、前記ケーブル（１７）に対して移動可能であり、
   前記おもり（１６）は、前記ブイのところに、又は下方に前記ケーブルに位置されており、
   ストッパ（２１）が、前記ブイと係合するように、かつ前記ブイ及びケーブルの相対移動をブロックするように、前記ケーブルに設けられており、
   前記ストッパは、前記ブイの上端又は下端の近くで前記ケーブルに固定されている船舶（１４）。
2. 前記ブイ（１１）は、浮力材料で充填された浮力コンパートメント（１５）を有する請求項１の船舶（１４）。
3. 前記ストッパ（２１）は、ばね部材（２２）によって前記ブイに取り付けられている請求項１又は２の船舶（１４）。
4. 前記ブイ（１１）は、ばね部材（２２）によって前記ケーブルに取り付けられており、前記ストッパ（２１）は、前記ブイ（１１）の下方に置かれている請求項１ないし３のいずれか１の船舶（１４）。
5. 前記おもり（１６）は、前記ブイの前記中央シャフト（４４）の少なくとも部分的に内部に置かれている請求項４の船舶（１４）。
6. 前記おもり（１６）は、鎖のセクションを有する請求項１ないし５のいずれか１の船舶（１４）。
7. 前記ブイ及び海底（１９）に取り付けられるアンカーレッグ（１９）を具備し、
   各アンカーレッグは、浮遊部材（１８）に取り付けられた長さに沿っている請求項１ないし６のいずれか１の船舶（１４）。
8. 前記ケーブル（１７）の長さは、前記ブイ（１１）が前記船体から分離された分離状態において、前記おもり（１６）が前記海底（１９）に置かれるように設定されている請求項１ないし７のいずれか１の船舶（１４）。
9. 船舶（１４）を、複数のライザ（１２）を保持しており潜水されおもりが付けられた係留ブイ（１１）と、海底（１９）に接続される係留索（１０）とに接続する方法であって、
   前記船舶は、係留ブイ（１１）を収容するためのキャビティ（４２）を有し、
   引上げ装置（２０，４５）が、前記キャビティ（４２）を通って前記船舶の底部（４１）の下方に置かれたおもり（１６）に延びたケーブル（１７）を有する船体に置かれており、
   前記係留ブイ（１１）は、海底（１９）に接続される係留索（１０）を保持し、前記タレット（１）と結合するように前記キャビティ（４２）に収容可能であり、
   前記係留ブイは、前記ケーブル（１７）を貫通している中央シャフト（４４）を有し、
   前記ブイは、前記ケーブルの長さ方向に前記ケーブル（１７）に対して移動可能であり、
   前記おもり（１６）は、前記ブイのところに、又は下方に位置されており、
   ストッパが、前記ブイと係合するように、かつ前記ブイ及びケーブルの相対移動をブロックするように、前記ケーブルに設けられており、
   前記ストッパは、前記ブイの上端又は下端の近くで前記ケーブルに固定されており、
   前記ケーブル（１７）を引っ張ることによって前記おもり（１６）を引き上げる工程と、
   前記ブイ（１１）を、正の浮力によってアシストされる前記キャビティ（４２）へと、前記ケーブルに沿って上向きに上昇させる工程と、
   前記ブイ（１１）を前記キャビティにロックする工程と、を具備する方法。
10. 前記ブイ（１１）を前記キャビティ（４２）にロックした後、前記ブイの前記ライザの端部（５５，５６）と整列されるライザの導管（５３，５４）を保持している前記船舶のターンテーブル（３１）を回転させることを含む請求項９の方法。

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