JP2016190636A - 係留チェーンの敷設方法及び敷設設備 - Google Patents

Abstract

【課題】作業時間を短縮することで施工費を抑え、安全面及び品質面において良好な係留チェーンの敷設方法を提供する。
【解決手段】自航能力を有して、複数の係留チェーン３を積載できる自航式起重機船７を自力で施工海域まで航行させた後、定点保持装置１５により当該自航式起重機船７を施工海域の所定位置に保持して、係留チェーン３のアンカー４を自航式起重機船７のクレーン８にて吊り上げて、海中に吊り下ろしながら、係留チェーン３を当該自航式起重機船７に備えた専用のウインドラス２３にて海中に向かって送り出すようにしている。これにより、作業時間を短縮することで、施工費を抑えることができ、安全面及び品質面において従来よりも良好となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、浮体構造物、例えばオイルプラント等を洋上に複数の係留チェーンにより係留するための係留チェーンの敷設方法及び敷設設備に関するものである。

図１に示すように、オイルプラント等の大型の浮体構造物２は、先端にアンカー４を備えた多数の係留チェーン３にて洋上に係留されている。
従来、浮体構造物２を係留するための複数の係留チェーン３を海底に敷設する際には、図６に示すように、まず、多数の係留チェーン３を台船５０上に積み込んだ状態で、その台船５０を支援船（図示略）により施工海域まで移動させる。その後、その台船５０を複数の台船用係留索５３により係留する。また、起重機船５１を支援船（図示略）により施工海域まで移動させた後、該起重機船５１を複数の起重機船用係留索５４により係留する。なお、台船５０を係留する複数の台船用係留索５３を巻き上げたり、送り出したりすると共に、起重機船５１を係留する複数の起重機船用係留索５４を巻き上げたり、送り出したりすることで、台船５０と起重機船５１との間の距離を調整するようにしている。なお、台船用係留索５３及び起重機船用係留索５４は、チェーンやワイヤーロープ等で構成される。

そして、台船５０及び起重機船５１を各支援船により施工海域まで移動させた後、台船５０上の係留チェーン３（図１参照）を海底に敷設する際には、図６に示すように、台船５０と起重機船５１とを近接させた状態で、起重機船５１のクレーン５２により台船５０上の係留チェーン３のアンカー４（図１参照）を吊り上げ、アンカー４を海中に降ろしながら、図７に示すように、台船５０と起重機船５１とを離間させることで、係留チェーン３を台船５０上から繰り出し、その係留チェーン３を所定長さ海底に敷設する。次に、台船５０及び起重機船５１を各支援船により次の位置に移動させて、上述した敷設作業を繰り返して、台船５０上の複数の係留チェーン３、３を海底へそれぞれ敷設する。

しかしながら、この従来の方法では、少なくとも、係留チェーン３を積載する台船５０とクレーン５２を有する起重機船５１とが必要で、さらにこれら台船５０及び起重機船５１を移動させる各支援船も必要であり、施工費が高くなる虞がある。しかも、この従来の方法では、台船５０及び起重機船５１を所定位置に移動させる位置決め作業や、これら台船５０及び起重機船５１の係留作業に時間を要し、さらに施工費が高くなる虞がある。しかも、この従来の方法では、アンカー４を起重機船５１のクレーン５２の吊ワイヤーにて１点吊りで降下させるために、アンカー４が海中を降下する際、アンカー４が吊ワイヤー周りを回転し易くなり、その正常な姿勢を維持することができない。

そこで、特許文献１にはチェーンによる浮上浮体構造物の設置方法が開示されている。該特許文献１に係る発明は次のように構成される。すなわち、構造物を水上に浮かべ、これを支援船によって係留チェーンが搭載されている作業船から放す方向に移動させつつ、クレーンによって係留チェーンを順次繰り出す。続いて、繰り出された係留チェーンのＵ字状に垂下された最深部が１／３程度までに達した時、クレーンによる繰り出しを停止して、係留チェーンを、一定長さ毎に作業船の船腹に固縛して上下方向のジグザグ状に吊り下げる。続いて、この状態でアンカーを水中に投入することによりアンカーとこれに繋がっている係留チェーンが沈降して各固縛が解かれ、係留チェーンは、その上端が構造物に支持された状態で沈降されその下端が着底するようになる。

特開２０１０−２２８６４７号公報

しかしながら、特許文献１の発明においても、構造物や作業船を移動させるための支援船が必要であり、施工費を抑えることはできず、上述した問題を解決することはできない。しかも、特許文献１の発明では、アンカーを海中に投入して、アンカーを自由落下により着底させるので、安全面及び品質面の観点から問題である。特に、品質面に関して、アンカーを自由落下させると、係留チェーンにねじれが発生する虞があり、この係留チェーンのねじれは、係留チェーンの破断に繋がる可能性がある。また、アンカーを自由落下させると、アンカーが着底した際、アンカーが係留チェーンの把駐力に悪影響を与える姿勢で着底する可能性が大きくなり、不都合が生じる虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、作業時間を短縮することで施工費を抑え、安全面及び品質面において良好な係留チェーンの敷設方法、及びその敷設方法を具現化する敷設設備を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１の係留チェーンの敷設方法に係る発明は、浮体構造物を複数の係留チェーンにより洋上に係留するために、前記各係留チェーンを海底に敷設する係留チェーンの敷設方法であって、
自航能力を有して、前記複数の係留チェーンを積載できる自航式起重機船を自力で施工海域まで航行させた後、定点保持装置により当該自航式起重機船を前記施工海域の所定位置に保持して、前記係留チェーンのアンカーを前記自航式起重機船のクレーンにて吊り上げて、海中に吊り下ろしながら、前記係留チェーンを当該自航式起重機船に備えた専用のウインドラスにて海中に向かって送り出すことを特徴とするものである。
請求項１の発明では、自航能力を有する自航式起重機船上に複数の係留チェーンを積み込み、自航式起重機船を所定の施工海域まで自力で航行させる。続いて、施工海域では、自航式起重機船を定点保持装置により所定位置に位置決めして保持する。すなわち、定点保持装置は、ＧＰＳ等の測位装置からの情報に基づいて、自航式起重機船を施工海域の所定位置に案内（位置決め）した後、自航式起重機船に備えた複数の推進装置の駆動により、自航式起重機船を前記所定位置に保持させるように制御するシステムである。このように、自航式起重機船は、定点保持装置により施工海域の所定位置に保持されているので、該自航式起重機船を複数の係留索により係留する必要はない。そして、自航式起重機船を施工海域の所定位置に位置決めして保持した後、自航式起重機船に備えたクレーンにて、複数の係留チェーンのうちの一つの係留チェーンのアンカーを吊り上げて、海中に吊り下ろしながら、当該係留チェーンを自航式起重機船に備えたウインドラスにて海中に向かって送り出すことができる。これにより、係留チェーンへのねじれの発生を抑制でき、ひいては係留チェーンの破断を抑制することができる。また、アンカーは、ウインドラスと自航式起重機船のクレーンの吊ワイヤーとの２点吊りで海底に向かって降下するので、アンカーの姿勢を正常に維持、すなわちアンカーの、吊ワイヤー周りの回転を抑制することができる。なお、ウインドラスは、係留チェーンを送り出し、巻き上げるための装置であり、当該自航式起重機船には、浮体構造物の係留チェーン専用のウインドラスが備えられている。

請求項２の係留チェーンの敷設方法に係る発明は、請求項１の発明において、前記アンカーを着底させて、前記アンカーを前記クレーンの吊ワイヤーから切り離した後、前記自航式起重機船を自力で移動させて、その移動に伴って前記係留チェーンを前記ウインドラスにて所定長さ送り出すことを特徴とするものである。
請求項２の発明では、着底したアンカーからクレーンの吊ワイヤーを切り離した後、自航式起重機船をその推進装置により移動させながら、ウインドラスにより係留チェーンを所定長さ送り出すことができる。

請求項３の係留チェーンの敷設方法に係る発明は、請求項１または２の発明において、前記係留チェーンを前記ウインドラスにて海中に送り出す際、前記アンカーの位置及び姿勢を前記クレーン操作により制御することを特徴とするものである。
請求項３の発明では、アンカーの着底位置及び着底時の姿勢を正常にすることができる。

請求項４の係留チェーンの敷設方法に係る発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、遠隔操作型の無人潜水機に搭載した水中カメラにより、前記アンカーを着底させた後の該アンカーの位置及び姿勢を確認することを特徴とするものである。
請求項４の発明では、アンカーの着底位置及び着底時の姿勢が正常であるか否かを確認することができ、敷設作業を効率的に行うことができる。

請求項５の係留チェーンの敷設設備に係る発明は、浮体構造物を複数の係留チェーンにより洋上に係留するために、前記各係留チェーンを海底に敷設する係留チェーンの敷設設備であって、
自航能力を有して、前記複数の係留チェーンを積載できる自航式起重機船と、該自航式起重機船を施工海域の所定位置に移動させて、その位置に保持する定点保持装置と、前記自航式起重機船に備えられ、前記係留チェーンのアンカーを吊り上げるクレーンと、前記自航式起重機船に備えられ、前記係留チェーンを海中に向かって送り出す専用のウインドラスと、を備えることを特徴とするものである。
請求項５の発明では、複数の係留チェーンが積み込まれた自航式起重機船が施工海域まで航行して、その後、自航式起重機船は、定点保持装置により施工海域の所定位置に位置決めされて保持される。そして、自航式起重機船に備えたクレーンにて、各係留チェーンのアンカーを吊り上げて、海中に吊り下ろしながら、当該係留チェーンを自航式起重機船に備えたウインドラスにて海中に向かって送り出すことができる。

本発明によれば、自航能力を有して、複数の係留チェーンを積載できる自航式起重機船を採用しているので、台船、起重機船及びこれらを航行させる支援船等複数の船舶を必要としない。また、当該自航式起重機船は定点保持装置を備え、該定点保持装置により自航式起重機船を施工海域の所定位置に位置決めして保持できるので、当該自航式起重機船を複数の係留索にて係留する必要はない。これにより、従来よりも、施工時間を短縮でき、ひいては施工費を大幅に削減することができる。
しかも、本発明によれば、自航式起重機船はウインドラスを備え、該ウインドラスにより係留チェーンを海中に向かって送り出しているので、従来の、アンカーの自由落下による敷設方法に比して、安全面及び品質面で優位となる。

図１は、浮体構造物が複数の係留チェーンにより係留されている様子を示す概略図である 図２は、本発明の実施の形態に係る係留チェーンの敷設設備の概略側面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る係留チェーンの敷設設備の概略平面図である。 図４は、アンカーが着底した後、係留チェーンを所定長さ送り出す様子を示す図である。 図５は、係留チェーンに引張力を付与して、アンカーを土中に埋設する様子を示す図である。 図６は、従来の、係留チェーンを敷設する方法を説明するための図である。 図７は、図６に続き、従来の、係留チェーンを敷設する方法を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、オイルプラント等の大型の浮体構造物２は、複数の係留チェーン３により洋上に係留されている。各係留チェーン３の先端にはアンカー４を備えられている。本発明の実施形態に係る係留チェーンの敷設設備１は、浮体構造物２を係留するための複数の係留チェーン３を海底に敷設するためのものである。

図２及び図３に示すように、本実施形態に係る敷設設備１は、自航式起重機船７を備えている。該自航式起重機船７は、自航能力を有しており、自力で航行できるものである。自航式起重機船７は、その船上に複数の係留チェーン３を積載できるスペースを有している。自航式起重機船７は、係留チェーン３のアンカー４を吊り上げるクレーン８を備えている。係留チェーン３のアンカー４は、クレーン８から延びる吊ワイヤー９の先端に連結装置（図示略）を介して連結される。例えば、施工海域の水深が概ね３０ｍ以上の場合には、クレーン８の吊ワイヤー９とアンカー４とは、遠隔操作により連結解除が可能な連結装置により連結される。一方、施工海域の水深が３０ｍより浅く浅瀬の場合には、クレーン８の吊ワイヤー９とアンカー４とは、潜水士により手動で連結解除が可能な連結装置により連結される。

自航式起重機船７は定点保持装置１５を備えている。当該定点保持装置１５は、施工海域の所定位置に自航式起重機船７を案内（位置決め）するＧＰＳ測位装置１６と、自航式起重機船７に備えられ、自航式起重機船７を前記所定位置に移動させてその位置に保持する複数の推進装置１７とから構成される。ＧＰＳ測位装置１６は、複数の測位衛星１９からの信号を自航式起重機船７に備えた受信器２０にて受信することで、自航式起重機船７の位置を把握できるものである。

推進装置１７（スラスター）は、自航式起重機船７に複数備えられている。適宜選定された各推進装置１７の駆動により、自航式起重機船７を横方向（主動力による進行方向に向かって左右方向）に推進させることが可能である。また、適宜選定された各推進装置１７の駆動により、ある位置を基準に旋回させることも可能である。さらに、適宜選定された各推進装置１７の駆動により、自航式起重機船７を所定位置に保持することも可能である。

自航式起重機船７はウインドラス２３を備えている。該ウインドラス２３は、浮体構造物２を係留するための係留チェーン３専用に備えられており、自航式起重機船７上の係留チェーン３を送り出し、また巻き上げるための装置である。このウインドラス２３は、自航行式起重機船７を係留するチェーンのために備えられているものではない。また、自航式起重機船７は、遠隔操作型の無人潜水機（Remotely operated vehicle）（図示略）を備えている。無人潜水機には水中カメラが搭載されている。無人潜水機は、自航式起重機船７内における遠隔操作にて動作する。

次に、本発明の実施形態に係る敷設設備１により、複数の係留チェーン３を海底に敷設する方法を説明する。
まず、自航式起重機船７上に複数の係留チェーン３を積み込み、該自航式起重機船７を施工海域まで自力で航行させる。各係留チェーン３には、連結装置を介してアンカー４が連結されている。
次に、定点保持装置１５により自航式起重機船７を施工海域の所定位置に位置決めする。すなわち、自航式起重機船７は、測位装置１６からの情報に基づいて、自航式起重機船７に備えた複数の推進装置１７の駆動により施工海域の所定位置に移動した後、複数の推進装置１７の駆動によりその位置に保持される。

次に、自航式起重機船７に備えたクレーン８により、係留チェーン３のアンカー４を吊り上げ、該アンカー４を海中に吊り下げながら、自航式起重機船７に備えたウインドラス２３にて係留チェーン３を海中に向かって送り出す。なお、係留チェーン３は、例えば、自航式起重機船７の主動力による進行方向に向かって左右方向のいずれかから海中に送り出される。この時、クレーン操作により、アンカー４の位置及び姿勢（特に、アンカー４の吊ワイヤー９周りの回転）が正常になるように制御している。なお、アンカー４の位置及び姿勢は、ＧＰＳ等の測位装置により直接的または間接的（例えば、クレーン８の先端位置を確認する等）に確認するようにしている。
このように、係留チェーン３は、ウインドラス２３により海中に送り出され、且つアンカー４がクレーン４の吊ワイヤー９に接続されることで、アンカー４はいわゆる２点吊りで海底に向かって降下するので、アンカー４の姿勢を正常に維持することができる。しかも、ウインドラス２３を使用することで、係留チェーン３にねじれ等を発生させることなく、海底に敷設することができる。

次に、アンカー４を着底させた後、無人潜水機を自航式起重機船７にて作業者が操作することで海中を移動させ、無人潜水機に備えた水中カメラにより、アンカー４の着底した位置及び着底時の姿勢を確認する。アンカー４の着底位置及び着底時の姿勢は、浮体構造物２を係留するに必要な係留チェーン３の把駐力に影響を与えることになる。なお、無人潜水機の水中カメラによる確認により、アンカー４の着底位置及び着底時の姿勢が好ましくない場合には、着底位置及び着底時の姿勢を是正可能な作業工程まで戻して敷設作業を再度行うようになる。
次に、アンカー４が所定位置に着底したことを確認後、クレーン８の吊ワイヤー９とアンカー４との間の連結装置による互いの連結を解除する。施工海域の水深が概ね３０ｍ以上の場合には、遠隔操作により連結装置の連結解除が成される。一方、施工海域の水深が３０ｍより浅く浅瀬の場合には、通常は、潜水士により手動で連結装置の連結解除が成される。

次に、図４（ａ）の状態から、自航式起重機船７の、適宜選定された推進装置１７を駆動させることで、自航式起重機船７を横方向（主動力による進行方向に向かって左右方向）に移動させると共に、この移動に伴って、ウインドラス２３により係留チェーン３を所定長さ送り出す（図４（ｂ）の状態）。これにより、１本の係留チェーン３の海底への敷設が完了する。
次に、自航式起重機船７上の複数の係留チェーン３に対して、上述した作業工程が順次繰り返されて、全ての係留チェーン３の敷設が完了する。

最後に、全ての係留チェーン３に対して把駐力試験を実施する。すなわち、図５（ａ）の状態から、各係留チェーン３に矢印方向に引張力を付与する。これにより、アンカー４が海底の土中に埋没して（図５（ｂ）の状態）、係留チェーン３に対して、浮体構造物２を係留すべく必要な把駐力（抵抗力）を有することができる。なお、アンカー４の着底時の姿勢が好ましくない場合には、係留チェーン３に引張力を付与しても、アンカー４が土中に埋没しないため、所定の把駐力を有することができない。

以上説明したように、本発明の実施形態では、複数の係留チェーン３を積載した自航式起重機船７を自力で施工海域まで航行させた後、定点保持装置１５により当該自航式起重機船７を施工海域の所定位置に位置決めして保持することができる。これにより、従来のように、台船、起重機船及びこれらを航行させる支援船等複数の船舶を必要とせず、自航式起重機船７を係留する係留作業も必要なく、自航式起重機船７を施工海域の所定位置へ位置決めして保持する時間を大幅に短縮することができるので、従来よりも施工費を大幅に削減することができる。

また、本発明の実施形態では、クレーン８によりアンカー４を海中へ吊り下ろしながら、係留チェーン３を専用のウインドラス２３により海中に向かって送り出すようにしている。これにより、安全面及び品質面において、従来よりも優位となる。すなわち、本発明の実施形態では、係留チェーン３をウインドラス２３にて送り出しながら、クレーン操作によりアンカー４の位置や姿勢を制御するので、アンカー４を正常な位置及び姿勢で着底させることができる。また、係留チェーン３へのねじれの発生を抑制でき、ひいては係留チェーン３の破断を抑制することができる。

さらに、本発明の実施形態では、係留チェーン３の把駐力に影響を及ぼす、アンカー４の着底位置及び着底姿勢を、予め無人潜水機に備えた水中カメラにより確認するので、係留チェーン３の敷設作業を効率的に行うことができる。

１ 敷設設備，２ 浮体構造物，３ 係留チェーン，４ アンカー，７ 自航式起重機船，８ クレーン，１５ 定点保持装置，２３ ウインドラス

Claims (5)

1. 浮体構造物を複数の係留チェーンにより洋上に係留するために、前記各係留チェーンを海底に敷設する係留チェーンの敷設方法であって、
   自航能力を有して、前記複数の係留チェーンを積載できる自航式起重機船を自力で施工海域まで航行させた後、定点保持装置により当該自航式起重機船を前記施工海域の所定位置に保持して、
   前記係留チェーンのアンカーを前記自航式起重機船のクレーンにて吊り上げて、海中に吊り下ろしながら、前記係留チェーンを当該自航式起重機船に備えた専用のウインドラスにて海中に向かって送り出すことを特徴とする係留チェーンの敷設方法。
2. 前記アンカーを着底させて、前記アンカーを前記クレーンの吊ワイヤーから切り離した後、前記自航式起重機船を自力で移動させて、その移動に伴って前記係留チェーンを前記ウインドラスにて所定長さ送り出すことを特徴とする請求項１に記載の係留チェーンの敷設方法。
3. 前記係留チェーンを前記ウインドラスにて海中に送り出す際、前記アンカーの位置及び姿勢を前記クレーン操作により制御することを特徴とする請求項１または２に記載の係留チェーンの敷設方法。
4. 遠隔操作型の無人潜水機に搭載した水中カメラにより、前記アンカーを着底させた後の該アンカーの位置及び姿勢を確認することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の係留チェーンの敷設方法。
5. 浮体構造物を複数の係留チェーンにより洋上に係留するために、前記各係留チェーンを海底に敷設する係留チェーンの敷設設備であって、
   自航能力を有して、前記複数の係留チェーンを積載できる自航式起重機船と、
   該自航式起重機船を施工海域の所定位置に移動させて、その位置に保持する定点保持装置と、
   前記自航式起重機船に備えられ、前記係留チェーンのアンカーを吊り上げるクレーンと、
   前記自航式起重機船に備えられ、前記係留チェーンを海中に向かって送り出す専用のウインドラスと、
   を備えることを特徴とする係留チェーンの敷設設備。

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