JP2018167745A

JP2018167745A - 水上作業方法

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Publication number: JP2018167745A
Application number: JP2017067650A
Authority: JP
Inventors: 勝関; Masaru Seki
Original assignee: Seki Kaiji Ind Co Ltd; Seki Kaiji Industry Co Ltd
Current assignee: Seki Kaiji Ind Co Ltd; Seki Kaiji Industry Co Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-11-01
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: JP6823781B2

Abstract

【課題】水上において目的の作業を行うための作業装置とＤＰＳの双方を備えた作業台船を使用せずに、当該目的の作業を行うことができる水上作業方法を提供する。【解決手段】水上作業方法は、水上において目的の作業を行う水上作業方法であって、ダイナミック・ポジショニング・システム（以下、ＤＰＳ）を備える第１の作業台船と、ＤＰＳを備えず、目的の作業を行うための作業装置を備える第２の作業台船とを水上において横付けにした状態で互いに離れないよう固定する固定段階と、第１の作業台船の位置をＤＰＳにより制御することによって第２の作業台船の位置を調整しながら、第２の作業台船に目的の作業を行わせる作業段階と、を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、水上において目的の作業を行う水上作業方法に関する。

従来から、海底ケーブルの布設作業やクレーンによる引揚作業などの水上で行われる作業には、潮流や風、波などに力を受ける作業台船を定点保持したり、精度良く作業台船の位置を調整したりすることが求められる。このような作業台船の位置制御システムとして、ダイナミック・ポジショニング・システム（Dynamic Positioning System。自動位置保持システム。以下、ＤＰＳという。）が知られている。ＤＰＳは、各種センサにより作業台船の位置や船首方位を検知し、その結果に基づいて作業台船に取り付けられた旋回スラスタ等の複数の推力発生装置を制御する。

例えば、特許文献１に開示された布設作業船は、布設ルートに沿って水底にケーブルを布設するために、ＧＰＳ（Global Positioning System）を有したＤＰＳによって、作業船の前後左右に少なくとも４台設置されたスラスタを駆動させて、船の位置の調整を行う。

特開２００９−５５６６１号公報

ところで、ＤＰＳを備えた船が、目的の作業を遂行することができるクレーンやケーブル布設用のターンテーブル等の作業装置を備えているとは限らない。ＤＰＳ以外に船を定点保持する方法としては、水底にアンカーを沈める方法があるが、海域等によってはアンカーを使用できない場合がある。このため、所定の作業装置とＤＰＳの双方を備えた作業台船が準備できない場合には、目的の作業を遂行することが困難になるという事態が生じていた。

そこで、本発明は、水上において目的の作業を行うための作業装置とＤＰＳの双方を備えた作業台船を使用せずに、当該目的の作業を行うことができる水上作業方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る水上作業方法は、水上において目的の作業を行う水上作業方法であって、ダイナミック・ポジショニング・システム（以下、ＤＰＳ）を備える第１の作業台船と、ＤＰＳを備えず、前記目的の作業を行うための作業装置を備える第２の作業台船とを水上において横付けにした状態で互いに離れないよう固定する固定段階と、前記第１の作業台船の位置を前記ＤＰＳにより制御することによって前記第２の作業台船の位置を調整しながら、前記第２の作業台船に前記目的の作業を行わせる作業段階と、を含む。

上記の方法によれば、ＤＰＳを備える第１の作業台船とＤＰＳを備えていない第２の作業台船とを水上にて離れないよう固定することにより、第１の作業台船のＤＰＳを用いて第２の作業台船の位置を調整できる。このため、水上において目的の作業を行うための作業装置とＤＰＳの双方を備えた作業台船を使用せずに、当該目的の作業を行うことができる。

上記の水上作業方法において、例えば、前記ＤＰＳは、水上における前記第１の作業台船の位置を検出するセンサと、前記第１の作業台船に設けられた複数の推力発生装置と、前記センサにより検出された前記位置に基づいて前記複数の推力発生装置を制御する制御装置と、を備える。

上記の水上作業方法において、前記複数の推力発生装置は、前記第１の作業台船の船底に配置されてもよい。この方法によれば、推力発生装置が第２の作業台船に接触するおそれがないため、第１の作業台船と第２の作業台船とを容易に横付けにした状態で固定することができる。

上記の水上作業方法の前記固定段階において、前記第１の作業台船と前記第２の作業台船との間に緩衝材を挟んで、前記第１の作業台船と前記第２の作業台船とを固定してもよい。この方法によれば、第１の作業台船と第２の作業台船を横付けする際などに互いに接触したときの衝撃を緩和することができる。

例えば、上記の水上作業方法における前記目的の作業は、布設予定ルートに沿って水底に長尺物を布設する作業であり、前記作業装置は、前記長尺物を水中に繰り出すための装置である。

また、例えば、上記の水上作業方法における前記目的の作業は、水底に沈んだ構造物又は船舶を引き揚げる作業であり、前記作業装置は、前記構造物又は船舶を引き揚げるためのクレーンである。

本発明によれば、水上において目的の作業を行うための作業装置とＤＰＳの双方を備えた作業台船を使用せずに、当該目的の作業を行うことができる。

一実施形態に係る水上作業方法で用いられるＤＰＳを備えた第１の作業台船の構成を説明するための図であり、（Ａ）は第１の作業台船の概略側面図であり、（Ｂ）は第１の作業台船の概略平面図である。一実施形態に係る水上作業方法で用いられるＤＰＳを備えない第２の作業台船の構成を説明するための図であり、（Ａ）は第２の作業台船の概略側面図であり、（Ｂ）は第２の作業台船の概略平面図である。図１に示す第１の作業台船と図２に示す第２の作業台船とを互いに固縛する様子を示す概略平面図である。図１に示す第１の作業台船と図２に示す第２の作業台船とが互いに固縛した状態でケーブル布設作業を行う様子を示す概略平面図である。

本発明の一実施形態に係る水上作業方法は、海底に長尺物を布設する作業を行う方法である。本実施形態では、布設する長尺物はケーブルであるが、例えばパイプ等の別の長尺物であってもよい。本実施形態に係る水上作業方法では、第１の作業台船と第２の作業台船の少なくとも２つの作業台船を使用する。以下では、まず本実施形態の水上作業方法に使用される第１の作業台船及び第２の作業台船の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。

（第１の作業台船の構成）
第１の作業台船は、従来から周知のＤＰＳ（自動位置保持システム）を備えた作業台船（以下、「ＤＰＳ台船」という。）である。図１（Ａ）は、第１の作業台船であるＤＰＳ台船１０の概略側面図であり、図１（Ｂ）は、ＤＰＳ台船１０の概略平面図である。

ＤＰＳ台船１０のデッキ１１には、居住区画や制御室等を備えた構造物１２やクレーン１３等が設けられている。また、デッキ１１には、ロープ等の係留索を巻き上げるための係留ウインチ１４や、係留索を掛け止めるための係柱１５が設けられている。また、ＤＰＳ台船１０の船体側面には、複数の防舷材１６が設けられている。

ＤＰＳ台船１０が備えるＤＰＳ２１は、各種センサにより検知したＤＰＳ台船１０の位置や船首方位角に基づいて推力発生装置を制御して、ＤＰＳ台船１０の位置や船首方位を調整する。ＤＰＳ２１を用いることにより、ＤＰＳ台船１０は、定点保持したり、目的のルートをトレースするよう移動したりすることが可能である。

具体的には、ＤＰＳ２１は、ＤＰＳ台船１０の位置を検出する測位センサと、ＤＰＳ台船１０の方位を検出する船首方位角センサを有する。本実施形態では、ＤＰＳ２１における測位センサは、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）である。但し、ＤＰＳ２１における測位センサは、これに限定されず、音響や電波等を利用して船の位置を検出する構成であってもよい。また、ＤＰＳ２１における船首方位角センサは、例えば、ジャイロコンパスである。但し、ＤＰＳ２１における船首方位角センサは、これに限定されず、例えばマグネテッィクコンパスでもよい。

また、ＤＰＳ２１は、推力を発生させる推力発生装置としての４つの旋回スラスタ２２と、これら旋回スラスタ２２を制御する制御装置２３とを有する。但し、旋回スラスタ２２の数は、これに限定されず、例えば５つ以上であってもよい。また、ＤＰＳ２１における推力発生装置は、旋回スラスタ２２に限定されず、例えば船底に固定して取り付けられた複数のプロペラであってもよい。

図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態では、４つの旋回スラスタ２２は、ＤＰＳ台船１０の船底に設けられている。図１（Ｂ）に示すように、４つの旋回スラスタ２２は、平面視して、ＤＰＳ台船１０の船体側面よりも、当該船体の内方側に配置されている。４つの旋回スラスタ２２のうち、２つの旋回スラスタ２２が、ＤＰＳ台船１０の船底の前部において、左右方向に対向して配置され、残りの２つの旋回スラスタ２２が、ＤＰＳ台船１０の船底の後部において、左右方向に対向して配置されている。

制御装置２３は、図１（Ｂ）に示すように、構造物１２内の制御室に設けられている。制御装置２３では、ＤＰＳ台船１０における所定の点が基準点Ｐ０として予め設定される。例えば、本実施形態ではＤＰＳ台船１０における後端部の中央の点が基準点Ｐ０として設定されている。また、制御装置２３は、目標位置や目標とするルートを設定できるように構成されている。制御装置２３は、測位センサ及び船首方位角センサから取得した基準点Ｐ０の現在位置やＤＰＳ台船１０の現在の船首方位に基づき、設定された目標位置に基準点Ｐ０を保持したり、設定されたルートに沿って基準点Ｐ０が移動したりするように、旋回スラスタ２２の推進力及び向きを制御する。

なお、本実施形態では、制御装置２３は、基準点Ｐ０の位置を任意に変更できるように構成されている。

（第２の作業台船の構成）
第２の作業台船は、ケーブルを布設するための作業装置を備える作業台船（以下、「布設台船」という。）である。第２の作業台船である布設台船は、第１の作業台船であるＤＰＳ台船１０とは異なり、ＤＰＳを備えていない。

図２（Ａ）は、第２の作業台船である布設台船３０の概略側面図であり、図２（Ｂ）は、布設台船３０の概略平面図である。布設台船３０のデッキ３１には、係留索を巻き上げるための係留ウインチ３４や、係留索を掛け止めるための係柱３５が設けられている。また、布設台船３０の船体側面には、複数の防舷材３６が設けられている。なお、布設台船３０の船底又は船体側面には、スラスタ等の推力発生装置が設けられていてもよい。

布設台船３０は、ケーブル布設作業を行うための作業装置として、ケーブルＣを収容するためのターンテーブル４１や、ケーブルＣを繰り出すためのシーブ４２を備える。ターンテーブル４１は、船体の中央に配置され、シーブ４２は、船体後部に配置されている。ターンテーブル４１は、鉛直方向に延びる軸まわりに回転可能であって、ターンテーブル４１が回転することによりシーブ４２からケーブルＣが繰り出される。

次に、本実施形態に係るケーブルＣの布設作業について図３及び図４を参照しながら説明する。

まず、ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０は、ケーブルＣの布設作業を開始する海域まで、曳船によりそれぞれ別個に曳航される。

ケーブルＣの布設作業を開始する海域に到達した後、ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０は、水上において互いに横付けにした状態で互いに離れないよう固定される。具体的には、図３に示すように、ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０を水上において横並びに配置させた後に、１本又は複数本の係留索３７を例えばそれぞれの係柱１５，３５に引っ掛けて、係留ウインチ１４，３４等で引っ張る。

こうして、図４に示すように、ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０は互いに横付けにした状態となる。そして、係留索３７を係柱１５，３５に固定することで、ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０は互いに固縛される。

なお、ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０は、それらの側面に設けられた防舷材１６，３６を挟んで互いに固縛される。このため、ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０を互いに固縛する際や、固縛後に波等に揺られた際などに、互いが接触することによる衝撃は緩和される。ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０が互いに対向する面の防舷材１６，３６を、より大きな衝撃に耐え得るものとしてもよいし、防舷材１６，３６に加えて又は代わりに、ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０の間に別の緩衝材を挟んでもよい。

ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０が固縛された後、制御装置２３において、布設台船３０からのケーブルＣの繰出位置Ｐ１が、布設すべきルートＲ０をトレースするように設定を行う。本実施形態では、図４に示すように、基準点Ｐ０を通過させるためのルートとして、船の左右方向（進行方向に直交する方向）における繰出位置Ｐ１と基準点Ｐ０とのズレ量ｄだけルートＲ０からオフセットされたルートＲ１を制御装置２３にて設定する。即ち、布設予定ルートＲ０からズレ量ｄだけオフセットされたルートＲ１に沿って、基準点Ｐ０を移動させるよう制御装置２３にて設定する。これにより、基準点Ｐ０がルートＲ１に沿って移動するようＤＰＳ台船１０及び布設台船３０が航行する場合に、布設台船３０における繰出位置Ｐ１が当該予定ルートＲ０をトレースする。

但し、繰出位置Ｐ１がルートＲ０をトレースする設定方法は、これに限られない。例えば、制御装置２３において、基準点Ｐ０が移動するルートとして布設予定ルートＲ０を設定するとともに、制御対象となる基準点Ｐ０の位置を、ケーブルＣの繰出位置Ｐ１に変更してもよい。これにより、繰出位置Ｐ１に変更された基準点Ｐ０が布設予定ルートＲ０をトレースするよう設定される。

なお、制御装置２３における上述の設定は、ＤＰＳ台船１０及び布設台船３０を横付け固定する前に予め行っていてもよい。

制御装置２３での設定が行われた後は、ＤＰＳ台船１０の位置をＤＰＳ２１により制御することにより、布設台船３０における繰出位置Ｐ１が布設予定ルートＲ０をトレースするよう布設台船３０の位置を調整しながら、布設台船３０にケーブル布設作業を行わせる。

こうして、一連のケーブル布設作業が完了する。なお、布設作業が完了した後は、ＤＰＳ台船１０と布設台船３０の固定状態は解除され、それぞれ次の目的地等へ曳航される。

以上に説明したように、本実施形態に係る水上作業方法では、ＤＰＳ台船１０が備えるＤＰＳ２１を用いて、布設台船３０からのケーブルＣの繰出位置Ｐ１の位置を調整して、ケーブル布設作業を行うことができる。このため、ケーブルＣを布設するためのターンテーブル等の作業装置とＤＰＳの双方を備えた作業台船を使用せずに、ケーブル布設作業を行うことができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、本発明に係る水上作業方法を説明するために、ケーブルＣを布設する作業が例示されたが、本発明に係る水上作業方法が適用される作業はこれに限定されない。

例えば、本発明に係る水上作業方法は、水底に沈んだ構造物又は船舶を引き揚げる作業にも適用可能である。この場合、水上作業方法には、ＤＰＳを備える第１の作業台船と、ＤＰＳを備えず、構造物又は船舶を引き揚げるためのクレーンを備える第２の作業台船が使用される。第１の作業台船と第２の作業台船とを水上において横付けにした状態で互いに離れないよう固定した後に、第１の作業台船をＤＰＳにより定点保持させる。これにより、ＤＰＳを備えない第２の作業台船を定点保持することができる。

また、上記実施形態では、旋回スラスタ２２が第１の作業台船であるＤＰＳ台船１０の船底に配置されていたが、例えば、制御装置２３により制御される複数の推力発生装置は、第１の作業台船の船体側面に配置されてもよい。但し、推力発生装置が船体側面に配置された第１の作業台船を用いる場合、第１の作業台船及び第２の作業台船を横付けにして固定する際に、推力発生装置が第２の作業台船に接触しないよう、第１の作業台船及び第２の作業台船の間に挟む緩衝材の厚みを厚くする必要がある。このため、船底に推力発生装置が配置された第１の作業台船を用いるのが有用である。

なお、第１の作業台船が、第２の作業台船が備える作業装置と同じ種類の作業装置を備えていてもよい。例えば、上記実施形態のＤＰＳ台船１０がターンテーブルを備えていたとしても、そのターンテーブルの最大積載量が目的の作業を遂行するのに十分でない場合がある。このような場合に、目的の作業を遂行可能な最大積載量のターンテーブルを備える第２の作業台船を用意して、本発明に係る水上作業方法を適用することが可能である。

１０：ＤＰＳ台船（第１の作業台船）
１６：防舷材
２１：ＤＰＳ
２２：旋回スラスタ（推力発生装置）
２３：制御装置
３０：布設台船（第２の作業台船）
３６：防舷材（緩衝材）
４１：ターンテーブル
Ｃ：ケーブル
Ｒ０：布設予定ルート

Claims

水上において目的の作業を行う水上作業方法であって、
ダイナミック・ポジショニング・システム（以下、ＤＰＳ）を備える第１の作業台船と、ＤＰＳを備えず、前記目的の作業を行うための作業装置を備える第２の作業台船とを水上において横付けにした状態で互いに離れないよう固定する固定段階と、
前記第１の作業台船の位置を前記ＤＰＳにより制御することによって前記第２の作業台船の位置を調整しながら、前記第２の作業台船に前記目的の作業を行わせる作業段階と、を含む、水上作業方法。
前記ＤＰＳは、水上における前記第１の作業台船の位置を検出するセンサと、前記第１の作業台船に設けられた複数の推力発生装置と、前記センサにより検出された前記位置に基づいて前記複数の推力発生装置を制御する制御装置と、を備える、請求項１に記載の水上作業方法。
前記複数の推力発生装置は、前記第１の作業台船の船底に配置される、請求項２に記載の水上作業方法。
前記固定段階において、前記第１の作業台船と前記第２の作業台船との間に緩衝材を挟んで、前記第１の作業台船と前記第２の作業台船とを固定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水上作業方法。
前記目的の作業は、布設予定ルートに沿って水底に長尺物を布設する作業であり、前記作業装置は、前記長尺物を水中に繰り出すための装置である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水上作業方法。
前記目的の作業は、水底に沈んだ構造物又は船舶を引き揚げる作業であり、前記作業装置は、前記構造物又は船舶を引き揚げるためのクレーンである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水上作業方法。