JP2019519780A

JP2019519780A - 沖合潜水調査を行うための装置

Info

Publication number: JP2019519780A
Application number: JP2018565848A
Authority: JP
Inventors: ハバ、モハマド・ヌール; クリステンセン、ダン・ノーマン; ロートマン、ヘンリク・リーニュ
Original assignee: / Orsted Wind Power AS; Orsted Wind Power AS
Current assignee: / Orsted Wind Power AS; Orsted Wind Power AS
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2019-07-11
Also published as: KR20190043523A; WO2017216298A1; TW201800662A; TWI731988B; US20190317237A1; EP3472649A1; EP3258295A1

Abstract

沖合潜水調査を行うための装置であって、前記装置はポール（7）上に載置された設備ポッド（6）を含む、装置。ポール（7）は、搬送台（15）上に可動様式で載置される。装置は、前記搬送台（15）を船舶（1）の船体(2)に取り付けるための手段を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、沖合調査のための設備、より具体的には限定されないが、ソナー設備などの側面調査設備上に取り付けられた船舶に関する。

洋上ファームなどの沖合産業において、海底を調査する需要がある。全てのこのような調査は、大規模な施行であるというわけではなく、いくつかは小規模な地球物理学的調査である。

このような調査の例は、風車でのジャックアップ操作前の岩屑クリアランス調査である。水深測量および海底坑外測量は、あらゆる種類の海底岩屑および更新された水深を同定するために必要とされる。範囲は狭いが、これらの調査のための時間予定表はたいてい非常に厳しい。また、静止しているタービンを有することは非常に費用がかかり、更にはジャックアップ船舶のための生じ得る待ち時間は、非常に費用がかかるであるので、この種の調査を迅速に行うことができることは、非常に重要である。

の他の調査は、洗掘が想定され/生じる可能性があるケーブル横断時の測深調査、限られた数のタービンおよびアレイケーブルでの測深調査、定期的に洗掘発生をモニターするため、洋上ファームの確立時にクリアされなければならない落下物などを同定するための岩屑調査および原則として任意のその他の小規模な、時間が重要な、または特別な調査を含み、建設業者によって提供される通常の大規模な準備は好ましくない。

このような調査については、風力技術者のための日々の操作およびメンテナンスのために使用されるすでに計画された現場作業員輸送船舶を使用することが提唱されている。技術者を風力発電所へ輸送するときに、作業員輸送船舶は、たいてい技術者が異なる風車へ戻される、または移される前に数時間の無駄な時間がある。しかし、調査設備と作業員輸送船舶を適切に用意することは、いくつかの困難を含む。調査のために使用されるソナーおよびその他の設備は、船舶に取り付けられたポール上に、たとえば軸上に通常取り付けられ、作業員輸送船舶が通常の速度にて出航しているとき、たとえば港から風力発電所への移動の間に、設備を調査の間に水中に降ろし、および水中から上げることができる。船舶上のポールに載置することは、このような困難の一つである。もちろん船舶の船体の外側にそれを溶接することができるが、たとえば溶接工程では、船舶の船体の内部の防火断熱材の取り外しまたは同様のものを含みうるので、前述より小さな調査で、船舶溶接時に検査されること、および再認定されることを必要とするため、あまり適合しない。したがって、このような設置は、だいたい常置することを望むだろう。しかし、船舶は、典型的には約3年よりも短期でチャーターされ、これは常設装置をいくぶん相反するし、および新たな船舶がチャーターされるたびに、点検および証明を通過することは望ましくない。

この従来技術に基づいて、海洋探査のために作業員輸送船舶または類似の非専用の船舶を使用するための解決策を提供することが本発明の目的である。

第1の本発明の側面によれば、この目的は、沖合潜水調査を行うための装置であって、前記装置はポール上に載置された設備ポッドを含み、前記ポールは、搬送台上に可動様式で載置され、前記装置は、前記搬送台を船舶の船体に前記搬送台を取り外せる様式で取り付けるための手段を含むことを特徴とする、装置によって達成される。

これにより、船舶の点検および証明を必要とせずに容易に一方の船舶から移動し、かつ他方に設置することができる装置が提供される。これは、設備を異なる位置の船舶間で容易に移動し得るというさらなる利点を有する。すなわち、異なる港における異なる船舶の間で。これは、そしてまた、風力発電所が別の港においてに配置された船舶を使用してサービスを提供される場合であっても、異なる風力発電所において使用するために迅速に置くことができることを意味する。そして、装置は、船舶上に常設で取り付けられる場合であろう海上輸送と比較して、より迅速に輸送し得るし、およびより安価であり得る。このような輸送は、たとえばトラックで、自動車トレーラーで、または列車で陸路であることができ、または緊急の場合には、装置はヘリコプターまたはその他の航空機において飛行することさえも可能である。

第2の本発明の側面によれば、目的は、沖合潜水調査を行うための方法であって、船体を有する船舶を提供する工程、前記船体に前述のいずれかに記載の装置を取り付ける工程、水中にポール上の設備ポッドを降ろす工程、調査のために必要とされる測定を行う工程、を含む、方法よって達成される。これにより、作業員輸送手段などの任意の適切な船舶を、沖合現場を調査するために容易に使用することができ、および沖合現場で費用のかかる無駄な時間が回避される。

第1の本発明の側面に従った第一の態様によれば、前記搬送台を取り付けるための前記手段は、負圧源に接続している吸着盤を含む。驚くべきことに、真空パッドを使用している真空マウンティングまたはそれらが同義的に言及されるので吸着盤は、設備ポッドを備えたポールが水に浸漬され、および船舶が調査のために適切な速度にて出航しているときにさえ、装置に対して十分な保持を提供する。調査のために典型的な速度は、4-5ノットであるが、装置は、問題なく10ノットで試験された。その上、電磁石または永久磁石などのその他の固定手段とは異なり、真空は、船舶の船体が作製され得るその他の材料とも即時に適合する。すなわち、真空は、アルミニウム、木または繊維ガラス船体に対してだけでなく、鋼に対しても機能するであろう。

第1の本発明の側面に従ったもう一つの態様によれば、前記ポールは、前記設備ポッドから間隔をあけた位置にて位置検出設備を有する。ポールに取り付けたGlobal Navigation Satellite System（GNSS）またはそのアンテナなどの位置検出設備を有すると、それらの間の距離が単に巻尺または同様のものを使用して測定することができるように、設備ポッドと位置検出手段の間を簡単に照会することができる。これは、照会が船舶自体に設置された位置決めおよびナビゲーション設備でなされた場合には、搬送台の位置が船舶の船体上で変化し得るので、あり得ないだろう。その場合において、土地測量士には、配置している設備と設備ポッドの間のオフセットを測定することが必要とされるだろう。これは、土地測量士のサービスに対するさらなる直接費を加算するだけでなく、さらなる、おそらく遅延、タイムファクターも含むだろう。

第1の前記本発明の側面に従ったさらにもう一つの態様によれば、吸着盤は、前記搬送台に関して関節でつながれる。関節式吸着盤は、たとえばボールジョイントまたは二軸ジョイントを使用し、フレームを様々に湾曲した船舶船体上に、またはたいがいの湾曲は関係なく船体上の別の適切な位置に取り付けることができる。二軸ジョイントはあまり強固でなく、および長時間運転においてより耐久性があると考えられているため、現在二軸ジョイントは、ボールジョイントよりも好まれる。

第1の本発明の側面に従ったさらなる態様によれば、前記吸着盤の少なくともいくつかは、前記搬送台に関して再配置可能である。それらが船舶の船体の湾曲に最も適した所で、および船舶のいずれかの側面に使用される同じフレームに対してさえ、右舷側もしくは左舷側またはバウもしくはスターンでさえ、それらを配置することができる。

更に第1の本発明の側面のさらなる態様によれば、吸着盤の直径は、20〜40cmの範囲、好ましくは25cm〜35cmの範囲、最も好ましくは25cm〜30cmの範囲および特におよそ28cmの範囲である。実験では、船体に対して確実に装置を固定する、および保持するために、これらの寸法をもつ吸着盤が十分だろうことを示した。

第1の本発明の側面に記載のもう一つの態様によれば、フレームは、整列手段を含む。これにより、フレームを、およびそしてまたポールを、設備ポッドの最高の向き保証するように、船舶で整列させることができる。

本発明は、ここで非限定の例示に基づいて、および図面を参照してより詳細に記述される。

図1は、スターンから見たときの、船体に対する使用時の本発明の装置模式図である。図2は、スターンから見たときの、船体状の輸送位置における図1の装置の模式図である。図3は、輸送位置における発明に従った装置の船体の右舷側から見た、さらに詳細な模式図である。図4は、輸送位置における図3の装置の模式的斜視図である。

最初に図1、船、特に、限定されないが風力発電所などの沖合現場のために作業員輸送船舶（CTV）などの海上船舶1のスターンからの図に戻る。船舶1は、調査される水3に部分的に浸漬される船体2を有する。船舶1は、デッキ4およびレール5を有し、その両方がこの状況において船体2の部分を形成すると考えられる。

船舶1の右舷側に、調査設備が取り付けられる。図1にて図示したように、調査設備は、水3に浸漬されるように適応された設備ポッド6をとりわけ含む。設備ポッド6は、調査の性質に応じて、ソナーまたは地震検知のための超音波トランスデューサまたは同様様ものなどの実際の測定装置を収容する。設備の例は、Phase Differencing Bathymetric Sonar（PDBS）、Multi Beam Echo Sounder（MBES）、Ultra Short Baseline Locator (USBL)またはその他の海中位置ビーコンであることができる。設備ポッド6は、ポール7上に、好ましくはその一端に取り付けられる。ポール7は、好ましくはステンレス鋼、亜鉛鍍金鋼またはアルミニウムなどの金属で作製されるが、その他の耐食材料も使用されてもよい。ポール7は、また位置検知手段、たとえばGNSSレシーバまたはアンテナ8などのさらなる調査設備を前記設備ポッド6から間隔をあけた位置に有する。GNSSは、GPS、GLONASSまたはBEIDOUなどの多くの種類で存在する。これらのシステムは、好ましいときに単独または併用して使われてもよく、このさらなる調査設備は、好ましくはポール7の反対側に、たとえばＴ字状の末端片24上に位置する。ポールに取り付けられたGNSSまたはそのアンテナ8などの位置検出設備を有すると、それらの間の距離を巻尺または同様のものを使用して、またはポールの長さを前もって知ることよって簡単に測定することができるので、設備ポッド6と位置検出手段の間を簡単に照会することができる。これは、照会が船舶自体に設置された位置決めおよびナビゲーション設備でなされた場合には、後述するように、搬送台の位置が船舶1の船体2上で変化し得るので、あり得ないだろう。後者の場合において、土地測量士には、配置している設備と設備ポッド6の間のオフセットを測定することが必要とされるだろう。これは、土地測量士のサービスに対するさらなる直接費を加算するだけでなく、さらなる、おそらく遅延、タイムファクターも含むだろう。船舶1上で設備を操作している測量士9は、必ずしも資格のある土地測量士である必要はない。

ポール7は、一般にチューブであり、これを通して供給し、信号ケーブルを、少なくとも一部において、通常供給するだろう。しかし、ポールの、またはその近傍における浸漬されていない末端から、供給および信号ケーブル10は、適度に頑丈な携帯用計算機などのデータ収集およびプロセシング設備11に引かれるだろう。

上で述べたように、調査設備の位置、特に設備は、好ましくは搭載された船舶1の航法装置船をいわない。これは、本発明の基本アイデアが一時的な取付けであるためである。したがって、設備は、完全に異なる船舶1間で周辺に移動してもよく、およびしたがって、搭載されたナビゲーションに対する言及は不確かである。また、一つおよび同じ船舶1でさえ、船体2上の異なる位置にて、たとえばバウにて、または右舷または左舷側のいずれかに沿って装置を載置することも可能性であるだろう。原則として、それはスターンにて載置することさえできるが、その場合において、プロペラおよびその他の乱流が測定に影響し得る。現在では、測量時に船舶1の進行との設備ポッド6の整列を容易にするために、右舷のビームが好まれる。

図1から分かるように、一時的な取付けは、後述するように多数の吸着盤12、好ましくは3を使用して行われるが、2つだけが図1および2において見えている。吸着盤12は、真空ホース13を介してポンプ14または大気圧下で適切に圧力を提供することができる圧縮器の吸気口に接続されている。好ましくは、一つの回路または吸着盤12がだめになった場合にいくつかのフェールセーフを提供することができるように、3つの独立した真空回路およびしたがって3つの独立したホースがある。経験によれば、喫水線より上の船体2上の位置にて、本発明の装置を取り付けることが望まれる場合、真空溜めタンクが使用されない場合であっても、十分にスムーズであり、ポンプを断続的に作動するだけであることが示されている。タンクなしでさえ、数時間の休止時間が現実的である。それにもかかわらず、タンクが好ましく、圧力センサが警告、好ましくは音響でセットされるように取り付けられ、吸着盤12における圧力が大気圧にあまりに近くなるべきではない。問題または失敗が真空システムにおいて生じると、問題を解決する、または装置を安定するためにたくさんの時間がいるだろう。さらに下で後述するように、海で装置が失われるのを防止するために、予防措置がもちろんとられている。

図2は、調査設備が水からどのように輸送位置に引かれるかについて模式的に示し、ここではなおも模式的であるがこれを図3および4においてより詳細に示してある。

図3で分かるように、一端に設備ポッド6および他端にアンテナ8を備えたポール7を搬送台上に設置した。搬送台は、好ましくはフレーム15であり、および一般に三角形形状を有し、三角形のそれぞれの角において多かれ少なかれ配置された3つの吸着盤12の使用に対応し、したがって揺れる可能性もなくフレーム15の安定な取り付けを保証する。吸着盤12は、関節式様式、たとえば図4にて図示したように二軸ジョイント27、ボールジョイントまたは少なくとも2つの自由度を提供するその他のジョイントで、湾曲にかかわりなく船体2の表面に適合する、および当接するように、フレーム15に取り付けられる。3つの吸着盤12を使用することにより、船舶の船体2に、ほとんど船体2の湾曲にかかわらずフレーム15の優れた取り付けが可能になる。これらの3つの吸着盤12は、船舶1が設備ポッド6が浸漬された状態で調査速度にて出航しているときでさえも、船体2に対して確実にフレームおよびそれ故、全ての調査装置を保持するために十分である。

設備ポッド6を浸漬するために、ポール7は、フレーム15上の転心16のまわりを垂直位置まで揺動する。船舶の縦方向における垂直位置を保証するために、図4で分かるように、ポール7が当接し、および固定することができるストッパ17がフレーム上に提供される。しかし、垂直位置を保証するためのストッパ17の使用は、フレーム15それ自体を最初の場所に整列させることが必要である。これは、また最適に図4において参照され、一対のブラケット18を使用して達成される。ブラケット18は、基本的にフックであり、レール5に掛かられていても、および連結されてもよい。したがって、ブラケット18は、また負圧源14がだめになって調査装置が海3に落ちることから救うのにも役立つ。図4からさらに分かるように真空ホース13は、必要に応じてそれらを損傷から保護するように、フレーム15内部に部分的に走っていてもよい。これらのブラケット18の一方または両方は、フレーム15の適切な参照部分が水平または垂直になるまで、フレームに関して垂直方向に調整することができる整列手段たとえばネジスピンドル19を有する。三角形のフレーム15が適切に構築される場合、これは、単に三角形フレーム15の上部脚部20上のスピリットレベルを使用して検証されてもよい。この点において、これが好ましいが、フレーム15は任意のその他の形状を有してもよいことに注意すべきである。

船舶1の横方向における垂直位置に関して、これは、主にフレーム15の垂直方向における最も低い吸着盤を移動することよってなされてもよい。船舶1の船体2は、通常湾曲するので、これは、レール5の上部に関してフレーム15の角度を変えるだろうし、およびしたがって、垂直位置を採用することができるだろう。これについては、三角形フレーム15の垂直の脚部21は、多数の穴22を有し、その間の最も低い吸着盤12を移動してもよく、およびそこでそれを固定してもよい。最も低い吸着盤12だけがこの様式においてフレーム15に関して再配置可能であるだけでなく、全ての残りの吸着盤12も同じように再配置可能であることが望まれる。フレーム15およびその脚は、ステンレス鋼で、亜鉛鍍金鋼で、またはアルミニウム管で好ましくは作製される。好ましくは、チューブ、矩形または四角の断面を有するが、その他の断面を使用することもできる。チューブ以外にも固体の棒も、少なくともそれらの重量が輸送およびマウンティングの間に装置の取扱いを阻害しない程度に、もちろん使用することができる。

垂直位置に加えて、垂直配置は重要でないことに注意すべきである。船舶1は、海にて最初の場所において安定せず、およびその理由のために、設備ポッド6における測定器は、傾斜センサを有し、および行われる測定において垂直からの偏差を補償する。しかし、測定のための始めの角度は、通常360度でなく、およびしたがって、測定器のゼロポイントの垂直の調整が意味をなす。

本発明に従った装置は、異なる船舶上で一時的に取り付けられるので、ポール7の長さはまた順応性がある。これは、好ましくはポール7に沿ってフランジジョイント23をどこかで作製することよって、たとえばボルト25と共に2つのフランジをボルト締めにすることよって達成される。したがって、ポール7の一部分は、対象の船舶1のために適した長さを選択することができるように、交換可能でもよい。特に、船舶1のキールは、調査設備から側面視界を妨げるべきではない。上で述べたように、測定のための始めの角度は通常360度ではないので、本発明が発明される設備の一部いくつか、たとえばPhase Differencing Bathymetric Sonar（PDBS）は、180度を超える開口角度を有する。マルチビーム音響測深機（MBES）などのその他の設備については、角度はより小さく、およびキールによる妨害はあまり重要でない。

また、ポール7を2部品における作製することにより、水においてそれを安定させるためにより複雑流体力学の形状、たとえば断面をもつポールの浸漬部分を提供することがより容易に、およびより安価になるが、全てのポール7がこのような形状を有する必要がない。むしろ、上の浸漬されない部分は、ただ環状の断面をもつチューブであることができる。また、伸縮式ポールをもちろん使用することができるが、流体力学的に成形された部分に関しては同じ利点を有しないだろう。

ポール7およびフレーム15を含む装置全体は、典型的には約20〜30kgの重量を有する設備ポッドを含まずに約75kg重量である。明らかに、重量は、ポールの長さおよび厚み次第である。ポール7の長さは、3〜7mの間の間隔でどこでもよく、および典型的には約5mであるだろう。水流で誘導される水中でのポール7の振動を最小にして安定性を維持するためには、より長い長さには、より厚い、およびより強力なポール7を必要とするので、厚みは、また長さに依存する。典型的には、直径は、80mm〜115mmの範囲であるだろう。これらの寸法から生じるこの重量および抵抗について、それぞれ20〜40cmの範囲の直径を有する3つの吸着盤12が十分であることが見いだされた。より具体的には、25cm〜35cmの直径の範囲における吸着盤12が好ましい。25cm〜30cmの直径の範囲における吸着盤12が最も好ましい。図示した態様において、全ての3つの吸着盤12は、およそ28cm（11”）の直径を有する。明らかに、吸着盤12は、同じ直径を有する必要はない。

船舶1上に本発明に従った調査装置を載置するために1時間までを要し、およびこれは、天気がそれを可能にする場合、港において、またはおそらく風力発電所にて現場でさえ行うことができる。フレーム15は、ブラケット18においてレール5の上に掛けられ、およびネジスピンドル19を使用して要望通り整列される。角度または位置が適切でない場合、フレーム15は、レール5に沿って再配置されてもよく、または穴22を使用して垂直のフレーム脚21に沿って最も低い吸着盤12を移動することよってフレーム15の角度を調整されてもよい。ポール7は、位置設備および設備ポッド6を有し、およびしたがって、それらの明確に定義された位置関係が保証されるので、この再配置が可能になる。真空ホース13は、負圧源14に接続され、これにより、切り替えたときに装置を所望の明確に定義された位置において船舶1に固定する。この間に、ポール7は、輸送位置においてあってもよく、ここでこれは輸送の間にさらに固定されてもよい。これは、たとえばフレーム15と類似の様式で、およびまたおそらく真空を使用して、さらにバウ26の方にレール5に対して固定されたさらなるブラケットまたはガローズであることができる。

現場に到着すると、およびおそらく沖合現場に技術者が輸送されたら、測量士9は、船舶作業員と共に船舶上に残り、調査のための設備を準備する。それは、適切に頑丈な携帯用計算機などのデータ収集およびプロセシング設備11をポール7上の測定器に接続することを含む。ポール7上の設備ポッド6は、次いで水中で揺動し、および所望の垂直位置において固定される。このローワリングは、帆船の上で使われるようにロープおよび／またはウインチを使用すること、および同様に使用後にポール7を持ち上げて支援することによってなされてもよい。

所望の軌道および測定が沖合潜水調査のためになされる船舶1、帆は、本発明に従った装置を使用して作製される。仕上げの後、データ収集およびプロセシング設備11は、切断され、ポール7が上げられ、およびおそらく逆順で固定される。

船舶1は、次いで港への戻り工程のために技術者を迎えに行ってもよい。装置は、取り外せる様式で船舶1に取り付けるのに適しているので、装置は沖合現場にて−しかし、好ましくは港において、それが取り付けられたのと同じ様式で、すなわち真空供給14を中断して、真空ホース13を取り外し、およびブラケット18をレール5からフリーに持ち上げることよって船舶1から取り外される。

次いで、装置および負圧源14は、容易に別の船舶1へ輸送されても、およびそこで使用するように置くために同じ取り外せる様式でそれに取り付けてもよい。これは、その他および航行、たとえば陸送または空輸よりはるかに迅速な輸送手段を使用してされてもよく、およびしたがって、調査装置のための演算時間を増大させ得る。それ故、調査位置から調査位置に移動している全ての船舶の代わりに、実際の調査設備だけが移動する。

最後に、一つまたは複数の同一または類似の装置を同時に取り付けられることができることに注意すべきである。真空システムを有すると、上述したガローズなどの異なる種々の取り付けが可能であろう。Remote Operates Vehicles（ROV）などのその他の装置のためのLaunch and Recovery Systems（LARS）のために真空を使用することも、また可能性であるだろう。

Claims

沖合潜水調査を行うための装置であって、前記装置はポール上に載置された設備ポッドを含み、前記ポールは、搬送台上に可動様式で載置され、前記装置は、前記搬送台を船舶の船体に前記搬送台を取り外せる様式で取り付けるための手段を含み、前記搬送台を取り付けるための前記手段は、負圧源に接続された吸着盤を含む、装置。
前記ポールは、前記設備ポッドから間隔をあけた位置にて位置検出設備をさらに有する、請求項１に記載の装置。
前記吸着盤は、前記搬送台に関して関節でつながれる、請求項１または２に記載の装置。
前記吸着盤の少なくともいくつかは、前記搬送台に関して再配置可能である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
吸着盤の直径は、20〜40cmの範囲、好ましくは25cm〜35cmの範囲、最も好ましくは25cm〜30cmの範囲および特におよそ28cmの範囲である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
搬送台が整列手段を含む、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の装置。
沖合潜水調査を行うための方法であって、
船体を有する船舶を提供する工程、
前記船体に請求項１ないし６のいずれか１項に記載の装置を取り付ける工程、
水中にポール上の設備ポッドを降ろす工程、
調査のために必要とされる測定を行う工程を含む、方法。