JP2019534206A - 円筒形ポンツーン付き浮遊式海上構造体 - Google Patents

Abstract

浮遊式海上構造体は、第１柱状物と、第２柱状物と、第１柱状物及び第２柱状物に結合されたポンツーンを含む、浮力のある船殻とを備える。各柱状物は垂直方向に延び、ポンツーンは第１柱状物から第２柱状物まで水平方向に延びている。各柱状物は中心軸と上端と下端とを有する。ポンツーンは第１管状部材と、第１管状部材に隣接して横方向に配置される第２管状部材とを含む。各管状部材は中心軸と、第１柱状物の下端に結合された第１端部と、第２柱状物の下端に結合された第２端部とを有する。第１管状部材の長手方向軸と、第２管状部材の長手方向軸とは、共通の水平面に配置されている。

Description

（記載なし）

関連する出願に対する相互参照
本出願は２０１６年１１月９日に出願され、「円筒形ポンツーン付き浮遊式海上構造体」と題する米国特許仮出願第６２／４１９，８２８号の利益を主張するとともに、参照によりその全体を本明細書に援用する。

連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
該当なし

開示の範囲

本開示は概して浮遊式の海上構造体に関する。より具体的には、本開示は海上掘削や産出作業のための浮力のある半潜水型海上プラットフォームに関する。さらに具体的には、本開示は半潜水型海上プラットフォームの船殻の配置に関し、特に、船殻の水平なポンツーンに関する。

開示の背景

油田における活動では、半潜水型の浮遊式構造体またはプラットフォームが、海上工事作業だけではなく、海上掘削や石油・ガスの産出を含む様々なタイプの海上作業で使用されている。従来の半潜水型海上プラットフォームは概して、プラットフォームから海底まで延びる、硬いかまたは柔軟性のある配管やライザーだけでなく、水面上の作業デッキを支持するのに十分な浮力を提供する船殻を備える。船殻は、垂直方向に延びる複数の柱状物を支持する水平方向の基部を備えていることが多い。同様に、この柱状物は水面の上にある作業デッキを支持する。概してポンツーンの大きさと柱状物の数とは、作業プラットフォームの大きさと重さ及び船殻によって支持されることとなる関連する有効荷重によって決定される。

浮遊式海上構造体の実施例は本明細書に開示される。一実施例として、浮遊式海上構造体は、浮力のある船殻を備え、船殻は第１柱状物と、第２柱状物と、第１柱状物及び第２柱状物に結合されたポンツーンとを含む。それぞれの柱状物は垂直方向に延びており、ポンツーンは第１柱状物から第２柱状物まで水平方向に延びている。それぞれの柱状物は、中心軸と上端と下端とを有する。ポンツーンは第１管状部材と、第１管状部材に隣接して横方向に配置された第２管状部材とを有する。それぞれの管状部材は中心軸と、第１柱状物の下端に結合された第１端と、第２柱状物の下端に結合された第２端とを有する。第１管状部材の長手方向軸と第２管状部材の長手方向軸とは共通の水平面に配置されている。

別の一実施例として、浮力のある船殻を備え、船殻は第１柱状物と、第２柱状物と、第１柱状物から第２柱状物まで延びるポンツーンを含む。各柱状物は、垂直方向に延び、中心軸と上端と下端とを有する。ポンツーンは、第１円筒管状部材と、第１円筒管状部材と平行に延びる第２円筒管状部材とを含む。第２円筒管状部材は第１円筒管状部材に隣接して横方向に配置されている。各管状部材は水平方向に延び、各管状部材は中心軸と、第１柱状物の下端に結合される第１端と、第２柱状物の下端に結合される第２端とを有する。

本明細書に記載の実施例は、一定の先行の装置、システム及び方法に関連する様々な欠点に対処することを目的とする特徴や特性を組み合わせたものを含む。上述したことは、以下の詳細な説明をよりよく理解できるようにする目的で、開示した実施例の特徴や技術的特徴をむしろ広く概説したものである。当業者であれば上述した様々な特性及び特徴について、他と同様に、以下の詳細な説明を読み、添付の図面を参照することによって、容易に明らかに理解できるであろう。なお当然理解できることであるが、開示した概念及び特定の実施例は、開示した実施例と同じ目的を果たすための他の構造体を修正したり設計したりするための基礎として容易に利用できる。なお同様に当然のことであるが、そのような均等な構造体は、本開示の原理の趣旨および範囲から逸脱しない。

開示した例示的実施例について詳細に説明するため、添付の図面を参照する。

図１は、本明細書に記載の原理に従う、海上の半潜水型プラットフォームの一実施例の斜視図であり、部分的に略して示す。 図２は、図１の半潜水型プラットフォームのポンツーンのうちの一つの斜視図である。 図３は、一つの垂直な柱状物の先端を切断した部分と、２つの水平なポンツーンとを示す、図１の半潜水型プラットフォームの船殻の角部のうちの一つの拡大斜視図である。 図４は、図１の半潜水型プラットフォームの柱状物のうちの一つの拡大部分断面底面斜視図である。 図５は、ポンツーンを取り外した状態の、先端を切断した図３の柱状物の拡大斜視図である。 図６は、記載した原理に従う、海上半潜水型プラットフォームのための船殻の一実施例の拡大部分斜視図であり、一つの垂直な柱状物の先端を切断した部分と２つの水平なポンツーンとを含む船殻の一つの角部を示す。 図７は、記載した原理に従う、海上半潜水型プラットフォームのための船殻の一実施例の拡大部分斜視図であり、一つの垂直な柱状物の先端を切断した部分と２つの水平なポンツーンとを含む船殻の一つの角部を示す。

表記法と用語
以下の説明は、本開示の特定の実施例の例示である。当業者であれば理解できることであるが、以下の説明は幅広く応用が可能であり、またいずれの実施例の議論も実施例の例示であり、特許請求の範囲を含め、本開示の範囲をいかなる方法においても、その実施例に限定することを提案するものではない。

図面は必ずしも縮尺通りではない。本明細書における特定の特徴や構成要素を縮尺について誇張したり、またはいくらか概略的に示したりしており、従来からある構成要素の詳細によっては明確さと簡潔さのために示していないものもある。図面によっては、明確さと簡潔さを改善するため、一つ以上の構成要素または構成要素の側面を省略したり、その特徴や構成要素を特定する参照番号を有していなかったりする場合もある。加えて、図面を含む本開示内で、共通するかまたは同様の構成要素を識別するため、似ているかまたは同じ参照番号を使用する場合がある。

特許請求の範囲を含む本開示において、「含む」と「備える」という用語若しくはこれらの派生語については非排他的な意味で用いているため、これらの用語は「〜を含むが・・・に限定しない」の意味として解釈されるべきである。同様に「接続する」という用語は間接的な接続または直接的な接続のどちらかを意味するものである。したがって第一構成要素を第二構成要素に接続する場合、その構成要素間の接続は、２つの構成要素の直接的な接続であっても、または他の中間の構成要素や装置、接続を介した間接的な接続であってもよい。「基づいて」という記載は「少なくとも一部に基づいて」という意味である。したがって、ＸがＹに基づく場合、ＸはＹと他の任意の要素とに基づいてもよい。「または」という単語は包括的に用いることができる。例えば「ＡまたはＢ」は、「Ａ」単独、「Ｂ」単独または「Ａ」と「Ｂ」の両方のいずれかの意味である。

加えて「軸方向の」と「軸方向に」という用語は、多くの場合、所与の軸に沿うことを意味し、一方で「半径方向の」と「半径方向に」という用語は多くの場合、その軸に対して垂直であることを意味する。例えば軸方向の距離とは、所与の軸に沿ってかまたは平行に測定される距離のことをいい、半径方向の距離とはその軸に対して垂直に測定される距離を意味する。当業者であれば理解できるように、「平行」及び「垂直」という用語を使用することは、正確な状態または理想的な状態だけでなく、部材がそれぞれ概して平行または概して垂直である状態のことも含めていう。さらに、明確にすることを目的として、相対方向または相対位置について言及がなされる場合がある。例えば「最上の」、「底の」、「上の」、「上方向に」、「下に」、「下側の」、「時計回りの」、「左の」、「左方向に」、「右の」、「右手の」、「下に」、「下側の」などが挙げられる。例えば、物体の相対方向若しくは相対位置または特徴は、図中に示されたり説明されたりする方向に関連するものであってもよい。その物体または特徴が別の方向から見えたり、別の方向で実施されたりする場合、代わりになる用語を使ってその方向または位置を説明するのが適切である場合がある。本明細書で用いるように、「およそ」、「約」、「実質的に」などの用語は記載した値の１０％以内（すなわちプラスマイナス１０％）を意味する。このため、例えば「約８０度」という記載の場合、７２度から８８度の範囲の角度のことをいう。

上述した通り、浮遊式半潜水型プラットフォームの船殻は概して、水平方向の基部と、その基部から垂直方向に延びる複数本の柱状物とを備える。この基部は概して、複数の（例えば３つ以上の）水平なポンツーンを備える。このポンツーンは末端間で連結されて大きな中央開口を有する閉ループ構造を形成している。柱状物の下端は、基部の角部（すなわち、ポンツーンの各組の交差部）の最上部に据え付けられており、そこから水面を通って柱状物の上端で支持される作業デッキへと伸びている。ポンツーンは通常、長方形の断面形状を有し、平らな補強パネルで構成される。水の外圧と作業デッキの重さによる圧縮荷重とが組み合わさるため、柱状物とポンツーンとは概して縦と横の補強材を組み合わせたものを必要とする。平らな補強パネルをポンツーンに使用し、補強材をポンツーンと柱状物に使用することで、製造コストと構造重量とが増大する。しかしながら、以下でより詳細に説明するように、本開示の浮遊式海上構造体と船殻の実施例によって、製造コストを抑え、さらに船殻の全重量を減少させる可能性を提供する。

掘削や産出作業の間、坑井の上のプラットフォームの位置を保持するためには、浮遊式海上構造体の動きを最小限に抑えることが望ましく、これにより、その構造体から海底まで延びるライザーに損傷を与える可能性を減らすことができる。海上プラットフォームの動きの要素のひとつはヒーブ（上下揺）であり、これは波の動きに応じたプラットフォームの垂直方向の直線変位である。ライザーの疲労と強度要件とを最小化するため、浮遊式海上構造体が許容限度内のヒーブ特性を有することが望ましい。多くの従来型の船殻デザインのヒーブ特性は、誘導される動荷重と関連する疲労にとって適切なライザーシステムのデザインに対するユニークな挑戦を示している。しかしながら、以下でさらに詳細に説明するように、本開示の浮遊式海上構造体と船殻の実施例によって、ヒーブ特性を改善する可能性を提供する。

図１によると、半潜水型のマルチカラム浮遊式海上構造体またはプラットフォーム５０の一実施例が示されている。図１において、プラットフォーム５０は水域５２に配置され、係留システムによって作業現場の上に係留されている。この実施例では、海上プラットフォーム５０は調節可能な浮力のある浮遊式船殻６０と、作業デッキまたは船殻６０の頂部に取り付けられた上甲板５５とを備える。上甲板５５は水面５２の上で船殻６０によって支持されている。船殻６０は複数の調節可能な浮力のあるポンツーン６２と、ポンツーン６２から上方向に延び、調節可能な浮力のある平行な複数の垂直柱状物６４とを備える。プラットフォーム５０の配置と設置をする間、ポンツーン６２と柱状物６４の浮力を調節することはできるが、設置後にプラットフォーム５０で作業している間は、柱状物６４がプラットフォーム５０に対して調節可能な浮力を提供し続ける一方で、ポンツーン６２は通常浸水している（例えば浮力を提供しない）。

各ポンツーン６２は、横方向に隣接する柱状物６４の各組の下端間で水平に延び、それによって４つの角部と中央の開口６６とを有する閉ループ基部６５を形成している。ポンツーン６２が柱状物６４の下端の側面間に延びているため、基部６５はポンツーン６２と柱状物６４の下端とによって形成されていると説明することもできる。本実施例では、基部６５は、同じ長さを有する各ポンツーン６２からなる四角形の配置を有するものとして示されているが、別の実施例では、基部（例えば基部６５）が長方形や三角形などの異なる幾何学的形状を有する場合もある。

柱状物６４は、基部６５から水面５２を通って垂直に延びている。上甲板５５は、柱状物６４の上端で船殻６０に取り付けられている。概して、石油やガスの掘削または産出作業で使用されるデリック、ドローワークス、ポンプ、洗浄機、集塵装置などの道具は、上甲板５５に設置され、上甲板５５によって支持されている。本実施例において、ライザーまたはその他の導管（図示せず）は、基部６５の開口６６を通過して上甲板５５まで延びている。このような実施例では、ライザーまたはその他の導管は、上甲板５５で直接的に支持される。しかしながら他の実施例では、ライザーまたはその他の導管が、ポンツーン６２によって直接支持されてもよい。

では図２を参照すると、一つのポンツーン６２が示されており、船殻６０のその他のポンツーン６２が同じであることが理解できるように記載されている。ポンツーン６２は、真っすぐで細長くて平行で、隣り合わせに連結された複数の円筒形の管状部材７５を備えている。この実施例において、ポンツーン６２は２本の水平な管状部材７５を備え、この管状部材７５は、細長い連結プレート８２でそれらの長さに沿って隣り合わせに固定可能に連結されている。本明細書で用いる「細長い」という用語は、長さ（例えば中心軸または長手方向軸に沿って測定される）が（例えば中心軸または長手方向軸に対して垂直に測定される）幅または直径よりも長い構造または構成要素について言及するものである。プレート８２は、一対の管状部材７５間を水平方向に延びているので、連結プレート８２の上面と下面とは、垂直面ベクトルとともに水平面に配置される。

次に図１及び２を参照すると、各管状部材７５は直線状の（すなわち真っすぐな）中心軸または長手方向軸７６と、第１端部７５Ａと、第２端部７５Ｂを有している。第１端部７５Ａは、柱状物６４の下端の側面に接続されており、第２端部７５Ｂは、別の柱状物６４の下端の側面に固定可能に接続されている。このように、各管状部材７５は、２本の柱状物６４間に延びている。本実施例において、各管状部材７５は、端部７５Ａ，７５Ｂ間を軸方向に測定した長さが同じであるので、各ポンツーン６２は同じ軸長を有する。同じポンツーン６２における管状部材７５の軸７６は、共通する水平面にある。さらに、基部６５の全てのポンツーン６２における管状部材７５の軸７６は、共通の水平面にある。

図２にもっとも良く示されているように、各管状部材７５は円筒側壁７７と、内部空洞７８と、軸方向に離間して配置された複数の環状の補強材７９とを備える。この補強材７９は、空洞７８内の側壁７７の内面に取り付けられている。端部キャップまたは端部プレート８０は、端部７５Ａ，７５Ｂのそれぞれに取り付けられることにより、管状部材７５内の空洞７８を閉鎖して密閉している。図１及び２において、端部プレート８０は平らなプレートであり、軸７６に対して垂直方向を向いている。実施例において、空洞７８は、複数の区別できる別個のバラストタンクに分割することができる。例えば、軸方向に離間した複数の垂直なバルクヘッドを管状部材７５に沿って設けて、複数の軸方向に隣接するバラストタンクを形成してもよい。そのようなバラストタンクを、固定式のバラストや、調節可能なバラスト、空気などの気体またはこれらを組み合わせたもので選択的に満たし、対応する管状部材７５の浮力を調節することができ、したがって対応するポンツーン６２と基部６５の浮力を調節することができる。

図３に示すように、管状部材７５は、端部間がつながった複数の円形の部品７７Ａから形成することができる。この実施例では、部品７７Ａは細長くはないが、他の実施例では、その管状部材を形成する部品（例えば管状部材７５の各部品７７Ａ）が細長くてもよい。代わりに、管状部材７５を、材料となる細長い長方形の断片（一つまたは複数の断片がまとまって溶接されて一つの断片を形成しているもの）から形成することができる。この細長い長方形の断片は、巻かれた後に継ぎ目に沿って縦に溶接されている。

図２及び３を参照すると、水平な縁プレート８４が各ポンツーン６２の各側面に沿って設けられている。各プレート８４は、対応するポンツーン６２の側面から水平に延びており、かつ、対応するポンツーン６２の長さに沿って軸方向に延びている。より具体的には、一つの縁プレート８４は、各管状部材７５の外面から水平方向に、連結プレート８２の反対側にある管状部材７５の側面に延びている。本実施例において、連結プレート８２と縁プレート８４とは、共通の水平面に配置され、さらに円筒形の管状部材７５の垂直方向の中間部分に配置されている。

図３に示すように、軸方向に離間し、垂直方向に延びる複数のガセットまたはブラケット８６は、プレート８４のそれぞれの上面及び下面から、対応する管状部材７５の側壁７７の外側表面に延びている。各ブラケット８６は、環状の補強材７９のうちの一つに軸方向に沿っている。ブラケット８６は縁プレート８２を強化し、縁プレート８２に剛性を付与している。連結プレート８２と縁プレート８４とは、ポンツーン６２に対して構造完全性を提供し、プラットフォーム５０の垂直方向の動きを減衰させる。なぜならば、これらは一水平面にあり、抗力及び垂直方向の動きに抵抗する追加の質量をもたらすためである。したがって、プレート８２と８４のそれぞれは、プラットフォーム５０の垂直方向の動きを低減する「ヒーブプレート」として説明することもできる。

複数の円筒形の管状部材７５を隣り合わせに配置することで、対応するポンツーン６２の垂直方向の高さを低くしたり最小化するとともに、その水平方向の幅を大きくしたり最大化したりしている。このような配置によって、ポンツーン６２とプラットフォーム５０とが受ける、海流や波によって生じる可能性のある水平荷重を減らす可能性を提供するとともに、垂直方向の抗力やポンツーン６２の付加される質量を増大させることによってプラットフォーム５０の上下揺を小さくする可能性を提供する。結果として、本明細書で説明したポンツーン（例えばポンツーン６２）によれば、従来型の船殻と同様の大きさの上下揺に対処するように設計された従来型のポンツーンと比べて、係留システムの性能要件及び関連するコストを低減する可能性を提供する。

次に図１及び３を参照すると、船殻６０の各柱状物６４は、垂直方向に延びる直線状の（すなわち真っすぐな）中心軸または長手方向軸１０１を有する。したがって、船殻６０の正面視及び側面視で、軸１０１は円筒形の管状部材７５の軸７６に対して垂直である。加えて、それぞれの柱状物６４は、平行で細長い円筒形の管状部材１０５を複数備える。それぞれの管状部材１０５は、上甲板５５を支持する第１端または上端１０５Ａと、一組のポンツーン６２に取り付けられた第２端または下端１０５Ｂとを有する。図１及び３に示されている実施例では、それぞれの柱状物６４は、対応する柱状物６４の軸１０１周りに、周方向に一様に離間し、かつ、隣り合って配置されて概して四角形の柱状物６４を形成している４本の円筒形の管状部材１０５を備えている。加えて、所与の柱状物６４内の各管状部材１０５は、対応する柱状物６４の軸１０１から等距離にある。

次に図３及び４を参照すると、各管状部材１０５は、円筒側壁１０７と、内部の空洞１０８と、空洞１０８内の側壁１０７の内面に取り付けられた、軸方向に離間した複数の環状補強材１１９とを備える。図４にもっとも良く示されているように、本実施例において、各管状部材１０５の内部空洞１０８は、軸方向に離間した複数のデッキまたはバルクヘッド１２０によって規定される、垂直方向に積み重ねられた複数の区画１２６に分けられている。それぞれのバルクヘッド１２０は、垂直方向を向いた２セットの補強材１２４によって補強された、水平方向の平らなプレート１２２を備える。区画１２６は、各管状部材１０５内の、区別可能でかつ分離している複数のバラストタンクを形成している。このようなバラストタンクは、固定式のバラスト、調節可能なバラスト、空気などの気体、またはこれらを組み合わせたもので選択的に満たし、対応する管状部材１０５と基部６５との浮力を調節することができる。

さらに図４を参照すると、所与の柱状物６４内の各管状部材１０５の下端１０５Ｂは、外部のデッキ１３０によって蓋がされて密閉されている。言い換えれば、一つの水平なデッキ１３０が、対応する柱状物６４の各管状部材１０５の下端１０５Ｂに広がり、下端１０５Ｂを閉じて密閉している。またデッキ１３０は、各部材１０５の最下部のバラストタンク１２６のためのバルクヘッドまたは底部パネルを形成している。これにより、船殻６０の設計を簡素化し、セパレートを不要にし、下端１０５Ｂを閉じるための材料の追加のプレートを不要にしている。それぞれのデッキ１３０は、垂直方向に延びる複数の補強材１３４Ａ及び１３４Ｂの２組によって補強された水平なプレート１３２を含む。この実施例において、各デッキ１３０は概して正方形を有する。他の実施例では、デッキ（例えばデッキ１３０）は、別の形状（例えば円形や長方形等）を有していても良い。

図１及び３にもっとも良く示されているように、デッキ１３０は、対応する柱状物６４及び関連する管状部材６５の外周を超えて水平方向に（軸１０１に対して放射状に）延びている。概して、各デッキ１３０が対応する柱状物６４の外周を超えて（軸１０１に対して放射状に）はみ出る水平方向の距離を調整することで、船殻６０とプラットフォーム５０の所望の上下揺運動を実現することができる。本明細書に記載した実施例において、各デッキ１３０が、対応する柱状物６４の外周を超えて（軸１０１に対して放射状に）延びる水平方向の距離は、対応する柱状物６４の隣接する管状部材１０５の各組間の水平方向の最小の距離と等しいかまたはそれより大きく（例えば約１ｍ）、かつ、対応する柱状物６４のひとつの管状部材１０５の外径より小さいかまたは等しいことが望ましい。さらに、各デッキ１３０が、対応する柱状物６４の外周を超えて（軸１０１に対して放射状に）延びる水平方向の距離は、対応する柱状物６４のひとつの管状部材１０５の外径の約半分の距離であることがより望ましい。示した実施例において、デッキ１３０は、対応する柱状物６４に固定された円筒形の管状部材７５の端部７５Ａ及び７５Ｂの下を短い距離だけ延びている。（対応する柱状物６４の外周を超えて延びている）デッキ１３０の水平方向と大きさとによって、デッキ１３０がプラットフォーム５０の上下揺を小さくするための付加質量を誘導するヒーブプレートとして機能するようになる。

ポンツーン６２の円筒形の管状部材７５と同様に、柱状物６４の円筒形の管状部材１０５を、端部同士が接合された複数の円形部品１０７Ａから形成することができる。本実施例において、部品１０７Ａは細長くはないが、他の実施例では各部品１０７Ａは細長くても良い。その代わりに管状部材１０５は、材料となる細長い長方形断片（一つまたは複数の断片がまとまって溶接されて一つの断片を形成しているもの）から形成することができる。この断片は、巻かれた後に継ぎ目に沿って縦に溶接されている。

改めて図３を参照すると、基部６５の一つの角部が示されている。特に、ひとつの柱状物６４と２つのポンツーン６２との交差部分が、対応するデッキ１３０とともに示されている。図３には基部６５の一つの角部のみが示されているが、基部６５の他の角部も同様であることは理解されたい。図３に示すように、ポンツーン６２は、複数の接続アセンブリ１４５を介して柱状物６４に固定可能に連結されている。一つの接続アセンブリ１４５は、隣接する部材７５，１０５の各組の間に配置されている。より具体的には、各管状部材７５の端部７５Ａ，７５Ｂは、対応する管状部材１０５の下端１０５Ｂの側方に隣接して配置され、一つの接続アセンブリ１４５によってそこに固定可能に連結されている。

図５にもっとも良く示されているように、本実施例では、各接続アセンブリ１４５は、水平方向に離間して配置されており、かつ、垂直方向に延びる複数のブラケット１５０と、垂直方向に離間して配置されており、かつ、水平方向に延びる複数のブラケット１６０とを含む。ブラケット１５０は、互いに平行になるように配置され、軸１０１の方向の面上にある。ブラケット１６０は、互いに平行になるように配置され、軸１０１に対して垂直方向の面上にある。加えて、ブラケット１５０が、対応する部材１０５の外面１１０の一部の周りに周方向に間隔をあけて配置されている一方で、ブラケット１６０は、対応する部材１０５の外面１１０の一部の周りに垂直方向に間隔をあけて配置されている。ブラケット１５０，１６０は、対応する部材７５，１０５の円筒外面に固定可能に取り付けられている。各接続アセンブリ１４５の各ブラケット１５０は、対応する管状部材７５の同じ端部７５Ａ，７５Ｂまで延びている。このため、各接続アセンブリ１４５の周方向外側のブラケット１５０（例えばアセンブリ１４５の側面により近接して配置されたブラケット１５０）は、対応する端部７５Ａ，７５Ｂに向かって水平方向に延びている。その周方向外側のブラケット１５０が水平方向に延びている距離は、対応する管状部材１０５の外面１１０の湾曲を相殺するために、周方向内側のブラケット１５０（例えばアセンブリ１４５の側面中央により近接して配置されたブラケット１５０）が水平方向に延びている距離よりも大きくなっている。

さらに図５を参照すると、垂直方向のブラケット１５０はそれぞれ、第１端部または上端１５１と、第２端部または下端１５２と、端部１５１，１５２間に延びている後側部分または背骨部分１５４と、上端１５１において背骨部分１５４から水平方向に（かつ管状部材１０５から離れる方向に）延びている第１突起または上側突起１５６と、下端１５２において背骨部分１５４から水平方向に（かつ管状部材１０５から離れる方向に）延びる第２突起または下側突起１５８とを含む。管状部材１０５に取り付けられる背骨部分１６４の後側は、外面１１０の湾曲と一致するように窪んでいる。また、各接続アセンブリ１４５の、上下方向中央に位置する水平方向のブラケット１６０は、第１端部または外側端部１６１と、第２端部または内側端部１６２と、端部１６１と１６２の間に延びている後側部分または背骨部分１６４と、外側端部１６１において背骨部分１６４から水平方向に延びている外側突起１６６とを含む。内側端部１６２は、隣接する部材１０５間に位置し、本実施例では、隣接する管状部材１０５または連結プレート８２と干渉しないように突起を有さない。概して円形の凹部１７０は、共通の垂直面にある対応する管状部材１０５の末端にある背骨部分１５４，１６４の前部とともに突起１５６，１５８，１６６によって形成されている。円形の凹部１７０の大きさと形状は、対応する管状部材７５の端部７５Ａ，７５Ｂをスライドするように受け止めるようになっている。この管状部材７５は、突起１５６，１５８，１６６と背骨部分１５４，１６４とに溶接される。対応する端部７５Ａ，７５Ｂの反対側の凹部１７０の内面は、平らな端部７５Ａ，７５Ｂ及び対応する管状部材７５の平らな端部プレート８０と一致するように平らである。実施例によっては、管状部材７５間の接続プレート８２は、隣接する管状部材１０５から延びている中央の水平なブラケット１６０と一致しかつ隣接している。そして、管状部材７５間の接続プレート８２は、２つの垂直なブラケット１５０に溶接されていてもよい。

中間に接続アセンブリ１４５を使用することで、サドル型接続の複雑さを避け、それよってポンツーン６２の製造と、柱状物６４に対するポンツーン６２の結合とを簡素化する可能性を提供する。結果として、ポンツーン６２を平らな端部７５Ａ，７５Ｂを有する円筒形の管状部材７５から形成することができる。この平らな端部７５Ａ，７５Ｂは、ポンツーン６２が柱状物６４に接続される前に、平らな端部プレート８０によって閉じられて密閉されている。したがって、ポンツーン６２を柱状物６４に結合する前に、ポンツーン６２を製造し、密閉し、試験することができる。

本実施例において、ブラケット１５０はそれぞれ、下端１５２がデッキ１３０に（例えば溶接されて）結合された状態で、デッキ１３０の補強材１３４Ａ，１３４Ｂのひとつと同一平面上にあり、これによって、接続アセンブリ１４５と、デッキ１３０と、ポンツーン６２と、柱状物６４との間の構造的な連続性を提供している。ブラケット１５０，１６０は、例えば部材７５，１０５及びデッキ１３０に溶接された平らなプレートであってもよく、当業者に知られている任意の方法によって設置することができる。図５の実施例において、ブラケット１５０，１６０は間隔をあけて配置されており、溶接機へのアクセスを可能とし、作業者がすべての溶接手順及び検査を実行できるようになっている。同時に、垂直及び水平なブラケット１５０，１６０と、補強材１３４Ａ，１３４Ｂは、荷重を分配し、構造的連続性を提供し、応力集中を避けるように形成されている。製造と検査は、従来のサドル結合と比べて簡素であり、費用対効果が高いものになると予想される。

図１〜３に示された実施例において、各管状部材７５は独立式であるため、各ポンツーン６２の隣接する管状部材７５の空洞７８は、管状部材１０５及び他の管状部材７５から構造的に分離され、かつ、互いに独立している。しかしながら、他の実施例においては、容量７８またはそれらのバラストタンクが、配管によって他の部材７５または柱状物６４と相互接続されてもよい。

次に図６を参照すると、浮遊式海上構造体のための船殻２６０の別の実施例の一つの角部が示されている。船殻２６０は、水域の表面の上の上甲板（例えば上甲板５５）を支持し、図１に示すプラットフォーム５０の船殻６０を取り替えることもできる。本実施例において船殻２６０は、浮力調節が可能な複数の柱状物６４の下端に結合された、複数の浮力調節が可能な水平なポンツーン６２を備える。図６には船殻２６０の一つの角部のみが示されているが、船殻２６０が複数の垂直な柱状物６４と、柱状物６４の下端に接続された複数の水平なポンツーン２６２とを備えること、そして前に説明した基部６５と同様の閉ループ基部を形成していることを理解されたい。船殻２６０のそれぞれの角部は図６に示されているものと同じであるので、船殻２６０の他の角部が同じであるという理解があるものとして、船殻２６０の一つの角部について説明する。

柱状物６４は前に説明した通りである。ポンツーン２６２については、ポンツーン２６２の端部と、ポンツーン２６２と柱状物６４との間の接合部分とを除いては、前に説明したものと実質的に同じである。より具体的には、それぞれのポンツーン２６２は、隣り合って横方向に接続されている、真っすぐで細長くて水平方向に延びる複数の管状部材２７５を備える。本実施例において、２本の平行な管状部材２７５は、前に説明した水平な接続プレート８２によって隣り合って接続されて、ポンツーン２６２を形成している。ポンツーン２６２は、直線状の（すなわち真っすぐな）中央軸または長手方向軸２７６と、柱状物６４の下端に固定可能に連結される第１端部２７５Ａと、別の柱状物６４の下端に固定可能に連結される第２端部２７５Ｂとを有する。各管状部材２７５の各端部２７５Ａ，２７５Ｂは、対応する管状部材１０５の円筒外面１１０の周りに部分的に沿って適合する凹形の輪郭形状またはサドル形状を有する。前に説明した円筒形の管状部材７５と同様、本実施例においては、管状部材２７５のそれぞれが円筒側壁２７７と、内部空洞７８と、壁２７７の内面に沿って軸方向に間隔をあけて配置された複数の環状補強材７９とを備える。しかしながら部材２７５は、端部２７５Ａ，２７５Ｂに端部キャップまたは端部プレートを有さない。その代わりに以下でより詳細に説明する通り、空洞７８は端部２７５Ａ，２７５Ｂの交差部分及び対応する柱状物６４のうちの一つの下端で密閉されている。また管状部材２７５は、軸方向に間隔をあけて配置されたバルクヘッドによって形成される、軸方向に隣接する複数のバラストタンクを備える。概して、管状部材２７５は、前に説明した円筒形の管状部材７５と同様の方法で形成することができる（例えば細長い資材で、縦に巻いて溶接したもの、または端部間を結合した複数の短い円形部分から形成できる）。

さらに図６を参照すると、ポンツーン２６２は、前に説明したように、補強された２つの水平な縁プレート８４を備えている。この縁プレート８４は、管状部材２７５の外面に沿って軸方向に延びている。接続プレート８２と縁プレート８４とは、ポンツーン２６２に対して構造完全性を提供し、垂直方向の動きを低減するため、水平なヒーブプレートとして説明することもできる。本実施例では、プレート８２，８４は共通の水平面に配置され、上下方向で管状部材２７５の中間に位置する。

管状部材２７５の軸２７６は、同じ水平面に位置している。前にポンツーン６２に関して説明した通り、複数の管状部材２７５を隣り合わせに配置することで、対応するポンツーン２６２の垂直方向の高さを小さくしたり最小化する一方で、同時にその水平方向の幅を大きくしたり最大化させたりしている。このような配置によって、ポンツーン２６２と関連するプラットフォームとが受ける、海流や波によって生じる可能性のある水平荷重を減らす可能性を提供するとともに、垂直方向の抗力や付加されるポンツーン２６２の質量を増大させることによって、プラットフォーム５０の上下揺を少なくする可能性を提供する。結果として、本明細書で説明したポンツーン２６２などのポンツーンの実施例を使用することで、同様の大きさの従来型船殻と比べて、船殻の上下揺の対処に必要となり得る係留システムの性能要件と、関連するコストとを低減する可能性を提供する。

さらに図６を参照すると、各ポンツーン２６２は対応する管状部材６４に接続部２８５で連結されている。ひとつの接続部２８５は、各管状部材２７５と対応する管状部材１０５との間に設けられている。特に各管状部材２７５は、垂直な管状部材１０５の一つに隣接して配置され、一つの接続部２８５で管状部材１０５の下端１０５Ｂに結合されている。各接続部２８５はサドル型接続であり、管状部材２７５の輪郭端部２７５Ａ，２７５Ｂが、対応する管状部材１０５の外面１１０の周りを部分的に覆い、そこに直接的に（例えば溶接されて）接合されている。本実施例において、接続部２８５は接合された部材２７５と１０５の間に延びるガセットやブラケットのいずれも備えていないが、他の実施例においては、そのような特徴を加えても良い。各管状部材２７５と、対応する管状部材１０５との間に接続部２８５を収容するための十分なスペースを確保するため、各管状部材２７５の外径は、対応する管状部材１０５の外径よりも小さい。特に各管状部材２７５の外径は、対応する管状部材１０５の外径の８０〜９０％の大きさであることが望ましい。

図７を参照すると、浮遊式海上構造体のための船殻３６０の別の実施例の一つの角部が示されている。船殻３６０は水域の表面の上の上甲板（例えば上甲板５５）を支持し、図１に示すプラットフォーム５０の船殻６０を取り替えることもできる。本実施例において船殻３６０は、浮力調節が可能な複数の柱状物３６４の下端に結合された、複数の浮力調節が可能な水平なポンツーン３６２を備える。図７には船殻３６０の一つの角部のみが示されているが、船殻３６０は、垂直な複数の柱状物３６４と、柱状物３６４の下端に接続された複数の水平なポンツーン３６２とを備えること、そして前に説明した基部６５と同様の閉ループ基部を形成していることを理解されたい。船殻３６０のそれぞれの角部は図７に示されているものと同じであるので、船殻３６０の他の角部が同じであるという理解があるものとして、船殻３６０の一つの角部について説明する。

ポンツーン３６２は、柱状物３６４の下端から延びている。ポンツーン２６２と同様に、各ポンツーン３６２は、真っすぐで細長い管状部材２７５を備え、管状部材２７５は前に説明したように水平方向に隣り合って配置されている。しかしながら、本実施例において、３本の平行な管状部材２７５は、水平な接続プレート８２によって接続されている。前に説明したものと同様の一つのプレート８２は、ポンツーン３６２の隣接する管状部材２７５の各組の間に配置されている。加えて、ポンツーン３６２はさらに、補強された２本の水平な縁プレート８４を備えている。この縁プレート８４は、外側の２本の管状部材２７５の外側領域に沿って長さ方向に（すなわち軸方向に）延びている。本実施例において、プレート８２，８４は、共通の水平面に配置されており、垂直方向で管状部材２７５の中間に位置している。接続プレート８２と縁プレート８４とは、ポンツーン３６２に対して構造完全性を提供し、プラットフォーム５０の垂直方向の動きを低減するので、水平なヒーブプレートとして形成されていることとなる。

管状部材２７５の軸２７６は、同じ水平面に位置する。前にポンツーン６２に関して説明した通り、管状部材２７５を隣り合わせに配置することで、ポンツーン３６２の垂直方向の高さを小さくしたり最小化したりし、さらにその水平面における幅を増大させたり最大化させたりしている。この構成によって、ポンツーン３６２と船殻３６０とが、海流や波によって生じる可能性のある横からの力を受けにくくしている。なお、この構成によってプラットフォーム５０の上下揺の動きを減らすための、ポンツーン３６２の垂直方向の抗力を大きくすることができる。結果として、ポンツーン３６２を使用することにより、従来の船殻で使用されていたものよりも、より小さくより安価な係留システムを使用できるようになる。

図７をさらに参照すると、船殻３６０の柱状物３６４は、前に説明した柱状物６４と実質的に同じである。特に、柱状物３６４は前に説明した通り、垂直で円筒形の管状部材１０５を複数備える。この管状部材１０５は、ヒーブプレートとして機能する下方の外部デッキ１３０によって互いに接合され、密閉されている。しかしながら、本実施例において、柱状物３６４は、垂直方向に平行に延びている９本の円筒形の管状部材１０５と、中心軸または長手方向軸１０１とを備えている。管状部材１０５は、略四角形状となるように配置されており、その略四角形状は、各辺に沿う３本の管状部材１０５と、その中心で他の管状部材１０５に囲まれる１本の管状部材１０５とで構成されている。

各ポンツーン３６２は、前に説明した通り、対応する柱状物３６４に複数の接続部２８５で固定可能に結合されている。一つの接続部２８５は各管状部材１０５を、対応する管状部材１０５に連結している。特に各管状部材２７５は、垂直な管状部材１０５のうちの１本に隣接して配置されており、その管状部材１０５の下端１０５Ｂに一つの接続部２８５で接合されている。前に説明した通り、各接続部２８５は、サドル型接続であり、管状部材２７５の輪郭端部２７５Ａ，２７５Ｂが、対応する管状部材１０５の外面１１０の周りを部分的に覆い、そこに直接的に（例えば溶接などで）接合されている。本実施例において、接続部２８５は、接合された部材２７５と１０５との間に延びるガセットやブラケットのいずれも備えないが、他の実施例ではそのような特徴が加えられても良い。

図６及び７に示す実施例では、ポンツーン２６２，３６２それぞれの管状部材２７５の空洞７８は、構造的に互いに分離及び独立しており、柱状物６４の管状部材１０５からも、他のポンツーン２６２，３６２の管状部材２７５からも分離及び独立している。しかしながら、他の実施例では、空洞７８またはそれらのバラストタンクは、配管によって他の部材２７５または柱状物６４に対して相互接続されていてもよい。

本明細書で説明したポンツーン６２，２６２，３６２の実施例は、円筒形の管状部材７５，２７５の円筒側壁７７，２７７の内面に沿って設置された、軸方向に間隔をあけて配置された環状の補強材７９は備えるが、内部の長手方向の補強材は有していない。内部の環状の補強材７９とともに部材７５，２７５の円形の管状形状によって、構造完全性と構造剛性とを提供する一方で、接続プレート８２と縁プレート８４は、部材７５，２７５及びポンツーン６２，２６２，３６２の構造完全性または構造剛性を高め、上下揺を減少させる、外側の長手方向の補強材として機能する。

例示的実施例を示して説明してきたが、その修正は当業者であれば、本開示の範囲または教示から逸脱することなく修正を加えることが可能である。本明細書で説明した実施例は例示に過ぎず、限定するものではない。本明細書で説明したシステム、装置及び方法の多くの変形例、組み合わせ及び修正は、本開示の範囲内で可能である。したがって、保護の範囲は本開示の実施例に限定されないが、クレームの主題の全ての均等物を含む範囲に従うクレームによって限定されるのみである。記載した明細書または図面内に、いずれかの特定の方法のステップまたは操作を含んでいたとしても、それが必ずしもその方法に必要な特定のステップまたは操作であることを意味するわけではない。本願明細書または特許請求の範囲に記載した方法のステップまたは操作は、順序が明示的に述べられているステップまたは操作がある場合を除いては、実現可能な任意の順番で実施することができる。実施によっては、方法の２つ以上のステップまたは操作を連続的に実行する以外に、並行して実施することもできる。例えば方法クレームにおける操作の前の（ａ），（ｂ），（ｃ）または（１），（２），（３）などの特定記号の記載は、その操作に対する特定の順番を明示しようとしたり明示したりするものではなく、むしろそのような操作について後で参照しやすくするために用いたものである。

Claims (20)

1. 浮遊式海上構造体であって、
   浮力のある船殻を備え、船殻は第１柱状物と、第２柱状物と、第１柱状物及び第２柱状物に結合されたポンツーンとを含み、それぞれの柱状物は垂直方向に延びており、ポンツーンは第１柱状物から第２柱状物まで水平方向に延びており、
   それぞれの柱状物は、中心軸と上端と下端とを有し、
   ポンツーンは第１管状部材と、第１管状部材に隣接して横方向に配置された第２管状部材とを有し、それぞれの管状部材は中心軸と、第１柱状物の下端に結合された第１端と、第２柱状物の下端に結合された第２端とを有し、
   第１管状部材の長手方向軸と第２管状部材の長手方向軸とが共通の水平面に配置されていることを特徴とする海上構造体。
2. 請求項１に記載の海上構造体であって、ポンツーンがポンツーンの第１管状部材と第２管状部材の間に接続プレートを含み、その接続プレートが第１管状部材と第２管状部材とに固定可能に結合されていることを特徴とする海上構造体。
3. 請求項２に記載の海上構造体であって、接続プレートが第１管状部材から第２管状部材まで水平方向に延びていることを特徴とする海上構造体。
4. 請求項３に記載の海上構造体であって、接続プレートが、管状部材の第１端から管状部材の第２端まで、管状部材の中心軸に対して軸方向に延びていることを特徴とする海上構造体。
5. 請求項２に記載の海上構造体であって、第１縁プレートが第１管状部材から延びており、第２縁プレートが第２管状部材から延びており、第１管状部材と、接続プレートと、第２管状部材とが第１縁プレートと第２縁プレートの間に配置されていることを特徴とする海上構造体。
6. 請求項５に記載の海上構造体であって、第１縁プレートが、第１管状部材の第１端から第１管状部材の第２端まで、第１管状部材の中心軸に対して軸方向に延びており、
   第２縁プレートが、第２管状部材の第１端から第２管状部材の第２端まで、第２管状部材の中心軸に対して軸方向に延びていることを特徴とする海上構造体。
7. 請求項６に記載の海上構造体であって、接続プレートが、第１管状部材から第２管状部材まで水平方向に延びており、
   第１縁プレートが第１管状部材から水平方向に延びており、第２縁プレートが第２管状部材から水平方向に延びていることを特徴とする海上構造体。
8. 請求項７に記載の海上構造体であって、第１縁プレートと第２縁プレートと接続プレートとが、第１管状部材と第２管状部材に対して垂直方向の中心に位置することを特徴とする海上構造体。
9. 請求項１に記載の海上構造体であって、第１柱状物の下端に結合された第１外部デッキと、第２柱状物の下端に結合された第２外部デッキとをさらに備え、
   第１外部デッキは、第１柱状物の下端の外周を超えて水平方向に延びており、第２外部デッキは、第２柱状物の下端の外周を超えて水平方向に延びていることを特徴とする海上構造体。
10. 請求項９に記載の海上構造体であって、それぞれの柱状物が、垂直方向に延びる複数の管状部材を備え、各柱状物の各管状部材が上端と、下端と、外側の円筒面とを有し、
    第１外部デッキが第１柱状物の各管状部材の下端を閉じて密閉し、第２外部デッキが第２柱状物の各管状部材の下端を閉じて密閉していることを特徴とする海上構造体。
11. 請求項１に記載の海上構造体であって、各柱状物が、垂直方向に延びる複数の管状部材を備え、各柱状物の各管状部材が上端と下端と外側の円筒面とを有し、
    第１接続アセンブリが、ポンツーンの第１管状部材の第１端を第１柱状物の管状部材のひとつの下端に結合し、
    第２接続アセンブリが、ポンツーンの第２管状部材の第１端を第１柱状物の管状部材のひとつの下端に結合し、
    各接続アセンブリが柱状物の対応する管状部材の外面に沿って配置された、複数の垂直なブラケットを備え、第１接続アセンブリの垂直なブラケットが、ポンツーンの第１管状部材の第１端を受け止める円形の凹部を形成しており、第２接続アセンブリの垂直なブラケットが、ポンツーンの第２管状部材の第１端を受け止める円形の凹部を形成していることを特徴とする海上構造体。
12. 請求項１に記載の海上構造体であって、ポンツーンの各管状部材が円形の断面形状を有することを特徴とする海上構造体。
13. 請求項１２に記載の海上構造体であって、ポンツーンの各管状部材が、軸方向に間隔をあけて配置された複数の環状補強材を含むことを特徴とする海上構造体。
14. 浮遊式の海上構造体であって、
    浮力のある船殻を備え、船殻は第１柱状物と、第２柱状物と、第１柱状物から第２柱状物まで延びるポンツーンを含み、
    各柱状物は、垂直方向に延び、中心軸と上端と下端とを有し、
    ポンツーンが、第１円筒管状部材と、第１円筒管状部材と平行に延びる第２円筒管状部材とを含み、第２円筒管状部材が第１円筒管状部材に隣接して横方向に配置されており、各管状部材は水平方向に延び、各管状部材は中心軸と、第１柱状物の下端に結合される第１端と、第２柱状物の下端に結合される第２端とを有することを特徴とする海上構造体。
15. 請求項１４に記載の海上構造体であって、ポンツーンが第１円筒管状部材から第２円筒管状部材まで水平方向に延びる接続プレートを含むことを特徴とする海上構造体。
16. 請求項１５に記載の海上構造体であって、接続プレートが、第１円筒管状部材の第１端から第１円筒管状部材の第２端まで、第１円筒管状部材の中心軸に対して軸方向に延びていることを特徴とする海上構造体。
17. 請求項１５に記載の海上構造体であって、第１縁プレートが第１円筒管状部材から水平方向に延びており、第２縁プレートが第２円筒管状部材から水平方向に延びていることを特徴とする海上構造体。
18. 請求項１７に記載の海上構造体であって、第１縁プレートが、第１円筒管状部材の第１端から第１円筒管状部材の第２端まで、第１円筒管状部材の中心軸に対して軸方向に延びており、
    第２縁プレートが、第２円筒管状部材の第１端から第２円筒管状部材の第２端まで、第２円筒管状部材の中心軸に対して軸方向に延びていることを特徴とする海上構造体。
19. 請求項１７に記載の海上構造体であって、接続プレートと、第１縁プレートと、第２縁プレートとが、共通の水平面に配置されていることを特徴とする海上構造体。
20. 請求項１４に記載の海上構造体であって、第１柱状物の下端に結合される第１外部デッキと、第２柱状物の下端に結合される第２外部デッキとをさらに備え、
    第１外部デッキが、第１柱状物の下端の外周を超えて水平方向に延びており、第２外部デッキが、第２柱状物の下端の外周を超えて水平方向に延びていることを特徴とする海上構造体。
    

Images