JP2020531720A - セグメント化されたサクションバケット - Google Patents

Abstract

本発明は、海洋施設の海底基礎用のサクションバケット（３０）に関する。サクションバケット（３０）は、海底堆積物（２２）内に埋め込まれるように構成されている。サクションバケット（３０）は、蓋（３１）と側壁（３２）とを含んでいる。側壁（３２）は、第１の円周セグメント（３５）と少なくとも第２の円周セグメント（３６）とにセグメント化されている。第１の円周セグメント（３５）は、第２の円周セグメント（３６）と接続されている。第１の円周セグメント（３５）および第２の円周セグメント（３６）は、サクションバケット（３０）の蓋（３１）に取り付けられている。さらに、第１の円周セグメント（３５）および第２の円周セグメント（３６）はそれぞれ、少なくとも１つの実質的に平坦な部分を含んでいる。さらに、本発明は、海洋施設の海底基礎用のサクションバケット（３０）を製造する方法に関する。

Description

本発明は、海洋施設の海底基礎用のセグメント化されたサクションバケットに関する。さらに、本発明は、この種のサクションバケットを製造する方法に関する。

サクションバケットは、海底堆積物内に埋め込まれた、ひっくり返されたバケツとして効果的に説明可能である。この埋め込みは、押し込むか、サクションバケットの空洞内に負圧を発生させることによって実現される。これらの技術の両方には、バケットを海底内に固定する効果がある。設置プロセスを逆にすること、すなわち、サクションバケットの空洞内に過圧をかけることによって、サクションバケットを比較的簡単に取り外すこともできる。

サクションバケットおよびその使用に関しては、早くも、１９２７年に記載がされている（英国特許ＧＢ２８８０７７を参照）。たとえば国際特許出願である国際公開第０１／７１１０５号または国際公開第２０１３／１１７１９７号に開示されているように、サクションバケットの設置を容易にするためにさまざまな設計が提案されている。

サクションバケットの設置は、現在、石油およびガス海洋産業において広く使用されている。今日、２０００を超えるサクションアンカーが、主として正規圧密状態の粘土に、最大で１０００ｍを超える水深まで設置されている。

サクションバケットは典型的に鋼製であり、蓋と側壁とを備えている。側壁はバケットスカートとも称される。バケットスカートは一体型として作製されていても、複数のバケットスカートセグメントにセグメント化されていてもよい。

従来のサクションバケットは、円筒形状または円錐形状を有しており、ここでは、蓋に対して実質的に平行な面におけるその断面は楕円形であり、しばしば円形である。さらに、円筒形状のいくつかのコンポーネントを組み合わせて、１つのサクションバケットにすることが知られている。

サクションバケットは一般に製造が難しく、相当量の材料を必要とする。

したがって、海洋施設の海底基礎用のサクションバケットの製造プロセスを容易にすることが望まれている。さらに、サクションバケットの所定の安定性と耐荷重能力とを達成するために必要な材料量を減らすことが望ましい。

上述の課題を解決するための概念は、独立請求項に提案されている。従属請求項は、本発明の有利な実施形態を開示している。

本発明では、海洋施設の海底基礎用のサクションバケットが提供され、このサクションバケットは蓋と側壁とを含んでおり、たとえばサクションバケットの空洞内に負圧を発生させることによって、海底堆積物内に埋め込まれるように構成されている（本特許出願のコンテキストにおいては、空洞はサクションバケットの蓋と側壁とによって画定されている）。さらに、側壁は、第１の円周セグメントと少なくとも第２の円周セグメントとにセグメント化され、ここで第１の円周セグメントは第２の円周セグメントと接続されており、第１の円周セグメントおよび第２の円周セグメントはサクションバケットの蓋に取り付けられている。さらに、第１の円周セグメントおよび第２の円周セグメントはそれぞれ、少なくとも１つの実質的に平坦な部分を含んでいる。

サクションバケットは、サクションケーソン、（たとえば浮体構造の場合には）サクションアンカーまたはサクションパイルとも称される。

海洋用途向けの既知のサクションバケットはすべて、湾曲した側壁を特徴として備えている。側壁または側壁セグメントの湾曲には、その製造が比較的複雑であるという欠点がある。優に５メートルを超える直径を有することがある、海洋施設のサクションバケットの典型的に極めて大きいサイズのため、これらの湾曲したバケットスカートまたはバケットスカートセグメントを製造および提供するのには、極めて特殊な機械が必要である。

本発明は、サクションバケットを複数の円周セグメントに分割し、これらの円周セグメントが少なくとも１つの実質的に平坦な部分を含んでいるように円周セグメントを設計することを提案する。言い換えれば、本発明では、サクションバケットの側壁は、従来技術のサクションバケットにおける完全に丸く、湾曲した側壁の代わりに、少なくとも部分的に平坦な部分を含んでいる。

少なくとも１つの実質的に平坦な部分を設けることの利点は、別の機械類を使用できるため、側壁の円周セグメントの製造が格段に容易になることである。たとえば鋼製のバケットスカートの場合、所定の半径を伴う湾曲を含んでいる、曲がったバケットスカートセグメントの代わりに、実質的に、１つまたは複数の平らなプレートからなるバケットスカートセグメントを製造することははるかに容易である。少なくとも１つの実質的に平坦な部分を含んでいる円周セグメントを、異なる湾曲を有する従来のバケットスカートセグメントと比較する場合、製造コストに関する節約がさらに明らかになる。

サクションバケットの底部から蓋まで延在する１つまたはいくつかの実質的に平坦な部分を有する円周セグメントを使用することには、さらに第２の利点がある。すなわち、湾曲したセグメントの代わりに少なくとも部分的に平坦なセグメントを使用する場合、構造の同じ全体的な安定性と耐荷重能力とを維持しながら、壁の厚さを薄く選択することができる。大まかに言うと、コンポーネントによって同じ荷重が支持されるべきであると仮定すると、曲がった構造、つまり湾曲した構造よりも、平らなプレートを薄くすることができる。材料の節約によって、バケットスカートセグメントを提供するための全体的なコストが低減される。

要約すると、セグメント化されたサクションバケット側壁を提供することによって、さらにセグメント化されたサクションバケット側壁の第１の円周セグメントおよび第２の円周セグメントがそれぞれ、サクションバケットの底部から蓋まで延在する少なくとも１つの実質的に平坦な部分を含んでいることを保証することによって、サクションバケットの製造が容易になり、ワークピースの全体的なコストが低減される。

蓋は、当技術分野で知られている仕様に従って設計されていてよく、すなわち、海底に置かれたときに、真空にすることができるように、水／空気をバケットの内部から汲み出すことができる１つまたは複数の入口を含んでいてよい。側壁の上部を覆い、かつ上部シーリングとして機能する限り、これは任意の形状を有していてよく、たとえば、これは円錐形または平坦であってよい。

サクションバケットは有利には、たとえば船舶または浮体基礎を固定するためのケーブル／チェーンを収容するために使用されるように、またはパイル、たとえば風力タービンまたは他の海洋設備（ガス／石油またはサブステーション）のモノパイルまたは海洋設備用の三脚／四脚支持構造のパイルを収容し、支持する手段を収容するために使用されるように設計されている。したがって、サクションバケットの蓋または「スカート」（すなわち側壁）に収容手段を設けることができ、ここでこの収容手段は、１つまたは複数の補剛脚によって支持されていてよい。

本発明の実施形態では、第１の円周セグメントはプレートの形状を有している。

これには、第１の円周セグメントの製造が最大限に簡素化されるという利点がある。２つの隣接する円周セグメント間の接続は、別個の接続要素によって実現されてよい。代替的に、これらの円周要素はフランジ、たとえば、サクションバケットの内側または外側に対して傾斜している部分を有していてよく、これらはその後、互いに接続される。

本発明の別の実施形態では、第１の円周セグメントは、第１の平坦な部分と少なくとも第２の平坦な部分とを含んでいる。第１の平坦な部分は、縁部によって第２の平坦な部分から分けられており、第１の平坦な部分と第２の平坦な部分との間の角度は１７０度よりも小さい。

これには、サクションバケットの断面に関して、同じ総計の角を有する多角形が実現されるべき場合に、必要なセグメントが少なくなるという利点がある。また、側壁の縁部の数が増えると、サクションバケットの側壁の安定性が増すことがある、ということに留意されたい。

ある実施形態では、これらのセグメント構造のうちのいくつかは、サクションバケットの完全かつ最終的な高さを準備するように、他のセグメント構造の上部に接続される。

しかし、有利には、第１の平坦な部分と第２の平坦な部分との両方が、サクションバケットの底部から蓋まで延在している。

これによって、上述したように、サクションバケットの側壁にある平坦な部分の利点を最大限に活用することができる。

本発明の特定の実施形態では、第１の円周セグメントは、３つ、４つまたは５つの平坦な部分を含んでいる。さらに、２つの隣接する平坦な部分は各縁部によって分けられており、すべての縁部は互いに実質的に平行である。

円周セグメントあたりの平坦な部分の数に関して、製造の容易さと、安定性と、サクションバケットあたりの円周セグメントの数との間の妥協点を設ける必要がある。経験によって、円周セグメントあたり３つ、４つまたは５つの平坦な部分が、円周セグメント、すなわちサクションバケットの有利な実施形態であることが判明している。

本発明の有利な実施形態では、サクションバケットは、特に、蓋に対して実質的に平行な面において、実質的に多角形の断面を含んでいる。

言い換えれば、側壁は平坦な部分を含んでいるだけでなく、断面図において多角形を形成することが有利であると考えられている。多角形は、有限数の本質的に直線の線セグメントを伴う、閉じたチェーンまたは「巡回路」として理解されることに留意されたい。さらに言い換えると、側壁がその断面において、特に、蓋に対して平行な面において、いかなる湾曲した部分も有していないことが有利であると考えられている。

本発明の実施形態では、側壁は円錐形状を有している。

特に、側壁は円錐台または錐台として説明できるだろう。さらにより詳細には、側壁は多角形の錐台、すなわち多角形の底面を備えた円錐台として設計できるだろう。

しかし、本発明の別の実施形態では、側壁は円筒形状を有している。

これは、底面と上面とが同一かつ平行であり、側壁が底面および上面に対して垂直であることを意味している。

側壁の円筒形状の利点は、特に円周セグメントに関する製造の容易さ、および円周セグメントと蓋との組み立ての容易さである。

本発明の別の実施形態では、第１の円周セグメントおよび／または第２の円周セグメントは、両方の円周セグメントの接続を容易にするためにフランジを含んでいる。

フランジは、別個に提供される接続要素の代替手段である。フランジを設けることの利点は、サクションバケットの設置場所に別個に搬送される要素の数が低減されることである。さらに、組み立てられる部品の数が低減されることが示され得る。

本発明の実施形態では、第１の円周セグメントと第２の円周セグメントとの間の接続は、溶接接続である。

接続のこの選択は、これが、一方の側の抵抗および耐久性と、他方の側の接続を実現するためのコストおよび労力との間の良好な妥協となるようなので、有利であると思われる。

しかし、原則として、ボルト締めまたは接着等の他の接続コンセプトも可能である。

円周セグメントに対する、１つの有利な材料は鋼である。鋼の代替物は、コンクリートまたは強化コンクリート等のそれらの任意の組み合わせであろう。

本発明の実施形態では、サクションバケットはさらに、サクションバケットの側壁の剛性を高めるための横梁またはリング補剛材等の補剛要素を含んでいる。

サクションバケットの内部、すなわちサクションバケットの空洞内に、構造をさらに強化し、かつ海底でのまたは海底内での配置中の座屈を防ぐために、たとえば鋼製の１つまたは複数の梁を側壁に配置することができる。具体例には、サクションバケットの側壁の一方のプレートから、対向するプレートまでの横梁が含まれている。サクションバケット壁の内側または外側にリング補剛材を配置することによって、同様の効果を得ることができる。

さらに、サクションバケットの内部を別個の気密コンパートメントに分割することができる。なぜなら、この設計によって、設置中の差別化された吸引が可能になり、さらにバケットのより正確な配置が可能になるからである。この原理は一般に、当技術分野で知られており、水／空気をバケットの内部から汲み出して真空にすることができるようにするために、明らかに、コンパートメントごとに少なくとも１つの入口が必要となる。

さらに、サクションバケットに、海底でのまたは海底の下でのサクションバケットの配置および位置決めを容易にするために、当技術分野で知られている１つまたは複数のツールを設けることができる。これは、たとえば水および／または潤滑剤を、サクションバケットの配置の間にバケット下部の近くに加えること（すなわち、バケットが海底に突入する際の粘土／土壌の移動および／または摩擦の低下）ができるようにする土壌振動ツールまたはノズルである。この種のノズルは供給装置に接続されている。

本発明の別の実施形態では、サクションバケットは、第１の円周セグメントと第２の円周セグメントとの間の接続において側壁の外側または内側に配置された補強要素によって補強されている。

これらの補強要素は、たとえばＴバーとして設計されていてよい。断面図におけるＴバーの主要部分は、フランジに取り付け可能であろう。これらのフランジは、円周セグメントによって提供されている。構造を補強して、サクションバケットの第１の円周セグメントと第２の円周セグメントとの間の潜在的な間隙を密閉するために、Ｔバーの「短い方の」部分が使用可能であろう。

例示的に、サクションバケットの蓋の上方の中央部分まで補強要素が延在可能であろう。ここでは補強要素は、タワーまたはトランジションピース等の海洋施設のコンポーネントと接続されるように構成されている。

したがって、サクションバケットの構造のさらなる補強効果を得ることができる。

本発明はさらに、上述した実施形態の１つによる、海洋施設の海底基礎用のサクションバケットを製造する方法に関し、この方法は以下のステップを含んでいる。すなわち、
・第１の円周セグメントと、第２の円周セグメントと、蓋とを提供するステップと、
・サクションバケットの側壁が作製されるように、第１の円周セグメントを第２の円周セグメントと接続するステップと、
・第２の円周セグメントを伴う第１の円周セグメントをサクションバケットの蓋に取り付けるステップとを含んでいる。

有利には、サクションバケットの組み立ては港で（たとえば埠頭で）行われる。

原則として、第１の円周セグメントと第２の円周セグメントとを接続する任意の適切な方法を使用することができるが、両方のセグメントを接続する有利な方法は、溶接、特にハイブリッドアーク溶接によって実現される。

ある実施形態では、プレート間の界面、またはプレートと別個の構造（管等）との間の界面は、有利にはプレートに沿って全長で溶接される。

別個の構造の例は、たとえば、プレートの間に配置されるＴビーム、シンプルな（平らな）プレート、または箱形梁（有利には中空、管の形）、またはそれらの組み合わせである。各プレートの間またはプレートのすべての対（またはより多い、たとえば３つ組）の間の、「接続要素」とも称される、上述した別個の構造は、これらの別個の構造とプレートとの間の分布状態がサクションバケットの全周の周りで同じパターンに従っているという条件で提供される。箱形梁は、４つ、５つ、６つまたはそれ以上の側面を含んでいてよく、したがって、円周セグメントに沿って配置されたときに管を表す。

当技術分野では多くの溶接技術が知られている。溶接は有利には、たとえばロボットを使用して、自動化されたプロセスに従って行われる。

ある有利な方法は「レーザーハイブリッド溶接法」であろう。これは、レーザービーム溶接の原理とアーク溶接の原理とを組み合わせた溶接プロセスの一種である。この方法は、全体的な溶接プロセス時間を最小限に抑えながら、極めて高い深溶け込み溶接効果を提供することが証明されている。この方法では、従来のアーク溶接と比較して、深い溶け込みと低減された入熱とを実現するための溝の準備が少なくて済む。

例として、欧州特許出願公開第２３６３２１４号明細書は、中空構造を溶接するための、この種の技術の使用を記載している（隣接するプレート間の突合せ継手）。ハイブリッド溶接法は、その深い溶け込みのために、重畳する２つのプレート（または材料の厚さによってはより多くのプレート）が接合される場合にも有利である（したがって、上記の従来の重ね継手に対する良好な代替手段である）。したがって、この方法によって、重畳するプレート、たとえばフランジ対フランジ接続を、終端点ではなく、重畳する部分内で接合することができる。

接合されるプレートの設計方法によるが、２つの重畳フランジをわずか数回で全長において溶接することができる。したがって、溶接された接続点は有利には、サクションバケットスカート内で１つのフランジ側に沿って位置し、これによってプレート間の十分な結合が得られる。自由選択的に、これらのプレートを両側で溶接することも、外側の継手で溶接することもできる。この方法は、プレートの間に「管」が置かれている場合に特に有利である。なぜなら、中空管内での溶接は不可能ではないにしても、かなり難しいからである。

プレートの厚さに関して、より厚いプレートは明らかに、重量と鋼によって得られる作用とのために、バケットにより高い強度を与えるが、それにもかかわらず、５〜２５ｍｍ、有利には１０〜２０ｍｍ、より有利には１５〜１８ｍｍの範囲の厚さが、構造の必要な強度に対して十分であることが証明されている。

本発明の上述した特徴および利点ならびに他の特徴および利点は、添付の図面と併せて読まれる以降の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。図面において、同様の参照番号は同様の要素を指す。

サクションバケットを使用して海底堆積物内に埋め込まれた風力タービンの一部を示している。 サクションバケットを海底堆積物内に埋め込むプロセスを示している。 サクションバケットを海底堆積物内に埋め込むプロセスを示している。 サクションバケットの概略例を斜視図で示している。 図４に示した例示的なサクションバケットの面Ａ−Ａ‘での断面図を示している。 サクションバケットの第１の実施形態を斜視図で示している。 サクションバケットの第２の実施形態を斜視図で示している。 サクションバケットのセグメント化された側壁の第１の設計を斜視図で示している。 サクションバケットのセグメント化された側壁の第１の設計を断面図で示している。 サクションバケットのセグメント化された側壁の第２の設計を斜視図で示している。 サクションバケットのセグメント化された側壁の第２の設計を断面図で示している。 サクションバケットのセグメント化された側壁の第３の設計を斜視図で示している。 サクションバケットのセグメント化された側壁の第３の設計を断面図で示している。 サクションバケットのセグメント化された側壁の第４の設計を斜視図で示している。 サクションバケットのセグメント化された側壁の第４の設計を断面図で示している。 サクションバケットのセグメント化された側壁の第５の設計を断面図で示している。 図１６に示された第５の設計の一部の拡大図を示している。 ２つの隣接する円周セグメント間の溶接接続の第１の例を示している。 ２つの隣接する円周セグメント間の溶接接続の第２の例を示している。

以降で、添付の図面に示された実施形態を、より詳細に説明する。以下の説明は例示的なものにすぎず、限定的なものではないことを理解されたい。図面は概略図にすぎず、図面の要素は必ずしも互いに縮尺どおりではない。さらに、図面は、限られた数のコンポーネントまたはコンポーネントの一部のみを示しており、図面に示されていないさらなるコンポーネントが存在する可能性があることを理解されたい。示されたコンポーネントは、例示された実施形態の理解を容易にするために選択されている。

図１は、サクションバケット３０を用いて海底堆積物２２内に埋め込まれた風力タービンの一部を示している。風力タービンは、本発明によるサクションバケットが適している海洋施設の一例にすぎない。海洋施設の他の例は、ガスまたは石油リグ（すなわち海洋ガスまたは石油プラットフォーム）または洋上風力発電所のサブステーションを含んでいる。

図１では、風力タービンのタワー１２の一部が示されており、ここではタワー１２は、海底基礎、すなわちサクションバケット３０に直接的に取り付けられていない。さらに、タワー１２は、いわゆるトランジションピース１１を介してサクションバケット３０に取り付けられている。トランジションピース１１とタワー１２との間の接続において、サービス要員のアクセスを容易にするためのプラットフォーム１３が設けられている。典型的には、トランジションピース１１の上方の終端部は、平均潮高の間、海面２１の数メートル上にある。

海洋施設のサクションバケットは、通常、直径７メートル以上の巨大な構造である。風力タービン等の海洋施設が１つの単独基礎（これは、たとえば三脚や他のジャケット支持構造と比較して「一脚」と称される）上に置かれている場合、この直径は１５メートルを超えることさえある。サクションバケットは通常、複数の鋼板を円筒形に溶接することによって製造され、その上に蓋と称される天板が置かれる。たとえば、蓋は円筒形の壁の上部に溶接され、底部は開放されたままである。この構造は、海面下に置かれたときに空気および水を通さないように設計されている。

サクションバケットを設置する際、サクションバケットはバケットユニットの開口部を下に向けて、海底土に取り付けられる。バケットの内部が海底表面で密閉されると、内部の水および／または空気はポンプを使用して強制的に排出され、バケットユニットの内部と外部との間の水圧差が生じる。この圧力差によって生じる吸引力は、バケットユニットを海底土上に沈めるための押圧力として使用される。

サクションバケットを海底に配置した後、原則として蓋自体を取り外すことができる。これは、蓋が一部の設計では、配置中に気密性のシーリングを提供する以外の目的を本質的に果たさないためである。取り外した後、バケットの最上部を、グラウト材等の別の層で保護して、バケット内の材料が周囲の水流によって流されるのを防ぐことができる。

支持することになっている構造のいずれにも接続されることなく、サクションバケットをその所望の位置に配置することができるが、構造、たとえば風力タービン支持構造に事前に取り付けられている場合にはサクションバケットを有利に配置することができる。

図２および図３は、海底堆積物２２内にサクションバケット３０を埋め込むプロセスを概略的に示している。サクションバケット３０は、側壁３２と蓋３１とを含んでいる。蓋３１は、サクションバケット３０の上部に、側壁３２に密接して取り付けられている。サクションバケット３０の底部３４では、サクションバケットは開いている。したがって、サクションバケット３０の構造は、ひっくり返されたバケツに似ており、これが、サクションバケット３０が「サクションバケット（ｓｕｃｔｉｏｎ ｂｕｃｋｅｔ）」とも称される理由である。

蓋３１は、開口部３１１を含んでいる。開口部３１１は、排水チャネル４２へのアクセスを提供するように設計されている。排水チャネルは、水および／または空気をサクションバケット３０の内側、すなわちサクションバケット３０の「空洞」３３から強制的に排出することができるように構成されている。このプロセスは、適切なポンプ４１によって実現される。実際には、ポンプ４１は船のデッキに配置されていてよく、排水チャネル４２は蓋３１の開口部３１１から、サクションバケット３０の近くに位置する船へと延在していてよい。

図４および図５は、本発明によるサクションバケット３０の例を概略図で示している。例示的なサクションバケット３０は、８つの円周セグメント、すなわち、第１の円周セグメント３５、第２の円周セグメント３６、および６つのさらなる円周セグメントを含んでいる。サクションバケット３０は蓋も含んでおり、明瞭化のために蓋は図には示されていない。８つの円周セグメントはすべて、サクションバケット３０の底部３４から上部まで延在している。「バケットスカート」、すなわちサクションバケットの側壁の従来の設計とは対照的に、側壁は湾曲していない、すなわち丸くないまたは曲がっておらず、いくつかの平坦な部分を含んでいる。図４および図５に示されている例では、各円周セグメント、特に第１の円周セグメント３５および第２の円周セグメント３６は、１枚の平らなプレートとして構成されている。これらの８つの平らなプレートが互いに向かって規則的に配置され、かつ別個の接続要素３９を介して互いに接続されている。接続要素はサクションバケット３０の内側、すなわちサクションバケット３０の空洞３３内に配置されている。

したがって、サクションバケット３０の面Ａ−Ａ‘における断面である図５においてよく見て取れるように、サクションバケット３０を、多角形断面を有する円筒形状を有していると説明することができる。

図６は、サクションバケット３０の第１の実施形態を斜視図で示している。サクションバケット３０はここでも、複数の円周セグメントを含んでおり、これらはすべて、サクションバケット３０の底部３４からその上部まで延在している。上部において、蓋３１が、サクションバケット３０の側壁３２を構築する円周セグメント上に溶接されている。サクションバケット３０は、わずかに円錐形になった形状を有しており、これは、底部３４におけるサクションバケット３０の直径が、上部におけるサクションバケット３０の直径よりもわずかに小さいことを意味している。

図６は、構造全体を安定させるために蓋３１に配置された補強要素３７も示している。補強要素３７は、側壁３２から蓋３１の上方の中央部分まで延在しており、ここで中央部分は、海洋施設を支持するための支持要素を収容するように準備されている。風力タービンの場合には、この支持要素は、たとえばトランジションピースとして実現可能であろう。

図７は、サクションバケット３０の第２の実施形態を斜視図で示している。サクションバケット３０は、複数の円周セグメントを含んでおり、それらはすべて、サクションバケット３０の底部３４からその上部まで延在している。上部には蓋があることが予測されるが、サクションバケット３０の空洞３３の部分を示すために、図７では省かれている。サクションバケットの側壁３２は１６個の円周セグメントを含んでいる。各円周セグメントは３つの平坦な部分を含んでいる。さらに、各円周セグメントは、隣接する円周セグメントの相互の接続を容易にするために、両方の終端部にフランジを含んでいる（図７では見えない）。

図７に開示された実施形態は、サクションバケットの補剛要素３８として作用する複数の横梁も含んでいる。これらの横梁は、サクションバケット３０の側壁から中央部分まで延在している。ここでも中央部分は、海洋施設を支持するための支持要素を収容するように準備されている。

この実施形態によるサクションバケット３０の別の特定の特徴は、サクションバケット３０の構造を補強することを目的とする補強要素３７である。補強要素３７は、Ｔバーとして実現されている。これらは、蓋の上方の中央部分から側壁に沿ってサクションバケット３０の底部３４まで、下方に向かって延在している。１つの補強要素３７が、２円周セグメントごとに設けられていることに留意されたい。したがって、総計で、サクションバケット３０の構造をさらに補強および補剛するための８つのＴバーが提供される。

図８〜図１５は、サクションバケット３０の側壁３１の異なる設計提案を示している。これらの提案は、ともに側壁を構成する個々の円周セグメントの数、配置および設計において異なっている。図８、図１０、図１２および図１４は、異なる実施形態の斜視図を示している。図９、図１１、図１３および図１５は、関連する実施形態の断面図の一部の拡大図を示している。

一般に、一部の設計はプレート対プレート接続に基づいており（自由選択的に、間にシーリングがある）、別の設計は、接続継手に依存する。ここでは別個の構造、たとえばＴビーム、シンプルな（平らな）プレート、箱形梁（有利には中空、管の形）またはそれらの組み合わせが、プレート間に配置されている。各プレートの間またはプレートのすべての対（またはより多い、たとえば３つ組）の間の、「接続要素」とも称される、上述した別個の構造は、これらの別個の構造とプレートとの間の分布状態がサクションバケットの全周の周りで同じパターンに従っているという条件で提供される。箱形梁は、４つ、５つ、６つまたはそれ以上の側面を含んでいてよく、したがって、円周セグメントに沿って配置されたときに管を表す。

さらに、各プレートは有利には、平坦面ではなく、サクションバケットの内側から見た場合に、外向きまたは内向きの１つまたは複数の屈曲部を含んでいてよい。この屈曲部は有利には外側を向いている。なぜならこれはサクションバケット構造全体をさらに強化し、海底に配置する間のバケットの全体的な座屈を最小限に抑えることが証明されているからである。この点において、座屈は、構造内の圧縮応力による、薄壁構造でしばしば観察される構造の不安定性として理解される。

プレートの幅（および高さ）を合わせて、サクションバケットの特定の直径を提供すること、または所望の直径のために、サクションバケットあたりのプレートの数を変更することができる。開示された例では、モノバケットの設計は典型的に、外径が１５〜２０メートル、高さは１０メートルであるのに対して、他のサクションバケットはジャケット支持構造用に設計され、直径が７〜１２メートル、高さは例示的に８メートルである。

図８は、サクションバケットのセグメント化された側壁の第１の設計の斜視図を示している。側壁３２は、３３個の同一の円周セグメントを含んでおり、ここで第１の円周セグメントは第２の円周セグメントに接続されており、第２の円周セグメントは第１の円周セグメントおよび第３の円周セグメントに接続されており、第３の円周セグメントは第２の円周セグメントおよび第４の円周セグメントに接続されており、これが続く。すべての円周セグメントは、サクションバケットの蓋に取り付けられるように配置および準備されている。

図９は、第１の円周セグメント３５の拡大断面図を示している。第１の円周セグメント３５は、第１の平坦な部分３５１および第２の平坦な部分３５２を含んでいる。両方の平坦な部分３５１、３５２は、サクションバケットの底部から蓋（図８および図９では見えない）まで延在している。第１の平坦な部分３５１は、第２の平坦な部分３５２と、１７０度よりも小さい角度３５７で配置されている。言い換えると、両方の平坦な部分３５１、３５２は外側に曲げられている。これには、構造を強化し、サクションバケットの耐荷重能力を高めるという技術的な効果がある。結果として、サクションバケットの構造、特に側壁の座屈のリスクが低減される。これは、サクションバケットを海底堆積物内に打ち込むプロセス中に特に有利である。なぜなら、この期間中にサクションバケットの構造に比較的大きな力がかかるためである。

第１の平坦な部分３５１と第２の平坦な部分３５２とは、縁部３５６によって分けられている。平坦な部分の向かい合っている終端部には、それぞれフランジ３５８が設けられている。フランジ３５８の機能は、第１の円周セグメントと、隣接するセグメントとの接続を容易にすることである。図９に示された図では、第２の平坦な部分３５２に隣接するフランジ３５８は、たとえば、第２の円周セグメント３６のフランジ３６１と接続されている。

図１０および図１１は、セグメント化された側壁の第２の設計を示している。全体的な構造は第１の設計に似ているため、以下では最も関連性の高い相違点のみを説明する。

第１の円周セグメント３５１のフランジ３５８は、第２の屈曲部を含んでおり、これによって、第１の円周セグメント３５１の２つの終端部部分のＣ字形状が作製される。明らかに、すべての円周セグメントはこのタイプのフランジを伴って設計されている。

サクションバケットのセグメント化された側壁の第３の設計オプションを示す図１２および図１３は、２円周セグメントごとに設けられた箱形のコーナー要素３０１を示している。これらの箱形のコーナー要素３０１は、過度に高い材料消費を許容することなく、構造の安定性を高める別の方法である。

最後に、図１４および図１５は、Ｔ字形状の補強要素３７を備えた設計オプションを示している。これらの補強要素３７は、隣接する円周セグメント３５、３６のフランジ３５８、３６１の間に配置されている。さらに、これらの補強要素は、サクションバケットの外側に存在する、すなわち側壁から突出する１つの部分を含んでいる。図１４および図１５に開示された補強要素３７は、たとえば図７に示されているように、蓋の上方の中央部分まで延在するように、適切に設計されていてよい。

図１６および図１７は、サクションバケットのセグメント化された側壁の第５の設計を示している。ここでも、個々のセグメントは、断面図で多角形を形成するように設計および配置されている。換言すれば、側壁は、複数の直線の線によって構成されている閉じられたループの特徴を有している。

図１６の例は、１２個の円周セグメント、すなわち第１の円周セグメント３５、第２の円周セグメント３６および１０個のさらなる円周セグメントを含んでいる。すべての円周セグメントのサイズおよび形状は同じである。各円周セグメントは、３つの平坦な部分と２つのフランジとを含んでいる。平坦な部分は、縁部によって互いに分けられている、または細分されている。縁部は互いに対して実質的に平行に配向されている。

図１７は、図１６の円で囲んだ部分の拡大図であり、第１の円周セグメント３５を詳細に示している。第１の円周セグメント３５が、第１の平坦な部分３５１、第２の平坦な部分３５２および第３の平坦な部分３５３を含んでいることが見て取れる。各平坦な部分は、縁部３５６に隣接している。

さらに、これらの平坦な部分は、サクションバケット側壁の構造的安定性を高めるために「外側に曲がっている」。特に、第１の平坦な部分３５１と第２の平坦な部分３５２との間の角度３５７は、図１６および図１７の例示的な設計では、１５０度である。さらなる寸法を与えるために、サクションバケット全体の直径は約６メートルであり、個々の円周セグメントは約１．５メートルである。

接合されるプレートの設計方法によるが、２つの重畳フランジをわずか数回で全長において溶接することができる。したがって、溶接された接続点は有利には、サクションバケットスカート内で、すなわち側壁によって画定された空洞内で、１つのフランジ側に沿って位置し、これによってプレート間の十分な結合が得られる。自由選択的に、これらのプレートを両側で溶接することも、外側の継手で溶接することもできる。この方法は、プレートの間に「管」が配置されている場合に特に有利である。なぜなら、中空管内での溶接は不可能ではないにしても、かなり難しいからである。

図１８は、（必要な）溶接点５１で、さらには自由選択的に付加的な溶接点５２で溶接される２つの重畳フランジ３５８、３６１の例を示している。

同様に、図１９は、２つの重畳フランジ３５８、３６１の例を示しており、それらの間には、Ｔバーとして設計されている補強部材３７が挿入されている。ここでも、（必要な）溶接点５１および（自由選択的な）付加的な溶接点５２が示されている。

Claims (14)

1. 海洋施設の海底基礎用のサクションバケット（３０）であって、
   ・前記サクションバケット（３０）は、海底堆積物（２２）内に埋め込まれるように構成されており、
   ・前記サクションバケット（３０）は蓋（３１）と側壁（３２）とを含んでおり、
   ・前記側壁（３２）は、第１の円周セグメント（３５）と少なくとも第２の円周セグメント（３６）とにセグメント化され、
   ・前記第１の円周セグメント（３５）は前記第２の円周セグメント（３６）と接続されており、
   ・前記第１の円周セグメント（３５）および前記第２の円周セグメント（３６）は、前記サクションバケット（３０）の前記蓋（３１）に取り付けられ、
   ・前記第１の円周セグメント（３５）および前記第２の円周セグメント（３６）はそれぞれ、少なくとも１つの実質的に平坦な部分を含んでいる
   ことを特徴とする、サクションバケット（３０）。
2. ・前記第１の円周セグメント（３５）は、第１の平坦な部分（３５１）と少なくとも第２の平坦な部分（３５２）とを含んでおり、
   ・前記第１の平坦な部分（３５１）は、縁部（３５６）によって前記第２の平坦な部分（３５２）から分けられており、
   ・前記第１の平坦な部分（３５１）と前記第２の平坦な部分（３５２）との間の角度（３５７）は１７０度よりも小さい、
   請求項１記載のサクションバケット（３０）。
3. 前記第１の平坦な部分（３５１）と前記第２の平坦な部分（３５２）との両方が、前記サクションバケット（３０）の前記底部（３４）から前記蓋（３１）まで延在している、請求項２記載のサクションバケット（３０）。
4. ・前記第１の円周セグメント（３５）は、３つ、４つ、または５つの平坦な部分を含んでおり、
   ・２つの隣接する平坦な部分は各縁部（３５６）によって分けられており、
   ・すべての縁部（３５６）は、互いに実質的に平行である、
   請求項１から３までのいずれか１項記載のサクションバケット（３０）。
5. 前記サクションバケット（３０）は、特に、前記蓋（３１）に対して実質的に平行な面において、実質的に多角形の断面を含んでいる、請求項１から４までのいずれか１項記載のサクションバケット（３０）。
6. 前記側壁（３２）は円筒形状を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のサクションバケット（３０）。
7. 前記第１の円周セグメント（３５）および／または前記第２の円周セグメント（３６）は、両方の円周セグメント（３５，３６）の接続を容易にするためにフランジを含んでいる、請求項１から６までのいずれか１項記載のサクションバケット（３０）。
8. 前記第１の円周セグメント（３５）と前記第２の円周セグメント（３６）との間の前記接続は、溶接接続である、請求項１から７までのいずれか１項記載のサクションバケット（３０）。
9. 両方の円周セグメント（３５，３６）は鋼製である、請求項１から８までのいずれか１項記載のサクションバケット（３０）。
10. 前記サクションバケット（３０）はさらに、前記サクションバケット（３０）の前記側壁（３２）の剛性を高めるための横梁またはリング補剛材等の補剛要素（３８）を含んでいる、請求項１から９までのいずれか１項記載のサクションバケット（３０）。
11. 前記サクションバケット（３０）は、前記第１の円周セグメント（３５）と前記第２の円周セグメント（３６）との間の前記接続において前記側壁（３２）の外側に配置された補強要素（３７）によって補強されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のサクションバケット（３０）。
12. 前記補強要素（３７）は、前記サクションバケット（３０）の前記蓋（３１）の上方の中央部分まで延在し、ここで前記補強要素（３７）は、タワー（１２）またはトランジションピース（１１）等の、前記海洋施設のコンポーネントと接続されるように構成されている、請求項１１記載のサクションバケット（３０）。
13. 請求項１から１２までのいずれか１項記載の、海洋施設の海底基礎用のサクションバケット（３０）を製造する方法であって、前記方法は、
    ・前記第１の円周セグメント（３５）と、前記第２の円周セグメント（３６）と、前記蓋（３１）とを提供するステップと、
    ・前記サクションバケット（３０）の前記側壁（３２）が作製されるように、前記第１の円周セグメント（３５）を前記第２の円周セグメント（３６）と接続するステップと、
    ・前記第２の円周セグメント（３６）を伴う前記第１の円周セグメント（３５）を前記サクションバケット（３０）の前記蓋（３１）に取り付けるステップと、
    を含む、方法。
14. 前記第１の円周セグメント（３５）と前記第２の円周セグメント（３６）との間の前記接続を、溶接、特にハイブリッドアーク溶接によって実現する、請求項１３記載の方法。

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