JP2023084167A - Sea bottom resource excavation vessel - Google Patents

Sea bottom resource excavation vessel Download PDF

Info

Publication number
JP2023084167A
JP2023084167A JP2021198177A JP2021198177A JP2023084167A JP 2023084167 A JP2023084167 A JP 2023084167A JP 2021198177 A JP2021198177 A JP 2021198177A JP 2021198177 A JP2021198177 A JP 2021198177A JP 2023084167 A JP2023084167 A JP 2023084167A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drilling
pipe
ship
seabed
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021198177A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7233771B1 (en
Inventor
健一 小林
Kenichi Kobayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobayashi Chizai Kensanjo LLC
Original Assignee
Kobayashi Chizai Kensanjo LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobayashi Chizai Kensanjo LLC filed Critical Kobayashi Chizai Kensanjo LLC
Priority to JP2021198177A priority Critical patent/JP7233771B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7233771B1 publication Critical patent/JP7233771B1/en
Publication of JP2023084167A publication Critical patent/JP2023084167A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide an excavation vessel capable of effectively recovering sea bottom resources by excavating the sea bottom by rotating an excavation vessel body to which an excavation unit is connected.SOLUTION: Means recovers methane gas G after excavating to a resource recovery unit 26 by causing an excavating body 23 to abut on a sea bottom S2 in a state of holding a cylindrical pipe 21 between a right vessel 11 and a left vessel 12, and carrying out excavating of the sea bottom S2 by rotating the excavation body 23 by rotating a hull with an excavation unit 20 in the center by a rotation screw 15 of an excavation vessel body 10 after fixing the excavation vessel body 10 and the cylindrical pipe 21 at a cylindrical pipe retaining unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、海底資源掘削船に関し、詳しくは、採掘船本体と、該採掘船本体に装備され採掘を行う採掘ユニットにて、海底に埋蔵されたメタンハイドレート層の採掘を行うための海底資源掘削船に関するものである。 The present invention relates to a submarine resource drilling ship, and more specifically, a submarine resource for mining a methane hydrate layer buried in the seabed by a mining vessel body and a mining unit equipped on the mining vessel body for mining. It concerns a drillship.

近年、日本政府が領有権を主張している領海・排他的経済水域(EEZ)は約465万平方kmとなっており、世界第6位の面積を誇る。その領海・排他的経済水域(EEZ)には海底資源とも言われる、金、銀、銅、亜鉛、鉛、石油、コバルト・リッチ・クラスト等の鉱物資源や、ガスハイドレート層等の豊富な鉱物資源やエネルギー資源の存在が確認されており、その資源採掘に関する様々な研究や試掘が行われている。 In recent years, the territorial waters and exclusive economic zone (EEZ) claimed by the Japanese government have reached approximately 4.65 million square kilometers, making it the sixth largest in the world. In its territorial waters and exclusive economic zones (EEZ), mineral resources such as gold, silver, copper, zinc, lead, petroleum, cobalt-rich crust, etc., which are also called seabed resources, and abundant minerals such as gas hydrate layers The existence of natural resources and energy resources has been confirmed, and various researches and trial drillings related to the mining of these resources have been carried out.

海底資源、その中でも特にメタンハイドレートについての掘削や回収方法については、特許第6140238号公報(特許文献1)のような、掘削機を海底に下ろしメタンハイドレート層の掘削をした後に、メタンハイドレートを含んだ掘削物を海中所定箇所に設置したガス回収装置に取り込み、回収装置を温めてメタンハイドレートをガス化し回収する技術提案や、特開第2017-128950号公報(特許文献2)のような、ガス捕集装置を用意し、メタンハイドレートから発生するメタンガスをピンポイントで捕集する技術提案がなされている。 Regarding the method of excavating and recovering seabed resources, especially methane hydrate, as in Japanese Patent No. 6140238 (Patent Document 1), after excavating the methane hydrate layer by lowering the excavator to the seabed, methane hydrate A technical proposal for taking excavated material containing rate into a gas recovery device installed at a predetermined location in the sea, warming the recovery device to gasify and recover methane hydrate, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-128950 (Patent Document 2). A technical proposal has been made to prepare such a gas collecting device and to collect methane gas generated from methane hydrate with pinpoint accuracy.

しかしながら、特許文献1にかかる技術提案では、掘削に使用する掘削機の回収が困難であり、海上船内の熱交換部から300~400m先のガス回収装置内加熱部まで熱伝導をさせることもまた困難であった。
また、特許文献2にかかる技術提案では、自然発生しているメタンガスが、どのくらいの頻度で、どれだけの量が噴出しているかによってメタンガス回収量が前後するため、回収方法としては実現可能性に難があると言えるものであった。
However, in the technical proposal according to Patent Document 1, it is difficult to recover the excavator used for drilling, and it is also possible to conduct heat from the heat exchange section in the marine vessel to the heating section in the gas recovery device 300 to 400 m away. It was difficult.
In addition, in the technical proposal of Patent Document 2, the amount of methane gas recovered varies depending on how often and how much the naturally occurring methane gas is ejected, so it is not feasible as a recovery method. It could be said that there were difficulties.

そこで、本出願人は、メタンハイドレート層の掘削方法に着目し、掘削船本体に掘削ユニットを接続する態様にて、掘削船本体を回転させることで効果的にメタンハイドレート層を掘削できないものかとの着想のもと、掘削船の所定箇所に回転スクリューを備え、バラストユニットによって船体重量を増大させることにより、船底から延伸させた掘削ユニットをメタンハイドレート層のある海底に当接させ、更に掘削船本体が回転スクリューによって円回転を行うことで海底を掘削し得る掘削船を開発し、本発明にかかる「海底資源掘削船」の提案に至るものである。 Therefore, the present applicant focused on a method of drilling a methane hydrate layer, and in a manner in which the drilling unit is connected to the drilling vessel body, the methane hydrate layer cannot be effectively drilled by rotating the drilling vessel body. Based on the idea of the drilling vessel, a rotating screw is installed at a predetermined location, and the weight of the hull is increased by the ballast unit, so that the drilling unit extended from the bottom of the vessel is brought into contact with the seabed where the methane hydrate layer is located. We have developed a drilling vessel capable of drilling the seabed by circularly rotating the drilling vessel body by means of a rotating screw, leading to the proposal of the "submarine resource drilling vessel" according to the present invention.

特許第6140238号公報Japanese Patent No. 6140238 特開第2017-128950号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-128950

本発明は、上記問題に鑑み、掘削ユニットが接続された掘削船本体を回転させることで海底を掘削し、効果的に海底資源を回収可能な掘削船を提供することを課題とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a drilling vessel capable of effectively recovering seabed resources by drilling the seabed by rotating the drilling vessel body to which the drilling unit is connected.

上記問題を解決するため、本発明は、海底に埋蔵されたメタンハイドレート層の採掘が可能な海底資源掘削船であって、バラストユニット及び船体所定箇所に備えられ船体を回動可能な回転スクリューを備えた掘削船本体と、該掘削船本体に装備された掘削ユニットと、から成り、掘削船本体は、短手方向略中央箇所にて右船及び左船に分割可能な船体構造を備え、掘削ユニットは、海底へと延伸可能な筒状管と、筒状管と掘削船本体を接続する筒状管保持部と、筒状管先端部に備えられ海底を掘削可能な掘削体と、掘削体近傍に備えられた燃焼室と、燃焼室から排出される排熱を筒状管の先端領域に熱伝導させるための排熱管と、上端部が筒状管の外周面に周設され下方へ拡開した漏斗状であり海底より浮上したメタンガスを回収可能な資源回収ユニットと、回収したメタンガスを貯留する資源回収タンクと、を備え、筒状管には、回収したメタンガスを資源回収タンクへ送る資源回収用パイプと、燃焼室へ燃料を送る燃焼用パイプと、排熱管から排出される排気を送出する排気用パイプと、が挿通されて成り、筒状管を右船と左船で挟持した状態で掘削体を海底に当接させ、筒状管保持部にて掘削船本体と筒状管を固定後、掘削船本体の回転スクリューにより掘削ユニットを中心に船体を回転させることで、掘削体を回転させて海底の掘削を行い、掘削後のメタンガスを資源回収ユニットにて回収する手段を採る。 In order to solve the above problems, the present invention provides a submarine resource drilling vessel capable of mining the methane hydrate layer buried in the seabed, comprising a ballast unit and a rotating screw provided at a predetermined position of the hull and capable of rotating the hull. and a drilling unit equipped on the drillship body, and the drillship body has a hull structure that can be divided into a right ship and a left ship at approximately the center in the transverse direction, The drilling unit includes a tubular tube that can extend to the seabed, a tubular tube holding portion that connects the tubular tube and the drilling vessel body, a drilling body that is provided at the tip of the tubular tube and is capable of drilling the seabed, and a drilling unit. A combustion chamber provided near the body, an exhaust heat pipe for conducting heat exhaust heat discharged from the combustion chamber to the tip region of the cylindrical tube, and an upper end portion extending downward around the outer peripheral surface of the cylindrical tube. It is equipped with a resource recovery unit that is in the shape of an expanded funnel and is capable of recovering methane gas that has surfaced from the seabed, and a resource recovery tank that stores the recovered methane gas, and the cylindrical pipe is provided with the recovered methane gas to the resource recovery tank. A resource recovery pipe, a combustion pipe for sending fuel to the combustion chamber, and an exhaust pipe for sending out exhaust gas from the exhaust heat pipe are inserted, and the cylindrical pipe is sandwiched between the right and left ships. The drilling body is brought into contact with the seabed in this state, and after the drilling vessel body and the tubular tube are fixed by the tubular tube holding part, the drilling body is rotated around the drilling unit by the rotating screw of the drilling vessel body. is rotated to excavate the seabed, and methane gas after excavation is recovered by a resource recovery unit.

また、本発明は、前記燃焼用パイプが資源回収タンクに接続され、回収したメタンガスの一部を燃料として燃焼室へ流入させることが可能な手段を採る。 In addition, the present invention adopts means in which the combustion pipe is connected to a resource recovery tank, and part of the recovered methane gas can be flowed into the combustion chamber as fuel.

本発明にかかる海底資源掘削船によれば、掘削船本体に備えられたバラストユニットによる海水の入排水により、船底に備えられた掘削体が海底に当接するまでの微調整が可能となると共に、掘削速度に合わせて海水を流入させることにより掘削面に掘削体が常に当接し続けられる、といった優れた効果を奏する。また、掘削船に回転スクリューが備わることにより、船体が回転する推進力が発生し、掘削ユニットを中心とした円回転が可能となって、掘削作業に資することとなる。更に、掘削船本体が、短手方向略中央箇所にて右船及び左船に分割可能な船体構造を備えていることにより、右船と左船の間に連結レールを介在させ、該連結レール上に分割した筒状管を何本も載置した状態で現場まで運ぶことが可能であり、また、掘削時に右船及び左船にて筒状管を挟持する固定方法を採用することで、筒状管の確実な挟持と安定的な回動に資することとなる。 According to the submarine resource drilling ship according to the present invention, it is possible to make fine adjustments until the drilling body provided on the bottom of the ship comes into contact with the seabed by entering and discharging seawater by the ballast unit provided on the main body of the drilling ship. By allowing seawater to flow in in accordance with the excavation speed, there is an excellent effect that the excavated body is always kept in contact with the excavated surface. In addition, since the drilling ship is equipped with a rotating screw, a propulsion force for rotating the hull is generated, and circular rotation around the drilling unit becomes possible, which contributes to the drilling work. Furthermore, since the drilling vessel body has a hull structure that can be divided into the right and left ships at approximately the center in the transverse direction, a connecting rail is interposed between the right and left ships. It is possible to transport to the site in a state in which a number of divided cylindrical pipes are placed on top, and by adopting a fixing method that clamps the cylindrical pipes between the right and left ships during excavation, This contributes to reliable clamping and stable rotation of the cylindrical tube.

また、本発明にかかる海底資源掘削船によれば、掘削体近傍に燃焼室が備えられ、該燃焼室からの排熱が排熱管を介して筒状管の先端領域に熱伝導されることで、周囲の海水温を上昇させ、近傍に埋蔵されたメタンハイドレート層の融解を促し、融解によって海面に向かって上昇するメタンメタンガスを、漏斗状の資源回収ユニットにて容易に回収可能である、といった優れた効果を奏する。更に、資源回収ユニットにて回収したメタンガスについて、その一部を燃焼室へ流入させることにより、回収したメタンガスを燃料にして燃焼室の燃焼及び掘削体への熱供給を行うことが可能となり、掘削におけるエネルギーコストの低減に資することとなる。 Further, according to the submarine resource drilling ship according to the present invention, a combustion chamber is provided in the vicinity of the drilling body, and exhaust heat from the combustion chamber is conducted to the tip region of the cylindrical tube through the heat exhaust pipe. , raises the temperature of the surrounding seawater, promotes the melting of the methane hydrate layer buried nearby, and the methane-methane gas that rises toward the sea surface due to melting can be easily recovered with a funnel-shaped resource recovery unit. It has excellent effects such as Furthermore, by letting a part of the methane gas recovered by the resource recovery unit flow into the combustion chamber, it becomes possible to use the recovered methane gas as fuel for combustion in the combustion chamber and supply of heat to the drilling body. It will contribute to the reduction of energy costs in

本発明にかかる海底資源掘削船の実施形態を示す全体図である。1 is an overall view showing an embodiment of a submarine resource drilling ship according to the present invention; FIG. 本発明にかかる海底資源掘削船の実施形態を示す要部拡大図である。1 is an enlarged view of a main part showing an embodiment of a submarine resource drilling ship according to the present invention; FIG. 本発明にかかる海底資源掘削船の実施態様を示す説明図である。1 is an explanatory view showing an embodiment of a submarine resource drilling ship according to the present invention; FIG. 本発明にかかる海底資源掘削船の実施形態を示す説明図である。1 is an explanatory view showing an embodiment of a submarine resource drilling ship according to the present invention; FIG.

本発明にかかる海底資源掘削船1は、筒状管21を右船11及び左船12で挟持した状態で掘削体23を海底S2に当接させ、回転スクリュー15により掘削ユニット20を中心に掘削船本体10を回動させることで掘削体23を回転させ、海底S2の掘削を行うことを最大の特徴とする。
以下、本発明にかかる海底資源掘削船1の実施形態を、図面に基づいて説明する。
The submarine resource drilling ship 1 according to the present invention places the drilling body 23 in contact with the seabed S2 while holding the tubular tube 21 between the right ship 11 and the left ship 12, and drills around the drilling unit 20 by the rotating screw 15. The main feature is that the excavating body 23 is rotated by rotating the ship body 10 to excavate the seabed S2.
An embodiment of a submarine resource drilling ship 1 according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

尚、本発明にかかる海底資源掘削船1は、以下に述べる実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、すなわち同一の作用効果を発揮できる形状や寸法、材質等の範囲内で適宜変更することができる。 The submarine resource drilling ship 1 according to the present invention is not particularly limited to the embodiments described below. It can be changed as appropriate within the range of.

図1は、本発明にかかる海底資源掘削船1の実施形態を示す全体図である。また、図2は、本発明にかかる海底資源掘削船1の実施形態を示す要部拡大図である。さらに、図3は、本発明にかかる海底資源掘削船1の実施態様を示す説明図である。またさらに、図4は、本発明にかかる海底資源掘削船1の実施形態を示す説明図である。
本発明にかかる海底資源掘削船1は、主に掘削船本体10と、該掘削船本体10に装備された掘削ユニット20と、から構成されている。
FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of a submarine resource drilling ship 1 according to the present invention. Moreover, FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing an embodiment of the submarine resource drilling ship 1 according to the present invention. Furthermore, FIG. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of the submarine resource drilling ship 1 according to the present invention. Furthermore, FIG. 4 is an explanatory diagram showing an embodiment of the submarine resource drilling ship 1 according to the present invention.
A submarine resource drilling ship 1 according to the present invention mainly comprises a drilling ship body 10 and a drilling unit 20 equipped on the drilling ship body 10 .

掘削船本体10は、船内にバラスト水(海水)を取り込み可能なバラストユニット13を備えている。また、船体の所定箇所には、船体を回動可能な回転スクリュー15を備えている。
掘削船本体10の船体構造については、特に限定するものではないが、バラストユニット13にて海底S2への当接の調整を行うため、海面上高さが20mから50m程度、また、船体の回動に連動した掘削ユニット20にて掘削を行うため、少なくとも200mから300m程度の全長がある態様が好適である。この態様を採ることにより、海上の掘削船本体10によって生じた回転力が海底S2に当接された掘削体23に確実に伝わり、スムーズな掘削に資することとなる。
The drilling vessel body 10 includes a ballast unit 13 capable of taking in ballast water (seawater). A rotary screw 15 capable of rotating the hull is provided at a predetermined location on the hull.
The hull structure of the drilling vessel body 10 is not particularly limited, but in order to adjust the contact with the seabed S2 with the ballast unit 13, the height above the sea surface is about 20 m to 50 m, and the hull is rotated. Since excavation is performed by the excavation unit 20 interlocked with movement, it is preferable to have a total length of at least about 200 m to 300 m. By adopting this mode, the rotational force generated by the drilling vessel body 10 on the sea is reliably transmitted to the drilling body 23 in contact with the seabed S2, contributing to smooth drilling.

掘削船本体10は、短手方向略中央箇所にて右船11と左船12に分割可能な船体構造となっている。右船11と左船12とは、夫々が個別に航行可能な船舶として機能するとともに、右船11と左船12が合体することで、一の掘削船本体10が構成される態様となっている。尚、右船11と左船12とを合体状に固定する船体固定手段18については、特に限定するものではない。
このように、掘削船本体10が右船11及び左船12に分離可能であることにより、右船11と左船12の間に所要長さの連結レールを介在させ、該連結レール上に分断された筒状管21を何本も載置した状態で現場まで運ぶことが可能であり、また、資源掘削地点にて運搬した掘削ユニット20(筒状管21)を海中S1に沈降させる際に、バラストユニット13を利用して右船11あるいは左船12の一方を船首もしくは船尾を下に鉛直状に沈降させることで、掘削ユニット20(筒状管21)の沈降を補助する仕様も可能である。
The drilling vessel body 10 has a hull structure that can be divided into a right vessel 11 and a left vessel 12 at approximately the center in the lateral direction. The right ship 11 and the left ship 12 function as ships capable of sailing individually, and the right ship 11 and the left ship 12 are combined to form one drilling ship main body 10 . there is The hull fixing means 18 for fixing the right boat 11 and the left boat 12 together is not particularly limited.
Since the drilling ship body 10 can be separated into the right ship 11 and the left ship 12 in this way, a connecting rail of a required length is interposed between the right ship 11 and the left ship 12, and the drilling vessel is divided on the connecting rail. It is possible to transport the drilling unit 20 (cylindrical tube 21) transported at the resource drilling site to the site in a state in which a number of cylindrical tubes 21 are placed thereon. It is also possible to use the ballast unit 13 to vertically sink either the right vessel 11 or the left vessel 12 with the bow or stern downward, thereby assisting the sinking of the drilling unit 20 (cylindrical tube 21). be.

右船11及び左船12には、合体した状態で筒状管21を挟持可能な凹部が対向位置に夫々備えられており、右船11と左船12が合体した際、互いの凹部が突き合わさって、筒状管挟持部16を構成する。かかる凹部の形状については、特に限定するものではなく、平面視において略半円状や多角形状など種々形態を採り得るが、右船11と左船12とで対称形状とすることが望ましい。 The right ship 11 and the left ship 12 are respectively provided with recesses at positions facing each other so that the cylindrical tube 21 can be sandwiched in a combined state. Together, they form a tubular tube clamping portion 16 . The shape of the concave portion is not particularly limited, and various shapes such as a substantially semicircular shape and a polygonal shape in plan view can be adopted.

バラストユニット13は、掘削船本体10における右船11及び左船12の船内所定箇所に備えられ、バラストユニット13に海水を入排水することにより、船体を浮沈させて掘削ユニット20の位置調整や、航行中の安定を図ることとなる。
また、掘削時においてバラストユニット13に入水を適宜行うことで、掘削体23が海底S2と当接し続けることが可能となる。更に、掘削後の掘削ユニット20を海底S2から引上げる際、バラストユニット13内の海水を適宜排水することで、掘削船本体10の浮力を増大させつつ、掘削時とは逆方向に掘削船を回動させることによって、掘削体23をメタンハイドレート層内から海中S1へ引戻すことが可能となり、引上げ作業をスムーズに行うことが可能となる。
The ballast units 13 are provided at predetermined positions inside the right ship 11 and the left ship 12 of the drilling vessel body 10. Sea water flows into and out of the ballast units 13, causing the hull to float and sink, thereby adjusting the position of the drilling unit 20. Stability during navigation will be achieved.
Further, by appropriately entering water into the ballast unit 13 during excavation, the excavated body 23 can be kept in contact with the seabed S2. Furthermore, when the drilling unit 20 after drilling is lifted from the seabed S2, the seawater in the ballast unit 13 is appropriately drained, thereby increasing the buoyancy of the drillship body 10 and moving the drillship in the direction opposite to that during drilling. By rotating the drilling body 23, it becomes possible to pull back the drilling body 23 from the inside of the methane hydrate layer to the sea S1, so that the pulling-up work can be performed smoothly.

尚、右船11及び左船12に備えられたバラストユニット13について、海水量が両船共に数値で確認できるようにする態様が好適である。この態様を採ることにより、掘削船の回動におけるバラストユニット13への入排水時に、自動もしくは手動にて右船11及び左船12のバランスを図りながら入排水量を行うことが可能となり、安定した掘削に資することとなる。 It is preferable that the ballast units 13 provided on the right ship 11 and the left ship 12 are configured so that the amount of seawater can be confirmed numerically on both ships. By adopting this mode, when the ballast unit 13 is filled and discharged during the rotation of the drilling ship, it is possible to automatically or manually perform the filling and discharging of the ballast unit 13 while balancing the right and left ships 11 and 12. It will contribute to excavation.

回転スクリュー15は、掘削船本体10の右船11及び左船12における所定箇所に備えられ、船体を回動可能とするためのスクリューである。かかる回転スクリュー15の形状や大きさについては、特に限定するものではなく、船舶用スクリューとしての常法手段を用いれば足りる。また、回転スクリュー15の装備位置についても、特に限定するものではなく、例えば船首や船尾、船胴部における海水に浸水状態となる箇所に、一乃至複数の回転スクリュー15が備えられることとなる。 The rotating screws 15 are provided at predetermined positions on the right ship 11 and the left ship 12 of the drilling ship main body 10, and are screws for turning the hull. The shape and size of the rotary screw 15 are not particularly limited, and it is sufficient to use conventional means for ship screws. Also, the position of the rotary screw 15 is not particularly limited. For example, one or more rotary screws 15 are provided at locations such as the bow, stern, and hull that are flooded with seawater.

かかる回転スクリュー15の位置に関し、例えば、右船11及び左船12のいずれか若しくは両方の船胴部近傍に回転スクリュー15を備え、船尾に備わった推進用スクリュー操作による回動操作と、船胴部の回転スクリュー15による短手方向(横方向)への推進力によって、掘削ユニット20を中心とした回転動作が行われる態様が考え得る。その際、右船11及び左船12に発生させるエネルギー量を同等にするため、夫々のスクリューにおける回転数もしくは運動エネルギー量を数値化し、自動または手動にて回動に向けた回転数の調整を行う態様も採用し得る。この態様により、安定的な掘削船の回動に資すると共に、スクリューの回転数異常等の不具合が発生したとしても、他のスクリューの回転数を抑えるなど、素早い対応が可能となる。 Regarding the position of the rotating screw 15, for example, the rotating screw 15 is provided in the vicinity of the hull of either or both of the right ship 11 and the left ship 12, and the rotation operation by operating the propulsion screw provided at the stern and the hull It is conceivable that the driving force in the short direction (horizontal direction) by the rotary screw 15 of the part causes the rotary operation around the excavating unit 20 . At that time, in order to equalize the amount of energy generated in the right ship 11 and the left ship 12, the number of rotations or the amount of kinetic energy in each screw is digitized, and the number of rotations for rotation is adjusted automatically or manually. A mode of performing can also be adopted. This aspect contributes to the stable rotation of the drilling ship, and even if a problem such as an abnormality in the rotation speed of a screw occurs, it is possible to quickly respond by suppressing the rotation speed of other screws.

掘削ユニット20は、海底S2へと延伸可能な筒状管21と、筒状管21と掘削船本体10を接続する筒状管保持部と、筒状管21先端部に備えられ海底S2を掘削可能な掘削体23と、掘削体23近傍に備えられた燃焼室24と、燃焼室24から排出される排熱を筒状管21の先端領域に熱伝導させるための排熱管25と、上端部が筒状管21の外周面に周設され下方へ拡開した漏斗状であり海底S2より浮上したメタンガスGを回収可能な資源回収ユニット26と、回収したメタンガスGを貯留する資源回収タンク28と、から構成される。 The drilling unit 20 includes a tubular tube 21 that can extend to the seabed S2, a tubular tube holding portion that connects the tubular tube 21 and the drilling vessel main body 10, and a tubular tube 21 provided at the tip of the tubular tube 21 for drilling the seabed S2. a possible excavation body 23, a combustion chamber 24 provided in the vicinity of the excavation body 23, an exhaust heat pipe 25 for thermally conducting the exhaust heat discharged from the combustion chamber 24 to the tip region of the tubular tube 21, and an upper end. is provided around the outer peripheral surface of the cylindrical tube 21 and has a funnel shape that expands downward, and is capable of recovering the methane gas G that has surfaced from the seabed S2, and a resource recovery tank 28 that stores the recovered methane gas G. , consists of

筒状管21は、内部が中空状の管体構造であって、先端は海底S2に突き刺し可能な円錐状に窄まっており、その円錐状を成す先端部の外周面には海底S2を掘削可能な掘削体23、例えば螺旋状刃体や螺旋状凹溝などが備えられている。該筒状管21は、その上方領域が右船11と左船12で挟持されつつ、筒状管保持部によって掘削船本体10に接続可能な構造となっている。そして、接続された筒状管21は、掘削船本体10を基点に海底S2へと延伸して先端が海底S2に当接するよう、筒状管21の長さと掘削船本体10のバラストユニット13によって調整される。これにより、掘削船本体10の回動によって筒状管21も同時に回転し、それに伴い掘削体23も回転して掘削が行われることとなる。尚、筒状管21の中空状の内部には、先端部分に燃焼室24が配設され、また、資源回収用パイプ30や燃焼用パイプ31、排気用パイプ32が挿通されていることから、海水を筒状管21内に流入させると、これら機器の故障や不具合等の発生も想定される。したがって、筒状管21は水密性を有して、中空状の内部に海水を流入させない構造とするのが好適である。 The cylindrical tube 21 has a tubular structure with a hollow inside, and the tip is narrowed in a conical shape that can be pierced into the seabed S2. A possible drilling body 23 is provided, for example a helical blade or a helical groove. The cylindrical tube 21 has a structure in which the upper region thereof is sandwiched between the right ship 11 and the left ship 12 and can be connected to the drilling vessel body 10 by the cylindrical tube holding portion. The connected tubular pipe 21 extends from the drillship main body 10 to the seabed S2, and the tip of the tubular pipe 21 abuts on the seabed S2. adjusted. As a result, the tubular tube 21 rotates at the same time as the drilling vessel body 10 rotates, and the drilling body 23 also rotates accordingly to perform drilling. A combustion chamber 24 is disposed at the tip of the hollow interior of the cylindrical tube 21, and the resource recovery pipe 30, the combustion pipe 31, and the exhaust pipe 32 are passed through. If seawater is allowed to flow into the cylindrical pipe 21, it is assumed that these devices may malfunction or malfunction. Therefore, it is preferable that the cylindrical tube 21 has watertightness and has a structure that does not allow seawater to flow into the hollow interior.

筒状管21の素材や大きさ、形状については、特に限定するものではないが、水深1000m以上の海底S2まで延伸するため、例えば鋼やアルミニウム合金等の水圧に耐え得る素材が好ましい。筒状管21の長さについては、水深1000m以上の海底S2まで延伸させるべく、相応の長さを有することが必要であり、掘削による進行深さも考慮して、例えば水深1000mであれば筒状管21の全長は1100~1200m程度とする。尚、資源掘削地点までの運搬性等に鑑みると、筒状管21を長手方向所定箇所にて幾つかのパーツに分断し、その分断したパーツを現地で適宜連結することで、海底S2まで延伸し得る長さの筒状管21を構成させる態様が好適である。その際、場所によって異なる海底S2までの水深に対応して長さ調整を容易にするため、筒状管21の基端部に連結されるパーツについては、比較的短い長さ(例えば10~30m程度)に分断されたパーツを用意しておくことが望ましく、必要に応じて短いパーツを連結することで、全体長さの微調整が容易になると共に、バラストユニット13にて調整する範囲を10m以内に収めることが可能となり、作業性を向上させる。また、浸水時における水圧や海流等による圧力に対抗するため、先端部に向けて徐々に筒状管21の厚みを増したり重量を増加させる態様が好適である。 The material, size, and shape of the cylindrical tube 21 are not particularly limited, but since it extends to the seabed S2 at a depth of 1000 m or more, a material that can withstand water pressure, such as steel or aluminum alloy, is preferable. Regarding the length of the cylindrical tube 21, it is necessary to have a suitable length to extend to the seabed S2 at a water depth of 1000 m or more. The total length of the pipe 21 is about 1100-1200m. In addition, considering the transportability to the resource excavation site, the cylindrical tube 21 is divided into several parts at predetermined locations in the longitudinal direction, and the divided parts are connected as appropriate on site to extend to the seabed S2. It is preferable to configure the tubular tube 21 with a length that can be obtained. At that time, in order to easily adjust the length corresponding to the water depth up to the seabed S2 which varies depending on the location, the parts connected to the proximal end of the cylindrical tube 21 are relatively short (eg, 10 to 30 m). It is desirable to prepare parts that are divided into parts of about 10m. It becomes possible to fit within, and workability is improved. In addition, in order to withstand the pressure caused by water pressure, ocean currents, etc. when submerged, it is preferable to increase the thickness or weight of the cylindrical tube 21 gradually toward the tip.

筒状管保持部は、筒状管21の上方領域を右船11と左船12で挟持した状態で、鉛直状に延伸する筒状管21を掘削船本体10に接続・固定するための構造であり、その具体的な構造について特に限定するものではなく、例えば筒状管挟持部16にて筒状管21を挟持した際に互いに当接する筒状管21の外周面と筒状管挟持部16を構成する凹部の内面壁とを所定手段により緊結する態様が考え得る。その他の構造例として、図3に示す様に、筒状管21の上方領域に対向して外方へ延伸する所定長さの連結アーム29を備えると共に、掘削船本体10の甲板上に該連結アーム29を嵌合する凹部17が設けられ、該凹部17に連結アーム29を嵌合した状態でボルト・ナット等にて連結・固定する態様も考え得る。かかる態様によれば、掘削船本体10の回動力が連結アーム29を介して伝達されることとなり、梃の原理のごとく効率良い筒状管21の回転に資することとなる。尚、連結アーム29を備える場合、筒状管21の海底S2への進行深さに応じて、筒状管21における連結アーム29の装備高さ位置を可変し得る態様が望ましい。 The cylindrical tube holder is a structure for connecting and fixing the vertically extending cylindrical tube 21 to the drilling vessel body 10 in a state where the upper region of the cylindrical tube 21 is held between the right ship 11 and the left ship 12. The specific structure thereof is not particularly limited. It is conceivable that the inner wall of the concave portion forming 16 is tightly bound by a predetermined means. As another structural example, as shown in FIG. A recess 17 into which the arm 29 is fitted may be provided, and in a state where the connecting arm 29 is fitted into the recess 17, it may be connected and fixed with bolts, nuts, or the like. According to this aspect, the turning force of the drilling vessel body 10 is transmitted via the connecting arm 29, which contributes to efficient rotation of the cylindrical tube 21 like the principle of leverage. When the connecting arm 29 is provided, it is desirable that the mounting height position of the connecting arm 29 on the cylindrical pipe 21 can be varied according to the depth of the cylindrical pipe 21 to the seabed S2.

筒状管保持部の構造として、筒状管21の外周面にT字状突起を複数形成すると共に、該筒状管21の外周面と当接する面(前例でいえば筒状管挟持部16の内壁面や円筒板の内壁面)におけるT字状突起の対向位置に、該T字状突起を嵌合状に係合し得るT字状凹溝を同数形成する態様も好適である。この態様により、T字状突起とT字状凹溝が堅い係合状態となり、掘削船本体10の回動によって発生した運動エネルギーを効率よく筒状管21へ伝達することができる。尚、突起の形状については、T字状に限らず逆T字状やL字状、H字状、V字状、その他種々形状、あるいはこれらの組み合わせとすることも可能であり、その場合に凹溝の形状も突起の形状に合わせて、各種形状を採り得るものである。 As the structure of the tubular tube holding portion, a plurality of T-shaped projections are formed on the outer peripheral surface of the tubular tube 21, and a surface that abuts on the outer peripheral surface of the tubular tube 21 (in the previous example, the tubular tube holding portion 16 It is also preferable to form the same number of T-shaped recessed grooves that can engage the T-shaped projections in a fitting manner at positions opposite to the T-shaped projections on the inner wall surface of the cylinder or the inner wall surface of the cylindrical plate. In this manner, the T-shaped projection and the T-shaped groove are firmly engaged, and the kinetic energy generated by the rotation of the drilling vessel body 10 can be efficiently transmitted to the cylindrical tube 21 . The shape of the projection is not limited to the T shape, but may be an inverted T shape, an L shape, an H shape, a V shape, other various shapes, or a combination thereof. The shape of the concave groove can also take various shapes according to the shape of the projection.

筒状管保持部の構造として、図4に示す様に、筒状管21とは別体として、高さ位置の異なる複数の連結アーム41が対向して外方へ延伸状に備えられて成る外套管40を使用する態様を採用し得る。連結アーム41が高さを違えて複数備えられることで、連結アーム41の取り付け位置を変えることなく、筒状管21と掘削船本体10との異なる高さ位置での接続が容易となる。筒状管21の上方領域における外周面には、部分的に所定間隔の間隙22aを複数有して分断された鉛直方向に延伸する所定長さの凸片22が、少なくとも対向して二箇所に備えられている。また、外套管40の内周面には、かかる凸片22に対応する箇所に、鉛直方向に延伸する凹溝42が上下に貫通して備えられ、該凹溝42の所定中間箇所には、挿嵌具43を挿嵌可能な略水平方向に貫通する開口部44が一乃至複数形成されている。そして、筒状管21の上方から外套管40を挿嵌する際に、筒状管21の凸片22と外套管40の凹溝42とを嵌合することで、外套管40が筒状管21の円周方向に対し摺動することなく固定される。また、外套管40の凹溝42における開口部44の位置と、筒状管21の凸片22における分断された間隙22aの位置とを合わせ、挿嵌具43を開口部44に挿通することで、挿嵌具43が間隙22aに嵌合され、外套管40が筒状管21の縦方向へ摺動することなく固定される。このとき、凸片22には間隙22aが複数形成されているため、開口部44に対応する間隙22aを変更することで、連結アーム41の取り付け位置の変更と併せて、筒状管21と掘削船本体10との異なる高さ位置での接続をより細かく設定することが可能となる。 As shown in FIG. 4, as a structure of the cylindrical tube holding portion, a plurality of connecting arms 41 having different height positions are provided as separate bodies from the cylindrical tube 21 so as to face each other and extend outward. An aspect using the outer tube 40 can be adopted. By providing a plurality of connecting arms 41 with different heights, it becomes easy to connect the cylindrical tube 21 and the drilling ship main body 10 at different height positions without changing the attachment positions of the connecting arms 41 . On the outer peripheral surface of the upper region of the tubular tube 21, there are at least two projecting pieces 22 of a predetermined length which are partially divided and extend in the vertical direction with a plurality of gaps 22a at predetermined intervals. are provided. Further, the inner peripheral surface of the outer tube 40 is provided with a vertically extending groove 42 penetrating vertically at a location corresponding to the protrusion 22. At a predetermined intermediate location of the groove 42, One or a plurality of openings 44 are formed so as to pass through in a substantially horizontal direction through which the fitting 43 can be inserted. When the outer tube 40 is inserted into the cylindrical tube 21 from above, the outer tube 40 is fitted into the cylindrical tube 40 by fitting the protruding piece 22 of the cylindrical tube 21 with the concave groove 42 of the outer tube 40 . 21 is fixed without sliding in the circumferential direction. Also, by aligning the position of the opening 44 in the concave groove 42 of the outer tube 40 with the position of the divided gap 22a in the convex piece 22 of the cylindrical tube 21 and inserting the fitting 43 into the opening 44, , the fitting 43 is fitted into the gap 22a, and the outer tube 40 is fixed without sliding in the longitudinal direction of the cylindrical tube 21. As shown in FIG. At this time, since a plurality of gaps 22a are formed in the projecting piece 22, by changing the gaps 22a corresponding to the openings 44, along with changing the attachment position of the connecting arm 41, the tubular pipe 21 and the excavation can be separated. It is possible to more finely set the connection at different height positions with the ship body 10 .

尚、図4では、外套管40における最上段の連結アーム41の先端や、筒状管21の外周所定箇所に、滑車45を備えている態様となっている。かかる滑車45は、筒状管21を掘削船本体10に接続する際の位置合わせに使用するもので、具体的には、滑車45にワイヤを通してウインチ等で引っ張ったり緩めたりして、筒状管21の位置や傾倒具合について微調整しつつ、最終的に正確な位置及び鉛直状となった状態で筒状管21が掘削船本体10に接続されるように仕向けるためのものである。かかる滑車45は、筒状管21の引き上げ時にワイヤを通す部分としても利用し得る。 4, pulleys 45 are provided at the tip of the uppermost connecting arm 41 in the outer tube 40 and at predetermined positions on the outer periphery of the cylindrical tube 21. As shown in FIG. The pulley 45 is used for alignment when connecting the tubular tube 21 to the drilling ship main body 10. Specifically, a wire is passed through the pulley 45 and pulled or loosened by a winch or the like to loosen the tubular tube. While finely adjusting the position and inclination of the tube 21, the tube 21 is finally connected to the drillship main body 10 in an accurate position and in a vertical state. Such a pulley 45 can also be used as a portion through which a wire is passed when the tubular tube 21 is pulled up.

掘削船本体10と筒状管21とを接続する筒状管保持部に関し、掘削体23による掘削にて硬い岩盤等に引っ掛かり回転ができない状態も想定されることから、掘削船本体10の回動時に一定以上の負荷が生じた場合には、船体や掘削ユニット20の破損を防ぐために、掘削船本体10と筒状管21との接続が自動的に解除される態様を採用することも可能である。例えば、掘削物に障害物があって回転が滞った場合に、掘削船本体10と筒状管21とが接続された筒状管保持部に一定以上の負荷がかかると、自動的に筒状管保持部における連結構造が外れ、それにより掘削船本体10と筒状管21との接続が解除され、掘削船本体10が回転しても筒状管21は回転せず、筒状管挟持部16において空転するような構成態様である。尚、掘削船本体10と筒状管21との接続が解除されたことは、運転作業者に対し異常通報として通知されることが望ましく、その通知を受けた運転作業者は、掘削船本体10の無駄な回動をストップして停船状態とし、異常状態の確認及び修復、該当場所における掘削の継続可能性の判断を行う。 Regarding the tubular tube holding portion that connects the drilling vessel body 10 and the tubular tube 21, it is assumed that the drilling body 23 may be caught in a hard rock during excavation and cannot rotate. It is also possible to employ a mode in which the connection between the drilling vessel body 10 and the tubular tube 21 is automatically released in order to prevent damage to the hull and the drilling unit 20 when a load exceeding a certain level occurs. be. For example, when there is an obstacle in the excavated object and the rotation is delayed, if a certain load or more is applied to the tubular tube holding section connecting the drilling vessel body 10 and the tubular tube 21, the tubular tube automatically rotates. The connection structure at the tube holding portion is disengaged, whereby the connection between the drillship body 10 and the tubular tube 21 is released, and even if the drillship body 10 rotates, the tubular tube 21 does not rotate, and the tubular tube clamping portion It is a configuration mode that idles at 16 . In addition, it is desirable that the disconnection between the drillship main body 10 and the tubular pipe 21 is notified to the operator as an abnormality report. Stop the useless rotation of the ship, stop the ship, check and repair the abnormal state, and judge the continuation of excavation at the relevant place.

筒状管21の先端部外周面には、海底S2を掘削可能な掘削体23が備えられている。かかる掘削体23の形状や構造については、特に限定はなく、筒状管21の先端は海底S2に突き刺し可能な円錐状に窄まっており、その円錐状を成す先端部の外周面に、海底S2を掘削可能な掘削体23、例えば回転により掘削可能な螺旋状刃体や螺旋状凹溝などが備えられた構造を採る。筒状管21の先端が掘削ポイントである海底S2に当接した状態で、海上の掘削船本体10の回動と連動して筒状管21が回転することで、掘削体23が海底S2へ進入するように掘削を行うこととなる。掘削体23の素材については、特に限定するものではないが、硬い岩盤などを掘削する可能性もあることから、鋼やタングステンの複合素材といった摩耗に強い素材が好適である。 An excavating body 23 capable of excavating the seabed S2 is provided on the outer peripheral surface of the tip portion of the tubular tube 21 . The shape and structure of the excavating body 23 are not particularly limited. A structure is adopted in which an excavating body 23 capable of excavating S2, for example, a spiral blade or a spiral groove capable of excavating by rotation is provided. With the tip of the cylindrical tube 21 in contact with the seabed S2, which is the excavation point, the cylindrical tube 21 rotates in conjunction with the rotation of the drilling vessel body 10 on the sea, so that the drilling body 23 moves to the seabed S2. Excavation will be carried out to enter. The material of the excavating body 23 is not particularly limited, but since there is a possibility of excavating a hard bedrock, a material resistant to wear such as a composite material of steel or tungsten is suitable.

筒状管21の先端内部には、燃焼室24が装備されている。該燃焼室24は、可燃性ガスを燃焼させることで高温の排熱を発生させ、その排熱が排熱管25を通過することにより、筒状管21の先端部外周面並びに掘削体23の表面温度を上昇させるものである。そして、高温となった筒状管21の先端部及び掘削体23による周囲海水温の上昇により、掘削面やその近傍に存するメタンハイドレートの融解を促すこととなる。メタンハイドレートの融解により気泡となったメタンガスGは、後述の資源回収ユニット26にて回収される。排熱管25を通過した後の温度が低下した排気は、後述する排気用パイプ32を介して掘削船本体10の煙突部33から大気中に排出されることとなる。 A combustion chamber 24 is provided inside the tip of the tubular tube 21 . The combustion chamber 24 burns the combustible gas to generate high-temperature exhaust heat, and the exhaust heat passes through the exhaust heat pipe 25 to It raises the temperature. Then, the rise in ambient seawater temperature due to the heated tip of the cylindrical tube 21 and the drilling body 23 accelerates the melting of the methane hydrate present on and near the drilled surface. The methane gas G that has become bubbles due to the melting of the methane hydrate is recovered by the resource recovery unit 26, which will be described later. After passing through the exhaust heat pipe 25, the exhaust gas whose temperature has been lowered is discharged into the atmosphere from the chimney 33 of the drilling vessel main body 10 via the exhaust pipe 32, which will be described later.

燃焼室24の構造については、特に限定されるものではなく、従来公知の構造にて稼働する態様となるが、燃焼の際に発生した高温の排熱は排熱管25へ送られる態様となる。排熱管25の敷設ルートも特に限定はしないが、例えば、掘削体23が螺旋構造を採る場合であれば、形成された螺旋形状に沿ったルートを流路とし、螺旋構造全体を発熱させて周囲の海水温及び掘削時に密接しているメタンハイドレート層の温度を上昇させる態様を採用し得る。尚、掘削船本体10上において、燃焼室24の稼働状態を把握するために、燃焼室24内に温度センサを備え、燃焼室24の制御(起動や停止、温度設定等)を自動または手動にて指示できる態様が好適である。 The structure of the combustion chamber 24 is not particularly limited. The route for laying the heat exhaust pipe 25 is not particularly limited, but for example, in the case where the excavation body 23 has a spiral structure, the route along the formed spiral shape is used as a flow path, and the entire spiral structure is heated to heat the surroundings. It is possible to employ a mode in which the temperature of the seawater and the temperature of the methane hydrate layer that is in close contact during excavation are increased. In addition, in order to grasp the operating state of the combustion chamber 24 on the drilling vessel body 10, a temperature sensor is provided in the combustion chamber 24, and control of the combustion chamber 24 (starting, stopping, temperature setting, etc.) can be performed automatically or manually. It is preferable to use a mode in which an instruction can be given by

筒状管21の所定中間箇所には、資源回収ユニット26が備えられている。該資源回収ユニット26は、掘削されたメタンハイドレート層から発生したメタンガスGを回収するものであり、上端部が筒状管21の外周面に閉塞状に周設され、下端部が拡開した漏斗状あるいは傘状の形態となっている。漏斗状あるいは傘状に下端部が拡開することで、海底S2掘削後にメタンハイドレートが融解して海中S1へ放出されたメタンガスGの気泡を広範囲で回収可能である。資源回収ユニット26にて回収されたメタンガスGは、筒状管21に開けられた回収窓27から後述する資源回収用パイプ30へ流入し、該資源回収用パイプ30を通過して海上の資源回収タンク28へ移送されることとなる。したがって、筒状管21における資源回収ユニット26が周設される位置は、回収窓27の直上周縁となる。
ところで、図2に示す様に、回収窓27について、筒状管21の異なる高さ位置に複数開けられている態様が考え得る。すなわち、海底S2の掘削が進むにつれ、筒状管21が下方へ沈降することとなるが、その場合に資源回収ユニット26の周設位置の変更が必要となることが想定され、かかる位置変更に対応するためである。尚、不使用時の回収窓27は、海水の浸入を防ぐべく閉塞され、使用時にのみ開放される。
A resource recovery unit 26 is provided at a predetermined intermediate position of the tubular tube 21 . The resource recovery unit 26 recovers the methane gas G generated from the excavated methane hydrate layer. It has a funnel-like or umbrella-like shape. By expanding the lower end in a funnel shape or an umbrella shape, it is possible to collect bubbles of methane gas G released into the sea S1 by melting methane hydrate after excavating the seabed S2 over a wide range. The methane gas G recovered by the resource recovery unit 26 flows into a resource recovery pipe 30, which will be described later, through a recovery window 27 opened in the cylindrical tube 21, passes through the resource recovery pipe 30, and is recovered on the sea. It will be transferred to the tank 28 . Therefore, the position where the resource recovery unit 26 is provided around the tubular tube 21 is the peripheral edge directly above the recovery window 27 .
By the way, as shown in FIG. 2, it is conceivable that a plurality of collection windows 27 are opened at different height positions of the tubular tube 21 . That is, as the excavation of the seabed S2 progresses, the cylindrical pipe 21 sinks downward. This is to deal with The collection window 27 when not in use is closed to prevent seawater from entering, and is opened only when in use.

資源回収ユニット26の形状が漏斗状であるため、海中S1へ沈降させる際に、資源回収ユニット26の上方に空気溜まりが発生し、浮力が生じて沈下作業に支障が出る可能性がある。そのため、資源回収ユニット26の沈降時は下方を閉塞させ、資源回収予定地点近傍にて自動もしくは手動にて下方を拡開させる態様が好適である。下方の閉塞及び拡開方法は特に限定しないが、例えば、雨傘の骨組みを参考にして、資源回収ユニット26の上端部から下端部に延伸する複数本のフレームを上方の外周に沿って周設し、該フレームの下方を磁力や締結バンド等の手段にて筒状管21外周面へ吸着させた状態で海中S1に沈降させる態様が考え得る。その際、各フレーム間には、メタンガス不透過素材から成る傘状面材が被覆され、フレームと連動して拡開・閉塞される。そして、メタンガス回収予定地近傍にて、フレーム下端の磁力を消失させたり、締結バンドの締結を解除したり、ワイヤロープにてフレームの所定箇所を上方へ牽引するといった手段を用い、自動もしくは手動にてフレーム及び傘状面材を漏斗状に拡開させる態様となる。また、メタンガス回収後に行われる筒状管21の引上げ時は、自動または手動にてフレーム及び傘状面材を閉塞する態様が望ましく、筒状管21の引上げを行うにあたって発生する水の抵抗力の軽減に資することとなる。 Since the shape of the resource recovery unit 26 is funnel-shaped, there is a possibility that when the resource recovery unit 26 is submerged in the sea S1, an air pool is generated above the resource recovery unit 26, and buoyancy is generated to interfere with the subsidence work. Therefore, it is preferable to close the lower part of the resource recovery unit 26 when it sinks and open the lower part automatically or manually in the vicinity of the scheduled resource recovery point. The method of closing and expanding the lower part is not particularly limited. Alternatively, the lower part of the frame may be attracted to the outer peripheral surface of the cylindrical tube 21 by means of magnetic force or a fastening band, and the frame may be submerged in the sea S1. At this time, an umbrella-like surface material made of a material impermeable to methane gas is covered between the frames, and is expanded and closed in conjunction with the frames. Then, in the vicinity of the planned methane gas recovery site, the magnetic force at the lower end of the frame is extinguished, the tightening of the fastening band is released, and a predetermined part of the frame is pulled upward with a wire rope. Then, the frame and the umbrella-shaped surface member are expanded in a funnel shape. Further, when the tubular tube 21 is pulled up after the recovery of methane gas, it is preferable to automatically or manually close the frame and the umbrella-shaped surface material, so that the water resistance generated when the tubular tube 21 is pulled up can be reduced. This will contribute to mitigation.

掘削ユニット20として、資源回収タンク28が装備されている。該資源回収タンク28は、回収したメタンガスGを貯留する目的で、掘削船本体10における甲板上に装備される。すなわち、資源回収ユニット26によって回収されたメタンガスGは、後述する資源回収用パイプ30を介して資源回収タンク28へ移送され、貯留されることとなる。該資源回収タンク28の構造や素材については、常法手段を採用すれば足り、特に限定するものではない。 A resource recovery tank 28 is equipped as the excavation unit 20 . The resource recovery tank 28 is installed on the deck of the drillship body 10 for the purpose of storing the recovered methane gas G. As shown in FIG. That is, the methane gas G recovered by the resource recovery unit 26 is transferred to the resource recovery tank 28 through the resource recovery pipe 30, which will be described later, and stored therein. With respect to the structure and material of the resource recovery tank 28, it is sufficient to employ conventional means, and there is no particular limitation.

筒状管21の中空部には、資源回収用パイプ30と燃焼用パイプ31と排気用パイプ32が挿通されている。資源回収用パイプ30は、資源回収ユニット26によって回収されたメタンガスGを資源回収タンク28へ移送するためのもので、掘削船本体10に敷設された資源回収タンク28と資源回収ユニット26との間を連通状に繋がっている。また、燃焼用パイプ31は、燃焼室24へ燃料を送るためのものであって、掘削船本体10に敷設された燃料タンクと燃焼室24との間を連通状に繋がっている。さらに、排気用パイプ32は、排熱管25から排出される排気を送出するためのものであって、掘削船本体10に敷設された煙突部33と排熱管25との間を連通状に繋がっている。夫々のパイプの素材は特に限定するものではなく、例えば銅やアルミニウム合金等の素材を使用する態様が考え得る。また、夫々のパイプの形状についても、特に限定するものではないが、掘削船本体10と資源回収ユニット26や燃焼室24、排熱管25との間を連通状に繋がっていることから、相当の長尺状を成すことを要する。このとき、長尺の各パイプには、燃料やガス、排気を滞りなく移送するためのポンプやプロペラ等の移送手段が装備されている態様が好適である。 A resource recovery pipe 30 , a combustion pipe 31 , and an exhaust pipe 32 are inserted through the hollow portion of the cylindrical tube 21 . The resource recovery pipe 30 is for transferring the methane gas G recovered by the resource recovery unit 26 to the resource recovery tank 28, and is provided between the resource recovery tank 28 laid on the drilling ship body 10 and the resource recovery unit 26. are connected in a continuous manner. The combustion pipe 31 is for sending fuel to the combustion chamber 24, and connects the combustion chamber 24 and the fuel tank laid on the drillship main body 10 in a communicative manner. Further, the exhaust pipe 32 is for sending the exhaust gas discharged from the heat exhaust pipe 25, and connects the chimney portion 33 laid on the drilling ship main body 10 and the heat exhaust pipe 25 in a communicating manner. there is The material of each pipe is not particularly limited, and it is conceivable to use a material such as copper or an aluminum alloy, for example. Also, the shape of each pipe is not particularly limited, but since the drilling vessel main body 10, the resource recovery unit 26, the combustion chamber 24, and the exhaust heat pipe 25 are connected in a communicating manner, there is considerable It is required to form an elongated shape. At this time, it is preferable that each long pipe is equipped with transfer means such as a pump and a propeller for smoothly transferring fuel, gas, and exhaust gas.

ところで、回収されたメタンガスGの一部を燃焼用パイプ31によって燃焼室24へ流入させ、燃焼室24内にて該メタンガスGを燃焼する態様を採用し得る。かかる態様の場合、資源回収ユニット26にて回収されたメタンガスGは、一旦資源回収用パイプ30を介して資源回収用タンクへと流入させ、流入したメタンガスGの一部を資源回収用タンクから取り出し、燃焼用パイプ31を経由して燃焼室24へ送出させる態様となる。かかる態様を採用することで、燃焼室24における燃焼物を新たに用意する必要が無くなり、掘削におけるエネルギーコストの低減に資することとなる。 By the way, it is possible to employ a mode in which part of the collected methane gas G is flowed into the combustion chamber 24 through the combustion pipe 31 and the methane gas G is burned in the combustion chamber 24 . In this embodiment, the methane gas G recovered by the resource recovery unit 26 is once made to flow into the resource recovery tank through the resource recovery pipe 30, and part of the inflowing methane gas G is taken out from the resource recovery tank. , to the combustion chamber 24 via the combustion pipe 31 . By adopting such a mode, there is no need to prepare a new combustible material for the combustion chamber 24, which contributes to a reduction in energy costs for excavation.

以上の構成要素により、本発明にかかる海底資源掘削船1は構成されている。本発明にかかる海底資源掘削船1は、先端に掘削体23を備えた筒状管21の先端を海底S2に当接させた状態で、該筒状管21の上方領域を掘削船本体10に設けられた筒状管挟持部16において筒状管保持部を介して固定的に接続し、回転スクリュー15を使用して掘削船本体10を筒状管21を中心として回動させ、それに連動して筒状管21も回動して先端部の掘削体23が回転され、それにより海底S2の掘削が行われることとなる。その際、燃焼室24で発生する高温の排熱により筒状管21の先端部外周面並びに掘削体23の表面温度を上昇させることで、周囲海水温を上昇させてメタンハイドレートの融解を促し、気泡となったメタンガスGを資源回収ユニット26にて回収し、資源回収タンク28に貯留される。 The submarine resource drilling ship 1 according to the present invention is configured by the above components. The submarine resource drilling ship 1 according to the present invention has a tubular tube 21 having an excavating body 23 at its tip, with the tip of the tubular tube 21 in contact with the seabed S2, and the upper region of the tubular tube 21 being attached to the drilling vessel main body 10. The drilling vessel body 10 is fixedly connected via a tubular tube holding portion at the tubular tube clamping portion 16 provided, and the rotary screw 15 is used to rotate the drilling vessel body 10 about the tubular tube 21, which is interlocked therewith. As a result, the cylindrical tube 21 is also rotated to rotate the excavating body 23 at the tip, thereby excavating the seabed S2. At that time, the high temperature exhaust heat generated in the combustion chamber 24 raises the outer peripheral surface of the tip of the cylindrical tube 21 and the surface temperature of the drilling body 23, thereby raising the ambient seawater temperature and promoting the melting of methane hydrate. , the methane gas G that has become bubbles is recovered by the resource recovery unit 26 and stored in the resource recovery tank 28 .

本発明にかかる海底資源掘削船1の使用態様、すなわちメタンハイドレート層の掘削作業の一連の流れについて、図3に基づき、その一例を順を追って説明する。
事前準備として、エコーサウンダー(計量魚探装置)やSEABAT(海底測深装置)等を用い、表層型メタンハイドレート層の位置について音響探査を行っておく。
かかる音響探査にて判明した表層型メタンハイドレート層の直上海上に向け、掘削ユニット20を掘削船本体10に装備して成る海底資源掘削船1を移動する。このとき、掘削ユニット20における筒状管21は、掘削船本体10の上で横向きに寝せて載置された状態で移動する。
尚、筒状管21の長さや重量に鑑みると、該筒状管21を掘削船本体10の上に載置して移動するのには困難を伴う。そこで、ゴムボートや発泡体といった別途浮力体上に筒状管21を載置し、海上を掘削船本体10で牽引する態様を採るのも好適である。その際、掘削船本体10を右船11と左船12に分離し、その一方が浮力体の前側で牽引し、他方が浮力体の後側で方向修正を司る態様も可能であり、狭い水路の航行や幅寄せ、位置の微調整等に資する。
An example of the mode of use of the submarine resource drilling ship 1 according to the present invention, that is, a series of flow of drilling work of a methane hydrate layer, will be described in order with reference to FIG.
As a preliminary preparation, an acoustic survey of the position of the surface methane hydrate layer is performed using an echo sounder (measurement fish finder), SEABAT (sea bottom sounding device), and the like.
A submarine resource drilling vessel 1 having a drilling vessel body 10 equipped with a drilling unit 20 is moved directly above the shallow methane hydrate layer found by the acoustic survey. At this time, the cylindrical tube 21 in the drilling unit 20 moves while being placed sideways on the drilling vessel body 10 .
Considering the length and weight of the tubular tube 21, it is difficult to place the tubular tube 21 on the drilling vessel body 10 and move it. Therefore, it is also preferable to place the cylindrical tube 21 on a separate buoyant body such as a rubber boat or a foam body and tow the drilling vessel body 10 on the sea. At that time, it is also possible to separate the drilling vessel body 10 into a right ship 11 and a left ship 12, one of which is towed on the front side of the buoyant body, and the other of which is on the rear side of the buoyant body and controls direction correction. It contributes to the navigation of the ship, the approach to the side, fine adjustment of the position, etc.

表層型メタンハイドレート層の直上海上に到着したら、その場で停留し、停留箇所にて、掘削船本体10と掘削ユニット20の接続を行う。詳しくは、船体固定手段18を外して掘削船本体10が右船11及び左船12に分離し、載置された筒状管21を先端側から海中S1へ斜めに浸水させ、最終的に略鉛直状となる様に沈降させる。このとき、図示の様に、右船11及び左船12の船首側若しくは船尾側のいずれか一方を閉じつつ他方を開く様に分離することで、筒状管21の先端側からの浸水が可能である。筒状管21が所定長さで幾つかのパーツに分断されている場合は、掘削体23を備え燃焼室24が内包された筒状管21を最先端に、内部に存する資源回収用パイプ30と燃焼用パイプ31と排気用パイプ32の夫々が互いに別のパイプに接続されることのないよう位置を合わせつつ、随時接続して沈降させる。筒状管21の所定中間箇所には、資源回収ユニット26も装備される。 When it arrives directly above the shallow methane hydrate layer, it stops there, and the drilling vessel main body 10 and the drilling unit 20 are connected at the stopping point. Specifically, the hull fixing means 18 is removed, the drilling vessel body 10 is separated into the right vessel 11 and the left vessel 12, and the mounted cylindrical tube 21 is obliquely submerged from the tip side into the sea S1, and finally approximately Allow to settle vertically. At this time, as shown in the figure, by separating either the bow side or the stern side of the right ship 11 and the left ship 12 so as to open the other while closing the other, flooding from the tip side of the cylindrical tube 21 is possible. is. When the cylindrical pipe 21 is divided into several parts with a predetermined length, the cylindrical pipe 21 having the excavation body 23 and the combustion chamber 24 is placed at the forefront, and the resource recovery pipe 30 existing inside. , the combustion pipe 31, and the exhaust pipe 32 are aligned so as not to be connected to different pipes, and connected as needed to sink. A resource recovery unit 26 is also provided at a predetermined intermediate position of the tubular tube 21 .

筒状管21の先端すなわち掘削体23が海底S2に当接したら、筒状管21の基端部を筒状管保持部に接続・固定する。具体的には、右船11と左船12に存する凹部で筒状管21の上方領域を挟持し、所定の固定手段にて強固に締結する。そして、筒状管21を挟持した状態で右船11と左船12が分離してしまうことのないよう、船体固定手段18により互いに連結して一体化される。 When the tip of the tubular tube 21, that is, the excavating body 23 contacts the seabed S2, the proximal end of the tubular tube 21 is connected and fixed to the tubular tube holding portion. Specifically, the upper region of the cylindrical tube 21 is sandwiched between the concave portions of the right ship 11 and the left ship 12, and is firmly fastened by a predetermined fixing means. Then, the right ship 11 and the left ship 12 are connected and integrated by the hull fixing means 18 so that the right ship 11 and the left ship 12 are not separated while holding the cylindrical tube 21 therebetween.

掘削船本体10に備わるバラストユニット13に海水を注水し、筒状管21に対し下降方向へ負荷を加えつつ、回転スクリュー15や推進スクリュー14により掘削船本体10を回転させる。このとき、筒状管21を中心とした掘削船本体10の回転運動が発生し、かかる掘削船本体10の回転に連動して、固定された筒状管21も回転することとなる。これにより、筒状管21の先端部に存する掘削体23が、回転しながら海底S2のメタンハイドレート層を掘削する。
海底S2が掘削されることで筒状管21の先端が海底S2に当接しなくなり浮いた状態となった場合には、掘削船本体10に備わるバラストユニット13に海水を注水し、掘削船本体10を若干沈下させることで、筒状管21の先端を再度海底S2に当接させることが可能である。あるいは、筒状管21の先端が浮いた状態のまま、掘削船本体10の回転を一度停止し、筒状管21の先端が海底S2に当接する場所まで少し移動して、再度掘削をはじめる態様も可能である。
Seawater is injected into the ballast unit 13 provided in the drilling vessel body 10, and the drilling vessel body 10 is rotated by the rotating screw 15 and the propulsion screw 14 while applying a downward load to the tubular tube 21. - 特許庁At this time, the drilling vessel body 10 rotates around the cylindrical tube 21 , and in conjunction with the rotation of the drilling vessel body 10 , the fixed cylindrical tube 21 also rotates. As a result, the excavating body 23 located at the tip of the tubular tube 21 excavates the methane hydrate layer of the seabed S2 while rotating.
When the seabed S2 is excavated so that the tip of the cylindrical tube 21 is no longer in contact with the seabed S2 and becomes floating, seawater is injected into the ballast unit 13 provided in the drillship body 10, and the drillship body 10 By sinking slightly, the tip of the cylindrical tube 21 can be brought into contact with the seabed S2 again. Alternatively, with the tip of the tubular tube 21 floating, the rotation of the drilling vessel main body 10 is once stopped, and the tip of the tubular tube 21 moves a little to the place where it abuts the seabed S2, and drilling is started again. is also possible.

掘削体23近傍には、燃焼室24および該燃焼室24から排出される排熱を熱伝導するための排熱管25が備わっており、燃焼室24では予め充填した可燃性ガスによる燃焼が開始され、排熱管25へ送気される。掘削船本体10の回転により掘削されたメタンハイドレートは、かかる筒状管21の先端領域における熱伝導により、周囲海水温と共に温度が上昇し、メタンガスGと水に分解され、ガス体であるメタンガスGは海上へ向けて浮上することとなる。
尚、排熱が終わった排気は、排熱管25に接続された排気用パイプ32を通じて掘削船本体10上に設けられた煙突部33より大気中へと排出されることとなる。
In the vicinity of the excavated body 23, a combustion chamber 24 and an exhaust heat pipe 25 for conducting heat exhaust heat discharged from the combustion chamber 24 are provided. , is sent to the exhaust heat pipe 25 . The temperature of the methane hydrate drilled by the rotation of the drilling vessel 10 rises along with the ambient seawater temperature due to heat conduction in the tip region of the cylindrical tube 21, and the methane hydrate is decomposed into methane gas G and water, which is a gaseous body. G will surface toward the sea.
The exhaust after heat exhaust is discharged into the atmosphere from a chimney 33 provided on the drilling ship body 10 through an exhaust pipe 32 connected to the heat exhaust pipe 25 .

メタンハイドレートから分解され浮上したメタンガスGは、筒状管21の所定箇所に備えられた資源回収ユニット26の拡開した下方から資源回収ユニット26内部に入り、資源回収ユニット26上方近傍に備わっている回収窓27から、筒状管21内に備わった資源回収用パイプ30へとメタンガスGは流入し、比重の軽いメタンガスGは資源回収用パイプ30内を浮上し、掘削船本体10上に設置された資源回収用タンクへと回収されることとなる。
また、資源回収用タンクの所定箇所に接続された燃焼用パイプ31によって、一部のメタンガスGは掘削体23近傍に備わった燃焼室24へと送られ、該燃焼室24での燃焼ガスとして利用される態様も考え得る。
The methane gas G decomposed from the methane hydrate and floating to the surface enters the interior of the resource recovery unit 26 from the expanded lower part of the resource recovery unit 26 provided at a predetermined position of the cylindrical tube 21, and is provided near the upper part of the resource recovery unit 26. The methane gas G flows into the resource recovery pipe 30 provided in the cylindrical tube 21 from the recovery window 27 in the cylindrical tube 21, and the methane gas G having a low specific gravity rises in the resource recovery pipe 30 and is installed on the drilling ship main body 10. It will be collected in the resource recovery tank that was designed.
In addition, a part of the methane gas G is sent to the combustion chamber 24 provided near the excavation body 23 by the combustion pipe 31 connected to a predetermined location of the resource recovery tank, and is used as combustion gas in the combustion chamber 24. It is also conceivable that the

回収したメタンガスGは、資源回収ユニット26の上方近傍にて貯留した後、回収窓27から筒状管21内の資源回収用パイプ30へ流入し、メタンガスGが資源回収用パイプ30内を浮上することにより資源回収用タンクへと貯蔵されるが、資源回収用タンクは掘削船本体10以外、例えば筒状管21を運搬してきた随行船等に設けられても良い。また、資源回収用タンクにおいての保管方法は特に限定するものではなく、回収したメタンガスGを船上にて液化させ、資源回収用タンクに貯留し移送する態様も考え得る。
また、上記メタンガスGは、静電気による火災や爆発など等による事故が発生しやすいメタンガスGであるため、資源回収用タンクや、資源回収用タンクに至る配管等に対する防爆処理が必須である。この防爆処理については特に限定されるものではなく、タンク外層を窒素が充填された防爆層で包むといった従来公知の技術を使用し対策を行うことで、事故を未然に防ぐことが可能となる。
The recovered methane gas G is stored in the vicinity of the upper part of the resource recovery unit 26, and then flows into the resource recovery pipe 30 in the tubular tube 21 through the recovery window 27, and the methane gas G rises inside the resource recovery pipe 30. As a result, it is stored in a resource recovery tank, but the resource recovery tank may be provided in a follower ship or the like that has transported the tubular tube 21 other than the drilling vessel main body 10 . In addition, the storage method in the resource recovery tank is not particularly limited, and it is also conceivable to liquefy the recovered methane gas G on board, store it in the resource recovery tank, and transfer it.
In addition, since the methane gas G is likely to cause accidents such as fires and explosions due to static electricity, explosion-proof treatment is essential for resource recovery tanks and piping leading to resource recovery tanks. This explosion-proof treatment is not particularly limited, and accidents can be prevented by using conventionally known techniques such as wrapping the outer layer of the tank with an explosion-proof layer filled with nitrogen.

また、資源回収ユニット26近傍、もしくは資源回収用パイプ30内にて、メタンガスG同士の摩擦や、メタンガスGと資源回収用パイプ30等構造物との接触により静電気や自然発火等の災害が発生する可能性がある。そのため、資源回収用パイプ30の所定箇所に、静電気除去装置や温度センサ、消炎ネット等の災害防止装置を複数つける態様も考え得る。災害防止装置は特に限定するものではなく、従来公知の構造を利用し上記災害の発生を抑えるものとする。 In the vicinity of the resource recovery unit 26 or in the resource recovery pipe 30, disasters such as static electricity and spontaneous combustion occur due to friction between the methane gases G and contact between the methane gas G and structures such as the resource recovery pipe 30. there is a possibility. Therefore, it is conceivable to attach a plurality of anti-disaster devices, such as a static eliminator, a temperature sensor, and a flame-extinguishing net, to predetermined portions of the resource recovery pipe 30 . The disaster prevention device is not particularly limited, and a conventionally known structure is used to suppress the occurrence of the disaster described above.

掘削及びメタンガスGの回収が終了して撤収する際は、記述した掘削までの流れの逆の手順を行えば足りるもので、特に説明するまでもないが、簡単に説明するならば、掘削船本体10の逆回転によって掘削体23が掘削箇所の海底面に現れた後、筒状管保持部の連結を解き、船体固定手段18を外して右船11と左船12を分離した状態で掘削船本体10に備えられたウインチ等を使用して筒状管21の引上げを行い、該筒状管21を掘削船本体10に載置し、右船11と左船12を合体させて船体固定手段18により固定し、帰船することとなる。 When the drilling and recovery of methane gas G are completed and the drilling vessel is withdrawn, it is sufficient to perform the procedure in reverse to the described flow up to the drilling. After the drilling body 23 appears on the seabed at the drilling location due to the reverse rotation of 10, the drilling vessel is separated from the right vessel 11 and the left vessel 12 by disconnecting the tubular tube holding portion and removing the hull fixing means 18. A winch or the like provided on the main body 10 is used to pull up the tubular tube 21, the tubular tube 21 is placed on the drilling vessel main body 10, and the right and left vessels 11 and 12 are combined to form a hull fixing means. 18 and return to the ship.

以上、本発明にかかる海底資源掘削船1の使用態様の一例を説明したが、必ずしも上記使用態様に限定されるものではなく、以下のような態様も考え得る。
例えば、筒状管21における掘削予定地での設置方法について、右船11及び左船12に1つ乃至複数備えられたウインチを使用し、筒状管21の先端部に接続された掘削体23から徐々に海中S1へと投下させていくと共に、掘削予定深度近傍に達するまで筒状管21の基端部に次の筒状管21を接続していき、掘削体23が海底S2に当接後に筒状管保持部にて掘削船と筒状管21を夫々接続する態様や、先端部に掘削体23を接続しつつ掘削予定深度近傍までの長さまで延伸した筒状管21を予め用意しておき、掘削予定地にて掘削体23から徐々に海中S1へ中に投入し、筒状管21の長さに過不足があった場合には、掘削船の右船11及び左船12に1つ乃至複数備えられたウインチを使用し不足長さの筒状管21を接続もしくは不要長さの接続を解除するといった態様等が考え得る。
An example of the mode of use of the submarine resource drilling ship 1 according to the present invention has been described above, but the mode of use is not necessarily limited to the mode of use described above, and the following modes can also be considered.
For example, regarding the method of installing the cylindrical pipe 21 at the planned excavation site, one or more winches provided on the right ship 11 and the left ship 12 are used, and the drilling body 23 connected to the tip of the cylindrical pipe 21 is used. While gradually dropping into the sea S1 from the bottom, the next cylindrical pipe 21 is connected to the proximal end of the cylindrical pipe 21 until it reaches the vicinity of the planned excavation depth, and the excavating body 23 contacts the seabed S2. A mode in which the drilling vessel and the tubular tube 21 are connected to each other at a tubular tube holding portion later, or a tubular tube 21 extending to the vicinity of the planned excavation depth while connecting the drilling body 23 to the tip is prepared in advance. Then, at the scheduled drilling site, the drilling body 23 is gradually thrown into the sea S1. It is conceivable to use one or a plurality of winches to connect the tubular tube 21 of insufficient length or disconnect the connection of unnecessary length.

また、海底資源掘削船1は、掘削予定地の海底S2掘削が終了次第、次の掘削地へ移動する態様が考え得る。その際、予定ポイントまでの移動距離や海底地形によって、掘削ユニット20の一部を収縮、もしくは取外した状態で移動する態様が好適である。この移動方法を採ることにより、作業時間の短縮及び作業負担の軽減が可能となり、効率的な海底資源の掘削に資することとなる。 Further, it is conceivable that the submarine resource drilling ship 1 moves to the next drilling site as soon as the submarine S2 drilling at the scheduled drilling site is completed. At that time, it is preferable to move with a part of the excavating unit 20 contracted or removed depending on the moving distance to the scheduled point and the seafloor topography. By adopting this moving method, it is possible to shorten the work time and reduce the work load, which contributes to efficient excavation of seabed resources.

掘削ユニット20の引上げ時には、左船12と右船11に分離された状態で掘削船所定複数箇所に備えたウインチにより、掘削ユニット20の引上げを行う態様が考え得る。更に、この態様による引上げの際、所定長さの筒状管21同士を接続していた部分を解体し、随伴していた随伴船へ積載させる態様が好適である。この態様を採ることにより、筒状管21が一定間隔で随伴船へ移送されることとなり、掘削ユニット20の引上げに伴うウインチへの負担が軽減可能であると共に、海中S1から引上げられた筒状管21へかかる重力及び自重による筒状管21の湾曲を防ぐことも可能となる。 When the drilling unit 20 is pulled up, it is conceivable that the drilling unit 20 is pulled up by winches provided at a plurality of predetermined locations on the drilling ship in a state where the left ship 12 and the right ship 11 are separated. Furthermore, when pulling up in this mode, it is preferable to dismantle the portion connecting the cylindrical tubes 21 of a predetermined length and load them on the accompanying ship. By adopting this mode, the cylindrical pipe 21 is transferred to the companion ship at regular intervals, and the burden on the winch accompanying the lifting of the drilling unit 20 can be reduced, and the cylindrical pipe pulled up from the sea S1 can be used. It is also possible to prevent bending of the tubular tube 21 due to the gravity applied to the tube 21 and its own weight.

以上、本発明にかかる海底資源掘削船1の基本的構成態様、及び、作用について説明したが、本発明は、上記実施形態や図面に示す構成態様に限定するものではない。本発明では掘削船本体10と表記しているが、必ず船の形状である必要はなく、例えば円形の浮島状の本体で、海面からの高さを10m以上として、海底掘削時に回転及び沈降していく態様なども可能である。また、掘削体23の発熱方法も、ガスの燃焼以外の方法、例えば掘削船からの送電により電熱線を発熱させ、掘削体23の発熱を行う態様も考え得る。 Although the basic configuration and operation of the submarine resource drilling ship 1 according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment or the configuration shown in the drawings. In the present invention, the drilling vessel main body 10 is described, but it does not necessarily have to be in the shape of a ship. It is also possible to adopt a mode in which As for the heat generation method of the drilling body 23, a method other than gas combustion, for example, a mode in which the drilling body 23 is heated by power transmission from a drilling ship to heat a heating wire is conceivable.

また、右船11及び/または左船12のバラストユニット13を利用することにより船体を傾斜状にして、筒状管21の沈下若しくは引上げ作業を補助する態様も考え得る。この態様では、右船11及び/または左船12のバラストユニット13へ海水を排出することにより船体が浮上し、浮上した船体と空中の筒状管21の所定箇所を固定し、右船11及び/または左船12のバラストユニット13から海水を注入することにより船体が沈降し、船体に固定された筒状管21を海中S1へ沈下することが可能である。逆に、右船11及び/または左船12のバラストユニット13へ海水を注入することにより船体が沈降し、沈降した船体と海中S1の筒状管21の所定箇所を固定し、右船11及び/または左船12のバラストユニット13から海水を排出することにより船体が浮上し、船体に固定された筒状管21を海中S1から引上げることも可能である。この作業を繰返すことで、長手方向に長大となった筒状管21の沈下および引上げが容易になるといった効果が期待できる。 It is also conceivable to use the ballast units 13 of the right ship 11 and/or the left ship 12 to tilt the hull to assist the sinking or lifting of the tubular tube 21 . In this embodiment, the seawater is discharged to the ballast units 13 of the right ship 11 and/or the left ship 12 to float the hull, and the floating hull and the tubular tube 21 in the air are fixed at predetermined points, and / Alternatively, by injecting seawater from the ballast unit 13 of the left ship 12, the hull can sink and the cylindrical tube 21 fixed to the hull can sink into the sea S1. Conversely, by injecting seawater into the ballast units 13 of the right ship 11 and/or the left ship 12, the hulls sink, and the submerged hulls and the tubular pipes 21 in the sea S1 are fixed at predetermined locations, and / Alternatively, by discharging seawater from the ballast unit 13 of the left ship 12, the hull can float and the tubular tube 21 fixed to the hull can be pulled up from the sea S1. By repeating this operation, it is possible to expect the effect of facilitating sinking and lifting of the tubular tube 21 that has become elongated in the longitudinal direction.

以上のとおり、本発明にかかる海底資源掘削船1によれば、右船11及び左船12に分離した掘削船本体10と筒状管保持部によって筒状管21を固定し、掘削船本体10のバラストユニット13による沈下によって筒状管21の先端部に接続された掘削体23を海底S2に当接させた状態で、掘削船本体10に備えた回転スクリュー15と船尾の推進スクリュー14により、掘削船本体10が筒状管21を中心とした円回転を行うと同時に、筒状管21及び掘削体23が掘削船本体10と連動して回転することにより、海底S2に当接した掘削体23の先端部によって海底S2が掘削され、掘削体23内に備わった燃焼室24の排熱が掘削体23を発熱させることにより周囲のメタンハイドレートを融解させてメタンガスGが発生し、筒状管21の所定箇所に備えられた資源回収ユニット26にて浮上してきたメタンガスGを回収後、船上の資源回収タンク28にて保管することが可能となる。 As described above, according to the submarine resource drilling ship 1 according to the present invention, the drilling ship body 10 is separated into the right ship 11 and the left ship 12, and the tubular tube 21 is fixed by the tubular tube holding portion. The drilling body 23, which is connected to the tip of the tubular tube 21 due to the subsidence of the ballast unit 13, is brought into contact with the seabed S2. At the same time as the drilling vessel body 10 rotates around the tubular tube 21, the tubular tube 21 and the drilling body 23 rotate in conjunction with the drilling vessel body 10, so that the drilling body comes into contact with the seabed S2. The seabed S2 is excavated by the tip of the excavation body 23, and the exhaust heat of the combustion chamber 24 provided in the excavation body 23 heats the excavation body 23, thereby melting the surrounding methane hydrate and generating methane gas G, which is cylindrical. After the methane gas G that has surfaced is recovered by the resource recovery unit 26 provided at a predetermined position of the pipe 21, it can be stored in the resource recovery tank 28 on board.

本発明は、日本の周辺海域に眠る表層メタンハイドレート層の掘削にのみならず、他の海洋資源の掘削や、湖沼調査における掘削等へも利用することが可能である。したがって、本発明にかかる「海底資源掘削船」の産業上の利用可能性は大であると思料する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used not only for excavating surface methane hydrate layers lying in the sea around Japan, but also for excavating other marine resources, excavating lakes and marshes, and the like. Therefore, it is considered that the industrial applicability of the "submarine resource drilling ship" according to the present invention is great.

1 海底資源掘削船
10 掘削船本体
11 右船
12 左船
13 バラストユニット
14 推進スクリュー
15 回転スクリュー
16 筒状管挟持部
17 凹部
18 船体固定手段
20 掘削ユニット
21 筒状管
22 凸片
22a 間隙
23 掘削体
24 燃焼室
25 排熱管
26 資源回収ユニット
27 回収窓
28 資源回収タンク
29 連結アーム
30 資源回収用パイプ
31 燃焼用パイプ
32 排気用パイプ
33 煙突部
40 外套管
41 連結アーム
42 凹溝
43 挿嵌具
44 開口部
45 滑車
G メタンガス
S1 海中
S2 海底
1 Submarine Resource Drilling Vessel 10 Drilling Vessel Body 11 Right Vessel 12 Left Vessel 13 Ballast Unit 14 Propulsion Screw 15 Rotating Screw 16 Cylindrical Tube Clamping Part 17 Recess 18 Hull Fixing Means 20 Drilling Unit 21 Cylindrical Tube 22 Protruding Piece 22a Gap 23 Excavation Body 24 Combustion chamber 25 Exhaust heat pipe 26 Resource recovery unit 27 Recovery window 28 Resource recovery tank 29 Connection arm 30 Resource recovery pipe 31 Combustion pipe 32 Exhaust pipe 33 Chimney 40 Mantle pipe 41 Connection arm 42 Groove 43 Fitting 44 opening 45 pulley G methane gas S1 underwater S2 seabed

Claims (2)

海底に埋蔵されたメタンハイドレート層の採掘が可能な海底資源掘削船であって、
バラストユニット及び船体所定箇所に備えられ船体を回動可能な回転スクリューを備えた掘削船本体と、該掘削船本体に装備された掘削ユニットと、から成り、
掘削船本体は、短手方向略中央箇所にて右船及び左船に分割可能な船体構造を備え、
掘削ユニットは、海底へと延伸可能な筒状管と、筒状管と掘削船本体を接続する筒状管保持部と、筒状管先端部に備えられ海底を掘削可能な掘削体と、掘削体近傍に備えられた燃焼室と、燃焼室から排出される排熱を筒状管の先端領域に熱伝導させるための排熱管と、上端部が筒状管の外周面に周設され下方へ拡開した漏斗状であり海底より浮上したメタンガスを回収可能な資源回収ユニットと、回収したメタンガスを貯留する資源回収タンクと、を備え、
筒状管には、回収したメタンガスを資源回収タンクへ送る資源回収用パイプと、燃焼室へ燃料を送る燃焼用パイプと、排熱管から排出される排気を送出する排気用パイプと、が挿通されて成り、
筒状管を右船と左船で挟持した状態で掘削体を海底に当接させ、筒状管保持部にて掘削船本体と筒状管を固定後、掘削船本体の回転スクリューにより掘削ユニットを中心に船体を回転させることで、掘削体を回転させて海底の掘削を行い、掘削後のメタンガスを資源回収ユニットにて回収することを特徴とする海底資源掘削船。
A submarine resource drilling vessel capable of mining a methane hydrate layer buried in the seafloor,
A drilling vessel body equipped with a ballast unit and a rotating screw provided at a predetermined location on the hull and capable of rotating the hull; and a drilling unit equipped on the drilling vessel body,
The main body of the drilling vessel has a hull structure that can be divided into right and left vessels at the center in the transverse direction,
The drilling unit includes a tubular tube that can extend to the seabed, a tubular tube holding portion that connects the tubular tube and the drilling vessel body, a drilling body that is provided at the tip of the tubular tube and is capable of drilling the seabed, and a drilling unit. A combustion chamber provided near the body, an exhaust heat pipe for conducting heat exhaust heat discharged from the combustion chamber to the tip region of the cylindrical tube, and an upper end portion extending downward around the outer peripheral surface of the cylindrical tube. Equipped with an expanded funnel-shaped resource recovery unit that can recover methane gas that has surfaced from the seabed, and a resource recovery tank that stores the recovered methane gas,
A resource recovery pipe for sending the recovered methane gas to the resource recovery tank, a combustion pipe for sending fuel to the combustion chamber, and an exhaust pipe for sending the exhaust gas discharged from the exhaust heat pipe are inserted through the cylindrical pipe. consists of
The drilling body is brought into contact with the seabed while the tubular tube is sandwiched between the right and left ships. After fixing the drilling vessel body and the tubular tube with the tubular tube holding part, the drilling unit is rotated by the rotating screw of the drilling vessel body. A submarine resource drilling vessel characterized by rotating a hull around a to excavate the seabed by rotating a drilling body, and recovering methane gas after drilling by a resource recovery unit.
前記燃焼用パイプが資源回収タンクに接続され、回収したメタンガスの一部を燃料として燃焼室へ流入させることが可能なことを特徴とする請求項1に記載の海底資源掘削船。

2. The submarine resource drilling ship according to claim 1, wherein said combustion pipe is connected to a resource recovery tank so that part of the recovered methane gas can be flowed into the combustion chamber as fuel.

JP2021198177A 2021-12-07 2021-12-07 Submarine resource drilling ship Active JP7233771B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021198177A JP7233771B1 (en) 2021-12-07 2021-12-07 Submarine resource drilling ship

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021198177A JP7233771B1 (en) 2021-12-07 2021-12-07 Submarine resource drilling ship

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7233771B1 JP7233771B1 (en) 2023-03-07
JP2023084167A true JP2023084167A (en) 2023-06-19

Family

ID=85460125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021198177A Active JP7233771B1 (en) 2021-12-07 2021-12-07 Submarine resource drilling ship

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7233771B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04197888A (en) * 1990-11-29 1992-07-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Riserless excavator apparatus
CN1798900A (en) * 2003-06-04 2006-07-05 信号系泊浮筒公司 Offshore production system with drilling/workover rig
JP2010070025A (en) * 2008-09-18 2010-04-02 Kajima Corp Vertical rocking reduction structure for working vessel, and vertical rocking reduction method for working vessel
JP2010180528A (en) * 2009-02-03 2010-08-19 M Hikari Energy Kaihatsu Kenkyusho:Kk Deep sea resource mining and recovery integrated ocean factory
CN203924173U (en) * 2014-06-25 2014-11-05 长春蓝隆科技有限公司 Environment-friendly type spiral rotary drum type dredger

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4197888B2 (en) 2002-05-09 2008-12-17 オリンパス株式会社 Electronic imaging apparatus and zoom lens used in electronic imaging apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04197888A (en) * 1990-11-29 1992-07-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Riserless excavator apparatus
CN1798900A (en) * 2003-06-04 2006-07-05 信号系泊浮筒公司 Offshore production system with drilling/workover rig
JP2010070025A (en) * 2008-09-18 2010-04-02 Kajima Corp Vertical rocking reduction structure for working vessel, and vertical rocking reduction method for working vessel
JP2010180528A (en) * 2009-02-03 2010-08-19 M Hikari Energy Kaihatsu Kenkyusho:Kk Deep sea resource mining and recovery integrated ocean factory
CN203924173U (en) * 2014-06-25 2014-11-05 长春蓝隆科技有限公司 Environment-friendly type spiral rotary drum type dredger

Also Published As

Publication number Publication date
JP7233771B1 (en) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5044827A (en) Method for recovering wet buckled pipe
CN102454828B (en) Pipeline recycling and discarding technology in deepwater S-shaped submarine pipeline laying process
US7367750B2 (en) Riser installation vessel and method of using the same
CA2777464C (en) Mooring system for floating arctic vessel
US20110318106A1 (en) Apparatus for collecting and transporting fluids in a body of water
US8926219B2 (en) Device for collecting and temporarily storing fluids from an underwater source
KR101618886B1 (en) Ship for drilling and production in icy waters
CN101109269B (en) Deepwater drilling device based on near surface deviation
MXPA02006375A (en) Subsea well intervention vessel.
JPS6028996B2 (en) Connecting device that connects the upper end of the assembled pipe device to the floating structure
NO781270L (en) UNDERWATER INSTALLATION SYSTEM.
JP6140238B2 (en) Gas recovery apparatus and gas recovery method from bottom methane hydrate
KR20140107320A (en) A disconnectable method and system for seafloor mining
JP2014159710A (en) Methane hydrate production facility
JP7233771B1 (en) Submarine resource drilling ship
JP3551180B2 (en) Method and apparatus for dissolving water-soluble gas in the sea and isolating it in the deep sea, and laying method
CN210067969U (en) Drilling system of seabed drilling machine
CN110576945A (en) Scientific investigation drilling ship
EP2670946B1 (en) Subsea crude oil and/or gas containment and recovery system and method
GB2480112A (en) Recovery of oil for a spilling subsea well
JP3162784U (en) Spilled oil recovery equipment in subsea oil fields
RU2324100C2 (en) Method of underwater pipe laying, realization system and complexes of joining pipes used
RU2651401C1 (en) Adaptive submerged mooring device for oil and gas transmission from underwater terminal to floating construction
KR101628574B1 (en) Detachable suction mooring device using the principle of suction and mothod of installing
CN113006694B (en) Sea-to-sea directional drilling crossing operation system and method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230215

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7233771

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150