JP2554684B2 - ライザー管支持装置 - Google Patents

ライザー管支持装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、沖合での油田の掘削と原油生産のための技
術、とりわけ引張脚プラットホーム（tension leg plat
form）に用いられるライザー管支持装置（riser tensio
ner）に係る。
〔従来の技術〕
近年、水面下の油田を探査したり油田から原油を汲み
出すことに大きな努力が払われてきている。メキシコ湾
や北海は、こうした大きな努力の払われてきた具体的な
地域例である。
このような水底下の埋蔵原油を効果的に探査し汲み出
すために、多くの技術に検討が加えられてきている。最
近の開発例の一つに、掘削および原油生産の両方に使用
することのできる引張脚プラットホームがある。（一般
にTLPと呼ばれている）引張脚プラットホームは、大型
の半潜水式掘削リグに似たフローティング構造をしてい
る。このフローティング構造は、縦の延びる係留索を介
して水底の基礎テンプレートに連結されている。TLPの
浮力は水密構造の支柱、フロートあるいはこれらに類似
するものから得ている。TLPは、どのような気象条件並
びに負荷条件の下でも係留索を引っ張った状態に保てる
だけの充分な浮力を備えている。
掘削作業および原油生産の段階において水面下のテン
プレートとTLPの間で流体をやりとりするのに、通常で
は３つの独立したライザー管システムが用いられてい
る。これらライザー管システムは、掘削、生産および原
油配送用のライザー管に使われている。ライザー管は水
底に設けたテンプレートに取り付けられ、TLPに向かっ
て延びている。水面の動きによりまた気象変化によって
TLPが運動する際、ライザー管が自重によって破壊して
しまわないようにこのライザ管に加えられる張力を一定
に保っておく必要がある。
従来まで、TLPシステムのライザー管に加わる張力を
一定に保つのにアクティブ液圧空気圧システムが使用さ
れてきている。そうしたシステムの使用例が、M.H.フレ
イン氏およびF.L.ヘッティンガ氏の作成した「conoco T
LP Riser Tensioning System」という題名の報告書に記
載されている。この報告書に記載されているライザー管
支持装置には液圧アクチュエータが組み込まれている。
液際アクチュエータはTLPの運動に合わせて上下にスト
ローク運動し、箇々のライザー管に比較的一定した張力
を加えるようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述のライザー管支持装置にはいくつかの問題があ
る。操作を行なうのに高圧流体を連続的に供給する必要
があるアクティブシステムであることが問題の一つであ
る。従って、この高圧流体の供給が停止するような故障
が起きた場合にはシステムは作動しなくなる。また、こ
のシステムに所望の圧力を一定して加えておくのに、複
雑で高価な制御システムを用いなくてはならない。従っ
て、これらの欠点のない改良されたライザー管支持装置
が必要とされてきている。
〔課題を解決するための手段〕
後に記載する本発明の実施例の説明に使用されている
符号を参考のために付記して記述すると、本発明は、ラ
イザー管12に対して運動する引張脚プラットホーム14か
ら該ライザー管12に加わる張力を維持するのに用いるラ
イザー管支持装置において、 第１のトルクアーム118,128及び第２のトルクアーム1
18,128を有し、これらトルクアーム118,128の間に連結
されている弾性ディスク124がねじり軸線のまわりでね
じり剪断変形するようにされた、少なくとも１つの弾性
シリンダ114,116;142と、 前記ねじり軸線から隔置した位置において前記第１の
トルクアーム118,128を前記引張脚プラットホーム14に
枢動可能に固定する手段と、 前記ねじり軸線から隔置して前記第２のトルクアーム
118,128を前記ライザー管12に枢動可能に連結する手段
とを含み、 前記弾性ディスク124におけるねじり剪断力が前記ラ
イザー管12に張力をかけていることを特徴とする。
〔作用〕
ライザー管支持装置は、引張脚プラットホームとライ
ザー管とを互いに連結しており、引張脚プラットホーム
がライザー管に対して運動する際にライザー管の張力を
一定に保つように、弾性ディスクのねじり剪断力がライ
ザー管に張力をかけている。
〔実施例〕
第１図を参照すれば、本発明の一実施例であるライザ
ー管支持装置100が斜視図で示されている。ライザー管
支持装置100は、ねじり剪断力が加わるような弾性組立
体110を備えている。変形ジョイント102が引張脚プラッ
トホーム14上に取り付けられ、また変形ジョイント102
はライザー管12の通り抜けるチューブ104を備えてい
る。変形ジョイント102は、引張脚プラットホーム14と
ライザー管12の不整合を解消するようになっている。
スリップジョイント取付け具106がチューブ104にしっ
かりと固定されている。また、つなぎジョイント取付け
具108がチューブ104の上方の位置でライザー管12にしっ
かりと固定されている。取付け具106と108の間には弾性
組立体110が取り付けられ、引張脚プラットホーム14が
ライザー管12に対し縦方向に運動しても、ライザー管12
に張力を加えライザー管12を引っ張った状態に保つこと
ができる。
弾性組立体110は一対の弾性ユニット112を備えてい
る。箇々の弾性ユニット112は、上方弾性シリンダ114と
下方弾性シリンダ116を備えている。上方弾性シリンダ1
14はトルクアーム118を備えており、このトルクアーム1
18はつなぎジョイント取付け具108のクレビス122に支持
されたピン120に固定されている。トルクアーム118は、
弾性ディスク124と剛性の中間ディスク126を交互に並べ
た連続体の一方の端部に接着されている。またトルクア
ーム128が弾性ディスク124および中間ディスク126から
なる連続体の反対の端部に接着されている。上方弾性シ
リンダ114はねじり軸線を有している。トルクアーム128
に対しねじり軸線の廻りでトルクアーム118が変形する
と、弾性ディスク124はねじり剪断力が加わった状態に
変形する。
下方弾性シリンダ116は上方弾性シリンダ114とほぼ同
じ構造からできている。リンク132は弾性シリンダ114と
116とを連結している。リンク132は、箇々の弾性シリン
ダ114,116の中心を通り抜けるチューブ134を備えてい
る。箇々のチューブ134は、ねじり軸線の廻りを自由に
回転できるように弾性シリンダ114,116に取り付けられ
ている。クロスバー136はチューブ134,134の端部を互い
に連結し、弾性シリンダ114と116とをねじり軸線に平行
にし且つこれら弾性シリンダ114,116を並置させた状態
に保っている。噛み合った歯車リング138,138は各弾性
シリンダ114,116のトルクアーム118の一部を構成してい
る。弾性シリンダ114,116のトルクアーム128の端部は、
ねじり軸線から間隔を置いた位置で長さが可変のロッド
139により互いに連結されている。
トルクアーム128への取付け地点の間でロッド139の長
さを調節することにより、ライザー管12に張力を加える
弾性シリンダ114と116との弾性ディスク124に所定のね
じり剪断力を生じさせることができる。引張脚プラット
ホーム14がライザー管12に対し運動すると、弾性ディス
ク124は弾性シリンダ114と116とのねじり軸線の廻りで
ねじり剪断状態に変形して運動を適応させる一方で、ラ
イザー管12に加わる張力を一定に保つことができる。噛
合い歯車リング138を用いることにより、箇々の弾性シ
リンダ114と116とのトルクアーム118はライザー管12に
対し引張脚プラットホーム14が移動する際に同じように
変移する。これにより弾性ディスク124に加わる疲労が
平均化され、弾性シリンダの１つが急速に消耗するのを
防ぐことができる。
弾性ユニット112は２つ用いられ、ライザー管12の両
側に配置され、弾性ユニット112から加わる全荷重がラ
イザー管12の中心軸線に沿って作用するようになってい
る。
第２図は、第１図に図示したライザー管支持装置100
の変更例を図示している。この変更例において、トルク
アーム118は両側に接合された弾性ディスク124を備えて
おり、双対の上方弾性シリンダ142を構成している。同
じ双対の下方弾性シリンダが上方弾性シリンダ142に連
動するように取り付けられている。またライザー管と引
張脚プラットホームとの間には、前述した弾性ユニット
から90度の角度を設けて新たに２つの弾性ユニット112
が取り付けられている。この変更例によれば、僅かにサ
イズが大きくはなるものの、前述したライザ管支持装置
100よりも大きな張力を維持することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高圧流体を連続的に供給する手段
や、流体圧力を一定に保持するための複雑で高価な制御
手段などを備える必要がない、簡単で安価な構成のライ
ザー管支持装置を提供することができる。引張脚プラッ
トホームがライザー管に対して運動すると、予じめねじ
り剪断力が加えられている弾性ディスクが弾性シリンダ
のねじり軸線の廻りでどちらかの方向にねじり剪断変形
し、ライザー管に加わる張力を一定に保持するような構
成を採用しているので、構造が簡単であり、安価に製作
できる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の一実施例であるライザー管支持装
置の斜視図、第２図は本発明の別の実施例であるライザ
ー管支持装置の平面図である。
12……ライザー管、14……引張脚プラットホーム、10
0……ライザー管支持装置、102……変形ジョイント、10
4……チューブ、106……スリップジョイント取付け具、
108……ジョイント取付け具、110……弾性組立体、112
……弾性ユニット、114……上方弾性シリンダ、116……
下方弾性シリンダ、118……トルクアーム、120……ピ
ン、122……クレビス、124……弾性ディスク、126……
中間ディスク、128……トルクアーム、132……リンク、
134……チューブ、136……クロスバー、138……歯車リ
ング、142……上方弾性シリンダ。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ライザー管（12）に対して運動する引張脚
    プラットホーム（14）から該ライザー管（12）に加わる
    張力を維持するのに用いるライザー管支持装置におい
    て、 第１のトルクアーム（118,128）及び第２のトルクアー
    ム（118,128）を有し、これらトルクアーム（118,128）
    の間に連結されている弾性ディスク（124）がねじり軸
    線のまわりでねじり剪断変形するようにされた、少なく
    とも１つの弾性シリンダ（114,116;142）と、 前記ねじり軸線から隔置した位置において前記第１のト
    ルクアーム（118,128）を前記引張脚プラットホーム（1
    4）に枢動可能に固定する手段と、 前記ねじり軸線から隔置して前記第２のトルクアーム
    （118,128）を前記ライザー管（12）に枢動可能に連結
    する手段とを含み、 前記弾性ディスク（124）におけるねじり剪断力が前記
    ライザー管（12）に張力をかけていることを特徴とする
    ライザー管支持装置。
  2. 【請求項２】前記弾性シリンダ（144,116;142）に複数
    の弾性ディスク（124）が備えられ、該弾性ディスク（1
    24）のうちの第１のディスクは前記第１のトルクアーム
    （118,128）に連結されており、該弾性ディスク（124）
    のうちの第２のディスクは前記第２のトルクアーム（11
    8,124）に連結されており、剛性の中間ディスク（126）
    が隣接する弾性ディスク（124）間に連結されている、
    特許請求の範囲第１項記載のライザー管支持装置。
  3. 【請求項３】更に、第２の弾性シリンダと、第１及び第
    ２の弾性シリンダ（114,126;142）をそれぞれのねじり
    軸線を平行にして固定するための手段（136）と、各シ
    リンダのトルクアーム（128）を他のシリンダのトルク
    アームに連結するための手段（139）とを含む、特許請
    求の範囲第１項記載のライザー管支持装置。
  4. 【請求項４】トルクアームを連結するための前記手段
    （139）は、前記ライザー管（12）に張力をかけるため
    に前記弾性ディスク（124）に所定のねじり剪断力を設
    定すべく調節可能である、特許請求の範囲第３項記載の
    ライザー管支持装置。
  5. 【請求項５】ねじり軸線のまわりで前記弾性シリンダ
    （114,116;142）の各各の回転が均等であるようにする
    手段（138）を更に有する、特許請求の範囲第３項又は
    第４項記載のライザー管支持装置。
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