JP2846367B2 - フレキシブルライザー線路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は浮上型発電所、海洋浮上型原油貯蔵所、海底
油田用浮上型生産船等の浮上型設備が設置されている海
中に布設される電力ケーブル、流体輸送パイプ等のフレ
キシブルライザー線路に関するものである。

［従来の技術］ 海洋上に浮上設置されて波力発電、潮力発電等を行な
う浮上型発電所や、海洋浮上型の原油貯蔵所、海底油田
用の浮上型生産船等の海上浮上型設備は、これと陸上の
設備との間が、海底に布設される種々の電気ケーブルや
流体輸送パイプたとえば送電用ケーブル、制御用ケーブ
ル、信号・通信用ケーブル等の電気ケーブルや、送水
管、送油管、液圧ホース、送ガス管等の流体輸送パイプ
により結ばれるが、この海底ケーブルや流体輸送パイプ
の終端の海底機器と海上の浮上型設備との間の海中に
は、海底から浮上型設備に立ち上るフレキシブルな電気
ケーブルや流体輸送パイプ、すなわち、ライザーケーブ
ルやライザーパイプと称されるいわゆる“フレキシブル
ライザー”が布設されて浮上型設備と海底機器が結ばれ
る。

この浮上型設備は海底に延びる係留策で係留されてい
るが、波浪、潮流、風などを受けると浮上型設備の船体
が海上で絶えず上下動やローリング、ピッチング等の振
動を繰り返すので、浮上型設備と海底との間の海中に布
設されているフレキシブルライザーは浮上型設備の揺動
に追随して絶えず揺れ動かされ苛酷な変動荷重、変形を
繰り返し受けることになる。

このため従来は海中に布設されるフレキシブルライザ
ーにシングルカテナリーもしくはダブルカテナリーを形
成して浮上型設備の揺動による移動量の移動をカテナリ
ー形状の変化で吸収していた。

たとえば実公昭40−23067号公報に示された浮上ブイ
用ケーブル装置においては、海上の浮上ブイと海底ケー
ブルの間に海中に垂直方向に布設されるケーブルの中間
の複数の箇所に浮体を取付け海中に垂直に立ち上るケー
ブルを縦方向に蛇行させて布設し、立ち上りケーブルに
無理な張力がかからないようにしている。

また特公昭61−24893号公報に示された浮上プラント
用ケーブルの立上げ方法においては、海底に引留められ
るケーブルを、チェーンで海底に引留められて海中に浮
く屈曲制限装置付きブイのケーブル把持装置にカテナリ
ーを持たせて係止したのち、ケーブルを再度カテナリー
を持たせて浮上プラントに係止さることにより、立ち上
りケーブルにかかる張力を軽減するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記公報記載のように、海中に立ち上るケーブルの中
間に浮体、ブイを取付けて立ち上りケーブルを縦方向に
蛇行させたり単に２か所にカテナリーを持たせるだけで
は、立ち上りケーブルにかかる張力をある程度軽減する
ことはできても、波浪や潮流の厳しい海域に係留される
浮上型発電所等の浮上型設備の場合は、係留索で緩かに
係留されているため海面を大きく移動するので、移動量
が大きいとその移動量の変動を海中におけるカテナリー
形状の変化のみで吸収することはできないという問題点
がある。

殊に、水深が浅い場合には、前記のように立ち上りケ
ーブルの２か所にカテナリーを形成しても、この２つの
カテナリーの間の山形に湾曲する山部の寸法を、浅い水
深をため大きくとることができなくなり、このため浮上
型設備の移動に追随して動き立ち上りケーブルは、その
山部の曲率半径が変化することによる立ち上りケーブル
の距離変化（屈曲形状長さの変化量）が大きくとれず、
したがって浮上型設備の挙動が大きいと立ち上りケーブ
ルに過大な張力（張り過ぎ）や過大な曲げ（曲がり過
ぎ）が生ずることになるので、この過大な張力や曲げを
避ける点から、水深が浅い場合には浮上型設備の挙動の
許容範囲は小さく制限されることになる。しかも立ち上
りケーブルに過大な張力や曲げをかけないで浮上型設備
と海底のケーブルとの間を立ち上りケーブルで接続して
おくことは出来ないという問題点がある。

また、公報記載のものでは、海中の浮体やブイが取付
けられている部分の曲率半径が不変のため、浮上型設備
の繰り返し揺動とともに立ち上りケーブルに過大な張力
や無理な屈曲が生じるのを防止することができない。

殊に、水深がきわめて浅く激しい波浪や潮流の影響を
大きく受けるような場合には、立ち上りケーブルの２つ
のカナリー間の山部の寸法を、過大な張力や無理な屈曲
が起きないように大きくとると、この増大した分だけ山
部が受ける波浪や潮流の力が大きくなり、立ち上りケー
ブルに過大な力がかかって過小な曲率半径になってねじ
れ、ねじれ過ぎると輸のようにねじれるキンクが発生す
るはかりでなく、さらに、このねじりによりケーブルの
電気的、物理的性能が低下する（ケーブルのかわりに流
体輸送管の場合は流体輸送性能が低下する）という問題
点がある。

本発明は、前記のような問題点を解消するために、浮
上型設備の大きな挙動に対してフレキシブルライザーの
挙動が許容範囲内におさまるようにし、かつ、過大な張
力や曲率半径が過小になるのを防止するとともにねじり
力を低減するようにしたフレキシブルライザー線路を提
供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明のフレキシブル
ライザー線路は、浮上型設備の近傍の海中に布設される
フレキシブルライザーの中間部をほぼ横方向に間隔をお
いて並ぶ複数の海中保持装置で保持し、前記海中保持装
置として、フレキシブルライザーに固定された複数個の
固定ブイ6aと、前記固定ブイと固定ブイの間に配置され
フレキシブルライザーを回転軸として回転可能な翼片付
き可動ブイ6bとからなる分割ブイ群装置６を用い、前記
フレキシブルライザー中間部にほぼ横に並ぶ複数の湾曲
山形部を形成したことを特徴とするものである。

［作用］ 前記のフレキシブルライザーとは、海洋上の浮上型発
電所、海洋浮上型原油貯蔵所、海底油田用型浮上生産船
等の海上の浮上型設備と、陸上の設備に連なり海底に布
設されている電気ケーブルや流体輸送パイプとの間を結
ぶフレキシブルな電気ケーブルや流体輸送パイプ等のラ
イザーケーブルやライザーパイプ等である。

前記の海中保持装置は、フレキシブルライザーの海中
における中間部をほぼ横方向に延びる湾曲山形部に形成
するように保持する。

前記の海中保持装置を複数個用い、ほぼ横方向に間隔
をおいて並べてフレキシブルライザーの中間部を保持す
ることにより、浮上型設備の近傍の海中に布設されるフ
レキシブルライザーの中間部にはほぼ横方向に並ぶ複数
の湾曲山形部が形成されて海中に保持される。

このように海中のフレキシブルライザーにほぼ横方向
に並ぶ複数の湾曲山形部を形成して布設することによ
り、波浪、潮流等による浮上型設備の揺動移動に応じて
複数の湾曲山形部がそれぞれ応動する。このためフレキ
シブルライザーに過大な張力が集中してかからず、かつ
曲率半径に過小になることが防止される。

また海中に布設されるフレキシブルライザーに複数の
山形部がほぼ横方向に並んで形成されることにより、浮
上型設備の大きな挙動に対して１つの山部の寸法を大き
くする必要なしに、フレキシブルライザーの挙動が許容
範囲内におさめられる。

海中保持装置として固定ブイ6aと翼片付き可動ブイ6b
の複数個の分割ブイ群よりなる分割ブイ群装置６を用い
ることにより、浮上型設備の揺動移動に応じて各分割ブ
イ群装置６の複数個の分割されたブイ群が個々に自由に
応動する。このためそれぞれの湾曲山形部の曲率半径が
自由に変化するので、フレキシブルライザーに過大な張
力がかかることが防止され、かつ曲率半径が過小になる
ことが防止されてキングの発生がなくなる。

また、翼片付き可動ブイ6bは波浪や潮流に追随してフ
レキシブルライザーを回転軸として可動であり、翼片が
スタビライザーとなるので、フレキシブルライザーの湾
曲山形部に水平方向に発生する力が減少し、ねじり力が
低減する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面により説明する。第１図は
本発明の第１の実施例を示し、第２図乃至第４図は第１
の実施例に使用する分割ブイ群装置を示し、第５図は第
２の実施例に使用するアーチ型支持装置を示す。

第１図において、１は浮上型設備であり、これは海洋
上に浮上設置され海底に延びる係留策で係留されて波
力、潮力等による発電を行なう浮上型発電所や、海洋浮
上型の原油貯蔵所、海底油田用の浮上型生産船等であ
る。２はこの浮上型設備１上に設けられている浮上型設
備上機器で、電気ケーブルや流体輸送パイプ用の接続箱
等である。Ａは海面、Ｂは海底を示す。

３は前記の浮上型設備１と陸上設備の間の海底に布設
されている海底ケーブルや流体輸送パイプ、たとえば海
底に布設される送電用ケーブル、制御用ケーブル、信号
・通信用ケーブル等の電気ケーブルや、送水管、送油
管、液圧ホース、送ガス管等の流体輸送パイプであり、
４はこの海底ケーブルや流体輸送パイプ等３の端末にお
ける接続箱等の海底機器である。

５は両端が前記の浮上型設備上機器２と海底機器４に
接続されて両機器２、４の間に液中に布設されるフレキ
シブルライザーであり、これはフレキシブルな前記の電
気ケーブルや流体輸送パイプ、すなわちライザーケーブ
ルやライザーパイプ等のいわゆるフレキシブルライザー
である。

６、６は複数個に分割されたブイ群よりなる分割ブイ
群装置であり、前記の浮上型設備上機器２と海底機器４
との間の海中に布設されるフレキシブルライザー５の中
間の適宜箇所にほぼ横方向に適宜間隔をおいて並べて装
着される。この分割ブイ群装置６、６は、フレキシブル
ライザー５を海中にいてほぼ横方向に間隔をおいて並ぶ
複数の湾曲山形部を形成するように保持する。

前記の分割ブイ群装置６の複数個に分割されたブイ群
は、第２図示のようにフレキシブルライザー５に固定し
て取付ける二つ割り筒型の固定ブイ6aの複数個と、フレ
キシブルライザー５の周りに回転可能に取付ける二つ割
りの翼片付き可動ブイ6bの複数個とにより構成される。

二つ割り筒型の固定ブイ6aは、第３図示のように、内
周面が前記フレキシブルライザー５の外径（点線円Ｃ）
に接する内径の円筒を二つ割りにした形状の二つの中空
な半筒体61、62よりなり、これを前記フレキシブルライ
ザー５に装着するには、両中空半筒体61、62でフレキシ
ブルライザー５を挾みボルト63、ナット64で締めつけて
フレキシブルライザー５に固定する。

また、前記の二つ割りの翼片付き可動ブイ6bは、第４
図示のように、内径が前記フレキシブルライザー５の外
径（点線円Ｃ）よりも大なる径の円筒を二つ割りにした
形状の二つの中空な半筒体65、66の各々の半筒体にもし
くは一方の半筒体に翼片67を突出させて設けたものであ
り、これを前記のフレキシブルライザー５に装着するに
は、両中空半筒体65、66でフレキシブルライザー５を囲
みボルト、ナット68で結合する。

このようにフレキシブルライザー５に装着された翼片
付き可動ブイ6bの内径はフレキシブルライザー５の外径
よりも大であり両者の間には若干の間隙があるので、こ
の翼片付き可動ブイ6bはフレキシブルライザー５を軸と
してその周りに自由に回転可能である。このように海中
でフレキシブルライザー５の周りに回転可能な可動ブイ
6bの翼片67はフレキシブルライザー５が波浪や潮流を受
けたときのスタビライザーとなる。

この翼片付き可動ブイ6bと固定ブイ6aは１個乃至数個
づづ交互にもしくは適宜個数を交互に配列し、両側の最
外側位置には固定ブイ6a、6bを配置し翼片付き可動ブイ
6bが最外側にならないようにしてフレキシブルライザー
５に装着する。

前記のようにフレキシブルライザー５に装着された固
定ブイ6aと翼片付き可動ブイ6bの複数個によって複数個
に分割されたブイ群の分割ブイ群装置６、６は、このブ
イ群が海中に保持しているフレキシブルライザー長さ部
分すなわちフレキシブルライザーの海中保持部分5b、5d
のそれぞれ長さが所定の海中保持長さＤになるように装
着する。この各々の海中保持部分5bと5dのそれぞれの海
中保持長さＤは同等もしくは各部ごとに適宜の長さにす
る。

このように２つの分割ブイ群装置６、６がほぼ横方向
に適宜間隔をおいて並べられて装着された海中における
フレキシブルライザー５の海中保持部分5b、5dは、第１
図示のように、その海中保持長さＤの中間部分が上方に
浮き、海中保持長さＤ外のブイが装着されていない両側
部分が重く下方に湾曲垂下した形状の湾曲山形部を呈
し、この湾曲山形部がほぼ横方向に間隔をおいて２つ並
んだ状態に保持されてフレキシブルライザー５が海中に
布設される。

前記のように分割ブイ群装置６、６が海中におけるフ
レキシブルライザー５の中間部分にほぼ横方向に間隔を
おいて並べて装着されると、フレキシブルライザー５の
海中における布設形状は、浮上型設備上機器２から海中
に懸垂されて湾曲谷形に垂下する湾曲谷形部5aと、これ
に続く第１の海中保持部分5bの湾曲山形部と、これに続
いて湾曲谷形に垂下する湾曲谷形部5cと、これに続き前
記第１の湾曲山形部から間隔をおいてほぼ横方向に並ぶ
第２の海中保持部分5dの湾曲山形部と、これに続いて海
底機器４に向けて垂下湾曲する部分5eとよりなる形状に
なる。

前記のように分割ブイ群装置６、６が装着された海中
のフレキシブルライザー５は、海洋上に浮上設置されて
いる浮上型設備１が波浪、潮流などにより繰り返し揺動
移動すると、この揺動移動に応じて各分割ブイ群装置
６、６のそれぞれの複数個の分割されたブイ群が個々に
自由に応動して海中保持部分5b、5dの２つの湾曲山形部
の各曲率半径がそれぞれ変化し、このためフレキシブル
ライザー５に過大な張力がかかることがなく、曲率半径
が過小になることもなく、キンクの発生が防止される。

また翼片付き可動ブイ6bは、水深が浅くフレキシブル
ライザー５が激しい波浪や潮流を受けるとこれに翼片67
が追随してフレキシブルライザー５を軸としてその周り
に可動ブイ6bが回動し翼片67がスタビライザーとなり、
フレキシブルライザーの海中保持部分5b、5dにおける湾
曲山形部の水平方向の力を減少させ、ねじり力を低減さ
せる。

また、前記のように２か所の海中保持部分5b、5dにほ
ぼ横方向に間隔をおいて並ぶ２つの湾曲山形部が形成さ
れることによりフレキシブルライザー５の挙動を許容範
囲内におさめることができる。

なお、前記の各実施例において海中のフレキシブルラ
イザー５を保持する分割ブイ群装置６の数と、これによ
り形成される海中保持部分5b、5d、および5g、5iの湾曲
山形部の数は、前記のように２か所だけでなく必要に応
じて適宜の複数個にすることができる。

また、前記の各海中保持装置と各湾曲山形部はほぼ横
方向に並ぶが、このほぼ横方向とは、完全な水平線上に
整列するような横方向だけに限られるのではなく、海中
の情況に応じてある程度上下に変動するものである。

またフレキシブルライザー５は海底機器４を介さずに
海底ケーブルや流体輸送パイプ等３が直接延長するもの
であってもよい。

［発明の効果］ 前述のように本発明は、フレキシブルライザーをほぼ
横方向に間隔をおいて並ぶ複数の海中保持装置で保持し
て複数の湾曲山形部がほぼ横に並ぶように布設したの
で、浮上型設備が大きく揺移動してもフレキシブルライ
ザーの過大な張力の集中や曲率半径が過小になるのを防
止することができ、かつ、１つの山部の寸法を大きくす
る必要なしに、フレキシブルライザーの挙動を許容範囲
内におさめることが可能となる。

また、海中保持装置として固定ブイと翼片付き可動ブ
イの複数個の分割ブイ群よりなる分割ブイ群装置を用い
ることにより、浮上型設備の揺移動に応じて複数個の分
割されたブイ群が個々に自由に応動するので、湾曲山形
部の曲率半径が別々に自由に変化し過大な張力と曲率半
径の過小を防ぎキンクの発生を防止することができる。

また、翼片付き可動ブイはスタビライザーとなるの
で、フレキシブルライザーの湾曲山形部の水平方向の力
を減少するとともに、ねじり力を低減させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、第２図は分割
ブイ群装置の斜視図、第３図は分割ブイ群装置の固定ブ
イの斜視図、第４図は分割ブイ群装置の翼片付き可動ブ
イの斜視図である。 1:浮上型設備 5:フレキシブルライザー 6:海中保持装置＝分割ブイ群装置 6a:固定ブイ 6b:翼片付き可動ブイ 67:翼片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−136696（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−52424（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−24617（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭60−22763（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭57−44741（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭56−751（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02G 9/00 - 9/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浮上型設備の近傍の海中に布設されるフレ
   キシブルライザーの中間部をほぼ横方向に間隔をおいて
   並ぶ複数の海中保持装置で保持し、前記海中保持装置と
   して、フレキシブルライザーに固定された複数個の固定
   ブイと、前記固定ブイと固定ブイの間に配置されフレキ
   シブルライザーを回転軸として回転可能な翼片付き可動
   ブイとからなる分割ブイ群装置を用い、前記フレキシブ
   ルライザー中間部にほぼ横に並ぶ複数の湾曲山形部を形
   成したことを特徴とするフレキシブルライザー線路。