JP3187726B2 - 大水深掘削用複合型パイプ揚降装置 - Google Patents

大水深掘削用複合型パイプ揚降装置

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JP3187726B2
JP3187726B2 JP32544396A JP32544396A JP3187726B2 JP 3187726 B2 JP3187726 B2 JP 3187726B2 JP 32544396 A JP32544396 A JP 32544396A JP 32544396 A JP32544396 A JP 32544396A JP 3187726 B2 JP3187726 B2 JP 3187726B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は大水深の海洋におい
て海上から海底下を掘削する掘削装置及び海底面上のマ
ンガンノジュール、ニッケル、コバルトリッチクラスト
などその他の資源の回収に関する。本発明において大水
深とは1000m以上に及ぶ水深を指称する。
【0002】
【従来の技術】従来、浮遊式海洋掘削用装置は、水深5
00m程度までを対象としており、浮遊式掘削船舶に固
定デリックを搭載し、サブストラクチャ(ドリルフロア
及びデリックを含む。)を移動しない掘削装置で、パイ
プの揚降を行っている。大水深掘削下において、各種パ
イプを揚降する巻揚装置には個々の作業により大きく異
なる荷重が生じる。最大荷重は大水深による長大なライ
ザーパイプの重量、防噴装置の重量及び船体が波、風、
うねりなどによる上下動によって生じるダイナミックロ
ードとの総和である。例えば、水深約2500mではこ
の総重量は約1000トンにもおよぶ大きい荷重が生じ
るため、1000トン以上の牽引力を有する巻揚装置の
設置が不可欠となる。
【0003】一方、掘削時に生じるドリルストリングス
の懸垂重量は、仮に掘削深度10,000mと仮定して
も、約400トン前後と考えられる。従って、掘削時だ
けを考えると、前記1000トンクラスの巻揚装置を備
えることは、かなりのオーバースペックとなる。さら
に、頻繁に行われるドリルストリングスの揚降管作業時
には、牽引力の大きい装置では余分な滑車径、ロープ径
・ロープ段数及び重量から物理的にも巻揚速度が遅くな
り、作業効率は著しく低下する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】海洋における石油及び
科学掘削では、作業の特殊性からコアリング(地層のサ
ンプリング)作業等が多く、ドリルストリングスの揚降
管に有する作業時間が増大するので、これらを高速化し
能率よく実施することで全体の作業時間を短縮する必要
がある。
【0005】また、台風襲来の可能性がある時等、悪天
候に備えるためのリードタイムの短縮が課題である。ラ
イザーパイプ内におけるドリルストリング等は抵抗が少
なく抑留の危険がないので、ライザーパイプ内を通過す
る時における揚降管速度の高速化が容易に図られること
から、高速な巻揚げによってこのメリットを十分活かす
必要がある。
【0006】従来、掘削船上における防噴装置の横移動
・格納作業は、吊下げ荷重が150トン以上となること
があり、防噴装置を吊上げて横移動する場合に様々な危
険が伴うという問題もあった。掘削船の動揺あるいは防
噴装置の動揺等による重量物との衝突、落水事故、危険
度の高い高所足場上の作業等、危険要素も多く、防噴装
置の横移動、吊上げ及び吊下げ作業を機械化すること
は、直接作業の効率化・省力化及び安全性の向上につな
がる。
【0007】本発明はこのような実情に鑑み、大水深用
掘削装置の巻揚速度の高速化、作業時間の短縮、安全性
の向上を図った新規な大水深掘削用複合型パイプ揚降装
置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
消するために開発されたもので、その技術手段として、
掘削用巻揚装置と重荷重用巻揚装置とを1つのデリック
に並列に装着したことを特徴とする大水深掘削用複合型
パイプ揚降装置を提供する。本発明者らはこの新規な大
水深掘削用複合型パイプ揚降装置を「ドラゴンリフト」
と命名している。この装置において、前記デリックは、
掘削用巻揚装置と重荷重用巻揚装置とを作業位置に移動
させるように水平移動可能に船上に設けたスキッドに取
付けることによって、迅速に巻揚装置を切り替え使用す
ることができ、好適となる。また、スパイダーデッキに
防噴装置置場を設け、前記デリックを搭載し、スキッド
ビーム上を水平移動するアッパーサブストラクチャに防
噴装置の幅より広い切欠を設け、このアッパーサブスト
ラクチャ(ドリルフロアを含む。)は切欠内に防噴装置
が位置するように移動して防噴装置を吊上げ可能とし、
船上装置の高さを低くし重心を下げ船全体の安定を図る
とともに、船体価格の低減ができる。また、防噴装置を
油圧シリンダ、ラック&ピニオン及び本重荷重要巻揚装
置で直接吊り上げるようにし、防噴装置用移動装置の合
理化、作業の合理化を図る。さらに、ムーンプールの横
断面を円形もしくは長円形に形成し、掘削用巻揚装置と
重荷重用巻揚装置の両方を同時に作業し使用することが
できるようにすると、必要に応じて両巻揚機の併用が可
能となり、一層の効率化に寄与する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図1は実施例の掘削船1の側
面図を示すもので水面2に浮上しており、船上のデリッ
ク10には掘削用巻揚装置20と重荷重用巻揚装置40
の両方を備えている。図1は掘削用巻揚装置20から海
底面3の掘削孔まで延長しリエントリーガイドコーン付
ベース35の中にドリルストリングス34を垂下した状
態を示している。
【0010】掘削用巻揚装置20は、上下動するトラベ
リングブロック21、ドリルストリングスに回転を与え
るトップドライブ装置22、フックブロック23、吊り
具(エレベータ、リンク等)装置24を上下につないで
ドリルストリング34を吊下げている。ロータリテーブ
ル26と同じレベルに巻揚ドラム(掘削用巻揚装置のド
ラム)25を備えている。ドリルストリングス34はド
リルストリング格納スペース(パイプラックと称す)3
7に格納され、ドリルフロアー外ドリルストリングスハ
ンドリング装置36でドリルストリングスの移動などを
行う。また、ドリルストリングスハンドリング装置31
で吊上げられ、セットバック91に垂直に格納及び垂下
されているドリルストリングス34の頭部に連結され、
パイプセンタリング装置33を通って降下する。掘削用
巻揚装置20は高速パイプ揚降装置となっている。
【0011】次に、デリック10には、掘削用巻揚装置
20のほかに、重荷重用巻揚装置40がこれと並列に装
着されている。重荷重用巻揚装置40は、上部クラウン
ブロック41、上下動トラベリングブロック42、フッ
クブロック43を備え、ロータリテーブル45上に載置
された巻揚ドラム(ライザーウインチと称す。)44を
備えている。重荷重用巻揚装置40は重荷重を吊下げす
るもので、多数の滑車を用いてワイヤロープを多段に巻
き掛けており、低速大荷重の巻揚装置である。ライザー
格納スペース(ライザーラックと称す。)52、ドリル
ロア外ライザーハンドリング装置51、ライザーテンシ
ョナ53が船上に設けられている。
【0012】図2は、図1と同様に掘削船1の側面図で
あって、図1と異なる点は、デリック10が水平移動し
て、重荷重用巻揚装置40が防噴装置70、ライザーパ
イプ80を海底3の位置まで吊下げている状態を示して
いることである。デリック10は水平移動するアッパー
サブストラクチャ61上に載置されており、アッパーサ
ブストラクチャ61がロワサブストラクチャ62上を移
動しデリック10の位置を変更している。
【0013】図3は、防噴装置70が船上のスパイダー
デッキ71上に載置され、防噴装置70の頭部72がア
ッパーサブストラクチャ61及びドリルフロア93より
上方に突出している状況を示す斜視図である。つまりド
リルフロア96は防噴装置70の頭部より低い位置に設
けられ、ロワサブストラクチャ62上面を水平移動する
アッパーサブストラクチャ61及びドリルフロア93に
は、この防噴装置70より幅の広い切欠63を設けてい
る。
【0014】図4は、ライザー80がライザーテンショ
ナ53で水中に吊下げられ、ドリルストリングス34が
その中を通って吊下げられる掘削用巻揚装置20が作業
を行っている状態を示している。図5は、重荷重用巻揚
装置40が防噴装置70、ライザーパイプ80を吊下げ
ている状態を示している。図6、図7はアッパーサブス
トラクチャ61とロワサブストラクチャ62との関係を
示している。アッパーサブストラクチャ61はロワサブ
ストラクチャ62上面を摺動移動する。アッパーサブス
トラクチャ61は、前進方向正面に防噴装置70より幅
の広い切欠63を備え、後進したときこの切欠63内
に、防噴装置70が収納されるようになっている。
【0015】図8は、防噴装置70を吊り上げるため
に、アッパーサブストラクチャ61がその上に移動した
状態を示すもので、切欠63内に防噴装置70が収納さ
れ重荷重用巻揚装置40がこれを吊上げる状況を示して
いる。本発明ではこのように、防噴装置の移動を掘削船
内のリボルビングクレーン等を用いることなく重荷重用
巻揚装置40が直接吊上げ吊下げするので、作業が迅速
安全で効率的となった。
【0016】図9はアッパーサブストラクチャ61が移
動を完了し重荷重用巻揚装置40が防噴装置を取り付け
たライザーパイプを吊った状態を示す図である。吊上げ
た防噴装置70をムーンプール90上に移動させた状態
を示している。図10は、掘削用巻揚装置20と重荷重
用巻揚装置40とを同時に作動させている状況を示すも
ので、掘削用巻揚装置20はドリルストリングス34を
吊下げており、重荷重用巻揚装置40はライザーパイプ
80を吊下げている。このため、ムーンプール90は両
者が同時に通過するように、横断面を円形もしくは長円
形に形成している。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、掘削船は掘削用巻揚装
置と重荷重用巻揚装置とを並列に1つのデリックに装着
し、このデリックを水平移動可能に船上に設けたアッパ
ーサブストラクチャに取付け、掘削用巻揚装置は高速揚
降を行い、重荷重用巻揚装置は専門に重荷重を取り扱う
ようにしたから、重量物の揚降を安全に行うことがで
き、一方、掘削深度到達後、掘削用巻揚装置が速やかに
ケーシングを挿入することができ、ドリルストリングス
の揚降速度を大きくすることができるとともに、掘削中
はドリルストリングスの下端に取り付けたビット94に
加える荷重のコントロール(制御)がしやすく大水深の
石油及び科学掘削を効率的に遂行することができるよう
になった。また、台風等の襲来時にも掘削用巻揚装置が
速やかにドリルストリングスを巻揚げ、迅速な対策を取
ることができるという優れた効果を奏する。
【0018】また、掘削作業員は防噴装置の船内移動作
業に当り、ワイヤ取付などの直接作業が不要となり、滑
車取替、吊り変え作業等が減少し、かつドリルフロアー
上の作業が主体となるため、高所足場上での作業が軽減
し安全性が高まる。さらに、ドリルフロアを防噴装置の
頭部より低く形成し、ロワサブストラクチャ上面を水平
移動する前記アッパーサブストラクチャに防噴装置の幅
より広い切欠を設けたから、掘削船の重心を下げること
ができる。従って、船体動揺が少なくなるので、安定な
操業が可能となり、作業全体も容易となった。また、ム
ーンプールの横断面を円形又は長円形に形成し、掘削用
巻揚装置と重荷重用巻揚装置とを同時に並列して使用す
ることができるようにしたので、2つの作業を並行して
実施でき、大幅な作業時間の短縮、大水深掘削の一層の
能率的な施工に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の掘削船の側面図である。
【図2】実施例の掘削船の側面図である。
【図3】防噴装置の載置状態を示す斜視図である。
【図4】掘削用巻揚装置の作業状態の説明図である。
【図5】重荷重用巻揚装置の作業状態の説明図である。
【図6】スキッドビームとアッパーサブストラクチャ
(ドリルフロア)との関係を示す斜視図である。
【図7】スキッドビームとアッパーサブストラクチャ
(ドリルフロア)との関係を示す斜視図である。
【図8】アッパーサブストラクチャが移動して防噴装置
を吊り上げる状態の説明図である。
【図9】防噴装置をムーンプール上に移動させた状態を
示す説明図である。
【図10】掘削用巻揚装置と重荷重用巻揚装置とを同時
に作動させている状況を示す説明図である。
【符号の説明】
1 掘削船 2 水面 3 海底 10 デリック 20 掘削用巻揚装置 21 トラベリングブロック 22 トップドライブ装置 23 フックブロック 24 吊り具装置 25 巻揚ドラム 26 ロータリテーブル 31 ドリルフロア内ドリルストリングスハンドリング
装置 33 パイプセンタリング装置 34 ドリルストリングス 35 リエントリーガイドコーン付ベース 36 ドリルフロア外ストリングスハンドリング装置 37 ドリルストリングス格納スペース 40 重荷重用巻揚装置 41 上部クラウンブロック 42 上下動トラベリングブロック 43 フックブロック 44 ライザーウインチ巻揚ドラム(ライザーウィン
チ) 45 ドリルフロア外ロータリテーブル 51 ライザーハンドリング装置 52 ライザー格納スペース 53 ライザーテンショナ 61 アッパーサブストラクチャ(デリック・ドリルフ
ロア付) 62 ロアサブストラクチャ 63 切欠 70 防噴装置 71 スパイダデッキ 72 頭部 80 ライザーパイプ 90 ムーンプール 91 セットバック 92 クラウンコンペンセータ 93 ドリルフロア 94 ビット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 15/02 B21B 19/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 掘削用巻揚装置と重荷重用巻揚装置とを
    1つのデリックに並列に装置したことを特徴とする大水
    深掘削用複合型パイプ揚降装置。
  2. 【請求項2】 前記デリックは、前記掘削用巻揚装置と
    重荷重用巻揚装置とを作業位置に移動させるように水平
    移動可能としたスキッドビーム上に取付けたことを特徴
    とする請求項1記載の大水深掘削用複合型パイプ揚降装
    置。
  3. 【請求項3】 スパイダーデッキ上に防噴装置置場を設
    け、前記デリックを搭載しスキッドビーム上を水平移動
    するアッパーサブストラクチャに防噴装置の幅より広い
    切欠を設け、該アッパーサブストラクチャは該切欠内に
    防噴装置が位置するように移動して防噴装置を吊上げ可
    能としたことを特徴とする請求項2記載の大水深掘削用
    複合型パイプ揚降装置。
  4. 【請求項4】 さらに、ムーンプールの横断面を円形も
    しくは長円形に形成したことを特徴とする請求項1〜
    の何れかに記載の大水深掘削用複合型パイプ揚降装置。
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