JP3868902B2 - 横断スカートを有する船 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は細長い形状を有し、実質的に固定した配向で海底に係船される船（vessel）に関する。
【０００２】
細長い船、特に１．５以下の長さ幅比（length-to-width ratio）を有する船がロール不安定性又はマシュー不安定性（roll instability or Mathieu instability）をこうむりやすいことは公知である。このロール不安定、又はパラメトリック共振（parametric resonance）はシステムのロール流体静力学的剛性の上下動的に誘起される変調にためにロールを引き起こす。特に、該上下動的固有周期（heave netural period）が該ロール固有周期（roll natural period）の半分である時最も厳しい条件が起こる。
【０００３】
本発明の目的は、改良された安定性を有し、好ましくは実質的に長方形の形状の、細長い船を設計することである。更に本発明の目的は、ロール運動が減衰させられる、そして該固有ロール周期が増加した細長い船を設計することである。
【０００４】
本発明のもう１つの目的は、複雑なオフショア条件（complex offshore condition）よりも造船条件（ship construction condition）で作られる得る船を提供することである。
【０００５】
これには、本発明の該船は、少なくともその縦側に、キールレベルの近くに、該船の固有ロール周期が予め決められた周期の上にあるように長さと幅を有する２つの横断スカートであり、該スカートを有しない該船の該固有ロール周期は前記予め決められた周期の下にある様な、該２つの横断スカートを具備している。
【０００６】
該細長い船の長さに亘るスカートの該付加は、ロール運動についての該船の慣性が増加する様に、付加質量の観点で、船のロールを遅くすることが分かった。従って、固有ロール周期が厳しい暴風条件のロール周期の上にあるよう該船を作ることが可能である。例えば、該スカートを有しない該船の固有ロール周期は約１０−１８ｓであってもよい。縦スカートを提供することにより、該固有ロール周期は２０−２５ｓに増加し、それは厳しい暴風の１５−１６ｓの波浪周期の上にある。該より遅いロール運動は該船上の職員の快適性を高め、係船線（moor lines）と製造システムの疲労（fatigue）を減じる｛例えば、分離器（separator）でのより少ない問題｝。
【０００７】
本発明のスカートを提供することにより、波浪周期での該船のロール応答（roll response）が著しく減じられ得るが、しかしながらより大きなロール応答は該船自身の固有ロール周期へシフトされる。
【０００８】
１実施例では、船の長さ幅比は少なくとも１．５であり、好ましくは少なくとも２であるのが良く、該スカートはキールレベルの近くで船の幅の少なくとも５％の幅を有し、そして船の長さの少なくとも６０％、好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも実質的に全長に亘り延びているのがよい。
【０００９】
船の長さの大部分に沿って該スカートを提供することにより、ロール安定性の大きな増加、そして固有ロール周期の非常に好ましい長期化とロール運動の減衰が達成される。好ましくは該スカートは船の長手側及び短い側に沿って延びるのがよい。係船線は該スカートに取り付けられてもよく、デッキ構造体（deck structures）が該スカート上に支持されてもよい。
【００１０】
船の喫水（draft）は、船が、定例の造船条件で、海岸で造り得るように、３０ｍより下であるのが好ましい。更に、本発明の該スカートと組み合わせて、比較的低い喫水レベル（low draft level）を有する船が非常に安定であることが分かった。
【００１１】
好ましくは船は中央ウエル（central well）と、少なくとも１つの立ち管（riser）と、そして海中構造体（sub sea structure）から前記ウエルを通り該船上の支持構造体まで延びる、ドリリングリグ（drilling rig）の様な、ドリルストリング（drill string）と、を有するのがよい。該ドリルストリング及び／又は立ち管は、本出願人の名前の欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−１，０３６，９１４号”多数の立ち管又はテンドンを設置する方法と前記方法を行うための船（Method for installing a number of risers or tendons and vessel for carrying out said method）”に説明されるテンションレグデッキ（tension leg deck）の様な、該ウエル上の旋回可能な支持構造体からつり下げられる。該テンションレグデッキ｛旋回可能な支持体（pivotable support）｝はより安定な船とドリリング状態の様な利点に帰着し、より長いドリリング時間が可能となる（より短い休止時間）。エルエヌジー（LNG）生産の場合、該旋回可能な支持構造体はより少ないスラッジ堆積（sludging）とより安全な作業条件に帰着する。
【００１２】
エフピーエスオー（FPSO）のビルジ（bilge）に沿ってコルゲート（corrugated）されたキールに風向計指示に従う容量を備えさせることはＷＯ第９９／４４８８２号から公知である。該ビルジキール（bilge keels）は比較的狭く、ロール運動が減衰されるように渦巻き運動状態（vorticity）を発生させるのに役立つ。該ビルジキールにより固有ロール周期は変えられない。
【００１３】
英国特許第２２４３１１８号は周辺スカートを有する概ね円対称（generally circular symmetry）の半潜水型船（semi-submersible vessel）を開示している。該半潜水型船は比較的大きな喫水を有しオフショア造船基準に依り造られる必要がある。
【００１４】
ＷＯ第９８／０４３９号で、上下動運動の減衰のために、船の全長に沿い延びるリップ（lip）を有する細長い船が開示されている。該公知の船のロール運動は、動的位置付けシステム（dynamic positioning system）を備えた船を風及び波浪方向に整合させることにより避けられる。それらと対照的に、本発明の船は係船されるがそれはスプレッド式に係船され得て（could be spread moored）、半風向計指示係船システム（semi-weathervaning mooring system）又はタレット係船システム（turret mooring system）であり、その長さ方向に直角なビーム波（beam wave）をこうむり得る。
【００１５】
１９９６年のオーエムエイイー（OMAE）、Ｉ巻−パートＢ、オフショア技術（Offshore Technology）：大型単純平底荷船の設計と流体力学的性能解析（Design and hydrodynamic performance analyses of a large simple barge）で、対称形状バーボックス（symmetrically shaped BARBOX）｛正方形平底荷船（square barge）｝の大きなスカートは上下動付加質量を増加させ、それにより上下動減衰を提供することが説明されている。しかしながらスカートを付けられたオプションのフリーボード（freeboard）が適当と考えられ、観察されたロール角度は過剰なことが観察された。それと対照的に、本発明の細長い船の該ロール安定性は縦スカートの存在により増加する。又該公知の正方形平底荷船は３２ｍの喫水を有するので定例的造船所で造られることは不適当であり、オフショアで組み立てられねばならない。
【００１６】
ノルウエイオフショア（Norway offshore）には、１１４ページに詳細に説明される様に、エイカーズマリタイムのブイフオーム（Akers Maritime's Buoyform ）の概念の絵があり、スカートを有する円錐形状のエスピーエイアール（SPAR）を説明している。この様なブイのマシュー不安定性は、唯１−３度の運動しか期待されなかった所で、３０−４０度の桁のピッチ／ロール運動を引き起こしている。
【００１７】
オーテーシー（PTC）１０−９５３、”好ましくない領域で使用するためのスパープラットフオームの代替え形状（Alternative Shape of Spar Platforms for use in Hostile Areas）”では、６ページの図１０に代替えの船体形状が示されている。マシュー不安定性が説明され、図１７で、不安定な上下動／ピッチ運動が非常に大きいのでデッキが水面を打つと述べられている。
【００１８】
本発明は付属する図面を参照して詳細に説明される。
【００１９】
図１は１６０ｍの長さＷ１を有する平底荷船１を示し、該縦スカート２，３は、該スカートでの該平底荷船の合計長さ、Ｗ２が１９０ｍである様に、各々１５ｍの幅を有する。該スカート２，３の高さｈ１は６ｍで、該喫水レベルｈ２は２２ｍ、デッキレベルの高さｈ３は３２ｍである。該スカートの大きな容積は、ロール時の大量の水変位のために、該船のロール運動に大きな慣性を付加し、従ってより長い固有ロール周期を提供する。
【００２０】
該平底荷船１上にはリグ支持構造体６上にドリリングリグ５が置かれる。該リグ５からドリルストリング７が海底３３の方へ延びる。該ドリルストリング７と生産立ち管（production riser）８，９はデッキ１０からつり下げられる。該デッキ１０は又ブローアウトプリベンター（blow-out preventor）１１を支持する。該デッキは、シーブ（sheaves）１５，１６に沿って走るケーブル１３，１４から旋回式につり下げられる。該ケーブル１３，１４はカウンターウエート１７，１８を喫水線下に担っている。該ドリルストリング１７と立ち管８，９は該平底荷船１の中央ウエル２０を通して延びており、その中に該デッキ１０がつり下げられている。該ケーブル１３，１４は該船１の高さを通るテーパー付きシャフト（tapering shafts）２１，２２を通って延びる。該船はそのデッキ上に、オイル分離プラント（oil separation plant）２５，ガス圧縮プラント２６，ドリリング機器コンパートメント２７，ユテイリテイ空間２８そして動力発生器２９を担っている。アンカー線（Anchor lines）３０，３１は該船１を海底３３に係船する。図２で見られる様に、該スカート２’、３’は、該スカート２’、３’上に座するカラム３９，４０を介して宿泊施設３５，又はドリリングパイプ及びケーシングレック（casing reck）３６の様なデッキ構造体の重量の１部を支持する。この仕方で該スカートは該平底荷船に追加的デッキ空間を提供する。
【００２１】
図２から明らかな様に、該平底荷船の幅Ｗ３は６０ｍであり、該スカート２’、３’を含む合計幅Ｗ４は９０ｍである。該スカート２，２’、３、３’は全ての側で該船の周りに延びている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のスカートを有するドリリング及び製造用平底荷船の正面図を示す。
【図２】 本発明のスカートを有するドリリング及び製造用平底荷船の側面図を示す。

Claims (12)

1. 細長い形状を有し、実質的に固定した配向で海底に係船される船に於いて、該船が、少なくともその縦側に沿って、キールレベルの近くに、該船の固有ロール周期が予め決められた周期の上にある様に幅を有する２つの横断スカートであり、該スカートを有しない該船の該固有ロール周期は前記予め決められた周期の下にある様な、該２つの横断スカートを具備しており、
   該船は真っ直ぐな前部と船首を具備し、且つ形状が実質的に長方形である水線を有しており、該船は中央ウエルと立ち管及び／又はドリルストリングを備えており、該船は船体上の該ウエルから距離をおいた係船ポイントにおいて回転しない仕方で海底に係船されており、該船の長さ幅比は少なくとも２であり、該スカートは、キールレベル近くで該船の幅の少なくとも５％の実質的に一定の幅を有しており、そして該船の長さの少なくとも６０％、好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも実質的に該全長、に亘り延びており、該スカートは概ね箱状の構造体であることを特徴とする該船。
2. 該予め決められた周期が少なくとも１８ｓ、好ましくは少なくとも２０ｓであることを特徴とする請求項１の船。
3. スカートの容積が該平底荷船の合計容積の少なくとも２％であることを特徴とする請求項１又は２の船。
4. 該スカートを有する該船のロール安定性が該スカートを有しない該船のロール安定性に比較して著しく減じられることを特徴とする請求項１‐３の船。
5. 該スカートが該船の高さの少なくとも１０％の高さを有することを特徴とする請求項4の船。
6. 該船の喫水が３０ｍより低いことを特徴とする前記請求項の何れかの船。
7. 該スカートが実質的に水平なことを特徴とする前記請求項の何れかの船。
8. 該スカートがパーフオレートされていることを特徴とする前記請求項の何れかの船。
9. 該スカートが取付手段を備えており、アンカー線が該取付手段に取り付けられることを特徴とする前記請求項の何れかの船。
10. 該立ち管及び／又はドリルストリングが該ウエル上の支持構造体からつり下げられ、該支持構造体は、それが該船の水平面に対し或る角度で置かれ得るよう、つり下げ手段からつり下げられることを特徴とする請求項１の船。
11. デッキ構造体が該スカート上に座すカラムにより支持されることを特徴とする前記請求項の何れかの船。
12. 細長い形状を有し、実質的に固定した配向で海底に係船される船に於いて、該船が、少なくともその縦側に沿って、キールレベルの近くに、該船の固有ロール周期が予め決められた周期の上にある様に幅を有する2つの横断スカートであり、該スカートを有しない該船の該固有ロール周期は前記予め決められた周期の下にある様な、該２つの横断スカートを具備しており、該船は中央ウエルと、海中構造体から、前記ウエルを通って該船上の支持構造体まで延びる少なくとも1つの立ち管及び／又はドリルストリングと、を具備しており、該立ち管及び／又はドリルストリングは該ウエル上の該支持構造体からつり下げられており、該支持構造体は、それが該船の水平面に対し或る角度で置かれ得る
    ようにつり下げ手段からつり下げられていることを特徴とする該船。

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