JP7307092B2 - 張力脚プラットフォームテザーの長さを調整するためのシステムおよび方法 - Google Patents

張力脚プラットフォームテザーの長さを調整するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

この節は、記載された実施形態の様々な態様のより良い理解を促進するように、関連する背景情報を提供することを意図している。したがって、これらの記述は、先行技術の認可としてではなく、この観点から読まれるべきであることを理解されたい。
張力脚プラットフォーム(TLP)は、しばしば張力脚、テザー、またはテンドンと呼ばれる、係留要素によって海底の基礎に固定される浮動プラットフォームである。テンドンは、あらゆる環境条件下で正味の正のTLP浮力を確保することによって、常に張力が維持されている。テンドンは、垂直オフセットに対してTLPを厳密に拘束し、本質的には波打ち(heave)、縦揺れ(pitch)、および横揺れ(roll)を防止するが、それらは、水平オフセットに対してTLPを順応的に拘束し、制限されたうねり(surge)、揺れ(sway)、および偏揺れ(yaw)を可能にする。各テザーは、すべてのテザーが、杭頭標高およびテザー長さの変動などの、様々な不確実性の下で均等に張力をかけられることができるように、長さ調整を必要とする。
テザーの長さを調整する能力は、テザーシステムの完全性に不可欠である。従来のTLPテザー設計では、長さ調整機構は、長さ調整ジョイント(LAJ)、および任意の位置で溝ジョイントをロックすることができる、適合溝のあるセグメントグリップによって実現されている。LAJなしでは、テザーは、テザーの破壊につながり得る過張力のリスク、またはテザー本体の種類に応じてテザー座屈および/またはスナッチ荷重につながり得る、張力不足のリスクにさらされる。従来の長さ調整機構は、大型鍛造円筒構造、および油圧作動セグメント容器を伴う。しかしながら、LAJは比較的高価なコンポーネントであり、いくつかのTLPプロジェクトには適していない。
張力脚プラットフォームテザーの長さを調整するためのシステムの実施形態は、以下の図を参照して記載されている。同じ番号は、同様の特性およびコンポーネントを参照するために、図面全体を通して使用される。図面に示されている特性は、必ずしも縮尺通りに示されていない。実施形態の特定の特性は、スケールで、またはある程度概略的な形態で誇張されて示されている場合があり、要素のいくつかの詳細は、明確さ、および簡潔さのために示されていないことがある。
1つ以上の実施形態に係る、張力脚プラットフォーム(TLP)の等角図である。
1つ以上の実施形態に係る、TLPテザーアセンブリの図である。
図2の上部コネクタアセンブリの3D斜視図である。
図3の上部コネクタアセンブリと共に使用するためのリンクプレートシステムの平面図である。
本開示は、張力脚プラットフォーム(TLP)テザーの長さを調整するためのシステムを記載する。システムは、典型的には、テザーの長さを調整するように使用されるコストのかかる長さ調整ジョイントの代替物を提供する。追加的に、システムは、TLPの位置を維持することに起因する負荷が、すべてのテザー間で均等に分散されることを保証するように、各テザーの細かい調整を提供する。
図1は、1つ以上の実施形態に係る、張力脚プラットフォーム(TLP)100の等角図である。TLP100は、リング付きポンツーン(pontoon)106を介して接続された柱104からなる基部102を含む。柱104は、以下でより詳細に記載されるように、海底110内に打ち込まれた杭(図示せず)に固定される、テザー108に連結される。テザー108は、うねり、揺れ、および偏揺れなどの制限された水平運動を可能にしながら、波打ち、縦揺れ、および横揺れなどのTLP100の垂直運動を防止する。テザー108の長さは、TLPの拘束に起因する負荷がテザー108間で均等に分散されるように、サイズ設定される。
図示された実施形態では、基部102は、電力を生成するように使用された風力タービン112を支持する。しかしながら、基部102はまた、TLPと共に使用するのに好適な、石油およびガス生産プラットフォーム、または他のタイプのオフショアプラットフォームなどの、プラットフォームを支持し得る。
ここで図2を参照すると、図2は、1つ以上の実施形態に係る、TLPテザーアセンブリ200の図である。TLPテザーアセンブリ200は、上部コネクタアセンブリ210および底部コネクタアセンブリ212を介して、海底208上の杭206または他の基礎構造物に、TLPの船体204を結合する、テザー202を含む。テザー202の長さは、杭206と船体204との間の推定距離に基づく。少なくとも一実施形態では、テザー202は、合成材料から作製される。他の実施形態では、テザー202は、複合材料、鋼材、または当業者に既知の他の好適な材料から作製され得る。
図3に示されるように、上部コネクタアセンブリ210は、取り付けブラケット300、二軸ジョイント302、プルヘッド304、リンクプレート306、およびHリンク308を含む。特定のテザーはまた、任意選択でカプラ310を含み得る。さらに、Hリンク308は、代替的に、特定のテザーのためのYリンクであり得る。取り付けブラケット300は、上部コネクタピン312を介して、船体204に上部コネクタアセンブリ210を結合するように、船体204および二軸ジョイント302の両方に結合される。次いで、二軸ジョイント302は、上部リンクプレートピン314を介して、さらにリンクプレート306に結合される。したがって、二軸ジョイントは、上部コネクタアセンブリ210の垂直移動を防止しながら、上部コネクタアセンブリ210、ひいてはテザー202が、上部コネクタピン312および上部リンクプレートピン314を中心に回転することを可能にする。
リンクプレート306はさらに、下部リンクプレートピン316を介してHリンク308に結合され、Hリンク308はさらに、Hリンクピン318を介して嵌め輪(thimble)310に結合される。嵌め輪310はさらに、テザー202(図3には図示せず)に結合される。Hリンク308は、下部リンクプレートピン316およびHリンクピン318の両方を中心に追加的回転を可能にする。しかしながら、いくつかの実施形態は、Hリンク308を省略してもよく、嵌め輪310が、下部リンクプレートピン316を介してリンクプレート306に結合されてもよい。
リンクプレート306は、図4を参照して以下でより詳細に論じられるように、船体204とテザー202との間の接続長さを変えるように使用される。これは、杭206と船体204上の上部コネクタ位置との間の推定距離に基づく、テザー202の長さと、杭206と船体204上の上部コネクタ位置との間の実際の距離との差のための補整を可能にする。
図3は、上部コネクタアセンブリ210を示すが、底部コネクタアセンブリ212は、図3を参照して上で記載したのと同じコンポーネントおよび機能を含み得るが、底部コネクタアセンブリ212の取り付けブラケット300は、杭206に結合される。
ここで図4を参照すると、図4は、図3の上部コネクタアセンブリ210と共に使用するためのリンクプレートアセンブリ400、402、404を示す。リンクプレートアセンブリ400、402、404の各リンクプレート406、408、410は、上部リンクプレートピン314が、二軸ジョイント302にリンクプレート406、408、410を接続するように、通って延在する、上部孔412を有する。リンクプレート406、408、410はまた、下部リンクプレートピン316が、図3に示されたHリンク308またはYリンクにリンクプレートを接続するように、通って延在する、下部孔414を有する。
各リンクプレートの孔412、414は、上部リンクプレートピン314と下部リンクプレートピン316との間の距離416が、各リンクプレート406、408、410に対して異なるように、位置決めされ、サイズ決定される。上部リンクプレートピン314と下部リンクプレートピン316との間の距離416は、上部リンクプレートピン314と下部リンクプレートピン316との間の距離、したがってテザー202の接続長さの調整を可能にするように、孔412、414を介して変更され得る。
さらに、図4に示され、および以下に記載されるように、下部孔414は、細長い穴があけられ得、ピンスリーブ418は、下部孔414内に配置され、下部リンクプレートピン316を取り囲み得る。下部リンクプレートピン316と下部孔414の下端422との間の距離420は、調整を可能にするように、ピンスリーブ418を介して変更され得る。したがって、図4に示されたリンクプレートは、テザー202と杭206との間の接続長さを変更するように、使用され得る。
ピンスリーブ418は、同じリンクプレート406、408、410との異なる接続長さを可能にするように、図4に示されるように、非対称であり、スリーブを通る孔424は、オフセットされ得る。ピンスリーブ418内のオフセット孔424は、ピンスリーブ418を2つの位置間で180°回転させて、下部リンクプレートピン316と下部リンクプレートピン414の下端422との間の距離420を変更することを可能にし、上部リンクプレートピン314と下部リンクプレートピン316との間の距離416のさらなる調整を提供する。
図4は、3つのリンクプレート406、408、410を示すが、上部コネクタアセンブリ210は、所望の接続長さに応じて一度に、図3に示されるように、単一のリンクプレート406、408、410のみを利用する。正しいリンクプレート406、408、410を決定するために、構築後の接続長さが決定され、リンクプレート406、408、410は、接続長さのために選択される。テザー202の杭端は、まず、底部コネクタアセンブリ212を介して杭206に接続される。その後、テザーの上端は、TLPに向かって引っ張られ、上部コネクタアセンブリ210は、TLPにテザーを接続するように、組み立てられる。必要に応じて、ピンスリーブ418はまた、接続長さのために選択され、接続長さのさらなる調整を可能にするように、リンクプレート406、408、410内に据え付けられ得る。
代替的に、このプロセスは、逆にされてもよく、テザーの上端は、まず上部コネクタアセンブリ210を介して船体204に接続されてもよい。その後、テザー202の杭端は、上部コネクタアセンブリ210で記載されたように、底部コネクタアセンブリ212で杭206に接続される。
さらなる実施例は、以下を含む。
実施例1は、第1のピンおよび第2のピンを介してTLPにテザーを接続するためのリンクプレートシステムである。リンクプレートシステムは、複数のリンクプレートを含む。各リンクプレートは、TLPにリンクプレートを接続する、第1のピンを受容するようにサイズ設定されている第1の孔と、テザーにリンクプレートを接続する、第2のピンを受容するようにサイズ設定されている第2の孔とを含む。TLPとテザーとの間の接続長さの調整を可能にするように、第1のピンと第2のピンとの間の距離が、各リンクプレートに対して異なるように、各リンクプレートの長さがサイズ設定され、各リンクプレートの孔が位置決めされ、かつサイズ設定されている。
実施例2では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、第2の孔が、第2のピンを受容するようにサイズ設定されている複数のピンスリーブのうちのいずれか1つを受容するようにさらにサイズ設定され、複数のピンスリーブの各ピンスリーブが、ピンスリーブ内に位置決めされた第2のピンと第2の孔の下端との間の異なる距離を可能にすることをさらに含む。
実施例3では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、複数のピンスリーブのうちの少なくとも1つが、同じピンスリーブで2つの異なる接続長さを可能にするように、非対称であり、かつ位置決め可能であることをさらに含む。
実施例4は、テザーにTLPを接続するための上部コネクタアセンブリである。上部コネクタアセンブリは、TLPに結合するように構成されている二軸ジョイントと、第1の孔および第2の孔を含んでいるリンクプレートと、リンクプレートに二軸ジョイントを結合するように、第1の孔を通って延在する第1のピンと、テザーにリンクプレートを結合するように、第2の孔を通って延在する第2のピンとを含む。第1のピンと第2のピンとの間の距離は、TLPとテザーとの間の接続長さに基づく。
実施例5では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、第2の孔内に配置され、かつ第2のピンを受容するようにサイズ設定されているピンスリーブをさらに含む。ピンスリーブ内に位置決めされている第2のピンと第2の孔の下端との間の距離は、接続長さに基づく。
実施例6では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、ピンスリーブが、同じピンスリーブで2つの異なる接続長さを可能にするように、非対称であり、かつ位置決め可能であることをさらに含む。
実施例7は、杭にTLPを接続するためのテザーアセンブリである。テザーアセンブリは、上端および杭端を有するテザーと、コネクタとを含む。コネクタは、TLPまたは杭のいずれか1つに結合するように構成されている二軸ジョイントと、第1の孔および第2の孔を含んでいるリンクプレートと、リンクプレートに二軸ジョイントを結合するように、第1の孔を通って延在する第1のピンと、テザーにリンクプレートを結合する第2のピンであって、第2の孔を通って延在する、第2のピンとを含む。第1のピンと第2のピンとの間の距離は、テザーとTLP、またはテザーと杭のいずれか一方の間の接続長さに基づく。
実施例8では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、コネクタが、第2のピンを受容する、第2の孔内に配置されているピンスリーブをさらに含むことをさらに含む。ピンスリーブ内に位置決めされている第2のピンと第2の孔の下端との間の距離は、接続長さに基づく。
実施例9では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、ピンスリーブが、同じピンスリーブで2つの異なる接続長さを可能にするように、非対称であり、かつ位置決め可能であることをさらに含む。
実施例10では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、コネクタが、テザーにTLPを結合するように構成されている上部コネクタであることをさらに含む。
実施例11では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、コネクタが、テザーに杭を結合するように構成されている底部コネクタであることをさらに含む。
実施例12では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、テザーが、ポリエステルを含むことをさらに含む。
実施例13は、TLPである。TLPは、船体と、杭と、上端および杭端を有するテザーと、船体上の上部コネクタ位置で船体にテザーの上端を結合する上部コネクタと、杭上の底部コネクタ位置で杭にテザーの杭端を結合する底部コネクタとを含む。上部コネクタおよび底部コネクタのうちの少なくとも1つは、TLPまたは杭のいずれか1つに結合するように構成されている二軸ジョイントと、第1の孔および第2の孔を含んでいるリンクプレートと、リンクプレートに二軸ジョイントを結合するように、第1の孔を通って延在する第1のピンと、テザーの上端またはテザーの杭端のいずれか1つにリンクプレートを結合するように第2の孔を通って延在する、第2のピンとを含む。第1のピンと第2のピンとの間の距離は、テザーとTLP、またはテザーと杭のいずれか一方の間の接続長さに基づく。
実施例14では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、上部コネクタが、上部コネクタ位置でTLPに結合されている二軸ジョイントと、リンクプレートと、リンクプレートに二軸ジョイントを結合するように、第1の孔を通って延在する第1のピンと、テザーの上端にリンクプレートを結合するように、第2の孔を通って延在する第2のピンとを含むことをさらに含む。第1のピンと第2のピンとの間の距離は、テザーとTLPとの間の接続長さに基づく。
実施例15では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、底部コネクタが、底部コネクタ位置で杭に結合されている二軸ジョイントと、リンクプレートと、リンクプレートに二軸ジョイントを結合するように、第1の孔を通って延在する第1のピンと、テザーの杭端にリンクプレートを結合するように、第2の孔を通って延在する、第2のピンとを含むことをさらに含む。第1のピンと第2のピンとの間の距離は、テザーと杭との間の接続長さに基づく。
実施例16では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、上部コネクタおよび底部コネクタのうちの少なくとも1つが、第2のピンを受容する、第2の孔内に配置されているピンスリーブをさらに含むことをさらに含む。ピンスリーブ内に位置決めされている第2のピンと第2の孔の下端との間の距離は、接続長さに基づく。
実施例17では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、ピンスリーブが、同じピンスリーブで2つの異なる接続長さを可能にするように、非対称であり、かつ位置決め可能であることをさらに含む。
実施例18では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、テザーが、ポリエステルを含むことをさらに含む。
実施例19は、TLPを据え付ける方法である。本方法は、杭にテザーの杭端を結合することを含む。本方法はまた、テザーの上端とTLPの船体上の上部コネクタ位置との間の接続長さを測定することを含む。本方法は、上部コネクタにリンクプレートを据え付けることをさらに含み、リンクプレートが、第1の孔と、第2の孔とを含み、第1の孔を通って延在する上部コネクタの第1のピンと、第2の孔を通って延在する上部コネクタの第2のピンとの間の距離は、接続長さに基づく。本方法はまた、上部コネクタを介して船体にテザーの上端を結合することを含む。
実施例20では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、リンクプレートを据え付けることが、第2のピンを受容する、リンクプレートの第2の孔にピンスリーブを据え付けることを含むことをさらに含む。ピンスリーブ内に位置決めされている第2のピンと第2の孔の下端との間の距離は、接続長さに基づく。
実施例21では、任意の先行する段落またはそれらの組み合わせの実施形態は、ピンスリーブが、同じピンスリーブで2つの異なる接続長さを可能にするように、非対称であり、かつ位置決め可能であることをさらに含む。
特定の用語は、特別な特性またはコンポーネントを指すように、明細書および特許請求の範囲を通して使用される。当業者が理解するように、異なる人物は、異なる名称によって同じ特性またはコンポーネントを指し得る。本書は、名称が異なるが機能は異ならない、コンポーネントまたは特性を区別することを意図していない。
本明細書全体を通して参照すると、「一(one)実施形態」、「一(an)実施形態」、「一(a)実施形態」、「実施形態」、「いくつかの実施形態」、「特定の実施形態」、または同様の言語は、実施形態に関連して記載された特定の特性、構造、または特徴が、本開示の少なくとも1つの実施形態に含まれ得ることを意味する。したがって、本明細書全体を通して、これらのフレーズまたは類似の言語は、必然ではないが、すべてが同じ実施形態を指し得る。
開示された実施形態は、特許請求の範囲を含む、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきでもなくそれ以外の方法で使用されるべきでもない。論じられた実施形態の異なる教示が、所望の結果を生成するように、別個に、または任意の好適な組み合わせで採用され得ることを完全に認識されたい。加えて、当業者は、記載が広範な適用を有することを理解し、任意の実施形態の議論は、その実施形態の例示に過ぎず、特許請求の範囲を含む、本開示の範囲がその実施形態に限定されることを示唆することを意図するものではない。

Claims (3)

  1. 第1のピンおよび第2のピンを介して張力脚プラットフォーム(TLP)にテザーを接続するためのリンクプレートシステムであって、
    複数のリンクプレートを備え、各リンクプレートが、前記TLPに前記リンクプレートを接続する、前記第1のピンを受容するようにサイズ設定されている第1の孔と、前記テザーに前記リンクプレートを接続する、前記第2のピンを受容するようにサイズ設定されている第2の孔とを備え、
    前記TLPと前記テザーとの間の接続長さの調整を可能にするように、前記第1のピンと前記第2のピンとの間の距離が、各リンクプレートに対して異なるように、各リンクプレートの前記長さがサイズ設定され、各リンクプレートの前記孔が位置決めされ、かつサイズ設定されている、システム。
  2. 前記第2の孔は、前記第2のピンを受容するようにサイズ設定されている複数のピンスリーブのうちのいずれか1つを受容するようにさらにサイズ設定され、前記複数のピンスリーブの各ピンスリーブが、前記ピンスリーブ内に位置決めされた前記第2のピンと前記第2の孔の下端との間の異なる距離を可能にする、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記複数のピンスリーブのうちの少なくとも1つは、同じピンスリーブで2つの異なる接続長さを可能にするように、非対称であり、かつ位置決め可能である、請求項2に記載のシステム。
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