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

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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