JPH0238696A - ライザーの緊張装置 - Google Patents
ライザーの緊張装置Info
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- JPH0238696A JPH0238696A JP1138982A JP13898289A JPH0238696A JP H0238696 A JPH0238696 A JP H0238696A JP 1138982 A JP1138982 A JP 1138982A JP 13898289 A JP13898289 A JP 13898289A JP H0238696 A JPH0238696 A JP H0238696A
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
- E21B15/02—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts specially adapted for underwater drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/002—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling
- E21B19/004—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling supporting a riser from a drilling or production platform
- E21B19/006—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling supporting a riser from a drilling or production platform including heave compensators
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、海床上の油井を、緊張レッグ式フローティン
グ争プラットホーム等の、固定又は相対的に固定された
プラットホーム上のウェルヘッドの“クリスマス′ツリ
ーに接続する装置に関する。
グ争プラットホーム等の、固定又は相対的に固定された
プラットホーム上のウェルヘッドの“クリスマス′ツリ
ーに接続する装置に関する。
特に、本発明は、ライザーのバックリングを避けるため
に、ライザーを相対的に固定されたプラットホームに接
続する時に使用されるライザー緊張システムを含む装置
に関する。このシステムのテンショナー即ち緊張具は非
直線的に応答する張力を用い、その荷重が、ライザー緊
張具のストローク長さを最少にするため、そのブロック
端部で非直線的に増加するようになっているものである
。
に、ライザーを相対的に固定されたプラットホームに接
続する時に使用されるライザー緊張システムを含む装置
に関する。このシステムのテンショナー即ち緊張具は非
直線的に応答する張力を用い、その荷重が、ライザー緊
張具のストローク長さを最少にするため、そのブロック
端部で非直線的に増加するようになっているものである
。
尚、本発明は米国特許出願番号第041,904号、1
987年4月24日付、の一部継続出願で、後者は、1
988年3JJ29+1に米国特許第4,733,99
1号として特許証の発行された出願番号第936,57
9号、1986年12月 l11出願、の一部継続出願
である。
987年4月24日付、の一部継続出願で、後者は、1
988年3JJ29+1に米国特許第4,733,99
1号として特許証の発行された出願番号第936,57
9号、1986年12月 l11出願、の一部継続出願
である。
[従来の技術及びその課題]
その他のフローティング・システムと比較し、緊張レッ
グ(tension leg )式プラットホームの利
点の1つは、発生する垂直揺動が非常に小さいことであ
る。これにより、ウェルヘッドのツリーをブラットホー
ムデツキの狭い範囲に装着することが可能で、この場合
、複雑な形状をした揺れ防止システムを必要とすること
が無い。しかしながら、実質的に剛体構造のライザーシ
ステムを用いる場合は、このライザー緊張システムが、
プラットホームとライザーとの間に発生する少量の相対
動作を吸収するようにして、それ自体のff1ffiに
よるライザーのバックリング又は曲がりにより、ライザ
ーに欠陥(クラック、破壊等)が発生しないようにしな
ければならない。従来の多くの緊張シリンダーは実質的
に直線的な荷重をライザーに与えており、即ち、引張り
荷重がプラットホームの動作に直結して直線的に増加す
る。従って、緊張具(シリンダー及びスロウロッド)が
、起り得るフプラットホームの最大動作(即ち想定され
る嵐によって引き起こされる動作)に充分順応出来る設
計長さを持たなければならない。
グ(tension leg )式プラットホームの利
点の1つは、発生する垂直揺動が非常に小さいことであ
る。これにより、ウェルヘッドのツリーをブラットホー
ムデツキの狭い範囲に装着することが可能で、この場合
、複雑な形状をした揺れ防止システムを必要とすること
が無い。しかしながら、実質的に剛体構造のライザーシ
ステムを用いる場合は、このライザー緊張システムが、
プラットホームとライザーとの間に発生する少量の相対
動作を吸収するようにして、それ自体のff1ffiに
よるライザーのバックリング又は曲がりにより、ライザ
ーに欠陥(クラック、破壊等)が発生しないようにしな
ければならない。従来の多くの緊張シリンダーは実質的
に直線的な荷重をライザーに与えており、即ち、引張り
荷重がプラットホームの動作に直結して直線的に増加す
る。従って、緊張具(シリンダー及びスロウロッド)が
、起り得るフプラットホームの最大動作(即ち想定され
る嵐によって引き起こされる動作)に充分順応出来る設
計長さを持たなければならない。
[課題を解決するための手段]
本発明は、それぞれ非直線的に応答する複数の緊張シリ
ンダーにより、ライザーに好ましい揺れ防止と緊張を与
える。即ち、各緊張具が、正常なプラットホーム動作に
対し第1の抵抗率(引張り強さ)を持ち、又嵐による動
作に対してはより大きな第2の強い抵抗率を持っている
。ライザーの緊張シリンダーを角度をもって設けること
により、ライザーの軸の上の共通点に収束する作動をす
る如くにすることと相まって、この非直線的な荷重によ
り、軸方向の有効ストローク長さを、従ってプラットホ
ームのデツキ間の距離を、目覚ましく減らすことが出来
る。これは更に、フローティングプラットホームの形状
を小さくし、従って風荷重を減らす効果があり、これに
より、テンドン及びライザーが受ける力を減らし、又こ
のようにして既に短くされているライザーの緊張具のζ
1法を小さくすることが出来る。
ンダーにより、ライザーに好ましい揺れ防止と緊張を与
える。即ち、各緊張具が、正常なプラットホーム動作に
対し第1の抵抗率(引張り強さ)を持ち、又嵐による動
作に対してはより大きな第2の強い抵抗率を持っている
。ライザーの緊張シリンダーを角度をもって設けること
により、ライザーの軸の上の共通点に収束する作動をす
る如くにすることと相まって、この非直線的な荷重によ
り、軸方向の有効ストローク長さを、従ってプラットホ
ームのデツキ間の距離を、目覚ましく減らすことが出来
る。これは更に、フローティングプラットホームの形状
を小さくし、従って風荷重を減らす効果があり、これに
より、テンドン及びライザーが受ける力を減らし、又こ
のようにして既に短くされているライザーの緊張具のζ
1法を小さくすることが出来る。
[実施例]
緊張レッグ式プラットホームが第1図に参照符号IOで
示されている。本発明によるライザーの緊張具は、特に
、緊張レッグ式プラットホームのために設計されたもの
であるが、これを、その他の固定式及び相対的固定方式
のプラットホーム(即ち、最少の垂直動作をするフロー
ティングシステム)にも同様に利用することが出来る。
示されている。本発明によるライザーの緊張具は、特に
、緊張レッグ式プラットホームのために設計されたもの
であるが、これを、その他の固定式及び相対的固定方式
のプラットホーム(即ち、最少の垂直動作をするフロー
ティングシステム)にも同様に利用することが出来る。
プラットホーム10が複数のテンドン12により海床1
1に取付けられる。複数のライザー14がテンプレート
16の中の各油井とプラットホーム10のウェルヘッド
・デツキ18との間に伸びている。第2図に示す如く、
ライザー14が、デツキ18の開口部20を通り、この
開口部により、プラットホームIOとライザー14とに
掛かる環境荷重によって発生するデツキとライザーとの
間の相対動作が可能になる如くになっている。
1に取付けられる。複数のライザー14がテンプレート
16の中の各油井とプラットホーム10のウェルヘッド
・デツキ18との間に伸びている。第2図に示す如く、
ライザー14が、デツキ18の開口部20を通り、この
開口部により、プラットホームIOとライザー14とに
掛かる環境荷重によって発生するデツキとライザーとの
間の相対動作が可能になる如くになっている。
本発明によるライザーのトップジヨイントの1つの態様
が、第2図にその全体を参照符号22で示されている。
が、第2図にその全体を参照符号22で示されている。
下端部24の内面に螺子が切られ、ライザーの標僧ジヨ
イントに一般的方法で接続されている。注意すべき点は
、図には直線的三角歯を持った螺子が示されているが、
必要に応じテーパー付き螺子を用いることも出来る。ト
ップジヨイント22の内径は、それに続くライザー14
のその他の全ての部分の内径と同じである。又、その第
1の外径26はライザーのその他の部分の外径に対応し
ている。しかし、第2の外径28は、全体的に環状をし
て専間隔で配置された複数の凸部28によって形成され
ている。第2図に示すトップジヨイントに於いては、こ
の凸部28が連続した螺旋状の螺子山30によって形成
されており、この螺子山がライザーのトップジヨイント
22の外面に形成されている。
イントに一般的方法で接続されている。注意すべき点は
、図には直線的三角歯を持った螺子が示されているが、
必要に応じテーパー付き螺子を用いることも出来る。ト
ップジヨイント22の内径は、それに続くライザー14
のその他の全ての部分の内径と同じである。又、その第
1の外径26はライザーのその他の部分の外径に対応し
ている。しかし、第2の外径28は、全体的に環状をし
て専間隔で配置された複数の凸部28によって形成され
ている。第2図に示すトップジヨイントに於いては、こ
の凸部28が連続した螺旋状の螺子山30によって形成
されており、この螺子山がライザーのトップジヨイント
22の外面に形成されている。
トップジヨイントの別の態様が第3図に示されている。
この形状に於いては、連続した螺旋状の螺子山の代わり
に、環状の凸部が特定の長さと特定の間隔を持った円筒
形の凸部として形成されている。この設計寸法(長さ及
び間隔)は、緊張具の荷重パラメーター、水深Δp[定
の正確度、等の特殊仕様により、必要に応じて選択され
る。このライザーの表面には、各凸部の谷部に切込み線
31が切られており、その理由に就いては後述する。
に、環状の凸部が特定の長さと特定の間隔を持った円筒
形の凸部として形成されている。この設計寸法(長さ及
び間隔)は、緊張具の荷重パラメーター、水深Δp[定
の正確度、等の特殊仕様により、必要に応じて選択され
る。このライザーの表面には、各凸部の谷部に切込み線
31が切られており、その理由に就いては後述する。
第2及び3図に示すトップジヨイントの形状に於いては
、トップジヨイント22が開口部2oを通って伸び、第
1の複数の環状凸部28がデツキ18の」:4而19の
上に伸び、−力筒2の複数の凸部がデッキL8の底面I
7の下に伸びている。第1の複数の凸部28はウェルツ
リー32との複数の接続点としての機能を果たしている
。ウェルツリー32は任意の接続点で接続することが出
来、即ち、先ず、螺子山又は目印の切込み線31によっ
て案内されるライザーの余分な長さを切り離し、一体形
若しくは分割形のカラー34を、ライザーのトップジヨ
イント22に、その上端部から距若干下げて設置し、ウ
ェルツリー32をトップジヨイント22の上端部に取付
け、そして、カラー34上のバックオフ36の位置決め
をする。螺旋状の螺子山30を採用した実施例を使う場
合は、ライザーのジヨイント部を切り離した後、上部の
螺子の4から8山を削り去り、パックオフ3Gとの接触
面を滑らかにする。
、トップジヨイント22が開口部2oを通って伸び、第
1の複数の環状凸部28がデツキ18の」:4而19の
上に伸び、−力筒2の複数の凸部がデッキL8の底面I
7の下に伸びている。第1の複数の凸部28はウェルツ
リー32との複数の接続点としての機能を果たしている
。ウェルツリー32は任意の接続点で接続することが出
来、即ち、先ず、螺子山又は目印の切込み線31によっ
て案内されるライザーの余分な長さを切り離し、一体形
若しくは分割形のカラー34を、ライザーのトップジヨ
イント22に、その上端部から距若干下げて設置し、ウ
ェルツリー32をトップジヨイント22の上端部に取付
け、そして、カラー34上のバックオフ36の位置決め
をする。螺旋状の螺子山30を採用した実施例を使う場
合は、ライザーのジヨイント部を切り離した後、上部の
螺子の4から8山を削り去り、パックオフ3Gとの接触
面を滑らかにする。
デツキ18の下面17の下にある第2の複数の凸部28
により、第2の一体又は分割カラー型の緊張具取付はリ
ング40に対し1連の接続点が提供される。
により、第2の一体又は分割カラー型の緊張具取付はリ
ング40に対し1連の接続点が提供される。
このリングはライザーの緊張具38の一連の接続具であ
る。このライザー緊張具38が本発明の重要部分を構成
し、以下、これに就いて詳細に説明する。
る。このライザー緊張具38が本発明の重要部分を構成
し、以下、これに就いて詳細に説明する。
第4図に示す一体形のカラー40が第2図の実施例に用
いられており、一方、第5図に示す分割形のカラーは第
3図に示す実施例に適している。第3図の実施例のライ
ザー緊張具38、カラー40.及びデツキ20は実質的
に第2図に示すものと同じで、従って、この図には2つ
の実施例の間の相違点のみが描かれている。
いられており、一方、第5図に示す分割形のカラーは第
3図に示す実施例に適している。第3図の実施例のライ
ザー緊張具38、カラー40.及びデツキ20は実質的
に第2図に示すものと同じで、従って、この図には2つ
の実施例の間の相違点のみが描かれている。
第2及び4図に示す一体形の緊張具取付はリング40が
貫通孔42を持ち、その内径が、螺旋状螺子山30の外
径部を十分に通すことの出来る大きさを持っている。第
4図に示す如く、緊張具取付はリング40は全体的に八
面体で、その装着腕60がこの八面体の1つ置きの面か
ら延出している。6腕60が開口部62を持ち、ピスト
ン腕37の端部を受け、父上部及び下部強化ウェブ64
,6Bを持ち、リング40を補強している。第2図に示
す如く、これらの腕60は本体の載置面に対して若干傾
いており、好ましくは、この傾斜角度を、ライザー緊張
具38がライザー14の中心線となす平均角度と等しく
する。
貫通孔42を持ち、その内径が、螺旋状螺子山30の外
径部を十分に通すことの出来る大きさを持っている。第
4図に示す如く、緊張具取付はリング40は全体的に八
面体で、その装着腕60がこの八面体の1つ置きの面か
ら延出している。6腕60が開口部62を持ち、ピスト
ン腕37の端部を受け、父上部及び下部強化ウェブ64
,6Bを持ち、リング40を補強している。第2図に示
す如く、これらの腕60は本体の載置面に対して若干傾
いており、好ましくは、この傾斜角度を、ライザー緊張
具38がライザー14の中心線となす平均角度と等しく
する。
このようにすることによって、6腕60の面が、緊張シ
リンダー38及びロッド37の中心線に沿って作用する
力の線に対して全体的に直角になる。この角度は、緊張
具の長さ、リングの直径、シリンダーの装着点、等の設
計値の関数で、この角度は一般的に10から25″にな
る。これらの各緊張具38の作用方向は1つの共通点に
収束しているので、1つのシリンダーが駄目になっても
、従来のものと異なり、・これによりライザーにトルク
又は曲げ力が掛かることがない。従って向かい合ったシ
リンダーと必ずしも対をなして作動させる必要が無い。
リンダー38及びロッド37の中心線に沿って作用する
力の線に対して全体的に直角になる。この角度は、緊張
具の長さ、リングの直径、シリンダーの装着点、等の設
計値の関数で、この角度は一般的に10から25″にな
る。これらの各緊張具38の作用方向は1つの共通点に
収束しているので、1つのシリンダーが駄目になっても
、従来のものと異なり、・これによりライザーにトルク
又は曲げ力が掛かることがない。従って向かい合ったシ
リンダーと必ずしも対をなして作動させる必要が無い。
この緊張具38の数は何本でも良いが、好ましくは、最
低3本が用いられ(この場合は、リング40本体が三面
体になる)、更に好ましくは最低4本である。
低3本が用いられ(この場合は、リング40本体が三面
体になる)、更に好ましくは最低4本である。
リング45、内面に螺子を持つウェッジ4G、及びクラ
ンプ板50からなる一般的なスリップ止め機構44が、
複数の取付はボルト52によって(図には1つのみが示
されている)、緊張具取付はリング4゜にボルト止めさ
れているヶリング45によって、ウエジ4Bが螺旋状螺
子30と結合し、クランプ板50がこのウエジ46を結
合位置に保持する。横ピン54を用い、リング45とウ
エジ46との間の、従って緊張具取付はリング40とト
ップジヨイント22との間の、相対的回転を防ぐことが
出来る。
ンプ板50からなる一般的なスリップ止め機構44が、
複数の取付はボルト52によって(図には1つのみが示
されている)、緊張具取付はリング4゜にボルト止めさ
れているヶリング45によって、ウエジ4Bが螺旋状螺
子30と結合し、クランプ板50がこのウエジ46を結
合位置に保持する。横ピン54を用い、リング45とウ
エジ46との間の、従って緊張具取付はリング40とト
ップジヨイント22との間の、相対的回転を防ぐことが
出来る。
第3図に示す実施例に用いられる分割形緊張具取付はリ
ング40が第5図に示されている。このリングの全体的
形状は一体形と同じであるが、この場合は2つのフラン
ジ51が設けられ、2つのセグメントをボルト止め出来
るようになっている。第3図に模式図的に示す如く、リ
ング40の貫通孔42の内径はトップジヨイントのベー
スをなす第1のrfi、径26と略同じで、リングをラ
イザーのトップジョイン!・に階段的に任意に接続する
ことが出来る。
ング40が第5図に示されている。このリングの全体的
形状は一体形と同じであるが、この場合は2つのフラン
ジ51が設けられ、2つのセグメントをボルト止め出来
るようになっている。第3図に模式図的に示す如く、リ
ング40の貫通孔42の内径はトップジヨイントのベー
スをなす第1のrfi、径26と略同じで、リングをラ
イザーのトップジョイン!・に階段的に任意に接続する
ことが出来る。
一方、側面安定ローラー56がカラー34の外面に当接
し、これがバネの力で移動出来、ライザーI4を開口部
20の中心に保持する。第2図に示す実施例に於いては
、カラー34の両端の短い部分35の肉厚が厚くなって
おり(即ち内径が最少)、ここに螺子が切られ、トップ
ジヨイント22の螺旋状螺子30と結合している。第3
図の実施例に於いては、カラーの部分35′ の所の肉
厚が厚くなっており、環状凸部28の間の隙間を埋め、
又分割形カラー34の1万のセグメントの一部にタップ
孔33が設けられ、これに接続ボルトを差し、他の1方
のセグメントと接続することが出来る。これにより、安
定ローラー56の当接する平滑な外面が得られ、これが
円滑に作動するようになっている。
し、これがバネの力で移動出来、ライザーI4を開口部
20の中心に保持する。第2図に示す実施例に於いては
、カラー34の両端の短い部分35の肉厚が厚くなって
おり(即ち内径が最少)、ここに螺子が切られ、トップ
ジヨイント22の螺旋状螺子30と結合している。第3
図の実施例に於いては、カラーの部分35′ の所の肉
厚が厚くなっており、環状凸部28の間の隙間を埋め、
又分割形カラー34の1万のセグメントの一部にタップ
孔33が設けられ、これに接続ボルトを差し、他の1方
のセグメントと接続することが出来る。これにより、安
定ローラー56の当接する平滑な外面が得られ、これが
円滑に作動するようになっている。
4本のライザー緊張具38が、第2図に示す如く、球−
ソケット式ジヨイント39によってプラットホームデツ
キ18に接続され、これにより緊張具38とデツキ18
との間でn干の回転動作が可能となり、緊張具38のピ
ストン腕37が伸縮し、ライザー14に均一な張力が掛
かる。これに類似した別の球−ソケット接続41を用い
て、ピストン腕37の端部が緊張具取付はリング40に
接続され、緊張具38と緊張具取付はリング40の間で
、同じような回転動作が行われる。各ライザー緊張具の
頂部に圧力リリーフバルブが設けられ(図示無し)、緊
張シリンダー38が上向きのピストン運動を行なえるよ
うにする。
ソケット式ジヨイント39によってプラットホームデツ
キ18に接続され、これにより緊張具38とデツキ18
との間でn干の回転動作が可能となり、緊張具38のピ
ストン腕37が伸縮し、ライザー14に均一な張力が掛
かる。これに類似した別の球−ソケット接続41を用い
て、ピストン腕37の端部が緊張具取付はリング40に
接続され、緊張具38と緊張具取付はリング40の間で
、同じような回転動作が行われる。各ライザー緊張具の
頂部に圧力リリーフバルブが設けられ(図示無し)、緊
張シリンダー38が上向きのピストン運動を行なえるよ
うにする。
ライザー緊張具38をある角度で傾け、収束する1つの
共通点を介して作用するようにし、一方シリンダーを向
合わせて対にする必要を無くすことにより、ピストンロ
ッド37の垂直動程を短くすることが可能となる。本発
明はこの点に関し更に次のことを特徴としている、即ち
、荷重に対し非直線的に応答する内部又は外部的に置か
れたバネ手段70を持つ緊張シリンダー38を設けるこ
とにより、ロッド37の動程を更に短くすることで、こ
のバネ手段がデツキ1Bとライザー22との間の相対運
動にλ、I L変化する抵抗を示す。
共通点を介して作用するようにし、一方シリンダーを向
合わせて対にする必要を無くすことにより、ピストンロ
ッド37の垂直動程を短くすることが可能となる。本発
明はこの点に関し更に次のことを特徴としている、即ち
、荷重に対し非直線的に応答する内部又は外部的に置か
れたバネ手段70を持つ緊張シリンダー38を設けるこ
とにより、ロッド37の動程を更に短くすることで、こ
のバネ手段がデツキ1Bとライザー22との間の相対運
動にλ、I L変化する抵抗を示す。
このバネ手段70の第1の実施例が第6図に示されてい
る。ピストンロッド37の上端部にピストンヘッド72
が取り付けられており、これにより第1の作用面73が
設けられる。緊張シリンダー38の下端部がプラグ82
により閉ざされ、これにより第2の作用面83が設けら
れる。ピストンヘッド72に山形シール74が設けられ
、又1.プラグ82もロッド37に当接しこれを密封す
る山形シール84を持っている。図面を簡明にするため
、緊張シリンダー38の内部の詳細に就いては第6図に
のみ図示した。この山形シール74.84は特に液圧流
体を用いる第3の実施例に6効であるが、オプションと
して、機械的バネを用いる実施例に用いることも出来る
。
る。ピストンロッド37の上端部にピストンヘッド72
が取り付けられており、これにより第1の作用面73が
設けられる。緊張シリンダー38の下端部がプラグ82
により閉ざされ、これにより第2の作用面83が設けら
れる。ピストンヘッド72に山形シール74が設けられ
、又1.プラグ82もロッド37に当接しこれを密封す
る山形シール84を持っている。図面を簡明にするため
、緊張シリンダー38の内部の詳細に就いては第6図に
のみ図示した。この山形シール74.84は特に液圧流
体を用いる第3の実施例に6効であるが、オプションと
して、機械的バネを用いる実施例に用いることも出来る
。
好ましくは、シール84がシリンダー38をシールする
ために用いられ、これにより、海水等の外部の流体の侵
入を防ぐ。
ために用いられ、これにより、海水等の外部の流体の侵
入を防ぐ。
第6図の実施例に於いて、バネ手段7oが、第1の螺旋
状バネ7Gと、これより短くnつ強い第2の螺旋状バネ
78と、の2種類のバネを持っている。
状バネ7Gと、これより短くnつ強い第2の螺旋状バネ
78と、の2種類のバネを持っている。
天候条件によってもたらされる一般的な小さな相対運動
は、第1のバネ76によって処理される。荒れた海によ
ってもたらされる、これよりも大きな運動の場合は、更
に第2のバネ78が加わってこれに抵抗する。
は、第1のバネ76によって処理される。荒れた海によ
ってもたらされる、これよりも大きな運動の場合は、更
に第2のバネ78が加わってこれに抵抗する。
バネ76と78との協同動作により、ロッド38が非直
線的に伸縮する。実際には、緊張シリンダー38及びロ
ッド37がその長さの上限に達するのは例外的に悪い天
候条件の場合であって、バネ手段7oの非直線的応答に
より、これらの構成部品の長さを目覚ましく短くするこ
とが出来る。一般的なライザー緊張具の動程は42吋で
ある。本発明によるライザー緊張具のロッドの動程に就
いては20吋が考えられている。シリンダー38の長さ
がこのよう1=シて短縮されることと、上述した如く、
シリンダー38を角度をもって設けることによる垂直長
さの減少と、により、−プラットホーム10のデツキ垂
直間隔か目覚ましく減少し、このことがプラットホーム
のデツキの高さ又は形状の減少の形で実現される。この
実施例に於いては、デツキ間隔が7フイート(2X42
’)から3フイート(角度25″で40′)以下に減っ
た。形状が小さくなると風の受圧面積が減少し、風荷重
が下がる。これにより繋合システムが耐えるべきカが減
り、従7てシステムの重量を減らすことが出来る(但し
、必要な場合は、この節約分をデツキの補強分に置換え
、予想される追加荷重に対応することが出来る)。
線的に伸縮する。実際には、緊張シリンダー38及びロ
ッド37がその長さの上限に達するのは例外的に悪い天
候条件の場合であって、バネ手段7oの非直線的応答に
より、これらの構成部品の長さを目覚ましく短くするこ
とが出来る。一般的なライザー緊張具の動程は42吋で
ある。本発明によるライザー緊張具のロッドの動程に就
いては20吋が考えられている。シリンダー38の長さ
がこのよう1=シて短縮されることと、上述した如く、
シリンダー38を角度をもって設けることによる垂直長
さの減少と、により、−プラットホーム10のデツキ垂
直間隔か目覚ましく減少し、このことがプラットホーム
のデツキの高さ又は形状の減少の形で実現される。この
実施例に於いては、デツキ間隔が7フイート(2X42
’)から3フイート(角度25″で40′)以下に減っ
た。形状が小さくなると風の受圧面積が減少し、風荷重
が下がる。これにより繋合システムが耐えるべきカが減
り、従7てシステムの重量を減らすことが出来る(但し
、必要な場合は、この節約分をデツキの補強分に置換え
、予想される追加荷重に対応することが出来る)。
第7図はこのバネの第2の実施例を示し、この場合は、
バネ手段7oが単一のバネであり、そのバネ強さが、第
1の線の径及び螺旋直径を持つ第1の端部から、第2の
線の径及び螺旋直径を持つ第2の端部に向って連続的に
変化している。この実施例のバネf0段70は、実質的
に第1の実施例と同じ挙動をするが、バネ抵抗は連続的
に増加する(一般的には放物曲線)。勿論、このバネ手
段70を一定螺旋直径の一定太さの線と、2つの別々に
国定されたコイルスベーサートとで彰成し、第6図の実
施例により近いバネ強さ(最初は直線的に、次に、放物
曲線で増加する)を持つようにすることも出来る。
バネ手段7oが単一のバネであり、そのバネ強さが、第
1の線の径及び螺旋直径を持つ第1の端部から、第2の
線の径及び螺旋直径を持つ第2の端部に向って連続的に
変化している。この実施例のバネf0段70は、実質的
に第1の実施例と同じ挙動をするが、バネ抵抗は連続的
に増加する(一般的には放物曲線)。勿論、このバネ手
段70を一定螺旋直径の一定太さの線と、2つの別々に
国定されたコイルスベーサートとで彰成し、第6図の実
施例により近いバネ強さ(最初は直線的に、次に、放物
曲線で増加する)を持つようにすることも出来る。
第8図はこのバネ手段の第3の実施例を示し、この場合
は、1対の液圧コレクター80.95が緊張シリンダー
38の外側に帯紐で結び付けられている。
は、1対の液圧コレクター80.95が緊張シリンダー
38の外側に帯紐で結び付けられている。
このコレクター80.95が、バタフライバルブ92を
介して配管81に接続された高圧に耐えるホース88.
89により、シリンダーに接続される。オプションとし
て、シリンダー状のエラストマー製の可撓性の袋85を
用い、液圧流体87の上に第1の量の圧縮性流体86(
好ましくは窒素等)を閉込めるようにすることが出来る
。袋85により、圧縮性流体が液圧流体87に混合した
り、シリンダー38に逃げたりすることが防がれる。
介して配管81に接続された高圧に耐えるホース88.
89により、シリンダーに接続される。オプションとし
て、シリンダー状のエラストマー製の可撓性の袋85を
用い、液圧流体87の上に第1の量の圧縮性流体86(
好ましくは窒素等)を閉込めるようにすることが出来る
。袋85により、圧縮性流体が液圧流体87に混合した
り、シリンダー38に逃げたりすることが防がれる。
先ず、配管81.88を介して、シリンダー38がコレ
クター80に連結されるように、バルブ92の向きが設
定される。これにより、コレクター95に比し弱いコレ
クター80のバネ力により最初の緩やかな応答が行われ
る。これは圧縮性流体8Bの量がより多いからである。
クター80に連結されるように、バルブ92の向きが設
定される。これにより、コレクター95に比し弱いコレ
クター80のバネ力により最初の緩やかな応答が行われ
る。これは圧縮性流体8Bの量がより多いからである。
ピストン72が近接センサー90の面を移動すると、バ
ルブ92を動かす線9Bを介して、信号が送られ、バル
ブが切り換えられ、シリンダー38がコレクター95に
接続される。この近接センサー90は一般的なセンサー
でも、あるいは、この目的に合ったその他のスイッチで
も差支えないが、磁石形のもので、非破壊的に取付ける
ことの出来るものく即ちシリンダー38の本体に孔を開
ける必要の無いもの)が好ましい。注意すべき点は、流
体コレクター80.95が同じ直径のもので、従って、
流体の表面積が同じであり、又、コレクター95の長さ
がコレクター80の半分で、コレクター95の圧縮性流
体8Bの童がコレクター80の場合に比し、その1/2
から1/4の間である、点である。これにより、コレク
ター95の抵抗力が、コレクター80に比し、2から4
倍の割合いで増加する。又好ましくは、コルクター95
の中の圧縮性流体86が、切替え時に於いては、コレク
ター80の中の流体と略同じ圧力になるようにする。こ
れにより、全体的なバネの応答が放物線状に変化し、デ
ツキ18とライザー22との間の)II iJ運動が増
加するのに伴い、その抵抗が顕著に増加する。
ルブ92を動かす線9Bを介して、信号が送られ、バル
ブが切り換えられ、シリンダー38がコレクター95に
接続される。この近接センサー90は一般的なセンサー
でも、あるいは、この目的に合ったその他のスイッチで
も差支えないが、磁石形のもので、非破壊的に取付ける
ことの出来るものく即ちシリンダー38の本体に孔を開
ける必要の無いもの)が好ましい。注意すべき点は、流
体コレクター80.95が同じ直径のもので、従って、
流体の表面積が同じであり、又、コレクター95の長さ
がコレクター80の半分で、コレクター95の圧縮性流
体8Bの童がコレクター80の場合に比し、その1/2
から1/4の間である、点である。これにより、コレク
ター95の抵抗力が、コレクター80に比し、2から4
倍の割合いで増加する。又好ましくは、コルクター95
の中の圧縮性流体86が、切替え時に於いては、コレク
ター80の中の流体と略同じ圧力になるようにする。こ
れにより、全体的なバネの応答が放物線状に変化し、デ
ツキ18とライザー22との間の)II iJ運動が増
加するのに伴い、その抵抗が顕著に増加する。
その他の実施例として、第8図の液圧コレクターの変形
態様が第9図に示されている。上記の2つの液圧流体8
7のコレクターの代わりに、1つのコレクター80が設
けられ、これが、その上部94に直径の小さい部分を持
っている。圧縮性流体86がこの上部94を満たし、こ
れと同時に、コレクター80の径の大きい底部分の上の
区域も満たしている。
態様が第9図に示されている。上記の2つの液圧流体8
7のコレクターの代わりに、1つのコレクター80が設
けられ、これが、その上部94に直径の小さい部分を持
っている。圧縮性流体86がこの上部94を満たし、こ
れと同時に、コレクター80の径の大きい底部分の上の
区域も満たしている。
ピストンヘッド72の下向きの動作により、威圧流体8
7がコレクター80を満たすと、コレクター80の下の
部分の流体86の圧縮分に相当する第1の抵抗力が発生
し、次に、液圧流体87が上部94に上昇し、第2の大
きな抵抗力が発生する。この力は、他の実施例と同様に
放物線を描いて増加する。この狭い上部94は好ましい
作動特性を与えるように設計されており、好ましくは、
この部分の直径が下の広い部分の1/2から3/4の範
囲にあるようにする。これにより、この部分の単位高さ
当りの体積が下の部分の1/4から9/16になり(直
径の二乗比)、抵抗力の増加率が下部の約2から4倍に
なる。
7がコレクター80を満たすと、コレクター80の下の
部分の流体86の圧縮分に相当する第1の抵抗力が発生
し、次に、液圧流体87が上部94に上昇し、第2の大
きな抵抗力が発生する。この力は、他の実施例と同様に
放物線を描いて増加する。この狭い上部94は好ましい
作動特性を与えるように設計されており、好ましくは、
この部分の直径が下の広い部分の1/2から3/4の範
囲にあるようにする。これにより、この部分の単位高さ
当りの体積が下の部分の1/4から9/16になり(直
径の二乗比)、抵抗力の増加率が下部の約2から4倍に
なる。
本発明によるライザー緊張システムは、生産用ライザー
14を緊張させる非常に簡潔な手段を提供するもので、
ライザー又はこれに含まれる生産ラインを曲げたり破壊
したりさせる不均衡な力をこれに掛けることが無い。こ
の緊張具取付はリングは、アーム60に複数の(3又は
それ以上)の接続点を持ち、この数は使用する緊張シリ
ンダー38の数と同じである。好ましくは、アーム60
が、リング40の本体部分の平面に対しそれぞれ角度を
持って設けられ、この角度が緊張具とライザーとの成す
角度に等しく、従って、これにより形成される作用面が
緊張具38の作用線に対して全体的に直角である、如く
になっている。このシステムの緊張具の1本か破損して
も、このシステムはa効に作動し続け、この停止した緊
張具を交換するために特別な努力を直ちに行なう必要が
無い。これは、その後の適当な機会に交換すれば良いか
らである(例えば嵐の止んだ後)。更に、非直線的に応
答するバネ手段70を設けることにより、ピストンロッ
ド37の動程を顕著に短くすることか出来、これにより
、シリンダーの長さ、デツキ間の所要間隔、及びプラッ
トホームの形状、を小さくすることが出来、及び繋船シ
ステムの設計を容易にすることか出来る。
14を緊張させる非常に簡潔な手段を提供するもので、
ライザー又はこれに含まれる生産ラインを曲げたり破壊
したりさせる不均衡な力をこれに掛けることが無い。こ
の緊張具取付はリングは、アーム60に複数の(3又は
それ以上)の接続点を持ち、この数は使用する緊張シリ
ンダー38の数と同じである。好ましくは、アーム60
が、リング40の本体部分の平面に対しそれぞれ角度を
持って設けられ、この角度が緊張具とライザーとの成す
角度に等しく、従って、これにより形成される作用面が
緊張具38の作用線に対して全体的に直角である、如く
になっている。このシステムの緊張具の1本か破損して
も、このシステムはa効に作動し続け、この停止した緊
張具を交換するために特別な努力を直ちに行なう必要が
無い。これは、その後の適当な機会に交換すれば良いか
らである(例えば嵐の止んだ後)。更に、非直線的に応
答するバネ手段70を設けることにより、ピストンロッ
ド37の動程を顕著に短くすることか出来、これにより
、シリンダーの長さ、デツキ間の所要間隔、及びプラッ
トホームの形状、を小さくすることが出来、及び繋船シ
ステムの設計を容易にすることか出来る。
本発明の説明を知った後、これに3Ff1の変更修1′
、を加えることは容易であろう。これらは全て本発明の
請求の範囲に含まれるものである。
、を加えることは容易であろう。これらは全て本発明の
請求の範囲に含まれるものである。
第1図は、所定位置に撃留された緊張レッグ式プラット
ホームに生産用ライザーが接続された状況を模式図的に
示す正面図、 第2図は、本発明によるライザー緊張システムの第1の
実施例で、ライザーを緊張レッグ式プラットホームに接
続した状況を、一部を切り欠いて示す断面図、 第3図は、本発明によるライザー緊張システムの第2の
実施例で、そのトップジヨイント部を簡略化して示す1
E而図、 第4図は、第2図の実施例に用いられる一体形緊張具取
付はリングの平面図、 第5図は、第3図の実施例に用いられる分割形緊張具取
付はリングで、その1方のセグメントのみを示す゛+=
面図、 第6図は、本発明に用いられる非直線的に応答する緊張
具の第1の実施例で、そのシリンダ一部分を抜き出して
示す断面図、 第7図は、2段のバネ強さを示す単一のバネ部材により
非直線的に応答する緊張具の第2の実施例で、そのバネ
部分を抜き出してを示す正面図、第8図は、本発明によ
る非直線的に応答する緊張具の第3の実施例を示す正面
図、 第9図は、本発明による非直線的に応答する緊張具の第
4の実施例のコレクタ一部分を、一部を切り欠いて示す
の断面図、である。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 F/θ、l FIG。5 FIG。
ホームに生産用ライザーが接続された状況を模式図的に
示す正面図、 第2図は、本発明によるライザー緊張システムの第1の
実施例で、ライザーを緊張レッグ式プラットホームに接
続した状況を、一部を切り欠いて示す断面図、 第3図は、本発明によるライザー緊張システムの第2の
実施例で、そのトップジヨイント部を簡略化して示す1
E而図、 第4図は、第2図の実施例に用いられる一体形緊張具取
付はリングの平面図、 第5図は、第3図の実施例に用いられる分割形緊張具取
付はリングで、その1方のセグメントのみを示す゛+=
面図、 第6図は、本発明に用いられる非直線的に応答する緊張
具の第1の実施例で、そのシリンダ一部分を抜き出して
示す断面図、 第7図は、2段のバネ強さを示す単一のバネ部材により
非直線的に応答する緊張具の第2の実施例で、そのバネ
部分を抜き出してを示す正面図、第8図は、本発明によ
る非直線的に応答する緊張具の第3の実施例を示す正面
図、 第9図は、本発明による非直線的に応答する緊張具の第
4の実施例のコレクタ一部分を、一部を切り欠いて示す
の断面図、である。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 F/θ、l FIG。5 FIG。
Claims (20)
- (1)実質的に剛体のライザーと石油採取用フローティ
ング・プラットホームのデッキとを弾性的に接続するた
めの装置で、上記装置が、 それぞれピストンヘッドが接続されたピストンロッドを
含む、複数のライザー緊張シリンダーで、上記ピストン
ロッドが第1の長さを持つ端部を持ち、上記緊張シリン
ダーが第2の長さを持つ手段を持ち、これにより、上記
ピストンロッドを上記シリンダーの中に移動可能に装着
する、ものと;上記ピストンロッドを上記ライザーにあ
る角度をもって接続する手段と; バネ手段で、各上記ピストンヘッドと各上記緊張シリン
ダーとの間に取付けられ、上記ライザーに上向きの引張
り力を掛ける如くに用いられるものと;を含み、この場
合、 上記バネ手段が、上記デッキと上記ライザーとの間に非
直線的に増加する力を掛け、上記ピストンの上記第1の
長さと、上記シリンダーの上記第2の長さと、が顕著に
減らされ、これにより、上記プラットホームのデッキと
、上記ライザーと上記ピストンロッドとを互いに接続す
る上記手段と、の間の全体的垂直距離を減らす如くにす
る、ライザーの緊張装置。 - (2)上記バネ手段が、第1のバネ強さを持つ第1のバ
ネ手段と、第2のバネ強さを持つ第2のバネ手段と、を
含む、請求項1記載の装置。 - (3)上記第1及び第2のバネ手段が、それぞれ、同軸
の螺旋状バネを含む、請求項2記載の装置。 - (4)上記第1及び第2のバネ手段が第1及び第2のコ
レクターを含み、これ等のコレクターがそれぞれ、第1
の圧縮性の流体と、第2の非圧縮性の流体と、を中に持
っている、請求項2記載の装置。 - (5)上記圧縮性の流体が窒素である、請求項4記載の
装置。 - (6)上記圧縮性の流体が、可撓性の袋の中に閉じ込め
られている、請求項4記載の装置。 - (7)上記第1及び第2のコレクターが、一般的なバル
ブ手段を介して、上記シリンダーに接続されている、請
求項4記載の装置。 - (8)上記第2のコレクターが上記第1のコレクターと
略同じ直径を持ち、長さに就いてはその1/2である、
請求項7記載の装置。 - (9)上記第2のコレクターの中の圧縮性の流体の体積
が、等圧の下で、上記第1のコレクターのそれの1/2
又はそれ以下である、請求項8記載の装置。 - (10)上記第2のコレクターの中の圧縮性の流体の体
積が、上記第1のコレクターのそれの約1/2から1/
4の範囲以内にある、請求項9記載の装置。 - (11)上記バネ手段が単一の螺旋状のバネを含み、こ
れが、非直線的に応答するバネ強さを示す如くに巻かれ
ている、請求項1記載の装置。 - (12)上記バネ手段の上記バネ強さが、実質的に放物
線状に変化する、請求項11記載の装置。 - (13)上記緊張シリンダーが、それぞれ、液圧シリン
ダーを含む、請求項1記載の装置。 - (14)更に、上記液圧シリンダーが余剰の液圧流体の
ためのコレクター手段を含む、請求項13記載の装置。 - (15)上記コレクター手段が、第1のコレクター及び
これより小さい第2のコレクターを含む1対のコレクタ
ーを含み、これにより、余剰の液圧流体を受ける如くに
する、請求項14載の装置。 - (16)上記1対のコレクターが、それぞれ、その中に
、上記第1のコレクターに於いては、その液圧流体の上
に閉じ込められた第1の量の圧縮性の流体を持ち、上記
第2のコレクターに於いては、その液圧流体の上に閉じ
込められた第2のより少ない量の圧縮性の流体を持つ、
請求項15記載の装置。 - (17)上記第1及び第2のコレクターが、バルブ手段
を介して、上記緊張シリンダーに接続され、このバルブ
手段により、上記のシリンダーとの接続が、上記第1の
コレクターから上記第2のコレクターに引き継がれ、こ
れにより、上記ピストンヘッドの動作に対し、変化した
バネ力による抵抗を与える如くにする、請求項15記載
の装置。 - (18)上記圧縮性流体がエラストマー製の袋の中に閉
じ込められている、請求項16記載の装置。 - (19)上記コレクター手段が1つのコレクター容器を
含み、これが、第1の直径を持つた下の部分と、第2の
これより小さい直径を持つた上の部分と、を持ち、この
部分に圧縮性流体を受け且つこれを圧縮する如くにする
、請求項14記載の装置。 - (20)上記の第2の小さい方の直径が、上記第1の大
きい方の直径の1/2から3/4の範囲以内にある、請
求項19記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/212,801 US4883387A (en) | 1987-04-24 | 1988-06-29 | Apparatus for tensioning a riser |
US212,801 | 1988-06-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0238696A true JPH0238696A (ja) | 1990-02-08 |
Family
ID=22792483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1138982A Pending JPH0238696A (ja) | 1988-06-29 | 1989-05-31 | ライザーの緊張装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4883387A (ja) |
EP (1) | EP0349267A1 (ja) |
JP (1) | JPH0238696A (ja) |
KR (1) | KR900000564A (ja) |
BR (1) | BR8902748A (ja) |
DK (1) | DK321489A (ja) |
NO (1) | NO892026L (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107178323A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-09-19 | 广东精铟海洋工程股份有限公司 | 一种隔水导管张紧系统的固定装置 |
Families Citing this family (81)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5480266A (en) * | 1990-12-10 | 1996-01-02 | Shell Oil Company | Tensioned riser compliant tower |
GB2250763B (en) * | 1990-12-13 | 1995-08-02 | Ltv Energy Prod Co | Riser tensioner system for use on offshore platforms using elastomeric pads or helical metal compression springs |
US5160219A (en) * | 1991-01-15 | 1992-11-03 | Ltv Energy Products Company | Variable spring rate riser tensioner system |
US5101905A (en) * | 1991-02-26 | 1992-04-07 | Ltv Energy Products Company | Riser tensioner system for use on offshore platforms |
US5158397A (en) * | 1991-05-03 | 1992-10-27 | Paul-Munroe Hydraulics, Inc | Passive fire protective systems for articulating joints and flexible connections |
US5163513A (en) * | 1991-06-28 | 1992-11-17 | Bowen Tools, Inc. | Circle threadform for marine riser top joint |
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