JPH0246506B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、可撓性ライン、特に可撓性導管の
ねじれを防止する装置に関する。

本発明は特に、海上における石油製品の生産に
対して適用される。

浮動生産システムの底と表面との接続手段とし
ては鎖状に配置した“可撓性”導管を使用する
が、浮動支持体の水平／鉛直移動に順応すること
ができる。この浮動支持体が石油運搬船や湿式プ
ラツトフオームの場合は、回転継手が可撓性導管
の頭部の周囲を回転する。

回転継手が完全で（摩擦がない）、タンカーが
可撓性導管の鉛直面内に止まつている時は、可撓
性同感にねじれを生じることはない。

これに対して、大抵の場合（特に高圧回転継手
や、前記鉛直面外の移動の場合）は、たとえタン
カーが一定の方向を維持していても、可撓性導管
にねじれを生じる。

このねじれはラインの寿命を縮めるが、それは
外装（armure）どうしが摩擦し合つて摩耗する
からである。それだけでなく、可撓性ラインの端
部の固定部、また、より一般的にはこの固定部の
支持体にとつて有害な反応がねじれによつて生じ
る。

本発明の装置によれば、可撓性導管のねじれを
防止し、可撓性導管に通常備えられている外装置
の応力を抑制し、可撓性導管の変形、曲げを抑制
することができる。

すなわち本発明は、一端が２部構成回転継手に
接続している可撓性ラインであつて、該回転継手
の一方の構成部分が該端部に一体化されており、
該回転継手の他方の構成部分が該可撓性ラインの
他方の端部との関係において移動自在設備に一体
化されているところの可撓性ラインのねじれを防
止する装置に関する。本発明の装置には、回転継
手の第１構成部分を該回転継手の第２構成部分と
の関係において回転させる手段がある。

該回転手段は、可撓性ラインの形状／寸法条件
を考慮した自動操作システム（systeme de
pilotage automatique）に従属する原動機とす
ることができる。

本発明の装置には、可撓性ラインの両端の相対
位置の変化を測定する手段が備えることができ
る。

可撓性ラインの両端の位置の変化を測定する該
手段としては、少なくとも２つの傾斜計と、少な
くとも１つの指向性測深器（sondeur directif）
と、少なくとも１つのコンパスを備えることがで
きる。

可撓性ラインの両端の位置の変化を測定する該
手段としては、場合によつては音響式の、少なく
とも３つの標識（balise）を備えることができ
る。

本発明の別の実施態様としての装置には、該可
撓性ラインのねじれを測定する手段を備えること
ができる。

該手段としては、歪み計または加速度計、また
はその両方を備えることができる。

該可撓性ラインの両端を、各々の接続部の近傍
において鉛直線に対してほぼ等しい角度だけ傾
け、該両端の鉛直方向を、接続部から相手端部に
向かつて向かい合せの方向にしても本発明の特許
請求範囲から逸脱することはない。

該両端の相対位置の変化を測定する手段は下記
の角度を測定する： −可撓性ラインの端部１１と移動前後の該浮動設
備との接続点Ａ，A′と、水中設備と可撓性ラ
インの他端との接続点Ｂとの水平面上の正投影
Ａ，B′，A′によつて形成される角度θ（該角度
θの頂点は、接続点Ｂの投影B′である）； −該設備に一体化されている該可撓性ラインの一
端１１と鉛直方向とによつて形成される角度
α； −可撓性ラインの他端２５によつて形成される角
度β； −タンカーの船首変化角度ｈ。

該回転手段は、該回転継手の２つの構成部分を
相対的に、次式で与えられる角度γだけ回転させ
る： γ＝θ（１＋（cos（β））／（cos（α）））＋ｈ ここで、cosはコサイン関数である。

以下、添附図面を参照しながら本発明のいくつ
かの実施例を紹介することによつて本発明の内
容、特徴をより一層明らかにする。

第１図の番号１は、船などの浮動設備２を水中
設備３に接続している可撓性ラインである。Ａ
は、船２と可撓性ライン１との間の接続点であ
る。Ｂは、ブイなどの水中設備と可撓性ライン１
の他端２５との接続点である。

可撓性ラインとは、原油を移送する１本または
複数本の導管、１本または複数本電気ケーブル、
１本または複数本の光フアイバーなどを言う。

第１図ならびに他の全図において、番号４は水
面を示し、番号５は水底を示す。

第１図の水中設備３は例えば、水底５の固定台
７に取付けた立ち管に接続したブイである。立ち
管６は、１つまたは複数の水底油井から原油を移
送する。

本明細書の冒頭部で説明したとおり、船２の移
動によつて、例えば第２図に示す位置Ａ１から位
置Ａ２まで、下記の諸点によつて形成される角度
θの範囲だけ移動すると、可撓性ライン１にねじ
れを生じる： −可撓性ラインの端部と位置Ａ１における船２と
の接続点Ａ、 −可撓性ラインの他端と水中設備との間の接続点
Ｂの、船を含んでいる水平面への投影点B′、 −可撓性ラインの端部と位置Ａ２に船２との間の
接続点A′。

角度θが例えば90度の場合は、船が船首方向を
変えない場合、可撓性ラインのねじれは180度に
達する。

可撓性ラインの端部をほぼ鉛直にし、可撓性ラ
インに一定の曲率を持たせて不動設備に固定すれ
ば、角度θが90度の場合に可撓性ラインのねじれ
角度が180度になる。このケースを第３図に示す。
第４図は、可撓性ラインの水平面内の端部と水中
設備との固定部１０を示す。第４図の固定方法の
場合は、角度θ＝90度に対して90度のねじれが可
撓性ラインに生じる。これらのねじれ角度180度、
90度はいずれも、回転しない船に可撓性ラインを
接続することを前提としていることは言うまでも
ない。

本発明によれば、可撓性ラインのねじれを防止
し、したがつて外装層の応力を抑制し、海上石油
生産用に常用されるラインの変形を抑制すること
は言までもない。

本発明によれば、可撓性ラインのねじれを防止
し、したがつて外装層の応力を抑制し、海上石油
生産用に常用されるラインの変形を抑制すること
ができる。

本発明の１つの実施態様を第５図に示す。

可撓性ライン１の端部１１は、一方が他方との
関係において回転する２つの構成部分１３，１４
から成つている回転継手１２を介して浮動設備２
に接続されている。

第５図において、番号１３は、可撓性ラインの
端部１１に回転自在に一体化されている回転継手
部分を示し、番号１４は、浮動設備２に回転自在
に一体化されている回転継手部分を示す。一体化
手段として、浮動設備２に溶接されており、また
フランジ１６を介して回転継手部分１４に固定さ
れている結合腕体１５がある。

可撓性ラインに回転自在に一体化されている回
転継手部分１３は、大歯車１７で回転させる。大
歯車１７は、原動機１９で回転させる小歯車１８
に係合する。原動機１９は、電気式、流体式など
とすることができる。

回転継手部分１３は軸受２０で支持し、軸受２
０によつて回転継手部分１３を浮動設備２との関
係において回転させる。

先述のごとく、小歯車１８を駆動する原動機
は、電気式原動機とすることができ、電子式とす
ることのできる制御器２２で制御する電子出力シ
ステム２１から電力を供給する。

電子制御システムは、動的定置
（positionnement dynamique）式の船などに用
いられる、制御用に常用されているコンピユータ
とすることができる。

制御システム２２は、矢印２３で示す情報（第
５図）を受け、可撓性ライン１に作用している応
力の状態を知る。

制御システム２２は、電源２１に働きかけて原
動機１９に電力を供給し、それによつて原動機１
９が小歯車１８と大歯車１７を回転させ、それに
よつて可撓性ラインの端部１１が、十分な角度だ
け、可撓性ラインのねじれを抑制する方向に回転
する。

可撓性ラインの端部１１に一体化されている回
転継手部分の回転範囲の計算例を次に紹介する。

両端が固定されている可撓性ラインのねじれ角
度Ｔは次式で与えられる： Ｔ＝θ（cos（α）＋cos（β））−γ（cos（α）） −cos：コサイン関数 −θ：可撓性ラインの端部１１と移動前後の船と
の接続点Ａ，A′（第７図参照）と、水中設備と
可撓性ラインの他端との接続点Ｂの水平面上の
投影、B′とによつて形成される角度； −γ：２つの回転継手部分によつて形成される角
度（ねじれが出発位置Ａ１でゼロであればγは
出発位置Ａ１でゼロとする）； −α：可撓性ラインの端部１１と浮動設備（第６
図には示していない）との接続点Ａを通る半鉛
直軸線２４と可撓性ラインの端部１１とによつ
て形成される角度； −β：可撓性ライン１の他端２５と水中設備（第
６図に示していない）との接続点Ｂを通る、角
度αを設定する半鉛直軸線と同じ方向の半鉛直
軸線と可撓性ライン１の他端２５とによつて形
成される角度。

アルフア、ベータ、シータの角度を添附図面に
おいてギリシヤ文字で示す。

第７図に示すごとく船が船首方向を変えること
なくθの角度範囲だけ移動する時、回転継手の２
つの構成部分がγの角度範囲だけ回転してこの船
の移動によつて生じる可撓性ラインのねじれを相
殺しなければならない。

角度γは次式で与えられる： γ＝θ（１＋（cos（β））／（cos（α））） 船が移動する時の船首の移動角度範囲ｈは、回
転継手の２つの構成部分の相対回転（rotation
complementaire）によつて相殺される。角度γ
は一般式に次式で与えられる： γ＝θ（１＋（cos（β））／（cos（α）））＋ｈ 回転継手の回転角度γを測定する装置は、角度
α，β，θ，ｈを測定し、これらの角度の値値を
上の式で角度γを計算するコンピユータに導入
し、原動機に命令を与えて回転継手を角度γだけ
回転させる。

回転角度γを測定する装置は、角度α，βを測
定する複数の傾斜計と、角度θを測定する１つの
測深器と、角度ｈを測定する１つのコンパスとで
構成することができる。

これらの傾斜計、測深器、コンパスは関係者に
とつて周知のものであるからその詳細には触れな
い。

本発明の１つの好ましい実施態様としては、面
ACDが鉛直面から分れてABを通るように水底５
に２つの標識Ｃ，Ｄを設置し、もう１つの標識を
Ｂ点に設置する（第８図参照）。

この場合は、距離AB，AC，ADを測定するこ
とによつて、Ｂ点との関係における船の位置Ａを
求めることができる。

Ｂ，Ｃ，Ｄ点に設置する標識は、音響式標識と
することができる。

本発明の別の実施態様としては、例えば可撓性
ラインに貼り付けた歪み計によつて可撓性ライン
のねじれを直読し、歪み計から送られる測定信号
を制御システム２２へ送る。信頼度を高めるため
に本発明の複数の実施態様を同時に適用しても本
発明の特許請求範囲から逸脱することはない。

船が船首方向を変えずに移動する時に回転継手
の２つの構成部分を相対回転させる必要がない可
撓性ラインの構成を第９図に示す。この構成によ
れば、可撓性ライン１はＳ字状であり、浮動設備
に固定されている可撓性ライン端部１１は、鉛直
線に対して、水中設備Ｂに固定されている可撓性
ライン端部２５が鉛直線に対して成している角度
に等しい角度を成している。

可撓性ライン端部１１，２５は、各々の接続点
Ａ，Ｂから、各々先に定義したとおりの角度α，
βを成して鉛直方向において向かい合つている。

Ｓ字状は、例えば可撓性ラインの一部に取付け
たブイ（浮き）２７で形成する。

第１０図に示す別のＳ字構成においては、船に
設けられている貫通穴２９に可撓性ライン１を通
し、浮動設備２においてＳ字のループ（boucle）
２８をつくる。可撓性ラインをこの貫通穴２９に
自由に通し、案内しないことが肝腎である。本図
に点線で示す別の構成おいては、可撓性ラインの
第２ループ３０があり、同ループ３０は、可撓性
ラインのＳ字形部分のループ２８とほぼ方向が逆
になつており、したがつて可撓性ラインはＣ字形
になつている。

ループ２８，３０を容易に形成するために、浮
動設備の錨鎖孔（ecubier）を利用することがで
きる。

船２の係留タレツト３１に本発明を適用した場
合を第１１図に示す。

タレツト３１はライン３２によつて海底に固定
されている。

船２は、軸受３３の効果でタレツト３１の周囲
を回転する。

タレツト３１の内部に、可撓性ライン１の端部
１１に一体化されている本体３４があり、同本体
３４が、可撓性ライン１の端部１１に一体化され
ている回転継手部分１３を支持している。

軸受３５の働きで、本体３４はタレツト３４内
で回転する。

第５図の場合と同様に、番号１４は、例えば腕
体２６によつて船２に回転自在に一体化されてい
る回転継手部分を示す。

回転継手部分１３は、第５図を参照しながら先
に紹介したものと同じ手段で回転させることがで
きる。

かくして本発明は、タレツトに適用した場合、
タレツトがない時と同じようにタレツトを使用す
ることができる。

第１１図に示す実施態様においては、可撓性ラ
インの破損を防止するための緊急操作の一環とし
て、タレツト３４から本体３４を切離すための手
段を備えることができる。

この場合は、切離し後、可撓性ラインの端部１
１を、場合によつては回転継手部分１３と共に、
２つの水の間に（entre deux eaux）保持するブ
イを備えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水中設備と水面設備とを接続してい
る可撓性ラインを示す概念図。第２図は、水面設
備が、船首方向を変えることなく移動する状態を
示す概念図。第３，４図は、可撓性ラインを水中
設備に固定する２つの方式を示す概念図。第５図
は、本発明の１つの実施例としての装置を示す一
部破断正面図。第６，７図は、可撓性ラインの位
置を示す角度を示す概念図。第８図は、水面設備
の位置変化を測定する方法を示す概念図。第９，
１０図は、可撓性ラインの構成を示す概念図。第
１１図は、水面設備係留用の係留タレツト
（tourelle d′ammarage）に本発明の装置を適用
した場合を示す概念図である。 １……可撓性ライン、２……船（浮動設備）、
３……水中設備、４……水面、５……水底、６…
…立ち管、７……水中設備、１２……回転継手、
２０……軸受、２２……制御システム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端１１が２部構成回転継手１２に接続して
   いる可撓性ラインであつて、該回転継手１３の一
   方の構成部分が該端部１１に一体化されており、
   該回転継手の他方の構成部分１４が該可撓性ライ
   ンの他方の端部２５との関係において移動自在設
   備２に一体化されているところの可撓性ライン１
   のねじれを防止する装置において、回転継手の２
   つの構成部分を相対回転させる手段１７，１８，
   １９が備えられていることを特徴とする可撓性ラ
   インのねじれを防止する装置。 ２ 該回転手段が、自動操作システム（systeme
   de pilotage automatique）に従属する原動機１
   ９であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 ３ 可撓性ラインの両端１１，２５の相対位置の
   変化を測定する手段が備えられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１または２項記載の装
   置。 ４ 可撓性ラインの両端の位置の変化を測定する
   該手段として、少なくとも２つの傾斜計と、少な
   くとも１つの指向性測深器と、少なくとも１つの
   コンパスが備えられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 可撓性ラインの両端の位置の変化を測定する
   該手段として、少なくとも３つの標識が備えられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の装置。 ６ 該可撓性ライン１のねじれを測定する手段が
   備えられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１または２項記載の装置。 ７ 該可撓性ラインのねじれを測定する手段が歪
   み計であることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の装置。 ８ 該可撓性ラインの両端が、各々の接続部の近
   傍において鉛直線に対してほぼ等しい角度を成し
   ていることと、該両端の鉛直方向が、接続部から
   相手端部に向かつて向かい合せになつていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ９ 該両端の相対位置の変化を測定する手段が下
   記の角度を測定することを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の装置： −可撓性ラインの端部１１と移動前後の該浮動設
   備との接続点Ａ，A′と、水中設備と可撓性ラ
   インの他端との接続点Ｂとの水平面上の正投影
   Ａ，B′，A′によつて形成される角度θ（該角度
   θの頂点は、接続点Ｂの投影B′である）； −該設備に一体化されている該可撓性ラインの一
   端１１と半鉛直軸線とによつて形成される角度
   α； −可撓性ラインの他端２５と、角度α設定用の同
   方向半鉛直軸線によつて形成される角度β； −タンカーの船首変化角度ｈ； ここで該回転手段は、該回転継手の２つの構成
   部分を相対的に、次式で与えられる角度γだけ回
   転させる： γ＝θ（１＋（cos（β））／（cos（α）））＋ｈ ここで、cosはコサイン関数である。 １０ ２つの海洋設備を可撓性ラインによつて接
   続することを目的として適用する特許請求の範囲
   第１ないし９項のいずれかに記載の装置。