JPH03235789A

JPH03235789A - 海洋構造物のバラスト水制御方法

Info

Publication number: JPH03235789A
Application number: JP3266090A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Ishikawa; 石川　寛樹
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1991-10-21

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野−１本発明は、海洋構造物のバラスト水制御方法に係り、特
に、半潜水式海洋構造物の吃水位置や姿勢制御を行なう
技術に関するものである。

「従来技術とその課題」一般に、半潜水式石油掘削装置等の海洋構造物において
は、常時、吃水位置及び全体傾斜量を監視して、誤差損
が許容限界近傍となったら、正規の位置に戻す操作が必
要であり、かかる吃水位置及び全体傾斜量の調整は、複
数のバラストタンク内のバラスト水を注排水することに
よって実施される。

そして、半潜水式海洋構造物にあっては、没水部分の容
積（排水量）を大きくすることによって、波浪等に対す
る安定性を付与することができるが、この場合、吃水部
分の横断面積が大きいと、波浪による浮力変化の影響に
よって傾斜量が大きくなる傾向がある。したがって、吃
水部分の横断面積を小さくすることが、波浪等に対する
安定性の向上の点で有利であるものの、その反面におい
て、例えば全体傾斜量が変化してし、吃水位置における
浮力の変化が小さいために姿勢を復元させろ機能に乏し
く、バラスト水の繊細な調整が必要となる。従来、バラ
スト水の調整は、バラストポンプの起動及び停止１：、
、バラスト水注排水系のバルブ開閉等を手動操作するこ
とによって実施されており、その調整労力が多大なもの
となっている。

本発明は、このような課題を解決するもので、半潜水式
海洋構造物において正確にかつ確実に姿勢制御を行なう
こと。

迅速な姿勢制御及び吃水調整を可能とすること。

ｌＩＩ海洋構造物の安全性を向」ニさせろこと。

等を目的としている。

１課題を解決ずろための手段」吃水・トリム・ヒールの初期設定値と複数箇所の水深セ
ンサの計測値とを比較する初期比較工程と、初期設定値
と計測値との差が基準範囲外である場合に各バラストタ
ンクの調整可能な注排水量と注排水能力とによって注排
水作業経過時間毎の吃水・トリム・ヒール位置の時間的
変化を算出しかつバラスト注排水系を作動状態とする予
測工程及びｔ、を排水工程と、該注排水工程中の吃水・
トリム・ヒール位置を順次計測しその計測値と前記初期
設定値とを比較する作業判定工程と、該作業判定工程に
よる比較差が基準範囲内のときに注排水作業を停＋ｈさ
仕かつ基準範囲外のときに前記予測工程の時間的変化の
算出値と吃水・トリム・ヒール位置とを比較する予測値
比較工程と、該比較時の差が基Ｑ、範囲内のときに注排
水工程以下の工程を縁り返しかつ比較時の差が基準範囲
外のときに作業時間経過後の調整可能な注排水量に基づ
いてよ排水作業経過時間毎の吃水・トリム・ヒール位置
の時間的変化を再度算出し注排水工程以下の工程を繰り
返す構成の海洋構造物のバラスト水制御方法としている
。

「作用　」海洋構造物の水深を変化させる場合や、何等かの要因に
よって計画以上の吃水または傾斜変化が生じた場合は、
吃水・トリム・ヒールの初期設定値に対する計測値の比
較が行なわれろ。比較差が基準範囲外である場合には、
各バラストタンクのバラスト水量の調整によって姿勢の
修正が行なわれろが、その場合に、注排水作業を実施し
た場合の吃水・トリム・ヒール位置の時間的変化を算出
しておき、注排水作業中は、吃水・トリム・ヒール位置
か初期設定値に達したか否かの判定に加えて、初期設定
値に達していない場合に、注排水作業によって変化した
分について、注排水作業経過時間及び姿勢位置の関係と
の比較を行なって、ずれが生じているかを判定する。

そして、比較差が基準範囲外である場合には、注排水作
業経過時間及び姿勢位置の関係データの入れ換えを行な
って、最新のデータに基づいてバラスト水の調整を行な
うしのであり、バラスト調整作業時間を最短とし、調整
精度を高め調整中の姿勢の安定性を向上させるものであ
る。

「実施例」第１図ないし第３図は本発明における海洋構造物のバラ
スト水制御方法が適用される半潜水式石油掘削装置の一
実施例を示し、また、第４図は本発明における海洋構造
物のバラスト水制御方法の制御工程例を示すフローチャ
ートである。

第１図ないし第３図において、符号１は浮沈船体、２は
浮沈船体ｌから立設されている４本のコラム部、３はコ
ラム部２の上に搭載されている主デツキ、４はセカンド
デツキ、５は下部デツキ、６はドリルフロア、７はセン
ターケーソン、８は浮沈船体ｌの間あるいは浮沈船体ｌ
とセンターケーソン７との間を一体に連結している補強
フレーム、９はデリック、１０はデリック９に取り付け
られているクレーン、１１はヘリポート、１２は浮沈船
体１の外側部に間隔を空けて取り付けられている複数（
第２図では４個）の水深センサ、ＷＬは作業時吃水、Ｓ
Ｌは続行時吃水である。

そして、前記浮沈船体ｌの中には、第１図及び第２図に
斜線で示すように、複数に区画された状態の各バラスト
タンクＩａ−ＩＸが分散状態に設けられている。

また、浮沈船体ｌ、コラム部２、主デツキ３等には各バ
ラストタンク１ａ−ＩＸについてバラスト水の出し入れ
を行なうためのポンプ、配管、バルブ（弁）や、後述す
る各種制御を行なうためのコンピュータ等の制御装置が
適宜配設されろ。

しかして、半潜水式石油掘削装置を航行させる場合は、
全体を続行時吃水Ｓ　Ｌまて浮上さＵろようにバラスト
水を調整し、半潜水式石油掘削装置を稼動状態とずろ場
合は、全体を作業時吃水ＷＬまで半潜水状態とするよう
にバラスト水の調整が行なわれ、かつ、稼動状態におい
て、何等かの要因によって標準吃水範囲を越える吃水ま
たは傾斜変化が生じた場合には、第４図に示すフローチ
ャート例に準じて、バラスト水の調整が行なわれること
になる。

以下、第４図にＳ。ないしＳ１３で示すステップ順（工
程順）に基づいて説明する。

Ｓｏ、バラスト調整の開始第１図に示すように、半潜水式石油掘削装置を例えば半
７持水させた状態で、吃水・トリム・ヒール位置の変更
または調整を開始する。

Ｓ、　　初期値設定゛１′、潜水式石浦掘削装置における所望の吃水・トリ
ム・ヒール位置を、初期設定値として制御装置に入力す
る等の設定を行なう。

Ｓ２　初期時計測浮沈船体１の外側部の複数箇所に配した水深センサを作
動させて、そのデータを収集するとと乙に演算を行なっ
て、計測値、つまり、吃水・トリム・ヒール位置を求め
ろ。

Ｓ３　初期比較Ｓｌにおいて設定した初期設定値と、Ｓ２にお１ろ計測
値とを比較する。

Ｓ４．初期判定初期設定値と計測値との差が、計画した範囲内（基準範
囲内）に収まっている場合は、姿勢の調整を必要としな
いので、Ｓ、に戻して、姿勢のずれの検出を引き続き行
なうが、計画範囲外（基準値外）である場合には、姿勢
の調整を必要とするため、Ｓ、に移行して調整のための
バラスト水の注排水作業が行なわれろ。

Ｓｓ、注排水能力の算出各バラストタンク１ａ−１ｘの容積や、内部に貯留され
ているバラスト水…の計測等によって、調整可能な注排
水潰を算出し、また、注排水ポンプの吐出…や管路抵抗
等を考慮した注排水必要時間の算出、注排水対象バラス
トタンクの選定等を加味して、注排水能力を算出する。

Ｓｓ、吃水位置の時間的変化の予測Ｓ５の注排水能力によって注排水作業を実施した場合に
、注排水作業時間経過毎の吃水・トリム・ヒール位置を
予め算出して予測しておく。

Ｓ７．注排水バラストポンプの起動停止及びバラスト注排水管路のバ
ルブ操作等によって、Ｓ５で選定したバラストタンクに
ついて、バラスト庄排水系を作動状態とし、バラスト水
の注排水を開始する。

Ｓ８　注排水作業時の計測バラスト注排水作業中において、吃水・トリム・ヒール
位置を順次計測する。

Ｓｓ、作業進行比較注排水作業時とＳ、とにおける吃水・トリム・ヒール値
の比較を行なう。

Ｓ　１０．作業判定Ｓ９において比較差が基準範囲内に収まっている場合は
、以後の姿勢の調整を必要としないので、注排水作業を
終了する（Ｓ、３に移行する　）。一方、基準範囲外の
場合は、Ｓ　１１に移行する。

Ｓ１１．予測値との比較ＳＩＯまで進行した注排水作業時におけろ吃水・トリム
・ヒール位置と、Ｓ、予測したデータに基づく注排水作
業時間経過時の吃水・トリム・ヒール予測位置との比較
を行なう。

Ｓ８３．予測値とのずれの判定Ｓ　Ｉ＋における比較差が基準範囲内であれば、吃水位
置の時間的変化の予測に誤りがなく、かつ、注排水作業
が予測通りに行なわれているとして、Ｓ７に移行して注
排水作業を続行ずろ。また、比較差が基学範囲外であれ
ば、吃水位置の時間的変化の予測とずれが生じたとして
Ｓ５に戻し、注排水作業時間経過時におけろ調整可能な
ｔｔ排水虫に基づいて、Ｓ５に準して注排水能力を算出
する工程以下を繰り返す。

８１　工程終了前述したように、ＳＩＯにおいて、比較差かＬｌ範囲内
に収まっている場合に一連の工程を終了させる。

なお、本発明においては、上記の一実施例に代えて、次
の実施態様を採用ずろことができろ。

■半潜水式石油掘削装置以外の船舶等の広い範囲の浮体
、海洋構造物に対して、バラスト水制御方法を適用する
こと。

■バラストタンクの分割数を任αとすること。

■コンピュータとの組み合わ１」°によって、バラスト
水制御方法の完全自動化を行なうこと。

■バラスト水制御方法の進行過程、制御条件、海洋構造
物の姿勢等を画像化して、通貨デイスプレー装置に表示
すること。

「発明の効果−ｊ以」−説明したように、本発明に係る海洋構造物のバラ
スト水制御方法によれば、以下のような効果を奏する乙
のとなる。

（１）吃水・トリム・ヒールの初期設定をすると、水深
センサにより計測が行なわれて、設定値に対して計画以
上の姿勢変化が生じたか否かが判定され、バラスト水の
注排水作業による姿勢の修正が行なイつれろため、従来
の手動によるバラスト水のニー１整と比較して、著しい
省力化を図ることができる。

（２）コアＪ整可能な注排水量と注排水能力とによって
、注排水作業時過時間毎の姿勢を算出しておき、注排水
作業の進行途中で注排水量が変化した分について、バラ
スト水調整量の確認を行なうようにしているから、半潜
水式海洋構造物のように、吃水位置の横断面積が小さく
、浮力差が生じにくい場合にあっても、正確にかつ確実
に姿勢制御を行なうことができる。

（３）バラスト水の注排水作業途中で、注排水能力の確
認が行なわれ、かつ、データの入れ替えにより、最新の
データに基づく最適な制御条件を設定するものであるか
ら、迅速な姿勢制御及び吃水調整を行なうことができる
。

（４）　コンピュータ等の制御装置との組み合わＵ性に
優れ、併用ずろことにより、海洋構造物の安全性をさら
に向上させ、自動化を達成することかできろ。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明における海洋構造物のバラ
スト水制御方法が適用されろ半潜水式石油掘削装置の一
実施例を示すしので、第１図は側面図、第２図は第１図
の１ｌ−ＩＩ線矢視図、第３図は第１図のＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ線矢視図、第４図は本発明における海洋構造物のバラ
スト水制御方法の制御工程例を示すフローチャートであ
る。〃、沈船体、バラストタンク、コラム部、主デツキ、セカンドデツキ、・下部デツキ、・ドリルフロア、・・センターケーソン、・・補強フレーム、デリック、クレーン、ヘリポート、水深センサ、作業時吃水、航行時吃水。１ａ〜１ｘ６　・・９　・・・１０・・・１１・・２ＷＬ　・・・Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

　吃水・トリム・ヒールの初期設定値と複数箇所の水深
センサの計測値とを比較する初期比較工程と、初期設定
値と計測値との差が基準範囲外である場合に各バラスト
タンクの調整可能な注排水量と注排水能力とによって注
排水作業経過時間毎の吃水・トリム・ヒール位置の時間
的変化を算出しかつバラスト注排水系を作動状態とする
予測工程及び注排水工程と、該注排水工程中の吃水・ト
リム・ヒール位置を順次計測しその計測値と前記初期設
定値とを比較する作業判定工程と、該作業判定工程によ
る比較差が基準範囲内のときに注排水作業を停止させか
つ基準範囲外のときに前記予測工程の時間的変化の算出
値と吃水・トリム・ヒール位置とを比較する予測値比較
工程と、該比較時の差が基準範囲内のときに注排水工程
以下の工程を繰り返しかつ比較時の差が基準範囲外のと
きに作業時間経過後の調整可能な注排水量に基づいて注
排水作業経過時間毎の吃水・トリム・ヒール位置の時間
的変化を再度算出し注排水工程以下の工程を繰り返すこ
とを特徴とする海洋構造物のバラスト水制御方法。