JPH05597U - 浮遊式海洋構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 浮遊式海洋構造物の復原モーメントを維持し
つつ波浪中動揺性能を向上させる。 【構成】 浮体構造としたロワーハル４にコラム９を介
してデッキ８を支持させる。ロワーハル４の前後端部に
バラスト水を注排水させることにより姿勢制御を行うよ
うにした姿勢制御機構５を装備する。海洋構造物の姿勢
に応じて姿勢制御機構５のバラスト水を注、排水し、そ
の部分の浮上力、沈降力を変化させて姿勢を制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は海洋油田等の海洋資源開発や、海上都市等の海洋空間利用のために活 用される浮遊式海洋構造物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

海洋資源開発や海洋空間利用の用途に活用される浮遊式海洋構造物のうち、セ ミサブ式の浮遊式海洋構造物は、図６乃至図８に一例を示す如く、水中に没する ように前後方向に配した左右一対のロワーハル１に、該各ロワーハル１の前後部 に立設したコラム２を介してデッキ３を支持させた構成としてある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記セミサブ式の浮遊式海洋構造物の場合、波浪中動揺性能が要求 されることから、水面付近の構造物であるコラム２は努めて小型にする必要があ るが、反面、この部分は転倒モーメントに対する復原モーメントを発生する部分 でもあるため、従来では、上記コラム２を浮体構造とし、両者の性能を許容範囲 で満足させるように寸法が決定されている。すなわち、波浪中動揺性能を向上さ せるためにコラム２を小さくすると、復原性能が厳しくなり、デッキ３上に搭載 可能な重量の設定に自由度がなくなってしまい、一方、復原モーメントを確保す るためにコラム２の寸法をある程度以上の大きさにすると、その分、波からの力 を受け易くなり、波浪中動揺性能に支障を来してしまう、という相反する問題が ある。

【０００４】 そこで、本考案は、復原モーメントを確保しつつ波浪中動揺性能を向上させる ことができるようにしようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するために、浮体構造とした前後方向に延びる左右 一対のロワーハルの上方部に、デッキを配置し、該デッキを上記各両ロワーハル にコラムを介して支持させ、且つ上記各ロワーハルの前後端部のバラストタンク に、バラスト水を注排水させることにより姿勢制御を行うようにした姿勢制御機 能を装備した構成とする。

【０００６】

【作用】

構造物の姿勢が傾いた場合、姿勢制御機構のバラスト水を注、排水させると、 その部分の浮上力、沈降力が変化するため、姿勢が制御されることにより復原モ ーメントが確保されることになる。したがって、デッキを支持するコラムを小型 化することができ、波から受ける力を少なくすることができるようになって波浪 中動揺性能を向上できることになる。

【０００７】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

【０００８】 図１乃至図４は本考案の一実施例を示すもので、浮体構造とした前後方向に延 びる左右一対のロワーハル４を所要間隔をあけて水中に平行に浮設すると共に、 該各ロワーハル４間を、平面的に交差配置したブレース６により連結して一体化 し、又、上記左右のロワーハル４間の中央上方部に、上記ブレース６の交差部上 に立設したセンターコラム７を介してアッパーハルとしてのデッキ８を配設し、 且つ該デッキ８を、上記各ロワーハル４の前後部上面から傾斜配置したトラス構 造のコラム９を介して上記ロワーハル４に支持させ、更に、上記各ロワーハル４ に、構造物全体の姿勢を制御するための姿勢制御機構５を装備する。

【０００９】 上記姿勢制御機構５は、上記前後方向に延びる各ロワーハルの前後両端部を、 上板４ａと下板４ｂとによる開口形状として開放型のバラストタンク１０を形成 し、且つ該バラストタンク１０に対してバラスト水を注排水できるように各ロワ ーハル４の前後端部に、油圧シリンダ１１の操作によって押し引きされるように した水密隔壁１２ａと１２ｂを前後方向へ摺動自在に組み込んだ構成としてある 。なお、上記各油圧シリンダ１１への圧油の供給は、図５に一例を示す如く、各 ロワーハル４の前部の水密隔壁１２ａ用の油圧シリンダ１１間を、油圧ポンプ１ ４ａを装備した配管１５ａにて接続すると共に、後部の水密隔壁１２ｂ用の油圧 シリンダ１１間を、油圧ポンプ１４ｂを装備した配管１５ｂにて接続し、配管１ ５ａには油圧弁１３ａ，１３ｂ，１３ｃを設け、配管１５ｂには油圧弁１３ｄ， １３ｅ，１３ｆを設け、又、上記配管１５ａ，１５ｂ間を、所要のライン構成と なるようそれぞれ油圧弁１３ｇ，１３ｈ，１３ｉを備えた配管１５ｃ，１５ｄ， １５ｅにて接続し、且つ上記各油圧弁１３ａ〜１３ｉの開閉及び油圧ポンプ１４ ａ，１４ｂの駆動が、デッキ８上に設置した姿勢検知センサー（図示せず）から の指令で行われるようにしてある。

【００１０】 上記構成としたセミサブ式の浮遊式海洋構造物を洋上で移動させる場合には、 油圧シリンダ１１を伸長操作することにより水密隔壁１２ａ〜１２ｄをそれぞれ 押し出して各バラストタンク１０を排水状態としておく。これにより抵抗を少な くして移動させることができる。

【００１１】 一方、現場で係留させた状態において、構造物の姿勢が傾いた場合には、姿勢 制御機構５によりその姿勢が制御される。すなわち、その傾きが図示しない姿勢 検知センサーで検知され、該センサーからの指令で、図５に示す油圧ポンプ１４ ａ，１４ｂが駆動されると共に所要個所の油圧弁１３が開閉制御されることによ り、所要のバラストタンク１０が注排水される。この場合、バラストタンク１０ は開放型であるため、水密隔壁１２ａ〜１２ｄをロワーハル４の前後方向外側へ 押し出すと、バラストタンク１０を排水状態にすることができてその部分の浮上 力を増大させることができ、逆に、水密隔壁１２ａ〜１２ｄをロワーハル４の前 後方向内側へ引き込むと、バラストタンク１０を注水状態にすることができてそ の部分の沈降力を増大させることができる。たとえば、構造物が前後方向に傾斜 している場合には、油圧弁１３ｇ，１３ｈ，１３ｉを閉じ、油圧弁１３ｂ，１３ ｅを全開とし、油圧ポンプ１４ａ，１４ｂをそれぞれ単独に作動させ、更に、油 圧弁１３ａ，１３ｃと１３ｄ，１３ｆを調節して各水密隔壁１２ａと１２ｂを同 一ストロークで反対方向に移動させてΔｖ₁ の速度でバラスト水を注排水するこ とにより、姿勢制御を行う。一方、構造物が左右方向に傾斜している場合には、 油圧弁１３ｂ，１３ｅ，１３ｉを閉じ、油圧弁１３ｇ，１３ｈを全開とし、油圧 ポンプ１４ａ，１４ｂをそれぞれ単独に作動させ、更に、油圧弁１３ａ，１３ｄ と１３ｃ，１３ｆを調整して各水密隔壁１２ａ，１２ｂを左右で同一ストローク 反対方向に移動させてΔｖ₁ の速度でバラスト水を注排水することにより、姿勢 制御を行う。又、構造物が対角線方向に傾斜してる場合には、油圧弁１３ｇ，１ ３ｈ，１３ｅ，１３ｃを閉じ、油圧弁１３ｄ，１３ｉを全開とし、油圧ポンプ１ ４ａを作動させ、更に、油圧弁１３ａ，１３ｆを調整して、左側のロワーハル４ の水密隔壁１２ａと右側のロワーハル４の水密隔壁１２ｂを作動させるようにし たり、あるいは、油圧弁１３ｇ，１３ｈ，１３ｂ，１３ｆを閉じ、油圧弁１３ｅ ，１３ｉを全開とし、油圧ポンプ１４ｂを作動させ、更に、油圧弁１３ｃ，１３ ｄを調整して、左側のロワーハル４の水密隔壁１２ｂと右側のロワーハル４の水 密隔壁１２ａを作動させることにより、姿勢制御を行う。

【００１２】 このような姿勢制御能力によって復原モーメントが得られることになるため、 従来必要不可欠であった水面付近の浮体構造としてのコラムを、本考案では、浮 力を必要としないトラス構造の非常に小型のコラム９とすることができ、波浪外 力を減少させることができる。したがって、波浪中動揺性能を向上することがで きる。又、上述した如く、復原性能が安定することから、デッキ９上に搭載可能 な重量の設定の自由度が増すことになる。更に、上記姿勢制御機構５が、万一故 障したような場合でも、デッキ９の一部を水平に浸すことにより得られる浮力に よって転倒を防止することができる。

【００１３】 上記において、各バラストタンク１０は、図５に示す如く、外部より同一圧力 （水圧力）ｐを受けるため、たとえば、２個所のバラストタンク１０を同時に同 一量だけ注排水させるようにすれば、注排水に必要な油圧ポンプ１４ａ，１４ｂ のパワーは、水密隔壁１２ａ，１２ｂを移動させることに伴う摩擦力に対抗する ためのもの、配管１５ａ〜１５ｅ内損失を補うためのもの及びバラスト水を若干 水平移動させるためのものに費されるだけであり、大きなパワーは不要である。

【００１４】 次に、上記本考案の浮遊式海洋構造物の姿勢制御に必要なバラスト水の変化量 を具体的に説明する。

【００１５】 先ず、図６乃至図８に示す従来構造物が最大傾斜（１５deg ）したときに得ら れる復原モーメントＭ_R は、両ロワーハル１間の幅ｗ及びデッキｃの幅ｗ₂ を共 に７０m 、ロワーハル１自体の幅ｗ₁ を１５m とすると、斜線部分に作用する浮 力の変化により、 Ｍ_R ＝｛（5.36m ＋9.38m ）×15m ／ 2×15m ×1.025t/m³ × 4本｝×28m ＝約190400 t・m として求めることができる。

【００１６】 一方、図１乃至図４に示す本考案の構造物の両ロワーハル４間の幅Ｗを１５０ m 、ロワーハル４自体の幅Ｗ₁ を１５m 、ロワーハル４の長さＬを１５０m 、デ ッキ８の幅Ｗ₂ を７０m 、デッキ８の長さＬ₁ を８０m 、センターコラム７の幅 Ｗ₃ を３０m 、吃水Ｄを２５m とした場合、上記従来構造物と同量の復原モーメ ントをバラストタンク１０の体積変化で得ようとすると、その体積の変化量ｖ及 び海水の質量は、１個所当り、 ｖ＝190400 t・m ／ 4×67.5m ＝700m³ （＝700m³ ×1.025t/m³ ／9.8m/s² ＝73 t・ s² /m） となる。又、水密隔壁１２ａ，１２ｂの移動量を最大で約５．６^m 程度とし、１ ０^t の力で水密隔壁１２ａ，１２ｂを押すことができると仮定すると、加速度ａ は、 ａ＝10t ／（73 t・ s² /m）＝ 0.14m/s² となる。水密隔壁１２ａ，１２ｂを５秒間押し続けると、５秒後には、 0.14m/s² × 5s ＝ 0.7m/s となる。したがって、ｖ＝０．７m/s で水を移動させると、ストローク５．６m は、５．６m ／０．７m/s ＝８s となり、約８秒で注排水できる。故に、減速に ５秒かかるとして、合計 5 s ＋8 s ＋5 s ＝18 s となり、１８秒以内で姿勢制御可能となる。

【００１７】 なお、上記実施例では、海洋油田掘削機器の配置に便利なようにデッキ８の下 部にセンターコラム７を配置した構成とした場合を示したが、このセンターコラ ム７は必ずしも必要なものではないこと、その他本考案の要旨を逸脱しない範囲 内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００１８】

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案の浮遊式海洋構造物によれば、ロワーハルにコラムを 用いてデッキを支持させるようにした構成において、上記ロワーハルを浮体構造 とし、且つ上記ロワーハルの前後端部にバラスト水を注排水させることにより姿 勢が制御できるようにした姿勢制御機構を装備した構成としたので、姿勢制御機 構によって復原モーメントを得ることができ、これによりデッキを支持するコラ ムの小型化を図ることができ、波から受ける力を少なくすることができて動揺を 低減させることができることにより、波浪中動揺性能を向上させることができ、 又、安定した復原性が得られることから、デッキ上に搭載可能な重量の設定の自 由度を増大させることができる、等の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の浮遊式海洋構造物の一実施例の概要を
示す斜視図である。

【図２】本考案の浮遊式海洋構造物の正面図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】図２の側面図である。

【図５】姿勢制御機構の概要図である。

【図６】従来の浮遊式海洋構造物の一例を示す概略正面
図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図６の側面図である。

【符号の説明】

４ ロワーハル ５ 姿勢制御機構 ８ デッキ ９ コラム １０ バラストタンク

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 浮体構造とした前後方向に延びる左右一
   対のロワーハルの上方部に、デッキを配置し、該デッキ
   を上記各両ロワーハルにコラムを介して支持させ、且つ
   上記各ロワーハルの前後端部のバラストタンクに、バラ
   スト水を注排水させることにより姿勢制御を行うように
   した姿勢制御機能を装備した構成を有することを特徴と
   する浮遊式海洋構造物。