JPS5814553B2 - 海面下井戸上昇管に対する浮揚装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明に海面下井戸上昇管に対する浮揚装置の改良に関
し、特に前記の如く浮揚装置を完全に調節し得るように
する装置に関する。

Ｗａｔｋｉｎｓに対する米国特許第３８５８４０１号に
は圧縮ガスまたに空気の供給源を備えた浮動船と海面下
ウエルヘッドとの間を延びる海面下井戸上昇導管に浮力
が与えられるようになっている。

このような浮揚装置は複数の底部開放浮力ガス受入室と
、該室を前記上昇導管に沿ってそのまわりに装架するた
めの装置とを有している。

圧縮ガス供給源および各室の間に供給された空気または
ガス導管装置に選択された量のガスを室内に導入し、該
室内の水をその底部から排出し、上昇導管に選択された
大きさの浮力を与えるようになっている。

本発明の主なる目的は単数または複数の浮力室を有する
海面下井戸上昇管に対する浮揚装置にして、前記浮力室
によって完全に調節し得るようになった浮揚装置を供す
ることである。

本発明の他の目的は前記浮揚装置に対する抽出装置にし
て、各室内のガスを抽出し得るようになった装置を供す
ることである。

本発明のなお他の目的は噴射管内のガス圧力に応答して
各室内に導入されるガスの量を制御し得る装置を供する
ことである。

前記目的および他の目的は海面下井戸上昇管において、
浮動管から延びかつ下方部分が海水中に開口する単数ま
たは複数の浮力室と、前記浮動船から各室に延び、圧力
ガス供給源から前記各室にガスを噴射するようになった
ガス噴射管とを有する上昇管を供することによって達成
される。

本発明によれば前記各室からガスを制御自在に抽出し、
該室の浮力を減少せしめ、それによって前記上昇管の浮
力を完全に調節し得るようにする装置が得られる。

噴射管と室との間には逆止弁が設けられ、該噴射管内の
ガス圧力が所定の値に達するまでこの噴射管から前記室
に導入されるガスの量を制限するようになっている。

次に添付図面によって本発明の実施例を説明する。

海面下井戸上昇管すなわち導管２０は浮動船すなわちプ
ラントホーム１０から海水１２を通ってウエルヘツド１
７に延びている。

浮動船は水面に適当に碇着されている。

海面下の上昇導管はプラットホームから、やぐら１９の
下方に位置する溝孔１１を通ってウエルヘツド１７に延
ヒ、該ウエルヘッドに地層１３内の導管１４の上方に位
置する井戸型板１５上に装架されている。

ウエルヘツドにはさらに普通の吹出し防止装置１６およ
び上昇管連結装置１８が設けられている。

海面下上昇導管２０は複数の上昇導管区画２１によって
形成されている。

導管区画２１ａは浮動船に最も近い導管区画であり、導
管区画２１ｃはウエルヘツドに最も近い導管区画である
。

これら導管区画にほぼ１２．１９−１５．１４米（４０
−５０呎）の長さを有している。

本発明の上昇導管は海面下１８２８．８米（６０００呎
）の深さで行われるポーリング作業に使用することがで
きる。

各導管区画に円筒壁２２を有し、該円筒壁は頂部２３お
よび底部２４を備えている。

導管区画の頂端２３は内径の大きな部分２５を有し、そ
の真上に装架された導管区画の底部を受入れるようにな
っている。

Ｏリング２６は二つの隣接導管区画の継ぎ目を密封して
いる。

環状区画２７が設けられ、その内に錠止部材３０（第３
図）が締着され、隣接導管区画を相互に保持するように
なっている。

底部フランジ２８および頂部フランジ２９は各導管区画
の対応する底部および頂部から半径方向外方に突出して
いる。

これらフランジは圧力ガスを搬送する配管系を案内して
いる。

前記配管系の機能については頂部フランジの他の機能と
共に後で詳述する。

複数の底部開放空気またはガス受入浮力室およびこの室
を前記導管に沿ってそのまわりに装架するための装置は
本発明に含まれている。

好適な実施例においては前記室４０は円筒形の殼体によ
って形成され、該殼体は装架装置４１によって頂部フラ
ンジ２９に装着され、それらの間を気密にするようにな
っている。

前記装架装置はフランジ２９の周囲に複数のボルトを有
し、該フランジを環状殼体４２に連結するようになすこ
とが望ましい。

殼体の底部に近接して装架された心決め装置４３は該環
状殼体を上昇導管の円筒壁に対して一定の距離を有する
ように維持するためのものである。

前記心決め装置は半径方向ひれ４６を備えたリング４５
であり、該ひれは上昇導管の外表面から殼体の内側に延
びている。

殼体をさらに良く支持するためには各上昇導管区画に沿
って隔置関係を有するように他の心決め装置（図示せず
）を設けることができる。

室の底部には密封部材は使用されず、したがって水はこ
の室の円部を自由に上昇することができる。

前記室は各上昇導管区画のほぼ全長にわたって延びかつ
実質的に同じ寸法を有している。

したがって前記室の取扱いが容易になる。

錠体にその全長にわたって同じ寸法を有しているから殼
体単位当りの費用は低下し、かつその取扱いも容易にな
る。

導管を有する空気またはガス供給装置に浮動船上の圧縮
空気またはガス供給源と各室との間に連結され、各室に
選択可能量のガスを導入し、該室の中に含まれる水を室
の開放底部を通して排除し、上昇導管に選択された大き
さの浮力を与えるようになっている。

前記ガス供給装置５０はガス管５１およびガス弁５２を
有している。

このガス弁は関連フロート５５を有し、関連室内の水位
が所定のレベルを越えた時に弁を開放状態に保持し、か
つガスが任意の室の開放底部を通って逸出するのを阻止
するための水位低下となった時に該弁を閉じるようにな
っている。

フロート５５（第５図）は連結軸５６によって弁座５４
の上方の弁部材５７に連結され、室４０内の水位１２が
上昇した時に、フロート５５によって弁部材５７が弁座
５５（第５図）から持上げられ、該室の中にガスを流入
せしめ得るようになっている。

このガスは前記水位が十分に下降してフロート５５がも
はや水上に支持されないようになり、弁５２の弁座５４
を閉じるような距離だけ下降するまで室内の水を排除す
る。

したがって上方上昇導管区画にガスが満された時は最下
方上昇導管区画の水圧が最上方上昇導管区画の水圧より
大となっても弁に閉じ、上方上昇導管区画と関連する室
の底部からガスを漏出せしめることなく、下方上昇導管
と関連する室内にガスが流入し得るようにする。

さらに各室とガス管装置との間にガス流量制限装置が設
けられ、該ガス管から室に対するガスの配分を均一に行
わせるようになっている。

前記装置は軸５６と弁座５４内のオリフイスとの間に制
限通路５３を有している。

ガス流路制限室は各室の間の空気の流量を平衡させる。

ガス管に頂部フランジ２９内の孔を通って延びている。

この孔は密封部材５９によって密封されている。

前記密封部材５９およぴ殼体４２を頂部フランジ２９に
装架するための装架装置４１は気密頂部を形成する必要
があることに注意すべきである。

その理由は各室内のガス圧力、特に水面下のガス圧力は
非常に高くなるからである。

なお底部フランジ２８に嵌合するように隔置部材５８が
設けられている。

以上に説明した事は前記米国特許第３８５８４０１号に
詳述されている。

前記特許のシステムより本発明がすぐれている点の一つ
は、ガス管５１が所定の圧力まで加圧された時だけ、該
ガス管５１から室４０に導入されるガスを制御する装置
が設けられていることである。

本発明の実施例においては前記装置はガス管５１と弁室
５７との間に設けられた逆止弁５０を有している。

逆止弁６０は全体が弁５２を通って垂直に延びる通路６
１を有し、該通路は弁５２内を横方向に延びる通路６２
内に開口し、この通路６２はさらにフロート５５が延び
る室６３と連通している。

逆止弁６４は通路６２の拡大区画内に配設され、かつボ
ール６６を座６８に対して押圧するばね６７を有してい
る。

この実施例においてに前述の如く弁６４は常態でぱ閉鎖
され、かつガス供給管５１が所定の圧力、たとえば７．
０３１キログラム／平方糧（１００ボンド／平方吋）以
上に加圧された時だけ開くようになっている。

さらに本発明においてに浮動船１０から操作し得るガス
抽出装置６９が設けられ、各室からガスを抽出してその
浮力を減少させるようになっている。

前記装置は第６図および第７図に示される如き流体導管
７１を有するパイロット装置７０を備え、前記導管はガ
ス供給、管５１（第２図）に延びかつ継手７２によって
この供給管に連結されている。

流体導管７３もパイロット装置７０から延びかつ継手７
４によって浮動船に延びるパイロット管７５に連結され
ている。

抽出管７６は各室４０内に配設され、かつその第１端部
７７は各室４０の内部に開口し、その第２端部７８は頂
部フランジ２９の開口に配設された気密取付具７９を通
って延び、かつ各室４０から該室を囲繞する周囲流体に
開口している。

特に本発明においてはパイロット装置７０はパイロット
弁８０（第６図及至第８図）を備え、該パイロツト装置
７０が開放位置と閉鎖位置との間で作動されるようにな
っている。

弁８０はピストン室８１（第７図）を有するピストンハ
ウジング８０ｂ内にピストン８０ａを有し、前記ピスト
ン室はその中を延びる端部プラグ８２．８３によって塞
がれている。

流体噴射通路８４は室８１を横切るようにハウジング８
０を通って延び、かつこの室と連通している。

ガス管５１に連結された前記導管７１に気密取付具８５
によって通路８４に連結されている。

通路８６も室８１と連通しかつこの室を横方向に延びて
いる。

この通路８６は気密取付具８７を通って流体導管７３に
連結され、該流体導管は継手７４を介してパイロット導
管７５に連結されている。

第７図によって明らかな如く、通路８４，８６は後述の
目的のためにハウジング８０ｂ内の室８１の相対する端
部に開口している。

ハウジング８０には室８１と通過する溝孔８８が設けら
れている。

垂直孔８９は第８図に示される如くハウジング８０ｂを
通って延びかつ溝孔８８を通っている。

ピストン９０ぱピストン室８１内に摺動自在に装架され
、かつピストン棒９１を備え、該ピストン棒にその中央
に切欠き部分９２を有している。

前記ピストン棒９１に各端部にピストンヘッド９３．９
４を有し、該ヘッドは室８１の壁と摺動的に係合してい
る。

ピストン棒９１は切欠き部分９２と対応するピストンヘ
ッド９３．９４との間にＯリング密封部材９５，９６を
有している。

本発明においては特にパイロット装置７０はなお抽出弁
１００を有し、室４０内からガスを抽出するようになっ
ている。

前記抽出弁１００は押えねじ１０２，１０３（第７図お
よび第８図）によってパイロットハウジング８０ｂに堅
く装着された本体１０１を有している。

通路１０５を有するボール弁部材１０４は通路１０６内
に配設され、該通路は本体１０１を通って室８１と平行
に延びている（第６図）。

ねじ１０７はボール弁部材１０４（第８図）の頂部にね
じ込まれ、かつその頭部に孔８９を通って延びる軸１０
８に堅く装着されている。

軸１０８は矩形区画１０９（第７図）を有し、該区画は
溝孔８８を横切っている。

軸１０８は孔８９から外方に延び、かつ該軸の片持ち部
分１１１にはフランジ部材１１０が堅く装着されている
。

Ｏリング１１４は片持ち部分１１１を囲繞し、フランジ
部材１１０の下側と軸１０８の上面との間に配設されて
いる。

ボルト１１２，１１３（第６図）はフランジ部材１１０
をハウジング８０ｂに回転自在に装着している。

ヨーク部材１１５はピストン棒９１（第７図および第８
図）の切欠き部分９２の中を移動することができ、かつ
ピボノトピン１１６によって該ピストン棒に堅く装着さ
れている。

ヨーク部材１１５のヨーク部分１１７，１１８は溝孔８
８内に延び軸１０８の矩形区画１０９を囲繞している。

作業を行う場合には前述の如く室４０内にガスが噴射さ
れる。

各室４０と関連するようにガス管５１および弁部材５７
の間に配置された逆止弁６０は管５１から各室４０内に
導入されるガスを制御する。

すなわち常閉ボール６６がばね６７に逆って移動し、該
ボール６６が座６８から離れてガスが各弁室６３に流入
し得るようになる前に、管内の圧力が所定の値に達する
ことが必要とされる。

したがって管５１内の圧力が所定の圧力、すなわち７．
０３１キログラム／平方糧（１００ポンド／平方吋）よ
り低い時にはボール６６は弁室６３を閉じる。

この時ガスは前述の如く弁室６３の上方の室４０内にあ
る。

各室４０の頂部および弁室６３の上方からガスを抽出せ
んとする場合には浮動船１０から下方に向ってパイロッ
ト管７５にガスを噴射することができる。

浮動船１０からパイロット管７５を通してガスを噴射す
れば流体は流体導管７３（第７図）に流入し、かつ通路
８６を通って室８１に入る。

したがってピストン棒９１は第７図で見て左方に移動す
る。

ピストン棒９１にその切欠き部分９２内においてヨーク
部材１１５を第７図で見て反時計方向に動かす。

軸１０８の矩形区画１０９はヨーク部材１１５のヨーク
部分１１７，１１８によって抱持されているから、該区
画は回転して軸１０８をその縦軸線のまわりにおいて反
時計方向（第７図）に回転させる。

常態では通路１０６を塞いでいるボール弁部材１０４も
回転し、ボール通路１０５はもし通路１０６と整合すれ
ば該通路を通して流体を流動せしめ得るようになる。

次に各室４０内の流体は抽出管７６の開放端７７に入り
、前記整合通路１０５，１０６を通って端部７８から、
室４０を囲繞する海水の中に排出される。

この流体が室４０から管７６を通って流出すれば、各室
の浮力は減少する。

したがってパイロット管７５内のガス圧力がガス管５１
内の圧力（この圧力に所定圧力、すなわち７．０３１キ
ログラム／平方糧より低い）より高くなれば、浮動船１
０からのガスを使用してパイロツト弁を制御し、抽出弁
を開くようになすことができる。

浮動船１０から下降パイロツト管７５に供給されるガス
の圧力は浮動船１０において制御することができる。

抽出管７６の端部７８に室４０を囲繞する周囲流体の中
に開口しているものとして説明したが、この管７６はそ
の端部が浮動船１０を囲繞する大気中に開口するように
浮動船１０の方に延ばすことができる。

管５１内の圧力が低下すれば、逆止弁６０は再び閉じ、
かつガスは導管７１内に流入し、棒９１を第７図で見て
右方に動かし、再び抽出管７６を閉じるようになる。

したがってパイロット装置はガス管５１（管７１および
導管８４を介し）とパイロット管７５（管７３および導
管８６を介し）との圧力差に応答して抽出弁装置１００
のボール弁部材１０４を選択的に開閉する。

【図面の簡単な説明】

第１図に海面下井戸位置すなわち地層の上方に位置する
浮動プラットホームすなわち浮動船を示す立面図で、案
内装置が浮動船およびウエルヘソドを連結している状態
を示す。 第２図は第１図の線■−■に沿って取られた断面図で、
上昇導管の一つの区画の底部が上昇導管の他の区画の頂
部に連結されている状態を示す。 第３図は第２図の線■−■線に沿って取られた断面図で
ある。 第４図は第２図の線■−■に沿って取られた断面図であ
る。 第５図はガス導管、フロートおよび関連する弁の詳細図
である。 第６図は第５図に示された井の詳細図である。 第７図は第６図の線■−■に沿って取られた断面図であ
る。 第８図は第６図の線■−■に沿って取られた断面図であ
る。 図において１０は浮動船、１１は溝孔、１２は海水、１
３は地層、１４は導管、１５は井戸型板、１７はウエル
ヘツド、１６は吹出し防止装置、１８は上昇管連結装置
、１９にやぐら、２０は上昇管、２１，２１ａ，２１ｃ
に上昇導管区画、２２は円筒壁、２３に頂部、２４は底
部、２５は内径の大きな部分、２６はＯリング、２７は
環状区画、２８は底部フランジ、２９は頂部フランジ、
３０は錠止部材、４０は浮力室、４１に装架装置、４２
は環状殼体、４３は心決め装置、４５はリンク、４６は
ひれ、５０にガス供給装置、５１はガス管、５２はガス
弁、５３に制限通路、５４に弁座、５５はフロート、５
６は連結軸、５７は弁部材、５８に隔置部材、５９は密
封部材、６０は逆止弁、６１．６２は通路、６３に室、
６４は逆止弁、６６はボール、６７はばね、６８は座、
６９はガス抽出装置、７０はパイロット装置、７１は流
体導管、７２に継手、７３に流体導管、７４は継手、７
５にパイロツト管、７６は抽出管、７７は第１端部、８
８に第２端部、７９は取付具、８０はパイロット弁、８
０ａはピストン、８０ｂはハウジング、８１にピストン
室、８２，８３Ｕプラグ、８４に噴射通路、８５は取付
具、８６に通路８７は取付具、８８は溝孔、８９は垂直
孔、９０はピストン、９１はピストン棒、９２に切欠き
部分、９３．９４はピストンヘッド、９５．９６はＯリ
ング、１００は抽出弁、１０１は本体、１０２，１０３
は押えねじ、１０４はボール、１０５，１０６は通路、
１０７はねじ、１０８は軸、１０９は矩形区画、１１０
はフランジ部材、１１１は片持ち部分、１１２，１１３
はボルト、１１４はＯリング，１１５はヨーク部材、１
１６はピボツトピン，１１７，１１８はヨーク部分であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 海面下井戸上昇管に対する浮揚装置にして、単数ま
   たに複数の浮力室と、遠隔圧力ガス源から前記各浮力室
   にガスを噴出するためのガス噴射管を有する装置とを含
   む浮揚装置において、一端が前記浮力室の一つの内部に
   開口しかつ他端が該浮力室の外部に開口するガス抽出管
   と、前記ガス抽出管に関連設置され該管を開閉するガス
   抽出弁と、 浮動船の圧力ガス源から延びるパイロット管と、前記ガ
   ス噴射管および前記パイロット管を横切って連結された
   パイロット弁にして、該ガス噴射管およびパイロット管
   の両方と連通し、前記パイロット管の圧力が前記噴射管
   の圧力を越えた時に前記ガス抽出弁を各開放位置に動か
   し、前記バイロツト管の圧力が前記噴射管の圧力以下と
   なった時に前記抽出管を閉じるようになったパイロット
   弁と を有することを特徴とする浮揚装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の浮揚装置において、前
   記各浮力室が前記ガス噴射管およひ前記ハイロット弁間
   に作動的に連結された噴射弁と、前記各噴射弁と関連す
   る常閉逆止弁にして、前記噴射管内のガス圧力が所定の
   値を越えた時に開き、それによって前記噴射管から前記
   各浮力室にガスを流入せしめ得るようになった逆止弁と
   を有している浮揚装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の浮揚装置において、前
   記パイロット弁が前記ガス抽出弁に作動的に連結された
   ピストンを有し、前記ガス抽出弁をその開放および閉鎖
   位置の間において動かすようになっており、前記パイロ
   ット管がその一端において前記浮動船の制御可能圧力ガ
   ス源に連結されかつその他端が前記ピストンの一端に連
   結されている浮揚装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の浮揚装置において、前
   記ガス抽出弁の１つおよひ前記パイロツト弁の一つが前
   記各浮力室内に位置決めされ、かつ前記噴射管およびパ
   イロット管が前記浮力室内を通って関連パイロツト弁位
   置に延び、前記ピストンを選択的に動かし、前記ガス噴
   射管および前記パイロット管の圧力差に応答して関連ガ
   ス抽出弁を開閉するようになっている浮揚装置。 ５ 特許線求の範囲第３項記載の浮揚装置において、前
   記パイロット弁が前記ピストンに堅く装着されたヨーク
   部材を有し、前記ガス抽出弁がボール部材にしてその中
   を通る通路を備えたボール部材を有し、前記ガス抽出弁
   がさらに弁本体にしてその中を通る通路を備えた弁本体
   を有し、前記ボール部材が前記弁本体内の前記通路の中
   に配設されかつ該弁体体の壁と接触しており、前記ヨー
   ク部材が前記ボール部材と係合しており、さらに前記ヨ
   ーク部材およびボール部材の両方と関連する装置が設け
   られ、前記ピストンが前記ヨーク部材を第１方向に動か
   した時に、前記ポール部材を通る通路を前記弁本体を通
   る通路と同軸内に整合させることにより前記本体を通る
   通路を開き、前記ピストンが前記ヨーク部材を第２方向
   に動かした時に前記ボール部材を通る通路を前記弁本体
   を通る通路に対して閉じるようになっている浮揚装置。 ６ 浮動船から海面下井戸に延びる海面下井戸上昇管に
   対する浮揚装置にして、単数またに複数の浮力室を有し
   、該浮力室が浮動船から前記各室に延びる憤射管を通し
   てガスを受入れるようになっている浮揚装置からガスを
   抽出する方法において、前記浮動船から延びる前記ガス
   噴射管およびパイロット管の所定の圧力差に応答して、
   前記浮力室の単数のものまたは複数のものに連結された
   単数または複数の抽出弁を開放位置に動かすようになっ
   た段階を有する方法。