JPS5837288A - 位置表示装置付き運動補償装置 - Google Patents

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】 本発明は沖合さく井、採取装置に組合せる運動補償装置
に関する。ある型式の運動補償装置は通常トリルストリ
ング補償装置と称され、標準的な装置は米国特許３，８
７７，６８０号、３，８０４，１８３号に記載されてい
る。他の型式の運動補償装置は通常ライザー張力装置と
称され２例として米国特許３，９０８，９６３号、３，
３１４，６５７号がある。

る。基本的特性社、何れの型式の補償装置にも相対運動
可能に２通常は抜き差し運動としてほぼ垂直方向に互に
連結した２個の本体を有する。側本体は例えばピストン
とシリンダとする。一方の本体２通常はピストン又はピ
ストンに取付けたピストンロッドを沖合油井構造物２例
えばドリルストリング又はライザー管に連結し、他方を
沖合支持構造物２例えばさく井プラットホーム又は船舶
に取付ける。油井構造物と支持構造物とは相対可動とす
る。この相対運動は両補償装置本体間の対応する運動と
なる。両補償装置本体に組合せて雨水体間の相対運動に
一方向について弾性的く抵抗する装置を設ける。この抵
抗装置は例えばピストンとシリンダの一端との間に充填
した圧縮性流体。

通常はガスとする。

上述の型式の運動補償装置に位置表示装置を組合せて作
業者に両補償装置本体間の相対位置を知らせ１両本体間
の相対運動を目視及び又は記録可能゛とすることは既知
である。これによって、装置調整の要否を知シ得る。過
去において既知の位置表示装置には各種の欠点があった
。既知の装置は構造複雑で高価であり、調整修理が困難
であり。

更に両補償装置本体間の相対装置、即ちこれに連結した
油井構造物と支持構造物の相対位置を定める精度が不十
分であった。

本発明は比較的簡単な表示装置を沖合油井運動補償装置
に組合せて位置表示装置とする。この装置には液ヘッド
の関数として電気信号を発生する市販の装置を含む。即
ち９位置表示装置には一端に液容器を有し他端に圧力感
知送信機を有する可撓管を含む。管内両端間には液を充
填する。一端を補償装置本体の一方に取付け、他方は容
器端よシ下方として他の本体に取付ける。両補償装置本
体が垂直方向に相対移動すれば、可撓管の両端間の間隔
は変化し、管下端での液ヘッドが変化する。

それ故送信機の発生する電気信号の値も変化する。

この電気信号は周知の手段で目視読取値等に変換する。

本発明位置表示装置は簡単であるため、安価であシ、現
場修理も容易である。送信機を作動させる電流値、出力
信号電流は小さいため安全である。

同様に可撓管内の液は無害な液を使用できる。他の利点
は２位置表示装置はどんな型式の運動補償装置にもはと
んど改修の必要なく取付可能である。

更に構造は簡単であるが既知の装置より著しく精度が高
い。例えば、可撓管両端間の最大距離が２０ｆｔ（約６
ｍ）の場合に精度は±０．５ｉｎ（約１３ＴｒｆｒＬ）
程度である。

それ故２本発明の主目的は新しい位置表示装置付きの沖
合油井用運動補償装置を提供する。

本発明の他の目的は上述の運動補償装置を提供し９位置
表示装置には、液ヘッドを生じさせ測定して液ヘッドの
関数とした信号を発生する装置を含むようにする。

本発明の別の目的は上述の運動補償装置を提供し１位置
表示装置を比較的簡単、安価とし、更に安全、多用性で
アシ精度の高い装置とする。

本発明の目的と利点とを明らかにするだめの例示とした
実施例並びに図面について説明する。

第１図は沖合浮遊ドリルリグ１０の略図を示す。

リグ１０の脚には上部構造物を水１６中の図示しないフ
ロート上に支持する。デリック１４をリグ１０の甲板上
に支持する。リグ１０の下方にライザー管ストリング１
８の上端を示す。ライザー管１８は海底下の油井に下方
に延長する。

ライザー管１８は可撓性でおる必要があり、水１６中を
上方に延長するため、リグ１０に対して不定方向に動く
。更に重要なことは、リグ自体も水１６上に浮遊するた
め上下左右に動く。

上述の相対運動を補償するために、２組の対向した運動
補償装置をドリルストリング張力装置２０として設ける
。第１図には２組の張力装置２０を示したが所要数とす
ることができる。各張力装置はリグ１０に接続する。詳
細に説明すれば、各張力装置（上下取付パッド２２．２
４を有する。下部パッド２４はボルト等によって脚１２
に固着する。上部バッド２２は支持ブラケット２６を介
し−Ｃリグ１０の甲板に取付ける。各張力装置２０はラ
イザー管１８の上端に可撓性ケーブル２８によって連結
する。リグ１０の甲板の下面から下方に延長した２個の
ブラケット３０に夫々プーリ３２を支持する。各ケーブ
ル２８の一端はライザー管１８の上端に取付け、プーリ
３２上を廻り、張力装置２０の下端に延長する。

第２，３図は本発明の実施例による張力装置２０の詳細
を示す。この張力装置２０に組合せた位置表示装置は各
種型式の張力装置に組合せ可能である。張力装置２０に
はほぼ垂直方向のシリンダ３４を設ける。はぼ垂直方向
とは、その部材の長手方向中心線が比較的大きな垂直分
力を有することを意味する。ピストン３６をシリンダ３
４内を滑動可能とし、ピストンに取付けたピストンロッ
ド３８は上方に延長してシリンダ３４の上端から外方に
突出する。シリンダ３４の上端はピストンロッド３８に
対して図示しない通常のシール装置によってシールする
。索車装置は取付ブラケット４０と。

軸４６によってブラケット４０に回転可能に支承した索
車４２，４４を有し、シリンダ３４の下端に固着する。

上述の取付バッド２４はブラケット４０に固着する。は
ぼ同様な索車装置として、取付ブラケット４８と、軸５
４によってブラケット４８に回転可能に支承した索車５
０．５２をピストンロッド３８の上端に取付ける。

ケーブル２８は索車４２の下方を廻り、索車５２の上方
を廻り、下方に戻って索車４４の下方を廻り、上方に戻
って索車５０の上方を廻り、下方に戻ってブラケット４
０即ちシリンダ３４に固着する。シリンダ３４は上述の
通シ支持リグ１０に固着するため、ライザー管１８はピ
ストン３６とピストンロッド３８上に支持される。ライ
ザー管１８の支情リグ１０に対する相対運動はシリンダ
３４に対するピストンロッド３８とピストン３６の対応
した運動を生ずる。それ故、説明上、ピストン３６とピ
ストンロッド３８とは有効にライザー管１８に結合され
、索車４８，５０，５２とケーブル２８の接触点は変化
する。

ピストン３６をシリンダ３４内に可動に支持し弾性的に
ピストンシリンダ間の第１方向の相対運動に抵抗させる
ために、圧縮流体、好適な例で圧縮ガスをピストン３６
の下方のシリンダ３４下部内に供給する。この圧縮ガス
を供給するタンク５６はシリンダ３４にブラケット５８
．６０によって取付け、導管６２によってシリンダ３４
の乍端に連通させる。タンク５６内とシリンダ３４下部
の圧力を調整することによって張力装置２ｏはピストン
３６とシリンダ３４との相対運動に所要の抵抗を生ずる
。即ち、ライザー管１８と支持リグ１゜の相対運動の抵
抗を所要値とする。同時に、ガスは圧縮性であるため、
運動に対する抵抗は弾性的である。力がある値となれば
相対運動を可能にし。

ケーブル２８の破断等の損傷を防ぐ。即ち、張力装置２
０の効果はケーブル２８の張力を所定範囲内に保つ。

第１図において、２個の張力装置２０を対向させ、ライ
ザー管１８の左右方向の横運動に抵抗する。それ故、２
個の張力装置の共働によって、ライザー管１８は支持リ
グ１０．及び下方の油井に対するほぼ中心位置を保つ。

ピストン３６の著しく急速な動きを防ぐ安全装置として
２例えば流体導管の何れかの破断又は装置の一部の破損
の場合等の事故の安全用として。

低圧流体をシリンダ３４のロッド端に既知の通りに供給
する。この流体は例えば油等の液とし、僅に加圧したガ
ス例えば空気と共にシリンダ内に入れる。シリンダ３４
にブラケット６６．６８によって取付けたタンク６４を
導管７０によってシリンダ３４のロッド端に連通させ、
圧縮空気と油とを収容し、ピストン３６がシリンダ３４
内を上方に動いた時は油をオーバーフローさせる装置を
有する。

作動に際して２作業者はピストン３６のシリンダ３４内
の位置を定め得ることが望ましい。このために２本発明
によって、張力装置２０には位置表示装置７２を有する
。

位置表示装置７２の詳細を第４，５図に示す。

位置表示装置の液容器７４はピストンロッド３８に取付
けた大型ブラケット４８に所要のブラケット７６を介し
て取付ける。可撓管７８の一端を所要の取付口によって
液容器７４に結合する。管７８の他端は図示しないダイ
アフラムによって区画された一方の室８０に結合する。

ダイアフラム８２の反対側の室部分を送信機８４に作動
的に結合する。装置８０．８４は市販品として、フィッ
シャーアンドポーター社からの電子差圧送信機、型式５
０ＤＰＦ１００がある。それ故、構造と作動との詳細な
説明は省略する。簡単に説明すれば、電力を導線８６に
よって送信機８４に供給する。ユニット８０は内部のダ
イアフラムに生ずる圧力、即ち管７８の端部に生ずる液
ヘッドを感知し、送信機８４は可変圧力を圧力の関数と
し九電気信号に変換する。この電気信号は導線８８によ
って所要の読出装置９例えばゲージ９０に示す。ゲージ
９０は支持プラットホーム１０上の所要の位置とし。

作業者が読取る。液容器７４と室８０には所要の図示し
ない空気抜きを有する。

ユニッ）８０．８４はハウジング９２の上端に取付け、
ハウジング９２をシリンダ３４に取付けて、ピストン３
６の定常のストローク範囲が定められた時に、ユニツ）
８０，８４と管７８の取付端が管７８の他端及び液容器
７４よりも低くなるようにする。しかし、管７８の上端
はピストンロッド３８に取付け、下端はシリンダ３４に
取付けるため。

ピストンシリンダ間の相対運動は管７８の両端間の垂直
方向距離、即ち、管の下端における液ヘッドを変化させ
る。それ故、ユニット８０の感知した圧力。

送信機８４の生ずる信号はピストン３６とシリンダ３４
との間の距離の関数として変化する。

管７８に生ずる弛みを取るために管７８を可動ブロック
装置９６０ノ・ウジフグ９２内を滑動するブラケツ）９
６ａに支承した索車９６ｂを廻す。

この構成によって管７８の大部分はハウジング９２内に
あシ、管７８の損傷、もつれ等を防ぐ。液容器７４内の
液、即ち管７８内の液は比較的無害の液９例えばエチレ
ングリコール等とする。これによって、管７８が破損し
ても被害は生じない。更に、損傷は容易に修理できる。

位置表示装置の精度は既知の装置より著しく高い。例え
ば、管７８の両端間の距離範囲を２０ｆｔ　（約６ｍ）
とした時のゲージ９０の読取精度は約±０．５ｉｎ（約
１３ｍｍ）となる。

第６図は本発明を他の型式の運動補償装置即ち。

ドリルストリング補償装置に適用した例を示す。

ドリルストリング補償装置自体は既知であり９作動、使
用環境については米国特許３８７７６８０号。

３８０４１８３号に記載されている。従って本発明装置
部分のみについて簡単に説明する。補償装置のフレーム
９８は移動プロジク１００．滑車装置１０２によって沖
合支持構造物例えばさく井船。

半潜水装置等に支持されたデリック等で懸吊する。

フレーム９８に固着した２個の平行のシリンダ１０４内
に夫々ピストン１０６を滑動させる。ピストンロッド１
０８はシリンダ１０４の上端から外方に延長し、夫々索
車装置１１０を取付ける。各ピストンシリンダ装置に対
してケーブル１１２を取付ける。各ケーブル１１２の一
端はフレーム９８に固着し、上方に延長して索車装置１
１０の索車を廻り、下方に延長してフレーム９８に対し
て可動の横木部材１１４に取付ける。横木部材１１４に
坂付けたフック１１６にドリルストリングを懸吊する。

フレーム９８とシリンダ１０４とは支持構造物に取付け
られ、ドリルストリングはピストン１０６に支持される
。即ち、ドリルストリングはピストンに事実上連結され
る。上述のライザー張力装置と同様に、シリンダ１０４
の下端の閉鎖端内に圧縮空気を供給し、ピストン１０６
を弾性支持し。

これによってピストンシリンダ間の相対運動、即ちピス
トンの下方運動とシリンダの上方運動の方向の動きに抵
抗する。前述と同様に、安全装置として、各シリンダ１
０４のロッド端に低圧流体を収容し、ピストン１０６の
上方運動に際して流体は容器１１８内に流入する。

位置表示装置を所要に応じて一方又は双方のピストンシ
リンダ装置１０４，１０６に取付ける。

位置表示装置は第４，５図の例とほぼ同様とする。

簡単に説明すれば２位置表示装置のハウジング９２′を
シリンダ１０４に固着し、上端に圧力センサ送信機８４
を取付ける。液容器７４′を索車装置１１０に取付けて
ピストン１０６．ピストンロッド１０８と共に動かす。

液容器７４′　　とユニット８４′とは可撓管７８によ
って互に連結する。管７８′の中央部はハウジング９２
′内に下方に延長し、索車装置９６′を廻る。前述の実
施例と同様に管７８′の両端間の距離がピストン１０６
とシリンダ１０４の相対運動によって変化すれば管７８
の下端の液ヘッドの変化はユニット８４′によって変換
されて電気信号となり２図示しない導線によって所要の
表示装置に送信される。

【図面の簡単な説明】

第１図は沖合支持装置とライザー管との間全本発明張力
装置を介して連結した側面図、第２図は第１図の張力装
置の拡大側面図、第３図は第２図の右端面図、第４図は
第２，３図の張力装置に組合せる位置表示装置の一部を
除去した拡大側面図。 第５図は第４図の５−５線に沿う断面図、第６図は本発
明の他の実施例による位置表示装置付きドリルストリン
グ補償装置の側面図である。 １０　ドリルリグ　　　、１６　水 １８　ライザー管　　　　　２０　ドリルストリング張
力装置２８．１１２　　ケーブル　　３４，１０４　　
シリンダ３６．１０６　　ピストン　　３８，１０８　
　ピストンロッド４２．４４，５０，５２，１１０　　
索車５６．６４，１１８　　タンク ７２　位置表示装置　　　７４　液容器７８　可撓管　
　　　　８４　送信機 ９０　ゲージ 特許出願人　　エヌ・エル・インダストリーズ・インコ
ーボレーテツド代理人弁理士松井政広（外２名ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、沖合支持構造物と、沖合支持構造物に対して相対可
   動の沖合油井構造物との間に取付ける運動補償装置であ
   って。 上記支持構造物と油井構造物とを連結して両構造物の相
   対運動によって相対運動を行なう第１第２の補償装置本
   体と５両本体をほぼ垂直方向に相対運動可能に連結する
   手段と９両補償装置本体に組合せ第１の方向の雨水体間
   の相対運動に弾性的に抵抗する装置と２両本体に組合せ
   た位置表示装置とを設けたものにおいて上記位置表示装
   置には一端を補償装置本体の一方に連結し他端を上記本
   体の他方に上記一端よシも下方として連結し両端間に液
   を充満させた可撓性容器と、上記容器の上記他端に組合
   せ容器他端の液ヘッドの関数とした信号を発生する圧力
   感知送信機装置とを備えること２、前記信号を電気信号
   とし、送信機装置に作動接続した電力供給装置を含む特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、前記送信機装置に作動接続し前記信号に従って変化
   する表示を行なう表示装置を含む特許請求の範囲第２項
   記載の装置。 ４、前記容器を可撓性細長の管とする特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 ５、前記容器の上記一端に接続し之液容器を含む特許請
   求の範囲第４項記載の装置。 ６、前記管の弛みを取る装置を含む特許請求の範囲第４
   項記載の装置。 ７、前記管の弛みを取る装置には前記管を廻す索車を有
   する移動部材を含む特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、前記移動部材と前記管の一部とを収容するハウジン
   グ装置を含む特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９、前記ハウジング装置は前記補償装置本体の他置に取
   付ける特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０．前記油井構造物をドリルストリングとする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 １１、前記油井構造物をライザー管のストリングとする
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 １２、前記一方の補償装置本体にはピストンを含み。 前記他方め補償装置本体には上記ピストンを滑動させる
   シリンダを含む特許請求の範囲第４項記載め装置。 １３、前記運動に弾性的に抵抗する装置には前記ピスト
   ンと前記シリンダの一端との間に充填した圧縮性流体を
   含む特許請求の範囲第１２項記載の装置。