JPS5857571B2 - 構造体を海底に固定する継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に北海およびヨーロッパの他の海の大陸だ
なおよび大陸斜面のような深い水域からの石油およびガ
スの取出しに用いられる関節結合用継手に関する。

炭化水素の鉱床は、世界中の大陸だなの下に豊富にある
ことがわかっていて、この１０年間に北海およびその近
接の海域は、実質的な石油およびガスの層の上に横たわ
っていることがわかっている。

約２００ｍの深度までの開発に役割を果たす比較的新し
い技術およびこれらの方法とともに、多量の石油および
ガスが既に産出されておりまた産出されつつある。

しかし、石油およびガスの層にふされしい堆積盆地は深
度３０００ｍもしくはそれ以上の海の下に横たわってお
り、こう１−でその開発のための適切でかつ経済的な方
法を提供する必要がある。

深度２００ｍ以上の所での使用に対する従来の装置の限
界は下記の通りである。

固定プラットフォーム（鋼鉄製） 製作や据え付けの費用が高い。

耐力試験され得ない主要杭打ち装置に左右される完全さ
。

腐食および腐食疲労とそれに伴う保守および検査上の困
難の問題。

高度の技術の労働者と特別の鋼鉄の使用。

石油貯蔵装置を設けていない。

漂流しないようにモジュールを据え付けることがむずか
しい。

固定プラットフォーム（コンクリート製）適当な深い水
域での使用に限界がある。

基礎の問題およびある海底状態に対し不適当なこと。

安定のために必要とされる大きい基部構造体。

漂流プラットフォームおよび半浮カブラットフオーム（
張力−脚構造体） 北部北海における動作に対する限られた適性。

深度２００ｍ以上の水域における使用に適しているけれ
ども、新しくかつ改善された固定および係留綱を開発す
る必要がある。

坑井のフローライン、ライガー等の大きな運動を吸収す
るのに困難がある。

コンタクタ−パイプが保護されないという欠点。

水中装置（海底仕上げ） 設置できる装置および処理装置の大きさに限界がある。

制御、検査および保守のために装置に接近するのに限界
がある。

据え付けの問題および坑井の完成の問題。

超過動作の困難。

据え付は動作に高経費がかかる。

近くにある種の水面上プラットフォームを必要とする。

汚染制御の問題。

人々が働く表面に危険がある。

関節結合されている脚柱 据えつげ得る装置および工程の大きさに限界がある。

非常に大きな機械的運動継手の信頼性およびそれに伴う
保守上の問題。

本発明の目的は、構造体を深い海底に関節結合により固
定するのに有利な関節結合用継手を提供することである
。

この目的を達成するために本発明によれば、構造体が関
節結合されるように構造体を海底に固定する継手であり
、この継手は、可とう性テンドンにより重なって互いに
接続されている２つの部材を有し、２つの部材のうちの
第１の部材は海底に固定され、第２の部材は固定される
べき構造体を第１の部材へ取付ける継手において、２つ
の部材は引張状態のテンドンとその両部材の間の間隙と
により近接関係に保持されて両部材の間の旋回運動を両
部材の抑圧接触無しに許容し、テンドンは両部材の旋回
運動中すべてのテンドンが引張状態に保持される耐張性
の合成プラスチック材料である。

したがって継手の２つの部材は耐張性合成プラスチック
材料のテンドンによって間隙を介して互いに接続される
ので、関節結合の可動範囲は増大し、その分だけ構造体
に周囲の水の運動から加わる力およびモーメントを減少
させることができる。

２つの部材は関節結合の運動中、互いに抑圧接触するこ
とがないので、継手の耐久性も増大する。

耐張性の合成プラスチック材料のテンドンは、鋼製のテ
ンドンに比べて海中における腐食という問題が無く、耐
久性および寿命が向上する。

さらにテンドンは引張状態に保持されるので、２つの部
材の相対運動は許容範囲内に適切に制限され、継手の２
つの部材間のフローラインあるいは通路の設置を容易に
する。

本発明を図面に基いて説明する。

ここでは水深について述べているが、これらは適切な深
さの代表的な目安であるということにおいてのみ重要で
ある。

実際、変化の範囲は広く調節され得る。

第１図、第２Ａ図と第２Ｂ図、および第３Ａ図と第３Ｂ
図を最初に参照すると、海底に静止しているプレストレ
スコンクリートの基礎構造体１は、流体打ち込み装置３
によって構造体１の穴を通して打ち込まれる鋼製杭群に
よって位置を保持されている。

流体打ち込み装置３は、杭群の打ち込みの際荷重が群の
打ち込まれた杭からこれから打ち込まれる杭へ移動して
いくティラー・ウッドロー・コンストラクション・リミ
テッドの英国特許第９６６０９４号のもののような形式
である。

この動作は、全群を地中に押し込むように群のうち異な
る杭を使用し、順次繰り返される。

第１図の杭打ち機は、８つの大きな流体圧ラム４を持ち
、このラムは４つのラムの２群を並べて太いシリンダ５
に取り付けられている。

シリンダはさらに構造的な強さを与えかつ流体圧ラムに
連結するクロスヘッドとしての役割を果たし、必要の場
合それらとともに装置を動作させるために大気環境を与
え得る。

各流体圧シリンダは鋼製の管に連結される。鋼製の管は
それ自体杭を形成し、杭打ち動作の完了時において解放
棒６（第２Ａ図、第２Ｂ図）を引くことによって遠隔操
作で解放され得る。

こうしてスリーブ７を上へ動かしてまず扇形の拘束カラ
ー８を取り除き、それからレバー９に作用してラム押し
棒１０および杭２の隣接するフランジから扇形のカラー
８を離す。

第３Ａ図および第３Ｂ図に示される通り、各杭２がその
予定の深さに達すると、杭の拘束コレット１１は構造体
１によって保持されているばね負荷拘束くさび１２を通
り、その後でくさ得１２は拘束状態（第３Ｂ図）にはね
戻る。

杭管は海底に静止しているプレストレスコンクリート基
礎構造体１を貫通し、全装置は傾斜杭を打ち込むように
配置されている。

別の装置は打ち込み装置のため構造的な支持体としてプ
レストレスコンクリートの構造体もしくはブロックを使
用する。

この方法において流体圧ラムは、杭に固定され、コンク
リートブロックの頂上に個々に拘束されている。

打ち込みの完了の際、流体圧ラムは、懸垂ケーブル１３
を利用して解放され、さらに他の使用のため再び利用さ
れる。

この場合において、流体圧装置は、漂流はしけから動作
され得る。

便宜上これまで述べられたものは、以下、海底基礎装置
ｒＳＥＦＳＪと称する。

５ＥＦＳは、ここで詳細に述べたように使用するのに適
しているだけでなく、他の応用のための基礎もしくは固
定手段を与えるのに役立たせることができる。

基礎５ＥＦＳの有利な点は、耐力試験の荷重負担能力を
持ち、所望の場合海底から切り離されて別の位置へ動か
され、動作および据え付けを遠隔操作で制御され、基礎
体の設計における柔軟性、および水のない所で組立てら
れ検査され得るということである。

次Ｋ ＳＥ Ｆ Ｓの据え付は装置について述べる。

この装置は打ち込み機を位置付ける案内綱を持っている
。

打ち込み機の繰シ返される多くの位置付けを必要とする
多くの杭が置かれなげればならない所において、使用さ
れる案内綱の数は最少にされ、案内綱を固定フロックか
ら解放し、それから案未綱を新しい位置において再使用
のために再取り付けされる。

打ち込み機は、それを適切な位置へ案内するために流体
圧スラスタおよび音波発信機のような機構を備えること
もできる。

据え付は装置は、なるべく浮動はしけからなる水面の船
から動作される。

コンクリート固定ブロックは岸辺において建造され、ポ
ンツーンのある場所へ引かれる。

そのブロックは浮力性がある。これらの基礎装置はドッ
クに入れられ、ばしげ上の２つの門形クレーンによって
持ち上げられる。

ポンツーンの移動中、ブロックには、４つの案内綱が取
り付けられて、２つの主要な巻上げロープ。

によって海底へ下げられる。

海底上のブロックの位置は着陸に先立って検査され、は
しけを動かすことによって望ましくない位置は訂正され
る。

それから８本の杭が坑井の位置に持ち上げられて、打ち
込み機の据え付けおよび杭の頂上の拘束に先立って仮の
ジグによって保持される。

装置はそれから、杭の先端が固定ブロックの中に位置決
めされるまで案内綱を使って下げられる。

装置のおもりを使って、各杭は海底へある距離だけ押さ
れ、杭打ち動作はそれから、１回に１本の杭を押し込む
ことによって続けられる。

全ての杭が充分に打ち込まれ、固定ブロックの頂上に位
置決めされると、打ち込み機は遠隔作用で解放され、は
しげによって動かされ、繰り返される全体の作用に再び
復帰される。

装置が引つ張を杭装置に与えると、杭のフランジは押し
込まれ、固定ブロックの穴のライナに連結している金属
性の受は表面と接触する。

引っ張られているケーブルは、それ自体ブロックに固定
されている。

圧縮核装置の場合、打ち込みの完了時に、杭はばねを持
つ拘束くさびによって固定ブロック内に拘束され、その
環状の空間は固形物を注入される。

使用される杭の太さや長さは、（こね柁限るわけでない
か）典型として泥海の広範な海底条件に対する必要条件
に基いて選択される。

この状態において、固められた粘土は６ｏｔ／ｉ以内の
粘着性のせん断力をもち、堅い緻密な砂は４５°以内の
内部摩擦角をもつことか注目されろ。

以上述へられた相対的な配置において、杭の長さは、杭
打ち動作中ではな←特別の必要に合わせてあらかじめ変
化される。

しかし注意すべきことは、打ち込み動作中長さを付けた
しできるように、装置を変更できることである。

別の装置ならば、穴あけしたり杭を噴射式に押し出した
りし、これらの杭を通してこの杭より小さい杭を増加し
た貫通力で押し込む。

基礎は据え付けられ、杭は水面の船から遠隔作用で打ち
込まれる。

手動操作や水面からの固定した案内は必要とされないし
、大きな杭打ちハンマの使用は排除される。

この装置において、煩つ張りおよび圧縮の耐力が各杭に
対しはっきり確立されていること、および常設の荷重受
は能力が高い確実性をもって決定されることは主要な利
点である。

海中容器（ＰＯＤ） コンクリートの海中容器は水面下非常に深い所で生産装
置を１気圧で封入するために設計され、かつ原子力のプ
レストレスコンクリート圧力容器技術に基いている。

例えばＰＯＤＩは第１１図に示される通り、般的に２０
０ｍから３００ｍまでの範囲の深度にふされしい浮力性
の構造体である。

第２の例のＰＯＤ２は、第１２図に示される通り、既に
述べられた構造体１のような海底上に直接置かれる基礎
の上に置かれる。

両構造体は、深度３５０ｍにおいて動作している。

容器は浮力性があり、鉛直な固定網１４（以後ＧＵＹと
称する）は、容器の外側の表面の固定点へ深度５００ｍ
以上の海底から延びている。

２つの場合とも、容器の頂上の中央部において、鉛直な
塔もしくは立て坑１５は、固定的かつ一体的に取り付け
られているが、あるいは継手（後述する）によって関節
運動するように取り付けられている。

生産域として使用される球形内部空所１６の使用は、経
済的に魅力あるものであり、実質的に一様な圧力になっ
ている。

運転中容器は、大体圧縮応力を常に受けている大きなコ
ンクリート構造体である。

動作荷重は、構造体がその活動する深度の所へ沈められ
るときかかる水圧力から取られるので、このような構造
体に適し、構造体の壁における様な圧縮力を、多かれ少
なかれ生ずる。

深度２００ｍを例にとると、実質的に一様な圧縮力は１
１ Ｎ ／ｒｔｖｔ？’であり、この一様な状態は横か
らの波力および塔もしくは脚柱によって加えられる局部
的な荷重およびモーメントによって破られる。

横からの波力は計画上正弦波的に分布していると理論的
に仮定され得るし、それらは場の応力に約±２．０ Ｎ
／ｍＪだげ影響を及ぼす。

塔からの局部的な圧力の分布は、±８Ｎ／ｒｒａＩ の
大きさである。

満足な活動レベルである１ ｉ Ｎ／ｍｍ”の圧縮場応
力は、４ｍの壁の最小厚さに基いている。

この壁の厚さは長期間の内部破裂試験の結果に基く経験
式から得られ、必要極限荷重を考慮に入れている。

必要とされる鋼は比較的少ない量のプレストレス付与鋼
で、局部的な効果を考慮して強化されている。

関節結合の継手ＪＯＩＮＴ この継手は深い所で使用される関節結合の脚柱であり、
第４図および第５図に示されている。

継手は機械的ピンもしくは同様な自在継手型の機構に頼
っていない。

この継手の原理は、完全に可とう性のあるもしくはモー
メント抵抗型の結合を与える引っ張りケーブルの使用で
ある。

継手の構造は、継手を通して大気圧で人、機械類、およ
び材料が接近できる手段を組み込む可能性を与えるよう
なものである。

継手ＪＯＩＮＴは、後述される脚柱（ＣＯＬ）の海底へ
の関節結合を与えるのに使用される。

海底において旋回する関節結合の脚柱は、２００ｍから
５００ｍの間の深度における動作に適した構造体とみな
されている。

関節結合の脚柱の主な原理は、まわりの水の運動と調和
した運動を可能にし、脚柱に加わる力およびモーメント
を実質的に減少させる。

その効果は、脚柱基部における継手もしくはヒンジの効
能による。

他の周知の概念において、機械的な自在継手が既に提案
されている。

これらは、軸受の回転および連続して摺動する摩擦係合
面によらなければならない。

そのような継手は実現可能であることが示されているけ
れども、それらは深い構造のため非常に大きくなり、か
つその開発や製作に高い経費の技術を要する。

また耐久性、修繕、および保守に関する可能性も問題で
ある。

本継手ＪＯＩＮＴは、次の目的に基いている。

（Ｉ） ＪＪ境に適合しかつ合理的な推測を許す大きさ
で既に好結果を認められている低い技術、原理の使用。

（ＩＩ）洗練された保守のために、高い技術と製作上の
精確さを必要とする相対運動部品の回避。

（１）使用中の検査および修繕の必要は少ないが使用限
界にきた構成要素の取り換えの準備。

本継手ＪＯＩＮＴの原理は、Ｊ ＯＩ ＮＴが海底へ結
合する脚柱１γの基部が、半径方向に配置されている引
張ケーブルによって位置を保持されることである。

代表的な配置は、第４図および第６図において線図で示
されており、深度５００ｍの所で動作する脚柱の計算式
に根拠を置いている。

原理的に、継手は下側のコンクリートの環状ばかりから
なり、この下側のコンクリートの環状ばかりは、半径方
向に配置され傾斜したテリレンのテンドン１９によって
上側の円錐のノ・プ２０に結合している。

関節結合の脚柱１１の基部は、環状ぼり１８から充分に
離れて位置決めされていて、最大の旋回運動を許容する
。

脚柱に作用する周囲の荷重の作用で、テンドンは基部に
おける充分な旋回を許すが、合成せン断力に耐える。

テンドン内に生ずる曲げ応力は、ノ・ブおよび環状ばり
内の導索器によって、許容レベルに限られる。

脚柱は、充分大きい浮力を持つように設計されていて、
運動の全範囲にわたって弓張力を正常な状態に保持でき
る。

この運動は、大きな嵐のときにおいて、７°〜９ｏの角
度移動を与える。

深度５００ｍの所において、鉛直力の変化は無視できる
。

水平方向のせん断力は、層になっているかあるいは重力
式の基部として設計され得る環状ぼりによって抵抗され
る。

注意すべき点は次のとおりである。

ａ）テンドンは、疲労の点から周期応力の限界を越えな
いように設計されなげればならないし、セん断から生じ
る応力と直接の引張と旋回との割合は、構成要素の大き
さの選択によって変化され得る。

ｂ）テンドンを２つもしくはそれ以上の高さにおいて中
心ハブに固定することによって、モーメント、回転を生
じさせるこらができる。

これは脚柱の固定状態の角度を著しく減少し、その結果
浮力を節約し、極端なモーメントな脚柱の基部にとって
受容できる値に制限する。

脚柱の基部のモーメントと角度移動との間の容易なこの
相互作用は、機械的な継手では存在せず、角度移動の大
きい深度の小さい所で動作する脚柱にとって重要である
。

Ｃ）継手の中心を貫通することができ、これは脚柱を介
して、１気圧のもとで動作する海中装置への水のない通
路を得るのに都合がよい。

環状ぼりおよびバブは、海の応用に適した性質の普通の
強化および（あるいは）プレストレスのコンクリートで
製作され得る。

テンドンは高応力に耐える材料たとえば商品名バラフィ
ルもしくは同様の性質を持つ材料から製作される。

バラフィルは、プレストレス鋼の耐引張力の５０％であ
るが弾性係数の小さいテリレンテンドンを包むアルカジ
ンである。

その材料は、海の応用のために開発され使用されていて
、良好なことがわかっている。

現在の使用において、その最小引張力の３０斜である異
常時の最大応力において動作することが考慮され、固定
手段の効力等を考慮している。

環状ぼりおよびバブは、岸辺において造られ、テンドン
とともに、あらかじめ組み立てられる。

これらは、環状ばりとバブとの間に作用しかつ後で取り
はずし可能なジャッキング装置によって、必要な公称直
接張力にあらから構成される装置は最小の負の浮力を持
つ中実もしくは泡状コンクリートであり、特別に造られ
かつ回収可能な浮力援助手段を使って、係留される。

位置決め時、ＪＯＩＮＴ装置は、ケーブルを介して浮力
装置から海底へ下げられる。

選択された形状に応じて、環状ぼりは、それから、堆積
されるが脚荷を積まれて、充分な重力基部を与える。

第４図と第６図と第９図において、杭は２２において線
図的に示され、環状ぼりは第１図、第２Ａ図と第２Ｂ図
、および第３Ａ図と第３Ｂ図を参照して説明した通り、
プレストレスコンクリート・基礎構造体を持っている。

鉛直方向に安定に方向付けられている浮力脚柱１１は、
綱によって円錐バブの先端へ案内され、従来の鋼テンド
ン２３’（第４図）を使ってバブとともに一体的に作用
するようにプレストレスを与えられている。

この連結を行なう方法は、第４図に示されている。

この方法において、鋼テンドン２３のための取り付けら
れる連結器２５を持つ固定手段２４は、既にバブ２０に
位置決めされている。

エラストマーによる密封２６の完了後、脚柱１７と・・
ブ２０との間の空所は排水され、脚柱１７のテンドンダ
クト２８の上方の圧力キャップ２７は取りはずされ、次
にテンドンが位置付けられて乾いた中で緊張させられ、
その空所にグラウトが注入される。

最後に継手のテリレンテンドン１９を引っ張っている仮
ジャッキング装置は取りはずされて、浮力タンク２９に
よってかなりの程度にまで脚柱浮力が引き継ぐ。

浮力のある脚柱をＪＯＩＮＴのノ１プに固定する別の方
法は、バブとともに一体的に造られるスクープに脚柱な
入れて注入固定することである。

さらに別の方法において、ケーブルは隆起した環状ばり
から下内方へ向かって細くなって、環状ばりの下の脚柱
の基部を支持する。

この場合脚柱は小さい負の浮力を持つ。

関節結合の脚柱ＣＯＬはいろいろな形状をとり得る。

全ての場合において、脚柱は一般的に２００ｍから５０
０ｍの範囲の深度のための固定装置を構威し、必要なら
ば幾つかの生産装置とともに石油貯蔵および（あるいは
）船係留および荷降ろし施設を提供することができる。

石油貯蔵装置ば５００ （ｔｏ Ｏバレルの大きさであ
る。

各形状において脚柱１６は、一体的な浮力室を持つ円錐
構造体であるプレストレスコンクリートの脚柱である。

第６図に示される通り、脚柱１γは、主にタン力のため
の荷積み施設であり、パイプライン施設のない油田地帯
から沖合の荷積みのために必要上設けられる上部構造体
上に係留および荷積みの装置を備えている。

脚柱はこの場合大気圧であり、生産装置からいろいろな
フローラインを運ぶ役割を果たす。

５００ｍまでもしくはそれ以上の深度での動作は可能で
ある。

石油貯蔵の用意はない。第８図に示される通り、第６図
に示されるような脚柱（それは第７図の形状をしていて
もよい）は、継手１８，１９．２０によって海底のノ・
ウジング３１に連結されている。

これらの全ての組合せにおいて基礎的な点は、係留、荷
積み、および貯蔵に関することである。

しかし構成要素の同じ一般的な組合せは、フレアスタッ
クのための支持のような別の施設を与えるために使われ
ることも可能である。

小さいが幾らかの焼却がいつも必要とされ、水中生産方
法が採用されている所では、分離したフレアスタックが
必要とされる。

どんな場合でも、生産施設が水面に置かれている所では
、生産領域から光分離れている焼却装置を設けることが
しばしば望ましいし、関節結合された脚柱構造体はこの
目的に対して理想的である。

海中環境に適した性質のプレストレスコンクリートで製
作された脚柱は、岸辺地帯で水平方向に作られる。

その長さの大部分は、自己浮力を有するが、漂流時下側
の区画を支持するために浮力を加える援助手段が必要と
される。

漂流を開始するときの構造体の安定性および据え付けは
、小さい荷重の変動に対して敏感ではなく、摺え付けら
れた機械装置の主要部と合体する。

位置決め時、脚柱は、外部の浮力援助装置および付加的
な足荷積みから制御される控え綱によって鉛直位置へ立
てられる。

あらかじめ置かれている継手上に位置しかつ水面におい
てブイに保持されている控え綱は、既に述べたような効
果を持つ継手の先端および連結器へ脚柱を案内するため
に使われる。

第８図および第９図と第１０図を再び参照して、・・ウ
ジング３１は石油およびガスの抜き取シにおいて利用さ
れるいわゆる海底仕上げの抗日をおおうように作られて
いる。

ノ□ウジングは、海底仕上げをおおいかつそのような仕
上げへ人間が近づくのを許すように実質的に大気圧に保
持され得る室を持っている。

以上指摘された通り、・・ウジングは全装置のための基
礎部材としての役割も果たす。

ハウジング３１はプレストレスコンクリート部材である
。

このプレストレスコンクリート部材は、建造場所から海
底へ沈められる所定の沖合の位置へ引っ張っていくため
の援助手段を持つ浮力および安定性を持つように作られ
ている。

それからハウジング３１ば、重力の影響で海底に載り、
あるいは（図示されているように）前述した方法でノ・
ウジフグ３１内に設けられた通路を通して海底に打ち込
をれる杭２２により保持される。

ハウジング３１は、その中で壁３２によっているいろな
目的のための室を区切っている。

これらの室は室３３，３６および３７を含む。

室３３は漂流中の浮力および安定性を与えかつ沈めるた
め水を入れられ、また海底仕上げの坑口３４をおおうの
にも役立ち、室３５は機械装置をおおいかつ海底仕上げ
から石油、ガスの流路のための通路を与える室であり、
中央室３６は、そこから室３５が放射状に広がる室であ
シ、（ハウジング３１は、図示されている通り、脚柱１
１が継手１８，１９゜２０によってハウジング３１に保
持される装置の一部を形成する）、室３７は継手のテン
ドン１９の固定手段への通路を与える。

そのような室は脚柱１７の基部に設けられ得る。

テンドンは、それらをハウジング３１内に引くことによ
って取り換えられ得る。

ノ・ウジング３１は水中に沈められるカプセルによって
修理されるようにその上で使用される。

この場合室３７は他の目的、例えば付加の海底仕上げを
おおうのに利用できる。

テンドン１９は、４つの放射状に離れた群になって、・
・ウジング３１の上面の円形リプ３８の個個の下側固定
手段から・・プ２０の回りの個々の上部固定手段へ上方
かつ内方へ延びている。

テンドンの４つの群の採用は、テンドンが海底仕上げの
室３３と二線上にないようなテンドン配置を与え、こう
して室３７から下側のテンドン固定手段への接近を容易
にする。

ハウジング３１の内部は通路立て坑３９によって脚柱１
７の内部に連結されている。

通路立て坑３９は、テンドン１９の中心に配置され、立
て坑と・・ウジングとの間および立て坑と−・ブ２０と
の間の密封装置を通って導かれている。

今述べられた装置を利用する１つの方法は、ハウジング
３１を沖合の望まれる位置においてそれに取付けた継手
１８，１９，２０と共に沈め、杭２２を据え付けること
である。

海底仕上げの室３３の頭部のバッチ４０は開かれて、坑
井ば、ノ＼ツチを開くことによって設けられた通路を通
ってかつ室３３の基部の穴を通って導かれるドリル立て
坑で掘削船から掘削される。

坑口３４がいったん据え付けられると、脚柱１７はその
位置へ浮かべられ、下げられて、継手のバブ２０に結合
する。

上部構造体３０ばそれから建てられる。

別の実施例として、坑井の掘削は、脚柱１１および上部
構造体３０の据え付は後実施され、坑井は上部構造体か
ら今述べられた方法で掘削される。

第８図に上部構造体から動作されているドリルストリン
グ４１が示されている。

複数の海底仕上げは各室３３の中に収容され、その上常
時密閉通路フローライン４１４を通してハウジング３１
の外側に配置されている海底仕上げから室３３へ引込む
ための用意がなされ得る。

坑口３４からのフローライン４３ば、脚柱１７を上昇す
るライザ４４に結合されている。

３継手装置を与える関節結合部は、フローライン４３、
ライザ４４Ｖｃ設げられ得る。

正常動作において、バッチ４０は閉じられ室３３は水を
満たされ、一方接近が必要とされもしくは機械装置を持
つ他の室は大気圧で動作されている。

もし室３３へ接近することが望まれるならば、室３３は
排水されて、室３３への仕切り壁の戸４５は開かれる。

坑井の暴噴もしくは異常な圧力の起こったとき、−・ツ
チ４０は揚げられて開くので、・・ウジング３１の構造
体は、過度に荷重をかげられることはない。

全てのフローライン、制御ライン、および他の結合部は
仕切り壁を通して作られ、全ての仕切り壁閉鎖は２つの
分離した密封装置を設けられる。

第８Ａ図は・・ウジング３１の別の形状を示す。

・・ウジング３１の中央部３１Ａは、第１１図、第１２
図、および第１２Ａ図を参照して以下に述べる形状であ
るが、今述べた室３３を持つ。

第１１図、第１２図および第１２Ａ図に基いて、水面下
で動作する別の構造体を説明する。

構造体はいろいろな装置および二次装置として述べられ
る。

これらの装置および二次装置は下記の通りである。

第１１図および第１２図（５ＵＢＰＲＯＤＩおよび５Ｕ
ＢＰＲＯＤ ２ ）に２つの形状を示されている海中
生産装置は、深い水中での掘削、生産、および貯蔵のた
めの固定施設を与える。

これらの施設の大部分を海面下の非常な深さの所に据え
付けることによって、構造体に作用する力および曲げモ
ーメントは最小値に保たれる。

全ての生産地帯は大気圧であり、従来の通路手段が、人
、機械装置および資材のために設けられている。

装置は多くの衛星海底仕上げに役立つ生産、貯蔵、荷積
みの中央固定施設を与えるのに役立ち得る。

装置は５００ｍまでの水深に提案されるが、それより著
しく大きい水深にも適している。

第１１図（５ＵＢＰＲＯＤｌ ）を参照して、生産施設
を含む容器４５ （ＰＯＤ ） は、鉛直テンドン１４
−（ＧＵＹ） によって深度的２００ｍの所に保持さ
れている。

ＧＵＹは海底基礎装置−（５ＥＦＳ ） の構造体１
に取り付けられている。

容器の頭部に固定されているコンクリート通路室て坑１
５ば、水面を通ってプラットフォーム構造体を支持して
いる。

生産機械装置はＰＯＤ内のいろいろな作業レベルに適合
し、ＰＯＤは例として内側最小高さ１０．０ｍである９
０００ｍ”の使用可能な領域を持つ。

装置は機械装置の配置においてかなりの柔軟性を許し、
個別的な領域は不活性ガスの雰囲気内に保持されて、Ｐ
ＯＤ内で働く八人の安全を確保している。

坑井が５ＵＢＰＲＯＤから掘削される所において、この
構造は、坑井が通路立て坑の頂上に取り付けられている
プラットフォームから掘削されることを許す。

導管は鋼スリーブ中においてＰＯＤ を通して包まれ、
導管は鋼スリーブ内において自由に運動する。

坑口領域は、プラットフォームの上に取り付けられ、そ
こにおいて分岐管が原油を集め、それを加工処理および
次の荷積みのためにＰＯＤへ送る。

導管は通路立て坑の中に位置決めさへあるいはその外面
に取り付けられ、あるいはそれらを組合わせられる。

ＰＯＤと海底との間で掘削甲板における導管の運動は考
慮され、ＰＯＤ と海底との間の導管の従属支持構造
体は必要ならば設けられる。

別の装置において坑口仕上げは、ＰＯＤ の下部画に
おいて据え付けられ、コンクリート通路室て坑を通って
通気される二次収容装置によって隔離されている。

ＰＯＤの中から掘削する機会もあろう。

テンドンＧＴＪＹの鉛直配置のために、装置の水平方向
の運動は、波、流れおよび風によって５ＵＢＰＲＯＩ１
７に働く力に関係するＰＯＤおよび通路立て坑による総
浮力に関係している。

浮力は異常環境のもとでの望ましい最大運動を与えるよ
うに選択され得る。

第１１図に略示されている図に対し、泥海の異常状態の
もとでの水平方向の最大移動は、海底上のＰＯＤの平均
高さの５係以内である。

５ＵＢＰＲＯＤの別の構造は、その配置においてテンド
ンＧＵＹが鉛直に対しである角度傾斜しているものであ
り、必要ならば水平方向の運動についてさらに制御を行
なう。

５ＵＢＰＲＯＤＩＡは、固定コンクリート通路室て坑が
関節結合されている脚柱ＣＯＬによって取り換えられる
ような変形であり、容器ＰＯＤから継手ＪＯＩＮＴによ
って支持されている。

この形状は、構造体に働く水平的な力を減らすが、前述
したような大気通路の手段を許すように作られている継
手に関係している。

この装置は低い波荷重を受け、装置が多くの海底仕上げ
に役立つ所での応用に適しているので、掘削の必要がな
い。

第１２図の５ＵＢＰＲＯＤ２を参照すると、容器４５
ＰＯＤ ２は海底に固く固定され、複合あるいはあらか
じめ据え付けられている基礎１の上に取り付けられてい
る。

容器の頂上に固定されているコンクリート通路立て坑１
５ば、水面を通ってプラットフォーム構造体を支持して
いる。

こうして鉛直テンドンＧＵＹの必要はなくなる。

第１２Ａ図の５ＵＢＰＲＯＤ２ＡＫ示されているこの形
状の変形例において、固定立て坑は既に述べられた関節
結合の脚柱１７ＣＯＬによって取り替えられていて、大
気圧で接近するのを可能にするように作られた前述の継
手１Ｂ、１９，２０によって容器に結合されている。

そのような通路はカプセルのドツキング装置によって補
われ得る。

５ＵＢＰＲＯＤ２もしくは２Ａは３５０ｍまでの水深に
対して考慮されていて、５ＵＢＰＲＯＤ ２Ａは、装置
が海底仕上げと共に使用される所で特に適していて、掘
削施設は必要とされない。

さらに他の二次装置５ＵＢＰＲＯＤ３ば、基礎によって
形成されるあらかじめ据え付けられた基部上の容器ＰＯ
Ｄ ２を取り付けることによって形成されている。

５ＵＢＰＲＯＤ ３は多くの衛生海底仕上げに役立つ中
央生産施設として作用するためにある。

容器は大気圧であり、ドツキング案内カプセルを経て接
近できるか、沈められる。

ＰＯＤ内の生産装置を通って、原油は第７図に示されて
いるような荷積みおよび（あるいは）貯蔵施設へ送られ
る。

製作のとき基礎装置５ＥＦＳは分離しているが、前述し
たように、あらかじめ据えつけられ、それからＰＯＤ装
置が建造環もしくは浮力性のいかだから下げられて、５
ＥＦＳと固く結合する。

第１２Ｂ図を参照すると、５ＵＢＳＴＯＲは深い所での
石油の貯蔵および荷積みのための二次装置であり、かつ
さらに深い所で可能であるけれども、温度約３５０ｍま
での所に適している。

装置は５ＵＢＰＲＯＤ２Ａと同様であり、水面へ延びる
関節結合されている脚柱１７をもつＰＯＤ装置４５Ａを
持ち、そして５ＥＦＳ とともに海底へ固定されている
コンクリートベース構造体１の上に載っている。

水面近くにプラットフォームを持つ関節結合脚柱の使用
により、水平方向全部の力が減少される。

容器ＰＯＤ２への人の通路が必要とされないから、（ま
た容器は深度５００ｍまでの所において動作され得るか
ら）、この二次装置は人道を持つ継手１８，１９，２０
に左右されない。

１００万バレル以上の石油貯蔵能力が予想される。

総括すると、５ＵＢＰＲＯＤは深度３００ｍから５００
ｍまでの一般的な範囲の所のために企画されているが、
その装置は非常に深い所で使用され得る。

その装置は衛星海底仕上げ装置から、あるいは従来の坑
井導管から、または両方から原油を通させ得る。

装置の基本原理は、その施設の大部分を一定の深さに置
くことによって、波、流れ、および風によって構造体に
加わる力に起因する運動を最小にすることである。

その一定の深さにおいて、そのような力は海面付近にお
いて一層小さい。

全ての手動の動作は大気圧において実施され、水面から
の同様に大気である通路が人、機械、装置および資材の
ために設けられ得る。

５ＵＢＳＴＯＲは独立の二次装置であり、かつ５ＵＢＰ
ＲＯＤもしくは他の深海生産装置との組合わせにおいて
使用され得る。

この原理は、石油貯蔵に関する限ジ、この技術を一層深
い所へ広げる。

１００万バレル以上の貯蔵量は、水移動原理で動作する
この装置に関して可能であう、ＰＯＤは石油か水のどち
らかであるいは両方で満たされている。

軽い石油は水の上に漂う。深井戸ポンプが石油あるいは
水を必要なだけ汲み入れもしくは汲み出し可能にするた
めに、設けられ得る。

移動水は分離器を通過して海へ排出される。

石油漏出を完全に防止するために、石油、水均衡装置は
、外部の流体的な圧力によるＰＯＤの予圧縮を与えるよ
うに配置されている。

５ＵＢＰＲＯＤの建造および据え付けは下記の通りであ
る。

ＰＯＤの基部の外皮はあらかじめ浚泄されり乾コファー
ダムにおいて作られる。

これは、建造環あるいは建造いかだを形成する漂流可能
な円形の強化コンクリートいかだによって囲まれている
。

コファーダムは浸水されかつ穴をあけられるので、いか
だおよび一部作られたＰＯＤ は工程２の位置へ移動さ
れ得る。

いかだはそれから、構造体の完成まで建造ベースとして
役立つ。

それは後半の建造工程中の安定援助としても必要とされ
る。

これは、ＰＯＤおよび立て坑をいかだに結合させる控え
網装置によって成し遂げられ、その全ての組合せは控え
綱の張力によって固く保持されている。

この装置は、いかだにより与えられる余分の浮力を利用
して、建造および引き出されるときの吃水を制限するた
めに使われることが可能である。

ＧＵＹＳば、摺え付は工程中の次の下降のために、塔の
頂上において、クロスヘッドに取す付けられている。

基礎固定手段装置は、あらかじめ据え付けられ、海底に
固定されている。

装置が最終的な位置へ引かれると、控え綱の長さの調節
によって、構造体は自然の吃水まで下げられる。

構造体は、脚荷としての水をＰＯＤ内に設けられたタン
クに導くことによって、動作吃水だけさらに下げられる
。

構造体が直立位置に安定する深さにおいて、控え綱の幾
つかは解放され得る。

いかだはまたＧＩＪＹ装置を据え付けるためのベースと
しての役割を受は持ち、個々のＧＵＹＳはＰＯＤのスリ
ーブを通して下げられるので、ＧＵＹＳの下端は基礎の
受口に位置する。

ＧＵＹＳの上端および下端は両方とも適切な位置に拘束
され、ＧＵＹの長さを均一にさせるために、初期張力を
少し加えて後グラウトを注入される。

最後にＧＵＹＳは、構造体の下降中導入された脚荷とし
ての水を除去することによって引っ張られる。

二次装置５ＵＢＳＴＯＲＫ建造のよび据え付けは、５Ｕ
ＢＰＲＯＤについて述べられた手順にほぼ同じである。

その上、浮子強化コンクリートのベースはコアアーダム
において作られ、５ＵＢＳＴＯＲが適切な位置へ引かれ
る前にあら、かじめ据えつけられる。

石油貯蔵所ＰＯＤは浮力性の円形の包囲いかだから下げ
られ、あらかじめ据え付けられている基礎と接触し、そ
れからＰＯＤは基礎に取り付けられる。

控え綱については上述した。

第１３図から第１５図を参照して、まず第１３図におい
て、テンドンが示されている。

テンドンは原子炉用プレストロスコンクリート圧力容器
のための大規模プレストレス装置を開発する際確立され
た技術を使用するプレストレストランドを利用している
。

テンドンは腐食保護材を施され、部分的なあるいは全体
的な浮揚性を有している。

ＧＵＹは前述された５ＥＦＳ あるいは前述した他の
構造体のような構造体に取り付けるための手段を持ち、
初期張力付与のための手段を与えられ得る。

第３１図に示される通り、被覆４８内の３７本の引張ダ
イフォルムストランド４１（特性応力１．４０８）ン）
から編成されている各装置４６は、各部の鋼ケーシング
中に配置され、２５９本のストランドの全体的なケーブ
ル（総計９，８５６）ンの特性応力）を与える。

ストランド間の空隙およびケーシング内のすき間はセメ
ントあるいは他の腐食保護材を注入され得るか、あるい
はテンドンは外側のケーシングの直径を増加しかつ内部
空間に密度の低い材料を満たすことによって、浮揚性を
有することができる。

保護および大きな可とう性の別の形式は、接合されてい
ないプレストレスコンクリート床の建造の一形態におい
て一般に使用されている型の油充填プラスチック被覆の
ストランドのケーブルを作ることによって達成され得る
。

上述したＧＵＹ引張ケーブルを採用する設計は、固定手
段ケーブルの作用荷重がその特性力の３０％に等しい安
全荷重になることを保証する。

テンドンの両端に近い固定手段は、第１４図および第１
５図に示されている。

最初に第１４図を参照すると、ストランドは円錐固定ケ
ーシングの中に広がっていて、各層は分離した固定環５
０に固定されている。

連続する各層のための直列の環５０は、内外にはまり合
って、固定円がいを形成し、合成の円かい装置は、固定
ケーシングの口部において支持フランジ５１によって押
えられている。

保護シュラウド５２は装置の端部にわたって、セメント
のグラウトで満たされている。

なおストランドは円錐固定手段を形成するためにコンク
リートによって囲まれて、横からの力が張力を受ける綱
を持つ栓を周囲に巻き込むことによって与えられる。

第１５図は、固定手段が形成された入口導索器手段によ
ってテンドンの合理的な横方向の運動をいかに調節する
かを示している。

固定装置は、管もしくは構造体の凹部にそれを入れ、か
つ流体圧で操作されるせん断キーから座環を支持するこ
とによって、取り付けられ得る。

ケーブルの長さの調節は、固定管内のせん断キー装置の
鉛直位置を変更することによって達成し得る。

第１５図は別の端部結合を示しており、その結合におい
て固定装置は構造体コンクリートあるいは固定でロック
内に注型されている。

これは長さ調節も固定手段開放も与えない。

全体のテンドンおよび固定手段装置は、必要な高水準の
製造を達成可能にするために、おおいのある工場で作ら
れ得る。

テンドンの長さおよび重さく代表的に２８０ｍとｏ、６
２ｔ／ｍ）のために、特別の操縦装置が必要とされる。

テンドンの基礎ブロックおよび構造体への取り付は方法
は、テンドンが合体される特別の計画によって変わる。

テンドンや固定手段のこれらの形状の利点は、それらの
構成が土木工学の構造体において長年ずつと使用されて
いる材料および原理に基いていることである。

設計は高度の重複性を組み入れることが可能であり、か
つテンドンの太さの選択に非常に大きい柔軟性を提供す
る。

多くの特徴は以上のように述べられ、図面において説明
された。

そして注意すべきは、本発明が全てのこれらの特徴を個
々にかついろいろな組合せにわたることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は杭据え付は装置の線図、第２Ａ図と第２Ｂ図と
は２つの異なる動作状態を示した第１図の装置の詳細な
断面図、第３Ａ図および第３Ｂ図は２つの異なる動作状
態を示した第１図の装置の別の詳細な断面図、第４図は
第５図のＶ−ｖ線に沿う関節結合継手の一部断面図、第
５図は第４図のＶ−ｖ線に沿う断面図、第６図と第１図
と第８図と第８Ａ図とは他の構造体の異なる形状との組
合せにおいて第４図、および第５図の継手を説明する一
部断面図、第９図は第１０図の■−■線に沿う第８図の
詳細な断面図、第１０図は第９図の詳細な断面平面図、
第１１図と第１２図と１２Ａ図と第１２Ｂ図とはいろい
ろな構造体の図、第１３図は切断したテンドンの斜視図
、および第１４図と第１５図は第１３図のテンドンの両
端の固定手段の断面図である。 １・・・・・・構造体（基礎）、２・・・・・・杭、３
・・・・・・駆動装置、４・・・・・・ラム、５・・・
・・・シリンダ、１２・・・・・・くさび、１４・・・
・・・鉛直固定手段、１７・・・・・・脚柱、１８・・
・・・・環状ばり、１９・・・・・・テンドン、２０・
・・・・・バフ、２１・・・・・・導索器、２２・・・
・・・杭、３１・・・・・・ノ・シリンダ、３４・・・
・・・坑口、４７・・・・・・ストランド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 構造体が関節結合されるように構造体を海底に固定
   する継手であり、この継手は、可とう性テンドンにより
   重なって互いに接続されている２つの部材を有し、２つ
   の部材のうちの第１の部材は海底に固定され、第２の部
   材は固定されるべき構造体を第１の部材へ取付ける継手
   において、２つの部材１８．２０は引張状態のテンドン
   １９とその両部材の間の間隙とにより近接関係に保持さ
   れて両部材の間の旋回運動を両部材の押圧接触無しに許
   容し、テンドンは両部材の旋回運動中すべてのテンドン
   が引張状態に保持される耐張性の合成プラスチック材料
   であることを特徴とする、構造体を海底に固定する継手
   。 ２ これらのテンドンは半径方向へ配置されかつ傾斜し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の継
   手。 ３ 一方の部材から他方の部材への通路がテンドンの内
   側に設けられ、この通路は両部材に密閉されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の継手。 ４ テンドンは２つの部材の一方に２以上の高さにおい
   て取付けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項、あるいは第３項記載の継手。 ５ 両部材が強化コンクリートおよび（あるいは）プレ
   ストレスコンクリートであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の継手。 ６ テンドンの材料がテリレン（商品名）を含むアルカ
   ジン（商品名）であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第５項のいずれかに記載の継手。 ７ テンドンが交換のために取外し可能に両部材に取付
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第６項のいずれかに記載の継手。 ８ 構造体が脚柱であり、この脚柱は継手の第２の部材
   に固定されかつ水面よシ上方へ延びていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第１項のいずれかに記
   載の継手。 ９ 脚柱には船係留と荷積みとの装置が設けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の継手。 １０継手および脚柱が石油あるいはガスを海底から取出
   す場所において用いられ、脚柱には石油あるいはガスを
   水面へ運ぶフローライン、および（あるいは）石油貯蔵
   および（もしくは）機械および備品のための収容部、お
   よび（あるいは）フレアスタック装置が設けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項あるいは第９項
   記載の継手。 １１継手によって脚柱を固定する海底の上に水中ハウジ
   ングが設けられ、継手の第１の部材がこの水中ハウジン
   グに固定されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ８項、第９項、あるいは第１０項記載の継手。 １２前記水中・・ウジングが、坑口を覆う室と、機械を
   覆いかつ水中ノ・ウジング、継手、および脚柱を介して
   坑口から延びている石油ガス導管のための通路を形成す
   る室とを内部に有していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１０項、あるいは第１１項記載の継手。 １３前記水中ハウジングが、テンドンを交換するために
   テンドンの固定部へ達する室を内部に有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の継手。 １４坑口を覆う室が取外し可能な・・ツチを有し、この
   バッチが取外されたときはドリル軸がその室とその室の
   基部の穴とを貫通できることを特徴とする特許請求の範
   囲第１２項あるいは第１３項記載の継手。 １５脚柱がプレストレスコンクリートであることを特徴
   とする特許請求の範囲第９項ないし第１４項のいずれか
   に記載の継手。 １６水中ハウジングがプレストレスコンクリートである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１２項ないし第１５
   項のいずれかに記載の継手。