JPS5914671B2 - 深海底にパイプラインを設置する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は船のような浮動体上においてパイプセグメント
を連結してパイプラインを組立て、これを深海底に降ろ
して定置させる方法にして、パイプラインが海底に到達
後海底から浮動体に向って曲線をなして上方へ延び、つ
いで既に組立てられたパイプラインに新しいパイプセグ
メントを連結すべき浮動体上の場所まで第２の曲線に沿
って延びており、特に海底近傍における前記パイプライ
ンの曲線の形状を制御するために、海底へ延びる前記パ
イプラインに対し浮動体から引張り力を加えている方法
に関する。

このような方法についても、種々の形態が知られている
。

例えば船の甲板上においてパイプセグメントからパイプ
ラインを水平に組立て、次いで、前記組立てられたパイ
プラインが甲板に対しその長手方向に接続された舷外張
出し材を介して降ろす方法があり、その場合にはパイプ
ラインは水平な張出し材から離れてまず下方へ湾曲し、
海底に横たわる前に今度は逆の方向に再び湾曲されるこ
とになる。

このＳ字形のパイプライン径路の曲率半径があまりにも
小さくなると、曲げ荷重によってパイプラインの破壊が
生じる。

これを防止するためには、Ｓ字形に延びている全パイプ
ラインに引張り力を加え、径路の曲率半径を太き（し、
曲げ応力が過大になることを防がなげればならない。

このことは船に対し錨と錨ケーブルなどを介して水平方
向に大きい力を加えな（ではならないことを意味する。

しかし、その結果として前記湾曲部の位置においてパイ
プラインは曲げ荷重に加えて引張り荷重をも受けること
になる。

他の方法として、上方部分の湾曲部を無くすようにパイ
プラインを下方へ傾斜した舷外張出し材によって案内す
る方法も知られている。

しかし、この方法もパイプラインに対して大きい張力を
加える必要があり、且つ、前記方法と同じように船の方
向をパイプラインの方向に一致させる必要がある。

このことは風や潮流の方向が前記方向と異なる場合、こ
の方法の実行を困難にするという欠点を有する。

水深が深い場合、船から吊られているパイプライン部分
は長く、したがってその重量も大きい。

これはパイプライン湾曲部の曲率半径を許容される大き
さ内に抑えるため船がパイプラインに加えねばならぬ力
が増大することである。

さらに、深さが増すにしたがって、深海底にまで延びる
錨ケーブルによって充分な水平方向の引張り力成分を得
ることもまた困難になる。

このとき加えられる力は、特にパイプラインの上方部分
が湾曲されているとき、きわめて容易に荷重限度を超過
する。

その理由は、パイプライン材料が引張り力だけではなく
曲げ力にも耐えなくてはならないからである。

本発明の目的は、第１に、前記パイプラインの過荷重の
問題を除去し得る方法を提供することである。

本発明の前記目的は、上述したような引張り力が、浮動
体から下方に遠く離れ海底に近い曲線部より上方にある
ほぼ直線状のパイプライン部分の１点に、浮動体から直
接パイプラインを通さずに加えられ、それにより、前記
引張り力を加えた点より上方にあるパイプライン部分が
、該点に曲げモーメントを加えることにより引張り力す
受けることなく湾曲されることにより達成される。

その結果として、引張り力が加えられ点の上方において
はパイプラインは引張り力を受けず、従って、パイプラ
インを別個の曲げ装置を使用することによって所望の湾
曲度に曲げることが可能になる。

その理由は、このパイプライン部分の材料は前記曲げ荷
重を受けるだけで、引張り力は受けないので、比較的大
きい曲げモーメントを加えることが可能だからである。

このようにパイプラインに加えるべき力とモーメントと
を分離することにより、パイプラインを甲板上で水平位
置において組立てる場合にもパイプラインの上方湾曲部
分を小さい曲率半径で湾曲させることが可能である。

この機構は加えらるべき引張り力の大きさに顕著な影響
を与えるものではない。

特に錨を介して加えられるべき水平方向の引張り力の大
きさには関係しない。

本発明に従えば、パイプラインの上端部分が垂直に船内
に進入するように、パイプラインの上方部分を曲げると
さらに有利である。

そのことは、パイプラインが掘削船において使用される
デリックとほぼ同じ形式の専用デリックを用いて垂直面
内で組立てられることを意味する。

このような垂直組立方法を用いれば、傾斜して下方へ延
びる直線パイプライン部分を、より急峻な角度をもつよ
うに、いいかえれば垂直方向に対してより小さい角度を
もつように、位置決めすることが可能であり、その場合
、パイプラインに加えらるべき引張り力の垂直成分は相
対的に増大するが、水平成分は減少する。

垂直成分は船の浮力によって与え得るので垂直成分の増
大は大きい問題ではない。

一方水平成分、例えば錨ケーブルによって、または船自
体の推進装置によって与えられる水平成分が減少するこ
とは大きい利益である。

パイプラインの上方部分を船内に垂直方向に導入するこ
とは、さらに、−船に対して相対回転する装置上におい
て全組立過程を遂行することが可能となり、その場合に
は船の方向はパイプラインの方向に一致させる必要なく
潮流や風の方向に従って決めることができる。

動的位置決め手段を有する船、例えば掘削船の如きは極
めて容易にパイプライン敷設に使用するどとができる。

＝本発明はさらに本発明に基く方法を実施す
るための装置を提供し、該装置は、垂直軸廻りに回転可
能であり、また垂直方向に運動可能でありそして油圧空
気装置によってその位置を決められる筒を有し；該筒に
は水平方向の舷外張出し材が取付けられており、該張出
し材にはその長手方向に位置調整可能な装置を配されて
おり；さらにパイプラインを交互に締付けるようにされ
た２個の互いに協働し且つ相互に変位し得るクランプを
有する締付装置に結合された引張り装置を有し；前記筒
がさらにパイプラインを案内する案内要素と、該要素と
前記締付装置との間においてパイプラインに曲げモーメ
ントを加える曲げ装置とを有することを特徴とする。

水平方向の舷外張出し材に添って動き出る装置を移動さ
せることにより、パイプラインの直線部分の方向に対し
前記引張り装置の方向を一致させることが常に可能であ
る。

前記筒内の案内要素と前記曲げ装置の案内要素は、次ぎ
のパイプセグメントを接続したのちパイプラインをさら
に下ろす場合に曲げモーメントを維持しつづけることを
可能にしている。

パイプラインを下ろすには、前記締付装置が使用され、
前記パイプラインを下ろしつつある間、一方のクランプ
がつねにパイプラインを保持しており、他方のクランプ
は、前記一方のクランプがその出発位置へ向かって上方
へ復帰し、ついで次ぎのパイプセグメントがパイプライ
ンに接続される間、パイプラインを保持している。

舷外張出し材に添って運動する装置は走行うラブより成
り、該クラブはそれを運動させ固定する手段として、既
知の方式のウィンチに連結されたケーブルを備えている
。

本発明に基く引張り装置はケーブルと組合わされた２組
の複合滑車装置を有し、そのうち１組の複合滑車装置は
締付装置の１つのクランプに結合され、他の１組の複合
滑車装置は前記締付装置の他の１つのクランプに結合さ
れる。

各複合滑車装置は、それぞれパイプラインの静止時およ
び下降時においてパイプラインに加える引張り力を制御
する。

前記引張り装置は、締付装置の上方のクランプに結合さ
れた更に１組の複合滑車装置を備えることもある。

すなわち、該上方クランプに対して下方クランプを運動
させそして固定するための装置としてである。

この目的にぼ、上方クランプは滑車装置または油圧装置
などの機構を備え、それによって下方クランプを引張り
力を維持しつつ降下させ、また上方クランプが荷重を引
き受けたのちに下方クランプを上方へ復帰させる如くな
っている。

前記クランプは、パイプセグメントが互いに結合される
パイプの肉厚部においてパイプラインをつかむのがよい
。

本発明に従う曲げ装置は、アングル・レバー装置の下脚
には前案内が枢動可能に取付けられており、アングル・
レバー装置の他方の脚は前記筒に結合され、さらに前記
下脚は圧力シリンダを備え、シリンダの一端は前記前案
内と該下脚とを結合する枢動結合部から離れた点におい
て前記前案内に連結されている。

前記アングル・レバー装置に結合された曲げ装置は、パ
イプラインと共に動き得るものであり、従って、パイプ
ラインの直線部分の傾斜角度に応じて加えるべき曲げモ
ーメントと、曲げモーメントを作用させるべき位置を決
定することができる。

曲げモーメントを加えるべき正しい位置を決定し、さら
にそれに応じてもし可能であれば全装置の自動制御を可
能にするために、曲げ装置に角度位置表示器を配設し、
さらに、アングル・レバー装置の脚にも角度位置表示器
を取付けることが効果的である。

前記各部品の角度位置は、パイプラインの直線部分の傾
斜角度を示すとともに上筒曲部の曲率半径をも指示する
。

それに従って水平舷外張出し材上の滑車装置付きのクラ
ブの位置も決定され得る。

前記筒は船内に軸受によって回転自在に支持されており
任意の方向に調節できる。

船に対する前記筒の垂直方向の可動性は、油圧空気装置
によって行われる。

このことは船が前記筒に相対して垂直方向に運動し得る
ことを意味する。

船と筒との間の相対運動が前記引張り装置に伝達されて
走行うラブの位置に影響を与えることがないように、本
発明においては走行うラブ用のウィンチと滑車装置用の
ウィンチとは前記筒内に配設されることが好ましい。

次ぎに、本発明は添付図面を参照して−そう詳細に説明
する。

第１図はその中央に筒２が配置されている船１を示し、
核部２は、垂直軸線廻りに回転可能に、且つ、船１に対
し垂直方向に運動可能に軸受支持されている。

前記筒２はその下側に水平の舷外張出し材３を担持して
おり、舷外張出し材３には、走行うラブ４のような張出
し材の長手方向に可動且つ調整自在である装置が搭載さ
れており該装置からケーブルが延びて保持クランプ５に
達している。

前記クランプ５の下方には、可動クランプ６が配置され
ており、前記クラブ４にケーブルにより連結されている
。

筒２はさらに前記舷外張出し材３とは反対の側に脚７，
８を有するアングル・レバー装置を担持する。

脚７の一端は筒２に枢動自在に結合され、他端はピボッ
ト継手９を介して脚８を担持している。

脚８はクランプ５の上方に配置された前案内１０に枢動
自在に結合されている。

参照番号１１は油圧シリンダを表わし、その一端は脚８
に枢動自在に１２におり・て結合され、その他端は１３
において前案内１０に結合されている。

筒２内には垂直管案内１４が配置されている。

パイプラインを該垂直管案内１４によって支持したまま
、前案内１００近くにおいて油圧シリンダ１１によって
パイプラインにモーメントを加えることによって、クラ
ンプ５と前案内１４との間にある上方パイプライン部分
を任意の曲率で湾曲させることが可能である。

デリック１５が船１の甲板上に設置されており、甲板上
に置かれているパイプセクションを、筒２内において既
に組立てられたパイプラインに結合するために使用され
る。

パイプラインの溶接、溶接部の点検およびパイプライン
の塗装は前記デリック１５の内で行われる。

第１図に示すように、張力装置のケーブル１６はパイプ
ラインの直線部分１７に整列しており、張力がクランプ
５または６を介してパイプラインに加えられ、その結果
、曲線部分１８の曲率半径が充分大きく保持されるとと
もに、クランプ５より上方のパイプラインは張力を受け
ることを免れる。

クランプ５，６は、それぞれ、パイプラインの厚肉部１
２に取付けられる。

パイプラインを降下させる場合は、クランプ５を解放し
クランプ６を作動させる。

パイプラインを降下させると同時に船１を移動させ、降
下作業が完了したらクランプ５を再び作動させ、該位置
において張力が回復され、ついでクランプ６が解放され
、上方に向ってその出発位置へ移動される。

第２図は本発明に基く装置の最も重要な部分を拡大して
図示したものであり、第１図にも示されている部分に対
しては可能なかぎり同じ参照番号を用いている。

第２図には、筒２がスラストラジアル軸受２０を介して
ハウジング２１により回転自在に支持され、該ハウジン
グ２１はボール式垂直案内２２を介して円筒形のスリー
ブ２３内に変位自在に支持され、スリーブ２３は船１内
に固定して据付けられていることが示されている。

ハウジング２１は油圧空気装置２４によって支持され、
該装置２４のピストン棒２５はハウジング２１の上部下
面に作用し、装置２４のシリンダは２６において船１の
底部に固定されている。

該シリンダは導管２７を通じてアキュミュレータ２８に
接続されており、該アキエミュレータ２８内には液体と
気体との間の境界面が存在し、例えば１２５バールの圧
力を有する通常の空気圧力容器２９に接続されている。

第２の圧力容器３０は例えば１７５バールの圧力を有し
、圧力低下が起った場合に空気を供給して圧力を回復さ
せる。

溶接ステーションは図示されていないがほぼ筒２の上端
の高さに位置し、溶接シームの点検はより低い位置にお
いて行われる。

筒２内には数個のウィンチが据付けられる。

ウィンチ３１はクラブ４を変位させるのに使用される。

クラブ４は第１図の右側にその作動位置が、また図の中
心付近にその始動位置が示されている。

可動のクランプ６のためのウィンチが３２を以て示され
、クランプ５のためのワルトン型のウィンチが３３，３
４を以て示されている。

ウィンチ３４はケーブル・ドラム３５を有する。

ウィンチ３３も同様にケーブル・ ドラムを有するが図
示していない。

クランプ５，６はそれぞれ既知の油圧作動方式。

のジョー３６，３７を有する。

油圧作動のため圧力導管がアングル・レバー装置の脚７
と８に添って配設されている。

前記導管は図示されていない回転継手を介してホース３
９に接続されている。

ホース３９はクランプ６内部に在るジョー３７の油圧作
動制御装置まで延び、ホース巻付装置４０上に巻かれて
いる。

該装置４０の巻取り及び巻戻しは、クランプ５に対しク
ランプ６が変位するのに応じて自動的に行われるように
なっている。

導管４１が導管３８に並列に配置されており、曲げ装置
の油圧シリンダ１１を圧力を供給する。

第２図にはクラブ４が、筒２の直下の位置と、完全に右
側へ変位された位置とにおいて示されている。

ケーブルがそれぞれの索車に添って延びている態様は、
第２図では略示されているだけであるので、第３ａ図、
第３ｂ図及び第４図を参照して詳しく説明する。

第３ａ図は、どのようにケーブルが、ケーブル・ドラム
３５からワルトン型のウィンチ３３，３４を越え、筒２
の下側の案内索車４２，４３を越えて延びているかを示
す。

ケーブル案内索車４４゜４５．４６は走行するクラブ４
内に据付けられている。

ケーブル案内索車４７．４８は上方のクランプ５内に配
置されている。

ケーブル案内索車４９は舷外張出し材３９の端部に据付
けられている。

第３ａ図から判るように、左ケーブル５０は、戻り索車
４２を通り、直接、クラブ４とクランプ５０案内索車を
経て延びているが、前記左ケーブルと共に１本の連続ケ
ーブルをなしている右ケーブル５１は、戻り索車４３を
通り、先ず初めに、舷外張出し材３の端部の戻り索車４
９へ延びている。

その結果、走行うラブ４は舷外張出し材３のどの位置に
おいても釣合った力を受けている。

可動のクランプ６を制御するケーブルは、第３ｂ図に示
すように、ウィンチ３２かも、第３ａ図及び第２図に示
される索車４２，４３と同軸に据付げられた戻り索車４
２’ 、 ４３’を通り延びている。

さらにそれらは、舷外張出し材３の端に据付けられた第
２図の索車と同じ態様である索車５２，５３を通り、走
行うラブ４内の索車５４，５５を通り、ついで、クラン
プ５内の索車５６，５７を介して、クランプ６のハウジ
ング内の索車５８，５９，６０へ延び、さらに荷重を分
割するためクランプ５のハウジング内の索車６１，６２
に戻って延びている。

第３Ｃ図には走行うラブ４の位置を制御するケーブルの
経路が示されている。

前記ケーブル６３はウィンチ３１かも、索車４３，４３
’と同軸の索車６４を通り、ついで舷外張出し材３の端
に設けた索車６５を通り走行うラブ４に達している。

前記走行うラブ４は、元来、垂直方向下向きの力を受け
ており、舷外張出し材３の内端へ移動する傾向を有し、
従って、ウィンチ３１とケーブル６３とによって走行う
ラブ４を、第１図に示したパイプラインの直線部分１７
の延長と舷外張出し材との交点位置へと移動させること
ができる。

水平の舷外張出し材３をその長手方向が垂直になるよう
回転変位可能に筒２の下側に取付け、垂直位置に移した
のち、筒２の中を上方へ移動させ、整備、修理を行うよ
うにすることもできる。

同じことをアングル・レバー装置それに結合された曲げ
装置、クランプ５，６などについても実施することがで
きる。

非作動状態においては、アングル・レバー装置は最上方
位置へと揚げられるので、アングル・レバー装置、曲げ
装置及び舷外張出し材の組立体などは船１の下方のきわ
めて僅かな空間を占めるに過ぎず、従って、船１の喫水
の増加は大したものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従った装置の全般配置を概略的に示し
ている側面図；第２図は本発明に従った装置を−そう詳
細に示している部分側面図；第３ａ図、第３ｂ図及び第
３ｃ図は滑車装置と走行うラブのためのケーブルの配列
を示している図面である。 図面上、１は船、２は筒、３は舷外張出し材、４はクラ
ブ、５，６はクランプ、７，８は脚、１０は管案内、１
１は油圧シリンダ、１４は管案内、１６はケーブル、２
１はハウジング、２４は油圧空気装置、２９は圧力容器
、３０は圧力容器を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 船のような浮動体上においてパイプセグメントを連
   結してパイプラインを組立て、これを深海底に降ろして
   定置させる方法にして、パイプラインが海底に到達後海
   底から浮動体に向って曲線をなして上方へ延び、ついで
   既に組立てられたパイプラインに新しいパイプセグメン
   トを連結すべき浮動体上の場所まで第２の曲線に沿って
   延びてお。 す、特に海底近傍における前記パイプラインの曲線の形
   状を制御するために、海底へ延びる前記パイプラインに
   対し浮動体から引張り力を加えている方法において、 前記引張り力が、浮動体から下方に遠く離れ海底に近い
   曲線部より上方にあるほぼ直線状のパイプライン部分の
   １点に、浮動体から直接パイプラインを通さずに加えら
   れ、それにより、前記引張り力を加えた点より上方にあ
   るパイプライン部分が、接点に曲げモーメントを加える
   ことにより、引張り力を受けることなく湾曲されること
   を特徴とする方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において：パイプ
   ラインの上端部分が垂直方向に船内に入り込むようにパ
   イプラインの上方部分が曲げられることを特徴とする方
   法。 ３ 船のような浮動体上において、パイプセグメントを
   連結してパイプラインを組立てこれを深海底に降ろして
   定置させる装置において：垂直軸廻りに回転可能であり
   、また垂直方向に運動可能でありそして油圧空気装置に
   よってその位置を決められる筒を有し；該簡には水平方
   向の舷外張出し材が取付けられており、該張出し材には
   その長手方向に位置調整可能な装置を配されており：さ
   らにパイプラインを交互に締付けるようにされた２個の
   互いに協働し且つ相互に変位し得るクランプを有する締
   付装置に結合された引張り装置を有し；前記筒がさらに
   パイプラインを案内する案内要素と、該要素と前記締付
   装置との間においてパイプラインに曲げモーメントを加
   える曲げ装置とを有することを特徴とする装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の装置において：前記舷
   外張出し材に沿って位置調整可能な前記装置が走行うラ
   ブを以て構成され、該クラブがそれを運動させそして固
   定するための手段を有することを特徴とする装置。 ５ 特許請求の範囲第３項または第４項記載の装置にお
   いて：前記引張り装置がケーブルを配された２組の複合
   滑車装置を有し、その１組が締付装置の１つのクランプ
   に結合され、他の１組が締付装置の他のクランプに結合
   されていることを特徴とする装置。 ６ 特許請求の範囲第３項または第４項記載の装置にお
   いて：前記引張り装置が前記締付装置の上方クランプに
   結合された１組の複合滑車装置を有し、該クランプが他
   のクランプを上方クランプに対し相対的に動かし、また
   固定する手段を有することを特徴とする特許 １ 特許請求の範囲第３項から第６項までの何れか一つ
   の項に記載される装置において：前記的げ装置が、アン
   グル・レバー装置の下脚に枢着された管案内を有し、前
   記アングル・レバー装置の他方の脚が前記筒に結合され
   、前記下脚が前記管案内と該下脚との間の枢動結合部か
   ら離れた点において前記管案内と結合された圧力シリン
   ダを担持することを特徴とする装置。 ８ 特許請求の範囲第３項から第７項までの何れか一つ
   の項に記載される装置において：前記走行うラブ用のウ
   ィンチが前記筒内に配置されていることを特徴とする装
   置。 ９ 特許請求の範囲第３項から第８項までの何れか一つ
   の項に記載される装置において：前記滑車装置用のウィ
   ンチが前記筒内に配置されていることを特徴とする装置
   。 １０ 特許請求の範囲第３項から第９項までの何れか
   一つの項に記載される装置において：前記的げ装置が角
   度位置表示器を有することを特徴とする装置。 １１ 特許請求の範囲第７項または第１０項記載の装
   置において：前記アングル・レバー装置の脚が角度位置
   表示器を有することを特徴とする装置。