JPS59206289A - 係船装置と方法 - 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、固定された構造体に船を係留するだめの装置
に閏する。より詳しくは、本発明は、風、波、氷及び？
流により誘導される？重力より船のｆ動に反作用するだ
めの係船装置のブイに関する。

油、カス、及びその他の生産流体を岸から離れた沖合で
生産Ｊる場合、生産流体を座上の消費支リー移送するた
めに浮動する船を用いることが多い。１産流体は、杭に
て海底に固く係留された離岸構造体（ｏｆｆｓｈｏｒｅ
　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）から生産される。？産流体を海
底井戸から水面へ運ぶために、■岸Ｈ造体は、立ち管と
呼ばれる流体運搬装置を支持している。立ち管の上場に
結合された流管は、Ｅ産ｂ体を貯蔵タンカーへ運ぶが、
このｉ蔵タメカーは、８岸イ造体に永久的に係留される
のがよい。シャトルタンカーは、生産流体を貯蔵タンカ
ーから４降ろしして岸トの市場へ輸送する。

水の３境において、係船装置は、離岸構造体に閉する船
の相対運動に順応するよう十分に可撓性てなりれはなら
ない。船が、風、波、氷及び海流により誘導される荷重
力の作用を受けるとき、船は横揺れし、縦揺れし、及び
上下揺れする。更にその上、船は、荷重力の方向が変動
するにつれて船の係留点の周りに偏揺れする。船が動く
とき、船は剛性係船構造体及びそれが数例けられた離岸
構造体に動的な力を加えてこれらを損傷する傾向がある
。それ故、剛性係船構造体は、船と離岸構造体との間の
相対運動に順応することができないので水の環境におい
ては望ましくない。

水の環境において可撓性の係船装置を設りるために、船
を離岸構造体に係留するためのナイコンの大綱が使用さ
れる。ナイロンは弾性材料であるので、ナイロンの大綱
は、船の移動により誘導された動的な力を減衰させる。

ナイロンの大綱は、水の環境において離岸構造体に貯蔵
船を係留する十分な強度を有するけれども、北極海のよ
うな低温の環境においては安全に使用することができな
い。北極の冬期の間、ナイロンはその弾力性を失って脆
くなる。この脆さはナイロンの大綱の破断強度を低下さ
せ、大綱の破Ｊの原因となることがある。弱くなったナ
イロン人絹は、係留された貯蔵船に対して移動する浮氷
群か作用するとき特に破月を受り易い。高さが３０フイ
ート（９，１４４ｍ）に及ぶ氷のうねをイする移動する
浮氷群は、係留された船に対しζ巨大な力を及はず。

ナイロンの大綱は、北極の環境において一年を通して貯
蔵船を安全に係留できないけれども、剛性の係留チェー
ンは、移動する浮氷群により誘導される力に面えうるだ
げ十分に強力である。然しなから、剛性の係留チェーン
は、貯蔵口の移動に順応する十分な弾力性をもたないの
で、水の環境ζおいては適当でない。船が構造体の方＼
移動ずイとき、係留チェーンはゆるくなりうる。もしも
荷重力が船を構造体から離れるカへ付勢するならば、船
がチェーンの回遊長さに達するとき、船は、ｆ留チェー
ン及びそれと結合された構造体に大きい市望力を与える
に十分な運動量を得ることかあ乙。このような場合、構
造体又はチェーンが員８されるかも知れない。

ナイロンの大綱は水の環境において船を係留することが
可能であり、そして剛性の係留チア−ンは冬期の間ナイ
ロン大綱の代りに置換しうるしれども、ナイロンの大綱
から係留チェーンに替えるために流体運搬システムを操
業休止するとき貴重な生産時間が失われる。それ故、風
、波、氷、又は海流により船に作用する荷重力に順応し
うる係船装置の必要がある。更に、水の環境と氷の張り
つめた環境との何れの場合にも使用しうる係船装置の必
要がある。

本発明は、風、波、氷又は海流により誘導された荷重力
の作用を受ける浮動する船を係留するための装置を提供
する。本装置は、船とベースとの間に結合された係留装
置を有する。係Ｗ装置は、船が荷重力の作用を受けない
ときの平均（中央）位置を有する。荷重力が船をベース
に関して動かすとき、係留装置はその平均位置から変位
してこの移動に順応することができる。

荷重力が船に作用して係留装置をその平均位置から外れ
る方へ付勢するとき、係留装〃に結合されだブイ装置が
徐々に水中に沈み、荷重力に反作用１る浮力復原力を与
える。浮力復原力が荷重力に等しいとき、係留装置はお
衡状態にある。荷車力がＫ下するとき、ブイ装置が係留
装置をその平均位置の方へ押しやる。

本発明の好ましい実施態様において、係留装置口、その
平均位置からの偏倚を制限するためのス１ツバ装置を有
する。もしも荷重力がブイ装置によりＪえられた浮力復
原力を越えたならば、ストメバＪ置が可旧ノ係留装置を
剛性係留装置にかえることになる。

第１図は、基礎が底部のベース即ら離岸構造体１２に係
船装置１４によって結合された？藏船１０を示している
。構造体↓２は抗１８にて海底１６に係留され、抗１８
番、構造体１２に作用する波の作用又は氷の力により構
造体１２に功く動的垂直荷重負Ｕする。構造体１２の静
的揚圧力は、構造体１２と抗１８の重量により抵抗され
る。

構造体１２は３ら管２２を支持し、立ら簀２２は生産流
体を潤度井戸（図示せず）から水面へ運ぶだめのもので
ある。流管又は他の８竹２４は、ティー２５で出合い、
生産流体を船１０へ運ぶための立ち管２２の上端に軸ス
イベル２６により結合されている。次に、生産流体は、
シャトルタンカー（図示せず）へ荷重しされることがで
きる。

水の環境において、船１０は、風、波及び海流により誘
導される荷重力を受ける。これらの荷重力は、船１０を
その係船点の周りに縦揺れ、横揺れ、及び偏揺れさせる
。船１０の縦揺れと横揺れに順応するため、係船装置１
４がヨーク２８により船１０に結合されている。ヨーり
２８はヒンジ３０を有し、ヒンジ３０は、船ＩＯの縦揺
れに順応するように係船装置１４と船１０との間に関節
結合を与える。ヨーり２８は、船１０の縦軸線の周りの
横揺れに児応するように横揺れ軸３２を有する。

荷重力の方向が変るとき、ｍ１ｏばその係船点の周りに
偏揺れし、構造体１２の垂直軸線の周りに回転する傾向
がある。この回転に順応するため、構造体１２の上端は
、構造体１２と独立に回転するターンチーフル又は係船
スイベル３４を有する。

係船装置１４に結合された係船スイベル３４により、７
重力の力向が変るとき船］Ｏが構造体１２の周りに揺動
することができる。係船装置１４が、係船装置１４に垂
直な水平軸線の周りに回転できるように、ヒンジ３６に
より係船装置Ｉ４を係船スイベル３４に結合するのがよ
い。

船ＩＯがＹ造体遺体の周りに揺動するとき、荷屯力が船
１０を構造休１２から離れる方へ押しやるｆ向がある。

前述のように、ナイロンの大綱も剛性ある係船ヂエーン
も、開いた水面と移動する：氷７とを含む北極海の環境
において船を適切に係留Ｊるごとができない。ナイロン
の大綱は、移動する浮氷群の作用を受りる船を係留でき
る程十分に強力でない。更に、ｔ）も構造体の周りにｌ
動する船に作用する荷重力かあまりにも突然変化したな
らば、ナイ二ンの大綱も剛性ある係船チェーンも、船と
係船＞遺体との間の衝突を避けることが（きない。剛性
の係留チェーンは、移動する氷により誘導される荷重力
に順応するだけ十分に強力であるけれども、ごの剛性チ
ェーンは、船１０の移動により薦導された衝撃力を構造
体に伝達する。本発明は、変化する北極の環境において
船を係留しうる装置を提供することにより、ナイロンの
大綱と剛性係留チェーンの欠点を克服する。

水の環境内で船１０の移動による構造体１２の損傷を防
ぐために、本発明は、構造体Ｉ２の周りでの船１０の移
動に順応するように撓みうる係船装置１４を提供する。

係船装置１４は、一般に係留装置３８と復原装置４０と
を有する。第２図において、係留装置３８は、第１係留
アーム４２と第２係留アーム４４とを有する。第１係留
ア〜ｌ、４２の端部はヒンジ３０にてヨーり２８に結合
され、第２係留アーム４４の端部はヒンジ３６にて係留
スイベル３４に結合されている。第１係留アーム４２の
自由端は第２係留アーム４４の自由端と滑り係合し、船
１０と構造体１２との間の相対運動に順応する。第１係
留アーム４２と第２係留アーム４４七の間のこの滑り係
合の摩擦を少なくするために、自己潤滑性のメリマン（
Ｍｅｒｒｉｍａｎ）（商標名）軸受を使用するのかよい
。

船１０に荷重力が作用していないとき、第１係留アーム
４２１第２係留アー１４４に関して最初と平均（中央）
位置にある。荷重力が船１０を構造体１２から【れるソ
へ押しやるとき、第１係留ｊ−、４２か第２係留アー１
４４の中にはまり込んて船１ｏの移動に順応するので、
第１係留アーム４２ば平均位置から変位する。第１係留
アーｌ７２を平均位置の方−押しやるため、復原装置Ｉ
Ｏは第１係留アーム４２こ復原力を提供し、この復原力
が船１０に作用する荷重力に反作用する。

第１図において、復原装置４ｏはケーブル４８とシイ５
０を有する。ブー５０はほぼ円筒形として画かれており
、ブイ５０の垂直中心線が係留スイヘル３４の垂直軸線
と一致するように、シイ５０が構造体１２の内部に配設
さＡている。船ｌｏが構造ト１２０周りに揺動するとき
、ブイ５０が係留スイベル３４と結合して確実に回転す
る人めに、シイ５０は、係留スイベル３４に取Ｋりらｉ
こキー５４を受入れるためのスロワ１伺キー道５２を有
する。ブイ５０の上端は、連結具５８にてケーブル４８
の第１端部に結合されている。ケーブル４８は係留スイ
ベル３４に取付けられた網車６０の周りを通る。ケーブ
ル４８の第２端部は、連結具６２にて第１係留アーム４
２の自由端に結合されている。

第４図において、係船装置１４がその平均位置にあると
き、ブイ５０は水中で浮き、ケーブル４８にいかなる力
も及ぼさない。ブイ５０は、その自重により、部分的に
浸水する。荷重力が船１０を構造体１２から離れるカヘ
付勢し、それに応して第１係留アーム４２が第２係留ア
ーム４４の中にはまるとき、第１係留アーム４２は、ブ
イ５０を漸進的に浸水させる傾向のある変位力をケーブ
ル４８に及ばず。ブイ５０か浸水するにフれて、ブイ５
０はケーブル４８に対して浮力復原力を及ばず。この浮
力復原力は、技術分野において周知の式を用いて求める
ことができる。ケーブル４８に及ぼされる浮力復原力が
、船１ｏに作用する荷重力により及ぼされる変位力に等
しいとき、係船装置は、第５図に示ず平朽位置にある。

もしも船１０に作用する荷重力が低下するならば、部分
的に浸水したブー５０により及ぼされる浮カ復皇力は、
係列装置１４が平均位置になるまで船１０を構造体１２
の方へ押しやる。

船１０二作用する荷重力により及ぼされる変位力は、シ
イ５０により及ばされる最大浮力復原力を傳えるかも知
れないので、第１係ｆアーム４２Ｇストッパ６４を有す
る。第１図において、第１係留アーム４２が第２係留ア
−Ｊ４４の中にはまるとき、ストッパ（４が第２係留ア
ーム４４のスロット６６の中を移動する。変位力が浮力
復原力を越えるとき、ストッパ６４がスロット６６の第
１端部に接触して、構造休１２がら離れる刀への第１係
留アーム４２の偏倚を制限する。ストッパ６４がスＩソ
ト６６の第１端部に接触するとき、係船装置１４は剛性
の装置となり、移動する浮氷群により加えられる刀のよ
うな船１ｏに作用する極端な前重力に順応できるように
なる。浮氷群が春に解氷するとき生ずるように、極端な
荷重力が除去されるとき、係船装置１４は、水の環境に
おいて船の移動を処理できる可撓性の装置に自動的に変
わる。

スロット６６の第１端部が、構造体１２から離れる方へ
の船１０の最大偏倚を制限するけれども、船１０が構造
体１２の周りに揺動しうる前に、もしも荷重力の突然の
方向変化が船１ｏを構造体Ｉ２の方へ押しやるならば、
ストッパ６４がスロット６６の第２端部と接触するであ
ろう。このような場合、ストッパ６４とスロット６６の
第２端部との接触により、船１ｏと構造体１２との偶然
の衝突が防止される。ナイロンの大綱と係留チェーンと
は何れも、このような如何なる衝突をも防くことができ
ない。

生産流体を海底から水面へ移送するために、立ち管２２
をブイ５０のキー道５２内に配置するのがよい。１木だ
けの立ち管と２本の流管とを図示しであるけれども、本
発明は、米国特許第４．１２６，３３６号に開示されて
いるような多数ラインスイベルの使用により多数の立ち
管と流管に順応するように４成することができる。生産
流体を構造体１２から船１０へ移送するために、流管２
４が、船ｌ０と構造体１２との間の相対運動を処理する
適当なイン・ラインスイベル６８をｊするのがよい。第
２図に示す２本の流管は予備のｔのを含み、立ら管２２
から船１０への生産流体の流れを止めることなく保守作
業を行なうことを可能としている。流管２４を通る生産
流体の流甲を制御できるように弁７２が配設されている
。

第５図は本発明の別の実施態打ミを示し、船１０と構造
体１２を夫々ヒンジ点３０と３６にて結合する係船装置
７４を有する。図示されているように、係船装置７４は
、船１０と構造体１２との間の相対運動に順応するため
ヒンジ７Ｇにて閂節結合されている。変位力がないとき
は、係船装置７４はその平均（中火）位置にある。係船
装置７４のその平均位置からの変位に反作用する浮力復
原力をりえるため、係船装置７４にブイ７８が結合され
ζいる。

荷重力が船１０を構造体１２から離れる方へ押しやると
き、船１０により係船装置７４に及ぼされた変位力がブ
イ７８を浸水させるが、この浸水は、ブイ７８により及
ぼされた浮力復原力が変位力の垂直成分に等しくなるま
で続く。もしも変位力が十分に大きいならば、変位力が
係船装置７４を真直の位置へ引張る。この場合、変位力
の垂直成分は消え、係船装置７４は極端な変位力を処理
しうる剛性部材として作用する。もしも変位力が低下す
るならば、ブイ７８が係船装置７４をその平均位置の方
へ付勢する。

前述の実施例は、本発明の多くの実施態様の１つを例示
するものに過ぎない。本発明の目的を達成するため、ブ
イを係船装置に関して種々の位置に配置することができ
る。例えば、構造体１２、船１０又は第６図に示すよう
に係船装置にブイを取イけることができる。ブイの太さ
は、与えられた用途において予期される特定の荷重力を
処理するように、当業者がこれを変えることができる。

同様に、荷重力に反作用する際の係船装置の応答を制御
するため、ブイの輪郭を変えることができる。ブイを係
船装置に結合する機械的リンク機構と保合装置の輪郭は
、種々の用途に適合させうるごとが理解されよう。

本発明は、船に作用する荷重力により誘導された変位力
に反作用する浮力復原力を与えるブイを使用Ｊる新規１
つ非自明の装置を提供する。変位力は変動する荷重力に
応じて変るけれども、ブイのｉ氷が、いかなるときにも
変位力を相殺する浮力ｙ原力を自動的に与える。本発明
はまた、可撓性係船装置を剛性係船装置に自動的に変え
る特徴をイし、この剛性係船装置は、係留された船に作
用する極端な荷重力を処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、組合せ係船装置により離岸ｔ遺体に結合され
た船の立面図を一部断面で示す。 第２図は、係船装置の平面図を−部所面で示す。 第３図は、第１Ｍの３−３綿に沿って矢印の力１に見た
断面図で、第１係留アームと第２係留ア−Ｊを示ず。 第４図は、係口装置をその平均位置で示す立面図である
。 第５図は、一定の荷重力が船を離岸構造体から離れる方
へ付勢するとき平衡位置にある係船装置の立面図である
。 第６図は、本発明の別の実施態様の立面図であり、ブイ
は係口装置に結合されているが、離岸構造体にも船にも
結合されていないものである。 １４…係船装置、３８…係留装置、４０…復原装置、５
０…ブイ装置、１２…ベース、２２…立ぢ管、専管装置
、２４…導管、６４…ストッパ装置、４８…ケーブル部
材、４２…第１係留ア−ム、４４…第２係留アーム、７
４…係留装置、７８…ブイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）風、波、氷、又は海流により誘導される荷重力の
   作用を受ける浮動する船を係船するための装置において
   ： ヘ−スと； 船と前記ヘ−スとの間で結合された係留装置であって、
   前記係留装置は、船が荷重力の作用を受りないときに平
   均位置を有し、船が荷重力の作用を受Ｊて前記ベースに
   関して相対的に移動するときこの移動に順応するため前
   記平均位置から変位しうるごと；及び 前記係留装置に結合されたブイ装置であって、前記ソイ
   装置は、前記係留装置が荷重力により前記平均位置から
   変位させられるとき水中に沈むことによっ（、前記係留
   装置を前記平均位置のカへ伺勢する浮力復原力を与えう
   るごと；からなる係船装置。 （２）前記ヘ−スが、船が前記ヘ−スの周りに揺動しう
   るように回転可能であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の係船装置。 （３）前記ベースと船との間で流体を運ぶための導管装
   置を更に有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の係船装置。 （４）前記係留装置が、前記平均位置からの前記係留装
   置の偏倚を制限するためのストツバ装置を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の係船装置。 （５）荷重力が船を前記ベースから離れる方へ付勢する
   とき、前記ストッパ装置が前記係留装置の平均位置から
   の偏倚を制限することを特徴とする特許請求の範囲第４
   項に記載の係船装置。 （６）前記ブイ装置が前記ベース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項に記載の係船装置
   。 （７）荷重力が船を前記ベースから離れる方へ付勢する
   とき、前記ブイ装置が、前記係留装置をその平均位置の
   方へ付勢する浮力復原力を与えることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の係船装置。 （３）風、波、氷、又は海流により銹入りされた荷重力
   の作用を受ける浮動する船を係船するための装置におい
   て： ベースと； 船と前記ベースとの間で結合された係留装置であって、
   前記係留装置は、船が荷重力の作用を受けないときに平
   均位置を有し、船が荷重力の作用を受けて前記ヘ−スに
   関して相対的に移動Ｊるときその移動に順応するように
   前記平均位置から変位可能であること；及び 前記係留装置に結合されたブイ装置てあっζ、前記ブイ
   装置は、前記係留装置か荷■力により前記平均位置から
   変位さｌられるとき水中に沈むことによって、前記係留
   装置をそのド均位置のカへＪ勢するだめの浮力復原力を
   与えうろこと；及び 前記係留装置のその平均位置からの偏倚を制限するため
   、前記係留装置に取付けられたストッパ装置； からなる係船装置。 （９）前記ベースは、船が前記ベースの周りに揺動しう
   るように回転可能であることを特徴とする特許請求の範
   囲第８項に記載の係船装置。 （１０）前記ベースと船との間で流体を運ぶための導管
   装置を更に有することを特徴とする特許請求の範囲第８
   項に記載の係船装置。 （１１）前記ブイ装置が前記ベースに取イけられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の係船装
   置。 （１２）風、波、氷又は海流により誘導された荷重力の
   作用を受ける浮動する船を係船するための装置において
   ： ベースと； 船と前記ベースとの間で結合された係留装置であって、
   前記係留装置は、船が荷重力の作用を受けていないとき
   平均位置を有し、船が荷重力の作用を受けて前記ベース
   に関して相対的に移動するときその移動に順応するよう
   に変位しうろこと； 第１端部と第２ｉ部とを有Ｊるケーブル部材であって、
   ケーブル部材の前記第１端部が前記係％装置に結合され
   ていること；及び ケーブル部材の前記第２端部に結合され且つ前記ベース
   と滑動可能に保合するブイ装置であって、前記ブイ装置
   は、前記４留装置か荷重力により前記平均位置から変位
   させられるとき水Ｌこ沈むこ点によっ（、前記係留装置
   をその平均位置のカへ召勢する浮力復原力を与えうろこ
   と； からｙる係船装置。 （１３）前記係留装置か、前記係留装置のその平均位置
   からの偏倚を制限するためのスｉソバ装置を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の係船装置
   。 （１４）前記ベースが、船が前記ヘ−スの周りに揺動し
   うるように回転可能であることを特徴とする特許晶求の
   範囲第１２項に記載の装置。 （１５）前記載−スに関して前記ブイ装置の角度位置が
   実質的に固定されるように、前記ブイ装置が前記ベース
   と共に回転しうろことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項に記載の係船装置。 （１６）前記ベースと船との間で流体を運ぶための導管
   装置を更に有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項に記載の係船装置。 （１７）前記ブイ装置が、前記導管装置の通過を可能と
   する開口部を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １６項に記載の係船装置。 （１８）風、波、氷又は海流により誘導された荷重力の
   作用を受ける浮動する船を係船するための装置において
   ： ベースと； 船に結合された第１係留アームと； 前記ヘ−スに結合された第２係留アームであって、前記
   第２係留アームは、前記船と前記ベースとの間の相対運
   動を可能とするように前記第１係留アームと滑り係合状
   態にあり、前記第１係留アームは、船が荷重力の作用を
   受けていないとき前記第２係留アー１に関して平均位置
   を有すること；及び 前記ヘ−スに取イりられ且つ前記第１係留ア−Ｊに結合
   されたブイＷ７であって、前記第１係留ア−＝か、前記
   荷重力により前記第２係留ｉ−１に関して前記平均位置
   から変位させられにさぎ、前記ブイ装置か徐々に水中に
   沈むごとによって、前記第１係留アームを前記平均位置
   の方へ伺勢するだめの浮力復原力をあたえること； からなる係船装置。 （１９）前記ヘースは、前記１−スの周りの船のＪ動を
   可能とするように回転し）ることを特徴とするを許請求
   の範囲第１８項に記載の係Ｂ袈置。 （２０）前記ヘ−スと船との間で流体を運ぶための導ｉ
   装置を更にイすることを特シとする特許請求の範囲第１
   ８項に記載の係船装置。 （２１）前記第２係留アーＪに関して前記第１係留ア−
   ）のその平均位置からの偏倚を制限するためのストッパ
   装置を更に什することを冒７とする特許請求の範囲第１
   ８項に記載の係船装置。 （２２）風、波、氷又は海流により誘導された荷重力の
   作用を受ける浮動する船を係船するだめの方法において
   ： 係留装置にて船をベース龜結合し、前記係留装置は、船
   が荷重力の作用を受Ｌていないときに平均位置を有し、
   船が荷重力の作用を受りて前記ベースに関して相対的に
   移動するときこの移動に順応するように前記平均位置か
   ら変位しうろこと；及び ブイ装置を徐々に水中に沈めるごとにより、前記係留装
   置のその平均位置からの移動に反作用する浮力復原力を
   及はし、この浸水は、前記ブイ装置により及ぼされた浮
   力復原カカ灯に作用する荷重力に等しくなるまで続Ｌら
   れること；の各段階からなる係船方法。