JPS5940968B2 - 着地昇降式海上作業台におけるラツクの破損防止方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は着地昇降式海上作業台の脚部に設けられている
ラックの破損防止力法及びその装置の改良に関し、さら
に詳しくは、作業台昇降用の昇降装置のビニオンの駆動
部分に故障が生じた場合には、作業台あるいは脚部の昇
降時にこれを感知して昇降装置の駆動を停止するように
構成したことを特徴とするものである。

近来現有石油資源の枯渇から、大陸棚等においてこの資
源の開発が活発になされているが、これの作業に海上作
業台が使用されている。

この海上作業台には種々の形式のものが使用されている
が、その一つに複数本の脚部を着地させこの脚部Ｔｌｃ
沿って作業台を昇降させる着地昇降式海上作業台が優れ
ており多く使用さ九ている。

前記着地昇降式海上作業台は９作業台に対して脚部を上
昇させた状態で現地まで運搬し、現地において脚部を下
降させて着地させ、その後石油の掘削作業を行っている
。

さて、前記のように作業台を脚部に泪って上昇あるいは
下降させる作業や、脚部を作業台に対して上昇あるいは
下降する作業が必要である力ζこの作業中に脚部に設け
たラックが破損するという問題があった。

即ち、前記脚部に設けたラックにはビニメンが噛み合い
、このピニオンをモータ、歯車、ブレーキ等から構成さ
れたの駆動装置によって駆動しているが、前記ブレーキ
が何らかの理由、（例えば海水や雨水がブレーキの内部
へ侵入して内部が錆び付いたり、電力供給用の端子箱内
部で結露が発生し、端子がショートする等）により固着
した状態になることがある。

このようにブレーキが固着した状態において昇降装置を
作動させると前記故障したブレーキで固定されたピニオ
ンと噛み合っているラックが曲りたり折損してしまうと
いう問題があり、この状態が発生すると脚部と作業台と
の支持が不安定となり、非常に危険であった。

〔着地昇降式海上作業台の概略構造〕

まず第１図から第３図を参照してラック、ビニメン方式
の着地昇降式海上作業台の概略について説明する。

一般に海底油田開発等のための作業台は、７０００ない
し９０００）ンもの大重量物の大型構造物となるため昇
降装置の駆動端を構成するピニオンは脚部に沿って上下
方向に複数個配置されている。

第１図は、代表的な作業台を示すもので、作業台１の上
部に昇降装置２が複数個設けられ、この昇降装置２には
上部ピニオン３、中位ピニオン４、下部ピニオン５が上
下方向に設けられ、これらのピニオンが脚部６の両側に
設けたラック６ａと噛み合っている。

冑、７は海面、８は海底９は前記各ピニオンを駆動する
ためのモータである。

第２図は、前記昇降装置を詳細に示す斜視図でピニオン
フレーム１０の外側面の各ピニオン３゜４．５と対応す
る位置には、それぞれ前記モータ９が配置されている。

このモーター９はギア一部９ ａ、モータ一部９ｂ、モ
ーターブレーキ部９ｃとから構成され、モータ一部９ｂ
が駆動するとギアカップリング１１、減速ギア１２を介
してピニオン３，４．５に回転が伝達されろ。

モーターブレーキ部９ｃ＆！、主としてディスクブレー
キタイプであり、内部のモータ一部９ｂの駆動と同時に
作動してディスクを付勢しているスプリングを引き寄せ
、ブレーキの解除を行うように構成されている。

〔作業台の昇降動作〕

ところでかかるラックアンドピニオン方式の作業台にお
いて、作業台の作業方法は一般に作業台を目的地まで曳
航した後、まず第４図ａの矢印Ｃで示すように脚部６を
降下させる。

（これをレグダウンと称する。

）脚部６が海底８に着地した後、第５図ａの矢印Ｃで示
すように昇降装置２を操作して作業台１を脚部６の所定
の高さまで上昇させる。

（これをハルアップと称する。

）前記のようにして作業台が所定の高さまで上昇したな
らば作業台を脚部６の両側に設けたラック６ａとピニオ
ン３，４．５を介して各モーター９のモーターブレーキ
部９Ｃを作用させて脚部６をしつかり海底に固定すると
共に脚部６に作業台１を固定した後所定の作業である石
油掘削を行う。

前記のようにして石油掘削作業後、新たな場所へ作業台
を移動させる場合には、第３（ω図の矢印Ｃで示すよう
に作業台１を海面７まで降下させる。

（これをハルダウンと称する。

）その後第６図の矢印Ｃで示すように昇降装置２を作動
させて脚部６を海底８より抜き、脚部６を上昇させ（こ
れをレグアップと称する。

）海面７上に作業台１が漂うような状態とする。

この後作業台１の曳航が行われる。

通常作業台が海面上のある高さに静止状態にある時、昇
降装置２ＶＣ備えられたモーター９のモーターブレーキ
部９ｃを作動させて作業台１は脚部６に固定され、支え
られる。

また、海面上に作業台１が漂っている時、脚部６はラッ
クとピニオンを介してモーターブレーキ９ｃによって支
えられている。

そして作業台１または脚部６をモーター９を介したピニ
オンＬ ４ｅ ５ＶＣよって上昇下降動作を行う時、モ
ーター９のモーターブレーキ部９ｃは自動的に解放され
る。

しかし、この解放されるべきモーターブレーキ部９ｃの
内一つでも前記の如く、なんらかの理由により解放され
ず、モーターの駆動力がこのブレーキ力に打ち勝つこと
が出来ないまま他のモーター９が運転されると、まず、
第３図ａに示すようなハルダウン時においては、（ここ
では便宜的に第３図すに示すように下部ピニオン５のブ
レーキが固着したものと仮定する。

）下部ピニオン５が回転しないまま、作業台１が下降す
るため、ラツり６ａがこの下降部を邪魔することとなる
。

即ち、下部ピニオン５と噛み合っているラック６ａに６
０００ないし９０００）ンもの作業台の重量が運転と同
時に作用することとなる。

〔ラックの破損状態〕

前記状態を詳述すると第７図ａに示すように、矢印ｄに
てラックＭに荷重が加わり、そのラックＭが曲ケられ、
次いでこのランクＭの上部のラックＮＫも第７図すに示
すように矢印ｅにて荷重が加わり、次いで第７図Ｃに示
すようにラックＭ１あるいはＭとＮとが折損する。

（ラックの強度は設計思想上ピニオンのそれに比べかな
り低くく設計しであるため、ラックの力が曲り折損する
。

）次に、第４図ａに示すようにレグダウン時にブレーキ
の固着が発生すると、（ここでも便宜的に第４図すに示
すように下部ピニオン５のモーターブレーキ部９ｃが固
着したと仮定する。

）ブレーキの固着が発生した下部ピニオン５が回転しな
いまま脚部６が降下するので第４図・ｂに示すようにレ
グダウン動作を回転不能な下部ビニメン５が邪魔し、ラ
ック６ａのラック０には脚部６の自重が運転と同時に加
わる。

第８図ａはこの状態示すもので、モーターブレーキ部の
固着が運転前から発生していれば運転と同時に矢印ｄで
示すようにラックＯに脚部６の全荷重が加わり、このラ
ックＯハ直りに曲り、このラックＯのすぐ下のラックＰ
にも矢印ｅで示すような荷重が加わり、〔第８図ｂ〕次
の瞬間第８図Ｃ（示すようにラック０．Ｐは折損する。

〔ハルアップ及び、レグアップ動作時〕

次に第５図ａに示すようにハルアップ時にブレーキの固
着が発生すると、（ここでも便宜的に第５図すに示すよ
うに下部ビニメン５のモーターブレーキ部が固着したと
仮定する）モーターブレーキ部の固着が発生ピた下部ピ
ニオン５が回転しないまま作業台１が上昇するので第５
図す及び第９図ａに示すようにラックとピニオンとの間
のバックラッシュ分の距離ｆだけ下部ピニオン５が移動
した後このラックＱが作業台１の上昇抵抗となるため、
第９図すに示すようにラックＱＫ矢印ｄで示すように脚
部６が有する昇降装置２の固着したモーターブレーキ部
を有するモーターを除く全モーターの最大トルクの合計
分に相当する荷重が瞬間的に加わり、ラックＱは曲り、
逐には前記したように折損に到る。

次に、第６図ａに示すようにレグアップ時にモーターブ
レーキ部の固着が発生すると、（ここでも１便宜的に第
６図ｂＫ示すように下部ピニオン５のモーターブレーキ
部が固着したと仮定する。

）第１０図ａに示すようにハルアップ時と同様にラック
とピニオンとの間のバックラッシュ分の距離ｆだけラッ
ク６ａが移動した後、ラックＲＫ矢印ｄにて示すように
固着したモータブレーキ部を有するモーターを除く脚部
６が有する全モーターの最大トルクの合計分に相当する
荷重が瞬間的に加わり、ラックＲは曲り、遂には折損に
到る。

〔従来の昇降装置の欠点〕

以上モーターブレーキ部の固着が発生したままモーター
を運転した場合のラックの折損状況を述べた。

また、モーターブレーキ部の固着がモーター運転中に発
生した場合には、ブレーキライニングが焼き付くのに多
少の時間が掛るが、それが完全に焼き付くと、モーター
の回転は止り、前記のようにラックに過大な荷重が加わ
り、ラックが曲がり、遂には折損に到ることがある。

以上詳述した如く、昇降装置２を構成するビニメンの駆
動系統、特にモーターブレーキ部に固着が発生すると、
この駆動系統の出力端であるピニオンと噛み合っている
ラックが瞬間的に折損する欠点があり、従来はこれを防
止するために慎重に昇降装置を作動させなければならな
かったのである。

然し乍ら嵐やその他の緊急時には慎重に前記各操作を行
うことは困難であり場合によっては。

作業台全体が倒壊あるいは大きく傾斜する等の危険にさ
らされることがあったのである。

〔本発明の概要〕

本発明は前記従来技術の欠点を解消するために得られた
ものであって、その要旨は、作業台を下降する際、ある
いは脚部を下降する際に、その動作の初期段階でピニオ
ンが回転しないこと、あるいはモーターブレーキ部が固
着したことを検出する方法および装置を提供することを
特徴とするものである。

さらに詳しくは、ラックとピニオンとの間には、必ずバ
ックラッシュが存在するがこのバックラッシュ分だけ作
業台あるいは脚部が移動する間に全、ピニオンが回転す
るかどうかを検出するように構成したことを特徴とする
ものである。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１１図は、モーターブレーキ部９ｃの内部に設けた検
出装置の要部を示すもので、モーター軸１５に回転子１
４を固定し、この回転子１４０対向位置にセンサー１３
を本体２２に形成した穴に挿入し、ナツト１９で固定す
る。

１６はブレーキ外壁で、これに検出器の端子箱１８が固
定され、この端子箱１８の内部に端子台１７が固定され
ている。

２０はオイルシールで、これの間にはグリース２１が封
入されている。

前記センサー１３は好ましくはモーターがスタートする
と同時にモーターの回転数の検出を開始し、ピニオンが
微小量移動する間に検出されたモーターの回転のパルス
数と他のモーターにて検出されたパルス数を比較し、そ
の差が規定値を越えたことにより異常を検出し、直ちに
運転が停止するように制御回路が構成されている。

モーター軸１５が回転していないことは、一般にモータ
ーブレーキ部９ｃが固着した状態の場合が多いが、これ
の発見は瞬間的に行なわれなければならない。

ハルアップ時あるいはレグアップ時にはラックとピニオ
ンとの間に必然的にバックラッシュが発生しているので
、このバックラッシュ分だけ作業台あるいは脚部が移動
する間にモーター軸の回転状況を検出することは比較的
容易である。

然し、ハルダウン時あるいはレグダウン時においては、
ピニオンとラックとが接触しているのでモータの駆動と
同時に前記したラック破損の事故が発生するおそれがあ
る。

そこでこの問題点に関しては、本発明においては積極的
に検出時間を形成している。

本発明は、前記検出時間を得るために、ハルダウン時（
あるいはレグダウン時）には、まず僅かの距離、即ちバ
ックラッシュ相当分だけハルアップを行ない、センサー
１３でモーター軸１５の回転のパルス数を検出し、その
パルス数と他のモーターのパルス数を比較し、その差が
規定値を越えているかどうかの確認をした後一時停止を
行い、次いで、好ましくは直ちにハルダウンへと運転を
行うものである。

万一異常のある場合は原因解明の調査が行なわれる。

レグダウンの運転手順もハルダウンの場合と同様であり
、前記と同様に一旦脚部を上昇させた後。

所定の脚部の下降動作を行うものである。

第１２図は、本発明におけるハルダウン時およびレグダ
ウン時の運転のフローチャートを示すもので、〔動作始
め〕の信号が与えられると〔ハルアップあるいはレグア
ップ始め〕の信号が得られ。

モーターが駆動を開始する。

このモーターの駆動は極めて短時間であり、その間に〔
ラックとピニオンとの間のバックラッシュ分作業台また
は脚部が移動する間センサー１３にてモータの回転の確
認〕が行なわれ、この信号の〔判定〕がなされ、異常が
なければ下記の手順に従ってハルダウンあるいはレグダ
ウンの動作が行なわれる。

前記動作中において〔異常あの〕の信号が得られたなら
ば、モーターの駆動が自動的に〔停止〕し、〔原因解明
〕がなされ、必要に応じて表示がなされ、その箇所の〔
修理〕がなされたならば、前記スタート時の動作に移り
所定の動作を行うのである。

さて、前記のようにしてバックラッシュ分だけ作業台あ
るいは脚部の上昇動作がなされ〔異常なし〕の〔判定〕
がなされたならば、一旦モーターを〔停止〕して〔ハル
ダウンまたはレグダウン始め〕の信号が得られ、センサ
丈１３にて〔モーターの回転を確認〕シ〔判定〕しなが
ら運転されろ。

異常がない場合には運転が継続され所定の・・ルダウン
あるいは、レグダウンがなされ、所定の位置においてモ
ーターブレーキ部を作用させて脚部と作業台との間の固
定がなされる。

前記動作中において〔異常あり〕の〔判定〕がなされた
ならば、前記にしたがって復旧→スタートの動作が繰り
返えされる。

第１３図は本発明におけるハルアップあるいはレグアッ
プ時の運転のフローチャートを示すもので、この動作に
おいてはラックとピニオンとの間にバックラッシュが存
在するので、そのバックラッシュ分だけ作業台あるいは
脚部が移動する間にセンサー１３にてモーターの回転が
確認され、異常のない場合のみ運転が継続され、所期の
ハルアップあるいはレグアップがなされる。

本発明にかかる方法は、ハルダウンあるいはレグダウン
動作時に短時間のハルアップあるいはしグアツブの動作
を行い、積極的にモーターの回転を検出できる時間を設
け、この間を利用してモーターブレーキ部あるいはその
他に故障が生じていないかどうかを確認した後所期の動
作を行うことに特徴がある。

従って、動作のスタート段階においてモーターブレーキ
部の故障が発見できるので脚部に取り付けられているラ
ックが破損する゛ことを防止することができる。

また、運転中においては、前記センサー１３を利用して
常時モーター９の回転が確認されるので運転中に何れか
１個のブレーキが故障した場合、正常なモーターとの間
に回転数の差が発生するが、これをセンサー１３にて検
出し、そのパルス数と正常なモーターとのパルス数を比
較し、その差が規定値を越えたことによりモーターの回
転異常が検出されたならば直ちに運転を停止して大きな
事故が発生することを防止することができる。

一方、本発明の装置シマ、モータ軸にその回転を検出す
る手段を併設して、少なくとも初期段階のモータの回転
を検出するように構成したことに特徴がある。

従って従来の装置に本発明を簡単に適用することができ
ると共に、装置が著しく単純になっているので殆ど故障
を生じない。

本発明は設計思切上補修が比較的簡単なラックをウィー
クポイントとして設計されている着地昇降式海上作業台
に関して主に述べたものであるが、（万一ウィークポイ
ントが全くなく、全装置が同一強度ならば、破壊する時
は総ての装置が破壊するので、これを防ぐためにウィー
クポイントを通常の設計においては設けるのが普通であ
る。

）ラック以外の部品にウィークポイントをおいている総
ての着地昇降式海上作業台においてウィークポイントの
破壊防止に本発明が適用できるのは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図＆ま・着地昇降式海上作業台の概略図、第２図は
、昇降装置の外形を示す斜視図、第３図ないし第６図は
作業台の代表的な運転動作の説明図で、ａ・図は作業台
と脚部の関係を示し、ｂ図はラックとピニオンとの関係
を示している。 第７図ないし第１０図はラックとピニオンの動きを示す
図、第１１図は本発明にかかる装置の要部を示す側断面
図である。 第１２図はハルダウン、レグダウン時の運転のフローチ
ャートである。 また、第１３図はハルアップ、レグアップ時の運転のフ
ローチャートである。 １・・・・・・作業台、２・・・・・・昇降装置、３・
・・・・・上部ピニオン、４・・・・・・中位ピニオン
、５・・・・・・下部ピニオン、６・・・・・・脚部、
６ａ・・・・・・ラック、９・・・・・・モーター、９
ａ・・・・・・ギアー＆ｓｂ・・・・・・モータ一部、
９Ｃ・・・モーターブレーキ部、ｉｏ・・・・・・ピニ
オンフレーム、１１・・・・・・ギアカップリング、１
２・・・・・・減速ギア、１３・・・・・・センサー、
１４・・・・・・回転子、１５・・・・・・モーター軸
、１６・・・・・・ブレーキ外！、１７・・・・・・端
子台、１８・・・・・・端子箱、２０・・・・・・オイ
ルシール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作業台と、これに設けた昇降装置と、この昇降装置
   に嵌合した脚部と、この脚部の長手方向に配設されたラ
   ックと、このラックに噛み合い前記昇降装置によって駆
   動される複数個のビニオンを有する着地昇降式海上作業
   台において、前記作業台を下降する際、あるいは前記脚
   部を下降する際に、少なくとも前記ラックとビニオンと
   の間のバックラッシュに相当する距離だけ作業台あるい
   は脚部を上昇させ、その間に前記昇降装置の駆動機構の
   動作状態を検知した後、この作業台あるいは脚部を下降
   させるζ−とな特徴とする着地昇降式海上作業台におけ
   るラックの破損防止方法。 ２ 作業台と、これに設けた昇降装置と、この昇降装置
   に嵌合した脚部と、この脚部の長手方向に配設されたラ
   ックと、このラックに噛み合い前記昇降装置によって駆
   動される複数個のビニオンを有する着地昇降式海上作業
   台において、モーター始動時と運転中に常時全モーター
   の回転数の比較を行ない、異常時にはラックに過大荷重
   が加わる前に異常警報または自動停止をかけラックを保
   護するため、前記昇降装置を構成するモーターの軸に回
   転子を設け、この回転子に対応してセンサーを設けてモ
   ーターブレーキ部の外壁に固定した端子箱内に固定した
   端子台との間を接続したことを特徴とする着地昇降式海
   上作業台の破損防止装置。