JPS61500958A - 半潜水船 - 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】 改良半潜水船 発明の背景 一井（さくぞい）窒業の沖合への進展はさく井機の多くの発展をへたらしてい６ ｚこｎらには、潜水さく丑プ２ット不−ム、ジャンクアップてく井プラットホー ム及び２犬分類され：０浮船がＯ／）　ｅ　こ０ｚ犬分類の浮きてく井船は通常 Ｏ船体型又はぢく井船であり、七九らはまた半潜水型又は柱強化盟ＱもＯもらる 。

さく井船は、通常■航行船の一船体型でちって、さく井作業が行われ、己ムーン ブール（ｍｏｏｎ　ｐｏｏｌ　）＋梁を設備している。これらＱ船には更に、さ く井〒心に装置上設置して、浬未Ｏさく井と密接で者るような装置ｔ−備えてい ６゜これらの船は係留装置かダイナミック定置装置によって位置上維持する。船 式Ｏさく井装置が波動に敏感で遭遇する海の状況に直接影響されることはよく知 られてい鈴 船は海床にライザー（ｒｉｓｅｒ　）で運だされ、さく井禦は孔Ｑ底と接してお わ、海床に対しての船Ｏ動作は、さく弁姿勢を維持するうえに甑めて重ズな問題 で６る。沖合での石油探交笠びに荒れた、深い海でＱ作業へＯ需要に応えるのに 、海床に対して動きＯ少ない船が望まれるＯは明らかなことでちる。こＯ目的の ために、こＯ業界は一迷Ｏ半潜水塁又は半潜水可能＝さく丑装置を採用し、ｇｌ 用してきた。

要するに、これらの半潜水可能さく弁装置又は船は、広い基板と全体が沈められ たポンツーン（台船、　ｐｏｎｔｏｏｎ）又は基礎板を有する。一連の垂直浮き 柱がこの沈められた基礎板から立ち上り、予想される波頭の上に維持される水平 デツキ又はプラットホームを支持する。このプラットホーム又はデツキ上には、 生活空間、機械室及びさく井ユニットなどが設けられている。さく井センターは 通常大吉（ｃｅｌｌａｒ　）デツキ又は海中装備貯蔵部、さく井作業が行われる 、通常は穴倉デツキの中に位置するムーンプールそして穴倉デツキの上方に取付 けられその上に引き具、ロータリー、デリックなどが設けられる補助枠からなる 。この部分に隣接して、管状のマリンライザー（ｍａｒｉｎｅ　ｒｉｓｅｒ　） 、さく井パイプ、さく井カラー、ケース及び他の部材のパイプ貯蔵領域がある。

半潜水型さく井ユニットは、また、固定係留装置又は推進装置（動的定置）ある いは２つの組合せ（動的定置とスラスタ−）によって四囲の外力に抗して定位置 に維持される。どちらの場合においても、半潜水可能型は依然として海面にそれ 自体の浮き効果で支持され、波の動きに対して敏感なままである。

最近においては、船型の回転及び旋回式さく井ユニットの改良が計られ、ユニッ トのロールピッチを減少せしめ、悪天候にも耐える改良が進んでいる。これらの 改良はしかしながら、海床に対する７°ラツトホームのうねり又は垂直上下動に は殆んど役に立っていない。その種の多数の装置が紹介されている、例えば動作 補償装置、ライザー張力加減装置（口ｓｅｒ　ｔｅｎｓｉｏｎｅｒ　）やガイド ライン張力加減装置などがあり、それ謔嵜成シさく井作業中のうねり動作を減少 するのに効果音もたらしてはいる。しかし、これらのものは機械的なものであっ て、メンテナンス用にはよいが、実際に効果が期待される海の状態に対してはそ の性能に限界がある。

動きをひき起す波への感度全最小限にするように、半潜水型プラットホームを設 計する場合には通常、その上に適宜数の浮き柱を配置し、浮き柱の集合された水 線面領域が適度に広がり、安定したプラットホームを形成するような低い船体又 は複数のポンツーンからなるようにすることが知られている。ユニットに対する 浮力は低い船体又は複数の船体と水面下にあるユニットの垂直柱の排水量により 与えられる。これらの垂直柱の水線面領域つまり柱の喫水線での有効断面積は、 波動に対する感度を減少させ、船がその機能を充分に発揮するための積載能力を 増加する安定したプラットホームとするのに重要な設計要素として知られるとこ ろである。これは、よりよいさく井作業のために改良された動作特性に対する要 求と、半潜水型さく井ユニットの設計上海洋建築家が先ず第１に考慮する安定し たプラットホームの水線面領域に対する要求との選択の問題である。

半潜水型ユニットの柱の幾何学的形状は、設計者の哲学と同様に船の使用目的に よっても決定される。世界市場での半潜水型に対する増加する需要とともに、機 動性を更に発揮するユニットが重要となり、かくして二船体式で、４本、６本及 び８本の柱全有する半潜水型ユニットが開発された。これらのユニットの低い船 体は通常船の形をしておシ稼動中は双胴船のように働く。

この業界では現在半潜水型ユニットの動作への過敏性を減少することを自損して おシ、その目的のために浮き柱の形状を変えたり、あるいは柱の内外に能動又は 受動型の水力学的装置をとりつけて船体形状を変えたりしている。しかしながら 、これらの試み全てはある程度は有効ではあるが未だ不充分なのである。

発明の概要 本発明の目的は、ポンツーンと、垂直浮き柱と、建造物と、水面上の作業構造体 とからなり、さく井作業中大抵遭遇する海の波の動きへの敏感さを減するように した半潜水グラノドホームを構成する改良された幾何学形状を提供することにあ る。

特にこの発明は、所与の排水量と所与の水線面浮力領域とを有する半潜水船に対 して、さく井中心索を囲むように中心浮き柱を配置して船の設計変更を提案する ものである。そのようなポンツーンが、その全配列及び浮き柱の水線面領域の鈎 シ合いをとれるならば、その船は、海における全ゆる方向からのロールとピッチ の組合せに対する半潜水船の抵抗能力を維持しながら、海洋では常に遭遇する、 うねりを減少する顕著な効果を発揮するものである。

従って本発明の１つの目的は、排水量と標準設計の水線面領域とを同一にする船 に比較して極度に上下動作を減少させる半潜水型船の構造を提供することにある 。

更に他の目的は、ライザー管やドリル管といったさく井具を、本発明の構成の中 心柱の浮き用空間を利用して効果的に収納しかつ安全に取扱えるようにすること にある。

更に他の目的は、ドリル管やライザー管をさく井中心部を通して操作する際に、 頑丈な二重壁からなる中央ケーソン（潜函）により、他の船や浮遊物のために損 傷することのない顕著な保護手段を提供することにある。

更に他の目的は、船の重心を低くしかつ風圧影響を減じ、船縁りでライザー全部 う際の逆効果を減するライザー収納構造を提供するにある。

また更に他の目的は、所与の寸法の半潜水型船の作業用プラットホーム上の全構 造体荷重を減少するにある。

本発明のこれらの並びに池の目的は本発明の好適な実施例の詳細な説明と請求の 範囲とから明らかになる。

実施例の詳細な説明 第１図及び第２図は、本発明者に半潜水型ブラットホーム船２として知られてい る好適な実施例を示す。図面に示すように、半潜水型船２は潜水する船体又はポ ンツーン部４からなり、この実施例では二つの船体が示されている。ポンツーン ４は、公知の如く浮力用に設計され、本体が設けられる。これらには、バラスト 燃料油、さく井水あるいは携帯用ウォーターマシナリー用の空間が設けられてい る。バラストタ／りの選択的ポンプ操作によりポンツーン４を全部沈めたシ、あ るいは水中にあって船２全体を更に動き易いように浮上させたシすることができ る。設計上船体４の排水量は選択で話、船２の全体的操作上の要望に応じて、船 ２の、重心とは独立したメタセンター高さに依存する安定性を決めることができ る。

ポンツーン４から複数の浮き柱６が立上っている。浮き柱６は、船２の水平に位 置する作業用プラントホーム１２と関連した主構築部材である。浮き柱６の水線 面領域は、船２が操作喫水にまで沈んでいるときの、喫水線での各浮き柱６の断 面積の総和であるが、波の動きに対する船２に加わる浮力の全変化を決定する。

船２の全体の動きは、当初は排水量からなる船２の慣性に抗して、船２の動きで 排される水量と共に加えられた際の浮力の結果である。

船２全体は、全ての作業設備、収納部及び生活空間全備えた主構築部材でちる作 業用プラットホーム又は上甲板１２が、どのような海洋条件でもプラットホーム １２の下側に波の衝激が加わらない充分な高さとなるように設計される。

プラントホーム１２には、船２上で最も荷重をもたらすでろろうもの、すなわち ヅ゛ラットホーム１２上であるいは図示しない補助船へ重い機材を動かす少なく とも１台のクレーンを備えている。更にプラットホーム１２には、手直に立つデ リック１日を含むさく井機１６が示されている。知られる如く、デリック１８は ドリルテーブル又はドリルロータリー２０を通して垂直なさく井索２２を支えて いる。更にさく井機１６は図示していない牽引具を含む。この牽引具はさく井索 及びデリック１日内のドリルロータリー２０金動かす。

ドリルストリングロータリー２０はプラットホーム１２を貫通する中心ドリル環 又はムーンプール２６の上に位置している。ムーンプールの囲りに下方に下がっ た環として配されているので浮力用中央ケーソン２４を貫通している。この実施 例では船体４のほぼ設計上の上ｉ近くまで延びている。中央ケーソン２４はムー ンプール又は内側環２６を形成し、そこをドリル索２２やライザー柱２５が通り そしてさく井作業が行われる。内環２６と中央ケーソン２４の外壁は浮きケーソ ン環部２８を形成する。

このケーソン２８は、船２全体の基本的大きさを決定すけできた、現在よく知ら れている水平のライザー保管部に代るライザー倉庫５０として使用するのが好ま しい。

ケーソン環２８のライブ−ライザー保管部３０内にライザ一部品５２用のラック が与られる。ライザーの保管を垂直姿勢に変えることにより船２の全体の重心が 下がり、プラント丁−ムでの荷重変化を実質的に減少させ、船全体の風荷重が下 がる。ケーソン２４はその底を適宜傾斜底３４とすることもできる。この傾斜角 は図２に示すように比較的小さい。そしてこの角度は、図４に示すヌロ〈逆円錐 形をしておシ、ケーソン２４の長さを選択的に展開スる。図３は、ポンツーン４ の別の構造、即ち環状多角形あるいはドーナツ型のものを示し、浮き柱６は単一 ポンツーン構造の周縁に等間隔に設けられている。

作業中は、船２全体はポンツーン４の中に装備された推進装置かタグボートによ り作業場へと移動される。

ポンツーン４はそこで従来公知の方法で注水されて、船２全体を、浮き柱が水面 上に突出し、プラット、−ｈ−ム１２が水面上に、予想し得る波の衝激を受けな い高さで支えらｎる程度にかつポンツーン４がどのような波があっても水面下に あるように潜水させる。

船２は図示しない方法でさく井作業の間海床の一点上に固定さｎる。海床さく井 作業は通常の陸地さく井とは次の点で異なる。即ち、図示しない水中防傷装置が 海床に設けた水中ベースにとシつけられ、それにマリンライズストリングが連結 されている　このマリンライズストリングは公知の方法で、内環２６の中間まで 立上り船２に対し、船２と水中防爆装置との間で、公知のライザー緊張装置によ シ緊張状態に維持されている。ドリルストリング２２は実際にはマリンライザー ストリングと海床からさく井底点まではケーシングストリングの中を通るが、そ れらの構造は公知であシ図示していない。マリンライザーストリングは、船の動 力にとっては、例えば嵐のためさく井作業を中断してマリンライザーを引き上げ る必要がある場合などには厳しいものである。という理由は個々のライザー６２ は非常に大きな、重いパイプであって、ときには径で４フイートもあり、引き上 げたりの取扱いや作業準備するのにも長い時間がかかるからである。

マリンライザー５２金ケーンン２４の保管用環２８の内側に縦に保管することで 引上げや準備の取扱いの早さと取扱い易さが顕著に増大した。深海さく井の場合 、−週間要していたものが本発明によ９１日か２日以下でできるようになった。

明らかに、海床さく井ではドリル用の錐（図示しない）が海床の大全あける層に 対し一定の接触を保持しなければならない。この点で、船の動きが、ドリルスト リングやケ’）　−（ｋｅｌｌｙ）内の動作補償装置が有効である範囲金目えて 錐が代置からはなれてさく井の速度や制御が落ちるような場合の船２の動きが問 題である。ここにおいて、さく井の一定の能率全確保するために、船２の動きを 通常設計の動作補償装置の有効範囲以内に押える必要が生じてくる。

ある一定の海の状態において、全ゆる型の船２は長い周期、つまり２０から２２ 秒位いの波があると、甲板における波頭面との共鳴条件に入りかつ慣性条件下で は全体の波高の共鳴増幅の状態になって、波頭の完全な動きよりも大きな動きを 形成する。そのような条件は、しかしながら、主として嵐の海でちって、遭遇す るのは稀であり、作業を中断すべきか、マリンライザーやドリルストリング２２ を引き上げるべきか全判断するのに充分正確に予測可能である。

さく井作業ｔ−頭調に運ぶうえにおいて、大きな問題は、船の上下動する第１の 原因となるのが、ポンツーン４の全排水量と、波が通過する間に変化する個々の 浮き柱の水深によって発生する浮力でポンツーン４が押し出す水嵩とによる慣性 の組合せであると思われる。通常の規模の作業用の船２におけるこれらの効果に は顕著な位相効果（ｐｈａｓｅ　ｅｆｆｅｃｔ　）がある。１０秒間波のどこか に浮き柱６から生じる浮力と、上記の慣性反応との間の位相条件が外れるために 、典型的な半潜水型船が上下動に対して感度がピークとなる一点がある。

本発明の中央ケーソン２４の浮き環２８は前記の浮力と慣性効果の全体の位相関 係全妨げ、変更し、全ゆる海の条件下で共鳴して生じる最大上下動振幅を減少せ しめる。中央浮きケーソン２４を採用することで共鳴が避けられないどのような 海の条件下でもその上下動を充分に減じて船２ｆ：さく井作業に使うことができ る。

しかしながら、中央ケーン／２４を追加することで、双胴船の場合にはこんどは 別にピッチとロールに対して感じ易くなってしまうことが判った、即ち、船２は 海の状態に応じて船首又は横梁（ｂｅａｍ　）に対して増大した感度を示すよう になる。この理由から、船の他の仕様は図Ｊ２ン１ソー　′シ ４に示すように変形として、対称な件勾＃４と柱６の構造がさく井機１６及び中 央ケーソン２４の周囲に配されている。この場合ポンツーン４、柱６あるいはケ ーソン２４のいずれも円筒形でちる必要はない。構造は海のどの方向に対しても 安定したものとなる。

船の動きに大きな影響を与える他の作業はクレーン１４による作業でちる。クレ ーン１４は、作業プラントホーム１２上で荷物全どの場所にでも移せるように、 更には船外からの補給作業とか移し作業ができるように配置されている。このよ うにクレーン１４は通常船２全体の重心から外れたところにありおまけに大きな アームが荷重の吊シ上げ用についている。クレーン１４の稼働により船２上の重 い荷重が移動し、重心の大きな移動も起り及び船全体の傾きにも変動を生じる。

更にはクレーン１４が急に荷物音引き上げたり降ろしたりすることで船２に衝激 を与えることにもなる。穿孔船２０作業上での他の大きな問題はマリンライザー 用のライザ一部品３２の保管でちる。深海さく井では、常にライザーが欠乏する 可能性があるので、６０００フィート分以上のマリ／ライザーが船上に貯蔵され ている。

通常これらのパイプ部品５２はプラットホーム１２上で水平に保管されてきた。

この水平保管は、通常作業中、直径４フイートのスチールパイプ材であるライザ 一部品３２ｔ−動かし、操作し取扱うのにクレーン１４とデリック１８ｆ：組合 せてやらねばならないことから要求されている。

作業プラットホーム１２上に多数のライザーを水平に貯蔵することは船２全体の 動的並びに静的安定性を減することになる。船２の高い位置に可成りの量の重い パイプ材を載せるところから重心が極めて高い位置となり静的安定性が減少する 。船２全体の動的安定性は、多量のライザー３２が船２の傾いた中心の高さから 充分に離れたてこ上に保管されていることから生じる増加された風荷重と、操作 中、ドリルス）　ＩＪソング２の引き抜き、再挿入などによるライザーの動きに よって負わされる非対称の重量分布との複合効果により減じられる。

従って本発明の更なる利点は、浮きケーソン環２８が、上下動に対して直接動的 安定性を改善するほかに、ライザー貯蔵域５０を形成することで更に安定性を増 加するところにある。マリンライザーが準備され又は引き上げられる際にマリン ライザーとなるライザ一部材３２全動かす必要がなくなった。作業中に大きなラ イザ一部材３２を扱う複雑な機械装置の必要や、デリック１８内でライザ一部材 を垂直な姿勢から保管のため水平姿勢に移したリ、作業プラットホーム１２上で 動かす必要が省かれた。

浮きゲーノン環２８がデリック１８の土台用りに対称に位置している限シ、ライ ザー貯蔵所３０は、デリック１８の装置を用いて個々のライザ一部材５２を降ろ してきて直接ライザ一部材３２が装填される。ライザ一部品３２は全ていつでも 垂直に保持されているので、・取扱い速度は著るしく早くなり安全性は増し、取 扱いに必要な装置類の量は著るしく少なくなる。更に、貯蔵所３０に装填されて いる間のライザ一部材３２の重心は、仮にライザ一部材が作業用グラノドホーム １２上に水平に貯蔵されているのに比べて著るしく低くなる。ライザー貯蔵所３ ０がプラットホームのドリルセンターに対称に配されているのでライザー貯蔵所 ３００重心が更にプラントホーム付船２の全体の重心に接近し、非対称又は偏ら せた積載全しなくて済む。このように船２の全体の動きの中でのライ上方・ソン ザーの取扱いの作業量は、ライザ一部材５２を中ケも２４に貯蔵することによっ て大きく省略することができる。

そこでこれら金まとめると、本発明は、共鳴を惹起する海の状態での船２の直接 的な上下動への感度を減少させることと、船２全体の大きな可変重量であるマリ ンライザーの動きによる動的影響を減少させるかあるいは省くこととの組合せで 作業中の船の好ましくない動きを著るしく減少させるものである。

上記説明から分るように本発明は上記の実施例のみではなく、他の多くの同等の 構成、すなわち沖で安定した作業のできる半潜水型船の全ての同等な構成も包含 するものである。従って本発明は以下記載する請求の範囲に更に正確に表現され るものである。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の好適な一実施例の斜視図である。

第２図は本発明の好適な一実施例の側面図である。

第３図は本発明の１構成を示す拡大図でちる。

第４図は本発明の中心柱の構成を示す一実施例の側面図である。

）シ 補正書Ｏ翻訳又提＝書 （特Ｆｒ法第１８４条の７　第１項） ８和６０手８月３０ヨ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも１つの半潜水のポンツーン構造と、該ポンツーン構造から上方に 垂直に延びた複数の浮き柱と、 該垂直な浮き柱の上に固定された作業用プラットホーム構造体と、 該作業用プラットホームの中央から下方へ垂直に、作業位置まで潜水したときの 船の喫水線の下の点まで延長された浮きケーソンとを備えた海洋さく井作業を支 持する半潜水船。
2. ２．前記中央ケーソンが更にバイブ材を垂直に収納するようにした浮力のある環 状構造を備えてなるクレーム１に記載した装置。
3. ３．前記中央ケーソンが更に、上部ブラットホームに固定され、そこから下方の 底部縁まで延ばされた閉ざされた外壁と、その底部縁から内側下方に向けて延び る傾斜面と、その傾斜面を気密状態に閉じる底面と、その底面の内側縁から気密 状態に上方へ垂直に前記上部プラットホームまで延ばされた内壁とで形成した環 状の円筒状浮き空間を有するクレーム１に記載の装置。
4. ４．前記中央浮きケーソンが更に、下方に延長し、内側に傾斜した円錐をカット した外側部を有してなるクレーム１に記載した装置。
5. ５．前記の垂直な浮き柱が船の縦軸の周りに対称に配されてなるクレーム１に記 載した装置。 斗
6. ６．前記の垂直な浮き柱が中央浮きケーソンの垂直軸の周りに対称に配されてな るクレーム１に記載した装置。
7. ７．前記ポンツーン構造が更に単一の、対称な、多角形環部を有してなるクレー ム６に記載した装置。
8. ８．浮き上るように支持されたプラットホームと、そのプラットホームに設けた 海洋さく井作業用デリック構造と、そのデリック構造と隣接してプラットホーム から下方に向って延出された垂直ライザー貯蔵手段とを備えてなる改良型半潜水 船。
9. ９．前記貯蔵手段が更に、作業時の船の喫水線より下まで延長された浮きケーソ ン構造を有してなるクレーム８に記載した装置。
10. １０．前記浮きケーソン構造が更に、潜函水線領域が船の潜水深さに応じて増加 するような垂直方向に傾斜した浮き環部を有してなるクレーム９に記載した装置 。