JPS6226391B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、海底石油開発に使用するライザの連
結装置に係り、特に短時間で確実に連結でき、且
つ内装管の連結部分に有害なねじり等の外力がか
からないように配慮した信頼性の高いライザ連結
装置に関するものである。

海洋石油分野において、海底の坑口と堀削船、
支援線、プラツトホーム等の海上施設とを結ぶパ
イプを一般にライザと呼んでおり、上記海底石油
生産システム（SPS）には使用目的に応じて堀削
時に用いるマリンライザ、堀削終了後、油井の制
御用バルブ類の設置・保守点検・交換あるいは
種々のテストのために使用されるコンプリーシヨ
ンライザ、海底からの油・ガスの生産ラインとし
て使われるプロダクシヨンライザ等が用いられ
る。このようなライザは第１図に示すように、例
えば12ｍ程度の長さのライザ１，１，…を数10本
図のように連結し、海底の坑口２と支援船３等を
結ぶもので、海底石油生産システム（SPS）では
水深Ｌが場合によつて1000ｍ以上にも達すると共
に、固定の海洋構築物を用いず、浮遊状態にある
堀削船等を用いるものであるから、波浪、海流等
の厳しい気象、海象条件に曝される。そのため、
例えば水深300ｍに対してライザのたわみｌが30
ｍにも達し、ライザに過大な荷重の加わることが
想定される。又コンプリーシヨンライザの様に多
くの坑口の保守、点検等に繰り返して使用される
ものの場合には、その連結、切り離し操作を数10
秒という短時間内に行なわねばならず、操作性が
極めて良いことが必須の条件であると共に、シス
テム全体の安全性の点から、極めて高い信頼性が
要求される。更にコンプリーシヨンライザの場
合、坑口に設けた防噴装置（BOP）の間を通過
してチユービングの設置等を行う必要があり、そ
の外径が著るしく小さなものとなり、設計上、小
さいスペースで最大の強度をもつたライザが必要
となる。

従つて本発明に要求されるのは、短時間に連
結、切り離し操作が可能で、小型、強力なライザ
用連結装置の提供であり、本発明はこのような要
求に応えるため、第１図に示す各ライザの連結部
１′，１′，…に改良を加えたものである。

続いて、本発明を具体化した実施例につき、第
２図以下の添附図面を参照しつつ詳しく説明す
る。ここに第２図は、本発明の一実施例であるラ
イザ連結装置の側断面図、第３図及び第４図は、
第２図におけるＢ矢視図、及びＡ矢視図、第５図
ａ，ｂは、連絡管の一例を示す側断面図（ａは連
結時、ｂは離脱時の状態を示す）。

第２図乃至第４図において、２本の大径の内装
管４は、チユービングパイプの延長管で、12本の
小径の内装管５は、バルブ等の制御用液圧管であ
る。これらの内装管は、全て細長い円筒状のライ
ザ外筒６に平行に納められていて、その両端はそ
れぞれライザ外筒６の端部に固着したエンドサポ
ート７及び８の挿入孔９，１０及び１１，１２に
差し込まれて、ライザ外筒６内に固定されてい
る。上記したように、ライザはたてに数10本連結
して使用するものであり、図示の如く使用状態に
おいては、上下に連結されるライザ外筒６の上端
面１３と下端面１４とが突き合わされている。図
の連結使用状態において、下側のライザ外筒連結
部１５の中心孔１６に嵌入され、ボルト１７によ
つて固定された円注状の前記エンドサポート７
（便宜上雄側エンドサポートという）は、上側の
ライザ外筒連結部１８の中心孔１９内に突出して
おり、該中心孔１９に摺動可能に嵌着されてい
る。上記中心孔１９に挿入されボルト２０によつ
て上側のライザ外筒連結部１８に固着された円柱
状の前記エンドサポート８（便宜上雌側エンドサ
ポートという）は、僅かの隙間２１を介して上記
雄側エンドサポート７と軸方向に対向し、且つ対
向部に設けたインロー部２２によつて雌雄エンド
サポート８，７が、密に結合している。

上記雄側エンドサポート７の突出部２３の外周
面２４には、５本の円環状の結合溝２５が等ピツ
チで刻設されている。一方、該突出部２３が嵌り
込んだ上側連結部１８の上記結合溝２５に相当す
る位置には、円環状のガイド溝２６が刻設されて
いて、このガイド溝２６に接続する複数の放射状
のネジ孔２７には、中心に雌ネジ２８を刻設した
ガイドネジ３０が螺着されている。又上記雌ネジ
２８に螺入した連結子ネジ２９の先端には、前記
結合溝２５と係合する５本の爪３１をもつた連結
子３２が取付けられている。上記結合溝２５は、
底部ほど狭くなるようにその側面が角度αの傾き
をもち、これに係合する爪３１も同様の傾きをも
つ側面を有している。第２図に示すライザ連結状
態においては、爪３１の右側面（使用状態におけ
る上側面）と結合溝２５の右側面（使用状態にお
ける上側面）とが当接し、各左側面は接触してい
ない所謂片当りの状態となつており、連結子３２
を軸芯方向に追い込む程、上側のライザ外筒下端
面１４が、下側のライザ外筒上端面１３に押しつ
けられ、且つ雄側エンドサポート７と上側連結部
１８とが強固に結合するように爪３１及び溝２５
の側面の傾きαが決定されている。

上下のライザ外筒連結部１８，１５の突き合わ
される端面１４，１３には、連結時に互いに嵌合
可能の凸突起５０と凹溝５１及び凹溝５２と凸突
起５３が等ピツチで形成されている。各凸突起と
凹溝の連結時に互いに接触し合う側面５４，５５
は、楔状のテーパ面を構成している。

上記雄側エンドサポート７の外周面３６には、
複数の軸方向のガイドキー３７が固着され、この
ガイドキー３７が嵌込んで上下ライザ外筒の円周
方向の概略の位置決め及び軸方の案内を行うキー
溝３８が、上側連結部１８の内周面３９に軸方向
に刻設されている。

内装管４，５は、雌雄エンドサポート８，７に
またがつて挿入された連絡管４１，４２及び各連
絡管と連通して雌雄エンドサポート８，７に穿設
された通孔５６，５７によつて連通している。各
連絡管はそれぞれ一端が雄ネジになつていて、差
込まれたエンドサポートに固着されていると共
に、他端はそれぞれ相手側のエンドサポートにＯ
リング等のシール材４３を介して摺動可能に差込
まれている。

次いで、上記の如きライザにおける着脱操作に
ついて説明する。まず、図示のような連結状態か
ら上下のライザを切り離す場合には、第２図示の
連結子ネジ２９頭部の６角穴４４に工具を挿入し
てネジの後退する方向に回転させると、連結子ネ
ジ２９の後退につれて連結子３２も半径方向外方
へ移動し、やがて爪３１と雄側エンドサポート７
の連結溝２５との結合が解放され、雄側エンドサ
ポート７は、上側連結部１８の中心孔１９から容
易に抜き取ることができるようになる。このよう
にして雄側エンドサポート７を抜き取ると、連絡
管４１，４２は雌側エンドサポート８側に残つた
まま雌雄エンドサポート８と７とが離脱する。

反対に、離脱状態にあるライザを連結するに
は、各ガイドキー３７をこれに対応する所定のキ
ー溝３８に噛み合わせた後、下側のライザ外筒端
部のテーパ状側面５４に上側のライザ外筒端部の
テーパ状側面５５が当接するまで雄側エンドサポ
ート７を上側のライザ外筒連結部中心孔１９に挿
入する。この時雌雄エンドサポート８，７のイン
ロー部２２も結合し、両エンドサポート８，７が
一体化する。

上記テーパ状側面５４及び５５は楔状で、互い
に嵌合し合うものであるから、両側面５４，５５
が当接した後、更に軸方向に押しつけていくと、
その楔作用で側面５４が相手側面５５に沿つて滑
り、自動的に精密な位置決めが達成される。従つ
てガイドキー３７とキー溝３８との嵌合精度は極
めて緩かなものでよい。この状態で連結子ネジ２
９を締めつけていくと、連結子３２の爪３１が連
結溝２５に噛込み、爪３１の右側面が連結溝２５
の右側面をライザ軸の方向へ強制的に押し進める
ので、凸突起５０，５３と凹溝５２，５１とが
益々強固に嵌合し合つて、円周方向の完全な位置
決めが行われると共に、連結子３２を介して上側
ライザ外筒の連結端１８と、雄側エンドサポート
７とが一体的に固着され、上下ライザの連結が完
了する。

上記連絡管４１，４２は、第５図に示すような
着脱自在な２個の連絡管５６及び５７によつて構
成してもよい。即ちこの場合一方の連絡管本体５
８内には、摺動自在のプラグスライド弁５９がス
プリング６０に押されつつ収納されていて、他方
の連絡管本体６１内には、スプリング６２に押さ
れつつ摺動自在のソケツトスライド弁６３が内設
されている。６４，６５はエンドサポート２３，
８に連絡管５６，５７を螺着するための雄ネジ部
である。従つて第５図ａに示す如くエンドサポー
ト２３を矢印６６の方向へ移動させ、連絡管５６
に５７を挿入していくと、連絡管本体５８の先端
５７に押されたソケツトスライド弁６３が矢印６
６の方向へ摺動し、連絡管本体６１に固定された
ソケツト弁６８の先端６９に押されたプラグスラ
イド弁５９が矢印７０の方向へ移動するため、離
脱状態では閉塞されていた通孔７１及び７２が開
放されて、管路７３，７４が通孔７１，７２及び
空間７５を介して連通する。この連結の際、プラ
グスライド弁５９の移動によつて収縮する空間７
６内の作動油の一部は、空間７５へ流入し、残部
はプラグスライド弁５９の移動によつて膨張する
空間７７へ流れ込む。又ソケツト弁６８の連絡管
５６への挿入によつて排除された作動油も空間７
７へ流入する。よつて空間７７，７５の体積を適
当に定めることにより、離脱時に各連絡管５６，
５７内の管路７３，７４に作動油が密封されてい
ても、両連絡管は連結、離脱による漏油又は空気
の流入のおそれなく連結、離脱することができ
る。

本発明は、以上述べた如く、ライザ外筒端部に
設けた楔状の凸突起、凹溝によつて円周方向の芯
合せを行うものであるから、ライザの連結によつ
て自動的且つ簡単に高精度の調芯、位置決めを行
うことができるので、ガイドキーによつて高精度
の芯合せを行う必要がなくなつた。その結果、キ
ー溝の精度が低くて済むようになつたので加工コ
ストが低下し、又操作が困難なガイドキーによる
芯出しが不要となつたので、操作時間の短縮が可
能となつた。又多くの内装管をライザ外筒の端部
に設けたエンドサポートによつて固定しているの
で、内装管の取付状態が安定すると共に、構造が
簡単であるので、ライザ外径も極めて小型化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ライザの使用状態を示す側面図、第
２図は、本発明の一実施例であるライザ連結装置
の側断面図、第３図、及び第４図は、第２図にお
けるＢ矢視図、及びＡ―Ａ矢視図、第５図ａは、
同実施例に使用可能の連絡管の連結状態を示す側
断面図、同図ｂは、同離脱状態を示す側断面図で
ある。 符号の説明、６…ライザ外筒、１５，１８…端
部（連結部）、８，２３…エンドサポート、４，
５…内装管、４１，４２，５６，５７…連絡管、
１３，１４…端面５４，５５…楔状テーパ面、５
１，５２…凹溝、５０，５３…凸突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上下に連結するライザ外筒６の上下端部１
   ５，１８に取付けた各エンドサポート７，８に内
   装管４，５の端部を装着して内装管を固定し、上
   下のエンドサポートに上下の内装管を連通させる
   連絡管４１，４２を挿入すると共に、突き合わせ
   たライザ外筒の上下端面１４，１３に、楔状テー
   パ面５４，５５を有して互いに嵌合可能の凸突起
   ５０，５３と凹溝５１，５２とを形成したことを
   特徴とするライザの連結装置。