JPS6351239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、海洋用立上り管装置、すなわち海底
の井戸ヘツドあるいは資源採集装置から海面上設
備までの流体連通を提供するための装置に関する
ものである。

深海の油およびガス埋蔵域から炭化水素流体を
回収する作業において、産出の実現可能性が見込
まれた後に、海底から海面へ伸びる流体連通装置
の提供が所望される。産出用立上り管と通称され
ているこのような装置は、通常は様々な産出流体
を海面へ輸送するため複数の導管を備え、これら
導管は油およびガス産出用ラインのほかに、サー
ビスライン、油圧制御ラインおよび電気的中枢部
を有している。

多くの沖合産出領域では、産出あるいはまた貯
蔵プラツトホームとして浮き設備を利用できる。
その浮き設備は海面上および海面下の状態にさら
されるので、様々な運動、例えばうねり、ロー
ル、ピツチ、潮流等の作用を受ける。このような
設備と共に産出用立上り管装置が適正に働くこと
を保証するためには、長時間の作業中に損傷する
ことなく、且つこのような運動に対して十分に補
償できるようにすべきである。

このような海洋立上り管は米国特許第4182584
号明細書に開示されている。この立上り管装置
は、海底から海面近傍に存在する乱流域のすぐ下
の固定位置まで伸びる剛性セクシヨンと、剛性セ
クシヨン頂部から乱流域を通つて海面上浮き船ま
で伸びた可撓フローラインから成る可撓セクシヨ
ンとを有する。潜水ブイが剛性セクシヨンの頂部
に取り付けられて、剛性セクシヨンをほぼ垂直の
位置に保持する役目を果たす。この種の立上り管
装置では、剛性セクシヨンに取り付ける可撓フロ
ーラインを、その剛性セクシヨン近傍の端部が正
常な懸垂線から脱線した角度にならないように据
え付け且つ維持することがしばしば困難になるの
である。このことは結果として局部集中した応力
を生じ、可撓フローラインにおけるターミナル金
具の好ましからぬ摩耗を来たす。仮に自然な懸垂
形をフローラインが描く場合は、懸垂点において
ほぼ垂直な上向きで、固定位置セクシヨンに近づ
く。

このような立上り管装置に潜在しうる別のもつ
と深刻な欠点は、緊急時に可撓フローラインを剛
性セクシヨンから迅速に解離できないことにあ
る。このような迅速な解離作業は、海中装置に対
する損傷、ひいては産出流体の漏出を回避するた
めであつて、例えば設備の欠損、腐食あるいは火
災、もしくは海面上設備保持ステーシヨンを阻害
する激しい嵐等の海洋状態のような緊急時に必要
とされる。

そこで本発明は、解離を達成するために用いら
れる装置が一部欠損しても、固定立上り管から可
撓フローラインを迅速に解離できるような海洋用
立上り管装置を提供することを目的としている。

本発明によれば、海底から潜水ブイセクシヨン
まで上に伸びた複数導管の立上り管セクシヨン
と、海面上設備とブイセクシヨンとの間に連結さ
れた多数本の可撓フローラインとを具備して、海
底と海面上設備とを連結するための海洋用立上り
管システムであつて、多数本の可撓フローライン
を、ブイセクシヨンの近傍で離隔した直線列状に
保持するためのヨークビームと、ブイセクシヨン
から外方へ伸び出て、ヨークビームが上に取り付
けられている一対の離隔したアームと、各々がア
ームにおけるスロツトにまたがつてヨークビーム
とアームとの間に挿置されて、ヨークビームから
突出した部材を支持する一対の伸縮自在なピン
と、突出部材がスロツトを通過するのを可能なら
しめ、且つヨークビームがブイセクシヨンから自
由に落下することを促すようにピンを引つ込ませ
るための素子とを更に有する立上り管装置が提供
されるのである。

ピンを引つ込ませるための素子は適当に油圧制
御され、そして該素子およびピンは好ましくはヨ
ークビーム上に取り付けられる。

本発明の重要な特徴は、ヨークビームの一端の
落下を許容することにより、他端が伸縮自在ピン
の解放を必要とせずにアームから引くことができ
るので、ヨークビームのアームからの解離を起こ
すのに十分な単一の伸縮自在ピンの解放が行なえ
ることにある。このことは、ヨークビームが解放
機構の部分欠損にもかかわらずブイセクシヨンか
ら解放されることを許容し、それによりヨークビ
ームをその一端だけから吊り下げることによつて
可撓フローラインが損傷を受けることを防止でき
るという利点を有する。

以下に、添付図面に基づき本発明による海洋用
立上り管装置を実施例を挙げて更に詳細に説明す
る。

添付図面に関連した以下の記載において、立上
り管装置のある部分は、単に典型的な作動システ
ムを示すために描写してある。しかしながら、大
抵の場合、それら部分の変更をなしうるのであ
る。例えば、海面上設備は、船舶である必要はな
く、変更例としては、米国特許第4098333号明細
書に開示されているように半潜水のユニツトある
いは浮きプラツトホームが立上り管装置に関連し
て適用できるのである。同様に、海床連結の特殊
な構造体を単一の井戸ヘツドのために適用した
り、複数井戸の採集および産出装置あるいはまた
マニホルドを油およびガスの受入れ、処理のため
に適用したりすることもできる。また、米国特許
第3911688号明細書および仏国特許第2370219号明
細書に開示されているように、ブイで引つ張られ
た可撓管またはホースは海床に据付けた時に固定
位置に保持できるので、潜水した遊立下部分上り
管セクシヨンが剛性の管で構成される必要はな
い。下部立上り管セクシヨンの制限された回遊移
動も許容できるが、カテナリー上部セクシヨンは
海面上設備における水平回遊移動および上昇動の
変化を許容すべきことに依存する。

第１図を参照するに、海洋用立上り管装置１０
は沖の作動位置で示されてある。同立上り管装置
は剛性の下部セクシヨン２１と可撓性の上部セク
シヨン２２とを有する。下部セクシヨン２１は海
底２３上のベース部２４に固定されて、潮流、
風、波等の海洋状態によつて通常は影響を受ける
海面下の水域に相当する乱流域２５のすぐ下の点
まで上方へ伸びている。浮きチヤンバ３１を有す
るブイセクシヨン２６が下部セクシヨン２１の頂
部に設置されて、剛性の下部セクシヨン２１を引
張力でもつて垂直位置に保持する役目を果たす。
可撓性の上部セクシヨン２２は多数の可撓フロー
ライン７０と延展ビーム７５を有しており、可撓
フローライン７０は、ブイセクシヨン２６の箇所
で、下部セクシヨン２１内の各々の流動路に作動
的に連結されている。上部セクシヨン２２はブイ
セクシヨン２６から懸垂路を通つて下向きに伸び
た後、海面まで上向きに伸びて、海面上の浮き設
備２２ａに連結されている。

第１図に示すように、ベース部２４が海底上に
設置されており、個々の井戸から潜水したフロー
ラインは該ベース部に集結できる。従つて、ベー
ス部２４は井戸ヘツド、複数井戸の集結テンプレ
ート、潜水マニホルドセンター、あるいは同様の
海底構造体でありうる。各々のフローラインはベ
ース部２４で終端し、好ましくは下端部に遠隔コ
ネクタ、例えば“スタブ・イン”式コネクタが連
結されている。第１図乃至第５図に示すように、
剛性の下部セクシヨン２１はケーシング２７で包
被することができ、このケーシング２７は、同ケ
ーシングをベース部２４に固定すべく該ベース部
の取付具と連結するのに適当なコネクタ組立体
（図示せず）を下端部に有する。

第２図に示す如く、同一あるいは異なる直径の
個々別々な多数の剛性フローラインまたは導管３
０が、既知の方法でケーシング２７内のガイド部
を通つて伸びているか、あるいは該ケーシングに
外側から取り付けられている。これら導管は潜水
したフローラインのスタブ・インまたはスクリ
ユ・イン式のコネクタを介してベース部２４上に
取り付けられて、海底２３からケーシング２７頂
部のブイセクシヨン近傍点まで伸びた個々別々な
流動路を設けている。

ブイセクシヨン２６は、ケーシング２７の対向
両側に固定された２個の浮きチヤンバ３１を有す
る。第２図および第３図に示すように、ビーム３
３はチヤンバ３１上端部間に伸びて、それらチヤ
ンバに取り付けられている。ヨーク受入れ用の側
部支持アーム３４が浮きチヤンバ３１の外側エツ
ジに取り付けられて、外向き水平に伸びている。
主要なブイ構造体と各支持アーム３４端部間に
は、支持アーム内側エツジに切り刻まれたスロツ
トまたはノツチ３４ａが設けられる。それらのス
ロツトは、後述するようにヨーク組立体のスパン
部材を支持するのに好適である。

逆Ｕ字形導管（グーズネツク形導管）を受け入
れかつ保持するための多数の支持構造体３５がケ
ーシング２７頂部に取り付けられ、ブイセクシヨ
ン上のビーム３３に固定されている。明瞭に示す
ために１個だけの支持構造体３５を第２、第３お
よび第５図に図示してあるが、ブイセクシヨンが
ケーシング２７内の各々の剛性管３０について同
様の支持構造体３５を有するものと理解すべきで
ある。第５図を参照するに、典型的な支持構造体
３５は、ブイビーム３３に固定された下部取付け
素子３８と、上面に沿つて固定されたトラフ３９
とを有する垂直フレーム３７から成る。トラフ３
９は、対応するグーズネツク形の導管３６を受け
入れるのに十分な大きさになつている。案内柱４
０がグーズネツク形導管の配設を促すように浮き
チヤンバ３１に取り付けられて、該浮きチヤンバ
から上方へ伸びている。

グーズネツク形導管３６を含む典型的な連結組
立体を、第１図および第４図に示す。グーズネツ
ク形導管３６は逆Ｖ字形流路を設けるように両端
で下向に曲がつた剛性管４１から成る。コネクタ
（例えば、油圧作動式のコレツトコネクタ）が管
４１の一端に取り付けられて、グーズネツク形導
管３６が作動位置に向かつて降下する時に、管４
１を各々の剛性管３０に流体連結する役目を果た
す。沖合処理装置のきびしい環境条件はしばしば
装置の欠損を生じて修理を要し、そこで産物の汚
染および損失を最小限にするために、安全弁があ
らゆるフローラインのために常用されている。余
分のコネクタおよび油圧オペレータの使用もま
た、かような装置の欠損のために望ましい。この
ような理由で、管４１の他端のすぐ上に、緊急時
用の遮断弁４３が配設される（第７図参照）。

可撓セクシヨン２２（第１図図示）は多数の可
撓カテナリーフローライン７０で構成され、各々
のフローラインは海面上設備と、ブイセクシヨン
２６における各々のグーズネツク形導管３６との
間で作動的に連結される。各フローライン７０の
上端は、適当な手段で、例えばムーンプール形の
プラグ１０１でもつて浮き設備２２ａに取り付け
られている。好ましい可撓フローラインは、コフ
レキシツプ（Coflexip）型の多重外装管から成
る。これらは低摩擦材料製の外側保護カバーを有
する丸形管である。フローラインは様々なサイズ
のものが商業的に入手可能であつて、解放自在な
端部を配設できるのである。フローラインのリボ
ン式の束は複数の可撓フローラインが実質的に相
互連結してからみ合うことを阻止し、邪魔されな
い縦方向の運動を促すように延展ビーム７５の箇
所に隙間を設ける。多数本の可撓フローライン７
０は平行位置に保持されるか、あるいはそれらの
ほぼ全長に亘つて“リボン”式にたばねられた関
係になされる。同等の長さを有する多数のフロー
ラインは、可撓フローライン７０に沿つて長手方
向に離隔した多数の横断延展ビーム７５によつて
このような平行関係に保持できる。しかしなが
ら、好適な実施例では、フローライン束の海面側
端部は、船舶２２ａ上の回転式ムーンプール形プ
ラグ１０１に連結され、個々のフローライン７０
はコンパクトな非直線状の列、例えば円形に配置
される。

ヨーク組立体８２（第６図および第７図参照）
は、可撓性の上部セクシヨン２２をブイセクシヨ
ン２６に取り付け、且つ連結する役目を果たす。
このヨーク組立体８２は、細長い水平な支持素子
またはビーム８３を有する。該水平支持素子は、
対応する可撓フローライン７０を直線状の列をな
して受け入れるための離隔した多数の凹部８４を
有する中空の鋼製箱形ビームからなりうるもので
ある。凹部８４に枢着されたゲート８５のような
負荷・旋錠素子がフローライン７０の終端をヨー
クに固定する。油圧シリンダ８６はゲート８５を
開放位置（第６図に破線で示す）と閉鎖旋錠位置
との間で横方向に作動する。この油圧シリンダ８
６はヨーク支持ビーム８３に永久的に取り付ける
か、あるいは所望時にドライバーによつて解放自
在に取り付けることができる。

油圧駆動式の連結ピン組立体８７は支持ビーム
８３の両端に取り付けられて、ヨーク組立体８２
がブイセクシヨン２６の所定位置にある時に、水
平な支持ビーム８３をヨーク支持アーム３４に施
錠し、支持する機能を果たす。ヨーク組立体８２
は固定した立上り管セクシヨンの支持アーム３４
に取り付けられて、解放自在な支持機構８７が支
持ビーム８３両端に配置される。かような伸縮自
在な取付けは両側の伸縮部材８７ｃによつてなさ
れ、該伸縮部材は隣接するアームスロツト３４ａ
にまたがるような関係の位置に保持される。ヨー
クビーム端と支持アーム３４との間のＤ字形バー
形状および端部係合式の配置構成は、ヨーク組立
体全体がブイセクシヨンから解放するのを許容
し、それにより取付け損ないあるいは１回の引込
みによつて可撓フローラインに角度的なずれおよ
び損傷が及ぶのを回避できる。

ヨーク組立体は、最初はフローライン７０の付
いたまたは付いてないヨークをケーブル１１０で
支持することによつて、固定した立上り管セクシ
ヨンの支持アーム３４に取り付けることができ
る。このヨーク組立体は、ブイセクシヨン２６に
横付けされた支持アーム３４の下で操縦できて、
下方のガイド素子がガイドシユー１１５内に引き
込まれて、支持アームに対して相対的なヨーク組
立体の横方向運動を阻止するようになるまで、ガ
イドライン１１０によつて上向きに案内される。
側方に突出したビーム伸長部８７ａが各々のスロ
ツト３４ａを通つて伸びている。油圧作動式の逆
転自在な駆動素子８７ｂは、伸縮自在なピン８７
ｃをビーム伸長部８７ａと支持アーム３４との間
で外向きに押動して、ヨーク組立体を固定した立
上り管セクシヨンにロツクする役目を果たす。

油圧管８８は、ヨーク組立体８２上の様々な機
構を駆動するための多数の個々別々な加圧管を有
していて、手動ゲート８９によつて取り付けるこ
とができる。

第１のコネクタ９０（例えば、油圧作動式のコ
レツトコネクタ）は、各々の可撓フローライン７
０の端部に取り付けることができて、管４１の雄
端４５から遠隔して可撓フローライン７０の連結
を行なうのに適当なものである。非常時における
可撓フローラインのブイセクシヨン２６からの解
放を保証するために、任意のバツクアツプまたは
補足的な第２の流体コネクタ９１を第１のコネク
タ９０に隣接して取り付けることもできる。ゲー
ト８５とバツクアツプコネクタ９１との間にはジ
ヤツキ９８が設けられ、このジヤツキ９８は個々
のフローラインコネクタ９０を剛性管３６の各々
の雄端４５と係合せしめるように動かす役目を果
たす。コネクタ９０は管３６および可撓フローラ
イン７０間の連結を固定すべく閉じられ、更にケ
ーブル４１ａ，７０ａ間に電気的接続がなされて
装着を完成する。

第８図にはビーム端と支持アームの変形側を図
示してある。支持アーム１３４はほぼＬ字形の横
断面を有し、その上部の側方伸長部にはヨークビ
ーム１８３の端部に向かつて内向きに開口したス
ロツト１３４ａが設けられている。ビーム伸長部
１８７ａは支持アームスロツト１３４ａ上方のビ
ーム１８３上面から伸び出ており、伸縮自在なピ
ン１８７ｃがアームスロツトを横切つてまたがる
ようにして挿置される。ヨークビーム１８３は伸
長部１８７ａに隣接して設けられた切欠き１８３
ａを有し、この切欠き１８３ａは支持アーム１３
４の対応するスロツト付き部分を受け入れる。下
方の一体的なビーム部分１８３ｂはヨークビーム
の各端部の箇所で支持アーム下方に伸びている。
かような形態は、ヨーク組立体の解放中に安全な
分離を保証する効果に加えて、更にガイドライン
１１０ａおよびヒンジ結合した、または取外し自
在なガイド柱の取付け用の点を設定できる。ピン
１８７ｃの対向するビーム端の解放および引込み
をし損じた時に、ピンを支持アームから離すべく
内向きに引つ込ませるような枢動が生起する。こ
のようにして、ビーム伸長部１８７ａと支持アー
ムスロツト１３４ａ間にまたがるビーム部分は支
持アームの上側内縁上に引つぱられ、あるいは作
動しないビーム支持体を解放する。

第９図は可撓フローラインを固定立上り管セク
シヨンから解放する一連の分離態様を示す。先ず
初めに、剛性のグーズネツク形導管３６が、個々
の油圧制御管８８を通じて油圧コネクタ９０を遠
隔作動することによつて解放される。次に、可撓
フローラインがヨークビーム８２上に落下して、
その荷重がビーム支持体８７を通じ、アーム３４
を横切つて支持されるようになる。通常は反対側
の２本の伸縮自在ピンが同時に駆動され、ヨーク
組立体は第９図に示すようにブイ付き立上り管セ
クシヨン２６から離れて降下する。

固定した立上り管セクシヨンの清掃後、可撓フ
ローラインセクシヨンは、その一端だけが第１０
図に示すように海面上浮き設備２２ａで支持され
る。複数本のフローラインがからまつたりあるい
は沖合の物と接触したりするのを防ぐために、可
撓フローライン２２のヨーク端は第１１図に示す
ようにつなぎラインに連結し、浮き船２２ａに向
けて上方へ引くことができる。

ヨーク組立体は非常時にフローライン、サービ
スラインおよび油圧制御ラインのすべてを迅速に
遠隔分離するための手段を提供しうるものであ
る。このような非常時には、迅速分離装置が電
気・油圧制御素子による遠隔制御を促す。

支持アームスロツトにまたがるヨーク支持伸縮
ピンのデザインは、ヨーク組立体部分を、異なる
荷重支持用デザインでは起こりうる動的影響に対
して、比較的に耐えうるものとすることができ
る。荷重伝達位置において、ヨークビーム伸長部
と支持アームとの間に伸縮自在なピンを挿置する
ことにより、可動素子の振動および不慮の解離が
回避できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は海洋掘さく用立上り管装置の概要図、
第２図は同装置におけるブイセクシヨンの平面
図、第３図はブイセクシヨンの側面図、第４図は
連結組立体と連係したブイセクシヨンの平面図、
第５図はブイセクシヨンの縦断面図、第６図は可
撓フローラインセクシヨンをブイセクシヨンに連
結するためのヨーク組立体の頂面図、第７図はヨ
ーク組立体の正面図、第８図はヨークビームとそ
の支持アームの詳細図、第９図は解放中のブイセ
クシヨンとヨーク組立体の正面図、第１０図は立
上り管セクシヨンから解放後の可撓フローライン
セクシヨンとヨーク組立体の概要図、第１１図は
海面上設備から解放された可撓フローラインセク
シヨンをコントロールする技術を示す概要図であ
る。図中、１０……立上り管装置、２１……剛性
下部セクシヨン、２２……可撓性上部セクシヨ
ン、２２ａ……海面上浮き設備、２４……ベース
部、２６……ブイセクシヨン、２７……ケーシン
グ、３０……剛性導管、３１……浮きチヤンバ、
３３……ビーム、３４……支持アーム、３５……
支持構造体、３６……グーズネツク形導管、３７
……垂直フレーム、４０……案内柱、４１……剛
性管、４３……遮断弁、７０……可撓フローライ
ン、７０ａ…ケーブル、７５……延展ビーム、８
２……ヨーク組立体、８３……ヨーク支持ビー
ム、８５……ゲート、８６……油圧シリンダ、８
７……支持機構、８８……油圧管、８９……手動
ゲート、９０……コネクタ、９１……流体コネク
タ、９８……ジヤツキ、１０１……プラグ、１１
０……ガイドライン、１１０ａ……ガイドライ
ン、１１５……ガイドシユー、１３４……支持ア
ーム、１８３……ヨークビーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 海床ベース部から潜水ブイセクシヨンまで上
   に延びた複数導管の立上り管セクシヨンと、海面
   上浮き設備とブイセクシヨンとの間に連結された
   多数本の可撓フローラインとを具備して、海床ベ
   ース部と海面上浮き設備とを連結するための海洋
   用立上り管装置であつて、多数本の可撓フローラ
   インを、ブイセクシヨンの近傍で離隔した直線列
   状に保持するためのヨークビームと、ブイセクシ
   ヨンから外方へ延び出て、ヨークビームが上に取
   付けられている一対の離隔したアームと、各々が
   アームにおけるスロツトにまたがつてヨークビー
   ムとアームとの間に挿置されて、ヨークビーム突
   出した部材を支持する一対の伸縮自在なピンと、
   突出部材がスロツトを通過するのを可能ならし
   め、且つヨークビームがブイセクシヨンから自由
   に落下することを促すようにピンを引つ込めるた
   めの素子とを有する立上り管装置。 ２ 伸縮自在なピンおよび該ピンを引つ込めるた
   めの素子がヨークビーム上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項記載の海洋
   用立上り管装置。 ３ ピンを引き込めるための素子が油圧制御され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１，２項い
   ずれか記載の海洋用立上り管装置。