JPH0158314B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水深の大きなところで用いられ、海
中油井のごとき水中構造物を浮力を有するケーソ
ンに連結する移送ラインに通路を与えるための上
昇管（以下、ライザーと称する）に関する。ここ
で、“浮力を有する”とは積極的な浮力、すなわ
ち自重より大きな浮力を有することを意味する。

海中油井の産出物を移送するためにライザーを
用いることは当該技術分野に於いて知られてい
る。

そのようなライザーに関する第１の例として、
例えば、フランス特許出願第2344442号に於いて
は、数本のケーブルを介して係留されたブイに水
中流体源を連結するのに可撓性ラインが用いられ
ている。この場合、ラインの長さは、ブイと水底
との間の距離よりも大きく、従つて、該ラインは
伸長されてはいない。フランス特許出願第
2199053号に記載された他の例においては、少な
くとも１つの浮上ブイまたは水中に没したブイ
（これらのブイについてはフランス国特許第
2303702号に記載されている）によつて少なくと
も１つの伸長されたラインを用い、該ラインを該
ブイに連結している。

これらのライザーは、200ｍから300ｍ以下の水
深で用いられ得るものである。水深がそれ以上に
大きくなると、上記の最初に例示したライザーに
おいては、ブイの移動によつて必要以上に大きな
張力が生じ、また、次に例示した型のライザーに
おいては、ラインが膨張してブイに好ましくない
変化が生じる。

本発明のライザーは、そのような欠点を解消
し、3000ｍを超えるようなきわめて水深の大きな
ところでも使用されることができる。

本発明のライザーは、少なくとも１つの係留ラ
インを介して水底に結びつけられた浮力を有する
ケーソンを静止した水中構造体に結合するのに用
いられる。ライザーは上記ケーソンによつて水中
に保持されている。このライザーは、上記ケーソ
ンと水底との間の距離よりも短い距離の間で、少
なくとも一本の連続したガイドと少なくとも一本
の上記ケーソン用係留ラインとを一緒に保持する
手段を備えている。上記ガイドの内部には水中構
造物をケーソンに結合する少なくとも一本の移送
ラインが一定の間〓を介して収容されている。該
間隙により、ガイドに対して移送ラインが軸方向
に遊動し得るようになつている。

本発明におけるガイドは、ライザーが数本の移
送ラインを含む場合に該移送ラインがもつれるこ
とを防止し、損傷をうけたラインの交換を容易に
する。

上記保持装置は上記ガイドが上記係止ラインか
ら離れないように固定する役目をする。場合によ
つては、この保持装置を介して上記ガイドの重量
に起因する応力を上記係止ラインに伝達すること
もできる。

本発明の上記構成では、ケーソンに吊り下げら
れた移送ラインの伸縮を阻害するものはなく、し
かも、ガイドは水底から一定の距離の所までしか
延びていないので、深海での作業が可能になる。
上記の伸縮に起因する移送ラインの長さの変動は
変形可能な可撓性のある移送ライン下部の曲率半
径の変化によつて補償される。

これに対して、米国特許第3612177号の場合の
ように、ガイドが水中構造体のところまで延びて
いるときには、移送ラインの伸縮によつて圧縮力
が生じて、該圧縮力が移送ラインを破壊すること
がある。また、そのような危険性は、移送ライン
がガイドに固定された米国特許第3894567号及び
第3934289号に記載の装置においても起こりがち
である。更に、米国特許第3612177号においては、
浮上体は、水中構造体の直上に配置しなければな
らない。この配置は、浮上体と水中構造体との間
の距離が大きくなるほど一層困難になるが、本発
明に従えば、そのような配置は必要でない。最後
に、該特許に記載の装置においては、ライザーを
配置するに当たつて、少なくとも２種類の連結、
すなわち、ライザー自身と中央の水中構造体との
連結、及び移送ラインと油井ヘツドとの間の連結
を行わなければならないが、本発明のライザーに
おいては、後者の連結を行うだけで充分である。

本発明のライザーは、異なる樹脂を有する数種
類の移送ラインを含むことができる。例えば、そ
れらの移送ラインのうち幾つかを、水中構造体に
よつて供給される流体をブイに運ぶために用いる
ダクト、あるいは、その逆に、水中構造体に流
体、例えば油井の採掘を行うための流体または水
中構造体の装置を制御したり作動させるための圧
力流体を運ぶためにもちいるダクトとすることが
できる。そして、他の移送ラインを、例えば、水
中構造体に電力を供給するための電線から成るよ
うにしてもよい。更に、ブイから水中構造体に、
あるいはその逆に、特定の物を移送するためにラ
イザーを用いてもよい。

所望に応じて、移送ラインをブイに連結し、タ
ンカーのごとき浮上設備への連結を供するように
する。

本発明および本発明の効果は、図面に沿う以下
の説明によつて一層明らかになるであろう。

水中深く存する油井の産出物を移送するために
用いる本発明のライザーの実施例が第１図に図示
されている。

図において、参照番号１は、伸長された係留ラ
イン２によつて所定の位置に維持された浮上ブイ
を示し、該係留ラインの一端はブイに固定され、
他端は、例えばアンカー、水底に固定されたプレ
ート、またはアンカー部材３を介して、水底の静
止点に固定されている。参照番号４および５で示
す移送ラインがブイから懸装され、油田の油井
６，７のごとき水中流体源に連結されている。移
送ライン４および５の上方部分４ａおよび５ａ
は、ガイド２３によつて連続的に導かれ、該ガイ
ドそのものは保持装置２４によつて係留ライン２
に沿つて維持されている（第６図参照）。

参照番号８は、ガイド２３と保持装置２４とに
よつて形成される組立体を示す。

移送ライン４および５の下方部分４ｂ及び５ｂ
は、可撓性であり、例えば、流体を移送する場合
には、強化された可撓性ダクトから形成される。
ダクト４および５に連結された少なくとも１つの
移送ラインを含む連結装置９が、ブイ１と船１０
との間に流体や電力を送る。

第１図に示す実施例においては、ブイ１は浮上
ブイであるが、ブイを水中深くしずめて、風、う
ねり、表面の流れの作用から該ブイを防護するこ
とが本発明に含まれないものではない。

ブイは充分な浮力を有して、ダクト４，５、ガ
イド２３、保持装置２４、係留ライン２の水中に
おける見掛けの重量を維持し且つ係留ラインを伸
長させる。ブイ（このブイは、例えば、オイルタ
ンカー用の装荷ステーシヨンを形成する）は、任
意の既知の形をとることができ、例えば、フラン
ス特許出願第2413536号に記載された形をとり得
るが、それに限定されるものではない。

係留ライン２は、ブイ１の浮力によつて生じる
引張応力に耐える充分な部分を有する金属ケーブ
ルから形成されるとよい。好ましくは、第２図に
示すように、係留ライン２の下端は、関節状部材
１１の一方のエレメント１１ａに固定され、該関
節状部材の他方のエレメント１１ｂはパイル１３
を介して水中に係留されている基板１２に強く固
定されている。

係留ラインは、可撓性ダクト、剛性のステム、
または、端部が互いに固定された管から構成され
てもよい。

ガイド２３と保持装置２４とは、単一の構造体
となるように結合されてもよい。そのような場
合、それらの部材は、例えば、第３図に示される
ように、円筒状エレメント１４から成る。それら
の円筒状エレメントは、差込みピン型のジヨイン
ト１５（これは当該分野では周知であり詳述しな
い）を介して互いに固定され、その上部エレメン
トは相補的な形状のジヨイント（図示していな
い）を介してブイ１に固定される。

ガイド２３と保持装置２４の重量を軽くするた
めに、保持装置２４は、軽量な材料、例えば、チ
タン合金、薄い金属シートや無機繊維または有機
繊維を樹脂に埋設した複合材料で作ることができ
る。後に示した例の場合、金属ジヨイントエレメ
ント１５の固定は、任意の既知の方法、例えば、
特定の接着剤により固着することによつておこな
われる。

第４図に示す実施例においては、保持装置２４
は、外部管１６と内部管１７とから成り、それら
の管は同軸的に配置されて、その間に環状空間１
８を画定する。該環状空間１８には、ダクト４の
ごとき移送ラインを収容する円筒状シース１９か
ら形成されたガイド２３が配置されている。この
ために、各シース１９の内径は、該シースに収容
される移送ラインの最大外径よりも大きくなつて
いる。円筒状シース１９の軸線は、係留ラインの
軸に平行である。しかしながら、これらのシース
を係留ライン２に実質的に平行な軸の周りに非常
に大きな幅のピツチを有する螺旋状に配置するこ
ともできる。

別の実施例に従えば、環状空間を水密にした
り、あるいは低密度の発砲体で充填して、水中に
おけるガイド８の見掛けの密度を減少させたり全
く無くすることもできる。

管１７の内側に係留ライン２が配置される。第
４図に示す実施例においては、この係留ライン２
は、支柱２０を介して、平行に間隔を置いて維持
された３本の鋼製ケーブル２ａ，２ｂ，２ｃから
形成されている。

別の実施例として、第４図に示すような組立体
を、２つの部分２５ａおよび２５ｂ（第７図参照）
またはそれ以上の部分から形成し、ライザーを配
置するに当たつて係留ラインの周りを取り巻くよ
うにしてもよい。

ガイド２３は、水底からの距離（Ｈ）が長くと
も300ｍ、好ましくは50〜200ｍとなるように移送
ライン４，５を導く。

係留ライン２の周りに保持装置２４を介して維
持されているダクト４，５の上方部分４ａ，４ｂ
は、任意の既知のコネクタを介して端部と端部と
が結合されるような形状の剛性のダクトでもよ
い。そのようなダクトもまた、無機繊維または有
機繊維を樹脂に埋設した複合材料で作ることがで
きる。

移送ライン４，５の下方部分４ｂ，５ｂは、任
意の既知の形から成り、該移送ラインが損傷を受
けずに耐え得る最小曲率半径よりも大きな曲率半
径を各個所において有するような充分な長さをゆ
うする可撓性のライン（場合に応じて、強化され
る）から構成される。

第５図は、ガイドの端部が存する高さにおける
ライザーの断面図である。この図は、任意の既知
の形のコネクター２１を介して、上方部分４ａが
下方部分４ｂに結合される様子を示している。

コネクター２１に隣接する部分２２は、シース
１９の内直径よりも僅かに小さい外直径を有し、
且つ、本発明に従いライザーが使用される際にお
ける移送ライン４の上方部分４ａの長さを有す
る。

他の実施例においては、保持装置２４は、ガイ
ドを係留ラインに結合するフランジまたはストラ
ツプから形成される。これらのフランジ又はスト
ラツプが互いに隔置されて、それらの間にライザ
ーの各部分８が画定される。フランジやストラツ
プが落下しないように、該フランジやストラツプ
は、係留ラインまたはガイド２３に固定される。
これによつても、係留ラインに対してガイド２３
を軸方向にある程度遊動させることはできる。し
かしながら、実際問題としては、そのようなこと
は常に可能であるわけではない。その理由は、ガ
イドがある長さを超え、また、使用する材質に応
じて、ガイドは自分自身の重量によつて破壊する
ことがあるからである。従つて、ガイドの重量に
起因する応力を係留ラインに移動させることが必
要となり、これは、フランジまたはストラツプの
少なくとも幾つかを係留ライン２およびガイド２
３の双方に強く固定することによつて達成され
る。

係留ラインが幾つかのエレメントから構成され
るようにした他の実施例に従えば、該係留ライン
の少なくとも一部を係留点３まで導くことが可能
となる。これによつて、係留ラインの一つが損傷
を受けたときに、それを交換することができる。

本発明の他の利点のうち実際上の問題として、
ガイドによつて、係留ラインの各エレメントのみ
ならず移送ラインの配置や置換が容易となること
が挙げられる。

場合に応じて、ガイドの内部管１７を延長させ
ることにより、係留ライン２を係留点３に至るま
で保護してもよい。

勿論、本発明の範囲から逸脱しない限り他の修
正を行うこともできる。

例えば、移送ライン４として、図に示すものと
は別異の多くのものを用いてもよい。ガイドは、
それによつて導かれている移送ラインに依存する
こともあるが、色々の大きさの直径をとることが
できる。移送ラインは、流体を産出し水底上に設
置され又は水底に対して静止された設備に連結さ
れる。そのような設備としては、特に、油井、水
中貯蔵装置、あるいは、分離後の液体又はガス状
の炭化水素等から成る油製品を供給するための設
備がある。

ダクト４から構成される移送ラインは、同一の
産出物または別異の産出物を運ぶことができる。

単なる円筒状のシースからガイド２３を構成
し、時に応じて、該ガイドに穴をあけてその重量
を小さくしてもよい。勿論、シースを他の材料、
たとえば網目状格子を有する材料から構成しても
よい。

最後に、ブイ１は、ライザーを介して水底から
運ばれる流体を処理するのに適した貯蔵装置とな
ることができ任意の材料から構成され得るもので
ある。

係留ラインが幾つかのエレメントから構成され
ているときには、それらの少なくとも幾つかをガ
イド２３に収容し、ガイドを係留点３まで伸ばす
ことを必ずしも要しないようにすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水深の大きい海中油田から石油を表
面まで移送するためにもちいる本発明のライザー
の実施例を図示するものである。第２図は、本発
明における係留点の様子を示すものである。第３
図は、本発明におけるガイドの構成の例を示すも
のである。第４図は、第３図の−線に沿う断
面図である。第５図は、本発明に従うライザーの
ガイド自由端の存する高さにおける垂直方向断面
図である。第６図は、第１図のライザーの一部拡
大図である。第７図は、第３図の−線に沿う
断面図であり、第４図とは別の実施例を示すもの
である。 １：ケーソン（ブイ）、２：係留ライン、４：
移送ライン、６：水中構造体、２３：ガイド、２
５：保持装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 浮力を有するケーソン１と、上端がこのケー
   ソンに結合され且つ下端が水底のアンカー部材３
   に結合されている少なくとも一本の係留ライン２
   と、下端が水中構造物６，７に結合され且つ上部
   が上記ケーソン１に支持されている少なくとも一
   本の移送ライン４，５とを有するライザーにおい
   て、 少なくとも一つの連続したガイド２３が上記ケ
   ーソン１から吊り下げられており、このガイド２
   ３は上記ケーソン１と水底との距離よりも短い距
   離だけ上記ケーソン１から水中に延びており、こ
   のガイド２３が上記係留ライン２に沿つて延びる
   ように保持する保持装置２４が上記係留ライン２
   に沿つて設けられており、上記移送ライン４，５
   は軸線方向に自由に運動できる状態で上記ガイド
   ２３内部に収容されていることを特徴とするライ
   ザー。 ２ 上記保持装置２４が、上記ガイド２３と上記
   係留ライン２とを取囲んだ円筒状ケーシング１６
   によつて構成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載のライザー。 ３ 上記ガイド２３が円筒状シース１９によつて
   構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のライザー。 ４ 上記ガイドが水底から最大で300ｍの深さの
   ところまで上記移送ラインを位置決めしているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のラ
   イザー。 ５ 前記ガイドが水底から50〜200ｍの深さのと
   ころまで上記移送ラインを位置決めしていること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載のライ
   ザー。 ６ 上記保持装置が上記ケーソンから吊り上げら
   れており、この保持装置が上記係留ラインを取囲
   んだ中央の円筒状エレメント１７と、この中央円
   筒状エレメント１７と同軸で且つこの中央円筒状
   エレメント１７との間に環状空間を画定する外部
   円筒状エレメント１６とで構成されており、上記
   ガイド２３が円筒状シース１９によつて構成され
   ており、この円筒状シース１９が上記環状空間中
   に収容されており、上記移送ライン４，５が上記
   円筒状シース１９の内部に一定間隔を介して収容
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のライザー。 ７ 上記円筒状シース１９が上記の各円筒状エレ
   メント１７，１６の軸線と平行に配置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
   ライザー。 ８ 上記円筒状シース１９が上記円筒状エレメン
   ト１７の軸線の周りに大きなピツチで螺旋状に巻
   き付けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第６項に記載のライザー。 ９ 上記環状空間が密閉されていて、上記ガイド
   の水中での見掛けの重量が減少またはゼロになつ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第６項に
   記載のライザー。 １０ 係留ラインが複数のケーブルで構成されて
   おり、このケーブルの少なくとも１本がアンカー
   部材３の近傍にまで連続的に延びていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のライザ
   ー。 １１ 上記保持装置２４が、互いに一定の距離隔
   てて配置されたフランジまたはストラツプで構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のライザー。 １２ 上記円筒状ケーシング１６が複数に分割さ
   れた円筒要素によつて構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載のライザー。 １３ 上記円筒状シース１９が複数に分割された
   円筒要素によつて構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載のライザー。 １４ 少なくとも１本の移送ラインが、金属の薄
   いシートもしくわ有機または無機の維持を樹脂中
   に埋切した複合材料で作られていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のライザー。 １５ 少なくとも１本の移送ラインがチタン合金
   で作られていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のライザー。 １６ 上記円筒状シース１９がプラスチツク材料
   で作られていれることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載のライザー。