JPH0340271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、輸送管路敷設船から敷設される輸送
管路を導くための、当該船に着脱可能である関節
式管繰り出し傾斜装置に関する。

海底油井ならびにガス井の開発に伴い、海底施
設への接続あるいは石油やガスを陸へ輸送するこ
とを目的とする管敷設装置に対する要求が急激に
高まつてきている。海洋低に輸送管路を敷設する
ためには、専用敷設船が使用されている。典型的
な輸送管路敷設作業としはて、１回にひとつの管
部分を敷設船上で継ぎ足すことにより輸送管を組
み立て、次に船を前進させながら組み立てた輸送
管を繰り出して海洋底に敷設するという作業が含
まれている。またこれと選択的に、予め組み建て
ておいた輸送管を船上に設置した回転リール上に
巻きつけておいて、次に船が適当な油田地域に到
着した後、輸送管をリールから巻き戻して海洋底
に敷設して行く方法も可能である。

いかなる輸送管でもある程度の屈曲には耐え得
るが、この屈曲は曲げ過ぎによる座屈や周期的な
屈曲による金属の疲れを避けるために、予め定め
られた限界内におさめておく必要がある。輸送管
路が従来の管敷設船により敷設される場合、管は
船を出てからも海洋底まで概ねＳの字の形にな
る。比較的浅い水中では、支持されていない輸送
管の垂直の下降幅が小さくなるため、結果的に輸
送管が船から離れる際の屈曲の半径が大きくな
り、輸送管は屈曲による損傷を受けずに済む。し
かしながら、水深が深くなるに従つて、支持され
ていない輸送管の長さが増し、輸送管がその自重
によつてたわむようになる。このようにして輸送
管が船を離れる際の屈曲の半径が小さくなり、輸
送管にかかる曲げモーメントは許容範囲をはるか
に超えて輸送管の恒久的変形を生じてしまうとい
う欠点がある。

水深の深い所での輸送管敷設作業にあたつて
は、関節式管繰り出し傾斜装置が、吊された輸送
管の屈曲過重箇所における管の屈曲を制御するた
めに用いられている。管繰り出し傾斜装置は、通
常細長く堅固な構造を有するものであり、敷設船
船尾から外方向に伸びて下方に曲がつており、敷
設船の前進に伴ない輸送管を支持しかつ繰り出す
ためのローラを有している。管繰り出し傾斜装置
は、輸送管の屈曲がその最小半径でも過度の荷重
を避けるに十分な大きさであることを保証せしめ
るための浮揚部材と連結して用いられることが多
い。

輸送管が管敷設船を離れて関節式管繰り出し傾
斜装置に作用するとき、当該管は単に管繰り出し
傾斜装置に対する垂直な力の成分による力以上の
力を及ぼしている。輸送管の敷設途中に敷設船が
わずかでも航路を外れたり、あるいは当該管に対
する横方向の水流があつた場合、輸送管は管繰り
出し傾斜装置から外れて横方向に移動しようとす
るであろうが、定位置に渓流されている以上当該
管は管繰り出し傾斜装置の遠隔端部に対して側面
からのすなわち横方向の力を与えることになろ
う。この横方向の力は管繰り出し傾斜装置と敷設
船との連結箇所において横向き向げモーメントに
変えられている。その上さらに、管敷設船の縦揺
れと横揺れによつて管繰り出し傾斜装置に付加的
な曲げモーメントが生じ得る。このような力が十
分に堅固な構造物に作用するうちに、管繰り出し
傾斜装置が相当の損傷を被る程大きなマグニチユ
ードに達することもあり、その為に敷設作業が中
断されたり、管繰り出し傾斜装置の修理または交
換のために休止時間を生じたりすることがある。

管の敷設はますます水深の深い所へ向かつて進
展しているため、吊された輸送管の傾斜はますま
す急勾配になり、従つて水深の非常に深い所では
吊された輸送管が敷設船に対しほぼ垂直の位置を
とることになる。従来のＳ字式敷設方法をこのよ
うに深い所で用いるためにはきわめて長い管繰り
出し傾斜装置を必要とするが、これでは海が荒れ
ると損傷を被り易い。水深の非常に深い所で輸送
管路を敷設するのにもつとも適した方法としては
Ｊ字式方法がある。このＪ字式方法によると輸送
管は、はしけや船の上で垂直デリツクレーンまた
は調節可能に傾斜させた斜面か塔において組み立
てられ、これによつてＳ字式方法につきものの管
の過度の屈曲が排除され得る。このＪ字式方法で
要求されるのは、比較的小さく垂直型の関節式管
繰り出し傾斜装置のみで、当該装置により水平方
向の力、潮流、船の縦揺れ横揺れによる管の屈曲
が抑制され得る。このような管繰り出し傾斜装置
は高い荷重を受けることになるであろう。

本発明の目的は、従来の輸送管路敷設作業中に
遭遇する作業条件を管に損傷を与えないように調
整するだけでなく、従来方式ではない輸送管敷設
作業においても用いられる関節式管繰り出し傾斜
装置を提供することにある。

前記目的は、本発明によれば、互いに並列的に
配置された複数の脚部によつて構成されており、
縦列的に配置されるセグメントの複数と、隣接す
る前記セグメントの２つの間の前記脚部を相互に
連結するための継手手段の複数とを有しており、
前記継手手段の夫々が、一端が前記脚部の一方に
おける端部に相互に所定の角度の範囲で自在に曲
がり得るように、且つ前記脚部の長手軸方向に関
して移動自在となるように連結されており、他端
が前記脚部の他方における端部に相互に所定の角
度の範囲で自在に曲がり得るように、且つ前記脚
部の長手軸方向に関して移動自在となるように連
結されるべき連結部材を備えてなることを特徴と
する関節式管繰り出し傾斜装置によつて達成され
る。

本発明によれば、管敷設船から敷設される輸送
管を案内すべく当該船に着脱可能である関節式管
繰り出し傾斜装置は、縦列関係で配置されてお
り、細長く延び相互に連結された複数の脚部セグ
メントと、前記セグメントが予め決められた角度
の中でどの方向にも屈曲できるように少なくとも
一対の前記セグメントを相互連結する継手部材と
を備えている。

本発明の関節式管繰り出し傾斜装置において
は、当該関節式管繰り出し傾斜装置を垂直に吊し
た位置で管敷設船に装着することと、当該関節式
管繰り出し傾斜装置を通して管を配置すること
と、当該管繰り出し傾斜装置が配置された輸送管
にかかる力に反応して予め決められた角度の中で
どの方向にも屈曲できるようにすることとを行な
い得る。

本発明を、一具体例に基づき、添付図面を参照
しながらさらに詳細に説明する。

第１図は本発明に従つて、管敷設船２の後部端
に連結された関節式管繰り出し傾斜装置１の垂直
断面図であり、その中で関節式管繰り出し傾斜装
置１は第１セグメント３と第２セグメント４とか
ら構成されている。第１セグメント３は管状部材
の形状をなす４つの脚部から構成されているが、
第１図中にはそのうち脚部３ａ及び脚部３ｂのみ
が示されている。第２セグメント４も同様に４つ
の脚部から構成されている。第２セグメント４の
脚部を形成する管状部材４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
の夫々が第２図に示されている。脚部は水平連結
部材５と垂直連結部材６とにより相互に連結され
ている。管敷設船２の後部端を通つて外部に出た
輸送管７が、管繰り出し傾斜装置１に沿つて配列
された複数のローラ８に支架されている。管繰り
出し装置１は、閉鎖している継手９と開放してい
る継手１０とにおいて示されるように十分に屈曲
することが可能である。管繰り出し傾斜装置１が
破線で示されるように持ち上げられた時、継手９
が開放し継手１０は閉鎖する。このような可撓性
によつて管繰り出し傾斜装置１の寿命が伸び、ま
た荒れた海で輸送管敷設作業が行われる間、輸送
管７にかかる接触荷重が軽減され得るのである。

本発明に拠る関節式管繰り出し傾斜装置１の利
点は、継手の働きによりセグメントが予め決めら
れた角度の中でどの方向にも所定の範囲で自在に
屈曲できるという点にある。これによつて本発明
の関節式管繰り出し装置１における継手は従来の
管繰り出し傾斜装置の継手以上に、管繰り出し傾
斜装置の垂直方向および横方向の動きを制御する
ことを可能ならしめるのである。従来の管繰り出
し傾斜装置では、当該装置の下方向への屈曲を制
御するための緩衝制御装置を備えるだけである。

本発明に拠る関節式管繰り出し傾斜装置の動作
の補足的制御手段は、当該管繰り出し傾斜装置の
寿命の延長に有効なものである。

本発明に拠れば、ある状況においては従来の深
水掘穿船、半可潜掘穿装置、その他の船舶などを
輸送管路敷設用に改造することが可能である。従
来のデリツククレーン、ムーンプール等を用いる
ことによつて前記のような船舶または装置に300
ｍから3000ｍまでの範囲内での輸送管路敷設作業
をさせることができるが、この際前記のような従
来のＳ字式方法では管敷設作業がますます困難か
つ高価なものとなる。

従来の掘穿船、半可潜掘穿装置、あるいはその
他の船舶を改造するためには垂直型関節式管繰り
出し傾斜装置の使用が必要であり、当該関節式管
繰り出し傾斜装置は、海洋底に配置中の輸送管を
誘導しかつ保護する目的で掘穿船かその他の船舶
の船殻底に、また半可潜装置の場合にはその下方
かあるいは側面から離れた箇所に装着される。

第３図ではＪ字方式における管敷設作業を実行
することを目的とする深水掘穿船１１の形状をな
す管敷設船を示す。掘穿船１１はデリツククレー
ン１２と、ムーンプール１３と、セグメント１
５，１６，１７から成る垂直型の関節式管繰り出
し傾斜装置１４とを備えている。前記セグメント
は第１図に関して述べた第２セグメントと同様の
ものであり、管状部材１８の形状を４つの脚部か
ら構成されている。前記管状部材１８は第１連結
部材１９と、第３図平面に対して垂直な第２連結
部材（図示せず）とによつて相互に連結されてい
る。関節式管繰り出し傾斜装置１４は、第３図に
示される位置で継手２１，２２が閉鎖しており継
手２３，２４が開放していることから示されるよ
うに、相当に屈曲することが可能である。関節式
管繰り出し傾斜装置１４が垂直位置にある時には
全ての継手が開放される。輸送管２５はデリツク
クレーン１２の中へ挿入され、次にムーンプール
１３と管繰り出し傾斜装置１４とを通過し得る。

関節式繰り出し傾斜装置１４は、ドツキンク用
円錐部材６２が掘穿船１１の船殻にある各々対応
するくぼみ２６ａとかみ合うことによつて掘穿船
１１に装着されている。管繰り出し傾斜装置１４
の着脱は、各ドツキング用円錐部材２６において
出張りやカム（図示されず）を使用することによ
り行われている。前記の出張りやカムは、管繰り
出し傾斜装置１４をドツキング用円錐部材２６に
固定するため、水力によるかまたは鋼線によつて
作動されている。

本発明の関節式管繰り出し傾斜装置のもつ重要
な特徴は、縦列式に配置された１対のセグメント
を相互連結する継手によつて、当該セグメントが
予め決められた角度の中でどの方向にも自在に屈
曲できるという点にある。セグメント１６，１７
の屈曲できる角度の範囲は、搬送管の反りを垂直
線から20度以内に制御するために、下方セグメン
ト１７が垂直線から20度以内で回転するように選
択されることが望ましい。輸送管は、たわみ曲り
による歪み、潮流、あるいはまた敷設船の縦揺れ
横揺れを制御するために、当該輸送管に対してか
けられる水平方向の力により垂直軸から反ること
ができる。水平方向の力と、結果として生じる水
流抵抗力との両方が船首方位に対し傾め方向に作
用した場合、輸送管は一般的に船軸に対し斜め方
向の位置をとることになる。かくして、関節式管
繰り出し傾斜装置の主要な機能は、前記のような
逆作用の条件下で輸送管のスパンの上端部の屈曲
を制御することにある。関節式管繰り出し傾斜装
置を用いなければ、輸送管は１方向へ曲がり過ぎ
ることによる座屈、あるいは周期的屈曲による金
属の疲れによつて使用不能となるであろう。

第４Ａ図並びに第４Ｂ図に亜鈴を用いた継手を
示している。亜鈴の形状をなす連結されたソケツ
ト充填部材は第１セグメントの脚部２８と第２セ
グメントの脚部２９とを連結しており、軸３０と
当該軸の両端にある２つの球３１，３２とから構
成されている。球３１，３２はねじ山３３あるい
はその他の知られた方法のいずれかによつて軸３
０に取付けられている。球３１，３２は、脚部２
８の端部に取付けられたソケツト部としての外ケ
ース３５と脚部２９の端部に取付けられたソケツ
ト部としての外ケース３６との内部で、これらに
損傷を与えることなく接するように、平坦な端部
３４を有することが望ましい。このような構成に
より脚部２８，２９の夫々は軸３０に沿う方向に
所定の範囲に関して移動し得る。

第４Ａ図は一方の外ケース３５が他方の外ケー
ス３６に接している閉鎖位置における継手を示し
ている。

第４Ｂ図は球３１，３２が外ケース３５，３６
の端部に各々接している開放位置における継手を
示している。外ケース３５，３６は、第４Ａ図に
示されるように一体として形成されるか、あるい
はまた端部閉鎖部材３７，３８を外ケース３５，
３６のソケツト３５ａ，３６ａに取付けて球３
１，３２を収納することにより、２つの部分で形
成されても良い。

第５Ａ図と第５Ｂ図は別個のタイプの継手を示
しており、当該継手においてはゴム製緩衝部材付
きの両頭ボルトが使用されている。前記両頭ボル
トは第１セグメントの脚部４０と第２セグメント
の脚部４１とを連結しており、軸４２とねじ山４
５により軸の両端に取付けられたナツト４３，４
４の形状をなす頭部とを含んでいる。

この場合も前記実施例と同様に、脚部４０，４
１の夫々は軸４２に沿う方向に関して自在に移動
し得る。

またソケツト部としての外ケース４９，５０内
のゴム製緩衝部材４７，４８の形状をなすクツシ
ヨン手段が外ケース４９，５０内のナツト４３，
４４に対し弾性シートを供給している。

第５Ａ図は閉鎖状態の継手を示し、第５Ｂ図は
開放状態の継手を示している。ゴム製緩衝部材４
７，４８は、端部閉鎖部材５１，５２をソケツト
４９ａ，５０ａに取付けることにより外ケース４
９，５０の内部に収納されている。

上記の継手の利点は、関節式管繰り出し傾斜装
置の寿命を延長するに有効なその強度にある。

関節式管繰り出し傾斜装置のセグメントが２つ
以上、例えば３つないし４つの縦長脚部を有する
場合、３つないし４つの継手が各対のセグメント
の間に使用されることになる。

本発明の関節式管繰り出し傾斜装置において
は、前述のような構成を有するため、関節式の管
を、例えば管敷設船等により深い海底の場所に長
く連結した状態で敷設しようとする場合に、当該
連結された管路が潮流等により曲げ応力を受けて
も、前記各継手手段の連結部材の夫々の両端部
が、前記脚部の各両端部の夫々に対して、所定の
角度の範囲で自在に曲がると共に当該脚部の長手
軸方向に関して移動自在となるため、当該管路全
体の曲がりに従つて曲がり得る方向及び範囲を広
く設定する。ことができ、当該管路全体に加わる
曲げモーメントの許容範囲をより一層拡大するこ
とが可能になる。

従つて、本発明の関節式管繰り出し傾斜装置
は、管路を敷設すべく水中の環境条件を比較的選
ぶことなく、換言すると、潮流等の水の流れが速
い環境の場所に於いても当該管路を損傷すること
が少なく且つ容易に当該管路の敷設作業を行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は管敷設船の後端に装着された関節式管
繰り出し傾斜装置の縦断面図、第２図は第１図の
関節式管繰り出し傾斜装置の１セグメントを−
線に沿つて切断し、第１図より拡大して描いた
断面図、第３図は垂直式管敷設用の関節式管繰り
出し傾斜装置を備えた、深水掘穿船から改造され
た管敷設船の側面図、第４Ａ図及び第４Ｂ図は亜
鈴を用いた継手の説明図、第５Ａ図及び第５Ｂ図
はゴム製ダンパ付両頭ボルトを用いた継手の説明
図である。 １……関節式管繰り出し傾斜装置、２……管敷
設船、３，４……セグメント、５，６……連結部
材、７……輸送管、８……ローラ、９，１０……
ジヨイント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに並列的に配置された複数の脚部によつ
   て構成されており、縦列的に配置されるセグメン
   トの複数と、隣接する前記セグメントの２つの間
   の前記脚部を相互に連結するための継手手段の複
   数とを有しており、前記継手手段の夫々が、一端
   が前記脚部の一方における端部に相互に所定の角
   度の範囲で自在に曲がり得るように、且つ前記脚
   部の長手軸方向に関して移動自在となるように連
   結されており、他端が前記脚部の他方における脚
   部に相互に所定の角度の範囲で自在に曲がり得る
   ように、且つ前記脚部の長手軸方向に関して移動
   自在となるように連結されるべき連結部材を備え
   てなることを特徴とする関節式管繰り出し傾斜装
   置。 ２ 前記連結部材の両端部が、夫々球形に形成さ
   れた亜鈴形状を有しており、前記脚部の一方にお
   ける端部、及び前記脚部の他方における端部が前
   記連結部材の両端部を夫々収容するソケツト部を
   備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の関節式管繰り出し傾斜装置。 ３ 前記連結部材の両端部の夫々における最先端
   部が平坦に形成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項に記載の関節式管繰り出し傾斜
   装置。 ４ 前記連結部材の両端部が、夫々ボルトの頭の
   形状に形成された両頭ボルトの形状を有してお
   り、前記脚部の一方における端部、及び前記脚部
   の他方における端部が前記連結部材の両端部を
   夫々収容するソケツト部を備えていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の関節式管繰
   り出し傾斜装置。 ５ 前記連結部材の両端部の夫々と前記ソケツト
   部との間には、前記連結部材の両端部の夫々の前
   記脚部の端部に対する各移動を緩衝するためのク
   ツシヨン手段が設けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項に記載の関節式管繰り出し
   傾斜装置。