JPS5837449B2 - カイテイセキユサイクツヨウサクセイキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に海底石油を採掘するためのさ《井機に
関するものであり、とくに、海底石油採掘用の、極めて
低廉にそして比較的容易に建造できる平底さ《井機に関
する。

これらの海底石油採掘用さく井機は、周知のように、油
井を掘り海底油田から原油を採取するための作業基地と
なる人工島を、沖合につ《る目的で建造される。

これらさく井機の他の目的は比較的大きな容積の貯油タ
ンクを同時に準備することである。

これらのさく井機は、実際の使用時にやける必要条件と
、それを曳航したり海水中に入れたりする間の必要条件
との両面にわたって数多くの条件を満足させるものでな
げればならないことは言うまでもない。

すなわち、強風時に遭遇しやすい悪条件（例えば風、大
波、潮流などの）の下でも海底面に対する安全性に高い
信頼性を示すこと、言い換えれば、装置全体にわたって
（例えば重量や大きさ）天候または採油や掘削の作業に
帰因するあらゆる困難に耐えるよう設計されていなけれ
ばならないこと（さく井機は３０年間程はそのような困
難にさらされる）、また、さ《井機は天候条件が良いと
きは正常な運転が可能であること、などの条件を満たす
必要がある。

さく井機を曳航したり海水に浸したりする間は、作業台
（プラットホーム）およびタンク充填機構は常に充分に
安定に保たれていなげればならないが、余り過度の安定
性は不必要である。

また吃水は、装置が曳航されてゆく海（とくにドーバー
海峡）の深さに相応し、しかも安全係数が満足な値に保
たれるような値に制限されていなければならない。

さらに、掘削および（または）石油採取場所への最終的
な設置は、高々数日しか有効でない天気予想を基にして
計画を立てるので、すばやく行わなければならない。

以上述べてきた諸条件は、掘削機と採掘用さく井機とを
重構造材を基材とすることによって満たされる。

この一般的な性質を有する構造物によってのみ、掘削機
構、採油機構および貯油機構の三要素を一体構造とする
ことが可能となる。

加えてこのような材質のものが、費用の面からも始動時
および技術上の信頼性の観点からみても極めて満足のい
《ものである。

上述の一般的な型のさく井機の多くは現在その一部また
は全部がコンクリート製であり、また上部は鋼鉄構造で
ある。

本発明者は、さく井機としては鋼鉄製のものが好ましい
ことを見出した。

それは主に以下の理由による。

構造鋼の固有の品質、ならびにその利用および構造鋼製
の道具は、工学の分野においてよく知られている。

塔（作業台から海底に向かって突き出た足）などのよう
な、掘削機やさ《井機の主要な部分は、鋼鉄製の方がよ
り信頼性が高い。

事実、その塔の設計を行う際の重要な要素は、大波によ
って引起こされる繰返しの応力を受ける場合のように、
材料が疲労を受けるときの挙動であるが、鋼鉄の場合は
そのような応力の下での挙動がよく知られているのに対
し、コンクリートの場合の挙動は現在に至るまであまり
はっきりとはしていない。

鋼鉄製構造にすることによって、さ《井機の重量をかな
り減ずることができるが、これが完全装置のさく井機を
使用した際に海の状態によって起こる掘削・採油場所の
安定性の問題に対して、一つの容易な解決策となる。

鋼鉄のみでつくられる建造物は、コスト面からも特に魅
力的である。

従って、本発明の主要な目的は、採掘坑を掘削し海底油
田から石油を採取するための作業基地となる、鋼鉄製の
、重構造土台型の海底石油採掘用さく井機を提供するこ
とであり、このさく井機は以下の４つの必須構或要素か
ら或ることを特徴とするものである。

ａ）海底面と直接接しないようにするために二重底とさ
れた貯油用モジュールとさく井機が海中へ没入される間
重いバラストを充填してお《ための上面開放モジュール
とからなり、これらのモジュール集合体がさく井機に対
して海底に作用する圧力が許容限度値を越えない充分な
接地面積を与えるようにされた土台構造物、ｂ）上記土
台構造物上に配置され、石油を貯蔵する目的および／ま
たは没入時に浮きとして、その一部または全部が用いら
れる上部モジュール、Ｃ）各々の基部に上記貯油モジュ
ールあるいは土台構造物のいずれかに適合される浮きモ
ジュールからなる方形構造物を有シ、かつ各々が円筒形
モジュールからなる作業台上に据付けられた掘削装置お
よび採油装置を支持するのに充分な数の独立した塔、（
結局これらの塔および浮きモジュールは直接土台構造物
上か、あるいは上記上部浮きモジュールのいずれかに配
置される）およびｂ）上記塔の上端に連結され、例えば
仕切り壁で仕切られた区画を有する構造の浮きばこまた
は格子状の構造体からなる掘削装置および採油装置を支
えるための作業台またはデッキ。

本発明による装置の他の特徴と利点は、添付の図面を参
照しながら以下説明を進めるに従って明らかにされるで
あろう。

添付の図面は、本発明の態様の代表的な一例を模式的に
示したものであるが、この図面に示した例は本発明を具
体的に説明するためのものであって、本発明をそれに限
定するものではない。

そのうち第１図は本発明による掘さく、さ《井機の一例
の分解部品配列図であり、第２図は掘削地点におかれた
本発明装置の正面図である。

以下図函に基づいて本発明装置の説明をする。

図面にきわめて模式的に描かれたさく井機は、４つの不
可欠部分をもっている。

すなわち、土台構造物１０、その上部の複数個の貯油機
構１２．１４直立した塔１６および作業台１８の４部分
である。

以下これらの４つの部分のそれぞれについて詳しく説明
する。

まず土台構造物１０は、図面に示された例では矩形の形
状である。

これは本質的に貯油用モジュール２０と上部開放のモジ
ュール２２．２２’とからなる。

貯油用モジュール２０は、その底部が二重底３４になっ
て（第２図）、海底面と直接には接しないようになって
いる。

一方、上面が開いているモジュール２２ ． ２２’は
、海中で種々の作業が行われる間、重いバラストを充填
しておくためのものである。

必要の場合には、上面開放のモジュールを、貯油用モジ
ュール２０を囲むように配設して、海底付近で生じる衝
撃から貯油用モジュールを保護するようにしたり（モジ
ュール２２はその例である）、あるいは上面開放モジュ
ールを複数個の同型の貯油用モジュール２００間に設け
て、充分なバラスト容積を確保するように（モジュール
２ｚがその例である）することができる。

これらのモジュール２０ ．２２および２２′は全体と
して、さ《井機が海底で受ける単位表面あたりの圧力が
許容限度を越えるのを防止するのに充分な床面積を与え
る役もする。

また、本発明による装置には、上記の貯油モジュール、
バラスト注入モジュールの数個の間に、自由空間２４が
設けられていてもよい。

この空間２４は、種々のパイプや補助用具、いろいろな
導線、とりわけ掘削工具や採油パイプを管理するための
管の通路とされる。

上述の例に変更を加えたものとして、土台構造物１０の
底面下に金属製スカート３６をはかせた形のものがある
。

このスカート３６は、ある程度海底面にくい込み、土台
が海底に近づいたときさく井機がすべったり波の影響を
受けたりするのを防ぐ作用をする。

従って装置を海底に置いたときの装置底面の位置が固定
される。

これらのスカート３６の縦方向の寸法および外周は海底
の土質により個々の場合に応じて決められる。

最も外側のスカートは、土台壁の下に取りつけてもよい
し、また土台壁の外に取りつげてもよい。

本発明によるさく井機の可能な例をもう一つ挙げると、
これは土台構造物の外周に沿って縦方向の有孔金属シー
トスクリーン３８を備え、海底海流のために土台下の海
底が洗掘されることを防止できるようにしたものである
。

上部貯油モジュール１２．１４は上述の土台構造物１０
の上部に設置される。

最上部の貯油モジュール１４は海水中へ装置を入れ終る
までからにしておかれ、その後浮き潜函として使用でき
るようにされる。

塔１６は、作業台１８上に据えられた油田掘削装置およ
び採油装置を支えるに充分な数だけ設けられる。

図面に記載した典型的な例では塔は４本設置されている
が、本発明装置においては塔の数は４本に限られない。

なお、第１図には塔が２本しか記載されていないが、他
の２本については軸線に相当する部分の一点鎖線のみを
記した。

これらの塔１６は互いに独立しており、その基部の方に
浮きの役をするモジュール２６（図面では、長方形の断
面で示されている）が取りつげられている。

このモジュール２６により塔１６は土台部の貯油用モジ
ュール１４に連結される。

またこの浮きモジュール２６には海水が継続的に注入さ
れて、装置を確実に最後まで海中に浸入させておく働き
もする。

塔１６のそれぞれは、複数個の円筒形モジュール２８
，３０ ．３２（本例では３個）からなる。

円筒２８ ，３０ ．３２は規格化された径の円筒で、
基部から、採油装置がのっている作業台１８に向って次
第にその径が小さくしてある。

作業台１８は、数個の区画からなる浮きばこまたは格子
状構造体からなる。

この浮きばこまたは格子状構造体は、石油によって貯油
モジュール１２．１４から追い出された水を注ぎ出すた
めのタンクの役割を果している。

作業台１８は前記の塔１６のそれぞれの上端と連結され
る。

言うまでもなく、本発明によるさく井機の種々のモジュ
ールの数は、それぞれの場合に応じ、採油条件によって
決まるその都度の特定の要求に合致するように、決定さ
れる（特に、水深、装置の床表面積、その海底面の性質
、希望の貯油能力などの条件）。

本発明によるさく井機は、採掘工程中のあらゆる必要条
件を満たす好適な装置である。

例えば、土台はバラストの入った帯状部分（モジュ−＃
２ ２ ， ２ ｚ）が貯油モジュールを囲む構造なの
で、土台の表面積は地面の支える能力に適応させること
ができる。

また、上記の帯状部分の寸法を適度な大きさにすること
ができることと、帯状部分が価格に占める労力の大きさ
が極めて小さい平パネルのみからなることにより、バラ
スト重量を土台の価格を不当に増大させることなく増す
ことができるので、土台の重量の増加を伴なうことな《
上記帯状部分の表面を大きくすることができる。

なお、本発明装置においては内部圧を発生させる手段を
備える必要はない。

本発明によるさく井機は海水中に入っている間空にされ
ている浮き潜函１４を備えており、浮き潜函１４の寸法
や強度は水の外圧に耐えるように設計されているので、
それらの寸法を減ずるための内圧発生手段を潜函中につ
くる必要はないのである。

本発明によるさく井機は、造船所でそれを建造すること
を考慮すると、コストを低下させ、予め作製しておいた
ユニットもしくはブロック組立用の大型ガンｌ− １．
１一起重機を利用した建造方法を採用するのに、特に好
適である。

（塔と作業台を除く全部品は平形パネルからなる。

）本発明によるさ《井機の建造には平形パネル工場の施
設をそのまま利用できる。

さらに、モジュール単位を使用して本発明のさく井機の
組立ができることも、コストを下げるかなり大きな要因
となる。

何故なら、そのために大量生産方式が容易に採用できる
からである。

本発明によるさく井機の利点を箇条書きにまとめると以
下のようになる。

１）さく井機の安定性がいかなる条件下でも（例えば曳
航の間や、装置を海中に入れて操作する時でも）保たれ
る。

特に格子構造（ｌａｔｔｉｃｅｃ ｏｎｓｔ ｒｕｃｔ
ｉｏｎ）のものとは異なり、本体とは別の浮き機構は
不必要であるし、また、コンクリートを主体としたさく
井機とも異なって、作業台や作業設備を建造する場所か
ら海中にさ《井機を浸入させる場所まで曳航するために
余分な浮きを追加使用する必要もない。

２）本発明によるさく井機の安定性はそれが海中にある
全過程を通して保証されており、それを採掘場所に沈め
る作業にも何の問題もない。

また、上面が開放されていてバラストを注入しやす℃・
モジュール２２を使用しているため、バラスト注入操作
も非常に簡単である。

なお、バラストの一部はさく井機の進水の際に注入して
おいてもよい。

さらに、土台１０を二重底にしてあるため、一重底のも
のよりかなり安定性が高いことも利点の一つである。

事実一重底だと、海底から何か固い突起物が出ていたり
などすると、例えば土台に穴かあ《など、土台が損傷を
受ける恐れがあり、そのため土台の水もれ防止能力が損
なわれてしまうことがある。

ところが二重底だと、そのようなことがあっても内側（
上側）の壁が、必要な水もれ防止性能を常に保証する。

３）適当な設備を加えて完戒されたさく井機および作業
台はその場で短時間内に、作動状態に入れる。

従って、天候条件を考慮した作業計画立案が可能である
。

４）保守という観点からの、本発明装置の利点は次のと
おりである。

さく井機をてんふくさせる恐れのある自然の力に対する
安定性を得ること、および海底における単位表面あたり
の圧力をある限度内に押さえることが、土台の大きさを
変えたり、バラストの量を変えることによって簡単にで
きること。

実際の使用時において、破壊の最初の原因となりやすい
、連続構造体のすきまはすべて、完全に排除されている
こと。

海底深度のところの貯油機構の周囲全体に囲いぜきがし
てあるので、装置の最も外側の壁に変形や穴が生じた場
合にも、原油の漏出の危険はさげられること。

５）建造にあたっては、次の利点がある。

規格化された大きさの平行六面体または円筒形のモジュ
ールを作製しておけば犬規模な規格化が可能であり、そ
のため建造費が安くて済むこと。

最も多く使用されるのは平形パネルであるので、近代的
な造船所で使用されている流れ作業大量生産方式が利用
できること。

造船工業で一般に採用されている品質の鋼鉄を、本発明
さく井機の建造に使用できること。

本発明が、以上説明した特定の例や添付図面に模式的に
示した例に厳格に限定されるべきでないことはもちろん
である。

何故なら、特許請求の範囲に定義した本発明の基本的な
原理からはずれることなく、多くの変更や修正を加える
ことができることは自明だからである。

本発明さ《井機の土台は、乾ドックやそれに類似の施設
で型、型板、土台等を用いて建造してもよいし、また、
独立のモジュールまたはモジュールをいくつか組合わせ
たものをつ《り、使用時にそれらを組立てる方法で建造
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による掘削・採油機の一態様の分解部
品配列図である。 第２図は、掘削地点に置かれた本発明による掘削・採油
機の一態様の正面図である。 １０・・・土台構造物、１２，１４・・・貯油用モジュ
ール、１６・・・塔、１８・・・作業台、２０・・・貯
油用モシュール、２２・・・パラスト用モジュール、２
４・・・自由空間、２６・・・浮き用モジュール、２８
，３０．３２・・・円筒形モジュール、３６・・・金属
製スカート、３８・・・金属シートスクリーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ４主要構成部、すなわち、ａ）貯油用モジュール２
   ０と、さく井機が海中へ没入される間重いバラストを充
   填しておくための上部開放モジュール２２とを備え、上
   記モジュール集合体はさ《井機に対して海底に作用する
   単位面積当りの圧力が許容限度を越えないように充分な
   床面積が与えられた土台構造物１０、ｂ）上記土台構造
   物上に配置された上記貯油用および／または浮き用モジ
   ュール１２，１４、Ｃ）各々の基部に浮き用モジュール
   ２６を有し、それによって上記上部貯油用モジュールま
   たは上記土台構造物中にかん合できる、作業台に担持さ
   れた採掘装置を支持するための複数個の独立した塔１６
   、およびｄ）上記塔の上端に連結され、掘削装置および
   石油採取装置を担持する作業台またはデッキ１８から或
   ることを特徴とする、海底油田を掘削し石油を採掘する
   ための作業基地として用いられる土台構造物からなる鋼
   鉄製海底石油採掘用さ《井機。 ２ 貯油用モジュールを海底面から隔離するため、上記
   モジュールの下部に二重底３４を設けてなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のさく井機。 ３ 上記開放モジュール２２が貯油モジュール２０のま
   わりに配置されて成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のさく井機。 ４ 充分なバラスト容積を確保するために上記開放モジ
   ュール２２が貯油用モジュール２０の間に配置されて成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のさく
   井機。 ５ 種々の導管、すなわち掘削工具や石油採取用工具を
   導びくための管通路として、貯油用モジュールと上部開
   放モジュールとの間に自由空間２４を設けて威ることを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載
   のさ《井機。 ６ 土台構部物を乾ドック中において型の上で完全に建
   造し、かつ独立のモジュールまたはモジュールの群を進
   水時に組立てることを特徴とする特許請求の範囲第１〜
   ４項のいずれかに記載のさ《井機。 ７ 塔がそれらの基部から採掘装置を担持するデッキに
   向って次第に減少する規格直径を有する円筒形モジュー
   ル２８，３０．３２から構或されてなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のさ《井機。 ８ 作業台１８がいくつかの小区画に分かれた浮きばこ
   、または格子組構造から成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のさく井機。 ９ 作業台を構或するいくつかの小区画に分かれた浮き
   ばこ１８が同時に原油によって貯油用モジュールから追
   い出された海水を注ぎ出すためのタンクとして用いられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載のさく
   井機。