JPS6344918B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は沿岸プラツトフオームを使用して大
陸棚から石油等の流体を取り出す方法に係り、特
に掘削および流体の生産が容易な沿岸プラツトフ
オームに関する。

近年、石油製品の世界的不足、需要増加、その
結果による値上り等の問題から、次第に増々困難
な条件下にある大陸棚から石油等を採掘するよう
になつてきている。たとえば、より深い大陸棚か
ら石油を採掘することが試みられている。公知の
如く、石油は従来、多年に亘り比較的浅い海底か
ら採掘されてきたが、近年、今まで使用されてき
た沿岸プラツトフオームでは適切でなく、費用も
極めて高価とならざるを得ないような極めて深い
海底の油田が発見されている。このような困難な
条件下にある油田の開発に対処するための一つの
手段として、従来の固定支脚による沿岸プラツト
フオームの代りに一般にテンシヨンレグプラツト
フオーム（tension leg platform）と呼ばれるも
のの開発がなされている。

このプラツトフオームは通常、プラツトフオー
ムの作業高度を支持するためのブイ部を有する浮
遊プラツトフオームからなるものである。このプ
ラツトフオームは海底に所望の位置に設けられた
基礎部上方に配設され、緊張部材により基礎部に
固定し、このプラツトフオームが海面の波等によ
つても上下動しないようにプラツトフオームを固
定している。この緊張部材の伸縮により若干の上
下動は起るにしても、この緊張部材は常に緊張状
態にあるから実質的に波等による上下動の影響を
受けない。その結果、海底に坑井を掘り、石油等
を取り出すのに適した安定したプラツトフオーム
が提供される。このようなプラツトフオームは従
来のプラツトフオームでは不適とされた深い海面
に設置するのに適している。

この発明は沿岸プラツトフオームを３個のデツ
キから構成させることが好ましいことを見出し
た。すなわち、第１の下方デツキは海底へ降下さ
せる装置を位置させるための作業スペースを与
え、第２の中間デツキは坑井からの生産コンジツ
トを支持させ、坑井完成後の生産操作をおこなう
主生産デツキを構成し、第３のデツキは掘削、完
成および改修用装置を支持し、該装置と第２のデ
ツキとの間の保護用バリヤーの役割をなすもので
ある。

以下、この発明を図示の実施例を参照して説明
する。なお、図面中、同一又は類似部位について
は同一符号が付されている。

第１図にテンシヨンレグプラツトフオーム１０
が示されている。このテンシヨンレグプラツトフ
オーム１０は海１３中の適当な深さで基礎１６に
固定されたテンシヨン部材１４で配置されたブイ
部材１２を具備している。このブイ部材１２はテ
ンシヨン部材１４で適当な引張りを維持すること
によりテンシヨンレグプラツトフオーム１０を海
１３中の所望の高さに保持させる。基礎１６は海
底１１上に配設され、テンシヨンレグプラツトフ
オーム１０を所望の位置に安定的にけい留させる
のに適当な構造となつている。本発明の実施に際
し、テンシヨンレグプラツトフオーム１０の坑口
範囲は好ましくは第１のデツキ１８、第２のデツ
キ２０および第３のデツキ３３からなるものとす
る。第１のデツキ１８はガイドワイヤを配置させ
る作業スペースを提供するためのもので、このガ
イドワイヤは通常第２のデツキ２０の下側に固定
し、海底へ降下されるべき装置等を配置させるた
めのものである。第２のデツキ２０は生産用坑口
と、大陸棚から流体を生産する場合に通常用いら
れる設備を収容する。第３のデツキ２２は掘さく
および採収井の改修用装置の操作、メンテナンス
操作等をおこるためのものであり、かつ、これら
掘さく、改修、メンテナンス操作から第２のデツ
キ２０への影きようを保護している。そのほか、
掘さく塔ならびにヘリコプタ発着場２８を支持す
るための構造支持部材２４が設けられている。デ
リツク２６は必要に応じ、テンシヨンレグプラツ
トフオーム１０の外側縁部に設けられていて、装
置等の装着、離脱を容易にしている。海底１１上
にはプラツトフオーム１０の真下にテンプレート
３０が配置されていて、複数の坑井３４の配置を
容易にしている。このテンプレート３０は一般に
はチユーブ状構造をなし、所望位置に浮遊させ、
ついで公知の如くテンプレート３０の水平を保つ
適当な手段とともに沈められる。さらにテンプレ
ート３０は通常、プラツトフオーム支持部材に連
結して所定位置に保持され、そのバイリング部材
等（図示しない）は公知の如く使用される。この
テンプレート３０はグリツド状構造をなし、坑井
３４を位置させるために使用される。ガイドポス
ト３２はテンプレート３０上に適当な個所に設け
られ、坑口穴３４′の一つと関連させて示されて
いるガイドワイヤ４６との関係においてガイドフ
レームの使用を容易にしている。図示されている
坑井は掘削塔４２から掘削されつつある井戸３
４′を除いて生産ライザが装着され、すべて完成
された状態となつている。生産ライザ３６は上端
が生産坑口４０と連通し、ここから採取された流
体が原油貯ぞう所等へ通過するようになつてい
る。この流体の運搬については公知と同様の手段
によつておこなわれる。生産ライザ３６は引張り
部材３８によつて緊張が維持されている。この引
張り部材３８は第２のデツキ２０底部に設けられ
ている。好ましくは引張り部材３８は回転支持部
３９との関連させて用い、他方この支持部３９は
ライザ３６を所定位置に回転可能に支持するよう
にする。掘削中の井戸３４′の場合は吹出し防止
部材４８を掘削ライザ４４の接部近傍に設け、引
張り部材３８を第３のデツキ２２下方の掘削ライ
ザと操作可能に接続させて配置させる。

第２図には第１のデツキ１８の床の一部５０が
示されている。坑井３４は開孔部を通過させて配
設されている。坑井３４は４個が一団となつて設
けられ、これら４個の坑井によつて形成される４
角形の４隅にそれぞれ設けられ、またドア５４が
各４組の坑井と関連させてヒンジ５６により係止
されている。これらドア５４は下方向に開口方向
となつていて、ガイドフレーム等をガイドワイヤ
に沿つて海底１１に向けて降下させ得るようにな
つている。このように４つ組の坑井３４を以つて
構成させる利点は通常の操作においてその周りに
可成りの作業用空間を形成し得る点である。この
４つ組坑井は掘削、メンテナンス工具その他の海
底へ運搬される備品等を使用する場合の作業効率
においても好ましい。

第３図にはテンプレート３０の一部の上面が示
されている。坑井３４はテンプレート３０のチユ
ーブ状部分３１の間に配置されている。ガイドポ
スト３２が各坑井のグループ中に設けられた中央
ガイドポスト３３ととも設けられている。この中
央ガイドポスト３３はガイドポスト３２上に配設
されたガイドワイヤ４６の使用を容易にしてい
る。１個のガイドワイヤは各坑井のガイドワイヤ
の各グループに共通している。

第４図にはガイドワイヤ４６がガイドフレーム
６２との関連において示されている。このガイド
フレーム６２は生産ライザ３６をその下端に設け
られた嵌合部６６を介して坑口３５と連結するガ
イドとして設けられている。ガイドフレーム６２
は一対の広がり部６８を有する。この広がり部６
８はガイドポスト３２と嵌合するようになつてい
てガイドフレーム６２およびその中の器具等を坑
口３５との関連において正確に位置させるもので
ある。一般にこの広がり部又は円錐状延出部６８
はガイドフレーム６２とガイドポスト３２との嵌
合を容易するためのものである。

通常の沿岸プラツトフオームの掘削作業におい
て、大型のケーシングたとえば30″（外径）ケーシ
ングが用いられ、約100ないし300フイートの深さ
の穴のケーシングをするために用いられる。この
場合30インチケーシングは36インチ孔中にセツト
され、所定位置に固定される。なお、本明細書に
おいて、ケースされていない穴を穴（ボアホー
ル）と呼び、ケースされている穴を坑穴（又は坑
井）と呼ぶ。穴は次に26インチ穴中に固定される
20インチ（外径）ケーシングを用いてさらに海底
（マツドライン）下1000〜1500フイートの深さに
延される。なお、上記26インチ穴は上記30インチ
ケーシングを介して容易に掘削できる。坑穴をさ
らに2000〜6000フイート延長させるには171/2イ
ンチ穴中に固定される133/8インチケーシングを
用いておこなわれる。この171/2インチ穴は20イ
ンチケーシングを介して容易に掘削し得る。坑穴
を生産ゾーンにまで完成させるには133/8インチ
ケーシング中を掘削した121/4インチ穴中に９5/8
インチケーシングを配置させ、これを所定位置に
固定することによつておこなわれる。ある場合に
は９5/8インチケーシング中を掘削した８1/2イン
チ穴中にライナを配置し７インチライナでさらに
深く延してもよい。なお上記の深さ、ケーシング
のサイズ、数、長さは一例にすぎず、必要に応じ
適宜変更し得るものである。上述の如くプラツト
フオームからの掘削において、大径、すなわち30
インチコンジツト又はそれ以上のものをプラツト
フオームから海底まで、また場合によつてはさら
にそれ以下に導入し、掘削をこのコンジツトを介
しておこない、穴底に位置する７インチライナを
除いてすべてのケーシングをプラツトフオーム作
業位置まで上方に延出させる。云い換えれば、す
べてのケーシングは表面まで延出され、吹き出し
防止装置等はその表面に通常配設される。これに
対し、掘削船等からの掘削は通常、マツドライン
にハンガー又は坑口を設けケーシング棒を支持さ
せ、吹出し防止具等をマツドラインに位置させ
る。

テンシヨンレグプラツトフオームを用いた掘削
法においては、穴をケーシングなしで掘削し、そ
の掘削は穴にケーシングを固定したのちも流体の
循環を許容し得る深さまでおこなう。通常用いら
れるケーシングは比較的大きい30インチ（外径）
ケーシングが用いられる。このケーシングは坑口
又はマツドラインに近いケーシングハンガに末端
があり、通常所定個所にセメント付けされ、その
のち、より小さいケーシング棒を穴のさらに小さ
い径の延長部中に延出させる。上記表面掘削法は
ケーシングを坑口又はマツドライン近傍のケーシ
ングハンガから下げた状態でおこなわれる。すべ
てのケーシングは坑口又はケーシングハンガの位
置で終つている。堀削ライザはプラツトフオーム
１０上における掘削操作と坑口又はケーシングハ
ンガを流体が連通するように配置されている。ケ
ーシング線を垂下させるのに適当なケーシングハ
ンガおよび坑口については公知のものと同様であ
る。ただ、ケーシングハンガは特に他の機能が要
請されない限り、それで十分である。掘削ライザ
の大きさについては適宜選択し得るが、一般には
20インチのものが使用される。掘削ライザ４４は
高圧ライザであつて好ましくは高圧可撓性ジヨイ
ントを有し、掘削ライザ４４に過度の負荷を加え
ることなくテンシヨンレグプラツトフオーム１０
の動きを許容し得るものとする。坑井が完了した
とき、掘削ライザ４４は引き離され、生産ライザ
３６（好ましくはより小さいサイズのもの、一般
には９5/8インチ外径）が配置され、ケーシング
と生産ヘツダ４０をプラツトフオーム１０で流体
が連通するようにする。流体の生産のための配管
（チユービング）が生産ライザおよびケーシング
を介して公知の如く所定深さに配設される。生産
ライザ３６はテンシヨンレグプラツトフオーム１
０の水平移動を許容するものでなければならな
い。また、生産用配管が破損した場合、生産ライ
ザ３６は地下供給源からの流体を収容し得るもの
でなければならない。このような目的のためには
公知の如く、より小径のパイプが好ましい。上述
の掘削法はテンシヨンレグプラツトフオームにつ
いては好ましいものであるが、その他の型のプラ
ツトフオームにも当然適用し得る。掘削ライザ４
４および生産ライザ３６における可撓性の要請は
テンシヨンレグプラツトフオーム又は掘削船等の
可動性プラツトフオームについては大きい。上述
の如き本発明の方法の利点は従来のプラツトフオ
ームについても云えるものであり、海底からプラ
ツトフオームデツキへのコンジツト、ケーシング
延長部に必要な鋼材を著るしく節減することがで
きる。また、本発明の方法による坑井からの流体
の生産は固定式の従来のプラツトフオームにおい
ても有利である。特に、生産ライザとしてより小
径のパイプを用いることにより潮流、波浪に対す
る抵抗が小さくなり、その結果、プラツトフオー
ムの設計に際し、従来より小さい応力に耐え得れ
ばよいようにすることができる。テンシヨンレグ
プラツトフオームにおいて、このようなことは極
めて重要である。なぜならば潮流、波浪に対応す
る水平移動をより小さくすることが好ましいから
である。テンシヨンレグプラツトフオームにおい
て上述の生産ライザを用いる場合に、生産ライザ
の負荷を小さくするためには生産ライザは引張り
部材３８を各生産ライザに関連させて用い、緊張
状態に維持することが好ましいことが見出され
た。適当な引張り部材についてはたとえば米国特
許第4142584号に記載の如く公知である。テンシ
ヨンレグプラツトフオーム又は他の可動性プラツ
トフオームを使用する場合、第２のデツキ２０に
おいて生産ライザを支持させるために回動性取付
部材を用いることが好ましい。この場合、それほ
ど大きな回転動作は必要としないが、第１図に示
すテンシヨンレグプラツトフオームにおいては引
張り部材が生産ライザよりも異なつた長さのもの
となり、そのため波、風の作用によりプラツトフ
オーム１０が動いたとき生産ライザの頂部および
引張り部材の頂部において異なつた動きが生ずる
ことが容易に理解し得るであろう。そのため、引
張り手段および回転可能な取付手段を用い、プラ
ツトフオーム１０の操業との関連において生産ラ
イザを頂部において固定させることが特に好まし
い。

従来の沿岸プラツトフオームから掘削する場合
は別の掘削法が好ましい。この別の掘削法におい
て、坑井はすべてのケーシング線をプラツトフオ
ームに延出させ、ただしマツドライン懸垂装置を
このマツドライン（海底）近傍に位置させて上述
の如く掘削する。したがつて掘削およびケーシン
グ操作が完了したとき、ケーシング線をマツドラ
イン懸垂装置のところで引き離し、生産ライザを
取りはずし、これをプラツトフオームとケーシン
グと流体が直通するように位置させる。生産用配
管はついで生産ライザを介して配置させる。この
発明の方法によりテンシヨンレグプラツトフオー
ムの場合に得られる利点が従来のプラツトフオー
ムを用いた場合でも得られ、その場合、高圧可撓
性掘削ライザを必要としない。本発明において、
生産ライザの上端を回動可能に支持し、かつ波
浪、潮流等による生産ライザ頂部の動きに順応さ
せることが好ましい。

さらに、生産ライザ３６の下部を坑口の上部に
おいてテーパー状とし、生産ライザとケーシング
の連結部および坑口ケーシングハンガ等における
過度の応力の発生を防止するようにすることが好
ましい。このようなテーパーはテンシヨンレグプ
ラツトフオームの場合、特に望ましい。テーパー
の程度については当業者が容易に決定し得るもの
であり、好ましくは生産ライザの下方20％以下の
長さに沿つて予想される曲げ応力を分散させるよ
うに配慮する。

テンシヨンレグプラツトフオームの作業スペー
スとして３個のデツキを用いることは極めて有利
となる。

第１のデツキ１８はガイドワイヤを配置させる
作業スペースを提供するためのもので、このガイ
ドワイヤは通常第２のデツキ２０の下側に固定
し、海底へ降下させるべき装置等を配置させるた
めのものである。第２のデツキ２０は生産用坑口
と、大陸棚から流体を生産する場合に通常用いら
れる設備を収容する。第３のデツキ２２は掘さく
および採収井の改修用装置の操作、メンテナンス
操作等をおこなうためのものであり、かつ、これ
ら掘さく、改修、メンテナンス操作から第２のデ
ツキ２０への影きようを保護している。これによ
つて、比較的大型の装置を使用して、掘削、改修
操作をおこなう場合も、操作スペースが広いので
作業員に対する危険を与えることなく、生産操業
を中断することなくおこなうことが可能となる。

上述の如き特徴の組合せにより、沿岸プラツト
フオームからの流体の生産が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図はテンシヨンレグプラツトフオームの概
略図、第２図は第１図のプラツトフオームの下部
デツキの一部の上面図、第３図は第１図のテンプ
レートの要部の上面図、第４図は坑穴に設けられ
る部材を配置させるためのガイドワイヤとの関連
において用いられるガイドフレームを示す要部側
面図である。 図中、１０…プラツトフオーム、１１…海底、
１２…ブイ部材、１４…テンシヨン部材（引張り
部材）、１６…基礎、１８…第１のデツキ、２０
…第２のデツキ、２２…第３のデツキ、３０…テ
ンプレート、３４′…坑穴、３６…生産ライザ、
３８…引張り部材、４０…生産坑口、４２…掘削
塔、４６…ガイドワイヤ、４８…吹出し防止部
材、５４…ドア、６２…ガイドフレーム、６８…
広がり部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 海底を介して大陸棚中に坑井を掘削し、これ
   から流体を生産するための沿岸プラツトフオーム
   であつて、該プラツトフオーム上に３個のデツキ
   を用い、第１の下方デツキは海底へ降下させる装
   置を位置させるための作業スペースを与え、第２
   の中間デツキは坑井からの生産コンジツトを支持
   させ、坑井完成後の生産操作をおこなう主生産デ
   ツキを構成し、第３のデツキは掘削、完成および
   改修用装置を支持し、該装置と第２のデツキとの
   間の保護用バリヤーの役割をなすことを特徴とす
   る坑井掘削用沿岸プラツトフオーム。 ２ 第１のデツキは上記ケーシング又はライザの
   周りに位置するドアを有し、海底の坑井に器具を
   降下させ得るようになつている特許請求の範囲第
   １項記載のプラツトフオーム。 ３ 坑井が４個の組みで構成され、各坑井は４角
   形の隅角部に位置されている特許請求の範囲第１
   項記載のプラツトフオーム。 ４ 上記坑井が (a) 海底に未だケーシングをしない穴を、ケーシ
   ング後において、該穴中に流体の循環が可能な
   深さにまで掘削する工程と、 (b) 該穴をケーシングする工程と、 (c) このケーシングを海底近傍で終らせる工程
   と、 (d) 外側ケーシングの外径より小さい外径の高圧
   掘削ライザを少なくとも１個のケーシングおよ
   びプラツトフオームと流体連通可能に配置させ
   る工程と、 (e) 上記掘削ライザを通して上記穴を大陸棚中に
   掘削する工程と、 (f) ケーシングが海底で終るようにして所定の深
   さまで上記穴をケーシングする工程と、 によつて掘削、ケーシングされたものである特特
   徴請求の範囲第１項記載のプラツトフオーム。 ５ 掘削ライザを所定の深さまで掘削したのち除
   去する特許請求の範囲第４項記載のプラツトフオ
   ーム。 ６ 生産ライザをケーシングおよびプラツトフオ
   ームと流体連通可能に配設した特許請求の範囲第
   ４項記載のプラツトフオーム。 ７ 生産ライザをプラツトフオームに緊張状態に
   回動自在に支持させた特許請求の範囲第１項記載
   のプラツトフオーム。 ８ プラツトフオームがテンシヨンレグプラツト
   フオームである特許請求の範囲第１項記載のプラ
   ツトフオーム。 ９ プラツトフオームが従来のプラツトフオーム
   であつて、坑井を (a) 所定の深さまで掘削、ケーシングし、該ケー
   シングをプラツトフオームまで延出させ、 (b) 海底上のケーシングを除去することによつて
   形成させた特許請求の範囲第１項記載のプラツ
   トフオーム。 １０ 海底上のケーシングを除去したのち生産ラ
   イザをプラツトフオームおよびケーシングと連通
   させて配設させた特許請求の範囲第９項記載のプ
   ラツトフオーム。