JP2014058274A

JP2014058274A - 浮体式生産貯蔵積出設備

Info

Publication number: JP2014058274A
Application number: JP2012205709A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Shimada; 潔島田
Original assignee: Akishima Laboratories Mitsui Zosen Inc
Current assignee: Akishima Laboratories Mitsui Zosen Inc
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-04-03

Abstract

【課題】タレット式係留設備を有する浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）において、ローリングの発生を抑制し、且つ低コストで建造又は改造することができるＦＰＳＯを提供する。
【解決手段】タレット式係留設備２を有する浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）１において、浮体式生産貯蔵積出設備１が、浮体構造物３と、浮体構造物３の側方に連結部材４を介して連結された補助浮体構造物５を有している。また、補助浮体構造物５が、給油設備６を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、洋上で石油やガス等を生産し、生産した原油等を設備内のタンクに貯蔵して、輸送タンカーへの積み出しを行う浮体式生産貯蔵積出設備に関する。

従来、海底の天然ガスや石油等の資源を回収するために、浮体式生産貯蔵積出設備（ＦｌｏａｔｉｎｇＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｔｏｒａｇｅａｎｄＯｆｆｌｏａｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ、以下ＦＰＳＯという）が、利用されている。

図４に、従来のＦＰＳＯの概略を示す。このＦＰＳＯ１Ｘは、タレット（Ｔｕｒｒｅｔ）式係留設備２Ｘを備えた浮体構造物３Ｘを有している。この浮体構造物３Ｘは、浮体構造物３Ｘ上に設置された生産設備（図示しない）と、浮体構造物３Ｘ内に形成された貯蔵設備（図示しない）と、貯蔵設備から石油タンカー等の輸送タンカーに、石油又はガス等（以下、石油等という）を積み出す給油設備６Ｘを有している。このタレット式係留設備２Ｘは、海底に固定された複数の係船索１１の他端を接続する構成を有している。

ここで、浮体構造物３Ｘは、中古の輸送タンカー等の再利用により構成されていることが多い。これは、タンカー等が、ＦＰＳＯ１Ｘに必要となる設備等の大部分を既に搭載しているからである。また、浮体構造物３Ｘに石油タンカーを利用した場合のその大きさは、船首から船尾を通る長手方向（ｘ軸方向）が約３２０ｍ、幅（ｙ軸方向）が約６０ｍとなる。

次に、ＦＰＳＯ１Ｘの作動について説明する。まず、ＦＰＳＯ１Ｘによる石油等の生産について説明する。このＦＰＳＯ１Ｘは、海底から生産される石油等を、生産設備に接続されたライザー管１０を介して、貯蔵設備に移動させる（生産ステップ）。ＦＰＳＯ１Ｘは、この石油等を貯蔵設備で一旦、貯蔵する（貯蔵ステップ）。その後、ＦＰＳＯ１Ｘは、浮体構造物３Ｘに接近又は接舷した輸送タンカーに、給油設備６Ｘを介して石油等を供給する（積出ステップ）。この石油等は、輸送タンカーにより、中継地や消費地まで運搬される（運搬ステップ）。以上を繰り返し、石油等の生産が行われる。また、ＦＰＳＯ１Ｘの資材の供給等を行う際には、資機材補給船（以下、サイプライボート１２という）をＦＰＳＯ１Ｘに接舷させ、資材等の積み出しが行われる。

次に、タレット式係留設備２Ｘの作動について説明する。このタレット式係留設備２Ｘは、浮体構造物３Ｘを、中心軸Ｃを中心に回転可能とする構成を有している。そのため、浮体構造物３Ｘは、波浪Ｗの影響が最も小さくなるように受動的に回転することができる（ウェザーベーン効果）。このタレット式係留設備２Ｘにより、船舶等の浮体構造物３Ｘが、波浪Ｗの進行方向に対して常に平行になるため、ｘ軸を中心軸として浮体構造物３Ｘが揺動する横揺れ（以下、ローリングという）の発生を抑制することができる。

なお、台風等の影響によりＦＰＳＯ１Ｘの揺動が大きく、十分に減衰できない場合には、ライザー管１０の切り離し作業を行い、ライザー管１０の破損等を防止する対応が取られている。

他方で、ＦＰＳＯに設置されたウィンチから海底に向けて係船索を設置し、ウィンチの制御により、ＦＰＳＯの向きを能動的に制御する構成が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、ＦＰＳＯの船体の底面に、張り出し部材を設置し、ローリングの発生を抑制する構成が、開示されている（例えば特許文献２参照）。以上の構成の採用により、
従来のＦＰＳＯは、ローリングの発生を抑制することができる。

しかしながら、上記のＦＰＳＯはいくつかの問題点を有している。第１に、ＦＰＳＯは、波浪や風の影響により、石油等の生産やサプライボートによる資材等積み出し作業の作業性が低下してしまうという問題を有している。これは、上記の構成では、浮体構造物に発生するローリングを十分に抑制することができないからである。浮体構造物の揺動が大きい場合は、ライザー管の切り離し作業に伴い、石油等の生産が停止し、サプライボート接舷が延期される。また、波浪等の影響により、サプライボートにもローリングが発生した場合、浮体構造物とサプライボートの接触等の事故が発生する可能性もある。なお、従来はこのような条件下では、サプライボートの接舷は延期されるため、資材等の積み出しの作業効率が著しく低下していた。

第２に、ウィンチを設置されたＦＰＳＯの場合（特許文献１参照）、浮体構造物の上甲板（デッキ）にウィンチを設置するスペースが必要となるため、生産設備等の設置スペースが限られてしまうという問題を有している。この問題は、場合によっては浮体構造物の大型化が必要となり、ＦＰＳＯの建造又は改造コストが増加するという問題を生じる。

第３に、張り出し部材を設置されたＦＰＳＯの場合（特許文献２参照）、ＦＰＳＯの建造又は改造コストが増加するという問題を有している。これは、浮体構造物を洋上に浮かせた状態で、張り出し部材を設置する工事を行うことが困難だからである。特に、中古のタンカー等を改造して浮体構造物とする場合は、ドライドック（乾ドックともいう）等で改造工事を行うことになる。このドライドック等の使用が、改造コストの増加の原因となる。

特開平１１−２９１９７８号公報特開２００２−１４５１７０号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、タレット式係留設備を有する浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）において、ローリングの発生を抑制し、且つ低コストで建造又は改造することができるＦＰＳＯを提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）は、タレット式係留設備を有する浮体式生産貯蔵積出設備において、前記浮体式生産貯蔵積出設備が、浮体構造物と、前記浮体構造物の側方に連結部材を介して連結された補助浮体構造物を有していることを特徴とする。

この構成により、浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）は、ローリングの発生を抑制することができる。また、浮体構造物において、補助浮体構造物の設置された側が、自動的に波浪の下流側（以下、波下という）となるため、補助浮体構造物の周辺に静穏域を形成することができる。

上記のＦＰＳＯにおいて、前記浮体式生産貯蔵積出設備が、前記浮体構造物及び前記補助浮体構造物の間に設置された甲板を有していることを特徴とする。この構成により、ＦＰＳＯの上甲板（デッキ）における機器の設置スペースを拡大することができる。

本発明による浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）によれば、ローリングの発生を抑制し、且つ低コストで建造又は改造することができるＦＰＳＯを提供することができる。

本発明に係る実施の形態の浮体式生産貯蔵積出設備の概略を示した図である。本発明に係る異なる実施の形態の浮体式生産貯蔵積出設備の平面を示した図である。本発明に係る異なる実施の形態の浮体式生産貯蔵積出設備の概略を示した図である。従来の浮体式生産貯蔵積出設備の概略を示した図である。

以下、本発明に係る実施の形態の浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）について、図面を参照しながら説明する。図１に、ＦＰＳＯ１の概略を示す。このタレット式係留設備２を有するＦＰＳＯ１は、浮体構造物３と、浮体構造物３の側方に連結部材４を介して連結された補助浮体構造物５を有している。この補助浮体構造物５は、サプライボート１２等の船舶が接舷する接舷ポイントＰ２を有している。また、この接舷ポイントＰ２の近傍には、給油設備６が配置されている。ここで、１０はライザー管、１１は一端を海底に固定された係船索、Ｗは波浪の進行方向を示している。

なお、タレット式係留設備２は、浮体構造物２のｘ軸方向における端部近傍に配置されることが望ましい。これは、ＦＰＳＯ１が、波浪Ｗの影響を小さくするように受動的に回転するウェザーベーン効果を向上できるからである。また、タレット式係留設備２は、浮体構造物３の内部に配置されている構成であっても（インターナルタレット）、浮体構造物３の外側に張り出すように配置されていてもよい（エクスターナルタレット）。

次に、ＦＰＳＯ１の建造方法について説明する。ＦＰＳＯ１を建造又は改造する場合は、例えば中古の石油タンカー等で構成した浮体構造物３と、浮体構造物３よりも小さい体積を有する補助浮体構造物５を、連結部材４で連結する。この連結部材４を設置する作業は、浮体構造物３及び補助浮体構造物５を洋上に浮かべた状態であっても行うことができる。具体的には、造船所内、あるいは造船所に近接した静穏な海域において、浮体構造物３と補助浮体構造物５の間に連結部材４を挟んで固縛した状態で、連結部材４を浮体構造物３等に溶接接合することができる。従って、ドライドック等を使用せずに、造船所の岸壁等に接舷した状態でＦＰＳＯ１の建造が可能となる。

ここで、浮体構造物３の大きさは、例えば幅（ｙ軸方向）が約３０〜８０ｍ、長さ（ｘ軸方向）が約４００〜５００ｍとすることができる。また、補助浮体構造物５の大きさは、例えば、幅が約１０〜６０ｍ、長さが約１５０〜２００ｍとすることができる。そのため、補助浮体構造物５は、例えば小型の中古船等を利用することができる。

次に、ＦＰＳＯ１の作動について説明する。図２に、異なる実施例のＦＰＳＯ１Ａの平面図を示す。ＦＰＳＯ１Ａは、浮体構造物３Ａの端部である船首側に張り出すように配置されたタレット式係留設備２Ａ（エクスターナルタレット）を有している。

波浪Ｗが発生した場合、ＦＰＳＯ１Ａは、タレット係留設備２Ａを中心に、波浪Ｗの進行方向に対して略平行となるように受動的に回転する。このとき、浮体構造物３Ａのｘ軸方向は、波浪Ｗの進行方向と完全に平行とはならず、補助浮体構造物５を設置していない方向に角度αだけ傾く。これは、補助浮体構造物５の影響によるものである。浮体構造物
３Ａの傾きにより、浮体構造物３Ａの波下側に、斜線で示すように静穏域Ｐ１が形成される。この静穏域Ｐ１は、波浪Ｗの影響がほとんど発生しない領域である。

次に、サプライボート１２から資材等を積み出す作業について説明する。サプライボート１２は、補助浮体構造物５の接舷ポイントＰ２に接舷され、係留される。その後、サプライボート１２は、ＦＰＳＯ１Ａに対して資材等の積み出しを行う。このとき、サプライボート１２は、静穏域Ｐ１にあるため、波浪Ｗの影響をほとんど受けない。

上記の構成により、本発明のＦＰＳＯ１、１Ａは、以下の作用効果を得ることができる。第１に、ＦＰＳＯ１、１Ａは、ローリングの発生を抑制し、波浪Ｗに対する安定性を飛躍的に向上することができる。これは、補助浮体構造物５を浮体構造物３から予め定めた距離だけ離れた位置に固定する構成により、減衰力増大効果を得て、ＦＰＳＯ１、１Ａのローリングの発生を抑制できるからである。そのため、ＦＰＳＯ１における石油等の生産性を向上することができる。これは、波浪Ｗの影響に伴うライザー管１０の切り離し作業等の回数を抑制することができるからである。また、ライザー１０管の切り離し作業の回数が抑制されるため、ライザー管１０から石油等が流出し、海洋が汚染される事故の発生確率を低下させることができる。

第２に、ＦＰＳＯ１に対する資材等の積み出しの作業効率を向上することができる。これは、サプライボート１２の接舷場所が波浪の影響を受けにくい静穏域Ｐ１にあり、サプライボート１２の接舷が延期される回数を抑制することができるからである。同様に、輸送タンカーによる石油等の積み出しの作業効率を向上することができる。これは、ＦＰＳＯから石油等の積み出しを行う際、輸送タンカーが静穏域Ｐ１にあるからである。

第３に、ＦＰＳＯ１の建造又は改造コストを抑制することができる。これは、ＦＰＳＯ１を構成する浮体構造物３、３Ａと補助浮体構造物５の連結を、洋上で行うことができるからである。

なお、浮体構造物３は、例えば長さ（ｘ軸方向）が約４００〜５００ｍとすることが望ましい。中古のタンカー等を利用する場合は、ｘ軸方向に２隻の船舶を連結して浮体構造物３を構成してもよい。

この構成により、浮体構造物３のｙ軸を中心軸とする揺動（ピッチング）の発生を抑制することができる。これは、浮体構造物３の長さ（ｘ軸方向）が長くなるため、浮体構造物３の下面では、複数の波浪の力が作用し、全体として相殺し、バランスを取ることができるからである。つまり、ボギングやサギングの発生を抑制することができる。

図３に、本発明に係る異なる実施の形態のＦＰＳＯ１Ｂの概略を示す。ＦＰＳＯ１Ｂは、浮体構造物３及び補助浮体構造物５の間に、甲板７を有している。この甲板７は、浮体構造物３及び補助浮体構造物５に加え、連結部材４で下面を支持された鋼板等で構成することができる。

この構成により、ＦＰＳＯ１Ｂの上甲板（デッキ）の設置スペースを拡大することができる。そのため、このＦＰＳＯ１Ｂは、上甲板に設置すべき機器の多い生産設備等を採用することができる。具体的には、例えば大深度掘削を行う設備等を採用することができる。

以上、ＦＰＳＯの構造について説明したが、この浮体構造物３及び補助浮体構造物５を連結した構造は、多目的洋上基地や浮体式洋上風車等の他の浮体構造物にも採用することができる。本発明の構造の採用により、多目的洋上基地等は、本発明と同様の作用効果を
得ることができる。

１、１Ａ、１Ｂ浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）
２、２Ａタレット式係留設備
３、３Ａ浮体構造物
４連結部材
５補助浮体構造物
６給油設備
１２輸送タンカー
Ｐ１静穏域
Ｐ２接舷ポイント
Ｗ波浪

Claims

タレット式係留設備を有する浮体式生産貯蔵積出設備において、
前記浮体式生産貯蔵積出設備が、浮体構造物と、前記浮体構造物の側方に連結部材を介して連結された補助浮体構造物を有していることを特徴とする浮体式生産貯蔵積出設備。
前記浮体式生産貯蔵積出設備が、前記浮体構造物及び前記補助浮体構造物の間に設置された甲板を有していることを特徴とする請求項１に記載の浮体式生産貯蔵積出設備。