JP6973732B2 - ライザー管支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）や浮体式貯蔵積出設備（ＦＳＯ）等の洋上浮体構造物のライザー管支持構造に関する。

洋上浮体構造物では、海底と浮体構造物間を繋ぐライザー管が多数設けられ、ライザー管内を通して原油、ガス、海水などの流体が輸送される。ライザー管は可撓性を有し、キール近くの船側外板に設けられるガイドを通して引き込まれ、例えば、浮体構造物の船側外板と一体の鋼構造として構成され、船側外板から外側に張り出したライザー管支持構造によって支持される（特許文献１参照）。

特開２０１７−５２４６９号公報

しかし、ライザー管やライザー管上部に設置されるモジュールによる荷重は、近年増加傾向にあり、船側外板から外側に張り出す構造のライザー管支持構造では、取り付け部分の一部において応力が集中し、非常に高い応力が発生する。

本発明は、大きな荷重に耐え得るライザー管支持構造を提供することを課題としている。

本発明のライザー管支持構造は、洋上浮体構造物の長手方向に沿って、その船側外板に多数のライザー管を保持・固定するためのライザー管支持構造であって、挿通されるライザー管を保持・固定するライザー管固定チューブと、ライザー管固定チューブを支持するための固定チューブ支持構造部と、固定チューブ支持構造部を支持するブラケット部材と、船側外板の内側に長手方向に沿って所定間隔で設けられるサイドトランスと、船側外板の内側の前記サイドトランスの間にサイドトランスに平行に設けられ、固定チューブ支持構造部を支持する補強部材とを備え、ブラケット部材はサイドトランスに沿った船側外板の外側に取り付けられることを特徴としている。

補強部材は、例えばサイドトランスに平行に設けられる中間フレームであって、ブラケット部材は、中間フレームに沿った船側外板の外側に取り付けられている。ライザー管支持構造は、例えばライザー管固定チューブと船側外板の間を連絡するウェブ部材を備え、ウェブ部材は、例えば補強部材に沿った船側外板に取り付けられている。船側外板の内側において、補強部材は、例えばブラケット部材またはウェブ部材の船側外板に取り付けられた部分よりも高い位置から低い位置までの船側外板の上下方向の部分的な範囲にのみ延在する。固定チューブ支持構造部のトッププレートが船側外板に取り付けられる位置は、例えば船側外板の内側に設けられたストリンガの高さに一致する。

固定チューブ支持構造部の長手方向に沿った各部材の寸法は一定である。所定数のライザー管固定チューブを支持可能な所定長の固定チューブ支持構造部をユニットとして構成し、ユニットを長手方向に複数接続したものを単位に洋上浮体構造物に取り付け可能である。また、固定チューブ支持構造部は、ライザー管を幅方向に２列支持してもよい。

本発明の洋上浮体構造物は、上記の何れかに記載のライザー管支持構造を有することを特徴としている。

本発明によれば、大きな荷重に耐え得るライザー管支持構造を提供することができる。

本発明の第１実施形態のライザー管支持構造の構成を示す上方からの斜視図である。 図１のライザー管支持構造の構成を示す部分横断面図である。 図１のライザー管支持構造を構成する上部ライザー管支持構造体の部分平面図である。 図１の中間フレーム（補強部材）の位置での部分横断面図である。 図１のライザー管支持構造を構成する下部ライザー管支持構造体の部分平面図である。 変形例のライザー管支持構造を構成する上部ライザー管支持構造体の部分平面図である。 第２実施形態のライザー管支持構造の構成を示す部分平面図である。 図７のライザー管支持構造の構成を示す部分横断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるライザー管支持構造の構成を示す洋上浮体構造物１０の船側部の上方からの斜視図である。また、図２は、ライザー管支持構造の構成を示す部分横断面図であり、図３は、上部ライザー管支持構造体の部分平面図である。なお、各図は、左舷のみ示しているが、本支持構造は右舷または両舷に配置される場合もある。

第１実施形態の洋上浮体構造物１０は、例えば原油、ガスなどを処理する処理設備を備えるＦＰＳＯ設備である。洋上浮体構造物１０は、例えば長手方向にブロックに分割して建造され、最終工程で各ブロックを接合し、全体を構成するブロック工法を用いて建造される。洋上浮体構造物１０は、建造後、自走または曳航されて設置海域（水域）まで移送され、同海域（水域）に係留後、可撓性を有する多数のライザー管Ｒが取り付けられる（図２参照）。

ライザー管Ｒは、洋上浮体構造物１０の船側外板１２に沿って海底へと導かれ、船側外板１２の外側には、各ライザー管Ｒの水平方向および垂直方向の位置を固定するためのライザー管支持構造体１４が取り付けられる。ライザー管支持構造体１４を構成するユニットは、船側外板１２上方において洋上浮体構造物１０の長手方向に沿って所定間隔で多数配置される。

ライザー管支持構造体１４は、船側外板１２上方においてライザー管Ｒを保持・固定する上部ライザー管支持構造体１４Ａと、船側外板１２下方において、例えば喫水下のビルジ近くにおいて海中へと垂下するライザー管Ｒを保持する下部ライザー管支持構造体１４Ｂとを備える。上部ライザー管支持構造体１４Ａは、ライザー管Ｒが挿通され、これを保持・固定する円筒状のライザー管固定チューブ１６と、船側外板１２から垂直に外側に延出するブラケット部材１８と、ライザー管固定チューブ１６をその両側のブラケット部材１８および船側外板１２へと構造的に連結する固定チューブ支持構造部２０とを備える。

ブラケット部材１８は、例えば下部が逆直角三角形状を呈する台形の板状の構造体であり、所定の間隔で洋上浮体構造物１０の長手方向に沿って船側外板１２の外側に垂直に張り出す形で取り付けられる。ライザー管固定チューブ１６は、隣り合う２つのブラケット部材１８の間に１つずつ配置される。

下部ライザー管支持構造体１４Ｂは、例えばライザー管Ｒの水平方向の運動を規制する円筒状のガイドチューブ２２から主に構成される。ガイドチューブ２２は、洋上浮体構造物１０の長手方向に沿って設けられ、上方に設けられた各ライザー管固定チューブ１６の略真下に各々配置される。また、ガイドチューブ２２は、ガイドチューブ支持構造部２４を介して船側外板１２に固定される。

船側外板１２の内側には、縦通部材として長手方向に延在する複数の縦通肋骨２６が設けられ、上甲板２８近くには、ストリンガ３０が配置される。また、横部材として長手方向に所定の間隔Ｓでサイドトランス３２が設けられる。洋上浮体構造物１０は、例えば二重船殻構造を採用し、船側外板１２の内側には、船側外板１２から所定距離離れた位置に縦通隔壁３４が設けられ、各サイドトランス３２の内側の辺は、縦通隔壁３４に接続されている。なお、ストリンガ３０の上方に位置する各サイドトランス３２には、マンホールなどの開口３２Ａを設けてもよい。船側外板１２の内側において、２つのサイドトランス３２の間の中間位置には、サイドトランス３２に平行に、中間フレーム（補強部材）３６が設けられる。

ブラケット部材１８は、船側外板１２の外側において、サイドトランス３２および中間フレーム（補強部材）３６に対応する位置に取り付けられる。図４は、中間フレーム（補強部材）３６の位置での部分横断面図であり、図４に示されるように中間フレーム（補強部材）３６は、船側外板１２の上下方向に沿って部分的に設けられる。例えば、中間フレーム（補強部材）３６は、船側外板１２に取り付けられたブラケット部材１８よりも上方の所定位置から下方の所定位置まで延在し、図示例では、その上端が上甲板２８に接続されている。

図３に示されるように、固定チューブ支持構造部２０は、例えば２つのサイドトランス３２間の間隔Ｓ（例えば約４ｍ以上）をユニットとして構成され、１ユニットには、例えば、２つのライザー管固定チューブ１６が含まれる。固定チューブ支持構造部２０は、ライザー管固定チューブ１６を挟んで、船側外板１２側とその反対側（外側）に洋上浮体構造物１０の船側外板１２に沿って延在する一対の縦通支持部材２１を備える。そして縦通支持部材２１の各々の両端は、ブラケット部材１８に接続・支持される。ライザー管固定チューブ１６の円筒外側面には、船側外板１２に平行に前後のブラケット部材１８との間を連絡する板状の２つのガイド部材２０Ａと、船幅方向に延在し左右の縦通支持部材２１との間を連絡する板状の２つのガイド部材２０Ｂが設けられる。また、固定チューブ支持構造部２０の天面、すなわち、ガイド部材２０Ａ、２０Ｂおよび縦通支持部材２１の上辺は、トッププレート２０Ｔで覆われ、ライザー管固定チューブ１６は、トッププレート２０Ｔを上下に連通する。なお、ブラケット部材１８と縦通支持部材２１が交差する位置のトッププレート２０Ｔ上には、ライザー管Ｒの取り付け、設置作業に用いられるプルインモジュール３８が設けられる（図１では省略）。

本実施形態において、ライザー管固定チューブ１６の径寸法等は、設置場所に応じて異なり得るが、上部ライザー管支持構造体１４Ａの各部材の寸法は、上部ライザー管支持構造体１４Ａの中で想定される最も大きい荷重に対応する強度上必要な寸法に統一され、長手方向に一定とされる。例えば縦通支持部材２１の板厚や上下方向の幅や、トッププレート２０Ｔの厚さなどは一定とされる。これにより、洋上浮体構造物１０に設置される処理設備の設計が終了後に決定される各位置におけるライザー管の仕様に対応して、予めユニットとして構成した組立体の配列順を様々に変更しても長手方向に部材の寸法の段差が発生することなく、応力集中等の不都合が発生することが防止される。なお、ライザー管固定チューブ１６を備えないユニットが存在してもよい。

図５は、下部ライザー管支持構造体１４Ｂの平面図である。下部ライザー管支持構造体１４Ｂにおいても、長手方向への各部材寸法は最も大きい荷重に対応する強度上必要な寸法に統一される。また、上部および下部ライザー管支持構造体１４Ａ、１４Ｂの前後には、端部構造物４０が設けられる。図５には、下部ライザー管支持構造体１４Ｂの端部構造物４０のみが示されるが、上部ライザー管支持構造体１４Ａの前後にも略同様の端部構造物が設けられる。

以上のように、第１実施形態によれば、中間フレーム（補強部材）とこれに対応するブラケット部材を設けることで、より大きな荷重に耐え得るライザー管支持構造を提供することができる。

また、ライザー管Ｒの最終的な配置の決定には時間が掛かり、そのため洋上浮体構造物１０の建造開始後にライザー管Ｒの種類、配置が変更されることがあるが、本実施形態では、固定チューブ支持構造部２０がユニット化され、かつ各ユニットにおける部材の長手方向への各寸法が一定とされる（統一される）こと、さらに、ライザー管Ｒの配置される可能性のある全ての箇所に中間フレーム（補強部材）３６を取り付けておくことで、設計の変更にともなうライザー管固定チューブ１６の変更にも容易に対応が可能である。

なお、組み立てにおいては、ライザー管固定チューブ１６を含む固定チューブ支持構造部２０をブラケット部材１８に取り付けた構造物を作成後、船側外板１２に取り付けてもよいが、ブロックの段階で予めブラケット部材１８を船側外板１２に直接取り付けておき、ブロック接続後にライザー管固定チューブ１６を含む固定チューブ支持構造部２０をブラケット部材１８に取り付けることも可能である。

また、変形例として、図６のように、固定チューブ支持構造部２０にライザー管固定チューブ１６を幅方向に２列設ける構成とすることもでき、この場合例えばライザー管１本当たりの荷重は従来と変わらなくとも、各ブラケット部材１８により支持されるライザー管の数が倍になり、支持部に掛かる荷重が増大する。本発明は、このような場合の荷重増大にも対応できる。

図７は、第２実施形態のライザー管支持構造の構成を示す部分平面図であり、図８はその部分横断面図である。なお、第１実施形態と同様に、各図は、左舷のみ示しているが、本支持構造は右舷または両舷に配置される場合もある。なお、各図において、第１実施形態と同様の構成に関しては、同一の参照符号を用いその説明を省略する。

第１実施形態のライザー管支持構造体１４では、２つのライザー管固定チューブ１６の間に、中間フレーム（補強部材）３６に支持されるブラケット部材１８を配置し、ライザー管固定チューブ１６は、ガイド部材２０Ａ、２０Ｂを介してサイドトランス３２および中間フレーム（補強部材）３６によって支持されるブラケット部材１８によって保持された。一方、第２実施形態のライザー支持構造体４２では、サイドトランス３２に支持されるブラケット部材１８の構成は同様であるが、中間フレーム（補強部材）３６およびこれに支持されるブラケット部材１８の代わりに、第１実施形態における船側外板１２の外側のガイド部材２０Ｂに対応する位置に、ライザー管固定チューブ１６と船側外板１２とを連絡するウェブ部材４６を各々設ける。また、ウェブ部材４６に対応する船側外板１２の内側には、第１実施形態におけるブラケット部材１８を支持する中間フレーム（補強部材）３６と同様に、ウェブ部材４６を支持する補強部材４４が設けられる。なお、図７では示されないが、ライザ管固定チューブ１６においてウェブ部材４６の反対側には、図８に示されるように第１実施形態と同様にガイド部材２０Ｂを設けても良い。

補強部材４４は、サイドトランス３２に平行に配置され、例えば、中間フレーム（補強部材）３６よりも小さく、ウェブ部材４６の船側外板に取り付けられた部分よりも高い位置から低い位置までの船側外板の上下方向の部分的な範囲にのみ延在する。なお、ウェブ部材４６の例えば中央付近には、人が通行するためのマンホールなどの開口４６Ａを設けても良い。一方、ライザー管固定チューブ１６同士およびライザー管固定チューブ１６とブラケット部材１８の間は、第１実施形態と同様にガイド部材２０Ａによって連絡され、固定チューブ支持構造部２０の頂部はトッププレート２０Ｔによって覆われる。なお、第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。

以上のように、第２実施形態の構成においても、第１実施形態と略同様の効果が得られる。

なお、各実施形態および変形例において説明されたその他様々な構成は、その構造において矛盾しない限り、他の実施形態においても様々に組み合わせて適用することができる。また、第１実施形態のブラケット部材を支持する中間フレーム（補強部材）を用いる構成と、第２実施形態のウェブ部材を支持する補強部材を用いる構成とを同時に採用することも可能である。

１０ 洋上浮体構造物
１２ 船側外板
１４、４２ ライザー管支持構造体
１４Ａ 上部ライザー管支持構造体
１４Ｂ 下部ライザー管支持構造体
１６ ライザー管固定チューブ
１８ ブラケット部材
２０ 固定チューブ支持構造部
２０Ａ、２０Ｂ ガイド部材
２０Ｔ トッププレート
２１ 縦通支持部材
２２ ガイドチューブ
２６ 縦通肋骨
２８ 上甲板
３０ ストリンガ
３２ サイドトランス
３４ 縦通隔壁
３６ 中間フレーム（補強部材）
３８ プルインモジュール
４０ 端部構造物
４４ 補強部材
４６ ウェブ部材
Ｒ ライザー管

Claims (8)

1. 洋上浮体構造物の長手方向に沿って、その船側外板に多数のライザー管を保持・固定するためのライザー管支持構造であって、
   挿通されるライザー管を保持・固定するライザー管固定チューブと、
   前記ライザー管固定チューブを支持するための固定チューブ支持構造部と、
   前記固定チューブ支持構造部を支持するブラケット部材と、
   前記船側外板の内側に長手方向に沿って所定間隔で設けられるサイドトランスと、
   前記船側外板の内側の前記サイドトランスの間に前記サイドトランスに平行に設けられ、前記固定チューブ支持構造部を支持する補強部材と、
   前記ライザー管固定チューブと前記船側外板の間を連絡するウェブ部材とを備え、
   前記ブラケット部材が前記サイドトランスに沿った前記船側外板の外側に取り付けられ、前記ウェブ部材が前記補強部材に沿った前記船側外板に取り付けられている
   ことを特徴とするライザー管支持構造。
2. 洋上浮体構造物の長手方向に沿って、その船側外板に多数のライザー管を保持・固定するためのライザー管支持構造であって、
   挿通されるライザー管を保持・固定するライザー管固定チューブと、
   前記ライザー管固定チューブを支持するための固定チューブ支持構造部と、
   前記固定チューブ支持構造部を支持するブラケット部材と、
   前記船側外板の内側に長手方向に沿って所定間隔で設けられるサイドトランスと、
   前記船側外板の内側の前記サイドトランスの間に前記サイドトランスに平行に設けられ、前記固定チューブ支持構造部を支持する補強部材とを備え、
   前記ブラケット部材が前記サイドトランスに沿った前記船側外板の外側に取り付けられ、前記固定チューブ支持構造部のトッププレートが前記船側外板に取り付けられる位置が、前記船側外板の内側に設けられたストリンガの高さに一致する
   ことを特徴とするライザー管支持構造。
3. 前記補強部材が、前記サイドトランスに平行に設けられる中間フレームであって、前記ブラケット部材が前記中間フレームに沿った前記船側外板の外側に取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のライザー管支持構造。
4. 前記船側外板の内側において、前記補強部材が、前記ブラケット部材またはウェブ部材の前記船側外板に取り付けられた部分よりも高い位置から低い位置までの前記船側外板の上下方向の部分的な範囲にのみ延在することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のライザー管支持構造。
5. 前記固定チューブ支持構造部の長手方向に沿った各部材の寸法が一定であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のライザー管支持構造。
6. 所定数の前記ライザー管固定チューブを支持可能な所定長の前記固定チューブ支持構造部をユニットとして構成し、前記ユニットを長手方向に複数接続したものを単位に前記洋上浮体構造物に取り付け可能であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のライザー管支持構造。
7. 前記固定チューブ支持構造部が前記ライザー管を幅方向に２列支持することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のライザー管支持構造。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のライザー管支持構造を有することを特徴とする洋上浮体構造物。
   

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