JPH02501561A - 海洋油井田の浮遊式生産システム及び掘削船 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 海洋油井圧の浮遊式生産システム及び掘削船本発明は海洋油井圧の簡易化された 浮遊式生産システム、特に海底の設備費用を極力少なくすることを意図するシス テムに関する。本発明はまた、かかるシステムと共に使用する半潜水型掘削船に 関する。

石油価格の低落に伴い、二叉海底石油埋蔵量の抽出が益々困難化するに伴い、油 田の不採算化を防ぐため、抽出原価を極力少なくすることが近年重要になってき ている。特に、近年においては、設備の据付、検査、維持が高価につく海底にお ける設備費用を極力少なくして、海面または海面近くに出来る限り多（の設備を 設けようとする試みがなされている。

−提案によれば、海底油井から配管を海面上の固定プラットフォームに直線的に 引き、油井ヘッドを主デツキ上に設けている。そして浮遊式生産船を横に係留し 、それによってプラットフォームのサイズを減少し、従ってコストも安価になる 。にも拘らず、かかる固定プラットフォームのコストは高い。

この種の公知のシステムのコストを増大させる他の要因は、使用する掘削船が移 動式半潜水型掘削船とその設計、構造および作業について開発されたコードを基 礎にしていることである。固定浮遊式構造を用いれば、大幅な節約が可能となる 。

従来の移動式半潜水型掘削船は所謂キャタマラン型であり、海面下に延びる４本 の浮遊脚により支持された上部構造体を有している。これらの脚のそれぞれには 激しい曲げ応力が加わるので、各脚の上端部に強力な補強が必要とされる。この ため、かかる構造は重量および費用が大幅に増大し、且つ頭でっかちの傾向とな る。

Ｇ　Ｂ　−Ａ　−２１５９４６８には、プラットフォームを支持する４本の脚を その下端部で細長い円筒箱形構造により連結した綿体構造を開示している。しか し従来、構造体への波浪と海流の作用からみて、これらの脚は丸味のある横断面 形状のものでなければならないと常に考えられていた。　Ｇ　Ｂ　−Ａ　−２１ ５９４６８では、脚部と細長の底部連結構造体は横断面が円筒形状のものであり 、これは所要の剛性を得るためには船の底部隅部に複雑な連結部が必要とされる ことを意味する。

本発明者らは、脚部を方形または矩形の横断面形状とした掘削船を建造すること により優れた流体力学的性質を有する簡単な構造のものを得ることが出来ること を見出した。

従って本発明は、上部構造体を脚部で支持し、脚部の下端部を互いに連結して剛 性浮遊構造を形成した浮遊式石油生産システムの半潜水型掘削船において、脚部 を方形または矩形の水平横断面形状とし、且つ船を複数の箱体な突合せ溶接して 構成したことを特徴とする浮遊式石油生産システムの半潜水型掘削船を提供する ものである。

好ましくは、脚部間の底部連結部も方形または矩形の横断面形状とし、簡単な構 造を全体的に複数の方形または矩形の鋼製箱体で構成し、箱体相互間に突合せ溶 接による連結部を設けて連続的な直壁を形成させるようにすることが望ましい。

公知の浮遊式生産システムは、複合構造の可撓性ホースを用いて海底油井から石 油を汲上げるとともに、輸送用や、チョーク及び抑圧ライン用、ならびに水噴射 用及びガスリフト用にこれを用いている。この可撓性は、海面上の“固定”浮遊 式構造においても、風や波浪や潮流により相当な運動を強いられることから必要 とされるものである。しかし、このようなホースは高価であり、設備全体の費用 を大幅に増大させることになる。これらの可撓性ホースは、ホースの座屈やそれ に伴う閉塞を回避するため乗曲線の最小半径を安全ゆとり分だけ超えるように、 十分な張力を与えて布設される。

本発明はまた、海中設備費を少な（し、且つ相対的に剛性なバイブをフローライ ンのみならず、ライザ〜その他の目的にも使用出来るように構成された浮遊式生 産システムを提供することを目的とする。

また本発明の他の構成によれば、通常海面下に係留される固定ブイを−又は複数 の相対的に剛性なカテナリライザーにより油井に接続すると共に、−又は複数の 可撓性ライザーにより半潜水型掘削船に接続して成る浮遊式生産システムが提供 される。この半潜水型掘削船は処理設備を備えている。掘削船またはブイには油 井ヘッドを設けることが出来る。

固定ブイは、その作用位置において海面下（好ましくは海面下約５０メートル） に係留されるため、波による影響を余り受けず、極めて悪い天候条件でもただ運 動が大きいだけである。その油井との相対的位置はかなり一定した状態に止まる ので、例えば鋼のような相対的に剛性かつ安価な材料からなるパイプで油井に接 続することができる。他方、半潜水型掘削船は、ブイへの可撓性接続部を有する ため、ブイに対しである程度相対運動自由である。

以下、本発明の好適実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図は本発明に従った浮遊式生産システムの斜視図。

第２図は第１図に示したシステムの側面図。

第３図は第２図の矢印■の方向の側面図。

第４図乃至第８図は、第１図乃至第３図のシステムの設置における各段階を示す 。

第９図は本発明の半潜水型掘削船の一実施例の構造を示す。

第１θ図は他の実施例の半潜水型掘削船を示し、第１１図は第９図又は第１Ｏ図 の掘削船の船内発電システムの略図、第１２図は掘削船からの送電用海中ケーブ ルの部分図、第１３図は第９図の掘削船の部分の組立状況を線図的に示し、第１ ４図は第１３図の脚を構成する箱体の形状を横断面図で示したものである。

第１図について説明すると、好ましくは鋼製の多数のライザー１２が海底面上の 一組の油井ヘッドｌＯを潜水ブイ１８に接続している。海底の各油井ヘッド１０ は単にマスターバルブと環状バルブを備えてなるものである。ライザー１２はブ イ１８から海底まで、更に海底に沿ってそれぞれの油井ヘッド１０まで接線方向 に湾曲している。

ブイ１８は複数の浮力タンク２６を備え、４本のアンカーチェーンにより海底に 係留され、これにより大きな運動を生じないよう保持されている。タンクは充填 または排出によりブイの深さは調節できるようになっている。

ブイ１８には更に陸地に通じるパイプライン１６へ石油又はガスを移送する鋼管 １４が接続され、この鋼管も海底まで接線方向に湾曲している。

ライザー１２からの原油はブイ１８から可撓性ホース２２を介して半潜水型バー ジ２４に送られる。ホース２２はブイ上の対応するバルブ２８によりライザー１ ２に接続される。これらのホースはバージ２４上の入口部に接続されて原油をバ ージ２４上の各プロセス設備へ輸送する。原油から分離された石油とガスは、例 えばパイプライン１４．１６を介して陸地へ輸送される。

カテナリ鋼管１２の必ずしも全部が石油またはガスの輸送用に使用されるわけで はない。一部のものは、チョーク又は抑圧ライン用に使用される。

第３図乃至第８図にはシステムの設置状況を図示しである。

第４図において、鋼製ライザー１２は現場へ運ばれて、ブイ１８に隣接して係留 されたパイプ布設バージ３４により定位置に布設される。この段階では、ブイは 海面上にある０次いで、ライザーの上端がクレーン２２に移されて、第５図に示 すようにブイ１８上に吊り上げられる。

ライザーの上端はブイに固定される。一端がクレーン３２に接続された可撓性ラ イザー２２が次いでその端部によりブイ１８に固定される。その他端（第６図に 示す下端）はケーブル３６によりバージ２４に接続される。次いで、この端部は デリック３０により巻上げられて、３１においてバージ上の所要処理設備に接続 される。

図示のように、可撓性ライザー２６と鋼製ライザー１２の隣接端同士がこのとき ブイ１８上で接続される。最後に、第８図に示すように、ブイ１８はその最終位 置、好適には海面下５０メートルの位置へ降ろされる。この深さ位置では、ブイ は風や波や潮流による大きな運動を生じることはなく、従ってライザー１２はそ の下端部において油井ヘッドに対して確実に保持される。他方、バージ２４は接 続を破断したり遮断したりすることなしに可撓性ライザー２６を介してブイに対 して実質的に相対運動自由である。

可撓性ライザー２６は、海面上の設備を海底に接続するフローライン、チョーク ・抑圧ライン等に従来使用されているタイプのポリテトラフルオロエチレン製、 ステンレス鋼製等の通常の複合構造のものでよい。かかるホースは相対的に剛性 な鋼製ライザーよりもかなり高価であり、従って海面上の設備と海底の油井ヘッ ド間の距離の大部分について鋼製ライザーを使用し、前記距離の小さな部分につ いてのみ可撓性ライザーを使用することにより、大幅なコスト節約を実現するこ とができる。さらに、ブイ１８とライザー１２は共に実質的に如何なる天候条件 下でもその位置に放置しておくことができ、且つ可撓性ライザー２６を介してバ ージ２４への取付け、取外しを容易に行なうことができる。この可撓性ライザー は、不要時にはバージから取外してブイからのハンドに放置しておくことができ 、その自由端はマーカーブイに取付けられる。

鋼製ライザー１２は緊張を付与されてブイ１８と海底間の垂下部を形成する。海 底では、海底に接線方向に降下するパイプ（および制御ケーブル）が係留点まで もたらされ、その後海底からリフトアップして対応する油井ヘッドに達し、それ ぞれアーチを避けて油井に垂直方向に入る。

油井の保安は、一般にパージ２４から行なう。小さな改修の場合は、ツールはパ ージ上のスワブバルブを介して（通常陸地で行なう場合と同様に）導入する。

ツールはラインを介して海底まで下ろして油井に入れる。大きな改修の場合、別 の方法としては、パージを油井の上方位で、第１図でパージが示されている側と 反対側のブイ１８の側面側にパージを係留する。次いで船を操縦して油井の各セ ンターライン上の位置へもたらし、ワークオーバーリグを用いてチュービングを 引（ことができる。

第９図は、第１図に略図的に示した半潜水形パージを更に詳細に示したものであ る。このパージは軟鋼等で形成した多数の中空箱体５０で構成されている。これ らの箱体は、単にそれらを突合せ溶接して所望の構造体に構成される。典型的に は、これらの箱体は２００個乃至３００個使用して船を構成する。

脚の下端が自由である従来の半潜水型プラットフォームと異なり、本発明のパー ジは方形のベース５８を有し、これから４本の直立脚６０が上方に突出してデツ キ６２を支持している。第９図から分るように、各脚６０は４個の箱体を溶接し て形成された横断面を有し、これによりかなりの強度と剛性を付与されている。

ベース５８は複数対の箱体の側面同士を溶接して形成されており、デツキは複数 箱体の単層により構成されている。

船の脚は下端で互いに接続されているので、風や波や潮流による曲げ運動の影響 を受けることが少ない。

船に対する応力は船全体により均一に分散され、従って従来の船体において通常 必要とされるデツキの下の脚上部の重々しい補強を省略することができる。これ により、船の全体的コストを低減すると共に、重心も下がるので船は水中での安 定度を向上させることができる。更に、デツキはより大きな荷重を支持すること ができる。

ベースには船首側及び船尾側に追加のポンツーンを設けても良く、これにより現 場間の船の曳航をより容易化することができる。

デツキには、デツキクレーン５２、収容部５４、ヘリコプタ−着陸パッド５６、 及びウィンチ６３を含めて、この種の半潜水形船に整備される通常の設備が設け られている。

掘削船を構成する鋼製箱体は通常各縁長さが５〜１０メートルで、典型的には７ ．５メートルの立方体である０箱体の一部は浮力タンク又は貯蔵タンクの形のも のでも良い。

本発明に従った掘削船は相対的に安価であるほか、建造及び進水が容易である。

また、費用面の節約が得られることにより、これまで限界的とみなされてきた一 部油田を採算可能にする一部となる。

第１０図について説明すると、上部形状を第９図に示したものと同様とし、かつ 第９図のものと同様に設備可能な上部デツキ７０を有する半潜水形パージを示し である。従って、設備については再度説明する要はない、上部デツキは海中ハウ ジング７３から上方に突出する４本の支柱または脚７１上に支持されている。

ハウジング７３は大部分中空で所要の浮力を付与するようになっており、かつ浮 力タンクと石油または液化ガス貯蔵タンク７５を収容する。後者のタンクは支柱 ７１を通じて接近可能なへツチを介して接近可能である。

また、該タンクの下端には配送、ボンピングシステム７６が設けられる。

更に、本発明に従えば、第９図及び第１０図に示したような半潜水型パージを２ 隻以上、例えばボルト締め又は溶接により、互いに固定してより大型のプラット フォームを形成することを意図している。

第１１図は船内ガス焚き発電システムを略図的に示したものであり、これは第１ Ｏ図及び第１１図の掘削船に設けることができる。ライザーからのガスはライザ ーバルコニーを介して処理プラント８１に供給され、ここで燃焼に適した状態に 加工される０次いでガスはガスタービン８０に供給され、該タービンは減速ギヤ システム８４を介して発電機８６を駆動する。

発電機８６は船の主配電盤８８に電力を供給し、この配電盤から加熱用、証明用 、ポンプ用等船の所要電力が供給される。電力は又、第１２図に部分を示したよ うな海底ケーブルを介して陸地部にも配電される。このケーブルは、適当な非腐 食性合金からなる又はかかる合金で被覆された螺旋巻線の保護シース９９を有す る絶縁ケーブル９８からなる。

むことができ、該システムはガスタービンの排ガスからの熱を利用してスチーム を発生してスチームタービン９４を駆動する瘉熱ボイラー９２と、主配電盤へ電 力を供給する発電機９６を備えたものである。

本発明の半潜水型掘削船は、原油、縮合体、ガス／オイル混合体のほか、天然ガ ス（メタン）、プロパン、ブタン等各種の液化ガス用、さらに油井ヘッドにおい て生産される海底埋蔵石油、ガス中に通常見出されるすべての成分用の貯蔵設備 を備えることができる。

掘削船は原油並びにガスの処理設備を内蔵でき、従って前記の発電機は、ガスタ ービンの使用に代えて石油焚きとすることもできる。

本発明は、以上のばか他の態様のものもその範囲内に包含することを意図してい る。プラットフォームは、例えば方形に代えて、三角形状とし、回腸でなく３本 の脚で支持することが可能である。この場合、ベースも通常平面視で三角形状と なる０箱体の形状も、複雑な接続部を設ける必要なしに単純な突合せ溶接で連続 した壁面を形成するようにすることができる。

第１３図について説明すると、プラットフォーム６２を支持する４本の脚６０の −は、溶接して箱体各４個からなる複数の層に形成された鋼製箱体で構成されて いる。プラットフォーム６２とベース１０４も方形であり、単純な突合せ接続部 を脚とプラットフォームとベースとの間に形成して、従来技術の円筒形柱状の掘 削船におけるような複雑な接続構造部を設ける必要なしに連続した扁平構造面を 構成してる。

第１４図に示すように、各箱体１５は一辺側に開放垂直側面を有し、その各縁部 は隣接箱体の垂直側面に当接してそれに溶接される。これにより高い剛性を有し 、特に脚の中央部に強固な中央接続部を有する簡単な構造体が形成される。

ベース１０４は、脚を構成する箱体５０と同様に突合せ溶接された複数の矩形箱 体１０２から構成される。

これらの箱体には内側面に細長形状の強化部材１００．１０１等を設けることが できる。これら強化部材は内壁を支持して−１の構造的剛性を付与しつるもので ある。

箱体の内面は、箱体が有する開放側面が一つか二つか又は三つか、その数に応じ て個別の隔室または連続したシャフト又は通路を形成する。これらのシャフト、 通路、隔室は所望に応じてアクセス、ダクト、配管、ケーブル、収容室、貯蔵室 等の目的に使用することができる。

ｔｕｌｄ 国際調査報告 ｍ＃ＭＩｌｌｌ＋ｔａｌ＾−＠１ｌｆｌｊｌｌｅＲＮ・’ｉｃＴ／Ｇ−Ｅ＋１ｉ ／ｌ’ｌｌｌ’ＪＰ’ｇ国際調査報告 ＧＢ　８８００８１６ Ｓ＾　２４５６４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．上部構造体（６２）を脚部（６０）で支持し、脚部の下端部を互いに連結し て剛性浮遊構造を形成した浮遊式石油生産システムの半潜水型掘削船（２４）に おいて、脚部（６０）は方形または矩形の水平横断面形状とし、且つ掘削船を複 数の箱体（５０）を突合せ溶接して構成したことを特徴とする浮遊式石油生産シ ステムの半潜水型掘削船。
2. ２．請求項第１項の半潜水型掘削船において、前記脚部は方形または矩形の隅部 に４個設けられていることを特徴とする。
3. ３．請求項第２項の半潜水型掘削船において、脚部の下端部は方形のベース（５ ８）により接続されていることを特徴とする。
4. ４．上記の何れかの請求項に記載の半潜水型掘削船において、脚部（６０）の下 端部は横断面方形または矩形の細長い連結構造（５８）により接続されているこ とを特徴とする。
5. ５．請求項第１項または第２項の半潜水型掘削船において、脚部（７１）は剛性 の海中ハウジング（７３）から上方に突出していることを特徴とする。
6. ６．請求項第５項の半潜水型掘削船において、海中ハウジングは石油および／ま たはガス貯蔵タンクを内蔵していることを特徴とする。
7. ７．上記の何れかの請求項に記載の半潜水型掘削船は油井ヘッドを設けられてい ることを特徴とする。
8. ８．通常海面下に係留される固定ブイ（１８）が少なくとも１本の相対的に剛性 なカテナリライザー（１２）により少なくとも１個の海中油井に接続され、且つ 少なくとも１本の可撓性ライザー（２２）により処理設備を備えた半潜水型掘削 船（２４）に接続されていることを特徴とする浮遊式石油生産システム。
9. ９．請求項第８項の石油生産システムにおいて、剛性なカテナリライザー（１２ ）はブイから海底まで、次いで海底に沿って対応する油井ヘッド（１０）へと接 線方向へ湾曲していることを特徴とする。
10. １０．次の段階を含むことを特徴とする浮遊式石油生産システムの設置方法： ａ）少なくとも１本の剛性のカテナリライザー（１２）を海底まで下ろし、その 一端を海底の油井ヘッド（１０）に接続する段階； ｂ）カテナリライザー（１２）の他端を、海面上の係留ブイ（１８）に固定する 段階； ｃ）ブイ上のカテナリライザー（１２）の上端をブイから半潜水型生産掘削船（ ２４）へ延びる可撓性ライザー（２２）に接続する段階；および ｄ）ライザーを接続したブイ（１８）を降下させて、実質的に風や波、潮流の動 きの影響を受けない深さ位置でこれを係留する段階。