JPS61150892A - 係留装置 - 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】 本発明は引張り脚部を有するグラットホームのような沖
に浮遊するものに関し、特に、このように沖で用いられ
る軽量な係留装置に関する。

地下及び浅い海底の炭化水素の地層が徐々に消耗して来
る為、別の石油の貯蔵源は海の深い場所に延びて来てい
る。

かかる深い貯麓源が発見されるにつれて、ますます複雑
で高性能未発掘機構が開発された。

量 １９９０年迄に１沖の調波と発掘機構が６．．０００査 フィート以上の深さを調×する為に必要となる事が計画
されている。底部に基礎づけられる発掘機構は現在の技
術では一般的に水中で約１，５００フイート以下の深さ
に限定され、要求される機構の剪断力の為所謂柔軟な機
構が開発された。

注目をされている柔軟な発掘機構の一つの形は引張脚を
有するプラットホームである。このプラットホームは所
謂引張シ脚と呼ばれる垂直方向に配列された部材即ち係
留系を介して杭打ちされた基礎によυ固定された半分水
に凍した形の浮遊プラットホームである。引張シ脚は前
記のプラットホームの浮力が総ての周囲の条件のもとで
そ４の一操作重量を越える事を保証する事によシ常に引
張シを維持している。プラットホームは揺動、うねシ等
の横方向の動きを容易に阻止すると共に、扛上、ピッチ
ング及びローリング等の垂直面内の動きは引張シ脚によ
シ確実に阻止し得る。

波によシ機構が動的に動く事を考慮して柔軟な発掘機構
の設計がいくつか開発された。揺動を最小にする為に、
機構の自然の揺動周期は植種の海の状態における波の周
期より小さいか或は大きくなければならない。固定した
プラットホームのような割注の機構は波の周期よりも少
ない自然の揺動周期をもつように設計される。

然し乍ら、固定したプラットホームの自然の揺動周期は
、増大する水の深さと共に増大し、終局的には波の周期
に達してプラットホームは大きく動く。引張シ脚を有す
るプラットホームのような柔軟な機構においては自然の
揺動周期は波の周期よシも大きくなるように設計される
。

現在の引張シ脚を有するプラットホームは係留装置に対
して重い壁をもった鋼の筒状部を用いている。これ等の
引張シ脚は浮遊するプラットホームに対してかなシの重
量を有し、その重量は浮遊機構の浮力よシ小さくなけれ
ばならない。例えば、英国の北海のハラトンフィールド
の水深４８５フイー１に据えつけられ最初に市販された
引張シ脚を有するプラットホームに用いられた引張り脚
は、外径１０．５インチで内部の孔の径が３．０インチ
の鋼の筒状部を有する。

深い水中における引張シ脚を有するプラットホームに対
しては相当に長い係留装置では、かかる係留装置の大き
な重量に打ち勝つのに必要な浮力含有する浮遊機構は非
常に大きいので不経済である。更に、長くて重い引張シ
脚を据えつけ、修繕する為の取扱い装置は非常に重く複
雑である。浮遊機構は利用され得るが、その確実性には
問題がある。更に、浮遊機構は構造物全体に流体の力を
増大する。

深い水中における引張夛脚の重量を軽くし、重い鋼の筒
状部の強度を維持する為に、高弾性係数の炭素繊維或は
アラミド繊維を用いる事が提案された。かかる合成の引
張シ脚はその重量において相当な減少があるが、衝撃で
損傷し易い。更に、原材料が比較的重いので合成物は高
価となシ、かくして、大規模な海底油田を利用する場合
或は深海で利用される場合を除いて不経済である。

本発明は引張９脚を有するプラットホームの係留装置と
して用いられ現在の重い壁をもった鋼の筒状部よりも軽
く、然も繊維で補強された合成物と比較して損傷に強く
安価な合成機構を提供するものである。

本発明によれば、沖で浮遊する構造物の係留装置に用い
られる機構は、複数の長手方向に配列され引張シ応力を
もった部材を有する。この部材は圧縮応力を有する金属
製の外方の筒状部内に固定されている。

更に、本発明によれば、前述した機構は金属製の筒状部
にと９つけられたねじ連結部を有する。

又、本発明によれば、複数の前述した機構は互いに端部
を固定し、海底の固定部と浮遊するプラットホームに連
結され且つ引張られ、浮遊するプラットホームに対する
引張シカを有する係留装置を提供する。

従て本発明の目的は、安価で軽量な沖で浮遊する構造物
に対する係留装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、衝撃に強い安価で軽量な係留
装置を提供することである。

本発明の又他の目的は現在経済的に利用されている鋼の
みで造られた係留装置よシも深い水中に迄技術の範囲を
拡大した軽量で安価な係留装置を提供することである。

添付図面は本発明の好ましい実施例のみを示して居シ本
発明の範囲を限定するものではなく、第１図は沖で使用
される係留装置１０を示す。

係留装置１θは水に浮ぶプラットホーム１２ｔ−有し、
このプラットホームは！ラットホーム１２と水１４の底
１６上に位置する固定手段２０との間に延在する複数の
張力のかかった係留要素１８によって水の底に固着され
ている。

固定手段２０は複数の係留要素１ｓｔ一連結するもので
あって、底１６に延びる複数の杭によりてその位置に固
定される。

本発明の好ましい実施例によると、係留要素１８は複数
の軽量の合成された筒状部２２を有し、この筒状部は複
数の金属の連結部材２４によシ各端部で相互に連結され
ている。係留要素１８は固定手段２０とプラットホーム
１２との間で、総ての状態のもとてその操作重量を超へ
て一定に保持されるプラットホーム１２の浮力により一
定の引張シを保りている。

本発明によると係留要素１８の合成された筒状部２２は
金属製の筒状部材２６（第２図）１−有し、この筒状部
材はそれに溶接されたビン２８のような連結部２８と、
他の筒状部２２と　　　　□゛相互連結される為螺合さ
れたボックス要素３０と金設けている。金属製の筒状部
材２６の内方３２内には高弾性係数の筒状部３４を設け
ている。この倉欣部３４は樹脂の母体に繊維材料を混入
した高弾性係数の、一般的に長手方向に延びたもので構
成されている。本発明の好ましい実施例においては、筒
状部３４はエポキシの母体に高弾性係数の炭素繊維を混
入したものであシ、この炭素繊維は長手方向か或は低ピ
ツチで螺旋状に混入されている。炭素繊維が好ましいが
、メロン、アラミドのような高弾性係数の繊維が単独或
は炭素繊維と組み合わされて用すられる。

筒状部３４は半径方向の径大部３６ｔ−有し、この径大
部は、本発明によると、連結部２８の半径方向の突出部
３８と圧縮係合している。同様に、筒状部３４の反対側
の端部４０はねじ部４２とナツト４４とを有し、ボック
ス要素３０の半径方向の突出部４６と圧縮係合している
。

筒状部３４のねじ部４２は金属で形成され、筒状部３４
の繊維材料は適宜手段でねじ部４２に接着されている。

上述から、ナツト４４を筒状部３４のねじ部４２にねじ
込むことＫよシ、筒状部３４は引張シ応力を受け、外方
の筒状部材２６はこれに対応して圧縮力を受ける。この
引張シ応力と圧縮応力とは前記突出部４６に対するナツ
ト４４の締め付は力を変化する事により調整される。

本発明の他の実施例を第３図に示す。軽量の筒状部１２
２は金属製の外方の筒状部材１２６を有し、この筒状部
材はそれに溶接されたピン要素１２８とボックス要素１
３０とを設けている。

第２図の３４で示したような筒状部の代シに、複数の高
弾性係数の鋼線１３４が設けられている。鋼線１３４は
筒状部３４と同様に構成されている。鋼線１３４は平行
によられたケーブル或は高弾性係数のロッドよプなる。

複数の鋼線１３４が筒状部１２２の設計に応じて用いら
れる。

第２図と同様に、各鋼線１３４は径大頭部１３６を有し
、この頭部は孔のあいた円板１３７と圧縮係合をし、こ
の円板を介してピン要素１２８の内方に延びる突出部１
３８と係合する。

更に、同様に各鋼線の反対端部１４０は、ねじ部１４２
とナツト１４４を有し、このナツトは第２の孔のあいた
円板１４５と圧縮係合をし、更にこの円板はボックス要
素１３０の半径方向内方に延びる突出部１４６と圧縮係
合する。かくして、第２図に示した実施例のように、高
弾性係数の鋼Ｉ！１１１３４の張力は円板１４５ＶＣ対
するナツト１４４の締め付は力によシ変化し、鋼線を引
張り、金属製の外方の筒状部材１２６に圧縮応力を与え
る。

このような複数の鋼線を使用する代理に鋼線１３４は単
一の長い高弾性係数のケーブルを用いる事が考えられる
。この図示しない実施例においては、円板１３７，１４
５は保合ブロック或はプーリであシ、そこから単一の連
結するケーブルが筒状部１２２０反対端部にかけまわさ
れる。かくして一本のケーブルの湾曲した巻回は第３図
に示した複数の個々の鋼線１３４と同様な効果を提供す
る。総ての鋼線はねじ部１４２にナツト１４４を締めつ
けるようにねじ部に単一のナツトを締めつける事によシ
応力を受ける。

本発明は係留装置の簡単な組立ての為の安価な連結部を
提供し得る。溶接は圧縮応力を受ける位置になされ、従
てその使用中引張り負荷を受ける。更に、鋼線に対する
引張り力は望ましい高い弾性係数となる。

若し金属製の外方の筒状部材２６，１２６がつぶれると
いう問題があれば、内部の剛性を保つ為に内方の空隙３
２，１３２は軽量の泡で満たされる。

本発明の筒状部の軸方向の剛性は筒状部のＫＡとロッド
のＫＡとの合計に比倒すＡこＸにおいてＥは構成材料の
弾性係数で、Ａは構成部分の断面積である。周囲の負荷
は各ＥＡ値に比例して分布される。

３０００フイートの水中で１６個の垂直方向に配列され
た係留装置に対して、鋼の筒状部のみを用いた場合次の
ような設計条件となる。

一本にかかる最大の負荷＝　４．４Ｘ１０６／ンドＥ　
Ａ　＝　４．０Ｘ１０９ポンド かくして総ての係留装置は１３５平方インチ（外径２５
インチＸ厚さ１３インチ）の横断面を有す・る筒状部を
必要とする。この設計における係留装置の水中における
重量は１７４−トあた９２５０ポンドである。

これは外径が１５インチで壁の厚さが１インチの本発明
の筒状部に相当する。

筒状部の横断面積は２４．０平方インチであり鋼の（Ｋ
Ａ）は０．７Ｘ１０”／ンドである。

かくして筒状部は要求されたＥＡ値の１７．５パーセン
トを受ける。全ＥＡの残シの８２．５　ノ＋−セントは
本発明による筒状部内の高弾性係数の鋼線にかかり、こ
こで鋼線の弾性係数は一平万インチ当ｊ５６０　Ｘ　１
０６ポンドでその横断面積は５５平方インチであシ、Ｋ
Ａは３．３Ｘ１０’ボンドである。

本発明の実施例による全係留装置の重量は水中で１フイ
ート当９５２ポンドである。かくして総てが鋼の従来の
ものと比較して１本発明の実施例の筒状部で＆を重量に
おいて１フイートあたｌ　９８ポンドの節約となる。そ
して装置全体の重量の節約は４．．３００　）ンになる
。この重量の節約はその、寸法が小さい事と重量が軽い
事の為係留装置の取扱い、貯蔵及び組み立て等を容易に
するような他の利益に加えて安価となる。

若し、鋼線が５ｋｍｌの引張シ応力を受けるならば、鋼
の筒状部は１ｌｋａｉの圧縮応力を受ける。

即ち、鋼の筒状部の最大の応力は２１ｋｉｉであシ、鋼
線の最大応力は７１ｋｓｉである。これ等の応力の値に
よシ高弾性係数の材料と溶接し得る強度の低匹筒状部を
用い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明係留装置の概略の側面図、第２図は本発
明の係留要素の一部の縦断面図で第３図は本発明の係留
要素の一部の他の実施例の縦断面図である。 ２６・・・筒状部材、３４・・・筒状部。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の直径と複数の長手方向に配列された引張り
   応力を受ける繊維要素を有する部材を有し、この部材は
   この部材を包囲し、大径で圧縮応力を受ける金属製の筒
   状部材に固定される事を特徴とする係留装置。
2. （２）前記繊維要素は筒状部である特許請求の範囲第１
   項記載の係留装置。
3. （３）前記金属製の筒状部材にはねじ連結部を有する特
   許請求の範囲第１項記載の係留装置。
4. （４）前記繊維要素は前記ねじ連結部に固定される特許
   請求の範囲第３項記載の係留装置。
5. （５）前記繊維要素は複数の長手方向に設けられた鋼線
   である特許請求の範囲第１項記載の係留装置。
6. （６）前記鋼線は高弾性係数のケーブルである特許請求
   の範囲第５項記載の係留装置。
7. （７）前記鋼線は一本の高弾性係数のケーブルで湾曲巻
   回されている特許請求の範囲第６項記載の係留装置。
8. （８）前記高弾性係数のケーブルは前記繊維要素の複数
   のより線である特許請求の範囲第６項記載の係留装置。
9. （９）前記鋼線はロッドである特許請求の範囲第５項記
   載の係留装置。
10. （１０）前記繊維要素は炭素繊維である特許請求の範囲
    第１項記載の係留装置。
11. （１１）前記繊維要素はアラミド繊維である特許請求の
    範囲第１項記載の係留装置。
12. （１２）複数の相互に連結された軽量の筒状部を有し、
    その各々は所定の直径を有し複数の長手方向に配列され
    た引張り応力を受ける繊維要素を有する部材よりなり、
    その部材はその部材を包囲し、圧縮応力を受ける金属製
    の筒状部に固定される事を特徴とする係留装置。