JPS61502478A - 水中作動システム - 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】 水中作動システム 本発明は、水中プラットホームと、交換可能なユニットとして取り付けられたプ ラットホーム上の装備と、プラットホーム上のレール軌道と、及びレール軌道上 を移動することのできるところの上記の交換可能なユニットを取りはずしたり交 換したりするための介入あるいは処理ユニットと、を包含し、該処理ユニットは マニプレータを有しており，該マニプレータは上記装備ユニットを分離し、つか み、処理ユニット内に置くことができ、かつ処理ユニット内の格納庫から新しい 装備ユニットを取り出してプラットホーム上の決まった場所に置くことができる 水中作動システムに関する。

このようなシステムは、水中油井と遠隔接続して，水中油井から石油を生産する ための水中生産設備について記述したノルウェー特許第１３９　３２３号により 知られている。この水中生産設備は、部品を簡単に接続したり，分断したり、取 りはずしたり、及び／又は交換したりできるように建造されている。たとえば、 マニホルド設備、弁、動力装置及びその他の装備ユニットを含むプラントホーム の様々な部分とその装備、及び処理ユニットがその上に載って作業をするレール 軌道は、水中生産設備の修理及び／又は交換のために遠隔操作によって取りはず し、水上へ運ぶことができる。この水中生産設備．例えばマニホルド弁に保守作 業を行う場合、遠隔操作によってブイが放される。ブイは、プラットホームから 浮き上がり、綱を海上に引いてくる．処理ユニットを船から降ろし、この綱に接 続する．処理ユニットは海中に沈み、ブイに接続した綱にそって水中生産設備へ 向かって下降する，レール軌道に入渠後、処理ユニットをレール軌道にとりつけ る。海上から電線を通じて電力供給を受けることにより、処理ユニットはレール 軌道上を動くためのモーターに必要な電力を得る．この処理ユニットに設けられ た処理アームの駆動も、該電線からの電力供給によって可能となる．必要な作業 を終えた後、処理ユニットは入渠地点まで戻り、留め具をはずして、綱にそって 海上へ戻る。保守作業が遠隔操作によっては行われ得ない場合は，処理ユニット に付属している鐘を使って人間を降ろすこともできる。この処理ユニツ．トは自 前の電力供給システムを具備しているので、海上へ通じるｔｍからの電力供給が 停止した場合でもレール軌道上を動くことができる。どんな鐘が使われる場合で も，その中の人間は、必要であれば、処理ユニットを解き放つか、もしくは鐘を 処理ユニットから解き放すかして，鐘を海上まで浮上させることができる。

この公知のシステムは．海上との接続に依存するという点に欠点がある。本発明 の１つの目的は、通常の運転時は遠隔操作され、ユニットの保守、交換などが完 全水中システムの枠内で行われる、つまり作業が海上との接続なしに行われる水 中作動システムを提供し、よって実際上海上の条件に左右されない水中システム を実現することである。

即ち，本発明は，上記の水中作動システムにおいて、まず装備ユニットそのもの 及び／又は該装備ユニットの制御手段を最大限、理想的な軸及び理想的な平面上 に置くことを提案するものである。更に、処理ユニットは。

レール軌道と共働する入渠用脚を持ち外部マニプレータを１つ以上具備する荷物 を運搬する有人で独立式の潜水艇として設計され、該マニプレータが潜水艇に可 動的に取り付けられ、潜水艇がレール軌道に入渠中は理想的な軸に合わされるよ うにすることが提案される。

本発明は主にいわゆる生産設備とともに用いることを目的としてなされたもので あるが、″水中作動システム″という表現には、保守やユニットの交換などを必 要とする他の水中設備も含まれる。

荷物を運搬する有人で独立式の潜水艇が中心的な対象である。この潜水艇は荷物 を運搬するので、基地から装備ユニット及び部品を運んでくることができる。基 地は適当な場所、例えば地上に置くことができる，この潜水艇は有人なので、す べての処理や操作を手動で．すなわち（潜水艇の適当な窓から）直接観察しなが ら行うことができる．また、自動の、あるいは自動遠隔操作される部品を観察す ることもできる。本潜水艇は独立式、すなわち自己充足的なので、多勢の乗組員 を搭乗させるｏ２ができ　例えば５〜１ｏ人の入貢が数週間搭乗可能　、水中プ ラットホームで作業中の外部のエネルギー供給に全く依存しないという利点があ る。水中プラットホームが、離れた位置にある沿岸プラットホームの、あるいは 陸上の適当なエネルギー源とケーブルあるいは電線で接続されている場合は、潜 水艇がプラットホームから電力供給を受けることができるように、潜水艇がレー ル軌道に入渠している間潜水艇とプラットホームの間に電力移送接続部を設けれ ば、もちろん有利である。

装備ユニットとその制御手段（連結器、制御軸、取り付はボルト、信号手段など ）を理想的な軸及び理想的な平面に配置することで取り扱い操作が簡単になる。

また、潜水艇がレール軌道に入渠している時に該理想的軸に適合して、このマニ プレータの潜水艇への取付けを位置調製できるようにすれば、この取扱いは更に 簡単に行われる゛ようになる。ここにおいて、軸及び平面とは、潜水艇の１つま たは複数のマニプレータによって操作される部品を適合させて座標系にするとい う意味である。前記の操作の簡単化に加え、この座標系にすることによって、部 品、工具及びマニプレータを相互に適合させることができるようになるばかりか 、規定された操作、特にＣＡＤシステム（制御システムが設備や障害物を「視る 」ことができるように制御装置のＣＡＤシステムに入力された設備の図面）使用 も可能となる。設備（例えば生産柱）工具ば、そのデータ補助制御装置内に基準 データを得る。

アドレスを決めることは、設備に対する工具の既知の位置に基づいて行うことが できる。理想的な軸及び平面に置くことで、テレビジョン・カメラまたは「音響 カメラ」を用いて潜水艇内の作業員にクローズアップ画面を送ることが容易にな る。深度の大きい所では、視界も光の条件も悪くなるので、完全な手動（目視） 制御のみに頼ることは不可能である。

荷物を運搬する有人で独立式の潜水艇の使用によって、水中作動システ゛ムも、 より深度の大きい所、すなわち潜水夫が通常達し得ない深さの所に設置すること ができるようになる。特に有利なのは、この新しいシステムが。

北極海（水面下）での使用に非常に適しているということである。

今日、水中作動システムには安全性を考慮して厳しい条件が課せられている。こ のように、接近するのが困難で、故障や欠陥が大惨事につながる設備の問題上、 装備ユニットや部品は寿命が非常に長く、特別信頼性があることが要求されてい る９本発明の新しい水中作動システムによれば、潜水艇を使って速やかにそして 比較的簡単にユニットや部品の交換、修理／保守ができるので、装備ユニットと 部品の「保証期間」を短縮する、つまり今日要求されている長期間概念を捨てる ことができる。全体としてみれば、このように、水中において陸上のものに近い 作業、操作条件が得られるシステムが実現される。

潜水艇は比較的大きなものであるが、この潜水艇の使用によって設備をより「広 げて置く」ことができる。例えば、マニホルド部をより大きく設計する、つまり 潜水艇のマニプレータが届く広い範囲に設置することができ、また、単一部品は 寸法取りをしてより近づきやすい場所に設置することができる。また例えば、い わゆる「ピッグ・ランチャ−（ｐｉｇ　１ａｕｎｃｈｅｒ）Ｊを潜水艇と共に運 び、必要に応じてパイプ・ラインシステム中に設置することもできる。この場合 、今日行われているように水上の艦船と接続する必要はない。

部品の中には直接取り扱うことだけ考えて作ればよいという理由で単純化できる ものがある。例えば１作業／操作／交換が行われる部分を閉鎖する弁がそうであ る。

生産柱と付属のマニホルド設備から成る設備を持つ水中作動システムにおいては 、生産柱を一列に並べ、この列にそってマニホルド設備を設置し、レール軌道を マニホルドの上に置くと有利である。

潜水艇がレール軌道に入渠している間、マニプレータの使用は、生産柱及び下に 在るマニホルド設備の両者について可能である。

レール軌道は前記の列と平行に置かれることが好ましい。次に、潜水艇が入渠し ている時、潜水艇の長手方向の軸がレール軌道及び前記の列と垂直になり、潜水 艇がレール軌道上を横断的に動くようにすることができる。

生産柱は潜水艇の前部にあるマニプレータが取り扱い、マニホルド設備は潜水艇 の下部にある１つまたは複数のマニプレータが受け持つようにすることができ、 その場合、潜水艇は、その軸がマニホルドの典型的軸と平行になるように入渠し ている。

レール軌道がプラットホームの装備帯域外の部分から成っていれば有利である。

こうすることによって、潜水艇は、プラットホーム上の装備ユニットと衝突する 心配なく入渠を行うことができる。これによって安全性が増す。

本発明のもう１つの態様によれば、装備ユニットは、最大限可能な限りコンテナ 化システム中のモジュールとして設計される。このコンテナ化システムにおいて 、″コンテナ″モジュールは、どのモジュールでも同一の取り付は及び固定点を 持つわく構造を含む。潜水艇の積荷室には、これに対応する点が設けられ、運航 中モジュールを取り付け、ぶら下げるようになっている。それぞれのわく構造は 上部わくを少なくとも１つ含むことが好ましい。この上部わくは、つり上げわく 用の取り付は点と、積荷室の対応する点と共働する取り付け／ぶら下げ点を持つ 。

レール軌道と潜水艇は、互いにかみ合う駆動手段、例えばラックとピニョンを含 んでいれば有利である。これは、有利であるのみならず、しばしば必要でもある 。というのは、ねば土の付着物のためレール軌道と支持車輪の間に必要な摩擦が 得られないことがあるからである。

更に、潜水艇は浮揚状態に近い状態にあり、従ってレールに対する表面圧力も低 い。

本潜水艇は、レールに固定するための固定手段９例えばつめを含むことが好まし い。

以下において１本発明を図面を参照しながらより詳しく説明する。

第１図は水中プラットホーム及び入渠した潜水艇の平面図である。

第２図は第１図のプラットホームを左側から視た図である。

第３図は水中プラットホームを第１図の下端からより大きい倍率で視た図である 。

第４図は第３図にその１部を示した潜水艇の断面図である。

第５図は第１図の水中プラットホームの１部をより概略的に示した図である。こ こにおいて、レール軌道が装備帯域の外側にある。

第６図はマニプレータを有する潜水艇の前部と生産柱の側面概略図である。

第７図と第８図はそれぞれ第６図の潜水艇と生産柱の端面図及び平面図である。

第９図はつり上げわくにぶら下がった装備ユニットを示す。

第１０図及び第１１図は積荷室内において装備ユニットを固定する例を示す。

第１〜３図に示された水中プラットホームは海底１に設置された生産プラットホ ームである。生産プラットホーム２は通常の方法で、強固なパイプエレメント３ とビーム４より建造されている。パイプエレメントとビームは溶接されて枠を形 造っている。ここに示された生産プラットホームは、生産柱５．６．７及び８を 含む。それぞれの生産柱は通常の方法で油井につながれている。ここで、生産柱 の数は全く任意に選ばれたものであり、ひとつの水中プラットホームにおいて生 産柱の数がこれより多くても少なくてももちろんかまわない。

第１〜３図より明らかなように、生産柱５〜８は線Ｙ−Ｙに沿って並へられてい る。それぞれの生産柱は垂直軸Ｚ−７を持つ。この軸はいわゆる典型的軸を表わ している。第２及び３図より、それぞれの生産柱（第２　［Ｊの生産柱５及び第 ３図の生産柱７を参照）は、それぞれ制御手段９．１０及び１１を有し、かつこ れらの制御手段は典型的軸及び典型的平面Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ−Ｅ（第３図）上に並 べられていることがわかる。第２図において１図面の面を典型的平面と見做し、 そこに制御手段９，１０があると見ることもできる。

もう°１つの典型的軸はｘ−ｘである（第１図参照）。第１図の平面図において 、マニホルド設備やその他の装備ユニットはこの軸ｘ−ｘに沿って配置されてい る。第３図においては軸ｘ−又は紙の平面上にあるが、この紙の平面は装備ユニ ットを設置する典型的面をも表わしている。　生産柱５〜８はｇＹ−Ｙに沿って 並べられているが、水中プラットホーム２にはこの線Ｙ−Ｙに沿ってマニホルド 設備帯域１２が設けられている。ここで設備とは１例えば生産柱のように、それ 自体はすでに知られたものであり、さ・らに詳しく説明する必要はない。

マニホルド設備帯域１２の上に、２本のレール１３及び１４の形態のレール軌道 がある。レール軌道１３．１４は生産柱５〜８の線と平行になっている。潜水艇 １５が、生産柱７に隣接した位置でレール軌道１３．１４上に入渠した様子が示 されている。この潜水艇１５は荷物を運搬する有人で独立式の潜水艇であり、多 数の乗組員、例えば５〜１０人を収容し、長期間（数週間に及び）潜航できるよ うに寸法がとられ、装備がなされている。

潜水艇１５は圧力船体１６を持つように設計されている（第３及び４図参照）。

潜水艇は圧力船体１６の下に積荷室１７を有する。この積荷室の外側は、外側に 回動する側壁１８．１９によって限定されている。前部、すなわち圧力船体の前 端の前方に室２ｏがあり、艦首部ポート２１によって閉じられるようになってい る。圧力船体１６の腹に沿って２本のレール２２．２３があり、Ｉ−ロリ・キャ リッジ２４のためのレール軌道を形成している。

このトロリ・キャリッジ２４は腹部マニプレータ２５を運搬する。更に、つり上 げわく２９を支える１つ以上の移動ウィンチ２８のために、腹の下に２本のレー ル２６．２７が配置されている。

第３及び４図において、マニプレータ２５が積荷室内で、引き戻された位置、す なわち休止／輸送位置にある所が示されている、作業位置のうちの１つが第４図 に破線で示されている。移動ウィンチ２８とつり上げわく２９は積荷室１７内に ぶら下げられた装備ユニットを取り扱う役目をする。マニプレータ２５はプラッ トホームに対して必要な作業を行うために使われる。

室２０に２つの艦首部マニプレータ３０．３１（第６〜８図を参照）が配置され ている。これらのマニプレータは垂直レール３２．３３に沿って移動することが できる。レール３２．３３は、第６図に両矢印で示したように、適当なガイド３ ４．３５によって水平方向に動かすこともできる。圧力船体１６の前端に大きな アクリル製の窓３６が配置され、圧力船体の船室の内側からマニプレータを操作 する作業者３７に良い視界を与えている。

同様の大きな窓（ここには示されていない）が圧力船体の腹に配置され、作業者 が腹部マニプレータ２５とつり上げわく２９を目で視ながら操作できるようにな ・っている。

第３図の積荷室１７において、一点鎖線は装備ユニットを表わす。装備ユニット は、コンテナ化システム中のモジュールのように、すなわち個々のモジュールが 平行六面体の″わ＜″の内側にあるように設計されている。

このような″コンテナ″モジュール５８はそれぞれ上部わくを少なくとも１つ持 つわく構造（ここには示されていない）を含んでいれば有利である。この上部わ くは、つり上げわく用の取り付は点と積荷室１７の対応する点と共働するための 取り付は想吊点を持つ。通常のコンテナのための通常の固定、取り付は方法を用 いると有利である。たとえば、わく構造には、積荷室の適当なフックアタッチメ ントと共働して固定を行う延長固定耳部を設けることができる。積荷室では、輸 送中モジュールは懸吊することができる。

第９図において、わく構造と、対応する装備ユニットの列が示されている。わ〈 構造は４］−１装備ユニツトは４２である、わく４１と一体化装備ユニット４２ はつり上げわく２９にぶら下がり、つり上げわくの方は綱４３により移動ウィン チ２８につり下げられて上昇下降するようになっている。装備ユニット４２の制 御及び方向調整にはマニプレータ２５を用いる。

第１０及び１１図は、コンテナ化されたユニット３８が積荷室において適当なフ ックによりぶらＦげられ、輸送位置に固定されている様子を示す。ユニット３８ には、第１０及び１１図に示すように設計された延長固定耳部が設けられている 。固定耳４５は固定ピン４７とがみ合う穴４６を有する。この固定ピンは、小さ な作動シリンダ４８によって動かされる。装備ユニットを″パーキング″するた めの下部レベルでも同様のフックを用いることができるが、この場合フックに錠 がついている必要はない。

第５図は、第１図のプラットホームの１つの変形を示す。違いは、第５図におい ては、第１図のレール軌道１３．１４が、レール部分１３′、１４′によって延 長されていることである。こうすることによって、潜水艇１５はプラントホーム の装備帯域、つまり生産柱やマニホルド設備などがある区域の外側に入渠できる 。このようにして、潜水艇１５は、プラットホーム上の装備ユニットと衝突する 危険なく入渠し、その後レール軌道にそって内側に移動することができる。

潜水艇は伸縮自在の脚３９を４本持っている。これらの脚はそのそれぞれの端に 移動車軸４０を有し、レール１３．１４とかみ合うようになっている。入渠後、 潜水艇の位置は２本の伸縮自在脚３９によって調整することができる。更に、組 になった車輪４０を動かす駆動装置（ここには示されていない）によって、潜水 艇は１ノール１３．１４に沿って動くことができる。潜水艇は、生産柱７に隣接 した所望の位置でレール軌道に固定することができる。固定に用いる手段はここ には示さなかったが。

当業者が良く知っているものである。

以上、海底に設置された水中プラントホームを説明した。もちろん１本発明はこ のような水中プラットホームに限定されるものではない。水中プラットホームは 例えば海底に設置された搭乗構造物の上部構造体とすることができる。こうする ことによって、プラットホームと潜水艇の作業深度を減らすことができる。

更に、潜水艇用に曲線のレール軌道を考えることもできる。また、水中プラット ホームの中心に置かれたターンテーブル状のレール軌道に潜水艇を入渠させるこ とも可能であろう。

ｎ表昭６１−５０２４７８　（７）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．水中プラットホームと、交換可能なユニットとして取り付けられたプラット ホーム上の装備と、プラットホーム上のレール軌道と、及びレール軌道上を移動 して上記の交換可能なユニットを取りはずしたり交換したりすることのできる介 入あるいは処理ユニットとを包含し、該処理ユニットがマニプレータを有してお り、該マニプレータは上記装備ユニットを分離し、つかみ、処理ユニット内にお き、かっ新しい装備ユニットを処理ユニット内の格納庫から取り出してプラット ホーム上の決まった場所に置くことができることから成る水中作動システムにし て、装備ユニットそのもの及び／あるいはその制御手段が、典型的軸及び典型的 平面上に置かれ、かつ処理ユニットがレール軌道と共働する入渠用脚を持ち１つ 以上の外部マニプレータを具備する荷物を運搬する有人で独立式の潜水艇として 設計され、該マニプレータが潜水艇に可動的に取り付けられ、潜水艇がレール軌 道に入渠中は典型的軸に適合されることを特徴とする水中作動システム。
2. ２．該装備が生産柱及び付属のマニホルド設備を含む水中作動システムにして、 生産柱が一列に並べられ、かっマニホルド設備がこの列に沿って置かれ、かつレ ール軌道がこのマニホルドの上にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記 載の水中作動システム。
3. ３．レール軌道が上記の列と平行であることを特徴とする特許請求の範囲第２項 記載の水中作動システム。
4. ４．潜水艇の長手方向の軸がマニホルド設備の典型的軸と平行になってレール軌 道に入渠するように潜水艇と入渠用脚がっくられていることを特徴とする特許請 求の範囲第２または３項記載の水中作動システム。
5. ５．潜水艇がプラットホーム上の装備ユニットと衝突する危険なく入渠できるよ うに、レール軌道が設備帯域外にある部分を含むことを特徴とする上記特許請求 の範囲のいずれかに記載の水中作動システム。
6. ６．装備ユニットが可能な限りコンテナ化システム中のモジュールとして設計さ れ、それぞれの“コンテナ”モジュールがモジュール間で同一の取り付け及び固 定点を有するわく構造を含むことを特徴とする上記特許請求の範囲のいずれかに 記載の水中作動システム。
7. ７．個々のわく構造が上部わくを少なくとも１つ含み、この上部わくがつり上げ わく用の取り付け点及び潜水艇の積荷室内の対応する点と共働するための取り付 け／支持点を有するととを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の水中作動シス テム。
8. ８．レール軌道と潜水艇がかみ合い駆動手段、例えばラックとピニヨンを含むこ とを特徴とする上記特許請求の範囲のいずれかに記載の水中作動システム。
9. ９．潜水艇がレール軌道に固定するための固定手段、例えばっめを含むことを特 徴とする上記特許請求の範囲のいずれかに記載の水中作動システム。