[发明专利]浮体式结构物的辅助浮力体及浮体式结构物的改造方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够延长海洋中使用的浮体式结构物的寿命、同时能够使工作水深增加的浮体式结构物的辅助浮力体及浮体式结构物的改造方法。具体涉及与半潜水型或者半没水型(以下称为[半潜式])的浮体式结构物相适应的东西。

背景技术

一般来讲，海洋结构物会受到波浪、潮流、风等的外力而产生摇摆，而从机器和附带设备的性能、强度上的限制来看有必要减小摇摆。作为其对策，在浮体式结构物的情况下，对结构物的水面下的形状想了各种办法。例如，有通过缩小浮体的水线面积，并在水线面下的没水部设置成具有大排水量的结构，对于某些特定范围周期的波浪而减小摇摆的方法。将采用该方法的浮体式结构物称为半潜式，可以用于石油挖掘钻塔(rig)、海上起重机船(crane barge)、管道(pipe)铺设船、采油处理设备平台(platform)、大型海洋结构物(海上机场等)等。

图6是表示半潜式石油挖掘钻塔的图，(A)是半潜式石油挖掘钻塔的概略正面图，(B)是仅表示该浮体结构部分的侧面图。半潜式石油挖掘钻塔的浮体结构由以下部分构成：在水面下具有排水量的下骨架1；在水面上具有机械室、居住区、挖掘装置等上部设备的上骨架2；连接在下骨架1和上骨架2之间的断面积小的立柱(column)3；以及立体地连接它们的支柱(brace)4。在图6(A)中，作为半潜式石油挖掘钻塔的主要外观构成物，图示了吊起挖掘海底5的带切削器(cutter)的钻杆(drillpipe)的井架(derrick)6和进行泥水循环的竖管7。

一般的半潜式石油挖掘钻塔的情况下，如图6(A)所示，设置有2根构成浮力体的下骨架1，如图6(B)所示，在各下骨架上设置有2～4根(图中为4根)立柱3，如图6(A)所示，为在相对的立柱3、3和上骨架2之间形成桁架(truss)结构而设置有多个支柱(brace)4。而且，下骨架1的两端也有为了减小半潜式石油挖掘钻塔移动时或拖曳时的阻力而形成锥形(taper)的情况。另外，在初期的半潜式石油挖掘钻塔中，大多将3～5根使用支柱连接的立柱设置在上骨架上，并在各立柱下部将称作底脚(footing)的浮力体独立连接。

该半潜式石油挖掘钻塔在利用下骨架1而上浮的状态下移动，在目的地在下骨架1的内部、立柱3的一部分中注入压载物(ballast)而使之下沉，成为半潜水状态，停留在海洋的一点上进行挖掘作业。通常预计这时的吃水深度是上骨架2之下与波浪不会碰撞。因此，支柱4暴露在水线上，分裂(split)力(将下骨架向左右方向相互分离的力)、倾斜连接力矩(pitch connecting moment)(使下骨架以180度相位差相互纵向摇摆的力矩)、挤压(racking)力(将下骨架以180度相位差前后移动的力)等外力起作用，并由于波浪等导致的重复负荷，支柱4和接合部容易损伤。由于该损伤导致钻塔的崩溃，所以半潜式石油挖掘钻塔的寿命根据支柱4的耐久性而决定。

在如上述的半潜式的浮体式结构物中，支柱4是强度上重要的部件，有必要定期地进行维修。该维修作业一般是在海洋上或在船坞(dock)内排出压载物，使支柱4的部分在水面上露出而进行。在船坞内进行维修的时候，也有将上骨架2的货物或上部设备除去而减轻负荷，从而使支柱4的部分在水面上露出的情况。在该维修作业中存在无法使用浮体式结构物的问题，从该情况来看，有提高浮体式结构物的耐久力，并希望在使用中尽可能减少支柱4的维修的要求。

还有，以往大多在水深D为300～500m的情况下利用半潜式的浮体式结构物，但最近有在1500m或2000m的深水区中也有使用半潜式的浮体式结构物的要求。如果要在该深水区中使用半潜式石油挖掘钻塔，则钻杆和竖管7变长，上骨架2上的负荷(可变甲板负载(variabledeck load))增加。例如，可变甲板负载在水深D为300～500m的情况下为2000～2500t的程度，但如果水深D成为1500m～2000m则增大到4000～5000t以上。结果，以往的浮体式结构物浮力不足，无法原样使用。

作为浮体式结构物的浮力改善对策，有在立柱或下骨架上设置辅助浮力体的方法。例如，在特开2001-180584号公报(专利文献1)中记载了在浮体式结构物的立柱的吃水线处形成增加断面积的附加浮力部的发明。还有，作为其他改善对策，公知的是将箱形辅助浮力体设置在下骨架之上并焊接到立柱以及下骨架的方法、将辅助浮力体设置在下骨架外周的方法。

专利文献1：特开2001-180584号公报

发明内容

发明打算解决的课题