(57)【要約】      （修正有）【課題】ライザー全体に亙って任意の部分での応力や変位等を計測することができる柱状構造体及びライザー管のモニタリングシステムを提供する。【解決手段】柱状構造体１Ａ及びライザー管１１のモニタリングシステム１０Ａは、ライザー管１１と、ライザー管１１に沿って昇降自在な昇降装置１２Ａとを備え、昇降装置１２Ａは、ライザー管１１の周囲を囲むように配置される上部昇降部と、上部昇降部に設けられ、ライザー管１１を一時的に把持する把持手段と、上部昇降部をライザー管１１の全長に亙って昇降自在に移動させる移動手段と、を備え、１つ以上の昇降装置１２Ａと、昇降装置１２Ａで計測されたライザー管１１の挙動に基づいてライザー管１１の応力及び変位を算出して記録すると共に昇降装置１２Ａの移動を制御する計測制御装置１３と、計測制御装置１３と昇降装置１２Ａとを接続するケーブル１４とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2014122001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海面側から海底側に向かって、鉛直方向に複数のパイプを連続して延伸してなるライザー管と、
前記ライザー管に沿って昇降自在な昇降装置とを備え、
前記昇降装置は、前記ライザー管の周囲を囲むように配置される昇降部と、
前記昇降部に設けられ、前記ライザー管を一時的に把持する把持手段と、
前記昇降部を前記ライザー管の全長に亙って昇降自在に移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする柱状構造体。
【請求項２】
請求項１において、
前記昇降部は、加速度計、傾斜計の何れか一方又は両方を有し、前記ライザー管の挙動を計測することを特徴とする柱状構造体。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記昇降部は、水中を航走できる水中航走体を発着させる発着ベースを備えることを特徴とする柱状構造体。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つに記載の１つ以上の昇降装置と、
前記昇降装置で計測された前記ライザー管の挙動に基づいて前記ライザー管の応力及び変位を算出して記録すると共に前記昇降装置の移動を制御する計測制御装置と、
前記計測制御装置と前記昇降装置とを接続するケーブルと、
を有することを特徴とするライザー管のモニタリングシステム。
【請求項５】
請求項４において、
前記昇降装置で計測された前記ライザー管の挙動から算出した応力及び変位に基づいて、前記ライザー管に作用する流体抵抗を低減するフェアリングを前記ライザー管の周囲を囲むように１つ以上配置させることを特徴とするライザー管のモニタリングシステム。
【請求項６】
請求項５において、
前記フェアリングは、前記ライザー管の周囲を囲むように配置される上部フェアリングと、
前記上部フェアリングに設けられ、前記ライザー管を一時的に把持する把持手段と、
前記上部フェアリングを前記ライザー管の全長に亙って昇降自在に移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とするライザー管のモニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱状構造体及びライザー管のモニタリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洋上のプラットフォーム（石油開発用、科学調査用等）や船舶の下方に長いパイプ等のライザー（以下、「ライザー管」ともいう。）を吊り下げて海底作業を行うための掘削用ライザーや、洋上プラットフォームへ海底油田から採取した原油を持ち上げるために用いられる生産用ライザーが知られている。このような海底での作業をするためのライザーは非常に細長い構造をしており、ライザーの全長は数千ｍに及ぶことがある。
【０００３】
また、近年では強い潮流が存在する海域でのライザーの運用が増加しつつある。そのため、潮流に起因してライザーから発生する渦による励振力の振動周期とライザーの固有振動数とが一致する場合には、ライザーは渦励振（ＶＩＶ：Ｖｏｒｔｅｘ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）することになる。渦励振により励起される振動数１〜数Ｈｚ程度の振動に対してライザーが共振した場合には疲労破壊が発生する虞があるため、ライザー全体に亙って応力や変位等を計測してライザーの疲労状態を把握する必要がある。
【０００４】
ライザーの応力や変位を計測する方法としては、例えば、ライザー管の表面に加速度計や光ファイバー等のセンサを取り付けて海水の流れに対するライザーの応答を計測する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、ライザー管の表面に予め光ファイバーを接着して敷設しておき、光ファイバーの入射光に対する反射光を受信して、ライザー管に加わる応力を計算するライザー管の応答分布計測システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、ライザーを潮流のある海域で使用する場合、ライザーに作用する流体抵抗を低減することや、ライザーから発生する渦による渦励振を防止することのために、流線型、楕円形または長円形等の断面形状を有するカバー（フェアリング）を設置することが提案されている。
【０００７】
例えば、フェアリングがライザー管の周囲を回転して潮流の方向に対し、抵抗のもっとも小さくなる方向にその向きが変化でき、水深方向に全て同じ形状・サイズのものを等間隔（同じ設置間隔）で設置することが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−９８２３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−７４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のライザー管の応答分布計測システムでは、ライザー管の製作過程においてライザー管の表面に予め光ファイバーを接着して敷設する必要があり、既設の鋼管のライザー管には適用することができない。さらに、洋上プラットフォームや船舶等の上で光ファイバーを接続するため光ファイバーの繋ぎ目で光が減衰して信号が低下することがある。
【００１０】
また、ライザー管の構造は非常に細長いため海水の流れに対するライザー管各部分の応答のモードは、十数次から百次オーダーの高次の振動モードになる。従って、ライザー管の表面に加速度計を取り付けてライザー管の応答を計測する方法では、多数の計測点が必要となるが計測用ケーブルの取り回し等の困難さのために数点の計測点しか設けることができない。そのため、ライザー全体に亙って応力や変位等を正確に計測することは難しい。
【００１１】
そこで、ライザー全体に亙って任意の部分での応力や変位等を計測できることが望まれている。
【００１２】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、ライザー全体に亙って任意の部分での応力や変位等を計測することができる柱状構造体及びライザー管のモニタリングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、海面側から海底側に向かって、鉛直方向に複数のパイプを連続して延伸してなるライザー管と、前記ライザー管に沿って昇降自在な昇降装置とを備え、前記昇降装置は、前記ライザー管の周囲を囲むように配置される昇降部と、前記昇降部に設けられ、前記ライザー管を一時的に把持する把持手段と、前記昇降部を前記ライザー管の全長に亙って昇降自在に移動させる移動手段と、を備えることを特徴とする柱状構造体である。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記昇降部は、加速度計、傾斜計の何れか一方又は両方を有し、前記ライザー管の挙動を計測することを特徴とする柱状構造体である。
【００１５】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記昇降部は、水中を航走できる水中航走体を発着させる発着ベースを備えることを特徴とする柱状構造体である。
【００１６】
第４の発明は、第１から第３の何れか１つの発明の１つ以上の昇降装置と、前記昇降装置で計測された前記ライザー管の挙動に基づいて前記ライザー管の応力及び変位を算出して記録すると共に前記昇降装置の移動を制御する計測制御装置と、前記計測制御装置と前記昇降装置とを接続するケーブルと、を有することを特徴とするライザー管のモニタリングシステムである。
【００１７】
第５の発明は、第４の発明において、前記昇降装置で計測された前記ライザー管の挙動から算出した応力及び変位に基づいて、前記ライザー管に作用する流体抵抗を低減するフェアリングを前記ライザー管の周囲を囲むように１つ以上配置させることを特徴とするライザー管のモニタリングシステムである。
【００１８】
第６の発明は、第５の発明において、前記フェアリングは、前記ライザー管の周囲を囲むように配置される上部フェアリングと、前記上部フェアリングに設けられ、前記ライザー管を一時的に把持する把持手段と、前記上部フェアリングを前記ライザー管の全長に亙って昇降自在に移動させる移動手段と、を備えることを特徴とするライザー管のモニタリングシステムである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ライザー全体に亙って任意の部分での応力や変位等を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る柱状構造体及びライザー管のモニタリングシステムの概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施例に係る昇降装置の斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す昇降装置のＸ−Ｘ断面斜視図であり、昇降装置の移動動作を説明する図である。
【図４】図４は、昇降装置の移動動作を説明する図である。
【図５】図５は、昇降装置の移動動作を説明する図である。
【図６】図６は、昇降装置の移動動作を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施例１に係る昇降装置の他の斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施例１に係る昇降装置の他の斜視図である。
【図９】図９は、図８に示す昇降装置のＹ−Ｙ断面斜視図である。
【図１０】図１０は、本実施例に係るライザー管のモニタリングシステムの他の構成図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例２に係る柱状構造体及びライザー管のモニタリングシステムの概略構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例２に係る昇降装置の概略斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例２に係る水中航走体の概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例３に係る柱状構造体及びライザー管のモニタリングシステムの概略構成図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施例３に係るフェアリングの概略斜視図であり、フェアリングの移動動作を説明する図である。
【図１６】図１６は、フェアリングの移動動作を説明する図である。
【図１７】図１７は、フェアリングの移動動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに以下に記載した下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００２２】
＜ライザー管のモニタリングシステム＞
本発明の実施例１に係る柱状構造体の昇降装置を備えたライザー管のモニタリングシステムについて、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係る柱状構造体及びライザー管のモニタリングシステムを示す概略構成図である。図１に示すように、ライザー管のモニタリングシステム１０Ａは、柱状構造体１Ａが備える昇降装置１２Ａと、昇降装置１２Ａで計測されたライザー管１１の挙動に基づいてライザー管１１の応力及び変位を算出して記録すると共に昇降装置１２Ａの移動を制御する計測制御装置１３と、計測制御装置１３と昇降装置１２Ａとを接続するケーブル１４と、を有する。ライザー管のモニタリングシステム１０Ａは、ライザー管１１の挙動を全長に亙って計測するものである。なお、ライザー管１１の挙動（応答）とは、任意の部分におけるライザー管１１の縦振動や横振動等の応答のことをいう。まず、昇降装置１２Ａを備えた柱状構造体１Ａについて説明する。
【００２３】
［柱状構造体］
図１に示すように、柱状構造体１Ａは、海面Ｓ側から海底Ｇ側に向かって、鉛直方向に複数のパイプを連続して延伸してなるライザー管１１と、ライザー管１１に沿って昇降自在な昇降装置１２Ａとを備える。柱状構造体１Ａは、洋上のプラットフォーム（石油開発用、科学調査用等）や船舶からライザーを吊り下げて海底作業を行うための掘削用ライザーや、洋上プラットフォームへ海底油田から採取した原油を持ち上げるために用いられる生産用ライザー等に適用可能である。
【００２４】
ライザー管１１は、例えば、２０ｍ〜数十ｍの複数のライザー管１１を直列的に連結した構造を有しており、その全長は数千ｍに達するものである。
【００２５】
洋上に浮かぶ浮体１５は、海上からライザー管１１を海Ｓの中に配設し、その先端は海底Ｇに達している。浮体１４は、例えば、船舶や洋上のプラットフォームである。ライザー管１１として、例えば、掘削用のライザー管１１では、先端部分で海底Ｇを掘削する。ライザー管１１と海底Ｇとの境界には噴出防止装置（ＢＯＰ：Ｂｌｏｗｏｕｔ  Ｐｒｅｖｅｎｔｅｒ）１６が配設されている。
【００２６】
（昇降装置）
図２は、本実施例に係る昇降装置の斜視図である。図２に示すように、昇降装置１２Ａは、ライザー管１１の周囲を囲むように配置される上部昇降部２１と、上部昇降部２１に設けられ、ライザー管１１を一時的に把持する把持手段３１ａ、３１ｂと、上部昇降部２１をライザー管１１に沿って全長に亙って昇降移動させる移動手段とを備えている。その他に、上部昇降部２１と同じ形状で、ライザー管１１を一時的に把持する把持手段３３ａ、３３ｂを有する下部昇降部２７と、上部昇降部２１と下部昇降部２７とを連結して伸縮可能な第１伸縮手段２６ａ、２６ｂとを有する。さらに、上部昇降部２１は、加速度計２２、傾斜計２３、水中カメラ２４、深度計２９を有する。なお、把持手段３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂ、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂ、加速度計２２、傾斜計２３、水中カメラ２４、深度計２９は各々ケーブル１４と接続されており、ケーブル１４は、図１に示した洋上の浮体１５に設置された後述する計測制御装置１３と接続している。なお、移動手段は、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂのことを示す。
【００２７】
このように、昇降装置１２Ａは、ライザー管１１の周囲を囲むように配置され、ライザー管１１の挙動（以下、「応答」ともいう。）を計測するための計測機器を備えると共に、洋上から海底Ｇまでの間（図１に示すＢ１の区間）をライザー管に沿って昇降移動が可能である。昇降装置１２Ａは、移動手段の移動動作によってＡ１のようにライザー管１１に沿って昇降移動して任意の部分における挙動を計測することができる。なお、ライザー管１１の挙動（応答）とは、任意の部分におけるライザー管１１の縦振動や横振動等の応答のことをいう。
【００２８】
上部昇降部２１の形状は、ドーナツ型の中心部分が空洞（穴）の円柱であり、空洞部分から外側の円周方向に向かって所定の幅を有し、ライザー管１１の長手方向に対して所定の厚みを有する円柱である。すなわち、円柱形状の上部昇降部２１の中心部分が穴であり、穴の直径はライザー管１１の直径よりも大きく、穴の中心をライザー管１１が貫いている。なお、上部昇降部２１の形状は円柱形状に限ることはなく、ライザー管１１を取り囲むように配置できる形状であればよく、例えば、三角形状、四角形状などの多角形状であってもよい。
【００２９】
把持手段３１ａ、３１ｂは、ライザー管１１を把持する把持部２５ａ、２５ｂと把持部２５ａ、２５ｂを伸縮させる第２シリンダ３２ａ、３２ｂとで構成される。把持手段３１ａ、３１ｂは、上部昇降部２１の内側の穴部分にライザー管１１を中心として線対称に対向して配置され、第２シリンダ３２ａ、３２ｂは上部昇降部２１に埋設されている。把持部２５ａ、２５ｂの形状は、ライザー管１１と当接する面がライザー管１１の円周と同じ曲率の曲面である。従って、第２シリンダ３２ａ、３２ｂを延伸させて把持部２５ａ、２５ｂがライザー管１１を把持して上部昇降部２１を一時的に固定する。また、第２シリンダ３２ａ、３２ｂが縮むことで上部昇降部２１の一時的な固定を解放する。把持手段３１ａ、３１ｂはケーブル１４で後述する計測制御装置１３と接続（図示せず）されており、計測制御装置１３で把持手段３１ａ、３１ｂの動作を制御することができる。なお、第２シリンダ３２ａ、３２ｂは、例えば、油圧式シリンダ、電動シリンダなど公知のシリンダを用いることができる。また、第２シリンダ３２ａ、３２ｂ全体を取り囲みシリンダ内部に海水が浸入しないように、例えば、蛇腹式の水密性のカバー部材や柔軟性のあるカバー部材等で覆うようにしてもよい。
【００３０】
加速度計２２は、任意の位置におけるライザー管１１の各種振動による加速度を計測するものである。傾斜計２３は、任意の位置におけるライザー管１１の傾斜角度を計測するものである。加速度計２２及び傾斜計２３としては、特に限定されることはなく公知のものを適用することができる。加速度計２２及び傾斜計２３は、上部昇降部２１の任意の部分に設置され、ケーブル１４で後述する計測制御装置１３と接続されており、ケーブル１４を経由して計測データを計測制御装置１３に受け渡すようになっている。また、計測制御装置１３からはケーブル１４を介して加速度計２２及び傾斜計２３を稼働させる電力が供給されると共に、加速度計２２及び傾斜計２３の動作を制御できるようになっている。なお、加速度計２２及び傾斜計２３の設置位置は特に限定されることはなく、例えば、上部昇降部２１に内蔵するようにしてもよい。
【００３１】
水中カメラ２４は、上部昇降部２１が一時的に固定された位置周辺のライザー管１１の外観表面を撮影するものである。水中カメラ２４は、上部昇降部２１の任意の部分に設置され、ケーブル１４で後述する計測制御装置１３と接続されており、ケーブル１４を経由して映像データを計測制御装置１３に受け渡すようになっている。また、計測制御装置１３からはケーブル１４を介して水中カメラ２４を稼働させる電力が供給されると共に、水中カメラ２４の動作を制御できるようになっている。なお、水中カメラ２４としては、特に限定されることはなく公知のものを適用することができる。
【００３２】
深度計２９は、上部昇降部２１が一時的に固定された位置における深度を計測するものである。深度計２９としては、特に限定されることはなく公知のものを適用することができる。深度計２９は、上部昇降部２１の任意の部分に設置され、ケーブル１４で後述する計測制御装置１３と接続されており、ケーブル１４を経由して計測データを計測制御装置１３に受け渡すようになっている。また、計測制御装置１３からはケーブル１４を介して深度計２９を稼働させる電力が供給されると共に、深度計２９の動作を制御することができるようになっている。なお、深度計２９の設置位置は特に限定されることはなく、例えば、上部昇降部２１に内蔵するようにしてもよい。
【００３３】
なお、昇降装置１２Ａは、上部昇降部２１に加速度計２２、傾斜計２３、水中カメラ２４、深度計２９を備えるようにしたが、これに限ることはなく、後述する下部昇降部２７に備えるようにしてもよい。
【００３４】
下部昇降部２７は、下部昇降部２７をライザー管１１の任意の部分を一時的に把持する伸縮可能な把持手段３３ａ、３３ｂを有する。下部昇降部２７の構成は、上述した上部昇降部２１と同じであり、把持手段３３ａ、３３ｂの構成も上部昇降部２１の把持手段３１ａ、３１ｂと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３５】
移動手段である第１伸縮手段２６ａ、２６ｂは、上部昇降部２１と下部昇降部２７とを対向して連結するものである。第１伸縮手段２６ａは、第１シリンダ３５ａとピストン３６ａとで構成され、例えば、油圧により第１シリンダ３５ａのピストン３６ａが伸縮するものである。第１伸縮手段２６ｂも同様に第１シリンダ３５ｂとピストン３６ｂとで構成される。第１伸縮手段２６ａ、２６ｂはライザー管１１を中心として対称に対向して配置され、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂのそれぞれの端は、上部昇降部２１と下部昇降部２７とが対向する側の面に固定されている。第１伸縮手段２６ａ、２６ｂは、ライザー管１１の長手方向と同じ向きに伸縮することで、上部昇降部２１、下部昇降部２７を昇降移動させることができる。また、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂはケーブル１４で後述する計測制御装置１３と接続（図示せず）されており、計測制御装置１３で伸縮手段２６ａ、２６ｂの動作を制御することができる。なお、伸縮手段２６ａ、２６ｂは、第２シリンダ３２ａ、３２ｂと同様に、例えば、油圧式シリンダ、電動シリンダなど公知のシリンダを用いることができる。また、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂ全体を取り囲みシリンダ内部に海水が浸入しないように、例えば、蛇腹式の水密性のカバー部材や柔軟性のあるカバー部材等で覆うようにしてもよい。
【００３６】
上部昇降部２１、把持手段３１ａ、３１ｂ、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂ、下部昇降部２７及び把持手段３３ａ、３３ｂを構成する材料としては、洋上及び海水中の環境に曝された場合でも耐食性を有する材料であり、海底Ｇでの水圧に対して強度を有する材料であれば特に限定されることはない。
【００３７】
昇降装置１２Ａでは、上部昇降部２１に把持手段３１ａ、３１ｂを有し、下部昇降部２７に把持手段３３ａ、３３ｂを有し、移動手段として上部昇降部２１と下部昇降部２７とを連結して伸縮可能な第１伸縮手段２６ａ、２６ｂとを有するため、ライザー管１１を把持して任意の部分に一時的に固定することができると共に、ライザー管１１に沿って昇降移動することができる。また、昇降装置１２Ａは、加速度計２２、傾斜計２３、深度計２９を有するため、任意の部分でのライザー管１１の挙動を計測することができると共に、計測点の位置（深度）を特定することができる。また、水中カメラ２４を有するため、ライザー管１１の挙動に異常を検知した場合には、ライザー管１１の外観表面を詳細に観察することができる。
【００３８】
（昇降装置の移動動作）
図３は、図２に示す昇降装置のＸ−Ｘ断面斜視図である。また、図３〜図６は、昇降装置の移動動作を説明する図である。図３〜図６に示す昇降装置の構成は、上述した図２に示す昇降装置の構成と同様であるため、上述した図２に示す昇降装置と同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３９】
図３に示すように、昇降装置１２Ａの上部昇降部２１は、把持手段３１ａ、３１ｂがライザー管１１を両側から対向して把持することで一時的にライザー管１１に固定されている。下部昇降部２７も同様で、把持手段３３ａ、３３ｂがライザー管１１を把持して一時的に固定されている。この時、伸縮手段２６ａ、２６ｂは、最も縮んでいる状態である。
【００４０】
次に、図４に示すように、下部昇降部２７の把持手段３３ａ、３３ｂの第２シリンダ３４ａ、３４ｂがＣ１、Ｃ２の方向に縮むことで下部昇降部２７の一時的な固定を解放する。その後、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂのピストン３６ａ、３６ｂをライザー管１１の長手方向（図４において下方側）のＤ１、Ｄ２の方向に延伸させて下部昇降部２７を下方側に移動させる。
【００４１】
次に、図５に示すように、下部昇降部２７の把持手段３３ａ、３３ｂの第２シリンダ３４ａ、３４ｂをＣ３、Ｃ４の方向に延伸させてライザー管１１を把持し、下方側に移動した後の下部昇降部２７をライザー管１１に一時的に固定させる。その後、上部昇降部２１の把持手段３１ａ、３１ｂの第２シリンダ３２ａ、３２ｂをＥ１、Ｅ２の方向に縮めて上部昇降部２１の一時的な固定を解放する。次に、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂのピストン３６ａ、３６ｂをＤ３、Ｄ４の方向に縮めて上部昇降部２１を下方側に移動させる。
【００４２】
次に、図６に示すように、上部昇降部２１の把持手段３１ａ、３１ｂの第２シリンダ３２ａ、３２ｂをＥ３、Ｅ４の方向に延伸させてライザー管１１を把持し、下方側に移動した後の上部昇降部２１をライザー管１１に一時的に固定させる。すなわち、図３〜図６の動作に示すように昇降装置１２Ａは、尺取り虫のような一連の動作によって移動することができる。
【００４３】
なお、上述の移動動作は、昇降装置１２Ａがライザー管１１の長手方向の下方側へ移動させる動作について説明したが、上述の移動動作と逆の動作をすることによって、昇降装置１２Ａをライザー管１１の長手方向の上方側へ移動させることができる。このように、上述した一連の移動動作を繰り返すことによって、昇降装置１２Ａは、ライザー管１１に沿って全長に亙って昇降移動することができる。
【００４４】
このように、昇降装置１２Ａは、上述したように、上部昇降部２１の把持手段３１ａ、３１ｂと、下部昇降部２７の把持手段３３ａ、３３ｂと、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂとを連動させて移動動作させることによって、ライザー管１１の任意の位置に昇降装置１２Ａを移動させることができる。従って、従来の加速度計を数点取り付けるものに比べて、昇降装置１２Ａでは、１つの昇降装置１２Ａだけで数百点にも及ぶ計測点での計測データを取得することができるため、ライザー管１１の挙動を全長に亙って計測することができる。よって、昇降装置１２Ａによれば、ライザー全体に亙って応力や変位等を正確に計測することができると共に、ライザー管１１の外観表面を詳細に観察することができる。また、昇降装置１２Ａは、既設の鋼管のライザー管に取り付けるだけで適用することができるため、従来のライザー管の応答分布計測システムのように新たなライザー管を製造して、ライザー管の製作過程においてライザー管の表面に予め光ファイバーを接着して敷設する必要がない。
【００４５】
（昇降装置の他の構成）
次に、昇降装置１２Ａの他の構成について説明する。図７は、本実施例に係る昇降装置の他の構成を示す斜視図である。昇降装置１２Ｂは、上述の図２に示す昇降装置１２Ａとは上部昇降部２１及び下部昇降部２７の構成が異なること、把持手段３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂの構成が異なること以外は同様であるため、同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４６】
図７に示すように、昇降装置１２Ｂは、加速度計２２、傾斜計２３、水中カメラ２４、深度計２９を備える。昇降装置１２Ａは、ライザー管１１の周囲を取り囲むよう配置される同心円状の円柱形状の上部昇降部４１と、上部昇降部４１の下方に配設される下部昇降部４３と、上部昇降部４１と下部昇降部４３とを連結して伸縮可能な第１伸縮手段２６ａ、２６ｂとを有する。
【００４７】
上部昇降部４１の形状は、ライザー管１１を取り囲む円柱であり、円柱の中心にはライザー管１１が挿入可能な穴を有する。穴の内側はライザー管１１の円筒表面に当接している。すなわち、円柱形状の上部昇降部４１の中心部分が穴になっており、穴の直径はライザー管１１の外周の直径と同じであり、その穴をライザー管１１が貫いている。
【００４８】
上部昇降部４１は、ライザー管１１を中心として略９０度で４分割した扇型を組み合わせたものである。
【００４９】
上部昇降部４１は、４分割された上部昇降部４１ａ〜４１ｄの各々が対向する面に対して略垂直方向に伸縮し上部昇降部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを各々連結する第２伸縮手段４２ａ〜４２ｄが上部昇降部４１ａ〜４１ｄに埋設して設けられている。第２伸縮手段４２ａと４２ｃ、第２伸縮手段４２ｂと４２ｄは、それぞれライザー管１１を中心として対称に対向して配置されている。
【００５０】
上部昇降部４１ａ〜４１ｄの穴（空洞）部分のライザー管１１と当接する内側曲面は、ライザー管１１の円周と同じ曲率となるように形成されている。これにより、第２伸縮手段４２ａ〜４２ｄが縮んで上部昇降部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが対向する面を当接させて重ね合わせることで、上部昇降部４１ａ〜４１ｄが内側曲面でライザー管１１を把持してライザー管１１の任意の部分に一時的に固定させることができる。すなわち、上部昇降部４１ａ〜４１ｄの内側曲面が上部昇降部４１の把持部となり、上述した図２に示す昇降装置１２Ａの把持手段３１ａ、３１ｂの把持部２５ａ、２５ｂと同様の作用をするものである。また、第２伸縮手段４２ａ〜４２ｄが延伸して上部昇降部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが対向する面を分割して離反するように移動させることで上部昇降部４１の一時的な固定を解放することができる。
【００５１】
下部昇降部４３は、上部昇降部４１と同様に伸縮可能な第２伸縮手段４４ａ〜４４ｄを有する。下部昇降部４３の構成は、上述した上部昇降部４１と同じであり、第２伸縮手段４４ａ〜４４ｄの構成も上部昇降部４１の第２伸縮手段４２ａ〜４２ｄと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５２】
第２伸縮手段４２ａ〜４２ｄ、第２伸縮手段４４ａ〜４４ｄはケーブル１４で計測制御装置１３と接続（図示せず）されており、計測制御装置１３で第２伸縮手段４２ａ〜４２ｄ、第２伸縮手段４４ａ〜４４ｄの動作を制御することができる。なお、第２伸縮手段４２ａ〜４２ｄ、第２伸縮手段４４ａ〜４４ｄは、上述した昇降装置１２Ａと同様に、例えば、油圧式シリンダ、電動シリンダなど公知のシリンダを用いることができる。
【００５３】
昇降装置１２Ｂの移動動作は、上述した昇降装置１２Ａと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５４】
昇降装置１２Ｂの上部昇降部４１、下部昇降部４３は、ライザー管１１を中心として略９０度で４分割した扇型を組み合わせたもので説明したが、４分割に限定されることはなく、２分割以上であればよい。
【００５５】
よって、昇降装置１２Ｂは、上部昇降部４１の第２伸縮手段４２ａ〜４２ｄと、下部昇降部４３の第２伸縮手段４４ａ〜４４ｄと、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂとを連動させて移動動作させることによって、ライザー管１１の任意の部分に昇降装置１２Ｂを移動させることができる。従って、昇降装置１２Ｂでは、１つの昇降装置１２Ｂだけでライザー管１１の挙動を全長に亙って計測することができる。よって、昇降装置１２Ｂによれば、ライザー全体に亙って応力や変位等を正確に計測することができると共に、ライザー管１１の外観表面を詳細に観察することができる。また、昇降装置１２Ｂは、既設の鋼管のライザー管に取り付けるだけで適用することができるため、既設の鋼管ライザーの全長に亙って挙動を計測することが可能となる。
【００５６】
次に、昇降装置１１Ａの他の構成について説明する。図８は、本実施例に係る昇降装置の他の構成を示す斜視図である。図９は、図８に示す昇降装置のＹ−Ｙ断面斜視図である。昇降装置１２Ｃは、上述の図２に示す昇降装置１２Ａの構成と異なるのは下部昇降部２７と第１伸縮手段２６ａ、２６ｂとを有しない点である。また、昇降装置１２Ｃの昇降部５１の構成は、上述の図２に示す昇降装置１２Ａの上部昇降部２１の構成とは昇降部５１の内部構成が異なること、空気管１７とバルブ５７とポンプ５３、５４とを有すること以外は同様であるため、同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５７】
図８、９に示すように、昇降装置１２Ｃは、ライザー管１１の周囲を取り囲むよう配置されるドーナツ型の円柱形状の昇降部５１と、昇降部５１をライザー管１１に固定するための把持手段３１ａ、３１ｂと、ケーブル１４と昇降部５１内部に空気５６を注入するための空気管１７とバルブ５７と、昇降部５１内部に海水５５を注水または排水するためのポンプ５２、５３とを有する。
【００５８】
昇降部５１の外観形状は、上述の図２に示す昇降装置１２Ａの上部昇降部２１と同様である。昇降部５１の内部には空間が形成されており、内部の空間には海水５５及び空気５６を注入することができる。すなわち、昇降部５１の内部空間は、例えば、海水５５をバラスト水として用いるバラストタンクである。
【００５９】
また、上述した図２に示す昇降装置１２Ａと同様に、ライザー管１１の挙動を計測するための加速度計２２と傾斜計２３とライザー管１１の外観表面を撮像する水中カメラ２４と深度計２９とを有する。把持手段３１ａ、３１ｂ、ポンプ５３、５４、加速度計２２、傾斜計２３、水中カメラ２４、深度計２９は各々ケーブル１４と接続されており、ケーブル１４は、図１に示した洋上の浮体１５に設置された後述する計測制御装置１３と接続している。
【００６０】
空気管１７は、昇降部５１の内部に形成された空間（バラストタンク）に空気５６を注入するためのものであり、図１に示した洋上の浮体１５に設置された計測制御装置１３と接続している。空気管１７には空気５６の注入を制御するバルブ５７が設けられており、バルブ５７はケーブル１４と接続され、計測制御装置１３で開閉が制御される。なお、空気管１７とケーブル１４は、取り回しが良いという観点から１つとしてまとめられている方が好ましい。また、空気５６としては、圧縮空気を用いることが好ましい。
【００６１】
次に、昇降装置１２Ｃの移動動作について説明する。図９に示すように、昇降装置１２Ｃの昇降部５１は、把持手段３１ａ、３１ｂがライザー管１１を把持して一時的にライザー管１１に固定されている。昇降装置１２Ｃを移動させる場合には、把持手段３１ａ、３１ｂの把持を解放する。次に、例えば、下方側に昇降装置１２Ｃを移動させる場合、ポンプ５３、５４を作動させて海水５５を昇降部５１内部に注水する。そして、深度計２９の計測データを参照して任意の部分に移動したら、把持手段３１ａ、３１ｂでライザー管１１を把持し、一時的にライザー菅１５に固定する。昇降装置１２Ｃを上方側に移動させる場合は、空気管１７のバルブを開けて空気５６を昇降部５１内部に注入すると共にポンプ５３、５４を作動させて海水５５を排水して、深度計２９の計測データを参照してライザー管１１の任意の部分に移動したら、把持手段３１ａ、３１ｂでライザー管１１を把持し、一時的にライザー菅１５に固定する。把持手段３１ａ、３１ｂ、バルブ５７、ポンプ５３、５４は、それぞれ上述した計測制御装置１３により制御される。
【００６２】
以上の一連の動作によって、昇降装置１２Ｃはライザー管１１に沿って昇降移動することができる。
【００６３】
昇降装置１２Ｃでは、海水５５をバラスト水として用いて下方側に降下移動し、バラスト水の排水と空気５６の浮力とにより上方側に上昇移動することができる。このため、上述した昇降装置１２Ａ、１２Ｂのように下部昇降部と第１伸縮手段とを必要としないため、昇降装置１２Ｃの構成を簡略化することができる。昇降装置１２Ｃによれば、簡易な装置でライザー管１１の任意の部分に昇降装置１２Ｃを移動させることができる。従って、昇降装置１２Ｃは、１つの昇降装置１２Ｃだけでライザー管１１の挙動を全長に亙って計測することができる。よって、昇降装置１２Ｃによれば、ライザー全体に亙って応力や変位等を正確に計測することができると共に、ライザー管１１の外観表面を詳細に観察することができる。また、昇降装置１２Ｃは、既設の鋼管のライザー管に取り付けるだけで適用することができるため、既設の鋼管ライザーの全長に亙って挙動を計測することが可能となる。
【００６４】
次に、ライザー管のモニタリングシステム１０Ａの昇降装置１２Ａ以外の他の構成要件（計測制御装置１３、ケーブル１４）について説明する。
【００６５】
（計測制御装置）
図１に示すように、計測制御装置１３は、洋上の浮体１５に設置され、ケーブル１４を介して昇降装置１２Ａと接続されている。計測制御装置１３は、昇降装置１２Ａが有する加速度計２２、傾斜計２３、深度計２９で計測されたライザー管１１の任意の部分における挙動（応答）及び深度などの各種計測データを受け取って記録すると共に、計測データからライザー管１１の任意の部分に加わった応力及びライザー管１１の変位を算出して記録するものである。また、水中カメラ２４で撮影されたライザー管１１の外観表面の映像データを記録すると共に表示装置（図示せず）に映像を表示させる。
【００６６】
上述した図２に示した実施例１の昇降装置１２Ａに配設された加速度計２２及び傾斜計２３の計測データは、海水の流れに対するライザー管１１の応答のデータである。この応答は、例えば、ライザー管１１に生じている振動（横方向の振動）の波形（振幅及び周波数）を示している。そこで、例えば、加速度計２２及び傾斜計２３の計測データからライザー管１１に生じる引っ張り応力及び圧縮応力を算出することでライザー管１１に加わった応力及びの変位を求めることができる。ライザー管１１に加わった応力及び変位を求める方法としては、公知の方法を用いることができる。また、ライザー管１１に加わった応力及び変位を積算することによって、ライザー管１１の任意の部分における疲労状態を把握することができる。
【００６７】
計測制御装置１３は、ケーブル１４を介して昇降装置１２Ａと接続され、昇降装置１２Ａでは、図２に示すように、ケーブル１４を介して上部昇降部２１と下部昇降部２７と第１伸縮手段２６ａ、２６ｂと接続されている。上部昇降部２１では、ケーブル１４を介して把持手段３１ａ、３１ｂと加速度計２２と傾斜計２３と水中カメラ２４と深度計２９と接続されている。下部昇降部２７では、ケーブル１４を介して把持手段３３ａ、３３ｂと接続されている。そこで、計測制御装置１３は、ケーブル１４を介して昇降装置１２Ａを移動させるために上部昇降部２１の把持手段３１ａ、３１ｂ、下部昇降部２７の把持手段３３ａ、３３ｂ、第１伸縮手段２６ａ、２６ｂの移動動作を制御できるようになっている。
【００６８】
計測制御装置１３は、図２で示した昇降装置１２Ａでライザー管１１の挙動（応答）を計測する場合、昇降装置１２Ａの把持手段３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂでライザー管１１を把持させて、ライザー管１１の任意の部分に一時的に固定させる。次に、加速度計２２、傾斜計２３で所定時間計測を行って計測データを取得すると共に深度計２９で深度データを取得する。計測時間としては、例えば、ライザー管１１の応答振動数が１Ｈｚ程度とした場合、１点の計測に要する時間は２〜３分程度である。次に、昇降装置１２Ａの移動手段に移動動作をさせて、次の計測点に移動させる。このとき、移動させる距離としては、ライザー管１１全体に亙って計測する点数に応じて任意に設定することができる。従って、設定された移動距離に基づいて、現在の計測点が計測開始点からライザー管１１のどの位置（深度）にあるのかを求めることができる。次の計測点に昇降装置１２Ａが移動した後、上記と同様に計測データを取得する。この計測を繰り返すことによって、計測制御装置１３は、昇降装置１２Ａによりライザー管１１全体の挙動（応答）の計測データを正確に取得して、特定の計測点におけるライザー管１１に加わった応力及び変位を求めることができる。また、上述したように、仮に、１点の計測に要する時間が２〜３分程度、移動に要する時間が５分程度とした場合、１時間で６〜７点の計測データを取得することができ、ライザー管のモニタリングシステム１０Ａを１日２０時間稼働させた場合には、約１２０〜１４０点の計測データを取得することができる。
【００６９】
（ケーブル）
図１に示すように、ケーブル１４は、洋上の浮体１５に設置された計測制御装置１３と昇降装置１２Ａとを接続する。ケーブル１４は、上述したように、計測制御装置１３と昇降装置１２Ａとの間で昇降装置１２Ａの移動動作を制御する制御信号と、加速度計２２、傾斜計２３及び深度計２９で計測された計測データ信号と、水中カメラ２４で撮影された映像データ信号とをやり取りできるようになっている。また、昇降装置１２Ａの稼働に必要な電力を供給できるようになっている。従って、ケーブル１４は、電力供給や各種の信号などをやり取りできるように複数のケーブルから構成されているが、１つとしてまとめられている。ケーブル１４としては、公知のケーブルを用いることができる。
【００７０】
よって、ライザー管のモニタリングシステム１０Ａは、ケーブル１４が１つだけのため、従来の加速度計を数点取り付ける方法と比較してケーブル１４の取り回しの問題が発生しない。
【００７１】
このように、ライザー管のモニタリングシステム１０Ａは、昇降装置１２Ａが移動手段の一連の移動動作を繰り返すことによってライザー管１１に沿って全長に亙って数百点以上の計測データを得ることができるため、ライザー管１１全体の挙動（応答）を計測することができる。そのため、ライザー管１１の応答のうち、高次の応答まで正確に計測することが可能となる。また、海水の流れに起因してライザーから発生する渦による渦励振（ＶＩＶ）を含む各種の振動を正確に計測することができるため、任意の部分におけるライザー管１１の疲労状態を把握することができ、ライザー管１１の任意の部分の疲労破壊の可能性を予測することができる。また、ライザー管のモニタリングシステム１０Ａの昇降装置１２Ａは、既設の鋼管のライザー管に取り付けるだけで適用することができるため、既設の鋼管ライザーの全長に亙って挙動を計測することが可能となる。
【００７２】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。例えば、本実施例では、昇降装置を１つ備えている場合にして説明したが、これに限定されるものではなく、昇降装置１２Ａは、複数備えるようにしてもよい。図１０は、本実施例に係るライザー管のモニタリングシステムの他の構成を示す図である。図１０に示すように、ライザー管のモニタリングシステム１０Ｂは、ライザー管１１の挙動（応答）を計測する昇降装置１２Ａ１、１２Ａ２を２つ配設したものである。昇降装置１２Ａ１は、洋上から海底Ｇまでの中間地点（図１０に示すＢ２の区間）までの区間をＡ２のように昇降移動し、昇降装置１２Ａ２は、洋上から海底Ｇまでの中間地点から海底Ｇ（図１０に示すＢ３の区間）までの区間をＡ３のように昇降移動する。また、ライザー管のモニタリングシステム１０Ｂには、上述した昇降装置１２Ａ〜１２Ｃを適用することができる。
【００７３】
ライザー管のモニタリングシステム１０Ｂは、２つの昇降装置１２Ａ１、１２Ａ２によりＢ２、Ｂ３の２つの区間において、ライザー管１１の挙動を同時にそれぞれ計測できるため、ライザー管のモニタリングシステム１０Ａと比較して、例えば、合計の計測点数が同じであればライザー管１１の全長に亙ってライザー管１１の挙動を計測する時間を１／２に短縮するこができる。また、同じ計測時間であれば、２倍の計測点でのライザー管１１の挙動を計測することができる。
【００７４】
よって、ライザー管のモニタリングシステム１０Ｂによれば、約２倍の計測データを得ることができるため、ライザー管１１の挙動より正確に計測することができる。そのため、ライザー管１１の応答のうち、高次の応答までをより正確に計測することが可能となる。また、海水の流れに起因してライザーから発生する渦による渦励振（ＶＩＶ）を含む各種の振動をさらに正確に計測することができるため、任意の部分におけるライザー管１１の疲労状態を把握することができ、ライザー管１１の任意の部分の疲労破壊の可能性をより正確に予測することができる。
【実施例２】
【００７５】
本発明の実施例に係る柱状構造体の昇降装置を備えたライザー管のモニタリングシステムについて、図面を参照して説明する。なお、本実施例に係るライザー管のモニタリングシステムのうち、図１に示す本発明の実施例１に係るライザー管のモニタリングシステムと同一の構成には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００７６】
図１１は、ライザー管のモニタリングシステムを示す概略構成図である。図１１に示すように、柱状構造体１Ｂは、上述した図１に示す実施例１に係る柱状構造体１Ａの昇降装置１２Ａに水中航走体６２の発着ベース６１を備えたものである。
【００７７】
図１２は、本実施例に係る昇降装置を示す概略斜視図である。図１２に示すように、昇降装置１２Ｄは、上述した実施例１の昇降装置１２Ａ〜１２Ｃに水中を航走する水中航走体６２が発着する発着ベース６１を設けたものである。発着ベース６１は、昇降装置１２Ｄの上部昇降部２１に固定して設けられている。また、発着ベース６１には、水中航走体６２を固定する係止部（図示せず）が設けられている。これにより、昇降装置１２Ｄは、発着ベース６１に水中航走体６２を固定でき、昇降装置１２Ｄの昇降移動と同時に水中航走体６２を移動させることができるため、水中航走体６２を洋上の浮体１５から発着させる必要がない。従って、水中航走体６２が目的の位置（深度）に移動するための動力を使用する必要がなくなる。また、発着ベース６１にはケーブル１４が接続されており、ケーブル１４を介して水中航走体６２に対して電力を供給することができるため、水中航走体６２を長時間稼働させることができる。さらに、発着ベース６１を介してケーブル１４と水中航走体６２を接続することができるため、洋上の浮体１５の計測制御装置１３から水中航走体６２を制御することができる。
【００７８】
（水中航走体）
図１３は、本実施例に係る水中航走体の概略図である。図１３に示すように、水中航走体６２は、少なくとも照明ライト６３と水中カメラ６４と作業アーム６５と推進器６６と舵６７とセンサ６８とを備える。その他には、例えば、図示しない深度計とジャイロと慣性航法装置などを備えている。水中航走体６２としては、例えば、公知の無人の自律型水中航走体（ＡＵＶ：Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）を用いることができる。
【００７９】
柱状構造体１Ｂでは、ライザー管１１の挙動を計測して、任意の部分においてライザー管１１に加わる応力やライザー管１１の変位に異常が認められた場合に、発着ベース６１に固定されている水中航走体６２を発進させてライザー管１１の外観表面を水中カメラ６４で詳しく撮影して、不具合を見つけた場合、例えば、ライザー管１１の連結部分のボルトなどが緩んでいたら水中航走体６２の作業アーム６５でボルトを締結することができる。
【００８０】
よって、柱状構造体１Ｂによれば、昇降装置１２Ｄが発着ベース６１を備えることにより、昇降装置１２Ｄと同時に水中航走体６２を移動させることができる。これにより、任意の部分においてライザー管１１の異常な挙動を検知した場合でも迅速に水中航走体６２を発進させてライザー管１１の外観表面を詳細に観察して対応することができる。また、昇降装置１２Ｄの発着ベース６１にはケーブル１４が接続されているため、水中航走体６２を稼働させるための電力を常に供給することができる。これにより、水中航走体６２での作業を長時間行うことができる。さらに、発着ベース６１を介してケーブル１４と水中航走体６２を接続することができるため、洋上の計測制御装置１３から水中航走体６２を制御することができると共に制御信号、計測データ信号、映像データ信号など各種の信号をやり取りすることができる。
【００８１】
ライザー管のモニタリングシステム１０Ｃは、柱状構造体１Ｂの昇降装置１２Ｄを備えるものである。よって、ライザー管のモニタリングシステム１０Ｃは、ライザー管１１の挙動を計測して、任意の部分においてライザー管１１に加わる応力やライザー管１１の変位に異常が認められた場合に、発着ベース６１に固定されている水中航走体６２を発進させてライザー管１１の外観表面を水中カメラ６４で詳しく撮影している。ライザー管のモニタリングシステム１０Ｃは、ライザー管１１の外観表面に不具合を発見した場合、例えば、ライザー管１１の連結部分のボルトなどが緩んでいたら水中航走体６２の作業アーム６５でボルトを締結することができる。これにより、任意の部分においてライザー管１１の異常な挙動を検知した場合でも迅速に水中航走体６２を発進させてライザー管１１の外観表面を詳細に観察して対応することができる。
【実施例３】
【００８２】
本発明の実施例に係る柱状構造体の昇降装置を備えたライザー管のモニタリングシステムについて、図面を参照して説明する。なお、本実施例に係るライザー管のモニタリングシステムのうち、図１に示す本発明の実施例１に係るライザー管のモニタリングシステムと同一の構成には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００８３】
図１４は、ライザー管のモニタリングシステムを示す概略構成図である。図１４に示すように、柱状構造体１Ｃは、上述した図１に示す実施例１に係る柱状構造体１Ａに、フェアリング７０を備えたものである。
【００８４】
図１５〜図１７は、本実施例に係るフェアリングの概略斜視図であり、フェアリングの移動動作を説明する図である。図１４に示すように、柱状構造体１Ｃは、ライザー管１と、昇降装置１２Ａと、フェアリング７０と、ケーブル７６とを備える。また、さらに昇降装置１２Ａに上述した図１１に示す発着ベース６１を備えるようにしてもよい。
【００８５】
柱状構造体１Ｃは、ライザー管に作用する流体抵抗を低減するフェアリング７０をライザー管の周囲を囲むように１つ以上配置させるものである。例えば、昇降装置１２Ａで計測された計測データから算出した応力及び変位の大きい部分が複数存在する場合には、複数のフェアリング７０を配置させるようにする。ライザー管１１の周囲にフェアリング７０を設置することで、ライザー管１１に作用する流体抵抗を低減することや、ライザー管１１から発生する渦による渦励振（ＶＩＶ）を抑制することができる。
【００８６】
（フェアリング）
図１４に示すように、フェアリング７０は、移動動作によりライザー管１１に沿ってＡ４のように昇降移動可能であり、ライザー管１１の任意の部分に移動させて固定させることができる。フェアリング７０は、ライザー管１１の周囲を回転できるようになっており、海水の流れ方向に対し、抵抗のもっとも小さくなる方向にその向きを変化させ、ライザー管１１に作用する流体抵抗を低減することができる。
【００８７】
図１５に示すように、フェアリング７０は、ライザー管１１の周囲を囲む流線型の断面形状を有するカバー（フェアリング）である。フェアリング７０は、ライザー管１１の周囲を囲むように配置される上部フェアリング７１と、下部フェアリング７２と、上部フェアリング７１と下部フェアリング７２とを連結して伸縮可能な第１伸縮手段７５ａ、７５ｂとを有する。把持手段は、上部フェアリング７１ａ、７１ｂと第２伸縮手段７３ａ、７３ｂとで構成される。なお、移動手段は、第１伸縮手段７５ａ、７５ｂのことを示す。
【００８８】
フェアリング７０は、上部フェアリング７１ａ、７１ｂと第２伸縮手段７３ａ、７３ｂと、下部フェアリング７２ａ、７２ｂと第２伸縮手段７４ａ、７４ｂと、第１伸縮手段７５ａ、７５ｂと、深度計２９と、ケーブル７６とを有する。第２伸縮手段７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂ、第１伸縮手段７５ａ、７５ｂ、深度計２９は各々ケーブル７６と接続（図示せず）されており、ケーブル７６は、図１４に示した洋上の浮体１５に設置された計測制御装置１３と接続（図示せず）している。なお、フェアリング７０は、ライザー管１１の周囲を回転できるように、例えば、ベアリング機構（図示せず）が設けられている。なお、回転機構としては公知のフェアリングの回転機構を適用することができる。
【００８９】
上部フェアリング７１の形状は、ライザー管１１の長手方向に対して、略垂直方向の断面形状が流線型である。上部フェアリング７１は、ライザー管１１を中心として略半円の部分７１ａと略二等辺三角形の部分７１ｂとが対向して重なり合うようにフェアリング７１ａと７１ｂとに２分割されている。
【００９０】
上部フェアリング７１は、２分割された上部フェアリング７１ａ、７１ｂが対向する面に対して略垂直方向に伸縮し、上部フェアリング７１ａ、７１ｂを連結する第２伸縮手段７３ａ、７３ｂが上部フェアリング７１ａ、７１ｂに埋設して設けられている。第２伸縮手段７３ａ、７３ｂはライザー管１１を中心として対称に対向して配置されている。
【００９１】
上部フェアリング７１の穴（空洞）部分のライザー管１１と当接する内側曲面はライザー管１１の円周と同じ曲率となるように形成されている。すなわち、上述した図７の実施例１の昇降装置１２Ｂの上部昇降部４１と同様であるため、詳細な説明は省略する。これにより、第２伸縮手段７３ａ、７３ｄが縮んで上部フェアリング７１ａ、７１ｂが対向する面を当接させて重ね合わせることで、上部フェアリング７１ａ、７１ｂが内側曲面でライザー管１１を把持してライザー管１１の任意の部分に固定させることができる。従って、上部フェアリング７１ａ、７１ｂの内側曲面が上部フェアリング７１の把持部であり、上述した図２に示す昇降装置１２Ａの把持手段３１ａ、３１ｂの把持部２５ａ、２５ｂと同様の作用をする。
【００９２】
第２伸縮手段７３ａ、７３ｂはケーブル７６で計測制御装置１３と接続（図示せず）されており、計測制御装置１３で、第２伸縮手段７３ａ、７３ｂの動作を制御することができる。第２伸縮手段の構成、動作は、上述した図７の実施例１の昇降装置１２Ｂの第２伸縮手段と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９３】
なお、上部フェアリング７１の形状は断面形状が流線型に限ることはなく、ライザー管１１に作用する流体抵抗を低減することができる形状であればよく、例えば、楕円形または長円形等の断面形状を有するものでもよいし、公知のフェアリングと同様の形状でもよい。
【００９４】
下部フェアリング７２は、上部フェアリング７１と同様に、伸縮可能な第２伸縮手段７４ａ、７４ｂを有する。下部フェアリング７２の構成は、上述した上部フェアリング７１と同じであり、第２伸縮手段７４ａ、７４ｂの構成も上部フェアリング７１の第２伸縮手段７３ａ、７３ｂと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９５】
なお、フェアリング７０の上部フェアリング７１、下部フェアリング７２は、ライザー管１１を中心として２分割して例で説明したが、これに限定されることはなく、２分割以上であればよい。
【００９６】
移動手段である第１伸縮手段７５ａ、７５ｂは、上部フェアリング７１と下部フェアリング７２とを対向して連結するものである。第１伸縮手段７５ａ、７５ｂはライザー管１１を中心として対称に対向して配置されている。第１伸縮手段７５ａ、７５ｂは、上部フェアリング７１の内部に埋設されている。第１伸縮手段７５ａ、７５ｂは、上部フェアリング７１と下部フェアリング７２とを上下に分割するように配設されており、第１伸縮手段７５ａ、７５ｂが伸縮することで、上部フェアリング７１、下部フェアリング７２を移動させることができる。第１伸縮手段７５ａ、７５ｂはケーブル７６で計測制御装置１３と接続（図示せず）されており、計測制御装置１３で伸縮手段７５ａ、７５ｂの動作を制御することができるようになっている。第１伸縮手段の構成、動作は、上述した図７の実施例１の昇降装置１２Ｂの第１伸縮手段と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９７】
深度計２９は、上述した実施例１の深度計２９と同様であるため詳細な説明は省略する。深度計２９は、ケーブル７６を介して得られた計測データを計測制御装置１３に受け渡すようになっているが、ケーブル７６を無くして、深度計２９に稼働するための充電池を内蔵させて、計測データや制御は無線方式にて行うようにすることができる。
【００９８】
（フェアリングの移動動作）
フェアリング７０の移動動作は、上述した図３〜図７の実施例１の昇降装置１２Ａと基本的に同様であるため、詳細な説明は省略する。図１６、図１７に示すように、下部フェアリング７２の第２伸縮手段７４ａ、７４ｂのシリンダをＦ１の方向に延伸させてライザー管１１の把持を解放してから、第１伸縮手段７５ａ、７５ｂのシリンダのピストン７６ａ、７６ｂをＧ１、Ｇ２の方向に延伸させて、下部フェアリング７２を下方側へ移動させる。次に、図１７に示すように下部フェアリング７２の第２伸縮手段７４ａ、７４ｂをＦ２の方向に縮めてライザー管１１を一時的に把持する。次に、上部フェアリング７１の第２伸縮手段７３ａ、７３ｂのシリンダをＦ３の方向に延伸させてライザー管１１の把持を解放してから、第１伸縮手段７５ａ、７５ｂのシリンダのピストン７６ａ、７６ｂをＧ３、Ｇ４の方向に縮めて、上部フェアリング７１を下方側へ移動させる。次に、上部フェアリング７１の第２伸縮手段のシリンダを縮めてライザー管を一時的に把持する。以上の一連の尺取り虫のような一連の動作を繰り返すことで、フェアリング７０を任意の位置に移動させることができる。このとき、一度の移動動作により移動させる距離としては、第１伸縮手段７５ａ、７５ｂの長さにより任意に設定することができる。なお、フェアリング７０の位置（深度）は深度計２９の計測データ及び一度の移動距離に基づいて算出され、ライザー管１１の目的の位置に移動したらフェアリング７０は固定される。
【００９９】
柱状構造体１Ｃでは、昇降装置１２Ａによってライザー管１１の挙動を計測して、任意の部分においてライザー管１１に加わる応力やライザー管１１の変位の大きい部分、例えば、加速度が大きい、又は振動が大きい部分を特定する。その後、特定した、例えば、ライザー管１１の振動の大きい部分にフェアリング７０を移動させて配置することができる。このように、柱状構造体１Ｃによれば、ライザー管１１の振動の大きい部分を特定した後、ライザー管１１に作用する流体抵抗を低減するフェアリング７０を上記の特定した部分に移動させて配置することができるため、任意の部分においてライザー管１１の振動を低減させることができる。これにより、任意の部分におけるライザー管１１の疲労の蓄積を抑制することができ、ライザー管１１の疲労破壊の可能性を低下させることができる。
【０１００】
ライザー管のモニタリングシステム１０Ｄは、柱状構造体１Ｃの昇降装置１２Ａを備えるものである。よって、ライザー管のモニタリングシステム１０Ｄは、昇降装置１２Ａによってライザー管１１の挙動を計測して、任意の部分においてライザー管１１に加わる応力やライザー管１１の変位の大きい部分、例えば、加速度が大きい、又は振動が大きい部分を特定する。その後、ライザー管のモニタリングシステム１０Ｄは、特定した、例えば、ライザー管１１の振動の大きい部分にフェアリング７０を移動させて配置することができる。これにより、任意の部分においてライザー管１１の振動を低減させることができる。
【０１０１】
また、上記実施例では、上述した図１に示す実施例１に係る柱状構造体１Ａに、フェアリング７０を備えた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、柱状構造体１Ｃは、上述した図１１に示す実施例２に係る柱状構造体１Ｂに、フェアリング７０を備えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  柱状構造体
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  ライザー管のモニタリングシステム
１１  ライザー管
１２、１２Ａ、１２Ａ１、１２Ａ２、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ  昇降装置
１３  計測制御装置
１４  ケーブル
１５  浮体
１６  噴出防止装置（ＢＯＰ）
１７  空気管
２１、４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  上部昇降部
２２  加速度計
２３  傾斜計
２４  水中カメラ
２５a、２５ｂ、２８ａ、２８ｂ  把持部
２６ａ、２６ｂ  第１伸縮手段
２７、４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ  下部昇降部
２９  深度計
３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂ  把持手段
３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ  第２シリンダ
３５ａ、３５ｂ  第１シリンダ
３６ａ、３６ｂ  ピストン
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ  第２伸縮手段
５１  昇降部
５３、５４  ポンプ
５５  海水
５６  空気
５７  バルブ
６１  発着ベース
６２  水中航走体
６３  照明ライト
６４  水中カメラ
６５  作業アーム
６６  推進器
６７  舵
６８  センサ
７０  フェアリング
７１、７１ａ、７１ｂ  上部フェアリング
７２、７２ａ、７２ｂ  下部フェアリング
７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂ  第２伸縮手段
７５ａ、７５ｂ  第１伸縮手段
７６  ケーブル
Ｇ  海底
Ｓ  海
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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