(57)【要約】      （修正有）【課題】半潜水式浮体構造物（セミサブ）において、積載量を増加させ、且つ安定性能を向上したセミサブを提供する。【解決手段】デッキ２と、デッキ２から下方に延伸した複数の柱状部材３を有する半潜水式浮体構造物（セミサブ）１において、半潜水式浮体構造物１が、複数の柱状部材３の端部に接続された１つのロワーハル４を有しており、ロワーハル４が、内部に空洞を有する。また、ロワーハル４が、内部に海水を導入するための取水口１１を有している【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デッキと、前記デッキから下方に延伸した複数の柱状部材を有する半潜水式浮体構造物において、
前記半潜水式浮体構造物が、複数の柱状部材の端部に接続された１つのロワーハルを有しており、
前記ロワーハルが、内部に空洞を有することを特徴とする半潜水式浮体構造物。
【請求項２】
前記ロワーハルが、内部に海水を導入するための少なくとも１つの取水口を有していることを特徴とする請求項１に記載の半潜水式浮体構造物。
【請求項３】
前記ロワーハルが、前記ロワーハル内の空気の圧力を調整する圧力調整機構を有しており、
前記圧力調整機構が、前記ロワーハル内の空気の圧力の調整により、前記ロワーハル内の海水の量を制御する構成を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の半潜水式浮体構造物。
【請求項４】
前記ロワーハルが、内部の空洞を隔離壁により分割して形成された複数の減揺タンクを有しており、
前記隔離壁が、前記減揺タンクの間で海水の移動を可能とする海水用連通口と、空気の移動を可能とする空気用連通口を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半潜水式浮体構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洋上で行う石油掘削や、海上基地に利用される半潜水式浮体構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海底の天然ガスや石油等を掘削する際のプラットフォームとして、半潜水式浮体構造物（Ｓｅｍｉ−Ｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ、以下セミサブという）が利用されている。
【０００３】
図３に、従来のセミサブの概略を示す。このセミサブ１Ｘは、掘削リグ等を設置するデッキ２と、デッキ２から下方に延伸した複数の柱状部材３Ｘと、柱状部材３Ｘの下端部に設置されたロワーハル４Ｘを有している。このデッキ２は、掘削リグから延伸されたドリルパイプ等を貫通させるためのデッキ貫通孔７を有している。このセミサブ１Ｘの大きさは、例えば縦横が８０ｍ×８０ｍ程度で、高さが１００ｍ程度である。
【０００４】
次に、セミサブ１Ｘの作動について説明する。セミサブ１Ｘは、洋上にデッキ２と、柱状部材３Ｘの一部が露出して浮いた状態を維持し、係船索等で海底に係留される。また、このデッキ２上には、石油掘削用のリグ等が設置される。
【０００５】
上記の構成により、セミサブ１Ｘは揺動を抑制することができる。これは、海面で切断したときの構造物の断面積が、舟形のＦＰＳＯ等と比較すると小さくなり、波浪の影響を受けにくいからである。
【０００６】
また、柱状部材を二重に構成し、各柱状部材が独立して上下動可能とした構成が開示されている（例えば特許文献１参照）。この構成により、セミサブの揺動を抑制することができる。これは、各柱状部材の上下動により、波浪の運動エネルギを吸収し、セミサブに作用する運動エネルギを抑制することができるからである。
【０００７】
しかしながら、上記のセミサブはいくつかの問題点を有している。第１に、積載量（ペイロード）が小さいという問題を有している。これは、舟形のＦＰＳＯに比べ、セミサブ１Ｘは得られる浮力が小さいからである。そのため、特に大量のドリルパイプ等が必要となる大深度掘削を行う場合には、これらの機材等を別途、運搬しなければならない。
【０００８】
第２に、セミサブ１Ｘは、その全高（鉛直方向の長さ）が長く、デッキ上の搭載物に作用する風速が大きくなるため、揺動を抑制し、安定性能の更に向上することが困難であるという問題を有している。なお、セミサブの柱状部材３Ｘは、デッキ２下面に波が衝突しない長さとなるように設計されるため、セミサブの全高を短くすることが困難である。
【０００９】
第３に、特許文献１に記載のセミサブは、その建造コストが増大するという問題を有している。これは、柱状部材の構造が複雑になること、及びセミサブの建造工程が複雑になることを要因としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１４４３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、半潜水式浮体構造物（セミサブ）において、積載量を増加させ、且つ安定性能を向上したセミサブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係る半潜水式浮体構造物（セミサブ）は、デッキと、前記デッキから下方に延伸した複数の柱状部材を有する半潜水式浮体構造物において、前記半潜水式浮体構造物が、複数の柱状部材の端部に接続された１つのロワーハルを有しており、前記ロワーハルが、内部に空洞を有することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、半潜水式浮体構造物（セミサブ）の積載量を増加することができる。これは、ロワーハルを大型化し、その浮力を増加することができるからである。また、セミサブの揺動を抑制し、安定性能を向上することができる。これは、全ての柱状部材に接続された１つのロワーハルにより、デッキ下の波の上下動が著しく抑制され、柱状部材を短く構成することができるからである。
【００１４】
上記の半潜水式浮体構造物（セミサブ）において、前記ロワーハルが、内部に海水を導入するための取水口を有していることを特徴とする。この構成により、ロワーハルの内部に導入された海水が、制振マスとして作用し、セミサブの揺動を抑制することができる。
【００１５】
上記の半潜水式浮体構造物（セミサブ）において、前記ロワーハルが、前記ロワーハル内の空気の圧力を調整する圧力調整機構を有しており、前記圧力調整機構が、前記ロワーハル内の空気の圧力の調整により、前記ロワーハル内の海水の量を制御する構成を有していることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、セミサブの揺動を抑制する性能及び浮力を制御することができる。これは、ロワーハル内の海水の量を調整できるからである。
【００１７】
上記の半潜水式浮体構造物（セミサブ）において、前記ロワーハルが、内部の空洞を隔離壁により分割して形成された複数の減揺タンクを有しており、前記隔離壁が、前記減揺タンクの間で海水の移動を可能とする海水用連通口と、空気の移動を可能とする空気用連通口を有していることを特徴とする。
【００１８】
この構成により、セミサブの揺動を抑制し、安定性能を向上することができる。これは、セミサブの揺動に対して、減揺タンク内の海水の応答性が向上するからである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による半潜水式浮体構造物（セミサブ）によれば、積載量を増加させ、且つ安定性能を向上したセミサブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る実施の形態の半潜水式浮体構造物の概略を示した図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の半潜水式浮体構造物の減揺タンクの概略を示した図である。
【図３】従来の半潜水式浮体構造物の概略を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施の形態の半潜水式浮体構造物（セミサブ）について、図面を参照しながら説明する。図１に、半潜水式浮体構造物（セミサブ１）の概略を示す。セミサブ１は、デッキ２と、デッキ２から下方に延伸した複数の柱状部材３と、複数の柱状部材
３の端部に接続された１つのロワーハル４を有している。
【００２２】
ロワーハル４は、全ての柱状部材３に接続された１つの部材であり、内部に空洞を有している。また、ロワーハル４は、内部に海水を導入するための少なくとも１つの取水口１１と、内部の空洞を隔離壁１２により分割して形成された複数の減揺タンク１３を有している。この減揺タンク１３は、隔離壁１２とロワーハル４の内壁面により囲まれている。
【００２３】
ここで、ロワーハル４は、図１に示すように直方体状に形成することが望ましいが、例えば円柱状や球状等、他の形状とすることもできる。
【００２４】
また、セミサブ３のデッキ２上面に石油掘削用リグを設置する場合は、そのドリルパイプが、デッキ２に形成されたデッキ貫通孔７、及びロワーハル４に形成されたロワーハル貫通孔５を貫通し、海底まで延伸される。
【００２５】
上記の構成により、本発明のセミサブ１は、以下の作用効果を得ることができる。第１に、セミサブ１の積載量を増加することができる。これは、セミサブ１に大型のロワーハルを設置し、その浮力を増加することができるからである。そのため、特に大量のドリルパイプ等が必要となる大深度掘削で必要となる機材を、全てセミサブ１に搭載することができる。
【００２６】
第２に、セミサブ１の安定性能を向上することができる。これは、全ての柱状部材３に接続した１つのロワーハル４により、デッキ２下の波の上下動が著しく抑制され、柱状部材３を短く構成することができるからである。従来と比べ短い柱状部材３を採用したセミサブ１は、その全高が抑制されるため、洋上での安定性能が向上し、揺動を抑制することができる。
【００２７】
また、ロワーハル４に取水口１１を設置した構成により、セミサブ１の安定性能を更に向上することができる。これは、ロワーハル４内に導入された海水が、セミサブ１の揺動に応じて移動する制振マスとして作用し、セミサブ１の揺動を抑制することができるからである。
【００２８】
第３に、安定性能の高いセミサブ１を、建造コストを増大させずに提供することができる。これは、本発明のセミサブ１が、複雑な機構や、複雑な建造工程を必要としないからである。
【００２９】
なお、セミサブ１は、取水口１１を有さない場合であっても、ロワーハル４の内部に海水等の流体が導入されていれば、安定性能を向上することができる。これは、ロワーハル４内の流体が、ロワーハル４内を自在に移動し、ロワーハル４の揺動を自動的に打ち消すように運動する制振マスとして作用するからである。
【００３０】
次に、ロワーハル４の詳細について説明する。図２に、ロワーハル４の部分拡大図を示す。ロワーハル４は、内部の空洞を複数の隔離壁１２により分割して形成された複数の減揺タンク１３を有している。この減揺タンク１３は、減揺タンク１３の間で海水の移動を可能とする海水用連通口１４と、空気の移動を可能とする空気用連通口１５を有している。
【００３１】
また、ロワーハル４は、ロワーハル４内の空気の圧力を調整するブロア等で構成された圧力調整機構１６を有している。この圧力調整機構１６は、ロワーハル４内の空気の圧力の調整により、ロワーハル４内の海水の量を制御する構成を有している。なお、白抜き矢印は、空気及び海水の移動方向を例示しており、１７は、ロワーハル４の内部に導入され
た海水の水面１７を示している。
【００３２】
次に、ロワーハル４の働きについて説明する。まず、ロワーハル４内の海水量を増加させる場合、圧力調整機構１６によりロワーハル４内の空気を減圧する（減圧ステップ）。この空気の圧力減少により、海水は、取水口１１からロワーハル４の内部に流れ込む。このとき、海水は、隔離壁１２に形成された海水用連通口１４を介して、各減揺タンク１３に流れ込む。その後、取水口１１の外部の圧力と、ロワーハル４の内部の圧力がバランスした時点で、海水の流入は自動的に停止する。なお、取水口１１は常時開放状態を維持するように構成されている。
【００３３】
次に、ロワーハル４内の海水量を減少させる場合、圧力調整機構１６によりロワーハル４内の空気を加圧する（加圧ステップ）。この空気の圧力増加により、海水は、取水口１１からロワーハル４の外部に流れ出す。このとき、海水は、隔離壁１２に形成された海水用連通口１４を介して、各減揺タンク１３から取水口１１に送られる。その後、取水口１１の外部の圧力と、ロワーハル４の内部の圧力がバランスした時点で、海水の流入は自動的に停止する。
【００３４】
上記の構成により、本発明のセミサブ１は、以下の作用効果を得ることができる。第１に、セミサブ１の浮力を調整することが可能となる。そのため、セミサブ１に搭載する積載量の重量に応じて、セミサブ１の浮力を制御し、海面からデッキまでの高さ等を容易に制御することが可能となる。
【００３５】
第２に、セミサブ１の安定性能を更に向上することができる。これは、大型のロワーハル４の内部に海水を導入し、制振マスとして利用するからである。つまり、水面１７の面積を大きく確保することができ、流体（海水）の質量を大きくすることができるため、制振マスによる制振性能が向上する。
【００３６】
また、隔離壁１２を設置し、ロワーハル４の内部の空洞を、複数の減圧タンク１３に分割した構成により、セミサブ１の安定性能を更に向上することができる。これは、隔離壁１２により海水（流体）の移動範囲を制限した構成により、制振マスとしての応答性能が向上するからである。特に、セミサブ１が短い周期で揺動する場合に効果的である。
【００３７】
第３に、海水用連通口１４及び空気用連通口１５を形成する構成により、セミサブ１は、ロワーハル４内の海水の量を、少なくとも１つの圧力調整機構１６で、容易に制御することができる。そのため、セミサブ１の構成を簡易にし、建造コストの増加を抑制することができる。
【００３８】
なお、海水用連通口１４及び空気用連通口１５に、開閉制御バルブ等を設置する構成としてもよい。この構成により、各減揺タンク１３内の海水の量を、独立して制御することができる。そのため、セミサブの建造コストが増加するものの、セミサブの安定性能を更に向上することができる。
【００３９】
また、減揺タンク１３の大きさや導入する海水の量は、以下の式を参照し、決定することが望ましい。
【数１】
2014058275.tif 000003
【００４０】
ここで、Ｔは減揺タンク１３の水面１７における１次モードの固有周期（ｓｅｃ）を示している。また、Ｌ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３等）は減揺タンク１３の長さ（ｍ）、Ｈは減揺タンク１３における水深（ｍ）を示している（図２参照）。なお、長さＬは、セミサブ１の揺動方向における減揺タンク１３の長さである。上記の式により求めた固有周期Ｔ（ｓｅｃ）が、セミサブを設置される海域の対象波の周期Ｔ０以下となるように、減揺タンク１３の大きさや導入する海水の量を決定することが望ましい。
【００４１】
また、圧力調整機構１６の代わりに、バラストポンプ等でロワーハル４内の海水の量を制御するように構成することもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１     半潜水式浮体構造物（セミサブ）
２     デッキ
３     柱状部材
４     ロワーハル
１１   取水口
１２   隔離壁
１３   減揺タンク
１４   海水用連通口
１５   空気用連通口
１６   圧力調整機構
【図１】
2014058275.tif 000004
【図２】
2014058275.tif 000005
【図３】
2014058275.tif 000006