(57)【要約】  本開示は、好ましくはＬＮＧ、石油、またはガスなどの炭化水素を貯蔵および積載または荷下ろしするための、浅海ターミナルに関する。基礎構造体は、海底（３０）によって支持されるように意図される浮遊性の撤去可能な海底下部構造体（１０）を備え、海底下部構造体（１０）は、基礎構造体（１１）の外周の少なくとも一部に沿って配置された、上向きに延在する壁構造体（２２）が好ましく設けられた基礎構造体（１１）を備え、基礎構造体（１０）には、好ましくは浮遊性モジュールを停泊させて海底下部構造体（１０）によって支持させるための壁構造体（２２）の開口（２３）も設けられており、基礎構造体（１０）には、海底（３０）への基礎構造体（１０）の本設杭打ちのための杭打ち作業中に基礎構造体（１１）を少なくとも一時的に支持するための、予め設置された垂直杭（１４）の末端を受容するように構成された強点（２４）が設けられている。本開示は、海底（３０）またはこれより少し上で基礎構造体を杭打ちする方法にも関する。
2019511656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
好ましくはＬＮＧ、石油、またはガスなどの炭化水素を貯蔵および積載または荷下ろしするための、浅海基礎構造体（１０）であって、
浅海基礎構造体（１０）は、海底（３０）によって支持されるように意図される浮遊性の撤去可能な海底下部構造体（１０）を備え、該底下部構造体（１０）は、基礎構造体（１１）の外周の少なくとも一部に沿って配置された、上向きに延在する壁構造体（２２）が設けられた基礎構造体（１１）を備える、、前記浅海基礎構造体（１０）において、
前記上向きに延在する側壁には浮力装置が設けられており、
前記基礎構造体（１０）には、浮遊性モジュールを停泊させて前記海底下部構造体（１０）によって支持させるための前記壁構造体（２２）の開口（２３）が設けられており、
−前記基礎構造体（１０）には、前記海底（３０）への前記基礎構造体（１０）の本設杭打ちのための杭打ち作業中に前記基礎構造体（１１）を少なくとも一時的に支持するための、予め設置された垂直杭（１４）の末端を受容するように構成された強点（２４）が設けられており、
前記強点（２４）は、前記基礎構造体（１０）から横方向外向きに延在する要素によって形成されていることを特徴とする、浅海基礎構造体（１０）。
【請求項２】
前記強点は海水位（２９）より上に位置する、請求項１に記載の浅海基礎構造体（１０）。
【請求項３】
前記強点（２４）は、好ましくは前記海水位（２９）より上で、前記壁（２２）から横方向に延在する梁、カンチレバーまたはスリーブ、またはダクトの下側に配置されている、請求項１または請求項２に記載の海底基礎構造体（１０）。
【請求項４】
前記強点（２４）には、予め設置された杭（１４）の上部分を固定位置に一時的に係止するための解放可能な係止装置が設けられている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の海底基礎構造体（１０）。
【請求項５】
前記壁構造体（２２）は、前記基礎構造体（１０）の一体部分であり、前記強点は、前記基礎構造体（１０）または前記壁構造体（２２）の一体部分を形成する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の海底基礎構造体（１０）。
【請求項６】
前記強点（２４）は前記海水位（２９）よりも下に位置している、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の海底基礎構造体（１０）。
【請求項７】
海底（３０）内に打ち込まれる多数の杭を用いて杭打ちで前記海底（３０）によって支持されるように構成されている基礎構造体（１０）を前記海底（３０）に設置する方法において、
少なくとも２列の杭が前記海底（３０）に打ち込まれ、前記２列（１３、１３’）の間の距離および各列（１３、１３’）の隣り合う杭（１４）の間の距離は前記基礎構造体上に強点（２４）を構築する目的に対応して構成されており、
次に前記基礎構造体（１０）が前記２列（１３、１３’）の杭の間で牽引され、前記強点（２４）が対応する上側杭末端と垂直方向に一致する点にもたらされ、
次に前記基礎構造体（１０）はバラスト調整され、前記基礎構造体（１０）は様々な杭（１４）の上に安定して載置され、
次に前記基礎構造体（１０）は前記海底（３０）に杭打ちされることを特徴とする、方法。
【請求項８】
前記基礎構造体（１０）は、前記海底（３０）に打ち込まれた多数の本設杭を用いて前記海底（３０）に杭打ちされ、前記杭の上部は前記基礎構造体（１０）にしっかりと固定される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
杭打ち作業中に前記基礎構造体（１０）を安定してしっかりと支持する前記杭（１４）は、前記基礎構造体（１０）の本設杭打ちのプロセスが完了すると撤去される、請求項７または請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記暫定または仮設杭（１４）は、前記海底レベルで切断される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記基礎構造体（１０）には、重量および浮力、ならびに前記基礎構造体（１０）の設置中に前記仮設杭（１４）に対して作用する前記垂直力および荷重曝露を調整するために水を使用するバラストタンクが設けられている、請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好ましくは傾斜した海底より少なくとも部分的に上に、海底によって支持されるように構成された基礎構造体を設置する方法に関する。本発明はまた、好ましくはＬＮＧ、石油、またはガスなどの炭化水素を貯蔵および積載または荷下ろしするための、海底によって支持されるように意図される浮遊性の撤去可能な海底下部構造体を備える海洋基礎構造体にも関し、海底下部構造体は好ましくは、基礎構造体の外周の少なくとも一部に沿って配置された、上方に延在する壁構造体が設けられた基礎構造体を備えており、基礎構造体にはまた、浮遊性モジュールが海底下部構造体内に停泊し、これによって支持されることを可能にするための、壁構造体の開口も設けられている。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧタンカーまたは大型石油タンカーの港湾現場は非常に危険である。したがって、現場を人口密集地の近くに配置することは有利ではない。同時に、人口密度の高い国ではＬＮＧの消費者数が最も多くなっている。したがって、海上にＬＮＧ貯蔵設備を設置するための多くの解決法が提案されている。
【０００３】
以前は、海洋底に浮遊または配置されて、海上でのＬＮＧ積載のための港湾現場を設けることが提案されてきた。浮遊現場は、船舶と貯蔵施設との間のＬＮＧの移送が、互いに多かれ少なかれ独立して動く２つの浮遊する移動体の間で行われるという共通の問題点を有する。動力学は、積載が並んで行われる場合、機器および安全に対する大きな要求を課す。
【０００４】
重力によって海底に直接載置されている液体用の貯蔵構造体（ＧＢＳ−重力ベース構造体（Ｇｒａｖｉｔｙ  Ｂａｓｅｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ））の主な問題は、特に浅海では、ＧＢＳは、たとえば高潮の極端な状況でも、いつも正の接地圧を確保するために、大量の固定バラストが必要を必要とすることである。高潮はほとんどが、たとえば熱帯低気圧と関連して、陸地付近の浅海で発生することがよく知られており、海岸付近の水位が一時的に８から９メートル上昇する可能性がある。これは、海水位に大きな水線面積を有して海岸近くに位置する液体貯蔵を有するＧＢＳに対して、巨大な揚圧力を呈する。このような一時的な揚圧力に対抗するための追加の固定バラストの体積は、常に正の海底圧を確保するためだけでなく、海底へのＧＢＳのフロートイン、浸水、および接地の間にさらなる浮力を確保するためにも、ＧＢＳの体積および重量を大幅に増やす必要がある。このような体積の増加は、揚圧のさらなる増加をもたらし、海水バラストおよび固定バラストの両方のための追加のバラスト体積を必要とし、ＧＢＳの解決策を非常に高額にする負の設計効果スパイラルを呈する。
【０００５】
ＧＢＳの解決策は、河川デルタなどの軟質で未固結の海底土壌での使用には、実現可能ではないか、または最良の場合でも非常に高額になることが、知られている。このような理由から、ＧＢＳは吸引スカートを備えてもよいが、このようなスカートの解決策の単なるサイズおよび垂直高さは法外に高額な基礎の解決策を呈する可能性があるので、このような土壌状態の領域では浮遊貯蔵体を唯一の実行可能な解決策にしなければならなかった。
【０００６】
積載作業中の浮遊体の動力学に関連する問題を軽減するために、人工港として機能する大型の長方形または正方形の鋼またはコンクリート構造体を海底に設置することが提案されており、そこでは連続する鋼またはコンクリート壁が到来波の保護を形成するように意図されている。提案される典型的な水深は８から３０メートルである。このタイプの大型建築物は、人口密集地域から離れて建設されるように意図されており、同時に積載および荷下ろし作業中のＬＮＧ船の防波堤として機能する。
【０００７】
この問題は、船を港湾建築物の風下側に移動させることによって軽減できるが、計算と流域実験は、特に好ましくない角度から一定期間中に波とうねりが来たときに大きな遮蔽効果を得る場合に、連続バリアを形成する港湾建築物は非常に大きく作られなければならないことを示した。これは、このような建築物の両側の周りで波が曲げられ、曲がった波が出会う風下側より少し後方に焦点が生じるという、周知の効果によるものである。この焦点では、波の高さは実際には到来波よりも高くなり得る。
【０００８】
したがって、波からの盾として機能することを意図して海洋底に設置された大型の港湾建築物は、非常にコストがかかる。積載作業中に波から船舶を保護するためにコンクリート内に構築されたＬＮＧ用のこのようなタイプの港湾現場のための、異なる形態が提案されている。１つの提案された形状は、たとえば、馬蹄形の構造体を構築し、ＬＮＧ船舶にこの中で積載／荷下ろしさせることである。これによりエネルギーは大幅に減少するが、港湾現場は、長方形の港湾現場よりもコストがかかる。
【０００９】
英国特許第１３６９９１５号明細書は、浮遊または沈没し、海底への配置のために別途建築された多数のユニットを備える港湾現場を記載している。各ユニットは、基部、載荷構造体、および必要に応じて移動可能な可動砕波要素を備える。
【００１０】
米国特許第３，９５８，４２６号明細書は、少なくとも１つのまっすぐな係留場所が形成されるように、海底に離れて配置された多数のユニットを備える港湾現場を記載している。ユニットには、防舷材および波減衰装置が設けられている。
【００１１】
出願人ら自身の国際公開第２００６／０４１３１２号は、海上でのＬＮＧなどの炭化水素の貯蔵、積載、および荷下ろしのための港湾プラントを開示しており、その全内容は参照により本明細書に含まれる。港湾は、海底に配置された、鋼またはコンクリートで造られた３つのユニットを備える。ユニットは、横並びの関係で一列に配置される。港は波を弱めるように構成されており、船舶は係留所の風下側に位置するように意図されている。
【００１２】
出願人ら自身の国際公開第２０１３／００２６４８号は、港湾プラントが形成されるように海底に相互に配置された多数のユニットを備える、海上での炭化水素生成物の貯蔵、積載、および荷下ろしのための港湾プラントを開示している。ユニットは、横方向に所定の距離だけ離れて独立して配置され、船舶が係留される予定の前面を有し、波の一部のための通路を形成し、到来波の一部を減衰させながら波と流れの他の部分を港湾プラントに通すように構成されている。
【００１３】
米国特許出願公開第２００５／１３９５９５号明細書には、海底に載置された海底構造体からなるプラント貯蔵および積載ＬＮＧを記載しており、海底構造体は、海底に載置された基礎スラブおよび３つの上向きに延在する壁を有する。海底構造体は、浮遊モジュールを海底構造体内の所定位置になるよう操作して基礎スラブ上に載置されるよう安定させる、開口を有する。
【００１４】
仏国特許第２８９４６４６号明細書は、自重によって海底に載置され、海底に押し込まれる下向きに突起して開放したスカートが設けられた、重力ベース構造体を記載している。重力ベース構造体は、Ｕ字形の形状を有し、水中底スラブから上方に伸びる垂直壁があり、浮力室が設けられ、必要な重量を提供するための重りとして機能する。重力ベース構造体の一実施形態はまた、垂直壁を通って支持土壌内まで下向きに延在する杭が設けられてもよく、杭は海水位より上の壁の頂部で終端する。
【００１５】
特開平１０−９６２４１号公報は橋梁などの構造体に関し、橋梁基礎は、中心に配置された円筒形のタンクを有する杭打ちジャケット構造体の形態である。杭は、ジャケット構造体を海底に固定するために使用される。加えて、予め設置された杭は地面に打ち込まれて、最初に、しかし依然として永久的に設置された杭打ち構造体の支持体の役割を果たす。前記最初に設置された杭は、海底で終端する。
【００１６】
中国特許第１０３５９０４１５号明細書は、底スラブおよび底スラブから垂直上向きに延在する直立壁が設けられた既製ケーソンに関し、垂直壁はボックスチャンバを形成する。底スラブには可動の鋼底プレートが設けられ、ケーソンは大径の管状柱によって支持される。設置プロセスの初期段階において、スラブの底面は、一時的に設置された多数の杭によって海水位未満で支持されている。
【００１７】
しかしながら、貯蔵のためのこれらの港湾プラントは、規模が大きく、複雑で高額になる可能性がある。これらは構築するのに長い時間がかかり、可動性および他の用途に関してバリエーションが限られている。基礎を可能にするための深いスカートの依存のため、設置中、特に泥質または軟質の海底を有する浅海で、問題が発生する可能性がある。加えて、海底土壌の密度、組成、固結および地形は、海底の場所によって大きく異なる場合がある。たとえば、河口の土壌は、ヨーグルトテクスチャのような柔らかい泥質の土壌によって支配され、その一方で他の海底域は、硬い砂岩、石灰岩または古代の火山岩に影響されたり、重なり合ったりすることがある。これは、海底土壌の耐荷重能力に、ひいては海底に載置される海底構造体の予測可能で信頼できる基礎の解決策を見出す可能性に、直接的な影響を及ぼす。
【００１８】
したがって、浅海に設置可能であり、かつ積載能力に乏しい海底を有する領域への設置に適した、費用効果が高く、多目的で柔軟な港湾プラントシステムの必要性が存在する。また、製造およびコストの理由から可能な限り標準化することができ、あらゆるタイプの海底土壌を有する沖合または海岸付近で容易に展開できる、海上プラントの需要がある。
【００１９】
杭打ち作業中にプラントと海底との間の相対運動を回避する、このような港湾プラントの安全、適切、かつ十分な杭打ちの方法の必要性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】英国特許第１３６９９１５号明細書
【特許文献２】米国特許第３，９５８，４２６号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／０４１３１２号
【特許文献４】国際公開第２０１３／００２６４８号
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／１３９５９５号明細書
【特許文献６】仏国特許第２８９４６４６号明細書
【特許文献７】特開平１０−９６２４１号公報
【特許文献８】中国特許第１０３５９０４１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明によって使用される原理は、基礎構造体に作用する全ての下向き、上向き、横向きの荷重、重量、および力を支えて耐えるために海底土壌内の十分な深さに至る、基礎構造体および場合により基礎構造体内に停泊してこれにより支持される浮遊性モジュールの重量の大部分が杭によって支えられる、杭打ち基礎構造体の使用である。この点で、基礎構造体は、少なくともそのフットプリントの一部で海底に載置されてもよく、または基礎構造体は、海底土壌よりある距離だけ上に、すなわち海底土壌と実際に接触することなく、全ての荷重、重量、および力を杭に任せて、位置決めされてもよい。
【００２２】
また、本発明によるシステムおよび方法は、杭の一時的な配置が設置フェーズ中に基礎構造体を支持するために使用される原理に基づいており、この仮設杭の配置は、杭打ち構造体が、１００年の高潮など全ての負荷基準に耐えられるように、永久的な杭の配置が確立されて基礎構造体が海底中に杭打ちされた本設杭によって永久的に支持されるまで、杭打ち作業の間全ての荷重、重量、および力を引き受ける。
【００２３】
なお、設置された仮設杭は、下部構造体が完全に設置されたら撤去されてもされなくてもよいことを理解されたい。一時的に支持する杭が撤去される場合、杭は好ましくは、切断された杭が基礎構造体ならびに海底下部構造体内に停泊してこれにより支持される浮遊性モジュールおよび／または船舶の作業に危険を及ぼさない深さで切断される。
【００２４】
本発明の目的は、このような基礎構造体を設置するための好天時期を増大させる解決策を提供し、また、設置を天候および海況からより独立させることである。
【００２５】
本発明の別の目的は、そのときに２つ以上の杭を同時に杭打ちできるようにすることで、より都合のよい設置プロセスを可能にすることである。
【００２６】
本発明の目的は、多数の杭によって海底で支持されるよう意図された基礎構造体の設置方法を提供することであって、支持杭の設置の間および港湾プラントへの本設杭の適切な固定が実現されるまで、このような杭打ち作業が基礎構造体上でまたはそこから行われたとしても、本設杭は基礎によって生じ、これに対して作用する力、荷重、または重量による影響を受けない。
【００２７】
本発明の別の目的は、海底下部構造体の底面が部分的にまたは完全に海底と接触する必要性はもとより、ターミナルが海底現場に安定した基礎打ちを固定するために下向きに突起して開放したスカートの使用を必要としないように設計された、海底ターミナルを提供することである。実際に海底構造体は、使用される杭によって完全に支持され、その上に載置されてもよい。
【００２８】
本発明の別の目的は、貯蔵ユニットを有する多目的浅海海底ターミナル、およびこのような海底ターミナルを確立する方法を提供することである。
【００２９】
本発明のさらに別の目的は、ターミナルと支持構造体との間の相対運動および海底とターミナルとの間の相対運動を全く生じることなく貯蔵モジュール内に貯蔵された液体の大きな重量によって引き起こされる、非常に大きな垂直荷重を海底土壌に伝達するように設計された、海底ターミナルを提供することである。
【００３０】
本発明のさらなる目的は、柔軟で、費用効率が高く、ほとんどのタイプの海底土壌状態で確立しやすい、浅海海底ターミナルを提供することである。
【００３１】
本発明の別の目的は、必要に応じて、重力ベース構造体が設置不可能または法外に高額になる、河川デルタで見られるような極端に柔らかく泥質の土壌および未固結土壌の海底域に配置されてもよい、海岸付近の貯蔵システムを提供することである。
【００３２】
本発明の付加的な目的は、その耐荷重構造体の大きな容積変化を伴わずに、極端な高潮の間も大きな浮力揚圧力に耐える構造体的能力が与えられることである。
【００３３】
本発明のさらに別の目的は、好ましくは乾ドックを使用する造船所で、従来の工事現場において妥当な価格で効率的に、および可能な限り完全に、海底ターミナルのユニットの各々の構築を可能にすることである。これにより、海上での高価な仕上げ作業が最小限に抑えられる。建物現場で最終的に装備した後、各ユニットは設置場所まで搬送または牽引され、最終的には既知の技術を使用して降下させられる。
【００３４】
また、本発明の目的は、海水位より上に大量の液体を貯蔵することによって発生する、大きな垂直荷重の海底中への安全な伝達を保証することである。
【００３５】
また、本発明の目的は、互いに適合するように特に設計された海底下部構造体および貯蔵モジュールを備える海底ターミナルを提供すること、ならびに時間および費用効率の高いやり方で貯蔵モジュールの停泊を簡素化することである。
【００３６】
また、本発明の目的は、上側機器を用いた貯蔵モジュールの迅速で安全な設置を提供することである。
【００３７】
本発明の目的は、独立請求項によってさらに規定されるような、浅い海底ターミナルと、このような海底ターミナルを確立する方法によって達成される。本発明の実施形態、代替形態および変形形態は、従属請求項によって定義される。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
壁構造体は、海底下部構造体ユニットを形成する基礎構造体の一体部分を形成してもよく、バラスト調整手段が設けられてもよい。壁構造体の少なくとも一部は、水面より上に延在する。
【００３９】
本発明によれば、たとえばＬＮＧ、石油、またはガスなどの炭化水素を貯蔵および積載または荷下ろしするための浅海基礎構造体が提供され、これは海底によって支持されるように意図される浮遊性の撤去可能な海底下部構造体を備え、海底下部構造体は、基礎構造体の外周の少なくとも一部に沿って配置された、上方に延在する壁構造体が設けられた基礎構造体を好ましくは備えており、基礎構造体にはまた好ましくは、浮遊性モジュールが海底下部構造体内に停泊し、これによって支持されることを可能にするための、壁構造体の開口も設けられている。基礎構造体には、海底への基礎構造体の本設杭打ちのための杭打ち作業中に基礎構造体の少なくとも一時的な支持のため予め設置された垂直杭の末端を受容するように構成された、強点が設けられている。
【００４０】
一実施形態によれば、強点は、基礎構造体から横方向外向きに延在し、好ましくは海水位より上に位置する。
【００４１】
強点は、好ましくは海水位より上で、壁から横方向に延在する梁、カンチレバーまたはスリーブ、またはダクトの下側に配置されてもよい。
【００４２】
また、強点には、予め設置された杭の上部分を固定位置に一時的に係止するための解放可能な係止装置が設けられてもよい。
【００４３】
一実施形態によれば、壁構造体は基礎構造体の一体部分を形成してもよく、強点は基礎構造体または壁構造体の一体部分を形成する。
【００４４】
あるいは強点は、基礎構造体の側壁または底面のいずれかの、海水位より低い位置にあってもよい。このような後者の場合、杭は杭打ちシステムの永久部分を形成してもよい。
【００４５】
本発明によれば、基礎構造体を設置する方法も提供され、基礎構造体は、海底に打ち込まれた多数の杭を使用して杭打ちされるように海底によって支持されるよう構成されている。基礎構造体を設置する目的のため、各列が少なくとも２本の杭を備える、少なくとも２列の杭が海底に打ち込まれ、２列の間の距離および各列の隣り合う杭の間の距離は基礎構造体上に強点を構築する目的に対応して構成されており、次に基礎構造体は２列の杭の間で牽引され、強点が対応する上側杭末端と垂直方向に一致する点にもたらされ、次に基礎構造体はバラスト調整されるので、基礎構造体は様々な杭の上に安定して載置され、次に基礎構造体は海底に杭打ちされる。
【００４６】
基礎構造体は、海底に打ち込まれた多数の本設杭を用いて海底に杭打ちされ、杭の上部は基礎構造体にしっかりと固定される。また、杭打ち作業中に基礎構造体を安定してしっかりと支持する杭は、基礎構造体の本設杭打ちのプロセスが完了すると撤去されてもよい。一実施形態によれば、暫定または仮設杭は、海底レベルで切断されてもよい。
【００４７】
本発明の本質的な特徴は、本設杭の永久配置によって基礎構造体が海底に杭打ちされるまで基礎構造体を十分に安定した位置で支持するように構成された、少なくとも２つの対向する面に沿って、場合により基礎構造体の第３の面にも沿って、海水位より上で垂直な壁構造体の上部分から横方向外向きに延在する少なくとも梁またはスラブが、基礎構造体に設けられることである。
【００４８】
本発明によれば、安定した港湾基礎が形成されるように、海底中にまで延在する杭によって安定して支持された、少なくとも１つの撤去可能な海底下部構造体が提供される。海底下部構造体は、浮力装置が設けられた基礎構造体と、やはり浮力装置が設けられた上向きに延在する壁構造体と、を備える。壁構造体は、基礎構造体の外周の少なくとも一部に沿って配置され、浮遊性貯蔵モジュールを導入するために壁構造体に少なくとも１つの開口を備える。浮遊性モジュールは、壁構造体内の基礎構造体の最上部に撤去可能に配置され、少なくとも杭打ちによって海底で支持される海上ユニットを共に形成する。
【００４９】
本発明の好適な実施形態によれば、基部の壁構造体は、海水下部構造体ユニットを形成する基礎構造体の一体部分を形成する。また、側壁の最上部に配置されたカンチレバー、梁、またはスラブは、壁構造体の一体部分を形成し、杭打ちプロセス中に発生する全ての一時的な荷重力およびモーメントに耐える設計および寸法となっている。この目的のため、カンチレバー、梁、またはスラブには、一時的な目的で設置された杭と共に機能するための強点が設けられてもよい。
【００５０】
なお、基礎構造体には、重量および浮力、ならびに基礎構造体の設置中に仮設杭に対して作用する垂直力および荷重曝露を調整するために水を使用するバラストタンクが設けられてもよいことは、理解されるべきである。
【００５１】
海底下部構造体の壁構造体は海水位より上にある（しかし壁構造体は海水位より下にあってもよい）。図示されるように、海底下部構造体の一部を水上に有することの利点のいくつかは、以下の通りである。
ａ）水線面は、海底下部構造体の設置中に安定性に関する不確実性を改善および低減する。
ｂ）海底構造体の一部は、貯蔵モジュールのフロートインおよび設置を改善および簡素化する。
ｃ）杭打ち機械は水位より上で海底下部構造体上に配置されてもよく、これにより費用および時間を削減する。
ｄ）水位より上の海底下部構造体は、船の衝突に対してさらなる保護を呈する。
ｅ）一部の機器、たとえば貨物積載アームは、場合により海底下部構造体上に、したがって貯蔵モジュールから少し離れて設置されてもよい。
ｆ）本発明の大きな利点は、下部構造体の杭もまた、張力が揚圧浮力を吸収するように設計され得ることである。この特徴は、土壌が垂直下向きに保持する能力が限られている、河川デルタなどの極端に柔らかい土壌での設置を容易にする。
【００５２】
また、基礎構造体のフットプリント全体を多かれ少なかれ覆う、使用される底スラブ構成のため、使用可能な杭の利用可能な全数および隣り合う杭の間の距離およびそのような数の杭の位置に関して、大きな自由度が実現される。これは、土壌状態が悪いまたは柔らかい領域、および／または大波および高潮など極端な環境負荷および影響が生じるところで、特に重要となり得る。
【００５３】
外向きに突起した梁またはスラブを岸壁に設けることにより、垂直壁からある距離だけ離れて船舶を停泊させることが可能であり、岸壁に沿った船舶の操作および係留を強化する。
【００５４】
加えて、杭打ち基礎のこの特徴は、１００年に一度の極端な場合でも水位が通常海水位よりせいぜい８から９メートル上昇するだけの、低気圧および高潮に曝される浅い領域に本発明による貯蔵システムが設置されるときにも、非常に有用である。このような場合、基礎杭は、揚圧浮力の大部分を引き受けるように設計されてもよいが、その一方でこれらの極端な一時的揚圧力の他の部分は、貯蔵モジュールの能動的なバラスト調整で弱められる。大きな垂直構造体力の十分な伝達を有するために、基礎構造体および貯蔵モジュールの主要構造体梁は鏡面構造体の界面を有するということも利点である。これは、隔壁貯蔵モジュールからの垂直力が好ましくは基礎構造体の主要構造体梁内に直接伝達されることを意味する。
【００５５】
本発明による杭を使用する別の重要な利点は、杭が引張と圧縮の両方を引き受け、同時に効率的で費用効率の高いやり方で、寸法に応じて様々な長さの杭長を許容することである。ダクトまたはスリーブの数、位置、および寸法は、後の段階でさらなる杭打ちが必要となった場合にさらなる未使用のダクトまたはスリーブが設けられるようなやり方で、構成されてもよい。
【００５６】
海底ターミナルの海底ユニットは、大型タンカー船の能力に応じて、これに限定されるものではないが通常は最大１５万トンの載貨重量までの、海底ターミナルのいかなる運動も伴わずに貯蔵モジュール内に貯蔵された大量の液体から、海底に非常に大きな垂直荷重を引き受けるように設計されてもよい。この能力の一部は、海底ターミナルの水平フットプリントを維持しながら貯蔵体積の高さを上昇させることによって、得られる。
【００５７】
別の利点は、本発明による海底下部構造体が必ずしも海底に載置される必要はなく、重量、力、荷重は杭によって支えられることである。また、海底下部構造体は、張力、すなわちたとえば高潮によって生じる構造体の揚圧に抵抗するために、スカートの使用に依存しない。したがって、基礎構造体の下側は、海底土壌との耐荷重接触を有する必要は全くなく、海上ターミナルの可変で作業に伴う環境負荷は、杭によって吸収される。
【００５８】
杭表面とグラウトされたダクトまたはスリーブの対応する壁表面との間の剪断力によって実現される耐荷重能力に応じて、十分な支承および支持能力が得られる。杭外面とダクトまたはスリーブの表面との間に形成されたアニュラス内のグラウトのため、この接合部に作用する発生した剪断力に抵抗するために必要な剪断抵抗が得られる。
【００５９】
基礎構造体が海底より上に位置することにより、海洋海底生物に対する基礎構造体の環境的影響は、排除されるかまたは著しく減少する。
【００６０】
本発明による方法の一実施形態は、添付図面を参照して、以下の説明に詳細に開示される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】離間関係にある２列の揃った杭が確立された、設置手順の第１段階を概略的に示す図である。
【図２】曳航船によって離間して揃った２列の杭の間の所定位置に曳航される杭によって支持される基礎構造体を概略的に示す図である。
【図３】本発明による基礎構造体の一実施形態の下から見た概略斜視図である。
【図４】基礎構造体の少なくとも両側の揃った位置で杭によって位置決めおよび支持される基礎構造体の一実施形態の概略斜視図である。
【図５】設置された基礎構造体の片側に沿って補給船舶が係留された所定位置の基礎構造体の概略斜視図である。
【図６】強点の代替位置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
例示的実施形態の以下の説明は、添付図面を参照する。異なる図面における同じ参照番号は、同一または類似の要素を特定する。以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。代わりに、本発明の範囲は、添付請求項によって規定される。以下の実施形態は、簡潔さのため、一般に海底、好ましくは必ずしもそうではないが傾斜した海底および／または支承能力の低い海底に、基礎構造体を設置する方法に関して説明する。
【００６３】
本明細書を通じて、「一実施形態」または「実施形態」の言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造体、または特性が、開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の様々な箇所における「一実施形態の」または「実施形態の」というフレーズの出現は、必ずしも同じ実施形態を指しているわけではない。
【００６４】
本発明の重要な領域は、本設杭の杭打ち作業中に基礎構造体が安定してしっかりと支持される、上側機器を用いた貯蔵モジュールの迅速で安全な設置を提供することである。これは、設置全体の高額な部分（９０から９５％）である。少なくとも杭によって安定化され、事前に海底に水平に備えられた、予め設置された基礎を有することにより、貯蔵モジュールの設置は数時間内で行われることが可能である。
【００６５】
加えて、本発明は、異なる土壌状態に海底ターミナルを確立する可能性を提供する。海底土壌の密度、組成、固結および地形は、海底の場所によって大きく異なる場合がある。これは、海底土壌の耐荷重能力に、ひいては海底に支持される海底構造体の予測可能で信頼できる基礎の解決策を見出す可能性に、直接的な影響を及ぼす。一実施形態によれば、基礎は、海底に杭打ちされた、半水中の浮遊体の形態であってもよい。この場合、基礎下部構造体は、半水中構造体としてバラスト調整され、基礎構造体、および必須ではないが場合により海底下部構造体の壁構造体を通じて、海底に杭打ちされることが可能である。これらの場合、垂直な構造体力の効率的な伝達を有することが重要であり、基礎構造体および貯蔵モジュールの主要構造体梁が鏡面構造体の界面を有することは有利である。これは、隔壁貯蔵モジュールからの垂直力が好ましくは基礎構造体の主要構造体梁内に、ならびに杭打ち構造体および海底に、直接伝達されることを意味する。試験では、杭打ちされた海底下部構造体が１０万から１２万トンの重量を許容して耐えなければならないことが示されている。
【００６６】
図面には、基礎構造体の３つの面に沿って上向きに延在する壁を有する基礎構造体が示されており、基礎構造体の一端でフローターのフロートインを許容し、残りの面の上向きに延在する壁は、Ｕ字型の基礎構造体内に係留されたままで残りの面でフローターを保護する。しかしながら、基礎構造体には２つの対向する開放端が設けられてもよく、フローターはたとえば、基礎スラブによって相互接続された、浮力を与えられた２つの多かれ少なかれ平行な垂直壁セクション、またはたとえば２つの垂直壁セクションをその下端で相互接続する２つ以上の横方向に延在するボックス梁の形態であることは、理解されるべきである。このような構成は、基礎構造体のいずれかの末端におけるフローターのフロートインを可能にする。
【００６７】
図１は、２列１３、１３’の揃えられた杭１４が配置された、設置手順の第１段階を概略的に示しており、列１３の最後の杭は、クレーン１６およびクレーン１６から懸架された杭打ち装置１７を有する杭打ち船１５によって海底３０内に押し込まれているところである。この段階において、はしけ船１５は、従来の海底３０のアンカー（図示せず）および係船索１８（そのうちの２つが図示される）によって係留されてもよい。
【００６８】
図２は、曳航船１９および１対の牽引線２０によって、離間して揃えられた２列の杭の間の所定位置まで牽引された杭によって支持される２列１３、１３’の揃えられた杭の間の所定位置まで牽引されている基礎構造体１０を、概略的に示す。基礎構造体１０には、２つの平行な上辺に沿って基礎構造体の最上部から外向きに延在する、外向き突起カンチレバー２１、２１’が設けられており、各カンチレバー２１、２１’は、対応する列１３、１３’の杭１４の上に載置されるように構成されている。このような目的のため、カンチレバー２１、２１’には、基礎構造体１０の重量を支えるように寸法決めおよび構成された強点２４（図２には示さず）が設けられており、一時的に生じる可能性のある荷重、力、および曲げモーメントは、基礎構造体が安全に海底に杭打ちされるまで、少なくとも基礎構造体１０の設置段階の間に導入される。
【００６９】
海底基礎構造体１０は、内向きに突起するカンチレバーおよび／または梁構造体１１、および基礎構造体１０の外周の少なくとも一部に沿って配置された、上向きに延在する壁構造体２２を備える。壁構造体２２は、カンチレバーおよび／または梁構造体１１の一体部分を形成し、共に海底基礎構造体１０を形成する。カンチレバーおよび／または梁構造体１１、および壁構造体２２には、浮力装置（図示せず）が設けられている。このような浮力手段は、カンチレバーおよび／または梁構造体１１、および上向きに延在する壁構造体２２内のタンクおよび区画の形態であってもよい。図１に示される海底下部構造体１０の実施形態には、縦横方向の底部梁構造体が設けられており、カンチレバー１１／梁の間の基礎構造体１０内に、上向きに開放した区画を形成する。区画は底スラブによって下端で閉鎖されてもよく、区画は選択的に下向きに開放して、基礎構造体１０が海底３０よりいくぶん上の上昇位置にある場合に、本設杭（図示せず）へのアクセスを提供してもよい。前記縦横梁または壁は、基礎構造体１０の上方で上向きに延在する壁構造体２２の間に浮遊して前記表面上に載置されるようにバラスト調整される浮遊性貯蔵モジュールを支持するための、支持補強面の役割を果たしてもよい。上向きに延在する壁２２は、基礎構造体１０の３つの面に沿って延在し、基礎構造体１０上に浮遊性貯蔵モジュール（図２には示さず）を導入するための壁構造体の開口２３が設けられている。貯蔵モジュールは、基礎構造体１０／内部カンチレバー１１、および場合により壁構造体内の梁の上に、撤去可能に配置されてもよく、共に海底ユニットを形成する。
【００７０】
海底基礎構造体１０には浮遊する浮力が設けられ、バラスト調整の手段（図示せず）を有し、海底３０上またはこれより少し上に配置され、多数の永久（図２には示さず）によって支持され、または選択的に、部分的に重力によって海底に載置され、前記本設杭によって固定されるように意図される。下部構造体１０の上向きに延在する壁構造体２２は、選択的および／または付加的な杭打ちのために壁構造体を通る穿孔またはダクト／スリーブを有し、また海底土壌内に打ち込まれるように意図される本設杭を受容するために基礎構造体１１内の穿孔もある。ダクトおよび杭を受容するためのアクセサリーは、参照により本明細書に組み込まれるＰＣＴ／ＮＯ２０１５／０５０１５６に記載されており、したがって本明細書においてさらに詳細に記載されることはない。図１に開示されたものと類似の、壁構造体２の隣に係留されている杭打ち用の機械および工具を有する船舶１６が、杭打ち作業に使用されてもよい。図示されるように、本設杭は、カンチレバーおよび／または梁構造体１１の開口の下方で水中の前方梁に沿った３つの壁２２の足下に沿って、ならびに内部カンチレバー１１および／またはその間に上向きに開放した区画を形成する壁または梁に沿って、縦横両方向に配置されてもよい。このようにして、フットプリント全体またはフットプリントの少なくとも一部に、適切かつ安全に基礎構造体１０を支持するための本設杭が設けられてもよい。使用される杭の数、その位置、直径、および長さは、支持される重量および海底土壌状態に依存する。
【００７１】
本発明による利点は、本発明による浮遊性ＬＮＧ貯蔵ユニットまたははしけ船などの浮遊性モジュール用の海底ユニットの一部を構成する海底基礎構造体１０は、周知の技術を用いて必要に応じて新たな個別の構成を形成するために、設置された沖合または海岸付近まで降下させられ、撤去され、移動させられ、交換されることが可能なことである。
【００７２】
図３は、本発明による基礎構造体１０の一実施形態の下から見た概略斜視図を示す。図示されるように、カンチレバー２１、２１’の下側には、少なくとも十分な数の本設杭が内向きに突起するカンチレバーおよび／または梁１１のダクト２５を通じて打ち込まれて前記部分に固定されるまで基礎構造体を支持する、仮設杭１４の上端を受容するように構成、設計、および寸法決めされた強点２４が設けられている。図３に示されるように、上向きに突起する壁２２は、梁２６によって相互接続されて上部または底スラブのない上向き開放セル２７を形成し、カンチレバー１１と共に浮遊ユニットを支持するように構成され、デバラストされて基礎構造体１０の前記部分に載置されるように構成されている。
【００７３】
上部の外縁に沿って、防舷材の役割を果たす外向きに突起するカンチレバー装置２８が配置され、カンチレバーと基礎構造体の側面に沿って係留される船舶の側面との間の衝撃から保護する。
【００７４】
図４は、基礎構造体１０の少なくとも両側に沿って揃った位置で仮設杭１４によって位置決めおよび支持される基礎構造体１０の一実施形態の概略斜視図を示す。基礎構造体を一時的に安定して支持するのに十分な深さまで、ダクト２５を通じて海底３０内に杭を押し込むことによって、今や本設杭が設置されていてもよい。基礎構造体１０は、前記本設杭によって海底３０に永久的に固定されてもよく、その間、基礎構造体１０は、所定位置に安定して固定されて仮設杭１４の列によって支持される。強点２４の代替位置を概略的に示す図６に示されるように、強点は、壁２２から横方向外向きに突起する、垂直壁２２の一体部分として作成されており、海水位２９よりも上または下に位置してもよい。
【００７５】
図５は、設置された基礎構造体１０の片側に沿って補給船舶３０が係留された所定位置の基礎構造体１０の概略斜視図を示す。この図は、基礎構造体が自身の重量および場合によりバラスト水による付加的な重量によって仮設杭１４上にしっかりと載置されている段階を示しており、重量は、基礎構造体の浮力よりも十分に大きい。このような段階において、ＰＣＴ／ＮＯ２０１５／０５０１５６にさらに開示されている本設杭打ちシステムを確立するプロセスが開始されてもよく、前記文献は、本設杭打ち配置の構築および基礎構造体の適切な杭打ちを確立する方法に関して、参照により本明細書に含まれる。
【００７６】
図５に示されるように、本設杭の杭打ち作業は、図１に開示されるものと同様に杭打ち船１５によって、およびたとえば図１に示されるものと同様に関連する杭打ち装置１７を有する可動クレーン３１によって、ほぼ同時に行われてもよい。
【００７７】
仮設杭１４の平行な２列１３、１３’の杭打ち作業が完了すると、基礎構造体１０は、外向きに突起するカンチレバー２１、２１’の下面に沿った強点２４が対応する仮設杭１４の上方の揃った位置になるまで、曳航船１９によって２列１３、１３’の間の所定位置に牽引され、その時点で、基礎構造体１０がそれぞれの杭１４上まで降下させられて杭１４上に力または重量を下向きにかけるように、基礎構造体１０はバラスト調整され、杭は基礎構造体１０の全垂直重量を多かれ少なかれ引き受ける。各強点は、杭の末端の上部分が窪みの中に挿入するのに十分な深さの、前記窪みを有してもよい。強点にはまた、杭１４の上端と強点２４との間の接合部分を一時的に係止するための解放可能な係止機構が設けられてもよい。
【００７８】
基礎構造体が十分に確保されて適切な位置に固定されると、たとえばＰＣＴ／ＮＯ２０１５／０５０１５６に記載される方法、システム、および配置による本設杭打ち作業が開始されてもよい。本設杭打ち作業が完了すると、仮設杭は、たとえば海底レベル、または杭の末端が杭打ち基礎構造体１０の作業に対する危険を呈さない深さで、切断されてもよい。
【００７９】
基礎構造体１０には、バラスト調整用のシステム（図示せず）が設けられ、好ましくは鋼で作られるが、コンクリートなど、その他の材料が使用されてもよい。本発明による貯蔵モジュール１０には、載荷システム、クレーン、ウィンチなどの手段が貯蔵モジュールの最上部に設けられてもよいことは、理解されるべきである。貯蔵モジュールが現場に到着すると、海底下部構造体または基礎構造体１０に連結される。この連結作業の間、浮遊モジュールは、基礎構造体の一端の開口を通じて、２つの平行な上向きに延在する側壁構造体２２の間で、操作される。浮遊貯蔵モジュールは、壁構造体２２内で、基礎構造体１０の上に案内される。浮遊モジュールは、海底下部構造体１０の基部に安定して載置されるようにバラスト調整され、海底組立ユニットを形成する。
【００８０】
バラスト調整および基礎構造体１０への杭のしっかりした固定のための永久パイプ配置は、ＰＣＴ／ＮＯ２０１５／０５０１５６に記載されるタイプであってもよく、前記明細書の杭システムに関する部分は参照により本明細書に組み込まれる。本設杭が海底土壌内の意図される深さまで打ち込まれると、杭の外面とダクト壁の表面との間のアニュラスは、グラウト供給ラインを通じてグラウト生産プラント（図示せず）からのグラウトを注入することによって、グラウトされてもよい。前記グラウト供給ラインは、ダクトの下端にその出口を有してもよい。このような出口位置の結果として、供給ラインから注入されたグラウトは、注入されたグラウトがダクトの最上部から出るまで、アニュラスを通じて上向きに押される。グラウトが下向きに押されてアニュラスから基礎構造体の底プレートの底面と海底３０との間の界面内に押し出されるのを防ぐために、その全周の周りに杭の外表面との接触面を有するリング形状の止めシールが配置される。止めシールは、円筒形断面を有する円形ホース、または半円形本体の形態であってもよく、半円形本体の両自由端は、ダクトの表面に固定されたシーリングであり、ダクトの全周の周りに延在し、流体密封シールを提供する。シールの内部空隙は、流体供給ラインを通じて過圧源（図示せず）と流体接触しており、グラウトプロセスの開始時にシールの内側への過圧流体の供給を確保し、止めシールを膨張させ、場合によりグラウトプロセスの完了時に流耐圧を緩和する。
【００８１】
本発明の一実施形態によれば、最大環境設計負荷を維持するために、２．２ｍの直径および５０ｍの長さを有する６１本の本設杭が必要とされる。これらの杭は、地面効果を低減するために、垂直から５°の角度で傾斜している。これに関連して、基礎構造体を支持する杭が互いに近接して位置決めされているとき、簡単で保守的なアプローチは、加重条件を考慮して、１本の杭の能力のおよそ２／３まで給油能力を低下させることであることは、理解されるべきである。
【００８２】
なお、杭は海底３０の中まで下向き垂直に延在してもよく、またはこれらは同じ方向、内向きまたは外向き、またはこれらの組み合わせのいずれかで、垂直に対して傾斜して配置されてもよいことは、理解されるべきである。
【００８３】
海底下部構造体にはまた、港湾セクションと並んで船舶を係留させるように構成された、港湾セクションが設けられてもよい。建築材料は、コンクリートまたは鋼、または両方の組み合わせであってもよい。港湾セクションは、全ての力および加重が海底下部構造体にかかり、杭に伝達されるように、垂直に延在する壁の少なくとも１つに固定され、これに組み込まれる。また、港湾セクションは好ましくは、風および／または波の優勢な方向の反対側に配置され、港湾セクションに沿って係留された船舶のシェルターを提供してもよい。
【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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【国際調査報告】
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2019511656.tif 000010