(57)【要約】【課題】生産設備等を設置するための領域を上甲板上に確保し、かつ横揺れを低減させるための装置及び制御が不要である浮体式生産貯蔵積出設備を提供する。【解決手段】カーゴタンク３０〜３２および／またはバラストタンク３３、３４の内部を、仕切り板４０〜４８により液密を保って区画する。カーゴタンク３０〜３２および／またはバラストタンク４０〜４８内において仕切り板４０〜４８よりも上方の領域は液体を保持するためのタンク領域Ａ１〜Ａ３である。また仕切り板４０〜４８よりも下方の領域は空倉Ｂ１〜Ｂ３、Ｄ１、Ｄ２である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体内に形成されたカーゴタンクおよび／またはバラストタンクと、
前記カーゴタンクおよび／またはバラストタンクの内部を、液密を保って上下に区画する仕切り板とを備え、
前記カーゴタンクおよび／またはバラストタンク内において前記仕切り板よりも上方の領域が、液体を保持するためのタンク領域であることを特徴とする浮体式生産貯蔵積出設備。
【請求項２】
前記カーゴタンクおよび／またはバラストタンク内において前記仕切り板よりも下方の領域が空倉であることを特徴とする請求項１に記載の浮体式生産貯蔵積出設備。
【請求項３】
前記カーゴタンクが前記船体の長手方向に延びる複数の隔壁によって、前記船体の横断面において、中央に位置する中央カーゴタンクと側部に位置する側部カーゴタンクとに区画され、前記仕切り板が前記中央カーゴタンクに設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の浮体式生産貯蔵積出設備。
【請求項４】
前記カーゴタンクが前記船体の長手方向に延びる複数の隔壁によって、前記船体の横断面において、中央に位置する中央カーゴタンクと側部に位置する側部カーゴタンクとに区画され、前記仕切り板が前記側部カーゴタンクに設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の浮体式生産貯蔵積出設備。
【請求項５】
前記船体が船底および船側との間に空間を形成するように設けられたダブルハル構造を有し、前記仕切り板が前記ダブルハル内の空間に設けられ、前記仕切り板によって分割された空間において、重心位置の高い方がバラストタンクとなるように前記タンク領域が定められることを特徴とする請求項１に記載の浮体式生産貯蔵積出設備。
【請求項６】
前記仕切り板に閉鎖可能な開口を形成し、前記仕切り板よりも下方に位置する下部領域を選択的に、空倉またはタンク領域として利用可能としたことを特徴とする請求項１に記載の浮体式生産貯蔵積出設備。
【請求項７】
前記船体がターレットシステムを介して係留されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の浮体式生産貯蔵積出設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）に関し、特にＦＰＳＯの固有周期に関連した構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＳＯは、洋上で石油・ガスを生産するとともに、生産した原油をタンクに貯蔵してタンカーへ積み出すことのできる設備で、特定の海域に設置されて稼働する。ＦＰＳＯの横揺れの固有周期が設置される海域の波周期に近いと、横揺れが同調して過大な船体傾斜を生じ、生産設備の稼働を停止させることが必要になったり、ライザーパイプが損傷するおそれが生じる。そこで同調横揺れを回避するために、船体の固有周期が設置海域の波周期より長くなるように設計することが有効である。その具体的な方法として、同規模の船体では、船体の幅（Ｂ）を小さくし、深さ（Ｄ）を大きくしてＢ／Ｄ比を小さくすることが考えられている。これは、船体の横揺れ運動を考えた場合、幅が小さいほど静的復原力が低下し、同じ重量であれば横揺れ固有周期が長くなるからである。しかしながら、ＦＰＳＯでは上甲板上に巨大な生産設備を搭載するために、船体の幅を小さくすると生産設備等を設置する上甲板上の面積を確保できなくなる。したがって、特許文献１に開示されているように、船体形状を維持したまま横揺れを低減させるために船体に減揺装置を設けることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６３４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したような減揺装置を設ける場合でも、減揺装置を有効に機能させるためには船体重心位置からできるだけ遠い位置に設けるのが効果的であるので、ＦＰＳＯの場合には減揺装置を上甲板上に設置することが望ましいが、生産設備等を設置するための領域が一部占有されるので好ましくなく、また減揺装置を適切に制御しなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上甲板上には生産設備等を設置するための領域を確保し、かつ横揺れを低減させるための装置及び制御が不要である浮体式生産貯蔵積出設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る浮体式生産貯蔵積出設備は、船体内に形成されたカーゴタンクおよび／またはバラストタンクと、カーゴタンクおよび／またはバラストタンクの内部を、液密を保って上下に区画する仕切り板とを備え、カーゴタンクおよび／またはバラストタンク内において仕切り板よりも上方の領域が、液体を保持するためのタンク領域であることを特徴としている。
【０００７】
カーゴタンクおよび／またはバラストタンク内において仕切り板よりも下方の領域は空所であることが好ましい。
【０００８】
カーゴタンクが前記船体の長手方向に延びる複数の隔壁によって、船体の横断面において、中央に位置する中央カーゴタンクと側部に位置する側部カーゴタンクとに区画されている場合、仕切り板は例えば、中央カーゴタンクまたは側部カーゴタンクに設けられる。
【０００９】
船体が船底および船側との間に空間を形成するように設けられたダブルハル構造を有し、仕切り板がダブルハル内の空間に設けられ、仕切り板によって分割された空間において、重心位置の高い方がバラストタンクとなるようにタンク領域が定められてもよい。
【００１０】
仕切り板に閉鎖可能な開口を形成し、仕切り板よりも下方に位置する下部領域を選択的に、空倉またはタンク領域として利用可能としてもよい。また船体はターレットシステムを介して係留されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上甲板上には生産設備等を設置するための領域を確保し、かつ横揺れを低減させるための装置及び制御が不要である浮体式生産貯蔵積出設備を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を適用したＦＰＳＯの船体の概略的な構成を示す船体中心線上の縦断面図である。
【図２】図１に示すＦＰＳＯのカーゴタンクおよびバラストタンクの構成例を示し、船体長手方向の各タンク位置において、船尾方向を見た横断面図である。
【図３】船体の重心位置の変化を説明するための図である。
【図４】カーゴタンクの内容物の重心位置を示す図である。
【図５】バラストタンクの内容物の重心位置を示す図である。
【図６】仕切り板に開口を形成した例を示す図である。
【図７】カーゴタンク内に設けられた既存のベルマウスを利用する構成を示す図である。
【図８】カバーの側面に開口を設けた構成を示す図である。
【図９】仕切り板の隔壁への取付け構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。
図１は本発明の一実施形態を適用したＦＰＳＯの船体１０の船体中心線上の縦断面図であり、図２はＦＰＳＯの船体１０の長手方向の各タンク位置における横断面図である。これらの図は、本実施形態におけるカーゴタンクとバラストタンクの構成例を示している。
【００１４】
図１に示すように、ＦＰＳＯの船体１０は６枚の横隔壁１１〜１６により、長手方向に沿って７つの部分に区画されている。これらの部分のうち、船首部１７と船尾部１８は従来の構造と同じであるが、その間にある５つのタンク列２１〜２５は、後述するように従来とは異なる構造を有する。なお、タンク列２１〜２５はそれぞれ、船体の幅方向に並ぶ複数のタンクから成る。
【００１５】
図２に示すように、タンク列２１〜２５は、船体１０の長手方向に延びる縦隔壁２６〜２９により、中央に位置する中央カーゴタンク３０と、その両側に位置する側部カーゴタンク３１、３２と、船体１０の最も外側に位置するバラストタンク３３、３４とに区画されている。
【００１６】
図２（ａ）はタンク列２１を示している。中央カーゴタンク３０は水平な仕切り板（甲板）４０により液密を保って上下に区画されており、仕切り板４０よりも上方の領域は原油等の液体を保持するためのタンク領域Ａ１であり、仕切り板４０よりも下方の領域は空倉Ｂ１である。その他のタンク３１〜３４に、仕切り板は設けられていない。後に詳述するように、仕切り板４０を設けない場合と比較して、仕切り板４０を設け、タンク領域Ａ１にカーゴオイルを貯留することにより、船体１０の重心位置を高くして横揺れ固有周期を長くすることができる。
【００１７】
図２（ｂ）はタンク列２２を示している。左舷側の側部カーゴタンク３１とバラストタンク３３は水平な仕切り板４１により液密を保って上下に区画され、右舷側の側部カーゴタンク３２とバラストタンク３４は水平な仕切り板４２により液密を保って上下に区画されている。中央カーゴタンク３０には、仕切り板は設けられていない。側部カーゴタンク３１、３２において、仕切り板４１、４２よりも上方はそれぞれ原油等の液体を保持するためのタンク領域Ａ２、Ａ３であり、仕切り板４１、４２よりも下方はそれぞれ空倉Ｂ２、Ｂ３である。バラストタンク３３、３４において、仕切り板４１、４２よりも上方はそれぞれ海水等の液体を保持するためのタンク領域Ｃ１、Ｃ２であり、仕切り板４１、４２よりも下方はそれぞれ空倉Ｄ１、Ｄ２である。
【００１８】
図２（ｃ）はタンク列２３を示している。全てのカーゴタンク３０〜３２とバラストタンク３３、３４はそれぞれ、水平な仕切り板４３により液密を保って上下に区画されている。図２（ａ）と同様に、中央カーゴタンク３０において、仕切り板４３よりも上方はタンク領域Ａ１であり、仕切り板４３よりも下方は空倉Ｂ１である。図２（ｂ）と同様に、側部カーゴタンク３１、３２において、仕切り板４３よりも上方はそれぞれタンク領域Ａ２、Ａ３であり、仕切り板４３よりも下方はそれぞれ空倉Ｂ２、Ｂ３である。またバラストタンク３３、３４において、仕切り板４３よりも上方はそれぞれタンク領域Ｃ１、Ｃ２であり、仕切り板４３よりも下方はそれぞれ空倉Ｄ１、Ｄ２である。
【００１９】
図２（ｄ）はタンク列２４を示している。側部カーゴタンク３１、３２は水平な仕切り板４４、４５により液密を保って上下に区画されている。図２（ｂ）と同様に、側部カーゴタンク３１、３２において、仕切り板４４、４５よりも上方はそれぞれタンク領域Ａ２、Ａ３であり、仕切り板４４、４５よりも下方はそれぞれ空倉Ｂ２、Ｂ３である。中央カーゴタンク３０とバラストタンク３３、３４において、いずれも仕切り板は設けられていない。
【００２０】
図２（ｅ）はタンク列２５を示している。中央カーゴタンク３０とバラストタンク３３、３４はそれぞれ、水平な仕切り板４６、４７、４８により液密を保って上下に区画されている。図２（ａ）と同様に、中央カーゴタンク３０において、仕切り板４６よりも上方はタンク領域Ａ１であり、仕切り板４６よりも下方は空倉Ｂ１である。図２（ｂ）と同様に、バラストタンク３３、３４において、仕切り板４７、４８よりも上方はそれぞれタンク領域Ｃ１、Ｃ２であり、仕切り板４７、４８よりも下方はそれぞれ空倉Ｄ１、Ｄ２である。側部カーゴタンク３１、３２に、仕切り板は設けられていない。
【００２１】
上述したように仕切り板は例えば、カーゴタンクおよび／またはバラストタンク内に設けられた甲板である。また図２（ａ）〜（ｅ）の構成は仕切り板の配置の例であり、図１に示す位置に限定されない。つまり、タンク列２１〜２５の選択および配置は、目的に応じて自由に組み合わせることができる。例えば、船体１０の長手方向の中央のタンクのみを図２（ａ）に示すタンク列２１の構成とし、他の全てのタンクに仕切り板を設けない構成としてもよく、また、船体１０の長手方向の中央、およびその前後の２つのタンク列として、図２（ｂ）に示すタンク列２２を採用し、他のタンクを図２（ａ）に示すタンク列２１の構成としてもよい。
【００２２】
図３を参照して、仕切り板を設けることによる船体の重心位置の変化を説明する。図３（ａ）は従来の構成を示し、図３（ｂ）はタンク列２３（図２（ｃ））を示している。仕切り板４３を設けて、タンク領域Ａ１〜Ａ３にカーゴオイルを貯留するとともにタンク領域Ｃ１、Ｃ２にバラスト水を貯留した場合（図３（ｂ））、仕切り板４３を設けない場合（図３（ａ））と比較して、船体の重心ＧはメタセンターＭに近づき、ＧＭは小さくなる。具体的には、ＧＭが例えば５０％になると、横揺れ固有周期は約１．４倍になる。なお、船体の横揺れ固有周期Ｔは以下の式により表され、Ｋｘは慣動半径である。
Ｔ＝２．０１×Ｋｘ／√ＧＭ
重心Ｇの位置を十分に上昇させるためには、仕切り板４３の船底からの高さは船体の深さ（Ｄ）の１５％以上が好ましく、２０％以上とすればさらに効果的である。
【００２３】
図４、５を参照して、タンク毎の重心位置の変化を説明する。
図４（ａ）は、タンク列２４（図２（ｄ））におけるカーゴタンク３０〜３２の重心位置を示している。この図に示すように、全てのカーゴタンク３０〜３２にカーゴオイルが貯留されているとき、仕切り板４４、４５を設けた側部カーゴタンク３１、３２の内容物の重心位置は中央カーゴタンク３０よりも高い。図４（ｂ）は、船体が船底５０および船側５１の内側に空間を形成するように設けられたダブルハル構造を有する既存船を改造する例を示している。仕切り板５２は中央カーゴタンク５３内であって、ダブルハルの内底板５４に平行に設けられている。この構成では、中央カーゴタンク５３の内容物の重心位置が側部カーゴタンク５５、５６の内容物の重心位置よりも高くなる。
【００２４】
このように図４（ａ）、（ｂ）のいずれの構成も船体の重心位置を高くして、横揺れ固有周期を長くすることができる。特に図４（ａ）の構成はシングルボトムの船体において、側部カーゴタンク３１、３２に仕切り板４４、４５を設けたことにより、空倉Ｂ２、Ｂ３が形成されるので、船底のメンテナンスが容易になるという効果もある。
【００２５】
図５（ａ）は、タンク列２５（図２（ｅ））におけるバラストタンク３３、３４の内容物の重心位置を示している。この図に示すように、仕切り板４７、４８を設けたことによりバラストタンク３３、３４の内容物の重心位置が高くなって、船体の重心位置が高くなることにより、横揺れ固有周期が長くなる。図５（ｂ）は、図４（ｂ）と同様に船体がダブルハル構造を有する既存船を改造する例を示し、仕切り板６１、６２はダブルハルの内底板５４を外方に延長した位置に設けられ、タンク領域Ｃ３、Ｃ４は船側５１に沿って形成されている。この構成では、ダブルハルの内底板５４および仕切り板６１、６２の下側が空倉Ｄ３であるので、タンク領域Ｃ３、Ｃ４にバラスト水を貯留することによって重心位置を高くして、船体の横揺れ固有周期を長くすることができる。なお仕切り板６１、６２は内底板５４と同じ高さ位置に設けることは必須ではなく、破線で示すように、内底板５４よりも高い位置に仕切り板６３、６４を設けてもよい。
【００２６】
また図５（ｃ）に示すように、仕切り板６５をダブルハルの内側板６６の延長上、すなわち内底板５４に垂直方向に設け、タンク領域Ｃ５が船体と同じ高さを有するようにしてもよい。すなわち、この構成では、内底板５４の下側が空倉Ｄ４であるので、仕切り板６５を設けない場合と比較して船体の重心位置を高くし、船体の横揺れ固有周期を長くすることができる。なお仕切り板６５に代えて、破線で示すように、内側板６６よりも船体中央側に仕切り板６７を設けてもよい。すなわちダブルハルの場合には、Ｌ字型のバラストタンクを形状を問わず分割し、分割されたタンクの重心位置の低い方を空所とし、重心位置の高い方をバラストタンクとすることで、船体重心を高くし、横揺れ固有周期を長くすることができる。
【００２７】
図６は、図２（ｃ）に示すタンク列２３において、仕切り板４３に閉鎖可能な開口７０を形成したものである。開口７０を閉塞した状態では、カーゴタンク３０〜３２内およびバラストタンク３３、３４内は液密を保って区画され、開口７０を開放した状態では、仕切り板４３の上下の領域は連通する。すなわちこの構成は、仕切り板４３よりも下方に位置する下部領域を選択的に、空倉またはタンク領域として利用可能としたものである。
【００２８】
図７は、図２（ｃ）の構成において、仕切り板４３の上方に区画されるタンク領域Ａ３に貯留されるカーゴオイルを吸入するためのベルマウスを追加することなく、側部カーゴタンク３２の底部にもともと設けられていたベルマウス７１を利用可能とした構成を示している。この構成では、ベルマウス７１を覆うカバー７２内とタンク領域Ａ３内を連通する配管７３が設けられる。また、図６に示すタンク列２３の場合、図８に示すようにカバー７２の側面にも開口７４が設けられる。
【００２９】
図９は、図２（ｄ）に示すタンク列２４の側部カーゴタンク３２に設けられる仕切り板４５の構成例を示している。この例は、既存の船体に仕切り板４５を容易に追加できるようにしたものである。
【００３０】
この追加工事を容易にするため、横隔壁１４の内壁面に設けられた複数の水平桁のうち、適切な位置にある水平桁８０が選択され、縦隔壁２８、２９、横隔壁１５の隔壁面において、水平桁８０と同じ高さ位置に、仕切り板４５を設けるための部材が予め取付けられる。すなわち、縦隔壁２８、２９の壁面にそれぞれブラケット８１、８２が取付けられ、ブラケット８１、８２の上面に、縦隔壁２８、２９、横隔壁１５に沿って延びるコの字状の水平細長板８３が取付けられる。水平細長板８３は、仕切り板４５の一部を構成するもので、端部は水平桁８０に当接し、また外周縁と縦隔壁２８、２９、横隔壁１５との間は液密的に接続される。
【００３１】
仕切り板４５は、水平桁８０と水平細長板８３によって形成される略矩形の開口と同じ外形を有する平板部材８４と、平板部材８４の下面に設けられた複数のデッキトランス８５とを有する。デッキトランス８５は側部カーゴタンク３２の幅方向（船体の幅方向）に延び、その両端はブラケット８１、８２に接続可能であり、接続後、デッキトランス８５はブラケット８１、８２とともに、甲板である平板部材８４を支持する。
【００３２】
以上のように本実施形態によれば、ＦＰＳＯの船体１０のメタセンター高さＧＭを小さくすることにより、横揺れ固有周期を長くすることができる。したがって、ＦＰＳＯが設置される海域における海洋波の周期に船体１０の横揺れ固有周期が同調しないように調整することができる。
【００３３】
海洋波は、周期の短い風波と周期の長いうねりの２種類に分類でき、風波はその場所における風向と同じ向きであるが、うねりは遠方の強風域で生じた波が伝わってできたものであり、方向はその海域の地理的条件によって決まる。したがって船体がターレットシステムによって係留される場合、船体は風向きに合わせて向きを変えるので、船体の向きに応じて、うねりの出会い周期が船体の横揺れ固有周期に近くなり、同調してしまうおそれが生じる。これに対して本実施形態では、横揺れ固有周期を長くすることができるので、ターレット係留の場合であっても同調横揺れを回避することができる。
【００３４】
また本実施形態は、ＦＰＳＯの船体１０の幅、深さ等の主要目を変更することなく、メタセンター高さＧＭを小さくするように構成されているので、生産、貯蔵、積出等の処理に用いられる設備を載置するための上甲板上の面積を確保することができる。また、例えば既存のタンカー等をＦＰＳＯに改造する場合であっても、仕切り板４０〜４８、５２、６１〜６５、６７を容易に追加することができ、ＦＰＳＯの建造期間を短くすることができる。
【００３５】
さらに本実施形態は、タンク列２１〜２５内に仕切り板４０〜４８、５２、６１〜６５、６７を設けるだけの簡単な構成により船体１０の横揺れを抑制することができ、アンチローリングタンク等の減揺装置が不要である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  船体
３０〜３２、５３、５５、５６  カーゴタンク
３３、３４  バラストタンク
４０〜４８、５２、６１〜６５、６７  仕切り板
Ａ１〜Ａ３、Ｃ１〜Ｃ５  タンク領域
【図１】
2018034693.tif 000003
【図２】
2018034693.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018034693.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018034693.tif 000008
【図７】
2018034693.tif 000009
【図８】
2018034693.tif 000010
【図９】
2018034693.tif 000011