(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入されてなるサクションアンカーの引抜き防止方法において、
前記サクションアンカーと浮体構造物とをつなぐ引張材の引張力を計測し、
該引張力が予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるときに、前記サクションアンカー内の水を排水することを特徴とするサクションアンカーの引抜き防止方法。
【請求項２】
筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入されてなるサクションアンカーの引抜き防止方法において、
前記サクションアンカーに引張材を介してつながれた浮体構造物周辺の波浪、潮位変動、風力その他の気象要素若しくは前記浮体構造物の姿勢変化を計測し又は該浮体構造物が風力発電施設である場合にその発電量を計測し、
前記計測工程で得られた結果を用いて前記引張材の引張力を推定し、
該引張力が予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるときに、前記サクションアンカー内の水を排水することを特徴とするサクションアンカーの引抜き防止方法。
【請求項３】
筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入された状態で引張材を介して浮体構造物がつながれたサクションアンカーの引抜き防止システムにおいて、
前記サクションアンカーの内部空間に連通接続された排水ポンプと、前記引張材に生じた引張力を計測する計測手段と、前記排水ポンプの作動を制御する演算制御手段とを備え、該演算制御手段は、前記計測手段で計測された引張力が予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを判定し、前記引張力が前記許容引張力を上回り又は上回るおそれがあるとき、前記排水ポンプを作動させるようになっていることを特徴とするサクションアンカーの引抜き防止システム。
【請求項４】
筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入された状態で引張材を介して浮体構造物がつながれたサクションアンカーの引抜き防止システムにおいて、
前記サクションアンカーの内部空間に連通接続された排水ポンプと、前記浮体構造物周辺の波浪、潮位変動、風力その他の気象要素若しくは前記浮体構造物の姿勢変化を計測し又は該浮体構造物が風力発電施設である場合にその発電量を計測する計測手段と、前記排水ポンプの作動を制御する演算制御手段とを備え、該演算制御手段は、前記計測手段による計測結果を用いて前記引張材の引張力を推定し、該引張力が予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを判定し、前記引張力が前記許容引張力を上回り又は上回るおそれがあるとき、前記排水ポンプを作動させるようになっていることを特徴とするサクションアンカーの引抜き防止システム。
【請求項５】
前記排水ポンプの作動によって生じる前記サクションアンカーの内外の圧力差が、予め定められた最大圧力差に向けて段階的に増加し又は連続的に漸増するように前記演算制御手段を構成した請求項３又は請求項４記載のサクションアンカーの引抜き防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として海底地盤等に沈設されるサクションアンカーの引抜き防止方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
浮体式の海洋構造物を海上の所定位置に保持するためには、ワイヤーやチェーンで構成された係留索あるいは係留鎖を介して海底のアンカーに係留し、あるいはテンドンと呼ばれる緊張索を介してアンカーに係留する必要があるが、このようなアンカーとしてサクションアンカーが知られている。
【０００３】
サクションアンカーは、筒状周壁部とその一端を塞ぐ天板部とで構成されたサクション構造体をアンカーとして利用するものであって、沈設の際には、筒状周壁部の開口側が下方となるようにサクション構造体を海底に設置した後、筒状周壁部内の水を排水してその内外で水圧差を生じさせ、その水圧差を押込み力として筒状周壁部を海底地盤に貫入することができるようになっているものであり、サクション構造体を設置するための起重機船やサクション力を与える排水ポンプさえあれば、それ以外は特殊な施工機械を使用せずに施工可能であるとともに、水平力に対しては、筒状周壁部の外周面に作用する海底地盤からの受動土圧が抵抗力となるため、工期短縮が可能でかつ強度特性に優れたアンカー方式として、北海油田の石油掘削プラットホーム等で採用されている。
【０００４】
一方、温室効果ガスの排出抑制が可能で安全性にも優れたあらたなエネルギー源確保が急務となっている昨今、我が国においては洋上風力発電が有望視されているが、その設置方法については、周辺海域の水深が比較的大きいことから、サクションアンカーを用いた浮体式の導入が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−３４４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
波浪や強風といった外力が洋上風力発電をはじめとした浮体式の海洋構造物に作用した場合、サクションアンカーには緊張索等を介して引張力が伝達されるが、サクションアンカーの自重とその周面に作用する海底地盤からの周面摩擦力とを合わせた荷重が抵抗力となり、該抵抗力が上述の引張力を支持する。
【０００７】
そのため、外力による引張力が上述の抵抗力以下である場合には、引抜きに関するサクションアンカーの健全性も確実に維持される。
【０００８】
一方、過大な外力が海洋構造物に作用して引張力が上述の抵抗力を上回ると、サクションアンカーが海底地盤から引き抜かれる現象が発生する。
【０００９】
その際、サクションアンカーには、引抜き変位の大きさに応じて内外で水圧差が生じ、該水圧差がサクションアンカーを下方に押し込んで引抜きに抵抗するものの、該引抜き変位は、過大な外力が入力するたびに累積して大きくなるため、サクションアンカーにおいては、周面摩擦力による抵抗力が徐々に低下し、やがてはアンカーとしての機能を喪失する。
【００１０】
ちなみに、サクションアンカーの規模を大きくすれば上述の問題は解決されるが、その場合には、経済性が損なわれる懸念ががある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、サクションアンカーの規模を大きくせずとも、過大な外力による引抜きを防止可能なサクションアンカーの引抜き防止方法及びシステムを提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るサクションアンカーの引抜き防止方法は請求項１に記載したように、筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入されてなるサクションアンカーの引抜き防止方法において、  
前記サクションアンカーと浮体構造物とをつなぐ引張材の引張力を計測し、
該引張力が予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるときに、前記サクションアンカー内の水を排水するものである。
【００１３】
また、本発明に係るサクションアンカーの引抜き防止方法は請求項２に記載したように、筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入されてなるサクションアンカーの引抜き防止方法において、
前記サクションアンカーに引張材を介してつながれた浮体構造物周辺の波浪、潮位変動、風力その他の気象要素若しくは前記浮体構造物の姿勢変化を計測し又は該浮体構造物が風力発電施設である場合にその発電量を計測し、
前記計測工程で得られた結果を用いて前記引張材の引張力を推定し、
該引張力が予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるときに、前記サクションアンカー内の水を排水するものである。
【００１４】
また、本発明に係るサクションアンカーの引抜き防止システムは請求項３に記載したように、筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入された状態で引張材を介して浮体構造物がつながれたサクションアンカーの引抜き防止システムにおいて、
前記サクションアンカーの内部空間に連通接続された排水ポンプと、前記引張材に生じた引張力を計測する計測手段と、前記排水ポンプの作動を制御する演算制御手段とを備え、該演算制御手段は、前記計測手段で計測された引張力が予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを判定し、前記引張力が前記許容引張力を上回り又は上回るおそれがあるとき、前記排水ポンプを作動させるようになっているものである。
【００１５】
また、本発明に係るサクションアンカーの引抜き防止システムは請求項４に記載したように、筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入された状態で引張材を介して浮体構造物がつながれたサクションアンカーの引抜き防止システムにおいて、
前記サクションアンカーの内部空間に連通接続された排水ポンプと、前記浮体構造物周辺の波浪、潮位変動、風力その他の気象要素若しくは前記浮体構造物の姿勢変化を計測し又は該浮体構造物が風力発電施設である場合にその発電量を計測する計測手段と、前記排水ポンプの作動を制御する演算制御手段とを備え、該演算制御手段は、前記計測手段による計測結果を用いて前記引張材の引張力を推定し、該引張力が予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを判定し、前記引張力が前記許容引張力を上回り又は上回るおそれがあるとき、前記排水ポンプを作動させるようになっているものである。
【００１６】
また、本発明に係るサクションアンカーの引抜き防止システムは、前記排水ポンプの作動によって生じる前記サクションアンカーの内外の圧力差が、予め定められた最大圧力差に向けて段階的に増加し又は連続的に漸増するように前記演算制御手段を構成したものである。
【００１７】
［サクションアンカーの引抜き防止方法］
第１及び第２の発明に係るサクションアンカーの引抜き防止方法においては、筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入されてなるサクションアンカーに適用されるものであり、第１の発明においては、サクションアンカーと浮体構造物とをつなぐ引張材の引張力を計測し、第２の発明においては、サクションアンカーに引張材を介してつながれた浮体構造物周辺の波浪、潮位変動、風力その他の気象要素若しくは浮体構造物の姿勢変化を計測し又は該浮体構造物が風力発電施設である場合にはその発電量を計測する。
【００１８】
次に、第２の発明の場合には計測工程で得られた結果を用いて引張材の引張力を推定した上、引張力が予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるときに、サクションアンカー内の水を排水する。
【００１９】
［サクションアンカーの引抜き防止システム］
第３及び第４の発明に係るサクションアンカーの引抜き防止システムにおいては、筒状周壁部及びその一端を塞ぐ天板部で構成され該筒状周壁部が水底地盤に貫入されてなるサクションアンカーに適用されるものであり、第３の発明においては、サクションアンカーと浮体構造物とをつなぐ引張材の引張力を計測手段で計測し、第４の発明においては、サクションアンカーに引張材を介してつながれた浮体構造物周辺の波浪、潮位変動、風力その他の気象要素若しくは浮体構造物の姿勢変化を計測手段で計測し又は該浮体構造物が風力発電施設である場合にはその発電量を計測手段で計測する。
【００２０】
次に、第４の発明の場合には計測手段による計測結果を用いて引張材の引張力を演算制御手段で推定した上、計測された引張力あるいは推定された引張力が、予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを演算制御手段で判定する。
【００２１】
次に、引張力が許容引張力を上回り又は上回るおそれがあるとき、演算制御手段で排水ポンプを作動させることで、サクションアンカー内の水を排水する。
【００２２】
［各発明共通］
このようにすると、第１〜第４に係る各発明において、サクションアンカーの内外で水圧差が生じ、該水圧差がサクションアンカーを下方に押し込んで引張力に抵抗するため、引張力の増加分を上述した水圧差による押込み力で支持することができる。
【００２３】
そのため、許容引張力を適宜設定しておけば、サクションアンカーの周面に作用する水底地盤からの摩擦力が、限界周面摩擦力、すなわちサクションアンカーが水底地盤から引き抜かれる直前の摩擦力に達しにくくすることが可能となり、かくして、引張力が、サクションアンカーの自重とその周面摩擦力とを合わせた抵抗力を上回ってサクションアンカーが水底地盤から引き抜かれるといった事態を防止することが可能となる。
【００２４】
水底地盤は、海底地盤をはじめ、湖沼等の水底に拡がる地盤も包摂される。
【００２５】
浮体構造物は、ＴＬＰ型（テンションレグプラットフォーム）の洋上風力発電施設などが主として該当するが、石油掘削プラットフォームも包摂される。
【００２６】
［第２，第４に係る発明］
第２，第４の発明においては、
(a)  浮体構造物周辺の波浪、潮位変動、風力その他の気象要素若しくは浮体構造物の姿勢変化
(b)  浮体構造物が風力発電施設である場合にはその発電量
のいずれかが計測対象であって、計測結果を用いて引張材の引張力を第２の発明では作業員等が、第４の発明では演算制御手段がそれぞれ推定し、その上で、引張力が、予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを、第２の発明では作業員等が判断し、第４の発明では演算制御手段が判定する。
【００２７】
(a)の気象要素とは、気象によって引き起こされる計測可能な物理的変動特性という意味であって、上述した波浪、潮位変動、風力等のみならず、大気圧や水圧の変動なども含まれる。
【００２８】
ここで、(a)においては、例えば浮体構造物の周辺水域における波高、潮位あるいは風力と引張材における引張力の変動特性とを現地調査や実験等で予め関連付けておけば、上述の波高、潮位あるいは風力を計測することにより、引張材の引張力を推定することができるし、浮体構造物の姿勢変化についても同様であって、例えば重心廻りの回転角度と引張材における引張力の変動特性とを関連付けておけば、該回転角度を計測することで、引張材の引張力を推定することができる。
【００２９】
(b)では、発電量と風力との関係が風力発電施設の仕様として予め把握されているため、発電量を計測すれば、引張材の引張力を推定することができる。
【００３０】
［第３，第４に係る発明］
第３の発明では許容引張力を、第４の発明ではさらに、上述した関連付けや発電量と風力との関係をそれぞれ演算制御手段にデータの形で保存しておき、これらを適宜読み出した上、上述した推定や判定を行えばよい。
【００３１】
排水ポンプをどのように作動させるかは任意であるが、排水ポンプの作動によって生じるサクションアンカーの内外の圧力差が、予め定められた最大圧力差に向けて段階的に増加し又は連続的に漸増するように演算制御手段を構成したならば、圧力差形成の進行が速すぎる、あるいは圧力差が大きすぎることによって水底地盤の有効応力が急激に減少するのを防止し、ひいてはボイリング等の水底地盤の破壊現象や、それに伴うサクションアンカーの引抜き抵抗力の低下を防止することができる。
【００３２】
最大圧力差とは、サクションアンカーの内外の圧力差における上限値であって、いわゆる限界サクションと呼ばれるものであり、水底地盤の破壊条件等から予め定めることが可能である。
【００３３】
上述した構成のうち、段階的増加の場合の具体例としては、最大圧力差を１００％としたとき、サクションアンカーの内外の圧力差が、例えば２５％、５０％、７５％と段階的に増加するようにし、サクションアンカーの内外の圧力差が上述の各段階に達したとき、排水ポンプの作動を一時停止し、所定時間経過後に再開する構成や、各段階で一時停止した後、水底地盤の状況を確認して問題がなければ次の段階に向けて排水ポンプの作動を再開し、問題があれば排水ポンプの作動を中止する構成を採用することができる。
【００３４】
一方、連続的漸増の場合には、最大圧力差に向けて排水ポンプを作動させながら、水底地盤の状況を継続的に監視し、問題がなければ排水ポンプの作動を継続し、問題があれば作動を中止する構成を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム１の図であり、(a)は配置図、(b)はブロック図。
【図２】第１実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム１を用いてサクションアンカー２の引抜きを防止する様子を示した詳細図。
【図３】第１実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム１の作用を示した説明図。
【図４】第２実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム４１の図であり、(a)は配置図、(b)はブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係るサクションアンカーの引抜き防止方法及びシステムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００３７】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム１の配置図及びブロック図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム１は、筒状周壁部３及びその一端を塞ぐ天板部４で構成されてなるサクションアンカー２に適用されるものであって、該サクションアンカーは、筒状周壁部３が海底地盤９に貫入された状態で、引張材としての緊張索５を浮体構造物である風力発電施設６につなぐことにより、該風力発電施設を係留できるようになっている。
【００３８】
風力発電施設６は、ＴＬＰ型（テンションレグプラットフォーム）の洋上風力発電施設として構成してある。
【００３９】
本実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム１は、サクションアンカー２の内部空間に連通接続された排水ポンプ１０と、緊張索５に生じた引張力を計測する計測手段としての荷重計７と、排水ポンプ１０の作動を制御する演算制御手段としての演算制御装置８とを備える。
【００４０】
排水ポンプ１０は、例えば電動式水中ポンプで構成することが可能であって、サクションアンカー２の天板部４に載置してもよいし、保守点検を考慮するのであれば、風力発電施設６の底板６ａの上面や該底板に立設された支柱６ｂの側面に取り付けることが可能であるが、いずれにしろ、排水ホース等を介在させることによってサクションアンカー２の内部空間、すなわち筒状周壁部３と天板部４に囲まれた内側空間に連通接続されるように構成しておく。
【００４１】
荷重計７は、ワイヤーやロープの張力を計測可能な公知の計測手段から適宜選択すればよいが、計測環境が水中であることを考慮し、例えば３点ロール法による計測方式を採用することができる。
【００４２】
演算制御装置８は、荷重計７で計測された引張力が、予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを判定し、該引張力が許容引張力を上回り又は上回るおそれがあるときには、排水ポンプ１０を作動させてサクションアンカー２の内部空間に拡がる水を排水するようになっている。
【００４３】
なお、排水ポンプ１０が作動していないときに該排水ポンプに接続された排水ホース等を介して海水が逆流する懸念があるのであれば、排水ホース等に開閉弁（図示せず）を設けておき、これを排水ポンプ１０に連動させる形で演算制御装置８で駆動制御するように構成すればよい。
【００４４】
本実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム１を用いてサクションアンカー２の引抜きを防止するには、まず、緊張索５に生じている引張力を荷重計７で計測する。
【００４５】
風力発電施設６は、波浪や風あるいは潮位変動を受けて上下左右に並進移動しあるいは揺動するが、それに伴って該風力発電施設とサクションアンカー２とをつなぐ緊張索５の引張力も変動するので、これを荷重計７で計測することにより、緊張索５に生じる引張力を演算制御装置８で継続的に監視する。
【００４６】
荷重計７による計測は、連続的に行うようにしてもよいし、任意の時間間隔で行うようにかまわないが、後者の場合において、計測間隔を、海上が静穏なときは比較的長くし、海上が荒れているときは比較的短くする構成とすれば、緊張索５に生じる引張力を効率的に監視することが可能となる。
【００４７】
次に、荷重計７で計測された引張力Ｐが、予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを演算制御装置８で判定する。
【００４８】
判定にあたっては、サクションアンカー２の自重Ｗとその筒状周壁部３に作用する海底地盤９からの限界周面摩擦力ＲUとを合算した値が最大引抜き抵抗力ＰUとなるので、例えばこの最大引抜き抵抗力ＰUに安全率α（０＜α≦１）を乗じた値を許容引張力αＰUとし、該許容引張力との大小関係を判定するように演算制御装置８を構成すればよい。
【００４９】
判定の結果、荷重計７で計測された引張力Ｐが許容引張力αＰUを下回った場合は、図２(a)に示すように、引張力Ｐがサクションアンカー２の自重Ｗとその筒状周壁部３に作用する海底地盤９からの周面摩擦力Ｒとの合算値と釣り合っており、なおかつ自重Ｗと限界周面摩擦力ＲUとの合算値である最大引抜き抵抗力ＰUよりも小さい関係、すなわち、
Ｐ＝Ｗ＋Ｒ    
Ｐ＜Ｗ＋ＲU 
を満たす関係にあって、サクションアンカー２が海底地盤９から引き抜かれるおそれはないので、荷重計７による計測及び演算制御装置８による監視を引き続き継続する。
【００５０】
一方、引張力Ｐが許容引張力αＰU以上となった場合、サクションアンカー２が海底地盤９から引き抜かれるおそれが生じるため、かかる場合には、演算制御装置８で排水ポンプ１０を作動させることにより、図２(b)に示すように排水ホース２１を介してサクションアンカー２内の水を排水する。
【００５１】
このようにすると、サクションアンカー２の内外で水圧差が生じ、該水圧差は、押込み力ΔＳとなってサクションアンカー４を下方に押し込み、次式、
Ｐ＝Ｗ＋Ｒ＋ΔＳ    
Ｐ＜Ｗ＋ＲU＋ΔＳ    
で示すように、ΔＳが引張力Ｐの増加分と釣り合う形で該引張力に抵抗するとともに、最大引抜き抵抗力ＰUにΔＳが加わる（以下、これを最大引抜き抵抗力ＰU′と呼び、最大引抜き抵抗力ＰUとは区別する）ことによって、サクションアンカー２が海底地盤９から引き抜かれるおそれもない。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム１及び方法によれば、排水ポンプ１０による排水操作によってサクションアンカー２の内外で水圧差を生じさせ、該水圧差による押込み力ΔＳでサクションアンカー２を下方に押し込んで引張力Ｐに抵抗するので、緊張索５に生じる引張力Ｐが波浪や風あるいは潮位変動に起因して増加方向に変動したとしても、その増加分を上述した水圧差による押込み力ΔＳで支持することができる。
【００５３】
そのため、安全率α、ひいては許容引張力αＰUを適宜設定しておけば、一定規模の外力に対し、サクションアンカー２の周面に作用する海底地盤９からの摩擦力が限界周面摩擦力ＲUに達しないようにすることが可能となり、かくして、従来のように、引張力Ｐが最大引抜き抵抗力ＰUを上回ってサクションアンカー２が海底地盤９から引き抜かれるといった事態を防止することができる。
【００５４】
なお、排水ポンプ１０による排水操作で発生させることができる水圧差にも限度があって、最大引抜き抵抗力ＰU′を上回る引張力Ｐ′が図３のように作用する場合も想定され、その場合には、同図に示すようにサクションアンカー２に引抜き変位ｗ′が生じることは避けられないが、かかる場合であっても、引抜き変位ｗ′を、排水操作を行わない場合の引抜き変位ｗよりも十分に抑制することができる。
【００５５】
本実施形態では、浮体構造物を風力発電施設６としたが、これに代えて、石油掘削プラットホーム等を浮体構造物としてもかまわない。
【００５６】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、排水ポンプ１０の作動によって生じるサクションアンカー２の内外の圧力差が、予め定められた最大圧力差、すなわち限界サクションに向けて段階的に増加するように演算制御装置８を構成するようにしてもよい。
【００５７】
具体的には、地盤条件等から限界サクションを予め定めておき、これを１００％としたとき、サクションアンカー２の内外の圧力差が、例えば２５％、５０％、７５％と段階的に増加するように、排水ポンプ１０を演算制御装置８で駆動制御する。
【００５８】
そして、サクションアンカー２の内外の圧力差が上述の各段階に達するごとに、排水ポンプ１０の作動を一時停止し、次いで、海底地盤９の状況を確認後、問題がなければ次の段階に向けて排水ポンプ１０の作動を再開し、問題があれば排水ポンプ１０の作動を中止する。
【００５９】
かかる構成によれば、サクションアンカー２の内外における圧力差形成の進行が速すぎる、あるいは圧力差が大きすぎることによって、海底地盤９の有効応力が急激に減少し、これに起因してボイリング等の海底地盤９の破壊現象が起きたり、それに伴うサクションアンカー２の引抜き抵抗力が低下するのを防止することができる。
【００６０】
なお、上述した段階的増加に代えて、排水ポンプ１０の作動によって生じるサクションアンカー２の内外の圧力差が、予め定められた最大圧力差に向けて連続的に漸増するように演算制御装置８で該排水ポンプを作動させるように構成してもよい。
【００６１】
かかる構成においても、海底地盤９の状況を継続的に監視し、問題がなければ排水ポンプ１０の作動を継続し、問題があれば作動を中止することができるので、上述したと同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
図４は、第２実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム４１の配置図及びブロック図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム４１は、第１実施形態と同様のサクションアンカー２に適用されるものであって、該サクションアンカーの内部空間に連通接続された排水ポンプ１０と、風力発電施設６周辺の潮位を計測する計測手段としての水位計４２と、排水ポンプ１０の作動を制御する演算制御装置８とを備える。
【００６４】
水位計４２は、例えば光検知式の非接触型センサーで構成することが可能である。
【００６５】
演算制御装置８は、水位計４２による計測結果を用いて緊張索５に生じた引張力を推定するとともに、推定された引張力が、予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを判定し、該引張力が許容引張力を上回り又は上回るおそれがあるときには、排水ポンプ１０を作動させてサクションアンカー２の内部空間に拡がる水を排水するようになっている。
【００６６】
本実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム４１を用いてサクションアンカー２の引抜きを防止するには、まず、風力発電施設６周辺の潮位を水位計４２で計測するとともに、該計測結果を用いて緊張索５に生じている引張力Ｐを演算制御装置８で推定する。
【００６７】
引張力Ｐを推定するにあたっては、風力発電施設６周辺の潮位と緊張索５に生じる引張力との関係を実験や解析によって予め関連づけた上、これをテーブルの形で演算制御装置８に保存しておき、次いで、水位計４２によって計測された潮位データを該テーブルに照合することで、該潮位に対応する引張力Ｐを読み出すようにすればよい。
【００６８】
水位計４２による潮位の計測は、連続的に行うようにしてもよいし、任意の時間間隔で行うようにかまわないが、後者の場合において、計測間隔を、海上が静穏なときは比較的長くし、海上が荒れているときは比較的短くする構成とすれば、緊張索５に生じている引張力Ｐを効率的に推定監視することが可能となる。
【００６９】
次に、推定された引張力Ｐが、予め定められた許容引張力を上回り又はそのおそれがあるかどうかを演算制御装置８で判定するが、判定手順については、荷重計７による引張力Ｐの直接計測が、水位計４２による推定計測に代わる以外、ほぼ同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係るサクションアンカーの引抜き防止システム４１及び方法によれば、第１実施形態と同様、排水ポンプ１０による排水操作によってサクションアンカー２の内外で水圧差を生じさせ、該水圧差による押込み力ΔＳでサクションアンカー２を下方に押し込んで引張力Ｐに抵抗するので、緊張索５に生じる引張力Ｐが波浪や風あるいは潮位変動に起因して増加方向に変動したとしても、その増加分を上述した水圧差による押込み力ΔＳで支持することができる。
【００７１】
以下、本実施形態でも第１実施形態と同様の作用効果を奏するが、ここでは重複を避けるため、記載を省略する。
【００７２】
本実施形態では、浮体構造物を風力発電施設６としたが、これに代えて、石油掘削プラットホーム等を浮体構造物としてもかまわない。
【００７３】
また、本実施形態では、緊張索５に生じる引張力Ｐを推定する計測対象として潮位を選択したが、気象によって引き起こされる計測可能な物理的変動特性であって引張力Ｐを推定できるのであればどのようなものを計測対象とするかは任意であり、潮位に代えて、波浪、風力、大気圧、水圧等を計測対象とすることが可能である。
【００７４】
さらには、緊張索５に生じる引張力Ｐを推定する計測対象として、上述した気象要素に代えて、風力発電施設６の姿勢変化でもよいし、その発電量でもかまわない。
【００７５】
これらの場合においても、風力発電施設６の例えば重心廻りの回転角度と緊張索５における引張力の変動特性とを予め関連付けておけば、該回転角度を計測することで、緊張索５の引張力を推定することができるし、発電量と風力との関係は風力発電施設６の仕様として予め把握されているため、風力と緊張索５における引張力の変動特性との関係を実験や解析で予め関連付けておけば、風力発電施設６の発電量から緊張索５の引張力を推定することも可能である。
【００７６】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、第１実施形態と同様、排水ポンプ１０の作動によって生じるサクションアンカー２の内外の圧力差が、予め定められた最大圧力差、すなわち限界サクションに向けて段階的に増加し、あるいは連続的に漸増するように演算制御装置８を構成するようにしてもよい。
【００７７】
なお、その作用効果については第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【符号の説明】
【００７８】
１，４１  サクションアンカーの引抜き防止システム
２        サクションアンカー
３        筒状周壁部
４        天板部
５        緊張索（引張材）
６        風力発電施設（浮体構造物）
７        荷重計（計測手段）
８        演算制御装置（演算制御手段）
９        海底地盤（水底地盤）
１０        排水ポンプ
４２        水位計（計測手段）
【図１】
0006503951.tif 000002
【図２】
0006503951.tif 000003
【図３】
0006503951.tif 000004
【図４】
0006503951.tif 000005