(57)【要約】水域に沈めるのに適した略円筒形要素（１０）が記載されている。略円筒形要素（１０）は、使用時に水と接触する外面（１１）を有する。外面（１１）は、該外面（１１）に設けられた六角形（２０）などの、少なくとも２行の繰り返し形状（２０）を有し、繰返し形状（１０）の各行は、他のまたは隣接する行から溝構造（３０）によって分離されている。行内の各形状（２０）は、その隣接する形状または各隣接する形状（２０）から少なくとも１つの溝（３０）によって分離されている。外面（１１）のこの構成は、略円筒形要素（１）を水域に沈めたときにそれに作用し得る渦励振（ＶＩＶ）および／または抗力を低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に水と接触するように配置される外面を有する、水域に沈めるのに適した円筒形要素であって、当該外面は：
その上に設けられた少なくとも２行の繰返し形状を含み、
繰返し形状の各行が、隣接する各行から溝構造によって分離され、行内の各形状が、隣接する形状から少なくとも１つの溝によって分離され；
前記円筒形要素の前記外面が、当該円筒形要素に作用する渦励振（ＶＩＶ）および／または抗力を低減する、円筒形要素。
【請求項２】
各行内の前記繰返し形状の各々が同一である、請求項１に記載の円筒形要素。
【請求項３】
前記外面に設けられた各行は、当該外面に設けられたすべての形状が同一になるように、互いの行の形状と同一の繰返し形状を含む、請求項１または２に記載の円筒形要素。
【請求項４】
前記形状が少なくとも３つの辺を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項５】
前記形状が６つの辺を含んで六角形を形成する、請求項４に記載の円筒形要素。
【請求項６】
前記繰返し形状が前記外面にテッセレーションで配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項７】
前記円筒形要素の前記外面が六角形のテッセレーションを含み、各３つの隣接する六角形の形状が隣接する頂点で交わり、残りの六角形の形状は、前記円筒形要素の前記外面にわたってその配置を繰り返す、請求項５に記載の円筒形要素。
【請求項８】
各繰返し形状の２つの隣接する辺の間の少なくとも１つの頂点が半径を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項９】
各繰返し形状は、前記溝構造によって前記円筒形要素の前記外面から突出している、請求項１〜８のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項１０】
前記円筒形要素は、使用時に水域内に配置される実質的円筒形構造物の周りに配置されるようになっている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項１１】
前記円筒形要素は、合わせると前記実質的円筒形構造物を包囲する２つ以上のセクションから形成される、請求項１０に記載の円筒形要素。
【請求項１２】
前記円筒形要素は、断面がＣ字形であり、前記円筒形構造の長さにわたってスライドできるように片側の全長に沿って形成されたスリットを含む、請求項１０に記載の円筒形要素。
【請求項１３】
前記円筒形要素は、使用時に水域内に配置される実質的円筒形構造物と一体に形成される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項１４】
前記溝構造が角度付き側面を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項１５】
前記角度付き側面は、前記略円筒形要素の半径に対して４０〜８０度の間で傾斜している、請求項１４に記載の円筒形要素。
【請求項１６】
前記溝構造が半円形のプロファイルを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項１７】
前記溝構造の幅は、前記円筒形要素の最外半径の０．５０〜０．６０倍の範囲内である、請求項１６に記載の円筒形要素。
【請求項１８】
繰返し形状の各行の溝構造が上部溝と下部溝とを含み、当該上部および下部溝の各々が前記円筒形要素の周りで連続するように、当該上部および下部溝の各々は、前記略円筒形要素の３６０度全周を取り囲んでいる、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項１９】
前記溝構造は、水の流れが前記円筒形要素の周囲に沿って流れるための少なくとも１つの分離経路を提供し、当該溝構造内を流れる水が少なくとも１つの流れ分離点にぶつかるようになっている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項２０】
前記流れ分離点は、前記形状の２つの辺が交わる当該形状の頂点を含む、請求項１９に記載の円筒形要素。
【請求項２１】
前記流れ分離点が前記形状の一辺を含む、請求項１９または２０に記載の円筒形要素。
【請求項２２】
前記溝構造内を流れる水が流れ分離点にぶつかると、当該水の流れの少なくとも一部の向きが９０度未満だけ変化する、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項２３】
合わせると水域内に配置される前記実質的円筒形構造物を包囲し、通常、水域内に配置される当該実質的円筒形構造物の浮揚を助ける浮力を含む複数部品の円形シェルで提供される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項２４】
個々のシェルを互いに積み重ねられるようにするスタッキング平坦部をさらに含む、請求項２３に記載の円筒形要素。
【請求項２５】
使用時に水域内に配置される実質的円筒形構造物の周りで前記シェルを互いに連結するのを助ける、ストラップおよび／またはボルト穴をさらに含む、請求項２３または２４に記載の円筒形要素。
【請求項２６】
前記円筒形要素またはそのシェルの搬送を助ける、ストラップおよび／または吊り穴をさらに含む、請求項２３または２４に記載の円筒形要素。
【請求項２７】
前記略円筒形要素の内面／貫通孔が海中導管の外面に直接接合される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項２８】
前記略円筒形要素の前記内面／貫通孔と海中導管の外面との間に、保護コーティング層が同軸状に設けられている、請求項２６に記載の円筒形要素。
【請求項２９】
前記保護コーティング層は、その外面および内面のそれぞれで、それぞれの表面に接合されている、請求項２７に記載の円筒形要素。
【請求項３０】
前記溝構造は、前記略円筒形要素の外径（ＯＤ）の０．０１〜０．１倍の深さ方向プロファイルを有する溝を含む、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の円筒形要素。
【請求項３１】
前記溝構造は、前記略円筒形要素の最外径（ＯＤ）の約０．０５倍の深さ方向プロファイルを有する溝を含む、請求項３０に記載の円筒形要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦励振（ＶＩＶ）を防止すること、ならびに実質的に円筒形の物体が水域内にあり、および／または沖合環境などの水流内で動作しているときに、当該物体に生じる抗力を低減することに関する。このような円筒形の物体には、通常、以下のものがある。
・分散型ボイヤンシーモジュール（ＤＢＭ）；
・ドリルライザーボイヤンシー（ＤＲＢ）；および
・ＶＩＶストレーキとして従来使用され、水中に既に設置されている既存のＤＲＢモジュールの外面に後付けすることができる円筒形シュラウド。この既存のＤＲＢモジュールは、現在それに関連するＶＩＶ低減機構を何ら有していない（または、有しているなら、オペレータがそのような既存のＶＩＶ低減機構を改良版に置き換えることを希望している）。
【背景技術】
【０００２】
流体力学において、渦励振（ＶＩＶ）は、外部の流体の流れと相互作用する物体に誘導される運動であり、この流れの周期的な不規則性によって生成され、あるいはこの流れの周期的な不規則性をもたらす運動である。
【０００３】
典型的な例は、水中円筒体のＶＩＶである。当業者は、円筒体を水（プールまたはバケツに入れた水など）に入れてその軸に垂直な方向に水中を移動させることにより、ＶＩＶが基本的にどのように生じるのかを非常に簡単に観察することができる。実際の流体は常にある程度の粘性を示すため、シリンダの周囲の流れは、その表面に接触している間は減速され、いわゆる境界層が形成される。しかしながら、ある時点で、この境界層はその過度な湾曲のために物体から分離することがある。その後、渦が形成され、表面に沿って圧力分布が変化する。渦が物体の周囲に（その中央平面について）対称に形成されていない場合、物体の両側に異なる揚力が発生し、流れを横切る動きにつながる。この運動は、渦形成の性質を変化させて、運動の振幅を制限するようにする（典型的な共鳴の場合に予想されるものとは異なる）。
【０００４】
したがって、円筒形の物体が沖合環境などの水流内で、通常は水面から海底までの間の水柱内に配置されて動作しているときに、該円筒形の物体のＶＩＶを低減または最小化することが重要である。
【０００５】
従来、ＶＩＶを低減しようとする多くの方法が知られている。例えば、オーストラリア，６１６６，西オーストラリア州，ヘンダーソンにあるＭａｔｒｉｘ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇは、ＭＡＴＲＩＸ  ＬＧＳ（登録商標）システム（特許文献１に記載）を製造している。これは、水域内に配置された円筒形の構造物（マリンライザー、アンビリカル、ケーブルまたはパイプラインなど）の周りに配置する円筒形要素を備え、当該円筒形要素は、ＶＩＶを低減するように構成された長手方向に延びる複数の隆起した本体部分を備える。
【０００６】
また、米国，７７０７３，テキサス，ヒューストンにあるＴｒｅｌｌｅｂｏｒｇは、米国，７７０９４−１８１０，テキサス，ヒューストンにあるＤｉａｍｏｎｄ  Ｏｆｆｓｈｏｒｅ  Ｄｒｉｌｌｉｎｇ，Ｉｎｃ．と共同で、浮揚サポートを必要とする水域内に配置された円筒形構造物（海洋掘削ライザー、インターベンションライザー、ジャンパー、長距離パイプラインスパン、プロダクションライザー、アンビリカル、フローラインおよび電力ケーブルなど）の周りに配置するように構成された螺旋型浮揚システムを製造している。螺旋型浮揚システムは、浮揚性材料から形成された２つのハーフシェルで構成したシリンダを備え、当該シリンダは、水域内で支持される構造の周りに配置され、当該シリンダは、その長さに沿ってその外面に形成された螺旋状の溝を備える。螺旋型浮揚システムのさらなる詳細は、特許文献２および特許文献３に見ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１６／２０５９００号
【特許文献２】米国特許第８４４３８９６（Ｂ２）号
【特許文献３】米国特許第９３２２２２１（Ｂ２）号
【発明の概要】
【０００８】
本発明によれば、使用時に水と接触するように配置される外面を有する、水域に沈めるのに適した略円筒形要素が提供される。当該外面は：
その上に設けられた少なくとも２行の繰返し形状を含み、
繰返し形状の各行が、隣接する各行から溝構造によって分離され、行内の各形状が、隣接する形状から少なくとも１つの溝によって分離され；
略円筒形要素の外面が、当該略円筒形要素に作用する渦励振（ＶＩＶ）および／または抗力を低減する。
【０００９】
好ましくは、各行内の繰返し形状の各々が同一である。これには、各行内の形状の数を最大化するという利点がある。
【００１０】
好ましくは、外面に設けられた各行は、当該外面に設けられたすべての形状が同一になるように、互いの行の形状と同一の繰返し形状を含む。
【００１１】
形状は、三角形、正方形、長方形または五角形とすることができるが、最も好ましくは六角形である。これは、外面に提供される特定の表面積における形状の総数を最大化するという利点を提供する。最も好ましくは、特定の表面積が六角形テッセレーションを含む。これにより、六角形パターンが、より好ましいフローパターンを生成し、ＶＩＶ抑制効率が向上するというさらなる利点が得られる。これにはいくつかの理由があるが、主なまたは最も重要な理由は、六角形パターンおよび周囲の溝構造が、略円筒形要素の抵抗を最小限に抑えながら、複数の流れ分離点を提供することである。
【００１２】
好ましくは外面の大部分、より好ましくは略円筒形要素の外面全体が六角形のテッセレーションを含み、各３つの隣接する六角形が各隣接する頂点で交わり、残りの六角形は、略円筒形要素の外面全体にわたってその配置を繰り返す。
【００１３】
通常、各形状の、好ましくは各六角形の形状の２つの隣接する辺の間の頂点が半径を含み、好ましくは鋭利な角ではなく、より好ましくは、各六角形の形状の各隣接する辺のペア間の各頂点が、５ｍｍ〜２５０ｍｍの半径を含み、より好ましくは１５０ｍｍ〜２５０ｍｍの半径を含む。
【００１４】
通常、六角形の配置は、互いに重ねられた六角形の行を含み、各行は、溝の配置によって次の上または下の行から分離されている。
【００１５】
追加または代替として、略円筒形要素の外面の六角形の配置は、外面の円周の周りに等間隔に配置された互い違いの列の形態であるとみなすこともできる。任意の１つの列が次の隣接する列と密接に適合しており（ただし、第１の列と比較すると六角形の高さが半分だけずれている）、略円筒形要素を取り囲む他の列についても同様である。
【００１６】
当業者は、その上に設けられたそのような六角形テッセレーションを有する外面は、溝構造によって六角形が外面から外側に突出しており、各行および／または列内、および／または外面全体にわたって形状の数を最大化するという大きな利点を提供し、したがって、これには、略円筒形要素に可能な最も効率的なＶＩＶおよび／または抗力低減を提供するという大きな利点がある。
【００１７】
好ましくは、略円筒形要素はさらに、使用時に水域内に配置される実質的な円筒形構造の周りに配置するようになっており、円筒形構造は、ライザー、アンビリカル、ジャンパー、ロングパイプラインスパン、フローライン、電力ケーブルとすることができる。
【００１８】
略円筒形要素は、分散型ブイヤンシーモジュール（ＤＢＭ）、ドリルライザーブイヤンシー（ＤＲＢ）、またはＶＩＶストレーキとして使用する円筒形シュラウドの形態であってもよい。円筒形要素が分散型ブイヤンシーモジュール（ＤＢＭ）またはドリルライザーブイヤンシー（ＤＲＢ）である場合、通常、２つの半円形シェルまたは４つの四半円形シェルなどの複数パーツのシェルの形態で提供される。これらは、合わせると水域内に配置された実質的円筒形構造を包囲し、通常、水域内に配置された実質的円筒形構造の浮揚を助ける浮力を含む。
【００１９】
通常、略円筒形要素がＤＲＢである場合、略円筒形要素は、個々のシェルを互いに積み重ねられるようにするスタッキング平坦部をさらに含む。
【００２０】
通常、略円筒形要素がＤＢＭである場合、ＤＢＭの搬送を支援するためのストラップおよび／または吊り穴をさらに含む。
【００２１】
円筒形要素がＶＩＶストレーキとして使用される円筒形シュラウドの形態である場合、半分に製造することができる（すなわち、それぞれが１８０°の２つの分割された半円周ピースであり、合わせると円筒形構造を包囲して略円筒形要素を形成する）。あるいは、円筒形シュラウドは、３分割で製造することができる（すなわち、それぞれが１２０°の３つの分割された円周ピースであり、合わせると円筒形構造を包囲して略円筒形要素を形成する）。あるいは、円筒形要素がＶＩＶストレーキとして使用される円筒形シュラウドの形態である場合、断面がＣ字形であり、通常、水域内に配置された実質的円筒形構造の全長にわたってスライドすることができるように、片側の全長に沿って形成されたスリットを含む。円筒形要素がＶＩＶストレーキとして使用される円筒形シュラウドの形態である場合（特に、上述したような１／２または半分の構成で提供される場合）、通常、その各端部におよび／またはその長手方向に沿って、ストラップ凹部および／またはソケットおよびスピゴット／ボルトおよびナットの配置を含む。
【００２２】
あるいは、略円筒形要素は、海中導管などの実質的円筒形構造と、通常はその外面上に、一体に形成されてもよい。任意に、略円筒形要素の内面または貫通孔は、海中導管の外面に直接接合される。場合によっては、略円筒形要素の内面または貫通孔と海中導管の外面との間に、通常は同軸状に保護コーティング層を設けてもよく、この場合、保護コーティング層は、好ましくは、外面および内面のそれぞれで、それぞれの表面に接合される。
【００２３】
通常、略円筒形要素が、水域内に配置された実質的円筒形構造の周囲から偶発的に外れるのを防ぐために、タイまたはストラップが提供される。
【００２４】
好ましくは、溝構造が、略円筒形要素の外径（ＯＤ）の０．０１〜０．１倍の深さ方向プロファイルを有する溝を含み、より好ましくは、溝構造が、略円筒形要素の外径（ＯＤ）の訳０．０５倍の深さ方向プロファイルを有する溝を含む。
【００２５】
好ましくは、溝構造は、略円筒形要素の外径（ＯＤ）の０．０４〜０．３倍の幅方向プロファイルを有する溝を含む。より好ましくは、溝構造は、略円筒形要素の外径（ＯＤ）の０．２５〜０．３倍の幅方向プロファイルを有する溝を含む。
【００２６】
溝構造は、正方形または長方形の形状を有する溝を含むことができる。
【００２７】
より好ましくは、溝構造は、略円筒形要素の半径に対して、４０〜８０度の間で傾斜し得る角度付き側面を含むことができる。この場合、溝構造の角度付き側面は、略円筒形要素の半径に対して６０度の範囲で傾斜していてもよい。
【００２８】
あるいは、溝構造のプロファイルは、断面の直径が略円筒形要素の外径（ＯＤ）の０．０３〜０．１５倍になる完全な円形（すなわち、半円形）であってもよい。より好ましくは、溝構造は、断面の直径が略円筒形要素の外径（ＯＤ）の０．０７〜０．０９倍である溝を含む。
【００２９】
通常、形状の各行の溝構造は、上部溝と下部溝とを含み、当該上部および下部溝の各々が前記円筒形要素の周りで連続する（すなわち、別個の始点または終点がない）ように、当該上部および下部溝の各々は、その長手方向断面で略円筒形要素の３６０度全周を取り囲む。これは、本発明の溝構造は従来の螺旋溝よりも溝の網羅率がはるかに高いので、本発明の溝構造は従来の螺旋溝ほど深く切削する必要がない、という点で、従来の螺旋溝に対して大きな利点を有する。加えて、溝には別個の始点または終点がないので、溝構造との接触、したがって略円筒形要素の外面との接触を離れる水に対して非常に滑らかな出口点を提供する。
【００３０】
上述の形状は、半径が５ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲、より好ましくは５０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲であり得る、丸みを帯びた角を含んでいてもよい。
【００３１】
好ましくは、溝構造は、略円筒形要素の周囲をナビゲートするとき、水の流れに少なくとも１つの、好ましくは複数の分離経路を提供し、略円筒形要素の外周の一方側から他方側へ流れる水（略円筒形要素が、その略円筒形要を通過して流れる水域内で実質的に垂直である場合に発生する）がいくつかの流れ分離点にぶつかるようにする。好ましくは、流れ分離点は、六角形の形状の角点を含むか、あるいは流れ分離点は、六角形の形状の辺部分を含むことができる。通常、略円筒形要素の一方側から他方側に溝構造内の流路に沿って流れる水は、流れ分離点にぶつかり、そこで第１の経路と第２の経路とに分離される。好ましくは、略円筒形要素の外面の周りに設けられ、好ましくは、略円筒形要素の約１８０度を流れる水が出会ういくつかの流れ分離点がある。特には、六角形の形状の各行および／または各列に沿ってみたときに互い違いになっている形状の配置によって提供されるこの流れ分離特性は、大幅に大きな流れ分離をもたらし、これによってＶＩＶを大幅に低減し、これが本発明の実施形態に大きな技術的利点をもたらしている。好ましくは、流れ分離点は形状の角を含み、任意に、流れ分離点は９０度未満であり、略円筒形要素の抗力係数を限りなく低く維持するために、溝構造内を流れる水は９０度未満で方向を変えるように強制される。任意に、流れ分離点は６０度であり、溝構造内を流れる水は、２つの経路のどちらで六角形の周りを通るかに関係なく６０度で方向を変えるように強制されるため、略円筒形要素の抗力係数は限りなく低く維持される。
【００３２】
好ましくは、繰返し形状の深さは、各形状の縁部の角の半径に実質的に等しい。
【００３３】
任意に、円周方向の溝の幅は、略円筒形要素の最外半径に０．５０〜０．６０を乗じたものに実質的に等しい。さらに必要に応じて、対角線方向の溝の幅は、略円筒形要素の最外半径に０．５５〜０．６０を乗じたものに実質的に等しい。
【００３４】
好ましくは、繰返し形状角度は、各角の内角が１２０度で固定された、等辺の、均等な形状の六角形を含む。
【００３５】
好ましくは、形状パターンは、略円筒形要素の円周に沿って行ごとに等間隔に配置された、内角が１２０度で固定された３つの六角形からなる複数の行を含み、任意に、隣接する行が３つの類似形状の六角形を含むが、ピッチが半分ずれている（すなわち、６０度）。
【００３６】
添付の図面は、本開示の現在の例示的な実施形態を示し、上記の一般的な説明および以下の実施形態の詳細な説明とともに、本開示の原理を例として説明するのに役立つ。
【００３７】
以下の説明では、明細書および図面を通して同様の部品にはそれぞれ同じ参照番号を付している。図面は必ずしも縮尺通りではない。本発明の特定の特徴は、縮尺で、または多少概略的な形態で誇張されて示される場合があり、従来の要素のいくつかの詳細は、明確さおよび簡潔さのために示されない場合がある。本発明は、異なる形態の実施形態の影響を受けやすい。本開示は、本発明の原理の例示とみなされるべきであり、本発明を本明細書で例示され説明されたものに限定することを意図するものではないことを理解しながら、本発明の特定の実施形態を図面に示し、本明細書で詳細に説明する。以下で説明する実施形態の異なる教示を別々に、または任意の適切な組み合わせで使用して、所望の結果を生成できることを完全に認識されたい。
【００３８】
本発明の様々な態様は、当業者には理解されるように、単独でまたは１つ以上の他の態様と組み合わせて実施することができる。本発明の様々な態様は、任意に、本発明の他の態様の１つまたは複数の任意の特徴と組み合わせて提供することができる。また、一実施形態に関連して説明された任意の特徴は、本発明の異なる実施形態の他の特徴と一緒に組み合わせることができる。さらに、本明細書に開示された特徴は、単独で、または本明細書の他の特徴とまとめて組み合わせて発明を形成することができる。
【００３９】
本発明の様々な実施形態および態様を、添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明のさらに他の態様、特徴および利点は、いくつかの例示的な実施形態ならびに態様および実装を示す図を含む、その全体の説明から容易に明らかになる。本発明は、他の異なる実施形態および態様も可能であり、そのいくつかの詳細はすべて本発明の範囲から逸脱することなく様々な点で修正することができる。
【００４０】
文書、行為、材料、装置、物品などの議論は、単に本発明の背景を提供する目的でのみ本明細書に含まれている。これらの事項のいずれかまたはすべてが先行技術の基礎の一部を形成したこと、または本発明に関連する分野の一般的な一般知識であったことは示唆も表明もされていない。
【００４１】
したがって、図面および説明は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定と見なされるべきではない。さらに、本明細書で使用される用語および表現は、説明目的のためにのみ使用され、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「含む（including）」、「備える（comprising）」、「有する（having）」、「含む（containing）」または「含む（involving）」およびその変形などの用語は、広範に意図され、その後に列挙される主題、等価物および列挙されていない追加の主題を含み、他の付加物、構成要素、整数またはステップを除外することを意図していない。本開示では、構成、要素または要素のグループの前に移行句「備える（comprising）」が付いている場合、移行句「から本質的になる（consisting essentially of）」、「からなる（consisting）」、「からなる群から選択される（selected from the group of consisting of）」、「含む（including）」または構成、要素または要素のグループの列挙に先行する「は（is）」を使用して、同じ構成、要素、または要素のグループを検討すること、およびその逆も理解される。本開示において、「通常（typically）」または「任意に（optionally）」という用語は、特定の例にはあるが、本発明の範囲から逸脱することなく他の例では省略できる本発明の任意のまたは必須ではない特徴と示すことを意図していると理解されるべきである。
【００４２】
本開示におけるすべての数値は、「約」によって修正されているものと理解される。要素のすべての単数形、または本明細書に記載の装置の構成要素を（限定することなく）含む本明細書に記載の任意の他の構成要素は、その複数形を含むものと理解され、その逆も同様である。
【００４３】
ここで、添付の図面を参照して本発明の実施形態をほんの一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による、水域に沈められて渦励振（ＶＩＶ）および／または抗力を低減するようにプロファイルされた略円筒形要素の第１の実施形態の側面図である。
【図２】図１の略円筒形要素の使用中における最下端の斜視図である。
【図３】図１の略円筒形要素１０の中間部分１０Ｍの側面図であり、略円筒形要素の外面をより詳細に示す図である。
【図４】４（ａ）〜４（ｆ）は、本発明による、水域に沈められてＶＩＶおよび／または抗力を低減するようにプロファイルされた略円筒形要素のさらなる実施形態の側面図の３次元表現である。
【図５】５（ａ）〜５（ｆ）は、図４（ａ）〜４（ｆ）の側面図の線図である。
【図６】６（ａ）〜６（ｆ）は、図５（ａ）〜５（ｆ）の斜視図であり、６（ｇ）は、図４（ｄ），５（ｄ）および６（ｄ）の略円筒形要素に適用された最も好ましいテッセレーションパターンのさらなる斜視図であり、特に寸法例を示している。
【図７】７（ａ）は、水域内にあるライザーなどの導管の形態の実質的な円筒形構造の外面／外面の周りに固定された分散型ブイヤンシーモジュール（ＤＢＭ）の形態の、略円筒形要素のさらに別の実施形態の斜視図である。ＤＢＭは、本発明によるものである。７（ｂ）は、別の対応する半円形ハーフシェルに連結されたときに図７（ａ）のＤＢＭをともに形成する、半円形ハーフシェルの一方の上からの斜視図である。７（ｃ）は、７（ｂ）の半円形ハーフシェルの側面図である。７（ｄ）は、７（ｂ）の半円形ハーフシェルの下からの斜視図である。
【図８】８（ａ）は、水域内にあるドリルライザー設備の形態の実質的な円筒形構造の外面／外面の周りに固定されたドリルライザーブイヤンシー（ＤＲＢ）の形態の、略円筒形要素のさらに別の実施形態の斜視図である。ドリルライザーの外周の周りに５つの導体があり、ＤＲＢは本発明によるものである。８（ｂ）は、８（ａ）のＤＲＢおよびドリルライザー／導体設備を示す図であるが、当業者の理解の明確性を支援するために、ＤＲＢの一部の１つの半円形ハーフシェルを取り除いている。８（ｃ）は、図８（ｂ）のＤＲＢおよびドリルライザー／導体設備であるが、ＤＲＢの１つの半円形ハーフシェルの一部を取り除いた部分だけを示している。８（ｄ）は、８（ａ）のＤＲＢおよびドリルライザー／導体設備の上側露出端の拡大図である。図８（ｅ）は、単独で示されたＤＲＢの一部の斜視図である。図８（ｆ）は、図８（ｅ）に示されたＤＲＢの一部である１つの半円形ハーフシェルの一面（外面）の斜視図である。図８（ｇ）は、図８（ｆ）に示されたＤＲＢの半円形ハーフシェルの別の面（内面）の斜視図である。図８（ｈ）は、図８（ｅ）のＤＲＢの断面図である。図８（ｉ）は、図８（ａ）のＤＲＢの外面上に設けられた１つの六角形および周囲の溝構造の拡大図である。図８（ｊ）は、図８（ａ）のＤＲＢの外面に、長方形または正方形のプロファイル（すなわち、「Ｕ」字形プロファイル）を有するように設けられた溝構造の溝の第１の例の断面図である。図８（ｋ）は、図８（ａ）のＤＲＢの外面に、テーパー付き／角度付き側面プロファイル（すなわち、「Ｕ」字形および「Ｖ」字形プロファイルの中間）を有するように設けられた溝構造の溝の第２の例の断面図である。図８（ｌ）は、図８（ａ）のＤＲＢの外面に、半円または完全な丸形プロファイルを有するように設けられた溝構造の溝の第３の例の断面図である。
【図９】本発明による、水域に沈められて渦励振（ＶＩＶ）および／または抗力を低減するように構成され、特に、パイプなどの海中導管の周りで合わせると（そのような導管を海底に最初に設置するとき、または既に海底に設置されたそのような導管に後付けするときに）、互いにボルトで固定することができる２つの半円形シェルの形態で、海中導管への円筒形シュラウドとして機能する、略円筒形要素の一実施形態の斜視図である。
【図１０】１０（ａ）および１０（ｂ）は、本発明による、水域内に沈められて渦励振（ＶＩＶ）および／または抗力を低減するように構成され、特に、パイプなどの海中導管の周りに集められたときに（そのような導管を海底に最初に設置するとき、または既に海底に設置されたそのような導管に後付けするときに）互いにストラップで固定することができる２つの半円形シェルの形態で、海中導管への円筒形シュラウドとして機能する、略円筒形要素のさらなる実施形態の斜視図である。
【図１１】１１（ａ）および１１（ｂ）は、本発明による、水域内に沈められて渦励振（ＶＩＶ）および／または抗力を低減するように構成され、特に、パイプなどの海中導管の周りに集められたときに（そのような導管を海底に最初に設置するとき、または既に海底に設置されたそのような導管に後付けするときに）互いにボルトはたまストラップで固定することができる２つの半円形シェルの形態で、海中導管への円筒形シュラウドとして機能する、略円筒形要素のさらなる実施形態の斜視図である。２つの半円形シェルは、各々が、残りの材料（通常は、成形材料）内に形成された半円筒形の柔軟な基板を含む。
【図１２】本発明による、水域に沈められて渦励振（ＶＩＶ）および／または抗力を低減するように構成された略円筒形要素のさらに別の実施形態の斜視図である。海中導管の製造時に該導管に接合することにより、海中導管にしっかりと一体に取り付けられている。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１は、水域（不図示）に沈めるように構成された、本発明による略円筒形の要素（略円筒形要素）１０の一実施形態を示す。略円筒形要素１０は、実質的に管状であり、貫通孔１５と外面１１とを備える。
【００４６】
本発明の特定の実施形態において、略円筒形要素１０は、使用時に水域内に配置される実質的に円筒形の構造物（実質的円筒形構造物）（不図示）の実際の（すなわち、一体の）外面とすることができる。実質的円筒形構造物は、ライザー（不図示）、アンビリカル、ジャンパー、ロングパイプラインスパン、フローライン、電力ケーブルなどとすることができる。あるいは、より好ましくは、略円筒形要素１０は、実質的円筒形構造物（不図示）とは別個の実質的に管状の構成要素であり、略円筒形要素１０は、使用時に、略円筒形要素１０がその中に配置された実質的円筒形構造物の一部と重複し、したがってその中に配置された実質的円筒形構造物に対してスリーブのように機能するように、実質的円筒形構造物が略円筒形要素１０の貫通孔１５内に配置されるように、実質的円筒形構造物の周りに配置されるようになっている。
【００４７】
重要なのは、すべての実施形態において、略円筒形要素１０は、以下により詳細に説明するようにその外面１１に繰返し形状２０の配列またはパターンを備え、該外面が、略円筒形要素１０に作用する渦励振（ＶＩＶ）および／または抗力を低減するように作用する（したがって、略円筒形要素１０の貫通孔１５内に配置された任意の実質的円筒形構造上のＶＩＶおよび／または抗力を低減するように作用する）ことである。
【００４８】
当業者は、形状２０の組み合わせおよび形状２０の周りに設けられた溝３０の配置により、均一な（平坦な）外面１１を有する円筒形構造と比較して、渦（不図示）の形成方法が変わることを理解するであろう。当業者は、上述の外面１１を有する略円筒形要素１０を設けることは、海中／海底で使用されるいくつかの円筒形構造物または管の周囲に、通常追加で提供される追加の（従来の）ＶＩＶストレーキが必要ないことを意味していることにも気が付くであろう。これは、略円筒形要素１０は、ＶＩＶおよび／または抗力を十分に、場合によってはそれ以上に低減するためである。
【００４９】
図１に示すように、略円筒形要素１０は、上端１２Ｕと下端１２Ｌとを含み、特定の用途に必要とされる水中での配置に十分な長さを有する。
【００５０】
図１に示す実施形態において、外面１１は複数の繰返し形状２０を含み、各好ましい形状２０は六角形であり、外面１１の大半、またはより好ましくは略円筒形要素１０の外面１１全体が六角形のテッセレーション２１を含むようになっている。３つの隣接する各六角形２０（例えば、六角形２０Ａ，２０Ｂおよび２０Ｃとして図３に示す）は、隣接する各頂点２２で交わり、六角形２０の残りは、略円筒形要素１０の外面１１全体にわたってその配置を繰り返す。
【００５１】
当業者は、各六角形２０の２つの隣接する辺の間の各頂点２２が半径を有して鋭角でないことが好ましく、各六角形２０の隣接する辺の各ペア間の各頂点２２が、５ｍｍ〜２５０ｍｍの半径を含むことがより好ましく、当該半径が１５０ｍｍ〜２５０ｍｍであることがさらに好ましいことに留意されたい。
【００５２】
図１〜３に示す略円筒形要素１０の実施形態では、六角形２０の配置は、互いの上に積み上げられた六角形２０の行４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ、４０Ｄの観点からも考えることができ、各行４０は、溝３０の配置によって次の上下の列４０から分離されている。
【００５３】
さらに、略円筒形要素１０の外面１１における六角形２０の配置は、外面１１の周囲に等間隔に配置された千鳥列５０の形態であると考えることができる。図３に示す第１の列５０Ａは、次の列５０Ｂ（第１の列５０Ａと比較すると、六角形２０の高さの半分だけずれている）にぴったりと適合し、図３に示すように、他の列５０Ｃ，５０Ｄおよび５０Ｅも同様である。
【００５４】
当業者は、溝構造３０により六角形２０が外面１１から突出している、それ自体に設けられたそのような六角形テッセレーション２１を有する外面１１は、各行４０および／または列５０内で、および／または外面１１の表面全体にわたって形状２０の数を最大化するという大きな利点を提供し、したがって、これが略円筒形要素１０に可能な限り最も効率的なＶＩＶおよび／またはドラックの低減をもたらすという大きな利点を有することを理解するであろう。
【００５５】
形状２０および溝構造３０は、溝構造３０および六角形テッセレーション２１がその上に設けられた一体型の一体部品として略円筒形要素１０を成形するなどの任意の適切な手段によって形成することができる（そのような成形作業は、ポンピング、射出または回転成形作業であり得る）。あるいは、略円筒形要素１０は、均質な管状体として始まり、形状２０の配列、特には外面１１に設けられる六角形テッセレーション２１の好ましい配列を形成するために、均質な管状体（不図示）の外面に溝構造３０を切り込んでもよい。他の適切な製造技術も使用することができる。あまり好ましくない製造技術は、均質な管状体を有し、溝構造３０が様々な固定形状２０間に生じるギャップまたはチャネルによって提供されるように、接着剤またはねじ等のいくつかの適切な固定手段によって、形状２０をそのような六角形テッセレーション２１配列で均質な管状体（不図示）の外面１１に固定することである。
【００５６】
六角形テッセレーション２１は、ＶＩＶを低減するのに非常に効率的であり、実際に、１．４ｅ５〜４．２ｅ６の範囲のレイノルズ数に対して、ＶＩＶを最小で８０％低減し、抗力を１．２未満に低減するように設計されている。
【００５７】
溝構造３０の寸法は以下の通りである：
溝の深さ方向プロファイルは、略円筒形要素１０の外径（ＯＤ）の０．０１〜０．１倍に等しく、好ましい溝構造３０は、略円筒形要素１０の外径の０．０２〜０．０３倍に等しい深さ方向プロファイルを有する；
幅方向プロファイルは、略円筒形要素１０の外径の０．０４〜０．１倍に等しく、好ましい幅方向プロファイルは、略円筒形要素１０の外径の０．０５〜０．０７倍である；
溝構造３０は、通常、略円筒形要素１０の半径に対して４０〜８０度の間で傾斜し得る角度付き側面６０を含み、好ましくは、溝構造３０の角度付き側面６０は、略円筒形要素１０の半径に対して６０度の領域で傾斜する；
あるいは、溝構造３０のプロファイルは、切断直径が略円筒形要素１０の外径の０．０３〜０．１５に等しくなり得る完全な円形であってもよく、より好ましくは、完全な円形に配置されたとき、溝構造３０は、略円筒形要素１０の外径の０．０７〜０．０９倍に等しい切断直径を有する溝を含む。
【００５８】
したがって、当業者は、六角形テッセレーション２１（したがって、六角形のテッセレーション２１内の各行４０および／または各列５０）が略円筒形要素１０の３６０度全周を取り囲んでいることを理解し、さらには、各溝３０が、別個の開始点または終了点がないように、各行４０の上側および下側で外面１１の周囲３６０度にわたって連続していることを理解するであろう。溝構造３０が、外面１１から離れる水に（完全に「滑らかな」外面と比較して）非常に滑らかな出口点を提供するため、これによって、ＶＩＶ低減および／または抗力低減の点で大きな利点がもたらされる。
【００５９】
当業者はまた、六角形テッセレーション２１は外面１１に提供される最も好ましい形状プロファイルであるが、三角形、正方形、長方形、五角形または他の適切な形状など、他のあまり好ましくない形状も使用できることを認識するであろう。より好ましい適切な形状は、対称性を有する（したがって、テッセレーションで互いにぴったりと適合することができる）形状である。また、外面１１に適合または提供され得る形状２０の数を増やすために、テッセレーション２１内のすべての形状２０が互いに同一であることが好ましい。したがって、異なる形状を別々の行４０内に提供することができるが、テッセレーション内のすべての形状２０が同一であることが好ましく、すべての形状が六角形２０であり、したがってテッセレーションが六角形のテッセレーション２１であることが最も好ましい。略円筒形要素１０の外周に沿って一方から他方へ流れる水（これは、略円筒形要素１０が、略円筒形要素１０を通過して流れる水域内で実質的に垂直である場合に生じる）が、六角形２０の角点２３の形態のいくつかの流れ分離点２３にぶつかるように、溝構造３０は、略円筒形要素１０の周囲に沿って水の流れをナビゲートするとき、水の流れに少なくとも１つ、好ましくは複数の分流経路を提供することがさらに好ましい。例えば、溝構造２０内の流路２５Ａに沿って図３の左から右へ流れる水は、流れ分離点２３Ａにぶつかり、この点で流れ２５Ａ１および流れ２５Ａ２に分離される。加えて、溝構造２０内の流路２５Ｂに沿って図３の左から右へ流れる水は、流れ分離点２３Ｂにぶつかり、この点で流れ２５Ｂ１および流れ２４Ｂ２に分離される。さらなる例として、溝構造２０内の流路２５Ｃに沿って図３の左から右へ流れる水は、流れ分離点２３Ｃにぶつかり、この点で流れ２５Ｃ１および流れ２５Ｃ２に分離される。特に、各行４０に沿っておよび／または各列５０に沿ってみたときに互い違い（千鳥状）になっている形状２０の配置により提供される、この流れ分離特性は、著しく大きい流れの分離を提供し、そしてＶＩＶを大幅に低減し、本発明の実施形態に重要な技術的利点を提供する。さらに、本発明のこの例示的実施形態では、流れ分離点２３（すなわち、形状の角２３）が９０度未満であることが好ましい。これは、略円筒形要素１０の抗力係数を可能な限り低く保つために、（例えば、流路２５Ａに沿って）溝構造２０内を流れる水を９０度未満で方向転換させるためである。したがって、六角形テッセレーション２１を採用する実施形態では、流れ分離点２３（すなわち、形状の角２３）は６０度であり、（例えば、流路２５Ａに沿って）溝構造２０内を流れる水は６０度方向転換させられて、２つの経路（すなわち、経路２３Ａ１または２５Ａ２）のどちらに関係なく六角形２０Ｃの周りを流れる。したがって、略円筒形要素１０の抗力係数は限りなく低く保たれる。
【００６０】
略円筒形要素１０およびその上に設けられる形状２０は、任意の適切な材料から形成することができ、適切な材料は、水中で浮揚する材料であり得る。
【００６１】
表面テッセレーションの代替構成を図４〜６に示す。簡潔さのために、すべての構成で機能が同じ場合、それらの詳細は繰り返さないので、読者は上記の段落を参照されたい。同様の機能にはＸ１０，Ｘ１１形式の符号を付し、末尾の数字は、図１〜３で符号付けされた機能を示している。
【００６２】
図４ａ，６ａは、円筒形要素２１０の長手方向軸および横軸からオフセットされた軸に沿って細長い繰返しの六角形の形状２２０を含む、外面２１１を有する円筒形要素２１０を示す。形状２２０の間は溝２３０である。円筒形要素２１０は、前述のように上端２１２Ｕと下端２１２Ｌとを有する。溝２３０内に要素２１０の周りを流れる水は、六角形２２０の少なくとも１つの頂点２２３とぶつかり、異なる流路に沿って分かれる。図１〜３に示す溝３０および形状２０の構成と比較すると、要素２１０の周りを移動する水は、一般に、円筒形要素２１０の軸に対して常にオフセットされた角度に向けられている（その一方で、例えば、図１では、いくつかの溝３０が要素１０の横軸または平面と整列していることが見てとれる）。
【００６３】
図４ｂ，６ｂは、丸みを帯びた頂点を有する細長い六角形の繰り返し形状３２０を含む、外面１１を有する円筒形要素３１０を示すが、この例の形状３２０は、図４ａ，６ａにおける繰返し形状よりも細長くない。形状３２０の伸張は、この場合もまた、円筒形要素３１０の長手方向軸および横軸からオフセットした各形状３２０の軸に沿っている。前述のように、溝３３０に沿って流れる水は、形状３２０の頂点３２３とぶつかって異なる流路に分かれる。溝３３０は、要素３１０の長手方向および横方向に対して傾斜している。
【００６４】
図４ｃ，６ｃは、繰返しの六角形の形状４２０を含む、外面４１１を有する円筒形要素４１０を示す。形状４２０は、この場合もまた、円筒形要素４１０の長手方向軸および横軸からオフセットされた軸に沿って細長い。しかしながら、この例では、形状４２０が、図４ａ，６ａおよび４ｂ，６ｂに示される形状よりも伸長の程度が小さく、各形状４２０の頂点４２３の半径がより小さく、したがってより尖っている。溝４３０内に要素４１０の周りを流れる水は、形状４２０の少なくとも１つの頂点４２３とぶつかるが、形状４２０の平坦な側面４２４または平坦な側面４２４の一部に向けられてもよい。水は、異なる流路に分割され、および／または形状４２０の平坦な側面４２４に逸らされる。
【００６５】
図４ｄ，６ｄは、外面５１１にわたって繰返しパターンの六角形の形状５２０を含む、外面５１１を有する円筒形要素５１０を示す。溝５３０は、形状５２０を互いに隔てている。この例において、溝５３０は図１〜３に示す溝３０よりも広幅であり、すなわち形状５２０は、図１〜３の形状２０よりもさらに大きく隔てられている。形状５２０は、図１〜３に示す例における形状２０の整列と比較して回転しており、その結果、ポイント・サイド・ダウンになっている（すなわち、形状５２０は、図１〜３に示す形状２０の整列に対して３０°だけ回転されて、少なくとも２つの頂点５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃ，５２３Ｄが円筒形要素５１０の長手方向軸に沿って整列している）。本明細書で説明する形状および溝の様々な配置のそれぞれ上および周囲における水流のコンピュータモデルでは、図４ｄ，６ｄに示す配置は、ＶＩＶを低減するのに特に効果的であり、したがってこれが略円筒形要素５１０の外面５１１への適用に最も好ましいテッセレーションパターンであることが見出された。溝５３０内に要素５１０の周りを流れる水は、形状５２０の少なくとも１つの頂点５２３とぶつかるが、形状５２０の平坦な側面５２４Ａ，５２４Ｂまたは平坦な側面５２４Ａ，５２４Ｂの一部にも向けられ得る。水は、異なる流路に分割され、および／または形状５２０の平坦な側面５２４Ａ，５２４Ｂに逸らされる。
【００６６】
図４ｅ，６ｅは、円筒形要素の長手方向軸に沿って細長い六角形の形状６２０を含む、外面６１１を有する円筒形要素６１０を示す。形状６２０は、外面６１１にわたって繰返しパターンで配置されている。図４ｄ，６ｄと同様に、形状６２０は、２つ以上の頂点６２３Ａ，６２３Ｂ，６２３Ｃ，６２３Ｄが円筒形要素６１０の長手方向軸に沿って整列するように配置されている。水は、溝６３０の周りを流れ、一般に、円筒形要素６１０の周りを移動するときに少なくとも１つの形状６２０の尖った角／頂点６２３とぶつかる。これは、前述したように、流れを異なる流路に沿って分割するように作用する。流れは、形状６２０の平坦な側面６２４Ａ，６２４Ｂまたは平坦な側面６２４Ａ，６２４Ｂの一部にも向けられる。
【００６７】
図４ｆ，６ｆは、外面７１１にわたって六角形の形状７２０の繰返しパターンを含む、外面７１１を有する円筒形要素７１０を示す。溝７３０は、形状７２０を互いに隔てている。形状７２０は、円筒形要素７１０の長手方向軸に沿って細長く、図４ｄ，６ｄおよび４ｅ，６ｅに示す形状５２０，６２０と比較して、比較的密に詰められている。形状７２０の伸びは、図４ｅ，６ｅの形状６２０よりも大きく、その結果、円筒形要素７１０の長手方向軸に沿って整列する２つの比較的鋭い頂点７２３Ａ，７２３Ｂがもたらされている。溝７３０内に円筒形要素７１０の周りを流れる水は、形状７２０の頂点（例えば、上側頂点７２３Ａ）とぶつかるか、あるいは形状７２０の平坦な側面７２４または平坦な側面７２４の一部に向かって流れることができる。溝４３０を通って流れて形状７２０の頂点７２３Ａに接触する水は、異なる流路に分割され得る。溝７３０に沿って形状７２０の平坦な部分７２４まで流れる水は、溝７３０内で異なる方向に流れるように迂回させられ得る。
【００６８】
図６（ｇ）は、略円筒形要素５１０の表面５１１に適用された、最も好ましいテッセレーションパターンの例示的な寸法例を示す。この例において、略円筒形要素５１０は、以下の例示的寸法を有する：
・（要素５１０の）最外径５１０Ｄ＝１２２２ｍｍ（したがって最外半径５１０ＯＲ＝６１１ｍｍ）
・溝深さ５２０Ｄ（溝深さ、すなわち各形状５２０の高さ）＝６０ｍｍ
・（各形状５２０の縁部における角の）半径５２０Ｒ＝６０ｍｍ
・したがって、溝深さ５２０Ｄ＝半径５２０Ｒ
・（中心点Ｃから外面５１１までの、要素５１０の）内半径５２０ＩＲ＝５５１ｍｍ
・溝外周長さ５３０Ｃ（２つの隣接する形状５２０間における円周方向の溝の幅）＝３１９．９７２ｍｍ
・溝対角長さ５３０Ｄ（図６（ｇ）に示す、２つの隣接する平行な平坦な側面５２４ａおよび５２４ｃ間の、対角線方向にある２つの隣接する形状５２０間の溝の幅）＝３５０．０５４ｍｍ
【００６９】
当業者は、様々な寸法は、特定の用途の要件に応じて変化する傾向があり、特に、対象の円筒形要素５１０の内半径５２０ＩＲに応じて変化するが、様々な寸法（例えば、溝深さ５２０Ｄ、半径５２０Ｒ、溝外周長５３０Ｃおよび溝対角長さ５３０Ｄ）は、以下でより詳細に説明するように、そのすべてが、好ましくは内半径５２０ＩＲに対して比較的固定された比率であることを理解するであろう。簡単に言えば、対象の円筒形要素５１０の内半径５２０ＩＲが大きくなるほど、溝深さ５２０Ｄも大きくなるが、２つの間の相対的な非率は、好ましくは実質的に一定である。これは、相対的な寸法を共有することが、これから説明するように共通の特徴比になるからである。図４〜６に示すすべての例では、円筒形要素によるＶＩＶ抑制の強化につながるいくつかの共通の特徴比が特定されている：
・溝深さ（すなわち、繰返し形状の深さ）＝（要素の）最外径に０．０５を乗じた値
・溝深さ（すなわち、繰返し形状の深さ）＝（各形状の縁部における角の）半径
・溝外周長さ（円周方向の溝の幅）＝要素の最外半径に０．５０〜０．６０を乗じた値（例えば図６ｇに示すように、最外半径５１０ＯＲ＝６１１ｍｍに０．５２５を乗じて、約３２０ｍｍ）
・溝対角長さ（対角線方向の溝の幅）＝要素の最外半径に０．５５〜０．６０を乗じた値（例えば図６ｇに示すように、最外半径５１０ＯＲ＝６１１ｍｍに０．５７２を乗じて、約３５０ｍｍ）
・繰り返し形状の角度＝各角の内角が１２０度に固定されている、等辺で均一な形状の六角形
・好ましい形状パターンは、略円筒形要素の周囲に、行ごとに等間隔で配置された内角が１２０°固定の３つの六角形からなる複数の行で構成され、隣接する行は、３つの同様の六角形で構成されるが、ピッチが半分すれている。すなわち、図６（ｇ）に示すパターンである。
【００７０】
略円筒形要素１０には、以下の３つの主要な応用分野がある。
【００７１】
［分散浮力モジュール（ＤＢＭ）６２：図７（ａ）〜７（ｄ）］
ＤＢＭ６２は、一般に、水上艦（不図示）またはプラットフォームと海底構造（不図示）との間の水域内に延びるライザーなどの、導管６４の外側の選択された点で使用される。ＤＢＭ６２の機能は、（例えば、導管６４を「緩い波形」または「緩いＳ字形」構成で設置できるようにするために）必要な位置で導管６４に浮力を提供することである。略円筒形要素１０は、クランプまたはストラップなどの任意の適切な手段によってＤＢＭ６２の外側に固定することができるが、より好ましくは、略円筒形要素１０は、当該要素１０の外面１１がＤＢＭ６２の（一体型の）外面１１となるように、ＤＢＭ６２と完全に一体である。このシナリオにおいて、ＤＢＭ６２は、一体のシリンダではなく２つのハーフシェル６２Ｕ，６２Ｌの形態で提供され、これは、合わせるとライザー６４の外面周りにシリンダまたはスリーブを形成する。ＤＢＭ６２の大部分またはすべてが、浮揚性材料から作られている。ＤＢＭ６２の形態の略円筒形要素には、ＤＢＭ６２の形態の略円筒形要素の搬送、設置および固定を容易にするために、適切なストラップ凹部６６および吊り穴６８が設けられている。
【００７２】
［ドリルライザーブイヤンシー（ＤＲＢ）：図８（ａ）〜８（ｌ）］
ＤＲＢモジュール７０は、通常、ライザー７１（通常、その外周にその長さに沿って導体７２（図８（ａ）では５つ）が設けられている）、特に、深層水域および超深層水域で使用するライザー７１の全長に沿って取り付けられて、掘削ライザー７１の重量を管理可能なレベルまで低減する。略円筒形要素１０は、ａ）ＤＲＢの外面への適用、取付けもしくは固定に適し、より好ましくは、ｂ）図８（ａ）に示すように、ＤＲＢ７０の外面は、図１〜３に示す外面１１の形状プロファイルを一体的に含むことができる。ＤＲＢ７０は、通常、合わせると掘削ライザー７１および導体配置７２を取り巻く／包囲する、（図８（ａ）〜８（ｈ）に示すように）ハーフシェル７０Ｌ，７０Ｒまたはクォーターシェル（不図示）で提供される。そのようなＤＲＢ７０（不図示）には、個々のシェル７０Ｌ，７０Ｒが互いの上に積み上げられるように、スタッキング平坦部が設けられていることが好まし。２つのハーフシェル７０Ｌ，７０Ｒは、例えば、ボルト（不図示）などの適切な固定手段によって、ライザー７１および導体配置７２の周りで互いに固定されていることが好ましい。ボルトは、各ハーフシェル７０Ｌ，７０Ｒの片側の上端および下端に設けられたボルト穴７５を通り、２つのハーフシェル７０Ｌ，７０Ｒを互いに向けて／対して、引っ張る／圧縮するために、所定の位置にナット（不図示）で固定される。
【００７３】
［ＶＩＶストレーキとして従来使用される円筒形シュラウド：図１〜３に基づく第１の実施形態］
ケーブル、フローライン、パイプおよびパイプラインなどの特定の海中導管には、従来、海中ＶＩＶ抑制ストレーキが設けられており、該ストレーキは、通常、ＶＩＶを低減するように作用する半径方向に延びる螺旋配置のフィンを備える。そのような従来のフィンを設ける代わりに、図１〜３に示す外面を有する略円筒形要素１０を使用することができる。略円筒形要素１０は、通常、片側の全長に沿って形成されたスリットを有する。したがって、略円筒形要素１０はＣ字形であり、開かれて、保護されるケーブル、フローラインまたはパイプラインの周囲に取り付けられる。そのため、Ｃ字形の略円筒形要素１０は、スリーブのように、ケーブル、フローラインまたはパイプライン、またはパイプラインの周りに配置されたパイプラインの部分を完全に包み込む。
【００７４】
［ＶＩＶストレーキとして従来使用される円筒形シュラウド：図９に示す第２の実施形態］
図１〜３のＣ字形の略円筒形要素１０に対する代替的な一実施形態において、図９に示す（その外面１１１に前述の六角形テッセレーションを有する）略円筒形要素１００Ａは、海底ケーブル、フレキシブルジャンパー、フローライン、ライザー、パイプまたはパイプラインなどの海中導管１１０への取り付け用に提供することができる（そのような導管１００の海底への最初の設置時に、または既に海底に設置されているそのような導管１１０への後付けとして提供することができる）。
【００７５】
図９の略円筒形要素１００Ａは、２つの部分または半円形シェルの対１０２ａ，１０２ｂを含む。これらは、そのような導管１１０（パイプ１１０を図９に示す）の周りで合わせると、シェル２０１ａ，１０２ｂがその周りに配置される導管１１０のその部分を３６０°完全に取り囲む。ハーフシェル１０２ａ，１０２ｂは、適切な数の締結手段（２つのそのような締結手段を、図９の略円筒形要素１００の各端に示す）で互いに固定することができる。締結手段は、例えば、ハーフシェル１０２ａ，１０２ｂの側壁を貫通して形成されたボルト穴１０５を通り、ボルトおよびワッシャ１０６ｂによって所定の位置に固定できるねじ付きボルト１０４である。したがって、図９の略円筒形要素１００Ａは、導管１１０に対するシュラウドまたはスリーブとして作用し、その外面１１１に設けられた六角形テッセレーション２１によって導管１１０に海中でのＶＩＶ抑制を提供する。
【００７６】
２つの部分または半円形シェル１０２ａ，１０２ｂは、通常、ポリウレタン（ＰＵ）などの比較的軽量で、比較的強く、非脆弱性の材料で形成される。加えて、オペレータが導管１１０に浮揚性を加えることを要求する場合、ポリスチレン（不図示）または他の適正な材料などの浮揚性材料を、（該浮揚性材料が、略円筒形要素１００Ａの内側貫通孔と導管１１０の外面との間の環の中に位置するように）略円筒形材料１００Ａの貫通孔の内面に追加することができる。
【００７７】
第１の略円筒形要素１００Ａと同一の追加の略円筒形要素１００Ｂは、導管１１０の全長または十分な長さが、スリーブのように、図９の略円筒形要素１００Ａ，１００Ｂによって完全に包囲されるまで、第１の略円筒形要素１００Ａの各端に隣接して設けることができる。
【００７８】
略円筒形要素１００の各々は、（例えば、使用時における下端であり得る）一方端の外側端面１０９、および（使用時における最上端であり得る）他方端の内側端面１０８に設けられた適切な形状の協働面または嵌合面を備える。嵌合面は、半径方向に作用するさねはぎ配置などの適切な形状の協働面とすることができる。導管１１０周りへの設置時、第２の略円筒形要素１００Ｂは、内側嵌合面を有するその上端１０８を、第１の略円筒形要素１００Ａの最下端の外側嵌合面１０９に対して重なり合うようにして導管１１０周りに配置し、それぞれの半径方向に作用するさねはぎ配置が互いに噛み合うようにする。この設置方法は、略円筒形要素１００によるＶＩＶ抑制を必要とする導管１１０の長さにわたって繰返し、それぞれの半径方向に作用するさねはぎ配置は、隣接する略円筒形要素１００Ａ，１００Ｂの軸方向の分離を防ぐ。
【００７９】
［ＶＩＶストレーキとして従来使用される円筒形シュラウド：図１０（ａ）および１０（ｂ）に示す第３の実施形態］
図１０（ａ）および１０（ｂ）は、図９の略円筒形要素１００に対する、代替的実施形態の略円筒形要素１２０を示す。図１０に示す略円筒形要素１２０の場合も同様に、前述した六角形テッセレーション２１がその外面１３１に設けられている。
【００８０】
しかしながら、図１０の略円筒形要素１２０は、図１０の略円筒形要素１２０が異なる締結手段によって導管１１０に取り付けられ、その周りに固定されている点で、図９の略円筒形要素１００とは異なる。図１０に示すように、半円形シェル１２２ａ，１２２ｂの２つの部分または対の各々の外面は、それぞれのハーフシェル１２２ａ，１２２ｂの外面１４１の同じ長手方向位置に、それぞれの半円形の凹部または溝１２３ａ，１２３ｂを含む。半円形シェル１２２ａ、２２ｂの２つの部分または対のそれぞれの各端部に、それぞれの半円形凹部または溝１２３ａ，１２３ｂがあり、２つのハーフシェル１２２，１２２ｂを海中導管１１０の周りで合わせると、２つのそれぞれの半円形凹部１２３ａ，１２３ｂが接合して、凹部１２３内に２つのハーフシェル１２２，１２２ｂの３６０度の周囲にわたって配置される円形ストラップ１３４を受け入れるのに十分な幅の完全な円形の凹部１２３が形成される。ストラップ１３４は、３つのハーフシェル１２２，１２２ｂが海中導管１１０の周りで互いに固定またはロックされるように、タイまたはロック１３５によって凹部１２３内に締め付けられて固定される。図１０（ａ）には、２つの凹部１２３ａ，１２３ｂを示しており、一方の凹部１２３ａは、略円筒形要素１２０の使用時における最上端１２８に隣接して設けられ、他方の凹部１２３ｂは、使用中における最下端１２９に隣接して設けられているが、必要に応じて（特には、略円筒形要素１２０が特に長い場合）、さらなる凹部１２３を略円筒形要素１２０の長さに沿って間隔をあけて追加的に設けることもできる。
【００８１】
他のすべての点（図９の外端面１０９に類似した外端面１２９を有すること、および図９の内端面１０８に類似した内端面１２８を有することを含む）において、図１０の略円筒形要素１２０は、図９の略円筒形要素１００と類似しており、海底ケーブル、フレキシブルジャンパー、フローライン、ライザー、パイプまたはパイプラインなどの類似の海中導管１１０の周りに、（そのような導管１１０を海底に最初に設置するとき、または既に海底に設置されたそのような導管１１０に後付けするときに）同じＶＩＶ抑制目的で設置することができる。
【００８２】
［ＶＩＶストレーキとして従来使用される円筒形シュラウド：図１１（ａ）および１１（ｂ）に示す第４の実施形態］
図１１（ａ）および１１（ｂ）は、図９の略円筒形要素１００および図１０（ａ）および１０（ｂ）の略円筒形要素１２０に対する、さらなる代替的実施形態の略円筒形要素１４０を示す（図１１（ａ）および１１（ｂ）には、その半分だけを示す）。図１１（ａ）および１１（ｂ）に示す略円筒形要素１４０も同様に、前述した六角形テッセレーション２１がその外面１４１に設けられている。
【００８３】
図１１（ａ）および１１（ｂ）の略円筒形要素１４０は、以下の任意の適切な締結手段によって、導管１１０の周りに取り付けて固定することができる：
・ボルト穴（図１１（ａ）および１１（ｂ）には不図示）を通り、図９に示す締結手段と同様の方法で、ボルトおよびワッシャ１０６ｂによって所定の位置に固定されるねじ付きボルト１０４；または
・凹部（図１１（ａ）および１１（ｂ）には不図示）内に、内略円筒形要素１４０の３６０度の周囲に配置される円形ストラップ１３４。ストラップ１３４は、２つのハーフシェル１４２が海中導管１１０の周りで互いに固定またはロックされるように、タイまたはロック１３５によって凹部内で締め付けられて固定される。
【００８４】
しかしながら、図１１（ａ）および１１（ｂ）の略円筒形要素１４０の２つのハーフシェル１４２の各々は、図９の略円筒形要素１００および図１０の略円筒形要素１２０とは異なり、２つのハーフシェル１４２がそれぞれ、ハーフシェル１４２を形成する残りの材料（通常、成形ポリウレタンである）内に形成された半円筒形の可撓性基板１４５を含む。半円筒形の可撓性基板１４５は、ハーフシェル１４２の重量を減らすために、その側壁を貫通して形成された多数の孔１４６を含む。可撓性基板は、好ましくは適切な可撓性材料から形成され、ハーフシェル１４２は、通常、ＰＵを型に入れて、基板の周りにＰＵを注ぐことによって製造される。これにより、基板１４５がＰＵによって包まれてカプセル化されるが、ＰＵが固まるとＰＵに支柱（バックボーン）が提供される。したがって、可撓性基板１４５は、他の実施形態と比較して、略円筒形要素１４０の柔軟性を高め、材料要件を低減し、また比較製品の耐久性を改善することを可能にする。
【００８５】
図１１（ａ）および１１（ｂ）の略円筒形要素１４０のこの実施形態は、その所定の厚さＴ２の強度が、図９の略円筒形要素１００ならびに図１０（ａ）および図１０（ｂ）の略円筒形要素１２０の同じ厚の強度よりも高い、という利点を有する。したがって、図１１（ａ）および１１（ｂ）の略円筒形要素１４０のこの実施形態は、その強度を犠牲にすることなく、より薄くすることができることである（図１０（ｂ）に示す略円筒形要素１２０の比較的厚い側壁Ｔ１との比較で、図１１（ａ）に示す略円筒形要素１４０の比較的薄い側壁Ｔ２を参照のこと）。したがって、図１１（ａ）および１１（ｂ）の略円筒形要素１４０の側壁厚さＴ２は、図１０（ａ）および１０（ｂ）の略円筒形要素１２０の側壁厚さＴ１よりも小さく、図１１（ａ）および１１（ｂ）の略円筒形要素１４０は、他の実施形態よりもかなり軽量であり、したがって導管１１０に設置するのが容易である。
【００８６】
オペレータは、通常、図１１（ａ）および１１（ｂ）の略円筒形要素１４０を、既に設置された海中導管１１０の外面に、以下の方法で後付けすることができる：
・海上船舶／ボート（不図示）のムーンプールを通して、海中導管１１０を水から引き上げる；
・海中導管１４０の外面１４１に略円筒形要素１４０を設置する；
・略円筒形要素１４０がその外面に取り付けられた海中導管１１０がムーンプールを通って水中に戻るように該海中導管１１０を降ろす。
【００８７】
図１１（ａ）および１１（ｂ）の実施形態の略円筒形要素１４０は、さらなる重要な利点を有する。すなわち、他の実施形態よりも外径が小さいため、海中導管１１０を該海中導管１１０の外径よりも僅かに広幅の開口であるムーンプールを通して引き上げられなければならない状況において、ムーンプールを通過することができない、例えば、略円筒形要素１００，１２０などの他のより広幅の実施形態と比較して、既に設置された海中導管１１０に後付けするのがより容易／可能であることである。
【００８８】
したがって、図１１（ａ）および１１（ｂ）は、導管１１０に対するシュラウドまたはスリーブとして作用し、それによって導管１１０に、その外面１４１に設けられた六角形テッセレーション２１による海底ＶＩＶ抑制を提供する。
【００８９】
略円筒形要素の実施形態１００，１２０，１４０のいずれか１つをオペレータが選択して、必要に応じて既存の海中導管保護システム／浮揚システムを交換することができる。
【００９０】
［ＶＩＶストレーキとして従来使用される円筒形シュラウド：図１２に示す、海中導管に直接取り付けられる第５の実施形態］
図１〜３のＣ字形の略円筒形要素１０のさらに別の代替的実施形態において、図１２に示す略円筒形要素１６０（前述した六角形テッセレーション２１をその外面１６１に有する）は、海底ケーブル、フレキシブルジャンパー、フローライン、ライザー、パイプまたはパイプラインなどの海中導管１１０に、そのような導管１１０の製造時にそれらに接合することによって、しっかりと一体に取り付けることができる。
【００９１】
したがって、図１２の略円筒形要素１６０は、海中導管１１０に対する一体の外側シースまたはカバーを形成し、それが覆う導管１１０の長手方向部分（通常、導管１１０の全長）に沿って３６０度で導管１１０を完全に取り囲む。
【００９２】
図１２の略円筒形要素１６０の内面１６３は、導管１１０の外面１１１に直接接合されていてもよく、あるいは、円筒形の導管またはパイプ絶縁／コーティング１６５が、略円筒形要素１６０の内面１６３と導管１１０の外面１１１との間に同軸状に挟まれて、好ましくはそれら両方に接合されていてもよい。パイプ絶縁／コーティング１６５は、任意の適切な材料で形成することができる。パイプ絶縁／コーティング１６５は、オペレータが導管１１０に浮力を加えることを必要とする場合、ポリスチレン（不図示）または他の適切な浮揚性材料などの浮揚性材料から形成することができる。
【００９３】
したがって、図１２の略円筒形要素１６０は、導管１１０に対するシュラウドまたはスリーブとして作用し、それによって導管１１０に、その外面１６１に設けられた六角形テッセレーション２１による海底ＶＩＶ抑制を提供する。
【００９４】
特に、海中環境内でのＶＩＶ削減および／または抗力削減が必要な場合、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明による実施形態の他の用途が可能である。
【００９５】
本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される実施形態に対して変更および改良を行うことができる。
【図１】
2021500495.tif 000003
【図２】
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【図３】
2021500495.tif 000005
【図４Ａ】
2021500495.tif 000006
【図４Ｂ】
2021500495.tif 000007
【図４Ｃ】
2021500495.tif 000008
【図４Ｄ】
2021500495.tif 000009
【図４Ｅ】
2021500495.tif 000010
【図４Ｆ】
2021500495.tif 000011
【図５Ａ】
2021500495.tif 000012
【図５Ｂ】
2021500495.tif 000013
【図５Ｃ】
2021500495.tif 000014
【図５Ｄ】
2021500495.tif 000015
【図５Ｅ】
2021500495.tif 000016
【図５Ｆ】
2021500495.tif 000017
【図６Ａ】
2021500495.tif 000018
【図６Ｂ】
2021500495.tif 000019
【図６Ｃ】
2021500495.tif 000020
【図６Ｄ】
2021500495.tif 000021
【図６Ｅ】
2021500495.tif 000022
【図６Ｆ】
2021500495.tif 000023
【図６Ｇ】
2021500495.tif 000024
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2021500495.tif 000026
【図７Ｃ】
2021500495.tif 000027
【図７Ｄ】
2021500495.tif 000028
【図８Ａ】
2021500495.tif 000029
【図８Ｂ】
2021500495.tif 000030
【図８Ｃ】
2021500495.tif 000031
【図８Ｄ】
2021500495.tif 000032
【図８Ｅ】
2021500495.tif 000033
【図８Ｆ】
2021500495.tif 000034
【図８Ｇ】
2021500495.tif 000035
【図８Ｈ】
2021500495.tif 000036
【図８Ｉ】
2021500495.tif 000037
【図８Ｊ】
2021500495.tif 000038
【図８Ｋ】
2021500495.tif 000039
【図８Ｌ】
2021500495.tif 000040
【図９】
2021500495.tif 000041
【図１０Ａ】
2021500495.tif 000042
【図１０Ｂ】
2021500495.tif 000043
【図１１Ａ】
2021500495.tif 000044
【図１１Ｂ】
2021500495.tif 000045
【図１２】
2021500495.tif 000046
【国際調査報告】
2021500495.tif 000047
2021500495.tif 000048
2021500495.tif 000049