(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
居住区と生産・貯蔵プラント区に分かれている浮体設備において、居住区のある居住区用構造体を係留することなく、多点係留方式で係留されている生産・貯蔵プラント区用構造体に脱着可能に接続して設けて、
前記生産・貯蔵プラント区用構造体の前記居住区用構造体を接続する第１ドッキング部側と反対側に第２ドッキング部を設け、
タレット係留が必要になった場合に、前記第２ドッキング部に、タレット係留が可能なタレット設備を有する構造体若しくは船舶を接続し、係留方式をタレット方式にするように構成していることを特徴とする浮体設備。
【請求項２】
居住区と生産・貯蔵プラント区に分かれている浮体設備において、居住区のある居住区用構造体を係留することなく、係留されている生産・貯蔵プラント区用構造体に脱着可能に接続して設けていると共に、
前記居住区用構造体は自航可能な推進プラントとプロペラと舵と船橋を備えずに、前記生産・貯蔵プラント区用構造体と接続する側と反対側にドッキング部を設けていることを特徴とする浮体設備。
【請求項３】
前記生産・貯蔵プラント区用構造体が、可燃性の物質を扱う生産設備、又は、可燃性の貨物を貯蔵する貯蔵設備を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の浮体設備。
【請求項４】
前記脱着可能の前記居住区用構造体が、前記居住区に加えて、発電用プラント又は推進用プラントの一方又は両方を有していることを特徴とする請求項１に記載の浮体設備。
【請求項５】
前記居住区用構造体を重量で５０００トン以上、かつ、５００００トン以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の浮体設備。
【請求項６】
生産・貯蔵プラント区用構造体の前記居住区用構造体を接続する第１ドッキング部側と反対側に第２ドッキング部を設けていることを特徴とする請求項２に記載の浮体設備。
【請求項７】
前記第２ドッキング部に、追加用のトップサイド設備付構造体、又は、メンテナンス時の追加居住区を備えた構造体若しくは船舶、又は、タレット係留が可能なタレット設備を有する構造体若しくは船舶を接続していることを特徴とする請求項６に記載の浮体設備。
【請求項８】
前記生産・貯蔵プラント区用構造体に１０本以上５００本以下のライザー管を接続する構成としていると共に、荒天時には、前記生産・貯蔵プラント区用構造体から、前記居住区用構造体を離脱させて、前記生産・貯蔵プラント区用構造体の係留荷重を軽減する構成としていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の浮体設備。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体のみを係留した後に、前記生産・貯蔵プラント区用構造体に前記居住区用構造体を接続することを特徴とする浮体設備の係留方法。
【請求項１０】
請求項４に記載の推進用プラントを有している浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体に前記居住区用構造体を接続して、自航して設置場所に行ってから、前記生産・貯蔵プラント区用構造体を係留することを特徴とする浮体設備の係留方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体から、前記居住区用構造体を離脱させて、前記居住区用構造体に備えられた機器、装置、プラント、及び、前記居住区用構造体自体のいずれか又はいくつかの組み合わせ又は全部を、メンテナンス若しくは交換することを特徴とする浮体設備のメンテナンス方法。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体から乗組員を避難させるときに、乗組員を前記生産・貯蔵プラント区用構造体から前記居住区用構造体に避難させてから、前記居住区用構造体を前記生産・貯蔵プラント区用構造体から離脱させることで、乗組員を避難させることを特徴とする浮体設備における避難方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＳＯやＦＬＮＧ等と呼ばれる浮体設備、浮体設備の係留方法、浮体設備のメンテナンス方法、及び、浮体設備における避難方法に関し、より詳細には、海象条件が厳しく、これまでの多点係留による浮体設備の係留が困難な海域においても、多点係留による浮体設備の係留が可能になり、かつ、居住機能や自航機能等のメンテナンスが容易で、しかも、浮体設備の火災発生時に乗組員の安全を十分に確保することができる、浮体設備、浮体設備の係留方法、浮体設備のメンテナンス方法、及び、浮体設備における避難方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＳＯ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，  Ｓｔｏｒａｇｅ，  Ｏｆｆｌｏａｄｉｎｇ）と呼ばれ、主として、洋上の設置場所で浮上した状態で、海底油田等から原油等の海洋資源を得て、生産、貯蔵、出荷する施設として利用される浮体生産貯蔵設備が発明されてから４０年ほど経過してきている。その間に、原油の生産を対象に２００基近くが建造され、原油需要の１／４が賄われるようになってきている。
【０００３】
このＦＰＳＯの基本的な構造や建造方法は、開発初期の１０〜１５年間の数十基が建造される間にほぼ完成し、その後の直近の２５年の間は殆ど変化していない。すなわち、長方形断面と高い乾舷とほぼ水平なデッキ面を持つ原油タンカーに若干の改造工事を行って、原油貯蔵機能と居住区機能を有するベース船体となる浮体構造体をまず完成させる。次に、トップサイドと呼ばれる原油処理設備を幾つかのモジュールに分けて建造し、クレーン船を用いて、このトップサイドモジュールを浮体構造体の甲板（デッキ）上に搭載する工事や、浮体構造体を係留するための係留設備を搭載する工事を行う。なお、これらの工事は東南アジア、東アジアの造船所で行われることが多い。その後、タンカーの推進器を用いるか、または、タグボートで、ＦＰＳＯを曳航しての設置場所に運搬し、そこに予め敷設されている係留索に接続する、というスタイルがほぼ一貫して貫かれてきている。
【０００４】
このＦＰＳＯの設置場所における生産活動は多年にわたるため、このＦＰＳＯを係留する係留設備は１００年に一度遭遇する規模の海象条件に耐えるように設計および建造がなされている。この係留設備は、過去２５年の間ほぼ変わっておらず、ＦＰＳＯを四方に多点係留する多点係留方式が用いられている。つまり、海象条件の厳しさに応じて、段階的に、浮体構造体（船体）の複数個所から出る何本かの係留索で浮体構造体全体を直接係留保持するスプレッドムアリング方式、多点係留されたチェーンテーブルを中心に風見鶏のように旋回（ウェザーベーン）するタレットムアリング方式、ＦＰＳＯ自体がタレット式多点係留ブイから離脱して回避することができるディスコネクタブルタレット方式などが使用される。
【０００５】
一方、この２５年の間に、ＦＰＳＯはトップサイドを中心に大型化、高度化、及び、高額化してきた。例えば、２５年前のＦＰＳＯの平均的な構成は、全長２６０ｍ程度の原油タンカーをベースの浮体構造体とし、トップサイドモジュールの個数が２個程度で合計重量は千トン以下であり、ＦＰＳＯの全体のコストが１００億円以下であった。これに対し、近年建造されているＦＰＳＯでは、浮体構造体に関しては全長が３３０ｍとさほど変わらないサイズの原油タンカーをベースとしていながらも、トップサイド部分は著しく大型化し、トップサイドモジュールの個数は２０個近くにもなり、合計重量は数万トンとなり、全体のコストは数千億円に及ぶようになってきている。
【０００６】
更には、原油だけではなく天然ガスの生産にもＦＰＳＯ方式が応用されようとしており（この場合は「ＦＰＳＯ」ではなく、「ＦＬＮＧ」と呼ばれる）、この場合には、トップサイドの合計重量や全体のコストは倍増する見込みである。このため、トップサイドの搭載工事においては多大なコストや期間を要し、原油生産の開始前の建造中にかかる建造資金の調達は金利を含めて大きな負担となる。
【０００７】
また、一方で、トップサイドの合計重量の増加により、このＦＰＳＯやＦＬＮＧの全体の重心が押し上げられてしまうため、浮体構造体として必要な最低限の復原力を確保するのが困難になってきている。その上、洋上の設置場所において油田の坑井設備と接続されるライザー管の数も２５年の間に数本程度から数十本程度、多い場合は５０本以上に激増しており、タレット、特にディスコネクタブルタレットに収めるのは殆ど不可能な状況に陥っているという問題を生じてきている。
【０００８】
つまり、ライザー管が数十本にも及ぶプロジェクトの場合、タレットに収める場合には好ましくは最大でも直径１０ｍ程度のタレットベアリングの内側を、特殊なボギー車による旋回支持を使用した場合でも最大直径数十ｍの軌道の内側を通す必要があるためタレットに収めることができず、船体の略全長にわたって船体側面に設置した張出部（ライザーポーチと呼ばれる）でＦＰＳＯに接続する必要がある。その場合、係留方式としてはスプレッドムアリング方式しか選択できず、言い換えればタレット方式が必要となる海域でのプロジェクトではライザー本数を限定せざるを得ない状況にある。
【０００９】
また、浮体構造体の限られた範囲で、多くの可燃性製品を取り扱うため、考えられる火災規模が大きくなる一方で、当初２０名程度だった乗員数は今や１００人を超えるような乗員数となり、一旦火災が発生すると、多数の乗員に危険が及ぶ可能性も生じてきている。
【００１０】
さらに、ＦＰＳＯの浮体構造体となるベースタンカーには大きな変化がないのに比べて、トップサイドの重要性やコスト比率、全体コストが増大するにつれ、貯蔵設備等の浮体構造体側の部分におけるメンテナンスのために、生産活動に中断等が生じた場合に事業全体に及ぼす影響が著しく大きく、この生産活動を中断するような状況は、生産活動による事業が高額化した結果、もはや許容しがたい状況となってきており、これらの事態が発生することは深刻な問題になるという問題がある。
【００１１】
上記のように、現在では、ＦＰＳＯ等の浮体設備に関しての状況は、浮体構造体へのトップサイドモジュールの搭載作業を簡単にして搭載工事期間を短縮する技術や、トップサイドモジュールの搭載作業と、貯蔵設備を持つベース浮体である浮体構造体の建造・改造工事を並行して行う技術や、更には多くのライザー管をＦＰＳＯの浮体構造体に直接接続したまま１００年に一度の海象条件に耐えられる技術等のそれぞれの技術において革新が求められている状況にある。また、貯蔵設備を中心とする浮体構造体が備えている機能に対してメンテナンスフリー化が求められている。そして、それらを解決する技術では、全体重心を下げて復原力を増加できるようにすることや、火災時などにおける乗員の安全性を向上することも求められている。
【００１２】
一方、海上輸送方法の一つに、プッシャーと呼ばれる自航可能な船舶と、バージと呼ばれる自航できない船舶とを連結して、バージとプッシャーが一体化した状態で、このバージの後ろ側に接続されたプッシャーの推進力と航行のための装備を使用して航行する、プッシャーバージやプッシャー・バージ一体型船体やプッシャーバージ型の集塵作業船が提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−３０１６８８号公報
【特許文献２】特開２００４−１４２６６５号公報
【特許文献３】特開２００５−１９９７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一方、本発明者は、浮体設備における、居住区や発電装置や推進プラントなどの配置を工夫して、この部分を生産・貯蔵プラント用構造体に対して着脱可能に構成して、また、台風などの荒天時等では、この居住区用構造体を係留されている生産・貯蔵プラント用構造体から切り離すことにより、居住区用構造体の分だけ、係留されている部分の全体としての浮体設備が軽くなるため係留負担を減らせるので、これまで、タレットが必須であった海域でも、スプレッドムアリングの採用が可能になって、ライザー本数を増やすことができるようになり、また、高価なタレットシステムを使用する必要がなくなり、さらに、火災発生の緊急避難時では、乗組員を収容可能な居住区を切り離すことができて、乗組員の安全性のみならず居住性も確保できるようになるとの知見を得た。
【００１５】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、浮体設備において、海象条件が厳しく、これまでの多点係留による浮体設備の保持が困難な海域においても、多点係留による浮体設備の保持が可能になり、浮体設備の火災発生時に乗組員の安全を十分に確保することができ、居住機能及び自航機能のメンテナンスが容易となる、浮体設備、浮体設備の係留方法、浮体設備のメンテナンス方法、及び、浮体設備における避難方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明の浮体設備は、居住区と生産・貯蔵プラント区に分かれている浮体設備において、居住区のある居住区用構造体を係留することなく、多点係留方式で係留されている生産・貯蔵プラント区用構造体に脱着可能に接続して設けて、前記生産・貯蔵プラント区用構造体の前記居住区用構造体を接続する第１ドッキング部側と反対側に第２ドッキング部を設け、タレット係留が必要になった場合に、前記第２ドッキング部に、タレット係留が可能なタレット設備を有する構造体若しくは船舶を接続し、係留方式をタレット方式にするように構成していることを特徴とする。
あるいは、居住区と生産・貯蔵プラント区に分かれている浮体設備において、居住区のある居住区用構造体を係留することなく、係留されている生産・貯蔵プラント区用構造体に脱着可能に接続して設けていると共に、前記居住区用構造体は自航可能な推進プラントとプロペラと舵と船橋を備えずに、前記生産・貯蔵プラント区用構造体と接続する側と反対側にドッキング部を設けていることを特徴とする。
【００１７】
なお、この浮体設備としては、その生産の対象物は原油に限らず、海底鉱物資源や再生可能エネルギー、生物資源を生産するもの等も含まれる。また、必ずしも浮体式（Ｆ）かつ生産（Ｐ）、貯蔵（Ｓ）、出荷（Ｏ）のすべての機能を持つものには限らず、例えば、洋上の設置場所への到着した後において、この浮体設備が着底されるもの、ジャケットに搭載されるもの、また、この浮体設備において、貯蔵設備（Ｓ）を持たないもの、生産機能（Ｐ）を持たないもの等も含まれる。
【００１８】
この構成によれば、台風などの荒天時においては、その事前に居住区のある居住区用構造体を生産・貯蔵プラント区用構造体から離脱させることにより、係留索で保持するものが生産・貯蔵プラント区用構造体のみとなり、荒天時における浮体設備の係留索の負担を減少することができるので、居住区用構造体が無くなって浮体設備の長さが大幅に短くなって横波に強い構成になっている効果と合わせて、荒天時における多点係留による浮体設備の保持を可能にすることができる。これにより、多点係留による係留可能な海域を広げることができる。なお、有義波高が３ｍであっても離脱できる構成にすることが望ましい。
【００１９】
また、火災発生時などの非常において、居住区ごと離脱できるので安全性を向上できる。また、発電用エンジン等のメンテナンスのために離脱してメンテナンスしたり、居住区用構造体自体を交換したりすることもできる。
【００２０】
さらに、高度な建造技術が必要な部分を居住区用構造体側に集約して、生産・貯蔵プラント用構造体側を単純な箱型船体とすることで、建造地を分けることができ、建造会社（下請け会社）の選択を広げることができる。また、汎用性がある居住区用構造体と、プロジェクト毎に大幅に装備が異なるトップサイド部を有する生産・貯蔵プラント用構造体とが脱着する構造であることで、耐用年数を別々に設定することができ、傭船レートの設定を最適化できる。
【００２１】
上記の浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体が、可燃性の物質を扱う生産設備、又は、可燃性の貨物を貯蔵する貯蔵設備を備えている構成であると、火災時などの緊急避難時に、乗組員を迅速に可燃性物質のある生産・貯蔵プラント区用構造体から居住区用構造体に避難させてから、居住区用構造体を生産・貯蔵プラント区用構造体から離脱させることで、乗組員を迅速かつ安全に避難させることができるので、特に大きな効果を発揮できる。
【００２２】
上記の浮体設備において、前記脱着可能の前記居住区用構造体が、前記居住区に加えて、発電用プラント又は推進用プラントの一方又は両方を有している構成であると、発電用エンジン等のメンテナンスのために、居住区用構造体を離脱させて、比較的穏やかな海域や建造所まで、自航又は曳航などにより移動させてメンテナンスすることができ、メンテナンス工事の効率を向上できる。なお、発電用エンジン又は発電・推進共用ディーゼルエンジンとしては、原油焚き、随伴ガス焚き、重油焚きの３元燃料仕様が望ましい。
【００２３】
また、居住区用構造体が推進用プラントを有しておらず、自航できない場合には、曳船用のタグボートなどにより、離脱後の居住区用構造体を移動させることになるが、この場合に、居住区用構造体において生産・貯蔵プラント区用構造体と接続する側と反対側に曳航用のタグボートなどを接続できるようなドッキング部を設けて、曳航用のタグボートなどとの接続作業と生産・貯蔵プラント区用構造体からの離脱作業を迅速に行うことができるようにしておくことが好ましい。
【００２４】
上記の浮体設備において、前記居住区用構造体を重量で５０００トン以上、かつ、５００００トン以下とする。この重量を５０００トン以上とする構成により、小型のプッシャーバージで一時的に浮体設備を押して航行するような構成と区別する。なお、上限は特に限定する必要はないが、仮に限定するとすれば、実用的なことを考慮して、５００００トン以下とする。
【００２５】
上記の浮体設備において、生産・貯蔵プラント区用構造体に前記居住区用構造体を接続する第１ドッキング部側と反対側に第２ドッキング部を設けている構成にすると、浮体設備の前後方向の一端側の第１ドッキング部に脱着可能な居住区用構造体を接続することができ、さらに、生産・貯蔵プラント区用構造体の他端側に予備の第２ドッキング部を設けておくことにより、大型メンテナンスや操業開始時などに、船を追加して接続することができるようになる。
【００２６】
上記の浮体設備において、前記第２ドッキング部に、追加用のトップサイド設備付構造体、又は、メンテナンス時の追加居住区を備えた構造体若しくは船舶、又は、タレット係留が可能なタレット設備を有する構造体若しくは船舶を接続している構成にすると、第２ドッキング部に追加用のトップサイド設備付構造体を接続することにより、追加用のトップサイド設備を容易に追設でき、また、メンテナンス時の追加居住区を備えた構造体若しくは船舶を接続することにより、居住区を容易に増加することができ、さらに、タレット係留が可能なタレット設備を有する構造体若しくは船舶を接続することにより、タレット係留が必要になった場合に容易にタレット係留ができるようになる。
【００２７】
上記の浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体に１０本以上５００本以下のライザー管を接続する構成としていると共に、荒天時には、前記生産・貯蔵プラント区用構造体から、前記居住区用構造体を離脱させて、前記
生産・貯蔵プラント区用構造体の係留荷重を軽減する構成としていると、ライザー管が多数ある場合には、多点係留においては、荒天時で浮体設備に加わる強風や波浪による外力に対抗するため係留索に大きな力が作用するので、係留が困難になるが、この構成とすることで、居住区用構造体を離脱させて係留している浮体設備が受ける外力を減少することができるため、多点係留方式の係留でも持ち堪えることができるようになるので、多点係留方式の係留をライザー管の多い浮体設備にも適用できるようになる。 
【００２８】
そして、上記の目的を達成するための本発明の浮体設備の係留方法は、上記の浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体のみを係留した後に、前記生産・貯蔵プラント区用構造体に前記居住区用構造体を接続することを特徴とする方法である。この浮体設備の係留方法によれば、居住区用構造体は係留していないので、生産・貯蔵プラント区用構造体の係留を済ませた後に、居住区用構造体を追加して設けることができ、工程の自由度を増すことができる。
【００２９】
そして、上記の目的を達成するための本発明の浮体設備の係留方法は、上記の推進プラントを有している浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体に前記居住区用構造体を接続して、自航して設置場所に行ってから、前記生産・貯蔵プラント区用構造体を係留することを特徴とする方法である。この浮体設備の係留方法によれば、居住区用構造体の推進プラントを利用して浮体設備を自航できるので、曳航用のタグボートなどを不要にすることができる。
【００３０】
そして、上記の目的を達成するための本発明の浮体設備のメンテナンス方法は、上記の浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体から、前記居住区用構造体を離脱させて、前記居住区用構造体に備えられた機器、装置、プラント及び、前記居住区用構造体自体のいずれか又はいくつかの組み合わせ又は全部を、メンテナンス若しくは交換することを特徴とする方法である。この浮体設備のメンテナンス方法によれば、居住区用構造体に備えられた機器、装置、プラント、及び、居住区用構造体自体を、生産・貯蔵プラント区用構造体から離れた静穏な海域又は陸上でメンテナンスすることができるので、効率よくメンテナンスすることができる。
【００３１】
そして、上記の目的を達成するための本発明の浮体設備における避難方法は、上記の浮体設備において、前記生産・貯蔵プラント区用構造体から乗組員を避難させるときに、乗組員を前記生産・貯蔵プラント区用構造体から前記居住区用構造体に避難させてから、前記居住区用構造体を前記生産・貯蔵プラント区用構造体から離脱させることで、乗組員を避難させることを特徴とする方法である。この浮体設備における避難方法によれば、居住区のある居住区用構造体ごと避難できるので、乗組員の居住性を悪化させることなく、安全に避難できる。
【発明の効果】
【００３２】
以上に説明したように、本発明の浮体設備、浮体設備の係留方法、浮体設備のメンテナンス方法、及び、浮体設備における避難方法によれば、海象条件が厳しく、これまで多点係留による浮体設備の保持が困難で、多数のライザー管を使用する必要があるために、係留方法が確立せず、そのために開発ができなかった海域においても、係留が困難な気象時には、脱着可能な居住区用構造体を離脱させて、浮体設備の係留索の係留荷重を著しく軽減させることにより、多点係留による浮体設備の保持が可能になる。その結果、多数のライザー管を使用する油田開発を可能にすることができる。
【００３３】
従って、この浮体設備によれば、これまで、数々のディスコネクタブル方式の係留が提案されてきたが、多数のライザー管とそれらにつながるトップサイドを、荒天時においても現地に残留させておくことができる初めての技術となる。
【００３４】
また、従来技術では、トップサイドや貯蔵部等の火災の危険の高い区画と居住区画が同一の浮体構造物（船体）上で隣接していたため、浮体設備で火災が発生した場合には、陸上から遠く離れた洋上であっても、乗組員は極めて小さなライフボートでの離脱を迫られることとなっていたが、この発明によれば、トップサイドや貯蔵部で火災が発生した場合に、居住区のある大型の居住区用構造体ごと離脱することが可能になるので、１００人を超える乗組員であっても十分に安全を確保しながら迅速に避難させることができる。
【００３５】
さらには、トップサイド等の対象油田に対応した設計が必要となる部分と、発電機能や居住区機能等の対象油田に関係しない汎用性の高い部分を切り分け、後者を着脱型の居住区用構造体に集約して装備することが可能になり、汎用性の高い部分の再利用を容易にし、合わせて対象油田の生産予定期間に縛られない設計寿命や償却年数の設定を可能にし、また必要に応じて造船所等に呼び戻しての整備や改造等を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の浮体設備の構成を模式的に示す浮体設備の斜視図である。
【図２】図１の浮体設備の構成を模式的に示す浮体設備の側面図である。
【図３】図１の浮体設備の構成を模式的に示す浮体設備の平面図である。
【図４】図１の浮体設備において居住区用構造体を離脱したときの様子を模式的に示す浮体設備の斜視図である。
【図５】図１の浮体設備において居住区用構造体を離脱したときの様子を模式的に示す浮体設備の側面図である。
【図６】図１の浮体設備において居住区用構造体を離脱したときの様子を模式的に示す浮体設備の平面図である。
【図７】本発明に係る第２の実施の形態の浮体設備の構成を模式的に示す浮体設備の側面図である。
【図８】図７の浮体設備の構成を模式的に示す浮体設備の平面図である。
【図９】図７の浮体設備において居住区用構造体を離脱したときの様子を模式的に示す浮体設備の側面図である。
【図１０】図７の浮体設備において居住区用構造体を離脱したときの様子を模式的に示す浮体設備の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る実施の形態の浮体設備、浮体設備の係留方法、浮体設備のメンテナンス方法、及び、浮体設備における避難方法について説明する。この実施の形態の説明では、浮体設備としてＦＰＳＯを例にして説明しているが、本発明は、必ずしも、このＦＰＳＯに限定する必要はなく、その他の浮体設備にも適用できる。
【００３８】
例えば、この浮体設備としては、その生産の対象物は原油に限らず、海底鉱物資源や再生可能エネルギー、生物資源を生産するもの等も含まれる。また、必ずしも浮体式（Ｆ）かつ生産（Ｐ）、貯蔵（Ｓ）、出荷（Ｏ）のすべての機能を持つものには限らず、例えば、洋上の設置場所への到着した後において、この浮体設備が着底されるもの、ジャケットに搭載されるもの、また、この浮体設備において、貯蔵設備（Ｓ）を持たないもの、生産機能（Ｐ）を持たないもの等も含まれる。
【００３９】
図１〜図６に示すように、本発明に係る第１の実施の形態の浮体設備１は、居住区Ｒａと生産・貯蔵プラント区Ｒｂに分かれている浮体設備１であり、この浮体設備１において、居住区４１のある居住区用構造体４０を係留することなく、この居住区用構造体４０を、係留索１６で係留されている生産・貯蔵プラント区用構造体３０に脱着可能に接続して設けているように構成される。つまり、生産・貯蔵プラント区用構造体３０の後部に第１ドッキング部１７を設けて、居住区用構造体４０がドッキングと離脱ができるように構成する。
【００４０】
なお、この浮体設備１の大きさを例示すると、例えば、軽荷重量が５０，０００トン（重量トン）程度、船体長が１６０ｍ程度、タンク部長さが１５０ｍ程度、船体幅が６０ｍ程度で、乾舷が１０ｍ程度、喫水が３４ｍ程度、船体高が４４ｍ程度である。
【００４１】
また、この浮体設備１は、浮体構造体１０とトップサイド２０とからなり、このトップサイド２０は、その一部または全部をモジュール化して、このモジュール化したトップサイドモジュール２１を浮体構造体１０の甲板（デッキ）１５に搭載して浮体設備１が建造される。
【００４２】
そして、この浮体設備１の浮体構造体１０は、浮体としての構成としての船体構造である船底部１１、船側外板部１２、前部構造部（船首部）１３、後部構造部（船尾部）１４を有している。これらの構造は、従来技術と同じである。また、トップサイド２０は、プロセスとも呼ばれる生産設備であり、油処理設備、ガス処理設備、水処理設備、発電設備、コントロールシステム等の主要な機器で構成されている。
【００４３】
この浮体設備１は、係留索１６で洋上の設置地点に係留されているが、この係留索１６は、トップサイド２０を構成するトップサイドモジュール２１を搭載している生産・貯蔵プラント区用構造体３０だけに設けられ、居住区用構造体４０には設けない構成としている。これにより、脱着可能に接続して設けている居住区用構造体４０が、生産・貯蔵プラント区用構造体３０から分離して離脱する際に、係留索１６による拘束を解除する手間と時間を不要にする。
【００４４】
また、この居住区用構造体４０は、プッシャーバージで一時的に浮体設備を押して航行するような構成とは異なり、プッシャーバージとは異なるものである。この居住区用構造体４０の重量や居住区４１の人員の定数を特に限定する必要はないが、単に、プッシャーバージとの差異を明確にしておくために、あえて言えば、この浮体設備１では、居住区用構造体４０を重量で５０００トン以上とする。また、居住区４１に居住する人員の定数は２０人以上とする。なお、この居住区用構造体４０の重量の上限や居住区４１の人員の定数の上限も特に限定する必要はないが、仮に限定するとすれば、実用的なことを考慮して、５００００トン以下及び３００人以下とする。
【００４５】
さらに、この浮体設備１において、脱着可能の居住区用構造体４０が、居住区４１に加えて、図示しないが、発電用プラント、推進用プラント、舵取装置などの航海用装置を、この居住区４１を搭載している浮体構造体（船体）４２の内部に備えると共に、浮体構造体４２の外部には自航用のプロペラ（推進器）４３と舵４４を備えている。また、居住区４１には航海用の船橋４１ａを備えている。つまり、この実施の形態では、居住区用構造体４０は、居住区４１の居住環境を維持できる機能と自航できる機能を備えて構成されている。
【００４６】
これにより、発電用エンジン等のメンテナンスのために、居住区用構造体４０を離脱させて、比較的穏やかな海域や建造所まで、自航により移動させてしてメンテナンスすることができるようになる。なお、発電用エンジン又は発電・推進共用ディーゼルエンジンとしては、原油焚き、随伴ガス焚き、重油焚きの３元燃料仕様が望ましい。
【００４７】
また、この浮体設備１において、生産・貯蔵プラント区用構造体３０が、可燃性の物質を扱う生産設備、又は、可燃性の貨物を貯蔵する貯蔵設備を備えているように構成されている場合には、火災時などの緊急避難時に迅速に乗組員を可燃性物質のある生産・貯蔵プラント区用構造体３０から居住区用構造体４０に避難させてから、居住区用構造体４０を生産・貯蔵プラント区用構造体３０から分離して離脱させることで、乗組員を迅速かつ安全に避難させることができ、大きな効果を発揮できる。
【００４８】
この構成によれば、台風などの荒天時においては、その事前に居住区のある居住区用構造体４０を生産・貯蔵プラント区用構造体３０から離脱させることにより、係留索で保持するものが生産・貯蔵プラント区用構造体３０のみとなり、荒天時における浮体設備１の係留索１６の負担を減少することができる。そのため、居住区用構造体３０が無くなって浮体設備１の長さが大幅に短くなっていて横波に強い構成になっている効果と合わせて、荒天時における多点係留による浮体設備の保持を可能にすることができる。これにより、多点係留による係留可能な海域を広げることができる。なお、有義波高が３ｍであっても離脱できる構成にしておくことが望ましい。
【００４９】
また、火災発生時などの非常において、居住区ごと離脱できるので安全性を向上できる。また、発電用エンジン等のメンテナンスのために離脱してメンテナンスしたり、居住区用構造体４０自体を交換したりすることもできる。
【００５０】
さらに、高度な建造技術が必要な部分を居住区用構造体４０側に集約して、生産・貯蔵プラント用構造体３０側を単純な箱型船体とすることで、建造地を分けることができ、建造会社（下請け会社）の選択を広げることができる。また、汎用性がある居住区用構造体４０とプロジェクト毎に大幅に装備が異なるトップサイド部を有する生産・貯蔵プラント用構造体３０とが脱着する構造であることで、耐用年数を別々に設定することができ、傭船レートの設定を最適化できる。
【００５１】
さらに、図２及び図３、図５及び図６に示すように、浮体設備１において、生産・貯蔵プラント区用構造体３０に居住区用構造体４０を接続する第１ドッキング部１７側と反対側に第２ドッキング部１８を設けている構成とすると、浮体設備１の前後方向の一端側の第１ドッキング部１７に脱着可能な居住区用構造体４０を接続することができ、さらに、生産・貯蔵プラント区用構造体３０の他端側に予備の第２ドッキング部１８を設けておくことにより、大型メンテナンスや操業開始時などに、船を追加して接続することができるようになる。
【００５２】
この浮体設備１において、第２ドッキング部１８に、追加用のトップサイド設備付構造体５０、又は、図示しないが、メンテナンス時の追加居住区を備えた構造体若しくは船舶、又は、タレット係留が可能なタレット設備を有する構造体若しくは船舶を接続していると、第２ドッキング部１８に追加用のトップサイド設備付構造体５０を接続することにより、追加用のトップサイド設備を容易に追設でき、また、図示しないが、メンテナンス時の追加居住区を備えた構造体若しくは船舶を接続することにより、居住区を容易に増加することができ、さらに、タレット係留が可能なタレット設備を有する構造体若しくは船舶を接続することにより、タレット係留が必要になった場合に容易にタレット係留ができるようになる。
【００５３】
さらに、浮体設備１において、生産・貯蔵プラント区用構造体３０を多点係留方式で係留するとともに１０本以上５００本以下のライザー管（図示しない）を接続して構成する。そして、荒天時には、生産・貯蔵プラント区用構造体３０から、居住区用構造体４０を離脱させて、生産・貯蔵プラント区用構造体３０の係留荷重を軽減する構成とする。
【００５４】
このようにライザー管が多数ある場合には、多点係留においては、荒天時で浮体設備１に加わる強風や波浪による外力に対抗するため係留索１６に大きな力が作用するので、係留が困難になるが、この構成とすることで、居住区用構造体４０を離脱させて係留している浮体設備１が受ける外力を減少することができるため、多点係留方式の係留でも持ち堪えることができるようになるので、多点係留方式の係留をライザー管の多い浮体設備１にも適用できるようになる。
【００５５】
なお、ライザー管の数は浮体設備１のプロジェクトに応じて変化するので、特に特定する必要はないが、１０本以上の多数のライザー管を接続している場合の、本発明の浮体設備１の効果が大きくなる。上限は特に限定する必要はないが、強いて限定するとすれば、実用を考慮して５００本以下である。
【００５６】
この浮体設備１のより詳細な構造に関しては、例えば、前方から順に、第２ドッキング部（予備ドッキング部）１８と貯蔵タンクアクセス部分を備えた甲板１５の部分、随伴ガス処理設備と再注入用コンプレッサーを備えたトップサイドモジュール２１を搭載した部分、原油分離設備と薬剤注入設備とを備えたトップサイドモジュール２１を搭載した部分、貯蔵タンクアクセス部と汎用取り回しスペースを備えた甲板１５の部分、原油随伴海水処理設備と再注入設備とを備えたトップサイドモジュール２１を搭載した部分、配電盤室を備えたトップサイドモジュール２１を搭載した部分、第１ドッキング部１７と貯蔵タンクアクセス部分を備えた甲板１５の部分、及び、脱着式の居住区・発電プラント、推進プラントを備えて、居住区用構造体４０とから構成される構造が例示される。
【００５７】
次に、図７〜図１０を参照しながら、第２の実施の形態の浮体設備１Ａについて説明する。この第２の実施の形態の浮体設備１Ａでは、第１の実施の形態の浮体設備１と同様に、この浮体設備１Ａは、居住区Ｒａと生産・貯蔵プラント区Ｒｂに分かれている浮体設備１Ａであり、この浮体設備１Ａにおいて、居住区４１のある居住区用構造体４０Ａを、係留索１６で係留されている生産・貯蔵プラント区用構造体３０に脱着可能に接続して設けている点では、第１の実施の形態の浮体設備１と同じである。
【００５８】
この第２の実施の形態の浮体設備１Ａは、居住区用構造体４０Ａの浮体構造体４２に居住区４１を搭載しているが、居住区用構造体４０Ａが自航可能な推進プラントやプロペラ屋や舵や船橋を備えていない点で異なる。つまり、この居住区用構造体４０Ａは、自航できないので、タグボート（曳船）６０の力を借りて、生産・貯蔵プラント区用構造体３０から離脱したり、ドッキングしたりする。
【００５９】
また、このように、居住区用構造体４０Ａが推進用プラントを有しておらず、自航できない場合には、曳船用のタグボート６０などにより、離脱後の居住区用構造体４０Ａを移動させることになるが、この場合に、居住区用構造体４０Ａにおいて生産・貯蔵プラント区用構造体３０と接続する側と反対側に曳航用のタグボート６０などを接続できるようなドッキング部（図示しない）を設けて、曳航用のタグボート６０などとの接続作業と生産・貯蔵プラント区用構造体３０からの離脱作業を迅速に行うことができるようにしておくことが好ましい。
【００６０】
また、この曳航用のタグボート６０などとドッキングして一体化可能な構成にすると、離脱後の居住区用構造体４０Ａのみでは縦傾斜や縦揺れに対して不安定な構造であっても、曳航用のタグボート６０などと一体化することにより、縦傾斜や縦揺れにおける安定性を確保し易くなるので、居住区用構造体４０Ａの設計の自由度を増すことができる。
【００６１】
そして、本発明の実施の形態の浮体設備の係留方法は、上記の浮体設備１、１Ａにおいて、生産・貯蔵プラント区用構造体３０のみを係留した後に、生産・貯蔵プラント区用構造体３０に居住区用構造体４０、４０Ａを接続することを特徴とする方法である。この浮体設備の係留方法によれば、居住区用構造体４０、４０Ａは係留していないので、火災時などの緊急避難が必要な時に迅速に居住区用構造体４０、４０Ａを生産・貯蔵プラント区用構造体３０から離脱させて、居住区用構造体４０、４０Ａを安全な場所まで自航又は曳航することができる。
【００６２】
また、本発明の実施の形態の浮体設備の係留方法は、上記の推進プラントを備えた浮体設備１において、生産・貯蔵プラント区用構造体３０に居住区用構造体４０、４０Ａを接続して、自航して設置場所に行ってから、生産・貯蔵プラント区用構造体３０を係留することを特徴とする方法である。この浮体設備の係留方法によれば、居住区用構造体４０、４０Ａの推進プラントを利用して浮体設備１を自航できるので、曳航用のタグボート６０などを不要にすることができる。
【００６３】
また、本発明の実施の形態の浮体設備のメンテナンス方法は、上記の浮体設備１、１Ａにおいて、生産・貯蔵プラント区用構造体３０から、居住区用構造体４０、４０Ａを離脱させて、居住区用構造体４０、４０Ａに備えられた機器類、装置類、プラント類、及び、居住区用構造体４０、４０Ａ自体のいずれか又はいくつかの組み合わせ又は全部を、メンテナンス若しくは交換することを特徴とする方法である。この浮体設備のメンテナンス方法によれば、居住区用構造体４０、４０Ａに備えられた機器類、装置類、プラント類、及び、居住区用構造体４０、４０Ａ自体を、生産・貯蔵プラント区用構造体３０から離れた海域又は陸上でメンテナンスすることができるので、効率よくメンテナンスすることができる。
【００６４】
また、本発明の実施の形態の浮体設備における避難方法は、上記の浮体設備１、１Ａにおいて、生産・貯蔵プラント区用構造体３０から乗組員を避難させるときに、乗組員を生産・貯蔵プラント区用構造体３０から居住区用構造体４０、４０Ａに避難させてから、居住区用構造体４０、４０Ａを生産・貯蔵プラント区用構造体３０から離脱させることで、乗組員を避難させることを特徴とする方法である。この浮体設備における避難方法によれば、居住区４１のある居住区用構造体４０、４０Ａごと避難できるので、乗組員の居住性を悪化させることなく、安全に避難できる。
【００６５】
そして、上記のような本発明の実施の形態の浮体設備１、１Ａ、浮体設備の係留方法、浮体設備のメンテナンス方法、及び、浮体設備における避難方法によれば、海象条件が厳しく、これまで多点係留による浮体設備の保持が困難で、多数のライザー管を使用する必要があるために、係留方法が確立せず、そのために開発ができなかった海域においても、係留が困難な気象時には、着脱可能な居住区用構造体４０、４０Ａを離脱させて、浮体設備１、１Ａの係留索１６の係留荷重を著しく軽減させることにより、多点係留による浮体設備１、１Ａの保持が可能になる。その結果、多数のライザー管を使用する油田開発を可能にすることができる。
【００６６】
従って、この浮体設備１、１Ａによれば、これまで、数々のディスコネクタブル方式の係留が提案されてきたが、多数のライザー管とそれらにつながるトップサイドを、荒天時においても現地に残留させておくことができる初めての技術となる。
【００６７】
また、従来技術では、トップサイドや貯蔵部等の火災の危険の高い区画と居住区画が同一の浮体構造物（船体）上で隣接していたため、浮体設備１、１Ａで火災が発生した場合には、陸上から遠く離れた洋上であっても、乗組員は極めて小さなライフボートでの離脱を迫られることとなっていたが、上記によれば、トップサイド２０や貯蔵部で火災が発生した場合に居住区４１のある大型の居住区用構造体４０、４０Ａごと離脱することが可能になるので、１００人を超える乗組員であっても十分に安全を確保しながら迅速に避難させることができる。
【００６８】
さらには、トップサイド等の対象油田に対応した設計が必要となる部分と、発電機能や居住区機能等の対象油田に関係しない汎用性の高い部分を切り分け、後者を着脱型の居住区用構造体４０、４０Ａに集約して装備することが可能になり、汎用性の高い部分の再利用を容易にし、合わせて対象油田の生産予定期間に縛られない設計寿命や償却年数の設定を可能にし、また必要に応じて造船所等に呼び戻しての整備や改造等を可能にすることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１、１Ａ  浮体設備
１０  浮体構造体
１１  船底
１２  船側外板
１３  前部構造（船首部）
１４  後部構造（船尾部）
１５  甲板
１６  係留索
１７  第１ドッキング部
１８  第２ドッキング部
２０  トップサイド
２１  トップサイドモジュール
３０  生産・貯蔵プラント区用構造体
４０、４０Ａ  居住区用構造体
４１  居住区
４２  浮体構造物
５０  追加用のトップサイド設備付構造体
６０  タグボート
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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