(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ組立体を生成する方法であって、
パイプ端部材に複数の係留索を固定するステップと、
複数のパイプセグメントのうちの１つのパイプセグメントを、前記パイプセグメントのパイプ外壁の複数の位置で前記複数の係留索に摺動可能に連結するステップと、
次のパイプセグメントを前のパイプセグメントに融着して前記パイプ組立体を延ばし、
前記複数の係留索を延ばして前記パイプ端部材及び前記パイプ組立体を下げる
ことにより、所望の長さのパイプ組立体を形成するために、前記複数のパイプセグメントを延ばすステップと、
前記複数のパイプセグメントを延ばす前記ステップを反復するステップと、
前記複数の係留索を前記パイプ外壁の周りのそれぞれの切り欠き部に配置し、前記複数の係留索を前記切り欠き部内に維持するためにバンドを前記パイプセグメントの周りに配置することにより、前記パイプセグメントのうちの少なくともいくつかを前記パイプセグメントのうちの前記少なくともいくつかのそれぞれのパイプ外壁の複数の位置で前記複数の係留索に摺動可能に連結するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記パイプ端部材はパイプセグメントを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パイプ端部材を、前記パイプ端部材に下向きの力を加えるように構成された物体に連結するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パイプ端部材は、前記パイプ端部材の周りで周方向に離間した複数の突起を含み、前記複数の係留索の各係留索は、対応する突起に固定されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の係留索を延ばして前記パイプ端部材及び前記パイプ組立体を下げるステップは、円筒構造を通して前記パイプ組立体を下げるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記次のパイプセグメントを前記前のパイプセグメントに融着するステップは、電気融着によって前記次のパイプセグメントを前記前のパイプセグメントに融着するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記次のパイプセグメントを前記前のパイプセグメントに融着するステップは、突き合わせ融着によって前記次のパイプセグメントを前記前のパイプセグメントに融着するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
各係留索は、複数のウインチのうちの対応するウインチによって制御され、前記複数の係留索を延ばすことによって前記パイプ端部材及び前記パイプ組立体を下げるステップは、前記対応する複数のウインチによって前記複数の係留索を同期して延ばすことにより、前記パイプ端部材及び前記パイプ組立体を下げるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記対応する複数のウインチによって前記係留索を同期して延ばすことにより、前記パイプ端部材及び前記パイプ組立体を下げるステップは、前記対応する複数のウインチによって前記複数の係留索を同期して延ばすことにより、プラットホームに形成された開口を通して前記パイプ端部材及び前記パイプ組立体を下げるステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記パイプ組立体はポリエチレンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記パイプ組立体はポリエチレンを主成分とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
各係留索は、高弾性率ポリエチレンを含むロープを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パイプ組立体は約３メートル（約９フィート）を上回る直径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
それぞれの各パイプセグメントのパイプ外壁の複数の位置で前記複数の係留索に各パイプセグメントを摺動可能に連結するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
主開口を形成しているプラットホームと、
パイプセグメントを互いに対して融着するように構成された融着ステーションであって、前記パイプセグメントは、前記パイプセグメントのパイプ外壁で複数の係留索に摺動可能に連結されるように構成された、融着ステーションと、
前記プラットホームに対して連結され、前記複数の係留索のそれぞれの係留索を送り出すように構成された複数のウインチと、
パイプ組立体であって、前記パイプ組立体は、前記係留索に摺動可能に連結され、前記プラットホームの下方に延びる、複数の融着されたパイプセグメントを含み、前記融着されたパイプセグメントのうちの少なくともいくつかはそれぞれの前記融着されたパイプセグメントの前記パイプ外壁の周りに配置された複数の切り欠き部を含み、前記複数の係留索の各係留索は前記複数の切り欠き部のうちの１つに配置され、前記複数の係留索を前記切り欠き部内に摺動可能に維持するためにそれぞれの前記融着されたパイプセグメントの周りにバンドが配置された、パイプ組立体と
を含む、深海構造体。
【請求項１６】
前記ウインチは、前記主開口の周囲で互いに実質的に等距離に離間して配置される、請求項１５に記載の深海構造体。
【請求項１７】
前記パイプセグメントはポリエチレンを含む、請求項１５に記載の深海構造体。
【請求項１８】
前記パイプセグメントはポリエチレンを主成分とする、請求項１５に記載の深海構造体。
【請求項１９】
前記それぞれの係留索は、高弾性率ポリエチレンを含むロープを含む、請求項１５に記載の深海構造体。
【請求項２０】
前記パイプセグメントは約３メートル（約９フィート）を上回る直径を有する、請求項１５に記載の深海構造体。
【請求項２１】
複数の係留索と、
前記複数の係留索に固定されたパイプ端部材と、
複数の融着されたパイプセグメントであって、前記パイプセグメントのうちの少なくともいくつかは、前記パイプセグメントのそれぞれのパイプ外壁の複数の位置で前記係留索に摺動可能に連結され、前記融着されたパイプセグメントのうちの少なくともいくつかはそれぞれの前記融着されたパイプセグメントの前記パイプ外壁の周りに実質的に等距離に配置された複数の切り欠き部を含み、前記複数の係留索の各係留索は前記複数の切り欠き部のうちの１つに配置され、前記複数の係留索を前記切り欠き部内に維持することによって、前記係留索に対して前記パイプセグメントを摺動可能に連結するためにそれぞれの前記融着されたパイプセグメントの周りにバンドが配置された、複数の融着されたパイプセグメントと
を含む、パイプ組立体。
【請求項２２】
前記パイプセグメントはポリエチレンを主成分とする、請求項２１に記載のパイプ組立体。
【請求項２３】
各係留索は、高弾性率ポリエチレンを含むロープを含む、請求項２１に記載のパイプ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１４年１２月１９日出願の米国特許出願第１４／５７７，２３７号明細書（「ＣＯＬＤ  ＷＡＴＥＲ  ＰＩＰＥ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＦＯＲ  ＯＣＥＡＮ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＥＮＥＲＧＹ  ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ」）の優先権と利益を主張し、その開示全体が本願明細書に援用される。
【０００２】
実施形態は、概して、深海環境での冷水パイプの生成に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気エネルギーの再生可能資源として、海洋熱エネルギー変換（ＯＴＥＣ）への関心が高まっている。ＯＴＥＣは、海洋の自然な温度勾配を使用して電力を作る。表面水が暖かく、深海が冷たい地理的領域では、温度差を利用して蒸気サイクルを駆動し、それにより、タービンを回転させて電力を生じ得る。暖かい海洋表面水は、熱交換器を通過し、低沸点の作動流体を蒸発させてタービン発電機を駆動し、それにより電気を生じる。残念ながら、ＯＴＥＣでの課題の１つは、深海から海面まで大量の水をくみ上げることができる必要のある冷水パイプ（ＣＷＰ）を必要とすることである。
【０００４】
ＯＴＥＣにおいて使用されるＣＷＰは、直径４メートル（ｍ）以上で長さ１０００ｍ超の大直径のパイプであることが多い。ＣＷＰは、パイプの複数の小さいセグメントを連結して所望の長さのＣＷＰを形成することにより、現場で造り上げることが多い。ＣＷＰは、波によって引き起こされる動き（ＷＩＭ）の周期的な歪み、ＷＩＭの軸方向座屈、渦によって引き起こされる振動（ＶＩＶ）の周期的な歪み、プラットホームの回転、クランプウェイトの軸方向力などを含む、様々な環境的影響力に耐えることができる必要がある。また、深海環境では、予測できない過酷な天候の脅威が常に存在することに起因して、ＣＷＰは、ＣＷＰの製作、組立て、及び展開の期間中、暴風雨によって引き起こされる力に耐えることができるように設計される。一般に、ＣＷＰに加わるこれらの引き起こされた力は、ＣＷＰが海洋に設置された後に小さくなる。ＣＷＰは、設置及び／又は作業中に直面する、又は直面し得る様々な力に適合するように、ガラス繊維及び／又は炭素繊維の複合材で作製されることが多い。そのようなＣＷＰは高価であり、建設及び設置するのに時間がかかる。例えば、そのようなＣＷＰを建設及び設置するには９０日以上かかり得る。過酷な天候の事象は、製作期間中、ＣＷＰ構造により大きい力を引き起こすことが示されているため、これらの展開時間が長いことにより、ＣＷＰが過酷な天候の事象に直面し、それらに耐えなければならない可能性を高める。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
いくつかある特徴の中で特に、実施形態は、ポリエチレンの熱可塑性物質を含む複数のパイプセグメントを含む冷水パイプ（ＣＷＰ）組立体に関する。パイプセグメントは、互いに結合され、パイプセグメントのパイプ壁の複数の位置で複数の係留索に摺動可能に連結される。実施形態は、従来のＣＷＰよりも実質的に短い時間で、実質的にコストを削減し、リスクを低下させてＣＷＰの生成を容易にする。
【０００６】
一実施形態では、パイプ組立体を生成する方法が提供される。複数の係留索は、パイプ端部材に固定される。複数のパイプセグメントのうちの１つのパイプセグメントは、パイプセグメントのパイプ壁の複数の位置で複数の係留索に対して摺動可能に連結される。次のパイプセグメントを前のパイプセグメントに結合してパイプ組立体を延ばし、複数の係留索を延ばしてパイプ端部材及びパイプ組立体を下げることにより、所望の長さのパイプ組立体を形成するために複数のパイプセグメントが反復して延ばされる。パイプセグメントのうちの少なくともいくつかは、パイプセグメントのうちの少なくともいくつかのそれぞれのパイプ壁の複数の位置で複数の係留索に対して摺動可能に連結される。
【０００７】
一実施形態では、パイプ端部材はパイプセグメントを含む。一実施形態では、パイプ端部材は、パイプ端部材に下向きの力を加えるように構成されたクランプウェイトなどの物体に連結される。一実施形態では、パイプ端部材は、パイプ端部材の周りで半径方向に離間した複数の突起を含む。複数の係留索の各係留索は、対応する突起に固定される。
【０００８】
一実施形態では、次のパイプセグメントは、電気融着によって前のパイプセグメントに結合される。別の実施形態では、次のパイプセグメントは、突き合わせ融着によって前のパイプセグメントに結合される。
【０００９】
一実施形態では、各係留索は、複数のウインチのうちの対応するウインチによって制御される。パイプ端部材及びパイプ組立体は、複数の係留索を対応する複数のウインチと同期して延ばすことにより下げられる。
【００１０】
一実施形態では、パイプ組立体はポリエチレンの熱可塑性物質を含む。一実施形態では、各係留索は、高弾性率ポリエチレンを含むロープを含む。
【００１１】
別の実施形態では、深海構造体が提供される。深海構造体は、主開口を形成しているプラットホームを含む。パイプセグメント融着機構は、パイプセグメントを互いに対して融着するように構成される。パイプセグメントは、複数の係留索に摺動可能に連結されるように構成される。複数のウインチは、プラットホームに連結され、複数の係留索のそれぞれの係留索を送り出すように構成される。深海構造体は、係留索に摺動可能に連結され、プラットホームの下方に延びる、複数の融着されたパイプセグメントを含むパイプ組立体を含む。
【００１２】
一実施形態では、ウインチは、主開口の周囲で互いに実質的に等距離に離間して配置される。
【００１３】
別の実施形態では、パイプ組立体が提供される。パイプ組立体は、複数の係留索に固定されたパイプ端部材と、複数の結合されたパイプセグメントとを含む。パイプセグメントのうちの少なくともいくつかは、パイプセグメントのそれぞれのパイプ壁の複数の位置で係留索に対して摺動可能に連結される。
【００１４】
当業者は、添付図面と併せて、以下の好ましい実施形態の詳細な説明を読んだ後、本開示の範囲を認識し、その追加的な態様に気付くであろう。
【００１５】
本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付図面は、本開示のいくつかの態様を示し、説明と一緒に、本開示の原理を説明する働きをする。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施形態による深海構造体及び組立てられた冷水パイプ（ＣＷＰ）組立体の斜視図である。
【図２】一実施形態によるパイプ組立体の組立てを示す図である。
【図３】深海構造体の係留固定ステーションを示す図である。
【図４】一実施形態によるパイプセグメント及びパイプ端部材を示す図である。
【図５Ａ】深海構造体が海底に対して係留され得る、係留機構を示す図である。
【図５Ｂ】深海構造体が海底に対して係留され得る、異なる係留機構を示す図である。
【図５Ｃ】深海構造体が海底に対して係留され得る、他の異なる係留機構を示す図である。
【図６】一実施形態による水撃減衰構造５８を示す図である。
【図７】別の実施形態による深海構造体の斜視図である。
【図８】一実施形態によるパイプ組立体を生成する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
下記で説明する実施形態は、当業者が実施形態を実施できるようにするために必要な情報を説明し、実施形態を実施する最良の態様を示す。添付図面に照らして以下の説明を読むと、当業者は、本開示の概念を理解し、本明細書では特に述べなかったこれらの概念の適用例を認識する。これらの概念と適用例は、本開示及び添付の特許請求の範囲内に入ること理解すべきである。
【００２５】
本明細書で説明するいずれのフローチャートも、必然的に、説明のためにある順序で説明されるが、別段の明白な指示がない限り、実施形態は任意の特定の順序のステップに限定されない。本明細書では、要素と併せた序数は、単に、「第１のパイプセグメント」、「次のパイプセグメント」など、それがなければ同様又は同一の名称のものと思えるものを区別するためのものであり、本明細書で特に指定のない限り、優先順位、タイプ、重要性、又は他の属性を暗示するものではない。本明細書では、数値と併せた用語「約」は、その数値を１０パーセント上回るか、又は１０パーセント下回る範囲内にある任意の値を意味する。
【００２６】
いくつかある特徴の中で特に、実施形態は、ポリエチレンの熱可塑性物質を含む複数のパイプセグメントを含む冷水パイプ（ＣＷＰ）組立体に関する。パイプセグメントは互いに結合され、パイプセグメントのパイプ壁の複数の位置で複数の係留索に摺動可能に連結され、パイプセグメントが係留索に対して摺動できるようにする。実施形態は、従来のＣＷＰよりも実質的に短い時間で実質的に少ないコストでのＣＷＰの生成を容易にする。
【００２７】
図１は、一実施形態による、深海構造体１０及び組立てられた冷水パイプ組立体１２の斜視図である。深海構造体１０は、いくつかの、この例では４本の浮揚柱１６−１〜１６−４によって支持されているプラットホーム１４を含む。
【００２８】
深海構造体１０は円筒構造１８を含んでもよく、円筒構造は、生成の期間中と動作中の両方において、パイプ組立体１２の上部を取り囲んで、パイプ組立体１２の上部を、深海よりも比較的大きい海洋の表面における海洋の力から保護する。円筒構造１８は、海洋中へ所望の距離だけ延ばし得る。いくつかの実施形態では、円筒構造１８は、約１００メートルの深さまで延ばす。円筒構造１８は、パイプ組立体１２からの負荷に反応してそれらを吸収するように設計され得る。一実施形態では、これは、円筒構造１８とパイプ組立体１２との間にゲル袋を配置することなどにより、弾力材を使用して行われ得る。いくつかの実施形態では、円筒構造１８は複合材料を含み得る。いくつかの実施形態では、円筒構造１８は、パイプ組立体１２の剛性に適合する材料で作製され得る。
【００２９】
パイプ組立体１２は、非限定的な例として、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのポリエチレンの熱可塑性物質製の複数のパイプセグメント２０から形成される。各パイプセグメント２０は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）１００樹脂を、折り畳み可能な鋼マンドレルの周りにらせん状に巻回させることにより作製され得る。いくつかの実施形態では、パイプセグメント２０は、ポリエチレンの熱可塑性物質を主成分とし、ガラス繊維などの他の化合物はほとんど又は全く成分としない。他の実施形態では、パイプセグメント２０はガラス繊維を含んで剛性を高める。一実施形態では、パイプセグメント２０は、約２０％のガラス繊維を含む。
【００３０】
パイプ組立体１２は複数の係留索２２を含み、係留索は、一方の端部でパイプ組立体１２のパイプ端部材２４に、もう一方の端部で、プラットホーム１４に対して配置されるそれぞれのウインチ２６に連結される。一実施形態では、ウインチ２６は、プラットホーム１４に形成された主開口２８の周りで互いに実質的に等距離に離間して配置される。
【００３１】
一実施形態では、係留索２２は、好ましくは、非限定的な例として、Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ  ＤＳＭ  Ｎ．Ｖ．（Ｈｅｔ  Ｏｖｅｒｌｏｏｎ  １、６４１１  ＴＥ  Ｈｅｅｒｌｅｎ、ｔｈｅ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓに設立された会社）から入手可能なＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）ＳＫ７８、Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標）ＳＫ７５、Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標）ＤＭ２０などの高弾性率ポリエチレン（ＨＭＰＥ）ロープを含む。実施形態は、係留索２２を用いて、そうでなければパイプセグメント２０が負担するであろう力の大部分を引き受けてそれをパイプセグメント２０からなくし、パイプセグメント２０が、一般にＣＷＰが直面する様々な力にそうでなければ耐える必要がないＨＤＰＥなどの材料を含むことができるようにする。このようにして、パイプセグメント２０は、深海からパイプ組立体１２を通して水をポンプでくみ上げる間に生成される吸引力に耐えるのに十分である必要があるのみとなる。ほぼ全体的にＨＤＰＥで作製されたパイプセグメント２０を使用することにより、電気融着及び／又は突き合わせ融着などの結合技術を使用して、パイプ組立体１２の比較的迅速な構築を可能にする。係留索２２は、必要な強度をもたらすのに十分である好適な直径であり得る。一実施形態では、係留索２２は直径約４インチであり得る。
【００３２】
パイプ組立体１２は、パイプ組立体１２に張力を生じ、パイプ組立体１２の上部において曲げモーメントを低減させるクランプウェイト３０などの物体に連結される。クランプウェイト３０は、所望の張力を生じるのに十分である任意の好適な錘を含み得る。一実施形態では、クランプウェイト３０の重量は約５００トンである。パイプ組立体１２の長さは１０００メートル超であり得る。
【００３３】
動作中、比較的冷たい水がパイプ端部材２４においてパイプ組立体１２に取り入れられ、パイプ組立体１２を通してプラットホーム１４に向かって上方へポンプでくみ上げられる。マニホールド３２などの導管又は通路を用いて、ＯＴＥＣプロセスの一部として、水をパイプ組立体１２から１つ以上の所望の目的地へ送り得る。図１に示すいくつかの特徴を曖昧にしないようにするために、マニホールド３２は、そのような１つ以上の所望の目的地への接続部を備えた状態で図示されていない。
【００３４】
図２は、一実施形態によるパイプ組立体１２の組立てを示す図である。円筒構造１８は切り欠き図で示されて、円筒構造１８内にあるパイプ組立体１２の部分を示している。一実施形態では、複数のパイプセグメント２０−Ａが互いに結合されて、パイプセグメント２０−Ｂを形成し得る。複数のパイプセグメント２０−Ａは、任意の所望の方法によって互いに結合され得る。一実施形態では、パイプセグメント２０−Ａは、電気融着プロセスを用いて一緒に結合される。別の実施形態では、パイプセグメント２０−Ａは、突き合わせ融着プロセスを用いて一緒に結合される。パイプセグメント２０−Ｂは、プラットホーム１４に隣接する表面上、例えば船（図示せず）上で形成されても、陸上で形成されてプラットホーム１４に浮かせても、又はプラットホーム１４上で形成されてもよい。パイプ組立体１２の組立てに先立ち、必要な数のパイプセグメント２０−Ｂが形成され、パイプ組立体１２の組立て中に形成される必要がある接合部の数を大幅に削減し、パイプ組立体１２を建設するために必要な時間を大幅に削減し得る。
【００３５】
パイプセグメント２０−Ｂは、クレーン（図示せず）などによって持ち上げられ、パイプ組立体１２に対して向きが決定され、パイプ組立体１２に結合されて、パイプセグメント２０−Ｂの長さの分だけパイプ組立体１２を延ばす。本明細書において下記で詳細に説明するように、パイプセグメント２０−Ｂは、パイプセグメント２０−Ｂのパイプ壁の複数の位置で係留索２２に対して摺動可能に連結され、パイプセグメント２０−Ｂが係留索２２に対して摺動できるようにする。ウインチ２６は、同期して係留索を２２送り出して、パイプ端部材２４及びパイプ組立体１２を海洋のより深くへ下げて、係留索２２に加わる張力を維持して、海流に起因する撓みを制限するようにする。いくつかの実施形態では、ウインチ２６と併用してうねり補償装置を用いて、波と海洋の動きに起因する動きを補償し得る。クランプウェイト３０は、十分な重量をもたらして、係留索２２が送り出されるときにパイプ端部材２４及びパイプ組立体１２を海底の方へ引っ張る。その後、次のパイプセグメント２０−Ｂがパイプ組立体１２の上部に追加される。このプロセスは、パイプ組立体１２が所望の長さになるまで反復して繰り返され得る。
【００３６】
組立て、配置後、係留索２２はウインチ２６から切り離されて、プラットホーム１４上の接続点に接続され得る。いくつかの実施形態では、必要な場合にはパイプ組立体１２の複数のセクションを維持又は交換するために後で使用するために、プラットホーム１４上にウインチ２６を維持することが望ましいことができる。
【００３７】
一例では、各パイプセグメント２０−Ａは、約４メートルの内径を有し、約１８フィートの長さである。６個のパイプセグメント２０−Ａがプラットホーム上で又は陸上で一緒に結合されて、長さ１０８フィートのパイプセグメント２０−Ｂを形成する。これを３１回繰り返し、３１個のパイプセグメント２０−Ｂを形成する。その後、３１個のパイプセグメント２０−Ｂをプラットホーム１４の近くに浮かせるか、又は他の方法で輸送する。第１のパイプセグメント２０−Ｂは、クレーンによって持ち上げられて、主開口２８の上方に方向を定めて配置される。第１のパイプセグメント２０−Ｂは、プラットホーム１４上の融着ステーション（図示せず）においてパイプ端部材２４に連結される。一実施形態では、各パイプセグメント２０は環状の肥厚壁部分を含み、そこでは、パイプセグメント２０が別のパイプセグメント２０に結合して、パイプ組立体１２に追加的な円環剛性（ｒｉｎｇ  ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）をもたらし、座屈による潰れに抵抗する。
【００３８】
融着ステーションは、パイプセグメント２０−Ｂとパイプ組立体１２との位置合わせを容易にし、それぞれの融着プロセスと電力源に十分な力をもたらす。
【００３９】
いくつかの実施形態では、パイプ端部材２４は、係留索２２を連結するために、パイプ端部材２４の外面の周りで半径方向に離間した複数の突起を備えるパイプセグメント２０−Ａであり得る。他の実施形態では、パイプ端部材２４は、ステンレス鋼又はアルミニウムなどの構造的に剛性の材料で作製され得る。
【００４０】
この例では、パイプ端部材２４及びパイプセグメント２０−Ｂは、係留索２２を送り出すことにより、円筒構造１８内を通して下げられる。パイプ端部材２４及びパイプセグメント２０−Ｂが下げられるとき、パイプ端部材２４及びパイプセグメント２０−Ｂは、係留索２２をパイプセグメント２０−Ｂに摺動可能に連結できるようにするために時々中断され得る。パイプ端部材２４及びパイプセグメント２０−Ｂが円筒構造１８を通して延びた後、クランプウェイト３０は、ベル組立体３４を介してパイプ端部材２４に連結され、パイプ組立体１２に所望の張力をもたらし得る。
【００４１】
この例では、パイプセグメント２０−Ｂをプラットホーム１４まで持ち上げるために必要なクレーンでつり上げる時間は１時間であり、２つのパイプセグメント２０−Ｂを一緒に結合するための融着準備時間は１時間であり、２つのパイプセグメント２０−Ｂを一緒に融着する時間は３０分であり、パイプセグメント２０−Ｂを下げて、パイプセグメント２０−Ｂを係留索２２に連結するのにかかる時間は１時間である。これにより、各パイプセグメント２０−Ｂによってパイプ組立体１２を十分に延ばすには３．５時間という結果になる。所望の深さは１０００メートルであり、３１個のパイプセグメント２０−Ｂを使用すると仮定すると、パイプ組立体１２を完全に組立てるには約１０８．５時間（約４．５日）かかる。これは、１０００メートルのＣＷＰを組立てるのに９０日費やし得る現在のＣＷＰ組立体技術と対比される。
【００４２】
図３は、深海構造体１０の係留固定ステーション３６を示す図である。ここでも、円筒構造１８は切り欠き図で示されて、円筒構造１８内にあるパイプ組立体１２の部分を示す。パイプセグメント２０−Ｂが円筒構造１８内を通して下げられるとき、ウインチ２６は、係留索２２の送り出しを周期的に中断して、パイプセグメント２０−Ｂのパイプ壁の特定の領域３８が係留固定ステーション３６においてアクセス可能であるようにする。それにより、パイプセグメント２０−Ｂは係留索２２に対して摺動可能に連結され、パイプセグメント２０−Ｂは、係留固定ステーション３６に次の領域３８が提供されるようになるまでさらに下げられ、そこで、プロセスが繰り返され得る。
【００４３】
図４は、一実施形態によるパイプセグメント２０−Ｂの一部分及びパイプ端部材２４を示す図である。パイプセグメント２０−Ｂは、複数の位置４０で係留索２２に摺動可能に連結される。この実施形態では、領域３８は、パイプセグメント２０−Ｂの周りで比較的等距離に離間した複数の切り欠き部４２を含み、これらの切り欠き部はそれぞれの係留索２２を受け入れる。バンド４４は、係留索２２をそれぞれの切り欠き部４２内に維持し、したがって、パイプセグメント２０−Ｂを係留索２２に対して摺動可能に固定する。バンド４４は、十分な強度の材料を含み、それぞれの切り欠き部４２内に係留索２２を維持し得るが、パイプ組立体１２の動作中、係留索２２をすり切らしたり又は他の方法で劣化させたりしない。バンド４４は、係留索２２に対してパイプセグメント２０−Ｂを摺動可能に固定するための１つの機構であるが、実施形態はバンドの使用に限定されず、他の機構、例えば、非限定的な例として、カラビナなどを用いてもよい。
【００４４】
パイプ端部材２４は、複数の半径方向に離間した突起４６を含み、そこに係留索２２が固定され得る。突起４６は、パイプ端部材２４に対して係留索２２を取り付ける機構の１つの例にすぎず、実施形態は、任意の特定の接続機構に限定されない。いくつかの実施形態では、係留索２２の端部セグメントは、係留索２２の大部分と異なる材料、例えば摩耗、水温、又はパイプ組立体１２の端部分に関連する他の要因に十分に耐える金属ケーブル又は鎖で作製され得る。したがって、係留索２２は、主にＨＭＰＥロープを含み、これは、端部分において鋼ケーブルにより継ぎされ得る。
【００４５】
図５Ａ〜図５Ｃは、深海構造体１０が海底４８に係留され得る異なる係留機構を示す図である。図５Ａは、浮揚柱１６と海底４８との間に連結されて深海構造体１０の側方移動を制限する複数の係留索５０を示す。図５Ｂは、浮揚柱１６と海底４８との間に連結される複数の係留索５０と、海底４８とクランプウェイト３０との間に連結されてパイプ組立体１２の側方移動をさらに低減させる係留索５２を示す。図５Ｃは、係留索５２がバラストタンク５４に連結される実施形態を示す。バラストタンク５４は浮揚装置であり、バラストタンクは、ガイド５６によって海底４８に対して固着され、それにより、パイプ組立体１２に対して、バラストタンク５４の浮揚を変更することによって変化し得る張力を加えるように構成される。
【００４６】
図６は、一実施形態による水撃減衰構造５８を示す図である。円筒構造１８は、ここでも切り欠き図で示され、円筒構造１８内にあるパイプ組立体１２の部分を示し、水撃減衰構造５８の外観を示している。水撃減衰構造５８は、大気６０へ通気し、圧縮ガスをパイプ組立体１２から通気できるようにする。一実施形態では、負荷をパイプ組立体１２から円筒構造１８へ移すために、減衰装置／弾力材６２が領域３８と円筒構造１８の内面との間に取り付けられ得る。
【００４７】
図７は、別の実施形態による深海構造体１０−１の斜視図である。説明のために、マニホールド３２は図７に示されていない。この実施形態では、１００メガワットなどのより大量の電気が発生し、したがって、より大量の冷水が動作のために必要である。直径１０メートルなどの非常に大直径を有する単一のＣＷＰの代わりに、４個のパイプ組立体１２−１〜１２−４が生成され、プラットホーム１４を介して設置される。各パイプ組立体１２は、直径１０メートルのパイプに関わる大きさとロジスティクスに起因して、生成、組立てと保守を実質的に複雑にし得る、単一の直径１０メートルのパイプの代わりに、直径が約５メートルのパイプセグメント２０−Ｂを含み得る。また、パイプ組立体１２は約９フィートを上回る直径を有し得る。すなわち、パイプセグメント２０−Ｂは約９フィートを上回る直径を有し得る。
【００４８】
図８は、一実施形態によるパイプ組立体１２を生成するための方法のフローチャートである。図８は、図１及び図２と併せて説明する。最初に、複数のパイプセグメント２０−Ｂは陸上で又は他の場所で、プラットホーム１４の近くでパイプセグメント２０−Ａから形成されたと仮定する。係留索２２がパイプ端部材２４に固定される（ブロック１００）。第１のパイプセグメント２０−Ｂが持ち上げられ、主開口２８の上方に方向を定めて配置される。第１のパイプセグメント２０−Ｂは、パイプ端部材２４に連結され、パイプセグメント２０−Ｂのパイプ壁の複数の位置で係留索２２に対して摺動可能に連結される（ブロック１０２）。次のパイプセグメント２０−Ｂが前のパイプセグメント２０−Ｂに結合されて、パイプ組立体１２を延ばす（ブロック１０４）。複数のパイプセグメント２０−Ｂが反復して一緒に結合され、パイプセグメント２０−Ｂのうちの少なくともいくつかが、パイプセグメントのうちの少なくともいくつかのそれぞれのパイプ壁の複数の位置で係留索に対して摺動可能に連結される（ブロック１０６）。いくつかの実施形態では、各パイプセグメント２０−Ｂは、それぞれのパイプ壁の複数の位置で係留索２２に対して摺動可能に連結される。パイプ端部材２４及びパイプ組立体１２は、係留索２２を延ばすことにより下げられる（ブロック１０８）。パイプ組立体１２が所望の長さとなる場合、パイプ組立体１２の生成は完了する（ブロック１１０、１１２）。そうでなければ、プロセスは、別のパイプセグメント２０−Ｂに対して繰り返される（ブロック１１０、１０４）。
【００４９】
単に説明のために、実施形態を円筒型の沖合のプラットホームに関連して説明したが、実施形態は任意の特定の沖合プラットホームタイプに限定されず、非限定的な例として、セミサブ型（ｓｅｍｉ−ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ）沖合プラットホームとテンションレグ（ｔｅｎｓｉｏｎ  ｌｅｇ）沖合プラットホームを含む任意の好適な沖合プラットホームとの適用性を有する。
【００５０】
当業者は、本開示の好ましい実施形態の改善形態と修正形態を認識する。そのような全ての改善形態と修正形態は、本明細書で開示された概念の範囲と以下の特許請求の範囲内にあると考えられる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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