(57)【要約】  ２つのポイント間でケーブルなどの長尺部材（１）を取り扱うための装置および方法は、ポイント間で延びる支持ライン（２０）と、各ポイントにあるウインチ機構（２１ａ）および巻き付け機構（３２ａ）とを有し、それにより、長尺部材（１）は、損傷と上記ポイント間の制御された経路からの逸脱とに抗して機械的に支持される巻き付け束の状態で２つの上記ポイント間を移行することができるとともに、長尺部材の更なる操作のために第２のポイントで束を解くことができる。本発明は、荷を昇降させ、２つのポイント間で接続される引き込みケーブル、チューブ、パイプ、ホース、または、他の長尺ラインを牽引し、取り扱うのに特に役立つ。好ましい実施形態は、ワイヤラインの海中配備および海中坑井に対する信号ケーブルおよび電力ケーブルの配備に関して記載される。【選択図】  図１
2010506550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺部材の取り扱いに用いる装置であって、
第１のポイントと第２のポイントとの間で延びる支持ラインと、
前記支持ラインを繰り出して回収するために前記第１のポイントにある第１のウインチ機構と、
前記長尺部材および前記支持ラインが繰り出されるときに、該長尺部材および該支持ラインのうちの一方を他方の周りで回転させて、これらの２つを互いに巻き付けるとともに、前記長尺部材および前記支持ラインが回収されるときにこれらを互いに解くために前記第１のポイントにある第１の巻き付け器と、
前記支持ラインを繰り出して回収するために前記第２のポイントにある第２のウインチ機構と、
前記長尺部材および前記支持ラインが回収されるときに、該長尺部材および該支持ラインのうちの一方を他方の周りで回転させて、これらを互いに解くとともに、前記長尺部材および前記支持ラインが繰り出されるときにこれらを互いに巻き付けるために前記第２のポイントにある第２の巻き付け器と、
を備える装置。
【請求項２】
前記支持ラインに張力をかけるための引張器を有し、前記支持ラインが概して前記２つのポイント間で張力がかけられるようになっている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
更なる長尺部材を前記支持部材に巻き付け且つ前記支持部材から解くために前記各ポイントに更なる長尺部材および更なる巻き付け器を有する請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つの固定部材と、該固定部材を保持して繰り出すための機構とを含み、それにより、前記固定部材が、前記第１のポイントで前記長尺部材および前記支持ラインの周囲に巻き付けられるとともに、前記第２のポイントで前記長尺部材および前記支持ラインから解かれる請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記固定部材がストリップ、テープ、または、リボンの形態を成す請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記固定部材が弾性を有し、前記装置が、固定部材が支持ラインに適用されるときに固定部材に張力をかけるための固定部材引張器を含む請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記固定部材が弾性を有する請求項４〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記固定部材が、該固定部材の最大の延びを制限するために補強器を有する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記固定部材が、接着特性を有するとともに、接着によって前記長尺部材または前記支持部材に対して保持される請求項４〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの固定部材が異なる回転方向で前記長尺部材および前記支持部材の周囲に巻き付けられる請求項４〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記長尺部材が中心軸に沿って配備され、前記支持ラインが前記長尺部材の周囲に巻き付けられる請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のポイントと前記第２のポイントとの間でそれぞれ延びる少なくとも２つの支持ラインと、
前記各支持ラインを繰り出して回収するために前記第１のポイントにあるそれぞれの第１のウインチ機構と、
前記支持ラインを回収して繰り出すために前記第２のポイントにあるそれぞれの第２のウインチ機構と、
を有する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
巻き付け器が、前記支持ラインの中心軸と一致するそれら自体の軸を中心に回転するようになっているケーブルドラムを備えることができる請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記長尺部材、前記支持部材、および／または、前記固定部材が、前記第１のポイントと前記第２のポイントとの間で前記中心軸から離れるようにシーブまたはプーリによって案内される請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記長尺部材、前記支持部材、および／または、前記固定部材が、前記支持ラインの軸から離間して回転可能に装着され且つ前記長尺部材が繰り出され或いは回収されるときに前記支持ラインの前記軸を中心とする円形経路に沿って移動するようになっているドラムから繰り出される請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
互いに離間される第１のポイントと第２のポイントとの間で長尺部材を取り扱うのに用いる方法であって、
前記２つのポイント間で支持ラインを繰り出すステップと、
前記２つのポイント間で長尺部材を繰り出すステップと、
前記支持ラインおよび前記長尺部材が前記第１のポイントから繰り出されるときに該支持ラインおよび該長尺部材のうちの一方を他方の周りに巻き付けるステップと、
前記支持ラインおよび前記長尺部材が前記第２のポイントで回収されるときに該支持ラインおよび該長尺部材を互いに解くステップと、
を備える方法。
【請求項１７】
固定部材が、前記第１のポイントで前記長尺部材および前記支持ラインの周りに巻き付けられ、前記第２のポイントで前記長尺部材および前記支持ラインから解かれる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記固定部材が、第１の巻き付け器による選択された巻き付け方向と反対の方向で前記支持部材の周りに巻き付けられる請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記長尺部材、前記支持部材、および／または、前記固定部材が張力下で繰り出される請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記長尺部材が中心軸に沿って配備され、前記支持ラインが前記中心軸周りに巻き付けられ、それにより、移行中に加えられる前記支持ラインの張力が、前記支持ラインを真っ直ぐにするとともに、前記長尺部材をその軸を中心とする螺旋形態のコイルにするようになっている請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルなどの長尺部材の取り扱いに用いる装置に関する。本発明は、負荷を昇降させ、２つのポイント間で接続される引き込みケーブル、ホース、または、他の長尺ラインを牽引し、取り扱うのに特に役立つ。また、本発明は、チューブおよびパイプなどの他の長尺部材を配備するのに役立つ。本発明は、特に、ワイヤラインの海中配備および海中坑井に対する信号ケーブルおよび電力ケーブルの配備に適用できるが、それに限らない。
【背景技術】
【０００２】
ケーブル、パイプ、および、チューブのような長尺部材を長い距離にわたって水中の機器へと供給することは、多くの場合、各用途に専用のケーブルおよび／またはホースの特定の束を準備することを伴う。例えば、電力および指示を海底または坑井内の器具へ送るために、また、器具からのデータまたは信号を水面側へ運ぶために、空気圧ホース、液圧ホース、電力管路、信号管路、および、制御管路が必要とされる場合があり、また、コイルチューブおよびドリルパイプストリングのような構造部材も必要とされる場合がある。特定の深さより下側では、最終的に、吊り下げケーブルの重量がケーブルの破断ひずみを上回り、このため、そのようなケーブルの配備は、通常、約６００ｍに制限される。また、使用されるケーブルの多くは、脆弱であるため、ケーブルをそれらの意図される経路から変位させる潮流または流れによってそれらのケーブルに及ぼされる軸方向の力または横方向の力に耐えることができない。これらの問題を解決するための１つの手法は装甲ケーブルを使用してきたが、これは、極めて高価であり、更に長いケーブル或いは更なるケーブルが必要とされる場合に繋ぎ合わせて引き延ばすことが難しいとともに、その非常に大きい吊り下げ重量に起因して水面側で取り扱うことが難しい。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の一態様によれば、長尺部材を取り扱うのに用いる装置であって、
第１のポイントと第２のポイントとの間で延びる支持ラインと、
上記支持ラインを繰り出して回収するために上記第１のポイントにある第１のウインチ機構と、
上記長尺部材および上記支持ラインが繰り出されるときに、該長尺部材および該支持ラインのうちの一方を他方の周りで回転させて、これらの２つを互いに巻き付けるとともに、上記長尺部材および上記支持ラインが回収されるときにこれらを互いに解くために上記第１のポイントにある第１の巻き付け器と、
上記支持ラインを繰り出して回収するために上記第２のポイントにある第２のウインチ機構と、
上記長尺部材および上記支持ラインが回収されるときに、該長尺部材および該支持ラインのうちの一方を他方の周りで回転させて、これらを互いに解くとともに、上記長尺部材および上記支持ラインが繰り出されるときにこれらを互いに巻き付けるために上記第２のポイントにある第２の巻き付け器と、
を備える装置が提供される。
【０００４】
第１のポイントは第２のポイントの真上にあってもよいが、これは必ずしもそうである必要はなく、支持ラインを垂直に対して所定の角度でこれらのポイント間に接続することができる。幾つかの実施形態では、支持ラインを直線状に接続することができるが、これは必ずしもそうである必要はなく、支持ラインによってとられる経路を偏位させることができる。
【０００５】
支持ラインは、一般に、２つのポイント間で張力がかけられるようになっている。
【０００６】
場合により、各ポイントに更なる巻き付け器を設け且つ巻き付けられた束から更なる長尺部材を解くことによって、複数の長尺部材を単一のトリップで配備することができる。第２のポイントで束を解くことは、第２のポイントの下側で束の特定の部分（例えば、長尺部材）だけがその後に（例えば、坑井の穿孔内へ）配備されるという利点を有する（特定の実施形態において）。
【０００７】
場合により、装置は、固定部材を保持して繰り出すための機構を含むことができ、そのため、上記固定部材を、第１のポイントで長尺部材および支持ラインの周囲に巻き付けることができるとともに、第２のポイントで長尺部材および支持ラインから解くことができる。固定部材は、長尺部材と支持ラインとの巻き付けられた束の周囲に巻回され、それによりこれらの２つを互いに保持する。固定部材は、ストリップ、テープまたはリボンの形態の平面をなすことができ、あるいは、円形断面、例えばロープの形態をなすことができる。幾つかの実施形態において、固定部材は、弾性を有しており、支持ラインに対して張力をかけた状態で適用されるのが有益である。ある場合には、固定部材は、支持ラインに適用されるときにその形態を変えるようになっていてもよい。例えば、ある場合には、固定部材は、円形断面を有する弾性ロープであってもよく、また、支持部材と長尺部材とから成る束に対して適用されるときにその断面形態を変えて例えば張力の下で略平坦な形態或いは平面形態をとることができる。特定の実施形態において、固定部材は、第２の支持ラインとしての役目を果たすことができるとともに、支持ラインに加えられる負荷を支えるのに役立つことができる。固定部材は、支持ラインに加えられる負荷を支えるようになっている態様で、第１のポイントと第２のポイントとの間に接続することができる。固定部材は、一般に、第１の巻き付け器による選択された巻き付け方向と反対の方向で支持部材の周囲に巻き付けることができる。
【０００８】
装置は、部品を海底へ下降させて配備するために使用できる。この場合、長尺部材と、第２のポイントで必要とされる或いは望まれる装置の任意の関連部品とを配備するために、単一のトリップが必要とされる。
【０００９】
用語「長尺部材」は、本明細書中では、一般に電力やデータを伝送するために使用される柔軟な長尺部材、例えば電気ケーブル、光ファイバケーブル、または、空気圧ホース或いは液圧ホースを示すために使用される。メタノールまたは他の流体を水面側から坑口へと運ぶために、平坦な或いは管状のホースを設けることができる。また、長尺部材は、コイルチューブなどのチューブ、ドリルパイプストリングなどのパイプといった構造部材も包含する。
【００１０】
支持ラインは、スチールケーブルなどのロープであってもよく、あるいは、幾つかの実施形態では、人工ファイバロープであってもよい。これは、浮くことができるため、スチールよりも良好である。支持ラインは、一般に、長尺部材が最初にそこから配備される第１のポイントと、長尺部材がそのポイントでの配備のために支持ラインから解かれる第２のポイントとの間で、直線状に張力がかけられた状態で保持される。第１および第２のポイントは、支持ラインおよび／または固定部材に対して張力を加えることができるように装置を固定するようになっているアンカーを有することができる。支持ラインには、装置の部品の昇降中など、重量の印加によって張力をかけることができ、あるいは、支持ラインが略一定の長さを有するときに張力を加えることができる。幾つかの実施形態において、支持ラインは、坑井の上側の第１のウインチドラム（第１のポイント）から繰り出され、坑口に位置される第２のウインチドラムで回収される。２つのウインチドラムは、一般に、水面側でクレーンまたはＡフレーム等により固定され、坑口で固定部材により固定される。幾つかの実施形態において、ウインチドラムの一方（例えば、抗口にある第２のウインチドラム）は、支持ラインの張力を所定の（通常は狭い）範囲内に維持するようになっている引張器を介して固定部材に対して接続することができ、それにより、支持ラインが水面側から繰り出されて坑口で回収されるべきときには、２つのポイント間の距離のように、移動する支持ラインの張力が略一定である。
【００１１】
配備中、支持ライン、長尺部材、および、（場合による）固定部材は、一般に、最初は別個であるが、第１の巻き付け器を使用して第１のポイントで互いに巻回され或いは巻き付けられるとともに、ラインの単一の巻き付けられた束として列を成して第２のポイントへと移動し、この第２のポイントで第２の巻き付け器により列から解かれる。支持ラインおよび固定部材は、一般に、第１の（上側の）ポイントでドラムから繰り出され、第２の（下側の）ポイントで他のドラムに巻き戻される。長尺部材は、一般に、所望長さ全体に達するまで装置によって連続的に繰り出され、その後、下（第２の）端で束を互いに巻き付け且つ上（第１の）端で様々なラインを分離して回収するようにウインチ機を逆に作動させることにより、回収することができる。
【００１２】
支持ラインと長尺部材とを互いに巻き付けることにより、支持部材は、第１のポイントと第２のポイントとの間の移行中に束のための機械的な支持を行なうことができ、また、長尺部材を高い力に耐えるための要件を伴うことなく形成することができる。これは、特に、支持ラインが２つのポイント間での移行中に張力を受ける場合に有益である。なぜなら、支持ラインを直線状に（または、直線からの予期できる僅かな偏位を少なくとも伴って）移動するように設定でき、また、支持ラインをその予期される経路から偏位させる傾向がある力に耐えるように支持ラインを容易に設計できるからである。これにより、高い精度をもって、また、第１のポイントと第２のポイントとの間の直線経路からの任意の偏位が大きく減少され且つ任意のそのような偏位が長尺部材（光ファイバケーブルなどの脆弱なケーブルであってもよい）によってではなく直線経路からラインを逸脱させる傾向がある横方向力および軸力（例えば、潮流および流れ）に特に耐えるようになっている例えばファイバロープであってもよい支持ラインによって抑えられるという信頼度をもって、長尺部材を第１のポイントから第２のポイントへ供給することができる。無論、巻き付けられた束に対しては、真っ直ぐではなく例えばｚ形状または何らかの他の形状の経路をとるように、第１のポイントと第２のポイントとの間にある中間ポイント同士の間で、意図的に張力をかけることもできるが、いずれの場合にも、支持ラインの張力によって、支持ラインの横方向の偏位（したがって、巻き付けられた束の残りの部分の偏位）を抑えることができ、また、任意のそのような偏位によって束に及ぼされる力を、束の脆弱な要素によってではなく、支持ラインによって支えることができる。本発明の更なる利点は、坑口または第２のポイントに位置される他の構造に対する同じ入射角を巻き付けられた束の全体に対して与えるように支持ラインに張力をかけることができるため、第２のポイントに対する長尺部材の供給角度を正確に維持できるという点である。これは、いずれも予期できる角度で坑口に入る必要があるワイヤラインおよびコイルチューブなどの長尺部材の配備において極めて有用である。
【００１３】
配備の速度は、巻き付け器のうちの１つの速度または各巻き付け器の速度によって決定することができる。ウインチ機または巻き付け器のうちの一方を駆動させ、他方を休止させ或いは支持ラインの張力を設定するために使用することができる。
【００１４】
上記機器は掘削装置上または船舶上に配備することができ、また、幾つかの実施形態（特に、船舶上に配備される実施形態）は、ウインチドラムまたは各ウインチドラムに場合により組み込まれる持ち上げ補償機構を有することができる。
【００１５】
長尺部材は、穏やかな張力下または無張力下で供給機から繰り出すことができ、特定の実施形態では、上記供給機は、長尺部材を中心軸に沿って装置へと供給するようになっているシーブ器を備えることができる。
【００１６】
幾つかの実施形態では、長尺部材が支持ラインの軸の周りに巻き付けられるが、他の実施形態では、中心軸に沿って長尺部材を配備することができるとともに、支持ラインを長尺部材の周りに巻き付けることができる。移行中に加えられる支持ラインの張力は、支持ラインを真っ直ぐにする傾向があるとともに、長尺部材をその軸を中心とする螺旋形態のコイルにする。
【００１７】
ケーブルの形態を成す軽量の長尺部材を配備するようになっている幾つかの実施形態において、第１の巻き付け器は、支持ラインの中心軸と一致するそれ自体の軸を中心に回転するようになっているケーブルドラムを備えることができる。ケーブルは、シーブまたはプーリによってドラムから案内されてもよい。ケーブルドラムをその軸を中心に回転させる代わりに、ケーブルドラムを固定して、ケーブルドラムの周りで回転する巻き付け器によってケーブルを繰り出してもよい。支持ラインドラムは、支持ラインが通過する中心開口を有していてもよい。
【００１８】
他の実施形態において、ケーブルドラムは、その軸が支持ラインの軸と一致しないように且つケーブルが繰り出され或いは回収されるときにそれが支持ラインの軸を中心とする円形経路に沿って移動されるように、構造部材に回転可能に装着されてもよい。この場合も先と同様、ケーブルが繰り出され或いは回収されるときに、シーブおよび／またはプーリがケーブルを案内してもよい。そのような実施形態におけるケーブルドラムの軸は、それが支持ラインの軸と平行になるように垂直をなすことができ、あるいは、それが支持ラインの軸に対して垂直となるように水平をなすことができる。
【００１９】
場合により、ケーブルドラムは、耐荷重支持ラインの軸と一致する軸を有する。ケーブルドラムは、一般に、耐荷重支持ラインが通過する中心開口を有する。この場合、ケーブルは、支持ラインの軸を中心とする円形経路に沿って移動するように装着されるケーブルシーブを通り過ぎる。
【００２０】
場合により、固定部材は、耐荷重支持ラインの軸と一致する軸を有するドラム上に格納され、固定部材ドラムは、一般に、耐荷重ロープが通過する中心開口を有し、固定部材は、耐荷重支持ラインの軸を中心とする円形経路に沿って移動するように装着されるシーブを通り過ぎる。
【００２１】
場合により、第１および第２の巻き付け器は、耐荷重支持ラインを中心に回転するようになっているそれぞれのアームを含む。場合により、アームはスプールギアを支持する。
【００２２】
場合により、固定部材が、固定部材ドラムおよび長尺部材から径方向外側にある任意の関連シーブから外れ、長尺部材および荷重支持ライン両方の外側を中心として固定部材を巻きつける。
【００２３】
場合により、固定部材は弾性特性を有する。一般に、固定部材は、ナイロン補強ストリップまたはシースを用いてネオプレンから形成される。固定部材の最大の延びを制限するために固定部材にナイロン補強ストリップを編み込むことができ、あるいは、固定部材をナイロン中に収めることができる。固定部材は、平面であってもよく、また、固定部材をロープに保持するために接着剤を組み込んでもよい。
【００２４】
場合により、ウインチ機構はそれぞれ対応する駆動モータを有する。
【００２５】
場合により、複数の長尺部材を同時に配備することができ、この場合、各長尺部材は一般に別個のドラムから延びる。複数の固定部材を設けることができる。一般に、固定部材は、最初の巻き付けのために使用された回転方向と反対の回転方向で、支持ラインと長尺部材とから成る束上に巻き付けられる。更なる固定部材を異なる回転方向で適用することができる。
【００２６】
場合により、ケーブルドラムおよび固定部材ドラムはいずれも耐荷重支持ラインと同軸であり、一方のドラムが他方のドラムの上側に位置され、また、耐荷重支持ラインが中心を貫通して延びる。あるいは、ケーブルドラムおよび固定部材ドラムのうちの一方のドラムが耐荷重支持ラインと同軸であり、他方のドラムが、巻き付け機構上のロープを中心とする円形経路に沿って移動するようになっている。あるいは、ケーブルドラムまたは固定部材ドラムのいずれも耐荷重支持ラインと同軸ではなく、これらの両方のドラムが巻き付け機構上のロープを中心とする円形経路に沿って移動される。これらのケースのいずれにおいても、ケーブルドラムおよび固定部材ドラムの軸は、支持ラインの軸に対して平行でもあっても或いは垂直であってもよい。
【００２７】
場合により、装置は、耐荷重支持部材を案内するためのガイド手段も含む。一般に、ガイド手段は少なくとも１つのローラまたはシーブを備える。場合により、複数のローラが設けられる。場合により、耐荷重支持ラインを取り囲むローラケージを形成するラインの外周にわたって４つのローラが設けられる。
【００２８】
更なる実施形態では、中心軸に沿って支持ラインを繰り出して支持ラインの周囲に長尺部材を巻き付ける代わりに、多くの場合、長尺部材を中心軸に沿って繰り出して、支えられない長尺部材の横方向の偏位を回避することができるとともに、支持ラインの周囲に長尺部材を巻き付けるのではなく、長尺部材の周囲に支持ラインを巻き付けることができる。そのような実施形態では、ウインチ機から長尺部材を繰り出して中心軸へと供給することができ、また、中心軸を中心とする円形経路に沿って移動するアーム上で回転されるウインチドラムから支持ラインを繰り出すことができる。支持ラインを、長尺部材の中心軸の近傍に支持ラインを供給するシーブへと送ることができ、また、巻き付けられた束に対して張力が加えられると、支持ラインを直線状にすることができ、それにより、長尺部材（張力が殆どない）の周囲に支持ラインが巻き付くのではなく、長尺部材が支持ラインの周囲に巻き付く。巻き付きのピッチは緩くてもよく、例えば２０ｍ毎に１巻きであってもよく、そのため、軸方向形態と螺旋形態との間での切り換え中に長尺部材に加えられる力を、より脆弱な長尺部材によって容易に支えることができる。
【００２９】
第２のポイントにある第２のウインチ・巻き付け機構は、一般に、第１のウインチ・巻き付け機構と同一であるが、第１の機構に対して逆に動作され逆さまである。したがって、長尺部材および支持ラインが坑井の表面に位置された第１の機構で当初は別個の要素から互いに巻き付けられると、坑口にある第２の機構が長尺部材および支持ラインを再び別個の要素へと解き、それにより、長尺部材をその保護された束から解いて坑井内へ配備することができる。第２の巻き付け機構では、支持ラインおよび固定部材が一般に束から解かれて格納リールまたはドラムに巻き付けられ、これにより、長尺部材が回収されるべきときに束へと巻き戻せる状態にできる。
【００３０】
本発明の第２の態様によれば、互いに離間される第１のポイントと第２のポイントとの間で長尺部材を取り扱うのに用いる方法であって、
上記２つのポイント間で支持ラインを繰り出すステップと、
上記２つのポイント間で長尺部材を繰り出すステップと、
上記支持ラインおよび上記長尺部材が上記第１のポイントから繰り出されるときに該支持ラインおよび該長尺部材のうちの一方を他方の周りに巻き付けるステップと、
上記支持ラインおよび上記長尺部材が上記第２のポイントで回収されるときに該支持ラインおよび該長尺部材を互いに解くステップと、
を備える方法が提供される。
【００３１】
図面を参照して、長尺部材の取り扱いに用いる本発明に係る装置および方法の実施形態が説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】長尺部材を取り扱うための装置の第１の実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の装置の第１の巻き付け機構の拡大図である。
【図３】図１の装置の第１の巻き付け機構の拡大図である。
【図４】図１の装置の第２の巻き付け機構の拡大図である。
【図５】図１の装置に配備される長尺部材の巻き付けられた束の詳細な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１を参照すると、掘削装置で使用するための或いは理想的には掘削装置の要件を伴わないワイヤラインサポート船舶で使用するためのワイヤラインケーブルハンドリングシステムが開示されている。ワイヤライン作業では、坑内トラクタがワイヤまたはケーブル１によって水面側に接続され、それにより、坑内トラクタ（図示せず）のための電力導管が形成されるとともに、トラクタからの信号を元の船舶まで伝送することができる。それらの目的のために、ケーブルは幾つかのコアを含んでいてもよい。ケーブルは、リューブリケータ５０のグランドおよびブローアウトプリベンタ（ｂｌｏｗｏｕｔ  ｐｒｅｖｅｎｔｅｒ；ＢＯＰ）を通過しなければならず、また、それらの目的のために、比較的細くなければならない。従来、リューブリケータ５０は、ケーブルが坑井内へ挿通できるようにしつつ坑井圧を制御するためのバルブおよびシールを有する重いフレームと、ワイヤライントラクタのためのハウジングとを有しており、また、リューブリケータは、通常、専用の巻き上げ船舶からのガイドワイヤによって坑口へと下降される。ワイヤライン作業は、その後、別個の航海で、しばしば異なる船舶を使用して行なわれる。
【００３４】
図示の装置は、様々なケーブルを一緒に巻き付けるための第１の巻き付け器・ウインチ機構を水面側に（第１のポイントに）有するとともに、ワイヤラインケーブルが坑井内に挿入されるときにケーブルを繰り出すための第２の巻き付け器・ウインチ機構を坑口（第２のポイント）に有する。
【００３５】
ワイヤライン引き込みケーブル１は、一般に、図示しないがリューブリケータ５０上のハウジング内に位置されるトラクタに対して最終的に接続するために、引き込みケーブル格納ドラム（図示しないが、一般に、船舶のデッキ上に位置される）から引き込みケーブルシーブ４上にわたって延びている。シーブ４は、第１のウインチ機構および第１の巻き付け器を支持するフレーム５上に装着されるとともに、装置上の第１の（上側の）ポイントに位置される。フレーム５は、一般に、船舶の側面上または船尾上にわたって延びる或いはムーンプールから延びるＡフレームに装着されており、また、一般に、フレーム５の上部でパッドアイ等から吊り下げることができる。
【００３６】
引き込みケーブル１は、柔軟なスチールワイヤロープまたは合成繊維ロープ、例えば「Ｋｅｖｌａｒ」などの任意の適した形態の引き込みケーブルであってもよい。引き込みケーブル１は、電力または信号を異なる方向へ伝送するためのワイヤの幾つかのコア、光ファイバライン、および／または、流体を運ぶための液圧管路または空気圧管路を有していてもよい。引き込みケーブル１は、装置の中心軸と位置合わせされるシーブ４の端部から繰り出しており、シーブ４の端部の第１のポイントとリューブリケータ５０の第２のポイントとの間で引き込みケーブルを案内する支持ライン２０を有する。
【００３７】
支持ライン２０は、Ｌ形状アーム２２ａ上に装着される第１の支持ラインドラム２１ａに格納されており、Ｌ形状アーム２２ａは、該アーム２２ａがケーブル１の軸の周りで回転するようにシーブ４の下側でフレーム５に回転可能に装着される。Ｌ形状アーム２２ａは、ケーブル１の周りに支持ライン２０を巻き付けるための第１の巻き付け機構を備える。アーム２２ａは、その回転軸から該軸の外側のポイントへと径方向に延びる水平肢を有する。また、アームは、回転軸およびケーブル１と平行になるように水平肢の径方向最外端から下方へ延びる垂直肢も有している。支持ラインドラム２１ａを軸から径方向外側で吊り下げるために、支持ラインドラム２１ａは垂直肢に装着される。支持ラインドラム２１ａは、アーム２２ａの垂直肢上でそれ自体の水平軸を回転させるようになっており、それにより、ドラムが回転すると、支持ライン２０が、ドラム２１ａから繰り出して、同じアーム２２ａ上に装着されたシーブ２３ａへと至る。シーブ２３ａは、支持ライン２０を、ケーブル１の軸に近いが軸から径方向外側に離間された位置へ偏向させる。また、ドラム２１ａは、回転アーム２２ａによってケーブル軸から径方向に離間されているため、ケーブル１の軸を中心とする円形経路に沿って移動するようになっている。アーム２２ａは、支持ライン２０がドラム２１ａから繰り出すにつれてケーブル１を中心に回転するようになっており、それにより、支持ライン２０は、それらのそれぞれが繰り出されるときにケーブル１の周りに巻き付けられる。この実施形態において、支持ラインドラム２１ａは、支持ライン２０を繰り出して回収するための第１のウインチ装置をドラム２１ａと共に形成するハブ搭載ウインチモータ（図示せず）によってその水平軸を中心に駆動される。
【００３８】
ネオプレンなどの弾性材料から成る平面ストリップ３０の形態を成す固定部材が固定部材ドラム３１ａに格納される。ドラム３１ａは、アーム２２ａおよび支持ラインドラム２１ａよりも上側でフレーム５上に装着されるとともに、支持ラインドラム２１ａに対して垂直になるようにケーブル１の軸と一致する垂直軸を中心にフレーム５に固定される。幾つかの実施形態では、ドラム３１ａがフレーム上に回転可能に装着され、また、固定部材が束に巻き付けられるときに固定部材３０に作用する張力を維持できる十分な回転状態でドラムを駆動させる役目を果たす電気モータによって、僅かな大きさのトルクを場合によりドラム３１ａに対して加えることができる。固定部材ドラム３１ａは中心開口を有しており、この中心開口をケーブル１がその軸上で通過する。ドラム３１ａは、固定部材３０をドラム３１ａから繰り出し且つ支持部材２０とケーブル１との巻き付けられた束に対して固定部材を巻き付けるためのスプールアーム３２ａを有する。スプールアーム３２ａは、アーム２２ａと同様の水平肢および垂直肢を有しており、同様の態様でケーブル１を中心とする円形経路に沿って移動できるように回転可能に装着される。スプールアーム３２ａの水平肢は一般にアーム２２ａのそれよりも長く、それにより、アーム３２ａの垂直肢がアーム２２ａの垂直肢から径方向外側に離間される。
【００３９】
ネオプレンストリップ３０（または、他の固定部材）は、ドラム３１ａからスプールアーム３２ａの水平肢の外端上のガイドループへと径方向外側へ延び、このガイドループから、垂直肢の下端上の更なるガイドループへ向けて垂直下方へ案内されるとともに、その後、ケーブル１から径方向に離間された位置でスプールアーム３２ａから抜け出て、スプールアーム３２ａの回転により、一般的には支持ライン２０と比べて異なるピッチで或いは異なる方向で（同じピッチまたは異なるピッチで）、絡み合わされた支持ライン２０およびケーブル１の周囲に巻き付けられる。アーム２２ａ，３２ａは、場合により、別個のモータを使用して互いに独立に回転することができるが、一緒に回転することもできる。
【００４０】
場合により、固定部材と同様の態様で引き込みケーブル１の周囲に回転可能に装着された更なるドラムから引き込みケーブルの周囲に更なる支持ラインを巻き付けることができる。また、同様の巻き付け装置を使用して、巻き付けられた束上に更なる引き込みケーブルを巻き付けることもできる。そのような場合には、一般に、束上の最も外側のラインの周りにだけ或いは周りに固定部材３０を巻き付けなければならない。
【００４１】
ストリップ３０は場合により弾性を有するが、これは必須なことではない。ストリップ３０などの特定の形態の固定部材が粘着性または接着性を有することもできる。
【００４２】
支持ラインは、装置の下端でリューブリケータ５０の重量を支えるためにウインチドラム２１ａから下方へ延びる。リューブリケータは、トラクタを収容し且つ坑口に係止するための下側フレーム５０Ｌを有する。坑井内へのケーブルの挿入中にワイヤラインケーブル１を受けてケーブル１の外面の周囲をシールするため、下側フレームにはバルブ・シール機構を有するグランド（図示せず）が設けられる。ケーブル１は、一般に、配備前にグランドを通り抜けてハウジング内のトラクタに接続される。
【００４３】
リューブリケータ５０は、坑口でケーブルの束を解くための第２の巻き付け機構およびウインチ機構を支える上側フレーム５０Ｕを有しており、これにより、その後、グランドを通じて坑井内へとワイヤラインケーブルを供給できる。
【００４４】
第２の巻き付け機構およびウインチ機構は、基本的に第１の機構と同様であるが、第１の機構に対して逆さまに配置される。本明細書中では、第１の（上側の）機構に添え字「ａ」が付与され且つ第２の（下側の）機構に添え字「ｂ」が付与される点を除き、同様の部品に同じ参照符号が与えられる。
【００４５】
支持ライン２０は、第１の（上側の）ドラム２１ａのシーブ２３ａから第２の支持ラインドラム２１ｂに隣接する第２の（下側の）シーブ２３ｂへと延びる。ドラム２１ｂは、上側フレーム２２ａと同じ態様で回転するが反対方向に回転するようになっている下側フレーム２２ｂ上に装着される。同様に、ドラム２１ｂは、ドラム２１ａと同じ態様で水平軸を中心に回転するようになっているが反対方向に回転するようになっており、それにより、ドラム２１ｂがケーブルの軸の周りに回転しているとき、巻き付けられた束から支持ライン２０が解かれてドラム２１ｂ上に巻き付けられる。
【００４６】
同様の態様で、固定部材３０は、巻き付けられた束からスプールアーム３２ｂによって解かれて、ドラム３１ａと同様の垂直軸を中心に装着される固定部材ドラム３１ｂ上に巻き付けられる。この場合、固定部材３０は、最初に、シーブ２３ｂの上側で、スプールアームの垂直肢の上端によって束から解かれる。スプールアーム３２ｂは、アーム３２ａと反対の方向に回転する。場合により、ドラム３１ａと同様の態様で張力を維持するため、電気モータによってドラム３１ｂを回転させることができ且つドラム３１ｂにトルクを与えることができる。
【００４７】
第１のウインチ・巻き付け機構と第２のウインチ・巻き付け機構との間の１つの違いは、第２の（下側の）ウインチドラム２１ｂが駆動される必要がないが、場合によりドラム２１ａと同じ方法でハブモータによりウインチドラム２１ｂに給電できる点である。幾つかの実施形態では、支持ライン２０の張力を維持できる十分な速度で回転するように下側ドラム２１ｂを設定することができ、それにより、支持ラインが教示されたシーブ２３間で直線状に伸張して全重量を支えるようになる。支持ライン２０が繰り出される速度は、第１の（上側の）ドラム２１ａが駆動される速度と、抗口での設定によって維持されるライン２０の張力とによって決定される。一般に、下側ウインチ・巻き付け機構の動きを決定する駆動ギアは、様々なケーブルが同じ速度で繰り出されるようにリンクされるが、これは必要に応じて別個のモータによって駆動させることができる。
【００４８】
このように、引き込みケーブル１がケーブル束の軸に沿ってシーブ４から供給され、引き込みケーブルの周囲に支持ライン２０および固定部材が中心巻き付け束の状態で螺旋状に巻き付けられ、様々なラインが軸に沿って一緒に繰り出される。リューブリケータが最初に配備されると、ケーブルを前述した態様で形成することができる。この場合、引き込みケーブル１がリューブリケータのハウジング内のトラクタに接続され、また、支持ライン２０がシーブ２３間で延びる。引き込みケーブル１の張力は一般に緩いままの状態にされ、それにより、リューブリケータおよびフレーム５の下側のアセンブリの部品の負荷が全て支持ライン２０へ伝えられ、それにより、支持ラインが張力によってシーブ２３間で直線状に伸張する。したがって、引き込みケーブル１がアセンブリの中心軸に沿って繰り出されるという事実にもかかわらず、支持ライン２０の高い張力が引き込みケーブルを直線状に引っ張り、それにより、軸方向ケーブルは、張力がかかった支持ライン２０の軸を中心とする螺旋の形態をとる。螺旋のピッチ（最初は、軸方向ケーブル１の周囲に支持ライン２０を巻き付けることによって与えられる）は、一般に、ケーブル１の損傷を回避するために非常に穏やかであり、その結果、図５に示されるように、固定部材３０が束の上部に巻き付けられて（一般に、支持ライン２０と比べて異なるピッチまたは異なる方向で）解けないようにされる。支持ラインの２０ｍ毎の１巻きは、通常、固定部材およびケーブルのそれぞれにおいて許容できるピッチである。
【００４９】
最も好ましい実施形態において、固定部材３０は、弾性成分を有しており、張力がかかった状態で束に対して適用され、それにより、適用されると、固定部材３０はケーブル１を支持ライン２０に近接させた状態に維持する。例えば巻き付け機構の自動引張器によってストリップに加えられる張力は、一般に、主引き込みケーブルの張力に打ち勝つに足るものではなく、そのため、支持ライン２０、ケーブル１、および、固定部材３０のアセンブリに影響を及ぼさない。
【００５０】
リューブリケータ５０は、デッキから繰り出される張力を殆ど伴わない或いは全く伴わないワイヤラインを用いて、使える状態で水面側から下降される。支持ライン２０、固定部材３０、および、ケーブル１は全て、デッキ上のケーブルドラムに対して張力が殆ど加えられない或いは全く加えられない状態で、上側巻き付け・ウインチ機構から同じ速度で繰り出され、それにより、リューブリケータ５０が坑口へ向けて下降されるにつれて、引き込みケーブルがデッキドラムから繰り出される。また、支持ライン２０がリューブリケータ５０の重い重量によって直線状に維持されるため、ケーブルの巻き付けられた束は、潮流または流れからの力による側方偏移に耐え、また、アセンブリの配備中に、脆弱なケーブル１が損傷から保護される。引き込みケーブル１は、一般に、巻き付けられた束内に摩擦によって保持され、また、水面側でケーブル１に対して加えられる張力は、束からケーブルを引っ張るには不十分であり、そのため、ケーブル１は、移動する支持ライン２０と共に進行する。
【００５１】
リューブリケータ５０が坑口に到達すると、リューブリケータが坑口上に着地されて十分に接続されるときに、上側ウインチ機構を停止させることができる。リューブリケータが接続されて完全性が検査されると、リューブリケータのハウジングからトラクタを解放することができ、坑井に配備される。そのポイントまで、引き込みケーブル１の端部は、リューブリケータ５０に対して固定的であり、他のケーブルと同じ速度で海底へと配備されてきており、そのため、下側ウインチ・巻き付け機構が必要とされず、また、支持ライン２０および固定部材３０の下端は、一般に、ドラムの動きを何ら伴うことなくドラム２１ｂ，３１ｂに接続されるだけである。このとき、トラクタは、坑口にあるリューブリケータから坑井を通じて下方へ移動しているため、引き込みケーブル１の端部はトラクタと共にリューブリケータ５０に対して移動する必要がある。これは、以下のように下側ウインチ・巻き付け機構の動作によって達成される。
【００５２】
トラクタがその背後でケーブル１を引っ張って坑井を下降すると、上端および下端の巻き付け機構２１，２２がトラクタの動きと同じ速度で動作され、それにより、ケーブル１が、トラクタと同じ速度で、水面側で巻き付けられた束へと供給され、その結果、ケーブル１の歪みが避けられる。同時に、支持ライン２０および固定部材３０が束の下端から解かれ、それにより、トラクタの動作中にリューブリケータの下側のケーブル１に対して軸方向歪みが殆ど或いは全く加えられないようにする速度で、リューブリケータ５０のグランドへとケーブル１を連続的に供給することができる。このように、引き込みケーブル１は、シーブ２３間を通過中に、巻き付けられた束によって保護され、また、支持ライン２０の張力により、ケーブル１はグランドを貫通する管路と略平行な方向でグランドへと供給され、それにより、シールが高められ、ケーブル１への損傷の危険が減少する。トラクタがその移動を終了して坑口へと戻るために逆方向に移動すると、巻き付け・ウインチ機構の方向が逆転され、それにより、支持ライン２０および固定部材が束の下端に巻き付けられるとともに上端から回収され、また、ケーブル１が再び回収される。この場合、回収中の負荷の殆どは支持ライン２０に作用し、より脆弱なケーブル１に作用しない。必要に応じて、そのような態様で、支持ライン２０で重量を支えてリューブリケータ５０の全体を回収することができる。支持ライン２０によってリューブリケータ５０を回収すべき場合には、トラクタがリューブリケータのハウジング内に回収された後に下側ウインチ・巻き付け機構が停止され、また、リューブリケータ５０を水面側へ回収するために上側ウインチ・巻き付け機構だけが動作される。
【００５３】
引き込みケーブル１の軸方向速度に関連する速度でモータを駆動させることができる。速度の相関関係は固定されてもよい。しかしながら、場合により、この相関関係を制御して、引き込みケーブル１上の固定部材３０の撚りの捩れ（ピッチ）の長さ、および、固定部材３０の張力を変えることができる。
【００５４】
本発明の範囲内で他の変更を行なってもよい。例えば、軸方向支持ライン２０の周囲に引き込みケーブル１を巻き付けるために引き込みケーブル１がドラム上にあり且つ支持ライン２０がデッキ上のウインチから供給されるように、引き込みケーブル１および支持ライン２０の位置を逆にすることができる。張力が支持ライン２０に作用するときには、支持ラインが真っ直ぐになり、いかなる場合でも引き込みケーブル１が支持ラインの周囲に巻回された状態になる。
【００５５】
更に多くの支持ラインドラム、固定部材ドラム、または、引き込みケーブルドラムを設けることができる。特に、複数の支持ラインを使用して、重いアンビリカルを支持することができる。更なる支持ラインドラムを引き込みケーブル１の周囲に回転可能に装着して設けることができ、あるいは、更なるアームが引き込みケーブル軸の径方向外側に延びることができる。この場合、各アームは対応するケーブルシーブを有する。メタノールまたは他の化学物質を坑口へ供給するために、巻き付けられた束に更なる液圧ラインを設けることができる。
【００５６】
ケーブルをロープに対して都合良く位置決めするため、例えば、一方のケーブルの軸を他方のケーブルの軸から離れるように偏向させるため、または、アームのリップの周囲にケーブルを通してケーブルをロープと位置合わせするために、更なるローラおよび／またはガイドシーブを使用することができる。
【００５７】
固定部材３０は、場合により、外側の支持ライン２０の巻き付けまたは支持ライン２０だけの巻き付けと反対の方向で引き込みケーブル１の周囲に巻き付けられ、また、ケーブルと異なるピッチで固定部材をロープおよびケーブルに巻き付けることができる。巻き付けられたケーブル／ロープの周囲に間隔を置いて或いは長い連続的な長さでテープを巻き付けることもできる。ケーブル／ロープを解くために、そこからテープが解かれ或いはカットされてもよい。
【００５８】
幾つかの実施形態において、リューブリケータを下降させるために繰り出される初期長の支持ライン２０は、大きな直径と、重いリューブリケータを所定の位置へ下降させることができる高い能力とを有することができる。その後の長さの支持ライン２０は、更に低い能力と更に低い破断歪みとを有するようにテーパがつけられてもよい。これは、ライン２０の張力を維持し且つケーブル１を支持するだけで済むからである。また、リューブリケータが坑口上に安全に着地されるまで低能力の支持ラインが上側ウインチ・巻き付け機構から繰り出さないように、一般に、高能力の支持ライン２０の長さを、リューブリケータ５０が配備される深さよりも僅かに長くすることができる。
【００５９】
支持ライン２０、固定部材３０、および、ケーブル１は全て、ドラムから繰り出すときの軸方向回転および撚れを回避するために、それらのそれぞれの格納ドラムに予めねじって巻き付けておくことができる。
【００６０】
本発明の特定の実施形態では、船舶を坑口の真上に位置させる必要がない。
【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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【国際調査報告】
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