(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段が設けられている船殻と、甲板とを含んでなる作業船であって、前記船殻は、一時的に潜水可能であるとともに、上昇パイプ片および／または掘削パイプ片を垂直に格納するための少なくとも１つの格納スペースを含んでなり、前記甲板は、接続手段を使用することにより、調整可能な中間距離を介して前記船殻に接続され、このようにして、前記甲板が前記船殻の近くに位置する場合の浮遊位置と、前記船殻が水面より大幅に低く位置し、前記甲板が前記船殻からある距離を介して水面より高く位置する場合の半潜水位置との間で前記作業船が調整可能であり、且つ前記船殻は、細長形状を有し、３：１より大きい長さ対幅比を有する、作業船。
【請求項２】
前記船殻の長さ対幅比が、４：１から５：１である請求項１に記載の作業船。
【請求項３】
前記接続手段は、前記船殻に剛性構造で接続された脚部を含んでなり、前記甲板は、持上げ手段を設け、これにより、前記脚部に沿って前記船殻と前記甲板との距離を調整することが可能である請求項１または２に記載の作業船。
【請求項４】
前記半潜水位置において、前記船殻が、前記作業船の全重量の５０％より大きい割合、好ましくは６０％より大きい割合を占める請求項１から請求項３のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項５】
前記半潜水位置において、前記作業船の重心が、水面の近くまたは水面より低く位置する請求項１から請求項４のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項６】
前記船殻は、少なくとも１つのバラストタンクと、前記バラストタンク内に貯蔵されたバラストの量を制御するための制御手段とを含んでなる請求項１から請求項５のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項７】
前記船殻は、前記作業船を使用して採取された原料を貯蔵するための少なくとも１つの貯蔵タンクを含んでなり、前記貯蔵タンクは、前記採取原料を前記貯蔵タンクに供給し、かつ前記貯蔵タンクから前記採取原料を放出するための供給および放出手段をさらに含んでなる請求項１から請求項６のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項８】
上昇パイプ構造物、掘削パイプ構造物または他の沖合い設備を処理するために、少なくとも１つのほぼ垂直に配置されている作業カラムが設けられている請求項１から請求項７のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項９】
前記船殻が、前記船殻をほぼ垂直に通過して延びるチャンネルと、前記チャンネルに対応する前記甲板内の開口とを含んでなり、このようにして、水が、前記開口および前記チャンネルを経て甲板から接近可能である請求項８に記載の作業船。
【請求項１０】
前記チャンネルが、少なくとも前記船殻の底部の近傍で閉鎖可能である請求項９に記載の作業船。
【請求項１１】
前記チャンネルが、作業カラム内で延びる請求項９または１０に記載の作業船。
【請求項１２】
前記チャンネルおよび／または前記作業カラムが、上昇パイプ構造物または掘削パイプ構造物を懸架するための懸架装置を含んでなる請求項９から請求項１１のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項１３】
前記船殻の内部が、少なくとも作業船の半潜水位置において、前記接続手段および／または前記作業カラムの内部を経て接近可能である請求項８から請求項１２のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項１４】
前記接続手段および／または前記作業カラムの内部を経て、上昇パイプ片および／または掘削パイプ片を垂直方向に上下に動かす垂直搬送手段と、次いで、前記上昇パイプ片および／または前記掘削パイプ片を側方に動かす水平搬送手段とが設けられている請求項８から請求項１３のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項１５】
前記接続手段および／または前記作業カラムのうちの少なくとも１つのものの内部に、ウインチロープを渡すための手段と、アンカーケーブルを格納するための手段とが設けられている請求項８から請求項１４のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項１６】
持上げ装置および／または杭打ち装置が設けられている請求項１から請求項１５のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【請求項１７】
パイプ敷設装置が設けられている請求項１から請求項１６のうちのいずれか１つの請求項に記載の作業船。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、沖合い操作を実施するための、特に、例えば石油およびガスなどの天然資源の採取場所を準備および／または利用するための作業船に関する。
【０００２】
天然資源の沖合い採取の間、沿岸から比較的遠くに位置するおよび／または比較的深くに位置する採取場所を利用する必要性が増加している。現在の知見では、沖合いで採取される石油源の約６５％が、沿岸から比較的遠くに位置する領域であって、その海底は少なくとも２０００ｍの深さに位置するといわれている。
【０００３】
このような採取場所を準備および利用する場合、準備および利用操作は、採取場所で実施されなければならない。石油採取場所を準備および利用する場合、これらの操作は、とりわけ、海底上に弁を配置するステップと、弁と海面との間に上昇パイプ構造を配置するステップと、土中の石油源を掘削して、石油源を生産のために準備完了の状態にするステップと、土中から石油を採取するステップと、選択的に、石油を貯蔵および／または処理するステップと、採取石油を放出するステップとを含んでなる。
【０００４】
沿岸から比較的遠いためおよび／または海底の深さが比較的深いため、このような採取場所を準備および利用することは、経済的に困難であることが分かった。採取場所が沿岸から比較的遠くに位置する場合、例えば、貯蔵物および人員は、非常に制限された程度でしか空輸されることが可能でない。従って、貯蔵物および人員は、比較的急速に海上で作業場所に搬送されなければならず、作業場所において、充分な貯蔵容量が、利用可能でなければならない。作業場所が比較的深くに位置する場合、作業場所において、海底により支持される作業プラットフォームを提供することは不可能である。
【０００５】
このような採取場所を準備および利用するための操作が、いわゆる「半潜水体」を使用して実施されることがすでに提案された。このような構造体は、脚部上に配置されている方形甲板を含んでなる。脚部は、水面下に位置するフロートを使用することにより、互いに接続される。このような半潜水体は、甲板が、水面から比較的大きい距離を置いて位置する浮遊位置と、甲板が、水面の比較的近傍に位置する半潜水位置との間でフロートの浮力を変化させることにより、調整可能である。浮遊位置において、半潜水体は、採取場所に搬送されて、次いで、半潜水位置において、作業プラットフォームとして機能する。このような半潜水体の１つの欠点は、半潜水体は、遠くの作業場所に独立的に航行することが可能でなく、引き船により採取場所に曳航されることにある。さらに、このような構造の航行速度は、制限され、従って、このような遠くの採取場所への搬送は、時間がかかりすぎる。さらに、このような構造体の重心は、比較的高く位置し、従って、小量の貯蔵物が、甲板上で運搬されるにもかかわらず、転覆のリスクが存在する。転覆のリスクは、浮遊位置から半潜水位置への調整の間は増加する。
【０００６】
遠くの個所に位置するおよび／または深い深さに位置するこのような採取場所の準備および利用が、駆動手段を設けられている従来の船殻を有する作業船を使用することにより、実施されることも提案された。このような船舶の１つの欠点は、採取場所に停船している場合、このような船舶は、水面の波動に過剰に追従することにある。従って、甲板は、しばしば、準備または利用操作を実施するのに充分に安定していない。これにより、生産量が大幅に低減される。
【０００７】
本発明の１つの目的は、前述の欠点を有しない船舶を提供することにある。この目的のために、本発明による作業船は、駆動手段が設けられている船殻と、甲板とを具備し、前記船殻は、一時的に潜水可能であり、前記甲板は、接続手段により、調整可能な中間距離を介して船殻に接続され、このようにして、甲板が船殻の近くに位置するときの浮遊位置と、船殻が水面より大幅に低く位置し、そして、甲板が船殻から距離を介して水面より高く位置するときの半潜水位置との間で、作業船は調整可能である。
【０００８】
好ましくは、船殻は、細長形状を有し、３：１より大きい長さ対幅比を有する。より好ましくは、船殻は、約４：１〜約５：１の長さ対幅比を有する。このような細長形状の船殻は、比較的低い機関出力および燃料消費で、高い航行速度を可能にする。意外なことに、浮遊位置および作業位置双方において、細長船殻は、高い安定性を可能にする。その細長形状に起因して、長手方向船殻は、その長手軸線が、波に対してほぼ横断方向に位置するおよび／または風に対してほぼ平行に位置する状態に位置決めされることが可能である。これにより、約１：１の長さ対幅比を有するほぼ正方形の船殻を有する被牽引船舶に比して、潜水位置または浮遊位置における操作条件が、大幅に改善される。浮遊位置から潜水位置への移行の間、このような位置決めは、安定性を改善することが可能である。
【０００９】
このようにして達成された効果は、浮遊位置において、作業船は、独立的に採取場所に航行し、転覆のリスクなしに航行し、高速度で航行し、充分な貯蔵物を搭載されて航行することが可能であり、半潜水位置において、作業船は、採取場所において十分に安定的であることにある。半潜水位置において、水面の近傍に位置する作業船の表面は、比較的小さく、作業船の全重量の大部分は、水面より低く位置する。従って、甲板は、強い風および／または高波が存在する場合でさえ、操作が実施されることを可能にするのに充分に安定的である。安定性を向上させるために、船殻は、半潜水位置において、作業船の全重量の５０％より大きい割合、好ましくは６０％より大きい割合を占める。最適な安定性のために、半潜水位置における作業船の重心は、水面の近くまたは水面より低く位置する。
【００１０】
この文脈において、船殻とは、単一船殻である、すなわち、１つの浮遊体を形成する船殻であることを述べておく。作業船は、例えば海底にパイプラインを敷設するためになど、採取場所以外の場所で使用されることも可能であることをさらに述べておく。作業船の作業場所については以下に記載する。
【００１１】
作業船の好ましい実施例のさらなる詳細は、従属項として記載されている。
【００１２】
本発明について、以下、図面の一実施例を参照して、詳細に説明する。
【００１３】
図は、本発明による作業船の１つの好ましい実施例を概略的に示しているにすぎないことを述べておく。図中、類似のまたは対応する部分は、同一の符号で示されている。
【００１４】
図１は、浮遊位置における作業船１を示す。浮遊位置すなわち「搬送位置」において、船舶は、作業場所へ海上を航行する。作業船１は、船殻２および甲板３を含んでなる。船殻２は、単一浮遊体を形成し、一時的に潜水可能である。船殻２は、駆動手段が設けられ、従来の航海船舶の船殻形状に少なくとも部分的に対応する流線形の船殻形状を有し、従って、走行する長い距離に関連して、作業船は、搬送位置において、例えば少なくとも１５ノットの速度などの十分な高速度で航行することが可能である。
【００１５】
甲板３は、接続手段５を使用することにより、調整可能な中間距離を介して、船殻２に接続される。作業船１は、甲板３が船殻２の近傍に位置する図１の浮遊位置と、図２に示されている半潜水位置との間で調整可能である。図２において、甲板３は、船殻２から距離を置いて位置し、船殻２は、水面６より大幅に低く位置する。作業船１が、作業場所に到達すると、作業船は、搬送位置から半潜水位置すなわち「作業位置」に調整される。この調整は、船殻２の浮力を低減することにより、実施される。これは、好適には、バラストタンク７と、バラストタンク内に貯蔵されるバラスト量を制御するための制御手段とを、船殻に設けることにより行われる。さらに、甲板３と船殻２との間の中間距離は、接続手段５を使用することにより、より大きい値に調整され、このようにして、甲板３が、船殻２から距離を置いて、水面６より高く位置するようにする。
【００１６】
接続手段５は、脚部８として設計され、脚部８は、船殻２に剛性構造で接続され、一方、甲板３は、脚部８に沿って船殻２と甲板３との距離を調整することが可能な持上げ手段が設けられている。このようにして達成された効果は、一方で、船殻２と脚部８との間の接続手段が、簡単かつ高信頼的に防水でなされることが可能であり、他方で、船殻２と甲板３との間の中間距離の調整が、例えば、掘削プラットフォームの作業甲板が、脚部に沿って動かされることを可能にするために、沖合い工業で使用される、従来の持上げ手段を使用することにより達成できる。好ましくは、脚部８が使用され、脚部８は、ラックが設けられ、甲板３は、脚部８の近傍に位置するピニオンが設けられている。勿論、より多数のまたはより少数の脚部８を使用することも可能である。勿論、例えば、甲板８に剛性構造で接続され、船殻２に沿って動かされることが可能である脚部８としてなど、異なった接続手段を形成することも可能であることを述べておく。
【００１７】
作業船１は、動的位置決め装置、例えば、互いに交差して配置され、４つまたは８つの独立して駆動するスクリューなどを使用することにより、作業場所に位置決めすることが可能である。より浅い水中において、作業船１は、勿論、地表アンカーにより、作業場所に係留されることも可能である。作業船１により実施される操作に依存して、甲板３は、異なるタイプの設備を設けられることが可能である。このようにして、例えば、甲板は、海底に、パイプ片１０から形成されるパイプライン１１を敷設するためのパイプ敷設装置９を設けられることも可能である。このような場合、作業船１は、作業位置において、パイプライン１０の敷設の間、ゆっくり動く。この場合、大量のパイプ片１０が、以下に説明される方法で、船殻２内に保持されることも可能である。
【００１８】
さらに、作業船１は、クレーン船として使用することが可能である。このような場合、クレーン１２または別のタイプの持上げ装置が、持上げ操作を実施するために、甲板３上に設けられることも可能である。このような持上げ装置は、脚部８に対して甲板３を持上げるために、または、甲板３を搬出するために、または、海で杭打ち操作を実施するために、使用されることも可能であることを述べておく。
【００１９】
作業船１は、以下、石油採取場所を準備および利用するための沖合い作業船としての使用において、より詳細に説明される。
【００２０】
港から、作業船１は、港から遠くに位置する石油採取場所であって、利用のために準備され、次いで、利用される石油採取場所に、図１の搬送位置で単独で航行する。航行の目的のために、作業船１の甲板３は、ブリッジ１３を設けている。ブリッジ１３の屋根は、好適には、ヘリコプター着陸場所１４であるように形成されている。図４において、甲板３は、人員のための作業スペースおよび宿泊アパートメント、例えば更衣室１５、寝室１６、休憩室１７、乾燥および冷房貯蔵室１８、洗濯室１９、ポンプ室２０、発電機室２１、実験室２２等を含む多数のレベルを含んでなる。搬送位置において、バラストタンク７内に貯蔵されるバラスト量は、比較的小さく、従って、船殻２は、前記船殻が、少なくとも部分的に、水面６より高く位置する程度に大きい浮力を有する。
【００２１】
船殻２は、水、燃料、予備部品、および他の生産支援物などの貯蔵物を保管するための格納室を具備する（図３）。脚部８を中空にすることにより、船殻２の内部が、例えば、船殻の内部２を装填するために利用可能である。図３において、脚部８が、二重壁衝突ゾーン８Ａを含むことが分かる。
【００２２】
好適には、船殻２は、例えば、上昇パイプ片２４および／または掘削パイプ片２５などのパイプ片を垂直に格納するための少なくとも１つの格納スペース２３を含む。船殻内にこのようなパイプ片を格納することにより、作業船の重心は、低められ、これにより、転覆のリスクを最小化することが可能である。従って、作業船１は、特に搬送位置において、半潜水体より大幅に安定的である。垂直位置で上昇パイプ片２４または掘削パイプ片２５を格納することにより、これらのパイプ片が、効率的に格納される以外、船殻２の内部に容易に導入され、前記内部から容易に取出されることも可能であることが達成される。これは、以下、詳細に説明される。
【００２３】
作業船１の幅は、３１．５ｍより狭く選択され、バラストタンク７内のバラスト量は、制御手段により調整され、このようにして、船殻２が、一時的に、水面より大幅に低く位置するようにすると、所望の場合、作業船は、作業場所への道程を短縮するために、パナマ運河を利用することも可能である。これは、喫水線６Ａにより、図１に示されている。
【００２４】
いったん、作業場所に到達すると、バラストタンク７は、例えば水などのバラストにより充填され、船殻２は、水面６より低く潜水される（図２）。さらに、甲板３は、図示されていない持上げ手段を使用することにより、脚部８に沿って上方へ動かされ、このようにして、甲板３が、船殻２から距離を置いた個所で、水面６より高く位置するようにする。この作業位置において、甲板３は、甲板３上で作業を実施するのに充分に安定的である。
【００２５】
生産のために採取場所を準備するために、クレーン１２を使用することにより、バルブブロックが、甲板３から海底へ下降される。これを容易にするために、船殻２は、チャンネル２６に対応する船殻２と甲板３内の開口２７とをほぼ垂直に通過して延びるチャンネル２６を含み、従って、水は、甲板３から、開口２７およびチャンネル２６を経て、接近可能である。開口２７およびチャンネル２６を経て、例えばロボットなどの他の対象物も、勿論、水中に下降されることが可能である。さらに、弁を海底に固定するための杭打ち操作など、他の操作が、開口２７およびチャンネル２６を介して実施されることが可能である。船殻２の流線形を乱すことを可能な限り最小にするために、チャンネル２７は、船殻２の底部の近傍に位置する閉鎖体を設けられることが可能である。勿論、例えば、安全性の目的のために、他の場所内でチャンネル２６および／または開口２７を閉鎖することも好適である。
【００２６】
図１、図２および図５において、作業船１は、さらに、上昇パイプ構造体および掘削パイプ構造体または他の沖合い設備を処理するための、ほぼ垂直に配置されている作業カラムを具備する。図示の実施例において、中央作業カラム２８が設けられ、中央作業カラム２８内をチャンネル２６が延びる。作業カラム２８は、甲板３内の開口２７を通過して延びる（図５）。作業カラム２８は、上昇パイプ構造体または掘削パイプ構造体を懸架するための懸架装置３０を具備する。作業船１の半潜水位置において、船殻２の内部は、中空脚部８および作業カラム２８を介して利用可能である。
【００２７】
作業カラム２８に内蔵チャンネル２６を設けることの利点は、船殻および水双方への接近性を提供する遮蔽された環境が、形成されることにある。特に、対象物を水から持上げることおよび対象物を水中に下降させる間の風および波の作用が、遮蔽された環境を提供することにより、最小化されることが可能である。
【００２８】
弁が、海底に配置された後、上昇パイプ片２４は、船殻２から、作業カラム２８を経て、甲板３へ搬送される。この目的のために、作業船１は、脚部２４および作業カラム２８の内部を経て、上昇パイプ片２４を垂直に上下に動かすための垂直搬送手段３１を具備する。船殻２内には、次いで、側方へ上昇パイプ片２４を動かすための水平搬送手段３２が、配置されている（図２）。上昇パイプ構造体を形成する場合、上昇パイプ片２４は、まず初めに、水平搬送手段３２を使用することにより、上昇パイプ片２４のための格納スペースから、作業カラム２８へ搬送され、次いで、垂直搬送手段３１を使用することにより、甲板３の高さに垂直に上方へ動かされる。次いで、上昇パイプ片２４は、例えば、クレーン１２またはさらなる水平搬送手段を使用することにより、チャンネル２６の上方に配置され、懸架装置３０に取付けられる。チャンネルを内蔵する作業カラム内で、上昇パイプは、本質的に、上下に動かされるだけでよく、再配向される必要はない。次いで、次の上昇パイプ片２４が、同一の方法で供給され、先行の上昇パイプ片２４に結合される。上昇パイプ片２４が結合された都度、懸架装置３０が、結合解除され、結合上昇パイプ片２４により形成される上昇パイプ３４が、持上げ手段３５を使用することにより、下降され、懸架装置３０を使用することにより、再度把持される。上昇パイプ３４が、海底に到達するとただちに、上昇パイプ３４は、弁に結合される。操作中、上昇パイプ３４に対する作業船１の発生することもある動きは、例えば液圧式テレスコープ形シリンダ３６などの、チャンネル２６内で軸線方向に可動のスペーサー手段を使用することにより、補償される。
【００２９】
油井の掘削を可能にするために、掘削パイプ片２５は、上昇パイプ片２４と同一の方法で、供給されることが可能である。生産のために採取場所をさらに準備することは、さらに詳細には説明されない、何故ならば、当業者には明白であるからである。しかし、逆の順序で前述のプロセスを実施することにより、上昇パイプ片および掘削パイプ片２４、２５は、船殻２内に戻されることが可能であることを述べておく。
【００３０】
油井が、生産のための準備完了となるとただちに、石油が、上昇パイプ３４を経て供給され、選択的に、第１のプロセスの後、パイプライン１１を経て、沿岸へまたは貯蔵船へ放出される。船殻２は、作業船を使用することにより採取された石油を貯蔵するための一つ以上の貯蔵タンクも具備する（図３）。貯蔵タンクが、十分に大きく形成される場合、作業船は、いわゆるＦＰＳＯすなわち貯蔵船としても機能することが可能である。貯蔵タンクを充填する間、バラストタンク７内に貯蔵されるバラスト量は、勿論、制御手段を使用することにより、制御されなければなければならない、何故ならばこれにより、船殻２の正しい浮力を維持するからである。作業カラム２８も、船舶上に偏心位置に配置されることも可能であることを述べておく。
【００３１】
補助的な作業カラム２９も、設けられている。このような補助的作業カラム２９において、上昇パイプ構造体または掘削パイプ構造体の部品は、前述の方法に類似の方法で同時に組立てられることが可能であり、次いで、作業カラム２８、または、補助的作業カラム２９内に配置されているチャンネル２６を経て、水中に下降される。これにより、上昇パイプ構造体または掘削パイプ構造体のより急速な組立が、可能となるだけでなく、上昇パイプ構造体が作業船１から結合解除されなければならない場合、悪天候の間に前記操作を正常に継続することも、可能となる。勿論、このような補助的作業カラムは、構造体を解体する場合に使用されることも可能である。
【００３２】
さらに、脚部または作業カラムのうちの少なくとも１つのものの内部は、好適には、地表アンカーのウインチロープを渡すための手段と、アンカーケーブルを格納するための手段とを設けられている。このようにして、非常に長いウインチロープおよびアンカーケーブルを、効率的に格納することが可能である。
【００３３】
作業船の構造的部分は、さらに詳細には説明されない、何故ならばこれらの部分は、当業者に明白であるからである。
【００３４】
本発明は、前述の例示的な実施例に制限されない。本発明の多数の変形が、請求の範囲内で可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  浮遊位置における、本発明による作業船の概略的側面図である。
【図２】  半潜水位置における、本発明による作業船の概略的側面図である。
【図３】  ＩＩＩ−ＩＩＩ切断線に沿って切断して示す、図１の作業船の概略的上面図である。
【図４】  ＩＶ−ＩＶ切断線に沿って切断して示す、図１の作業船の概略的上面図である。
【図５】  多数の詳細を省き、Ｖ−Ｖ切断線に沿って切断して示す、図２の作業船の概略的横断面図である。
【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５】
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