(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ライザー上端を上方に引っ張っているテンショナーの張力を測定する油圧センサーと、（ｂ）船体に対するライザー上端の相対位置を計測するストロークセンサーと、（ｃ）船体の上下運動を計測する加速度センサーと、（ｄ）油圧センサーが計測したライザー上端張力と加速度センサーが計測した船体の上下加速度とから計算される船体上下運動によりライザージョイントの切離しタイミングを決める機能、決定された切離しタイミングによってＢＯＰ制御パネルに切離し信号を送る機能、及び、ストロークセンサーが計測した船体に対するライザー上端の相対位置を時間微分して相対速度も求め、この相対速度がゼロに近くなるようにテンショナーの制御弁を調整する機能を有する制御パネルと、からなるライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置。
【請求項２】
ライザージョイントの切離しタイミングを、船体の運動およびライザージョイントの応答を考慮して決定することを特徴とする請求項１記載のライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライザー下端切り離しにおいて、ドリルフロアー（以下、掘削船と称する）に対するライザー上端の相対的な速度及び位置を自動的に制御し、ライザージョイントが掘削船に突き上げるのを防止つつライザー上端を掘削船に固定するタイミングを制御するライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、大水深用掘削ライザーは、ライザージョイント収用時にライザージョイントの下端を切り離すと、ライザー上端をテンショナーによって上方に強く引っ張っているため、ライザージョイントが急に加速されて掘削船に突き上げてくる。
【０００３】
これを防ぐために、テンショナー張力を下げるアンチリコイル装置があるが、従来のものでは、ライザージョイントを切り離すタイミングを人間の判断に頼って実施している。その理由は、掘削船が波で上下動するので、掘削船の動きと最終的にライザー上端を固定するライザー固定位置にライザージョイントが来るタイミングとを予測し、ライザージョイントを固定する時の掘削船とライザー上端との相対速度が小さくなるようにライザー下端の切り離しを行うためである。
【０００４】
しかしながら、従来は、人間の勘に頼ってアンチリコイル装置を操作するので、間違える可能性が大きく、事故につながり易い。
他方、従来のアンチリコイル装置によるライザージョイントの制御は、事前にライザージョイントの挙動解析を実施して制御装置の設定値を決定しており、その決定には、多大な労力と時間とを要していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、係る従来の問題を解消するために案出されたものであって、その目的とするところは、事前にライザージョイントの挙動解析を必要としないライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係るライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置は、（ａ）ライザー上端を上方に引っ張っているテンショナーの張力を測定する油圧センサーと、（ｂ）船体に対するライザー上端の相対位置を計測するストロークセンサーと、（ｃ）船体の上下運動を計測する加速度センサーと、（ｄ）油圧センサーが計測したライザー上端張力と加速度センサーが計測した船体の上下加速度とから計算される船体上下運動によりライザージョイントの切離しタイミングを決める機能、決定された切離しタイミングによってＢＯＰ制御パネルに切離し信号を送る機能、及び、ストロークセンサーが計測した船体に対するライザー上端の相対位置を時間微分して相対速度も求め、この相対速度がゼロに近くなるようにテンショナーの制御弁を調整する機能とを有する制御パネルと、からなることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、事前にライザージョイントの挙動解析を行わなくてもライザージョイントを固定する時の掘削船とライザー上端との相対速度が小さくなるようにテンショナーの張力を調整することができると共に、ライザージョイントの切り離しタイミングも制御することができる。
請求項２に記載の発明に係るライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置は、ライザー下端を切り離してからライザー上端が掘削船に固定されるまでの時間を予測し、さらに、固定される時点でのライザージョイントの速度と掘削船の速度も予測して両者の相対速度がゼロに近くなるように切離しタイミングを調整する機能を持つことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、ボタン操作一つでライザージョイントの下端切り離しから上端固定まで簡単に行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。
図１に示すように、ライザージョイント１は、ライザー下端２がＬＭＲＰ３を介して海底４に設置したＢＯＰ５に接続され、ライザー上端（テレスコピックジョイント外筒上端）６が掘削船７に装着したテレスコピックジョイント８に取り付けられている。
【００１０】
ライザー上端６は、テンショナー１１によって、常時、上方に引っ張られている。すなわち、このテンショナー１１は、油圧シリンダー１２を主体とするものであって、油圧シリンダー１２のシリンダー部１３に取り付けた滑車１４とピストンロッド部１５に取り付けた滑車１６の双方にわたって巻きかけたワイヤー１７の一端をシリンダー部１３に固定すると共に、他の一端をテレスコピックジョイント８のテレスコピックジョイント外筒９に固定する一方、油圧シリンダー１２のシリンダー部１３に制御弁１８備えた配管１９を通ってアキュムレーター２０に蓄えられている作動油Ｂが供されるようになっている。アキュムレーター２０内の作動油Ａには、高圧の圧縮空気Ａが作用している。
【００１１】
他方、テンショナー１１のシリンダー部１３には、油圧センサー２１が取り付けられ、掘削船７には、ストロークセンサー２２及び加速度センサー２３が取り付けられている。
上記油圧センサー２１によって計測されたテンショナー１１の油圧は、制御パネル２４に入力される。最も重要なライザー上端張力は、テンショナー１１のシリンダー部１３の油圧を計測することにより求められるようになっている。
【００１２】
上記加速度センサー２３によって計測された掘削船７の上下加速度は、上記制御パネル２４に入力され、同制御パネル２４で積分されて掘削船７の上下速度が求められるようになっている。
上記ストロークセンサー２２は、テンショナー１１の油圧シリンダー１２のストロークを計測する非接触型のセンサーであり、その計測値は、上記制御パネル２４に入力される。掘削船７とライザー１との相対位置は、直接的には、テレスコピックジョイント外筒９とテレスコピックジョイント内筒１０から形成されているテレスコピックジョイント８の挙動を計測することが考えられるが、ストロークセンサー２２によってテンショナーワイヤー１７の出入りする距離を計測することにより掘削船７とライザージョイント１との相対位置を計測する方が現実的である。
【００１３】
更に、ライザー下端２の近傍には、歪センサー２５が取り付けられ、ライザー下端２の軸応力の変化をＢＯＰ制御パネル２６を介して上記制御パネル２４に入力するようになっている。
ライザー下端２の切り離しは、ライザー上端６の張力と掘削船７の上下加速度から上記制御パネル２４が掘削船７の上下運動を予測（計算）してから切り離しのタイミングを計算し、ライザージョイント切り離し信号を出力することにより行われる。ライザー下端２の切り離しは、ＢＯＰ制御パネル２６から出力される信号により行われ、矢印ａで示すＬＭＲＰ３の下端部で切り離される。この切り離し信号で切り離し命令が出されたことが確認できるが、本当に切り離されたかどうかを確認するには、ライザー下端２に設けた歪センサー若しくはリミットスイッチ２５によって確認できる。そして、ＢＯＰ制御パネル２６によるライザージョイントの切り離し命令信号と、ライザージョイントの切り離によって生ずるライザー下端２の切り離し確認によって制御パネル２４がアンチリコイル制御を開始するのである。
【００１４】
ライザー上端６の運動速度は、掘削船７とライザー上端６との相対位置を時間微分して相対速度を求め、掘削船７の加速度センサー２３から求めた速度と足し合わせて求める。
次に、上記したライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置の作用について説明する。
【００１５】
図２に示すように、切り離し指令スイッチをＯＮする（Ｓ１）。ＢＯＰ制御パネル２６から制御パネル２４にＬＭＲＰ３の切り離し命令信号が出されると、これをアンチリコイル装置システムへの入力信号として制御パネル２４が制御を開始する。
それから、ライザー把持位置目標を設定する（Ｓ２）。制御パネル２４が制御を開始すると、掘削船７の運動データを読み込み、掘削船７の運動の予測をし、ライザージョイント１を固定する最適位置を推定し、切り離しのタイミングを決める。
【００１６】
すなわち、油圧センサー２１から入力されるライザー上端６の張力及び加速度センサー２３から入力される掘削船７の上下加速度から掘削船７の上下運動を予測（計算）してから切り離しのタイミングを決定（計算）する。
しかる後に、アンチリコイルモードが作動する（Ｓ３）。そして、制御パネル２４によってテンショナー１１の油圧制御弁１８の作動が開始される。
【００１７】
それから、ライザー下端２の切り離しを行う（Ｓ４）。決定された切り離しのタイミングにしたがって制御パネル２４からＢＯＰ制御パネル２６へ切り離し信号を送り、ＢＯＰ制御パネル２６からＬＭＲＰ３の切り離し制御が行われる。
それから、切り離しの確認を行う（Ｓ５）。制御パネル２４は、センサー２５からの信号でＬＭＲＰ３の切り離しを確認する。
【００１８】
それから、テンショナー１１の油圧制御量を計算する（Ｓ６）。そして、計算された速度でライザージョイント１が上昇するように、テンショナー１１の油圧を調整する。すなわち、油圧センサー２１から入力する油圧によって最も重要なライザー上端６の張力が判る一方、ストロークセンサー２２から入力するテンショナー１１の油圧シリンダー１２のストロークから掘削船７とライザー１の相対位置が判る。そこで、掘削船７とライザージョイント１との相対位置を時間微分して掘削船７とライザージョイント１との相対速度を求め、この相対速度がゼロに近くなるようにテンショナー１１の制御弁１８を制御する（Ｓ７）。
【００１９】
それから、ライザー管を固定する。ライザージョイント１が固定位置まで上昇し、相対速度が設定値以下であれば（Ｓ８）、ラッチング装置を作動させてライザージョイント１を固定する（Ｓ９）。
上記の制御方法から考えると、ライザージョイント切り離しのタイミングは、何時でもよいと考えられるが、制御パネル２４の制御プログラムを簡単にするためには、掘削船７が波により上下運動し、掘削船７が波の谷間に下がった時点でライザージョイント１を切り離し、掘削船７が上がる途中で、上昇してくるライザージョイント１との相対速度がゼロになるように制御することが望ましい。
【００２０】
【発明の効果】
上記のように、請求項１に記載の発明に係るライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置は、（ａ）ライザー上端を上方に引っ張っているテンショナーの張力を測定する油圧センサーと、（ｂ）船体に対するライザー上端の相対位置を計測するストロークセンサーと、（ｃ）船体の上下運動を計測する加速度センサーと、（ｄ）油圧センサーが計測したライザー上端張力と加速度センサーが計測した船体の上下加速度とから計算される船体上下運動によりライザージョイントの切離しタイミングを決める機能、決定された切離しタイミングによってＢＯＰ制御パネルに切離し信号を送る機能、及び、ストロークセンサーが計測した船体に対するライザー上端の相対位置を時間微分して相対速度も求め、この相対速度がゼロに近くなるようにテンショナーの制御弁を調整する機能とを有する制御パネルと、からなるので、事前にライザージョイントの挙動解析を行わなくてもライザージョイントを固定する時の掘削船とライザー上端との相対速度が小さくなるようにテンショナーの張力を調整することができると共に、ライザーの切り離しタイミングも制御することができる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明に係るライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置は、ライザージョイントの切離しタイミングを制御するので、ライザージョイントの挙動や船の運動について心配することなく、切り離しから固定までの操作をボタン操作一つで誰もが簡単に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置の概略図である。
【図２】図１のライザーテンショナー用アンチリコイル制御装置の制御フローを示す図である。
【符号の説明】
１  ライザージョイント
６  ライザー上端（テレスコピックジョイント外筒上端）
７  船体                              ８  テレスコピックジョイント
９  テレスコピックジョイント外筒
１０  テレスコピックジョイント内筒    １１  テンショナー
１８  制御弁                          ２１  油圧センサー
２２  ストロークセンサー              ２３  加速度センサー
２６  ＢＯＰ制御パネル
【図１】
0003822947.tif 000002
【図２】
0003822947.tif 000003