(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底上の坑井ヘッドにより坑井穴を掘削する洋上システムにおいて、
水面に浮動可能に位置する掘削船と、
坑井ヘッドから掘削船までに延びるように適した長いライザとを備え、該ライザは、
（ａ）標準ライザ継手を含み上端部と下端部を有し、下側セグメントが海底坑井ヘッドに接続する手段と上側セグメントに切離し可能に係合する手段とを有し、上側セグメントと切離し可能に係合する前記手段が更に下側セグメントを海底より上方に吊下させる浮力システムを備えている下側セグメントと、
（ｂ）前記上側セグメントが標準ライザ継手と下側セグメント及び掘削船に切離し可能に係合する手段とを含む前記上側セグメントと、
（ｃ）下側セグメントの前記下端部に位置し応力継手より可撓性の高い可撓性継手に固定されている応力継手と、
（ｄ）管状の本体部を有し、第１の部分と第２の部分を有し、前記第２の部分が小さい横断面積を有し、本体が第１の部分と比較して第２の部分の可撓性が増加するようにした前記応力継手と、
（ｅ）管状本体を有し、更に、長尺のライザの周囲に緊密に堅固に嵌合した可撓性の内側エラストマー・ライニングから成る上記可撓性継手と、
（ｆ）海底中の前記坑井を形成するために、前記長尺のライザにより掘削ストリングを通す手段と、
（ｇ）坑井ヘッドに接続された第１の防噴装置と、
（ｈ）前記下側セグメントがライザの上側セグメントから切離されたとき、下側セグメントをほぼ直立に保つように前記下側セグメントの外側を支持するために、前記下側セグメント上に位置する浮力システムと、
（ｉ）ライザの前記下側セグメントに接続された第２の防噴装置と
を備えたことを特徴とする洋上システム。
【請求項２】
前記可撓性継ぎ手が２ｋＮｍ／度から２００ｋＮｍ／度の範囲の回転剛性を有する請求項１記載のシステム。
【請求項３】
応力継手の本体の長さが１０から８０フィート（約３ｍから約２４ｍ）である請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記応力継手の前記第２の部分が鋼、チタン、複合材料及びこれらの材料の組み合わせから成る群から選ばれた材料で構成され、前記応力継手が少なくとも約４５，０００ｐｓｉから１２０，０００ｐｓｉの同等の最小降伏強さを有するものである請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記相当の最小降伏強さが約７０，０００ｐｓｉである請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記可撓性継ぎ手の前記可撓性的エラストマー・ライニングがゴム、ウレタン、フルオロエラストマー、フルオロカーボン、ポリシロキサン、ポリイソプレン、ブタジェン、スチレンブタジェン、アクリロニトリルブタジェン、ポリクロロプレン、イソブチレンイソプレン及びゴムと複合材料の混合物並びにそれらの混合物から成る群から成る１つの材料から成る請求項１記載のシステム。
【請求項７】
下側セグメントが鋼製管から成る請求項１記載のシステム。
【請求項８】
第２防噴装置が浮力システムと坑井ヘッドの間で上側セグメントに切離し可能に係合する手段に隣接して位置する請求項１記載のシステム。
【請求項９】
浮力システムが更に、圧搾気体、空気、窒素及びヘリウム並びにこれらの混合物の群から選択された気体で充填されたキャニスタから成る請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
切離し可能に係合する手段が更に上側セグメントから下側セグメントへの通信経路を備えた引込むことができ水中接続可能な電気的光ファイバ・コネクタから成る請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
上側セグメントが、更に、可撓性継手と応力継手を備えた請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
切離し可能に係合する手段が音響信号によって作動する請求項１０記載のシステム。
【請求項１３】
第２の防噴装置が前記浮力システムに隣接して配設され、前記切離し可能係合手段と浮力システムの間に位置する請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
第２の防噴装置が前記浮力システムに隣接して配設され、浮力システムと海底上の坑井ヘッドの間に位置する請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
それぞれ前記上側セグメントと下側セグメントの切離している間、それぞれ上側セグメントと下側セグメント内に保持される掘削流体の量を制御し、かつ前記掘削流体の海中への漏洩を防止する調整手段と、
掘削流体を移動させ海底にある保持容器に分配して離すため掘削流体を下側セグメントから搬送し、さらに前記セグメントからの掘削流体の流れを調整する手段と、
分散される掘削流体をライザから離して保持する手段と
を有する請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
海中生産設備から水面上の構造物まで延びるのに適した長尺のライザにおいて、
上端部と下端部を有し下側セグメントが海中生産設備に接続する手段を有する下側セグメントと、
下側セグメントと水面止の構造物を除去自在に接続する手段を有する上側セグメントと、
下側セグメントの下端部に位置し、応力継手が応力継手より可撓性の高い可撓性継手と組み合っている応力継手と、
円筒形の本体部を有し、第１の部分と第２の部分を有し、本体が第１の部分と比較して第２の部分における可撓性を増加するように、前記第２の部分が小さい横断面積を有する前記応力継手と、
円筒形の本体部を有し可撓性内部エラストマー状材料から成るライニングを有する前記可撓性継手と
から成ることを特徴とする長尺のライザ。
【請求項１７】
前記可撓性継手が２ｋＮｍ／度から２００ｋＮｍ／度の範囲の回転剛性を有する請求項１６記載のライザ。
【請求項１８】
応力継手の本体の長さが１０から８０フィート（約３ｍから２４ｍ）の範囲である請求項１６記載のライザ。
【請求項１９】
前記応力継手の前記第２の部分が鋼、チタン、複合材料及びこれらの材料の組み合わせから成る群から選ばれた材料で構成され、前記応力継手が少なくとも約４５，０００ｐｓｉから１２０，０００ｐｓｉの同等の最小降伏強さを有するものである請求項１６記載のライザ。
【請求項２０】
前記最低曲げ強度が約８０，０００ｐｓｉである請求項１９記載のライザ。
【請求項２１】
前記可撓性継ぎ手の前記可撓性的エラストマー・ライニングがゴム、ウレタン、フルオロエラストマー、フルオロカーボン、ポリシロキサン、ポリイソプレン、ブタジェン、スチレンブタジェン、アクリロニトリルブタジェン、ポリクロロプレン、イソブチレンイソプレン及びゴムと複合材料の混合物並びにそれらの混合物から成る群から成る１つの材料から成る請求項１６記載のライザ。
【請求項２２】
下側セグメントが鋼製管から成る請求項１６記載のライザ。
【請求項２３】
浮力システムが更に、圧搾気体、空気、窒素及びヘリウム並びにこれらの混合物の群から選択された気体で充填されたキャニスタから成る請求項１６記載のライザ。
【請求項２４】
切離し可能に係合する手段が更に上側セグメントから下側セグメントへの通信経路を備えた引込むことができ水中接続可能な電気的光ファイバ・コネクタから成る請求項１６記載のライザ。
【請求項２５】
上側セグメントが、更に、可撓性継手と応力継手を備えた請求項１６記載のライザ。
【請求項２６】
切離し可能に係合する手段が音響信号によって作動する請求項２４記載のライザ。
【請求項２７】
上側セグメントが可撓性ジャンパーを含む請求項１６記載のライザ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は海洋上において坑井を掘削する場合に用いるライザの構造に関し、さらに詳しくは嵐のときに水面近傍で迅速に切離すことができ、作業再開時に容易に接続することができるライザに関する。
背景技術
海洋上における船舶から坑井を掘削するに当り、通常、坑井ヘッド構造に接続されているライザ又は長い導管がその船舶から海底迄延長されていることが必要である。このライザの機能は掘削作業中ドリル・ストリングを包囲し、掘削泥水と掘削流体を循環可能にすることにある。通常、このライザは長い一本の導管になるように密閉結合される一連のパイプ状の部材から構成されている。
深さが比較的深い海域の場合、ライザは極めて高い応力を受けることが理解できる。これは通常、潮流の作用及び水面における掘削船の動揺の結果生ずるものである。
例えば、津波又はハリケーン中には、ライザは一方向以上の潮流を受けることになる。この作用はそのライザの構造内に多数の曲りと応力を誘因することになろう。しかしながら、この問題は掘削船の船上に設けた適切な張力装置を使用することにより最小にするか又は未然に防ぐことができる。このような装置は、物理的変形量が最小になるように、予め定められた程度の応力をライザに与えるよう作用する。
比較的深い水域においてライザの使用が必要になったので、水深が深くなると共にきびしさが増す多数の問題が生じた。しかしながら、ハリケーン、嵐、天災等が起る水域ではこれらの応力がライザについて極めて増幅されることが理解できる。
例えば、台風を受ける水域においてはその嵐の影響を受ける地域から掘削船又は生産船を迅速に移動させる必要がある。このような嵐の警告は通常約２４時間であり、掘削船又は生産船を切り離してそれを安全な場所に移す時間は極めて少ない。ライザから迅速且つ容易に取り除くことができる掘削ユニット又は生産ユニットがあれば極めて望ましいものでコスト的に効果的なものとなろう。
発明の開示
掘削船又は生産船の切離しにかかる時間を最小にし、このような深海掘削作業での費用を最小にするために、本発明は掘削船が切離し可能なライザを用いて海底に接続するようにしたシステムを提供するものである。この切離し可能なライザは少なくとも一個の遠隔操作接続継手を備えている。
機能的には、この接続継手は水深が約１０００フィート（３００ｍ）を越えるような場合は、水面下約５０〜５００フィート（１５〜１５０ｍ）下側にあるライザの構造内に配置されている。ライザをその継手部分で切離すことにより、切離した上側のセグメントは、掘削船と共に持ち去ることができ、一方、下側のセグメントはガス充填したキャニスタによって浮いて、ほぼ所定の位置に残る。切離したセグメントの上端部は嵐が通過する際、損害に対して安全な十分な深さの水面下にある。
従って、本発明の目的は、船舶がシステムから迅速に移動することができるように、掘削船又は生産船から迅速に切離すことができる沖合の掘削又は生産システムを提供することにある。他の目的はライザの少なくとも一部分が移動し残りの部分が所定位置で垂直に保持されるように、緊急状態時に水面下のある箇所でライザを迅速に切離すことができるようにしたシステムを提供することにある。更に他の目的は、掘削船が移動する時、切離すのに適しており、更に掘削又は生産作業の再開のため掘削船が元の場所に戻って来た時に手動又は遠隔操作により容易に再接続するのに適した形式の掘削ライザを提供することにある。
本発明は、海底上の坑井ヘッドを通って油井穴を掘削する洋上システムを提供する。このシステムには水面において浮動自在に位置し、掘削船と、坑井ヘッドから掘削船迄延長するのに適した長尺のライザから成っている。このライザは上端部と下端部を結合する標準ライザ継手をもった下側セグメントを含む。下側セグメントは海底の坑井ヘッドに接続する手段と上側セグメントに切離し可能に係合する手段とを有している。上側セグメントを切離し可能に係合する手段は下側セグメントを海底上方に吊下する浮力システムがさらに含まれる。上側セグメントは標準ライザ継手と下側セグメント及び掘削船に切離し可能に係合する手段とを有している。
応力継手が下側セグメントの下端部に位置している。この応力継手は応力継手より可撓性の高い可撓性継手に固定されている。この応力継手は第１の部分と第２の部分を有する管状の本体部分を有している。第２の部分は本体が第１の部分と比較して第２の部分に高い可撓性を有するよう断面積が小さくなっている。この可撓性継手は、長尺のライザのシステムの回りに緊密且つ堅固に合致する可撓性の内部エラストマー・ライナーを備えた管状本体を有している。
このシステムは海底で前記坑井を形成するよう掘削ストリングを前記長尺のライザに通過させる手段と坑井ヘッドに接続された第１の防噴装置が含まれている。
前記下側セグメントを外側から支持するように、前記下側セグメントがライザの上側セグメントから切離されている時、下側セグメントをほぼ直立位置に維持するために、浮力システムが前記下側セグメント上に位置している。第２の防噴装置がライザの下側セグメントに接続されている。
本発明の他の実施例においては、生産設備として、海底坑井ヘッドから水面上構造迄延長するのに適した長尺のライザを備えている。このライザは上端部と下端部を有する下側セグメントから成っている。この下側セグメントは海底の坑井ヘッドに結合する手段を有している。さらに、このライザは下側セグメント及び水面構造物に取外し可能に結合する手段をもった上側セグメントを含んでいる。下側セグメントの下端部には応力継手が位置している。この応力継手は応力継手より可撓性の高い可撓性継手と組み合わされている。応力継手は円筒形をしている本体部分を備えている。本体部分は下方部分と上方部分を備え、下方部分と比較してその上方部分で高い可撓性を有するように、上方部分は横断面積が小さくなっている。可撓性継手は可撓性内部エラストマー材料を含むライニングを備えた円筒状本体を有している。
上側セグメントは海面の構造物に取外し自在に接続する手段に取付けられた可撓性ジャンパーとすることができる。この可撓性ジャンパーは鋼製又は複合材料で作製することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は掘削船とライザの模式図である。
図２はライザセグメントの破断図である。
図３は３−３線に沿った横断面図である。
図４はライザを使用する生産設備の模式図である。
図５は接続継手の一例を示す説明図である。
図６は可撓継手の一例を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
図１を参照すると、掘削船１０が水面に位置しており、海底面１２内に坑井穴を掘削するのに適している本発明の形式のシステムが示されている。浮上している掘削船１０は動的に位置保持されている。
掘削船１０は長尺のライザ部材１６を支持している。ライザ部材１６は掘削船に作動可能に接続され、海底面１２の坑井ヘッド１７の上部に堅固に接続され、ほぼ垂直姿勢で下方向に延びている。
ここに開示されている掘削船１０は、洋上の坑井を掘削する上述の一般的に使用される形式であればどのようなものでもよい。図示の掘削船は大水海域で使用するのに適した半潜水形式のものである。しかしながら、掘削船又は生産船のような他の形式の船舶も提案したライザシステムと共に使用することができる。
掘削船１０のすべての動きを補償するためにライザ安定化装置を使用することができる。この安定化装置の作用は何れかの部材にも過度の歪みを与えないようにライザ及び又はドリル・ストリングの状態を中立化させるものである。
水中の坑井ヘッド１７はここではパイル又は重力基礎により海底面内に固定されるベース又は基礎１８から成るものとして描かれている。基礎１８は坑井掘削作業を実施するため一般に海底面に置かれている必要機器を支持する。このような機器は、基本的に、作業を遂行するための防噴装置１９と一緒に、掘削作業を調整するのに十分なバルブ装置から成っている。いずれの場合にも、この長尺のライザ部材１６の下端部は、掘削流体の流れを容易にするために、両者間のシールが可能になるように防噴装置１９と完全に係合している。
図示の如くライザ１６はその下端部において防噴装置１９に固定され、その上端部において掘削船１０に固定されている。防噴装置１９は下部海中ライザ容器２１に作動可能に固定されており、この容器は応力継手３８に作動可能に接続されている。応力継手３８は標準ライザ継手２９に接続されており、このライザ継手は、掘削船１０に接続及び切離しができる切離し可能な係合手段２７を使用して作動可能に接続されている。構造的には、ライザ１６は、端部で接続した一連の別々の管状部材３３を備えている。管状部材３３は３０インチ（７５ｃｍ）から５０インチ（１２５ｃｍ）の間の外径を有することができる。物理的には、別々の部材が掘削船の甲板上で順次連結され、徐々に坑井ヘッド１７まで下降される。完了すると、ライザ１６は事実上、掘削船１０と坑井穴１１の間に延びている長尺の連続通路又は導管となる。管状部材３３は図３に示された内側導管３１を備え、油圧流体、掘削泥水、電気的ケーブル、光ファイバーケーブル、チョークライン、ブースターライン、キルラインを装備するための一連の管から構成されている。
ライザ１６は、作業中には、図示しない泥ポンプ１５から下方へドリル・ストリングを下って坑井穴１１内に注入され、掘削船１０へ戻し上げられる掘削泥水を導くように機能する。これは勿論どこの洋上坑井掘削システムでも一般的に行われている方法である。
ライザ１６は、組立てられた時に、少なくとも２個の別々の部材、すなわち上側セグメント２６と下側セグメント９から成っている。前記両セグメントは通常、水面下５０〜５００フィート（約１５〜１５０ｍ）に位置する接続継手２８の箇所で切離し可能に係合している。一般に、継手２８は、下側セグメント９の上端部が天候状態に起因する乱れがないと考えられる水深に位置している。切離し可能に係合する手段２７はそれぞれのセグメントの係合端部を接続位置に移動する遠隔操作手段により切離し又は接続することができる。
業界で良く知られ、使用されている多数のこのような管又は導管接続継手がある。さらに、この接続継手は、案内ケーブル等の使用により、又はカメラ装置付き小型潜水装置のような遠隔制御船の使用により、通常、案内されながら係合される。
機能的には、操作システムは掘削船１０から出される音響信号に応答して作動する。掘削船１０が上側セグメント２６と下側セグメント９の正確な芯出しを可能にするよう変位し又は調節することができるように、電子信号が上方向へ送信され、適切な計器類により掘削船１０に受信される。
ライザ部材１６の他の特徴は、通常、中空壁を有するか、又は少なくとも部分的に浮力のある他の浮力手段を有する構成になっていることである。
上側セグメント２６が下側セグメント９から切離された時に、掘削船１０により与えられている上方向の引張張力を補償するために、ライザの下側セグメント９には臨時の補助浮力手段を設けることができる。この浮力手段はその必要な場合にのみ作動させるか又は適切に配置しておく。
一実施例では、補助浮力手段はライザ１６の上端部に固定した一連のタンク２５から構成されている。掘削船１０からの空気もしくは他の不活性ガスの注入によりタンクの浮力を容易に制御できるように、タンク２５は任意に水面と連通されている。図示の如く、タンク２５は堅い壁付き部材にすることができ、その部材はライザ１６の上端部及びそのまわりの下側セグメント９に恒久的に固定されている。さらに、この例のように使用される場合には、各タンクはバルブ付き導管により掘削船１０と連通している。ここでは図示されていないが、水面下で使用されるそのような導管はこの技術分野では周知である。導管はさらに水面において空気又は圧縮気体源と連通している。空気は、通常、タンク内で既に圧縮して詰められているか又は直接コンプレッサー内で圧縮され、水中のタンク２５へ送出される。このようなバラストシステムとバラスト解除システム及びその機器はダイビング等のような水中作業で長年使用されてきている。したがって、それぞれのタンク２５は必要に応じてバラストすることができ、又は切離し作業中に最大の上向きの引張力をライザの下側セグメント９上に与えるために、排水することができる。
最初に、重りを加えずにライザ１６を動かすことができるように、このユニットは少なくとも僅かに負の浮力になっていなければならないことが理解される。通常、発泡体として、ライザ１６の構造に９５％乃至９８％の浮力を与えるため浮揚材料を備えている。浮力システムのシンタクティック発泡体密度は静水圧の変化を補償するように、任意の水深にて９８％の浮力を提供するよう変えることができる。ライザ全体に対して安定性をもたらす空気キャニスタは、存在している９８乃至１００％の浮力にライザ全体システムに対する張力レベルをプラスする。ライザ１６を動かした後、船上の張力装置が内部張力維持のため適用される。
他方、上側セグメント２６が下側セグメント９から切離され、掘削線１０がその場所から離れて移動したとき、タンク２５のバラストを解除してライザ１６に浮力を与えることが先ず必要である。堅い壁のタンクを用いる場合は、これらは同様に空気を充填され、その浮力能力を高めるため圧力をあげることができる。
ライザ１６の重量を調整するため、切離し点２７に隣接する下側セグメント９の頂部に第１のバルブが位置している。下側セグメント９の底部付近にあり、その内部と連通する遠隔操作バルブは、泥水をライザ１６から保持容器３６内へ排出できるように開き、ライザ１６が外部水圧と等しくなるようにする。掘削船又は生産船が戻り、下側セグメント９に再び接続されると、作業を再開することができるように、掘削泥水が第１のバルブまで戻され、ライザ１６内に戻すことができる。上側セグメント２６と下側セグメント９の切離し中に、それぞれ上側と下側のセグメント２６及び９内に保持されている掘削流体の量を制御し、海洋への掘削流体の漏洩を防止する調整手段が設けてある。掘削流体のコンテナ化と掘削流体のセグメントからの流れを調整するように掘削流体を下側セグメント９から運び去る手段とライザから掘削流体を分配して離す保持容器３６も備えている。
自立している下側セグメント９にかかる応力を最小にするため迅速に下側セグメント９を空にし又は泥水を排除する手段が設けてある。従って、下側セグメント９にはライザの下端部と連通し、下端部から延びているバルブ付き導管装置が設けている。バルブ付き導管と組み合っている内部圧力モニタが外部水圧に基づきこのバルブの開閉を行う。バルブが開の位置に動かされると、泥水又は他の重い掘削流体が制動可能な流量にて保持容器３６内へ排出される。同時に、下側セグメント９の上端部に海水が流入する。これらのすべての操作の結果、下側セグメント９は損傷を受けることなく、その重心は柱の底部に向かって移動する。
次に、掘削流体又は泥水は下側セグメント９を再び満たすように再循環できる。若し掘削船１０と下側セグメント９の泥水が保持され、掘削作動の続行のため容易に結合できればその費用は容易に正当化される。保持容器３６の使用により掘削流体の量が減少し、及び／又は海洋内に放棄される掘削泥水の量が減少する。
長尺のライザ１６は標準ライザ継手と上端部、下端部からなる管状の下側セグメント９から成っている。下側セグメント９は鋼又は他の複合材料で作製できる。下側セグメント９は海底坑井ヘッドに接続する手段に上側セグメント２６を切離し可能に係止する手段２７を備えている。上側セグメントを切離し可能に係止する手段２７は下側セグメント９を海底１２の上方に吊下する浮力システムを含むことができる。上側セグメント２６は標準ライザ継手と、下側セグメント及び掘削船に切離し可能に係合する手段２７を含む。下側セグメント９の下端部には応力継手３８が位置している。応力継手３８は応力継手３８より可撓性の高い可撓性継手４０に固定されている。切離し可能に係合する手段２７は上側セグメント２６から下側セグメント９への通信経路を備えた引込めることができる水中結合可能な電気的光ファイバ・コネクタから成るものでもよい。切離し可能に係合する手段は音響信号で操作可能である。上側セグメント２６もまた、以下に説明するものと同様な可撓性継手と応力継手を有するものでもよい。
応力継手３８は管状である本体部分、第１の部分及び第２の部分を備えている。第２の部分は横断面積が小さくなっており、それにより本体部分は第１の部分と比較して第２の部分の箇所で可撓性が高くなっている。応力継手３８の本体は長さが１０〜８０フィート（約３ｍ空約２４ｍ）になっている、応力継手３８の第２の部分は鋼、チタン、複合材料及びこれらの材料の組み合わせからなる群の１つの素材で構成され、応力継手３８は少なくとも約４５，０００ｐｓｉ乃至約１２０，０００ｐｓｉ、好適には７０，０００ｐｓｉの相当最小降伏強度を有するものである。
可撓性継手４０は管状本体と長尺のライザ１６の周りに緊密且つ堅固に嵌合している可撓性内部エラストマーライニングを備えている。可撓性継手４０は２ｋＮｍ／度から２００ｋＮｍ／度の範囲の回転剛性を有している。可撓性継手４０の可撓的エラストマー・ライニングはゴム、ウレタン、フルオロエラストマー、フルオロカーボン、ポリシロキサン、ポリイソプレン、ブタジェン、スチレンブタジェン、アクリロニトリルブタジェン、ポリクロロプレン、イソブチレンイソプレン及びゴムと複合材料の混合物並びにそれらの混合物から成る群の１つの素材から成っている。
下側セグメント９がライザの上側セグメント２６から切離されたとき、ほぼ直立の位置にこのセグメントを維持するように、浮力システムは下側セグメント９上に位置して、下側セグメント９を外側から支持している。浮力システムは圧縮気体、空気、窒素及びヘリウムとこれらの混合物の群から選ばれた１つの気体で充填されたキャニスターから構成することができる。
第２の防噴装置４２は下側セグメントに接続されている。第２の防噴装置４２は浮力システムと坑井ヘッドの間及び上側セグメントを切離し可能に係合させる手段に隣接した位置に置くことができる。第２の防噴装置４２は浮力システムに隣接して配設可能であり、且つ切離し可能に係合する手段２７と浮力システムの間に位置している。一方、第２の防噴装置４２は浮力システムに隣接して、浮力システムと海底１２上の坑井ヘッドの間に配設することができる。
本発明に使用できる接続継手２８の一例を図５に例示し、また可撓継手４０の一例を図６に示した。図５において、上側セグメント２６の下端は下側セグメント９の上端の孔内に進入し、下側セグメント９の頭部に係合する。下側セグメント９の頭部には上側セグメント２６の下端５１の円周グループ５２に外嵌するリング状係合部材５３を備えている。このリング状係合部材５３はシリンダ５４とピストン５５とから成る油圧装置によって駆動されるテーパリング５６によって拡縮径される。この拡径、縮径によってリング状係合部材５３は上側セグメント２６の下端部５１の円周グループ５２と係着解除し、又は強固に掛着するするようになっている。またシールリング５７は上側セグメント２６と下側セグメント９間をシールする。
図６に示す可撓継手４０の一例では、上側の部材６１と下側の部材６２とは可撓部材アセンブリ６３及び球面６４を介して結合されている。可撓継手４０は可撓部材アッセンブリ６３が変形し、上側の部材６１と下側の部材６２相互間にある程度の相対変位を許容し、この変位を吸収するようになっている。
本発明の他の実施例では、海中生産設備から水面の構造物１０’に延びるのに適した長尺のライザ１６’が提供されている。このライザ１６’は油とガスを坑井から抽出するためライザ１６’に配設された生産管等から成る。ライザ１６’は上端部と下端部を有する管状の下側セグメント９’から成っている。下側セグメント９’は海中生産設備に接続する手段を備えている。ライザ１６’は下側セグメント９’と切離し可能に係合し、水面付近の構造に係合する手段を備えた管状の上側セグメントを含むことができる。切離し可能に係合する手段は上側セグメントから下側セグメント９’にいたる通信経路を備えた、引込めることができ、水中結合可能な電気的光ファイバー・コネクタを有することができ、そして音響信号によって操作可能とされる。下側セグメント９’の下端部には応力継手３８’が位置している。応力継手３８’は応力継手３８’より可撓性の高い可撓継手４０’と組み合っている。好ましくは、上述の通り、圧縮気体、空気、窒素、ヘリウム及びこれらの混合物の群から選択された気体が充填されているキャニスターを有する浮力システムがある。
応力継手３８’は円筒形の本体部分を備えている。本体部分は下方部分と上方部分を有し、本体は下方部分と比較して上方部分の方が可撓性が高くなるように、上方部分は横断面積が小さくなっている。応力継手３８’の本体は長さが１０フィート乃至８０フィート（約３ｍ〜約２４ｍ）の範囲である。応力継手３８’の第２の部分は鋼、チタン、複合材料及びこれらの材料の組み合わせから成るグループの素材で構成され、応力継手３８’は少なくとも約４５，０００ｐｓｉ乃至１２０，０００ｐｓｉ好適には約７０，０００ｐｓｉの最低の曲げ強度を有する。
可撓性継手４０’は可撓性内部エラストマー材料から成るライニングを有する円筒本体を備えている。可撓性継手４０’は２ｋＮｍ／度及び２００ｋＮｍ／度の回転剛性を備えている。可撓性継手４０’の可撓性エラストマー・ライニングはゴム、ウレタン、フルオロエラストマー、フルオロカーボン、ポリシロキサン、ポリイソプレン、ブタジェン、スチレンブタジェン、アクリロニトリルブタジェン、ポリクロロプレン、イソブチレンイソプレンおよびゴムと複合材料の混合物並びにそれらの混合物から成るグループの素材を含む。代替的に、下側セグメント９’の第２の端部は先に説明した如く可撓性継手と応力継手を備えることができる。
上側セグメント２６’は水面上の構造物に取外し自在に接続する手段で取付けられた可撓性ジャンパーにすることができる。この可撓性ジャンパーは鋼又は複合材料製にすることができる。
本文中に説明した本発明の多くの改変例と変更例については本発明の技術思想と範囲から逸脱せずに行うことができ、従ってこのような限定内容は添付の特許請求の範囲に示されたものとして与えられる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、海洋上の海底坑井掘削において、台風などが襲来する場合に迅速に掘削船が退避することができ、台風などが去った後、迅速に作業を再開することができ、安全、作業性向上、コスト低減に寄与する。
【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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【図６】
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