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技術 船型浮遊式石油生産システム

出願人 石油公団
発明者 田辺明生ジョンランドルフポーリング
出願日 1998年5月19日 (22年6ヶ月経過) 出願番号 1998-153722
公開日 1999年11月24日 (21年0ヶ月経過) 公開番号 1999-321780
状態 特許登録済
技術分野 油層からの石油の採取、坑井の調査 地中削孔機 地中削孔 船体構造 係船・載荷
主要キーワード フレキシブルライン 直角姿勢 坑口装置 浮力部材 スイベル機構 生産流体 固定ガイドレール 外側タンク
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年11月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

本発明は、生産用坑口装置を洋上の船型浮体に設けることにより坑井へのアクセス簡易化を図れるようにした船型浮遊式石油生産システムを提供することを課題とする。

解決手段

船型浮体1のムーンプール3内に、海底係留された円筒状のターレット4が嵌挿されて、同ターレット4のまわりに船型浮体1が旋回可能に保持される。ターレット4内を通り海底油田へ垂下される複数の採油ライザー管7が剛性構造を有し、同ライザー管7の頂部にバルブ類を含む頂部坑口装置9が設けられているので、同坑口装置9を通じて、必要に応じ船型浮体1上のワークオーバーリグ14によりライザー管7の改修工事を行なうことができる。

概要

背景

船型浮遊式石油生産システムは、これまでにも海洋油ガス田開発用プラットフォームとして使用されてきた。しかしながら、同システム外力による浮体動揺が大きいために、海底に設置された生産用坑口装置生産流体処理施設を搭載した浮体との間をフレキシブルライザーと呼ばれる導管で接続し、生産流体を坑井から洋上に輸送している。このようなシステムでは、改修等の目的で坑井にアクセスを行なうためには生産用浮体とは別の浮体を用船する必要があるため、頻繁な坑井へのアクセスを必要とする油ガス田では、その開発の経済性を悪化させる主要因となっている。

概要

本発明は、生産用坑口装置を洋上の船型浮体に設けることにより坑井へのアクセスの簡易化を図れるようにした船型浮遊式石油生産システムを提供することを課題とする。

船型浮体1のムーンプール3内に、海底へ係留された円筒状のターレット4が嵌挿されて、同ターレット4のまわりに船型浮体1が旋回可能に保持される。ターレット4内を通り海底油田へ垂下される複数の採油ライザー管7が剛性構造を有し、同ライザー管7の頂部にバルブ類を含む頂部坑口装置9が設けられているので、同坑口装置9を通じて、必要に応じ船型浮体1上のワークオーバーリグ14によりライザー管7の改修工事を行なうことができる。

目的

前述のような従来の技術の問題点に鑑みて、本発明は、生産用坑口装置を洋上の船型浮体に設けることにより坑井へのアクセスの簡易化を図れるようにした船型浮遊式石油生産システムを提供することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
3件

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請求項1

船型浮体ムーンプール内に、海底係留される円筒ターレットを嵌挿されるとともに、同円筒状ターレットの内部を通るようにして海底油田へ垂下される複数の採油ライザー管をそなえ、同ライザー管が剛性構造を有して、同ライザー管のバルブ類を含む頂部坑口装置マニホルドおよび旋回許容流路を介し上記船型浮体におけるプロダクションフローラインに接続されていることを特徴とする、船型浮遊式石油生産システム

請求項2

請求項1に記載の船型浮遊式石油生産システムにおいて、上記複数の採油用ライザー管が上記ターレットの内周に沿って配置され、上記ターレットの鉛直中心線に沿うように上記船型浮体上に支持脚を介して起立した改修工事用ワークオーバーリグが設けられるとともに、同ワークオーバーリグの直下に上記ライザー管を1本ずつ個別に移動させうるライザー管移動機構が設けられたことを特徴とする、船型浮遊式石油生産システム。

請求項3

請求項2に記載の船型浮遊式石油生産システムにおいて、上記ライザー管移動機構が、上記円筒状ターレットの内部に同心的に配置されたリング支持枠と、上記複数のライザー管を各別に案内しうるように上記リング状支持枠と上記円筒状ターレットとの間で放射状に装架された複数の固定ガイドレールと、同固定ガイドレールに沿い上記リング状支持枠まで案内された上記ライザー管を更に上記ワークオーバーリグの直下まで案内しうるように上記リング状支持枠の内部に旋回可能に設けられて上記複数の固定ガイドレールに選択的に接続しうる旋回式ガイドレールとをそなえて構成されたことを特徴とする、船型浮遊式石油生産システム。

請求項4

請求項1〜3のいずれか1つに記載の船型浮遊式石油生産システムにおいて、上記複数の剛性構造のライザー管が、いずれも上記船型浮体の底部下面より下方にコネクターをそなえたことを特徴とする、船型浮遊式石油生産システム。

請求項5

請求項4に記載の船型浮遊式石油生産システムにおいて、上記ターレットの下端部の近傍における上記船型浮体の底部内に、上記コネクターの分離や結合の作業を行なうダイバーのための内部水密扉と外部水密扉とをそなえたダイバー用出入室が設けられるとともに、同出入室の注排水手段が設けられたことを特徴とする、船型浮遊式石油生産システム。

技術分野

(5) 上記ターレット下端部の近傍で船型浮体の底部内にダイバーのための内部水密扉および外部水密扉付き出入室が設けられて、同出入室の注排水手段が装備されていると、同出入室から出動するダイバーによって前記コネクターの分離や結合の作業が容易に行なわれるようになり、台風警報が発せられた場合の船型浮体の退避が迅速に行なわれるようになる。

背景技術

0001

本発明は、海底油田から海上の船型浮体へ採油できるようにした船型浮遊式石油生産システムに関する。

発明が解決しようとする課題

0002

船型浮遊式石油生産システムは、これまでにも海洋油ガス田開発用プラットフォームとして使用されてきた。しかしながら、同システム外力による浮体の動揺が大きいために、海底に設置された生産用坑口装置生産流体処理施設を搭載した浮体との間をフレキシブルライザーと呼ばれる導管で接続し、生産流体を坑井から洋上に輸送している。このようなシステムでは、改修等の目的で坑井にアクセスを行なうためには生産用浮体とは別の浮体を用船する必要があるため、頻繁な坑井へのアクセスを必要とする油ガス田では、その開発の経済性を悪化させる主要因となっている。

課題を解決するための手段

0003

前述のような従来の技術の問題点に鑑みて、本発明は、生産用坑口装置を洋上の船型浮体に設けることにより坑井へのアクセスの簡易化を図れるようにした船型浮遊式石油生産システムを提供することを課題とする。

0004

前述の課題を解決するため、本発明の船型浮遊式石油生産システムは、船型浮体のムーンプール内に、海底へ係留される円筒状ターレットを嵌挿されるとともに、同円筒状ターレットの内部を通るようにして海底油田へ垂下される複数の採油用ライザー管をそなえ、同ライザー管が剛性構造を有して、同ライザー管のバルブ類を含む頂部坑口装置がマニホルドおよび旋回許容流路を介し上記船型浮体におけるプロダクションフローラインに接続されていることを特徴としている。

0005

また、本発明の船型浮遊式石油生産システムは、上記複数の採油用ライザー管が上記ターレットの内周に沿って配置され、上記ターレットの鉛直中心線に沿うように上記船型浮体上に支持脚を介して起立した改修工事用ワークオーバーリグが設けられるとともに、同ワークオーバーリグの直下に上記ライザー管を1本ずつ個別に移動させうるライザー管移動機構が設けられたことを特徴としている。

0006

そして、上記ライザー管移動機構が、上記円筒状ターレットの内部に同心的に配置されたリング支持枠と、上記複数のライザー管を各別に案内しうるように上記リング状支持枠と上記円筒状ターレットとの間で放射状に装架された複数の固定ガイドレールと、同固定ガイドレールに沿い上記リング状支持枠まで案内された上記ライザー管を更に上記ワークオーバーリグの直下まで案内しうるように上記リング状支持枠の内部に旋回可能に設けられて上記複数の固定ガイドレールに選択的に接続しうる旋回式ガイドレールとをそなえて構成されたことを特徴としている。

0007

さらに、本発明の船型浮遊式石油生産システムは、上記複数の剛性構造のライザー管が、いずれも上記船型浮体の底部下面より下方にコネクターをそなえたことを特徴としている。

0008

また、上記ターレットの下端部の近傍における上記船型浮体の底部内に、上記コネクターの分離や結合の作業を行なうダイバーのための内部水密扉と外部水密扉とをそなえたダイバー用出入室が設けられるとともに、同出入室の注排水手段が設けられたことを特徴としている。

0009

上述の本発明の船型浮遊式石油生産システムでは、船型浮体のムーンプール内に嵌挿された円筒状ターレットのまわりに同船型浮体が自由に旋回できるので、従来の場合と同様に風上の方向に船型浮体の船首部が向くようになり、これにより風力抵抗の少ない状態で船型浮体の係留が行なわれるようになる。そして、上記円筒状ターレットの内部を通り海底油田へ垂下されたライザー管を通じ、安全に採油作業が行なわれる。

0010

また上記ライザー管が剛性構造を有して、同ライザー管のバルブ類を含む頂部坑口装置がマニホルドおよび旋回許容流路を介し上記船型浮体上のプロダクションフローラインに接続されているので、上記船型浮体における処理施設あるいは貯溜タンクへのオイルガスの送給が、同船型浮体の旋回運動に拘わりなく円滑に行なわれるようになる。そして、坑井の改修工事に際しては、上記ライザー管が剛性構造を有しているので、その頂部坑口装置を通じ改修用治具を挿入して作業を簡便に行なえるようになり、従来の可撓性ライザー管の場合のように、海底の坑口装置から可撓性ライザー管を取り外して、他船により海底の坑口装置を通じ改修工事を行なうという高コストの作業が不要になる利点がある。

0011

また、上記船型浮体上において、ターレットの鉛直中心線に沿うように起立した改修工事用ワークオーバーリグが設けられ、同リグの直下に、上記ターレット内周に沿う複数の剛性ライザー管を1本ずつ個別に移動させるライザー管移動機構が設けられると、各ライザー管を通じて行なわれる改修工事が、極めて能率よく迅速に行なわれるようになる。

0012

そして、上記ライザー管移動機構が、円筒状ターレットの内部に同心的に設けられたリング状支持枠から上記ターレット内側の各ライザー管へ到る放射状の固定ガイドレールと、同固定ガイドレールの1つに選択的に連絡しうる旋回式ガイドレールとで上記ライザー管をターレット中心部へ移動させうるように構成されていると、複数のライザー管を順次1本ずつターレット中心部へ導いて行なわれる改修工事が一層能率よく行なわれるようになる。

0013

さらに、上記剛性構造の複数のライザー管が、いずれも上記船型浮体の下面より下方にコネクターをそなえていると、台風の襲来予測される場合に、同コネクターを切り離して船型浮体を安全な水域避難させることができる。その際、残置される各ライザー管の上端閉鎖されて、目印用のブイが装着される。

発明を実施するための最良の形態

0014

また、上記ターレットの下端部の近傍で船型浮体の底部内にダイバーのための内部水密扉および外部水密扉付き出入室が設けられて、同出入室の注排水手段が装備されていると、同出入室から外水中へ出動するダイバーによって前記コネクターの分離や結合の作業が容易に行なわれるようになり、台風警報が発せられた場合の船型浮体の退避が迅速に行なわれるようになる。なお、ダイバーの出動に際しては、内部水密扉を通じ上記出入室へダイバーが入室した後、同出入室内へ注水する操作が行なわれ、ついで外部水密扉を開くことにより外水中へ出動することができる。またダイバーの帰還に際しては、上記と逆の操作が行なわれる。

0015

以下、図面により本発明の一実施形態としての船型浮遊式石油生産システムについて説明すると、図1はその全体構成を概略的に示す側面図、図2図1の要部を拡大して示す縦断面図、図3はライザー管移動機構の平面図、図4図3のライザー管移動機構の縦断面図、図5はターレット上のマニホルド・スイベル機構を示す説明図、図6図5のマニホルド・スイベル機構の縦断面図であり、図7図2に対応させてマニホルドとスイベル機構とを分離した変形例を示す縦断面図である。

0016

図1および図2に示すように、タンカー形式の船型浮体1には採掘油の処理設備(プロセスファシリティ)2が搭載されており、同浮体1に形成された上下貫通穴としてのムーンプール3内に円筒状ターレット4が嵌挿されて、同ターレット4が海底5に係留ライン6で係留されることにより、船型浮体1は風力や海流などに応じてターレット4のまわりに旋回できるようになっている。

0017

そして、円筒状ターレット4の内部を通り海底油田へ垂下される12本のライザー管7が、同ターレット4の内周に沿って等間隔に配置され、各ライザー管7は二重壁鋼管などにより剛性構造を有している。

0018

本実施形態では特に、ライザー管7の頂部にバルブ類8を含む頂部坑口装置(クリスマスツリー)9をそなえていて、図2,5および図6に示すように、頂部坑口装置9からマニホルド・スイベル機構10を介してプロダクションフローライン11への接続が行なわれるようになっている。

0019

マニホルドと船型浮体1の旋回を許容する流路としてのスイベル機構とを含むマニホルド・スイベル機構10は、図6に示すように、その内周部10aがターレット4上に立設され、同内周部10aと相対的に摺動する外周部10bは船型浮体1に支持されているので、マニホルド・スイベル機構10を経由する生産流体の流れに支障をきたすことなく船型浮体1のターレット4に対する相対的な回転が許容される。

0020

また、図1に示すように、各ライザー管7の下部には複数の浮力部材12が列設されていて、これによりライザー管7の海底5に対する直角姿勢が保たれ、しかもライザー管7の上方部分は、船型浮体1の上下動ヒービング)に応じ、その剛性構造の許す僅かな撓み(コンプライアンシィ)の範囲内で鎖線図示のごとく緩やかに弯曲変形しうるようになっている。

0021

さらに図1および図2に示すように、船型浮体1上には、ターレット4の鉛直中心線に沿うように、支持脚13および作業甲板(ワークデッキ)14を介して起立した改修工事用のワークオーバーリグ15が設けられていて、同ワークオーバーリグ15の直下にライザー管7を1本ずつ移動させうるライザー管移動機構16も、図3,4に示すごとく設けられている。

0022

すなわち、ライザー管移動機構16は、円筒状ターレット4の内部に同心的に配置されたリング状支持枠16aと、複数のライザー管7を各別に案内しうるようにリング状支持枠16aと円筒状ターレット4との間で放射状に装架された複数の固定ガイドレール16bとをそなえるとともに、同固定ガイドレール16bに沿いリング状支持枠16aまで案内されたライザー管7を更にワークオーバーリグ15の直下まで案内しうるようにリング状支持枠16aの内部に旋回可能に設けられたターンテーブル型の旋回式ガイドレール16cをそなえて構成されており、このようにして旋回式ガイドレール16cは複数の固定ガイドレール16bに選択的に接続しうるようになっている。

0023

なお、上述のライザー管移動機構16の代わりに、作業甲板14の下面にトロリー(trolly)を装着して、同トロリーによりライザー管7の移動を行なうようにしてもよい。

0024

各ライザー管7は、図1に示すように、船型浮体1の底部下面よりも下方にコネクター17をそなえていて、同コネクター17の上下にはそれぞれバルブ18a, 18bが設けられている。

0025

そして、ターレット4の下端部の近傍において、船型浮体1の底部内に、コネクター17の分離や結合の作業を行なうダイバーのための出入室19が設けられていて、同出入室19には内部水密扉20と外部水密扉21とが設けられている。また、出入室19に水を満たしたり、同出入室19から排水したりするための注排水手段(ポンプおよびバルブ)をそなえた注排水設備室22が設けられている。

0026

なお、前述のマニホルド・スイベル機構10ではマニホルドとスイベル機構とが一体に構成されているが、これらは互いに別体として構成されてもよい。図7はマニホルド23とスイベル機構24とを分離した場合を示しており、各ライザー管7を通じ採取された流体が、ターレット4上のマニホルド23に集められた後、スイベル機構24を介してプロダクションフローライン11に送られるようになっている。スイベル機構24は、マニホルド23から流体を送り込まれるリング状内側タンク24aと、同内側タンク24aと連通しながら同内側タンク24aの外周に沿い摺動しうるように設けられたリング状外側タンク24bとをそなえて構成される。

0027

そして、内側タンク24aはブレース25を介してターレット4上に支持され、外側タンク24bは船型浮体1側の作業甲板14に支持されてプロダクションフローライン11に接続されている。

0028

このようにして、マニホルド23とスイベル機構24とを分離した場合も、ライザー管7で採取された流体を船型浮体1上の処理施設へ送るのに支障をきたすことなく、船型浮体1のターレット4に対する相対回転が許容される。なお、船型浮体1の旋回を許容するスイベル機構24の代わりに、フレキシブルラインのごとき旋回許容流路を用いてもよい。

0029

上述の本実施形態の船型浮遊式石油生産システムでは、船型浮体1のムーンプール3内に嵌挿された円筒状ターレット4のまわりに同船型浮体1が自由に旋回できるので、従来の場合と同様に風上の方向に船型浮体1の船首部が向くようになり、これにより風力抵抗の少ない状態で船型浮体1の係留が行なわれるようになる。そして、円筒状ターレット4の内部を通り海底油田へ垂下されたライザー管7を通じ、安全に採油作業が行なわれる。

0030

またライザー管7が剛性構造を有して、同ライザー管7のバルブ類を含む頂部坑口装置9がマニホルド10およびスイベル機構24を介し船型浮体1上のプロダクションフローライン11に接続されているので、船型浮体1における処理施設2あるいは貯溜用タンクへのオイルやガスの送給が、同船型浮体の旋回運動に拘わりなく円滑に行なわれるようになる。そして、坑井の改修工事に際しては、ライザー管7が剛性構造を有しているので、その頂部坑口装置9を通じ改修用治具を挿入して作業を簡便に行なえるようになり、従来の可撓性ライザー管の場合のように、海底の坑口装置から可撓性ライザー管を取り外して、他船により海底の坑口装置を通じ改修工事を行なうという高コストの作業が不要になる利点がある。

0031

また、船型浮体1上において、ターレット4の鉛直中心線に沿うように起立した改修工事用ワークオーバーリグ15が設けられ、同リグ15の直下に、ターレット4の内周に沿う複数の剛性ライザー管7を1本ずつ個別に移動させるライザー管移動機構16が設けられるので、各ライザー管7を通じて行なわれる改修工事が、極めて能率よく迅速に行なわれるようになる。

0032

そして、ライザー管移動機構16が、円筒状ターレット4の内部に同心的に設けられたリング状支持枠16aからターレット4の内側の各ライザー管7へ到る放射状の固定ガイドレール16bと、同固定ガイドレール16bの1つに選択的に連絡しうる旋回式ガイドレール16cでライザー管7をスキッドジャッキ16dなどによりターレット4の中心部へ移動させうるように構成されているので、複数のライザー管7を順次1本ずつターレット中心部へ導いて行なわれる改修工事が一層能率よく行なわれるようになる。

0033

さらに、剛性構造の複数のライザー管7が、いずれも船型浮体1の下面より下方にコネクター17をそなえているので、台風の襲来が予測される場合に、同コネクター17を切り離して船型浮体1を安全な水域へ避難させることができる。その際、残置される各ライザー管7の上端は閉鎖されて、目印用のブイが装着される。

0034

また、ターレット4の下端部の近傍で船型浮体1の底部内にダイバーのための内部水密扉20および外部水密扉21をそなえた出入室19が設けられて、同出入室19の注排水手段22が装備されているので、同出入室19から出動するダイバーによって前記コネクター17の分離や結合の作業が容易に行なわれるようになり、台風警報が発せられた場合の船型浮体1の退避が迅速に行なわれるようになる。なお、ダイバーの出動に際しては、内部水密扉20を通じ出入室19へダイバーが入室した後、同出入室内へ注水する操作が注排水設備室22の注排水手段を介して行なわれ、ついで外部水密扉21を開くことにより外水中へ出動することができる。またダイバーの帰還に際しては、上記と逆の操作が行なわれる。

図面の簡単な説明

0035

以上詳述したように、本発明の船型浮遊式石油生産システムによれば次のような効果が得られる。
(1) 船型浮体から海底油田へ垂下されるライザー管が剛性構造を有しているので、その頂部坑口装置を通じ改修用治具を挿入して作業を簡便に行なえるようになり、従来の可撓性ライザー管の場合のように、海底の坑口装置から可撓性ライザー管を取り外して、他船により海底の坑口装置を通じ改修工事を行なうという高コストの作業が不要になる利点がある。
(2) 上記船型浮体上において、ターレットの鉛直中心線に沿うように起立した改修工事用ワークオーバーリグが設けられ、同リグの直下に、上記ターレット内周に沿う複数の剛性ライザー管を1本ずつ個別に移動させるライザー管移動機構が設けられると、各ライザー管を通じて行なわれる改修工事が、極めて能率よく迅速に行なわれるようになる。
(3) 上記ライザー管移動機構が、円筒状ターレットの内部に同心的に設けられたリング状支持枠から上記ターレット内側の各ライザー管へ到る放射状の固定ガイドレールと、同固定ガイドレールの1つに選択的に連絡しうる旋回式ガイドレールとで上記ライザー管をターレット中心部へ移動させうるように構成されていると、複数のライザー管を順次1本ずつターレット中心部へ導いて行なわれる改修工事が一層能率よく行なわれるようになる。
(4) 上記剛性構造の複数のライザー管が、いずれも上記船型浮体の下面より下方にコネクターをそなえていると、台風の襲来が予測される場合に、同コネクターを切り離して船型浮体を安全な水域へ避難させることができる。

--

0036

図1本発明の一実施形態としての船型浮遊式石油生産システムの全体構成を概略的に示す側面図である。
図2図1の要部を拡大して示す縦断面図である。
図3図1,2のシステムにおけるライザー管移動機構の平面図である。
図4図3のライザー管移動機構の縦断面図である。
図5図1,2のシステムにおけるターレット上のマニホルド・スイベル機構を模式的に示す平面図である。
図6図5のマニホルド・スイベル機構の縦断面図である。
図7図2に対応させて、マニホルドとスイベル機構とを別体にした場合の変形例を示す縦断面図である。

0037

1船型浮体
2採掘油処理施設
3ムーンプール
4ターレット
5海底
6係留ライン
7ライザー管
8バルブ類
9 頂部坑口装置
10マニホルド・スイベル機構
10a内周部
10b 外周部
11プロダクションフローライン
12浮力部材
13支持脚
14 作業甲板(ワークデッキ)
15 ワークオーバーリグ
16 ライザー管移動機構
16aリング状支持枠
16b固定ガイドレール
16c旋回式ガイドレール
16dスキッドジャッキ
17コネクタ
18a,18bバルブ
19ダイバー用出入室
20内部水密扉
21外部水密扉
22 注排水設備室
23 マニホルド
24 スイベル機構(旋回許容流路)
24a リング状内側タンク
24b リング状外側タンク
25 ブレース

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