JP2020514175A - スチールカテナリーライザートップインターフェイス - Google Patents

Abstract

洋上浮体船舶の海中ライザーのトップインターフェイスは、上部ファンネルと、離間した同軸の下部ファンネルを有する。ライザーの引張荷重は上部ファンネルに反発され、横荷重と曲げ荷重は下部ファンネルに反発される。ライザートップインターフェイスは、可撓性ライザーまたはスチールカテナリーライザーで使用することができる。【選択図】図３

Description

関連出願への相互参照

[0001]この出願は、２０１７年３月９日に出願された米国特許仮出願第６２／４６９，１６１号および２０１７年３月１７日に出願された米国特許仮出願第６２／４７３，０５３号の優先権を主張し、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる。

連邦政府による資金提供を受けた研究または開発：該当せず

１．技術分野
[0002]本発明は、一般に、洋上の石油およびガスの生産に関する。より具体的には、海中ライザーと浮体式船舶、特に浮体式生産貯蔵積出（ＦＰＳＯ）船舶との接続に関する。

２．米国特許施行規則１．９７および１．９８に基づき開示された情報を含む関連技術の説明
[0003]浮体式生産貯蔵積出（ＦＰＳＯ）ユニットは、炭化水素の生産および処理、ならびに石油の貯蔵のために、洋上の石油およびガス産業により使用される浮体式船舶である。ＦＰＳＯ船舶は、それ自体または近くのプラットフォームまたは海中テンプレートから生成された炭化水素を受け取り、処理し、タンカーに積み降ろすか、それほど頻繁ではないがパイプラインを介して輸送できるまで石油を貯蔵するように設計されることがある。ＦＰＳＯは、設置が容易で、石油を輸出するためのローカルパイプラインインフラストラクチャを必要としないため、未開拓の洋上地域に好適である。ＦＰＳＯは、石油タンカーを改造したものでも、用途に合わせて特別に造られた船舶でもよい。石油を保管するためだけに（処理せずに）使用される船舶は、浮体式貯蔵積出船舶（ＦＳＯ）と称される。

[0004]洋上の生産プラットフォームから生産された石油は、パイプラインまたはタンカーのいずれかで本土に輸送することができる。石油を輸送するためにタンカーが選択されるとき、石油タンカーが石油生産中に継続的に占有されず、タンカーを満たすのに十分な石油が生産された後にのみ必要とされるように、何らかの形の貯蔵タンクに石油を蓄積する必要がある。

[0005]浮体式生産貯蔵積出船舶は、海底パイプラインの費用効果が高くない遠隔地または深海の地で特に効果的である。ＦＰＳＯにより、処理施設から陸上ターミナルまでの高価な長距離パイプラインを敷設する必要がなくなる。これは、数年で使い果たされる可能性があり、パイプラインを設置する費用を正当化しない、より小さな油田に対し経済的に魅力的な解決法を提供することができる。さらに、現場が枯渇した場合、ＦＰＳＯを新しい場所に移動させることができる。

[0006]ＦＰＳＯ船舶は、海中ライザー(subsea riser)が旋回スタックを介してＦＰＳＯ船舶上の処理設備と流体連通しているタレット係留システムを含むことができ、船舶はタレットを中心に回転（ウェザーベーン）することができる。あるいは、気象海洋条件が許せば、ＦＰＳＯ船舶を多点係留することができる。海中ライザーは、多点係留式のＦＰＳＯ船舶の左舷または右舷船首、左舷または右舷正横、左舷または右舷斜め後ろ、または船尾に沿って終端することができる。

[0007]スチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）(steel catenary riser)は、海中パイプラインを深海の浮遊または固定石油生産プラットフォームに接続する一般的な方法である。ＳＣＲは、プラットフォームとパイプラインの間で石油、ガス、注入水などの流体を移動するために使用される。

[0008]スチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）は、深海において、海底へのまたは海底からの流れを伝達するために、浮体船舶からカテナリー構成で懸垂されたスチールパイプである。

[0009]洋上産業では、懸垂線という言葉は、数学におけるその歴史的意味よりも広い意味を持つ形容詞または名詞として使用される場合がある。したがって、かなりの曲げ剛性を持つ硬質のスチールパイプを使用するＳＣＲは、懸垂線と表されることがある。その理由は、海洋の深さのスケールでは、硬質のパイプの曲げ剛性がＳＣＲの懸垂スパンの形状にほとんど影響を与えないからである。ＳＣＲが呈する形状は、主に、重量、浮力、および流れと波による流体力によって制御される。したがって、従来の硬質のスチールパイプを使用しているにもかかわらず、ＳＣＲの形状は、空間のポイント間に懸垂されたチェーンの形状を表すために歴史的に使用されている理想的な懸垂線方程式を使用して近似することができる。定義によるチェーンラインの曲げ剛性はゼロであり、理想的な懸垂線方程式で表されたチェーンラインは、無限に短いリンクを用いる。

[0010]ＳＣＲの硬質のパイプは、浮体または硬質のプラットフォーム上のハングオフ点と海底との間に懸垂線を形成する。フリーハンギングＳＣＲは、ほぼ「Ｊ」字に類似した形状を呈している。レイジーウェイブ(lazy wave)ＳＣＲの懸垂線は、少なくとも３つの懸垂線セグメントで構成される。懸垂線の上部セグメントおよび海底セグメントは負の水中重量を持ち、それらの湾曲は海底に向かって「膨らむ」。中央セグメントには全長に沿って浮力材が取り付けられているため、スチールパイプと浮力の集合体は確実に浮力がある。したがって、浮力のあるセグメントの曲率は上向きに「膨らみ」（逆懸垂線）、その形状も同じ理想的な懸垂線方程式でよく近似することができる。正および負の浮力のあるセグメントは、それらが結合するポイントで互いに接している。ＳＣＲの全体的な懸垂形状には、それらの位置に変曲点がある。レイジーウェイブＳＣＲは、２００９年にブラジル沖のタレット係留式のＦＰＳＯに最初に設置された（レイジーウェイブ構成の可撓性ライザーは数十年前から広く使用されていたが）。

[0011]ＳＣＲパイプおよび海底にあるパイプの短いセグメントは、「動的パイプ」、すなわち、ＳＣＲの接地帯で生じる動的曲げおよび材料疲労に耐えるために、公称パイプライン壁厚よりわずかに大きい壁厚を有するスチールパイプを使用する。その他、通常、ＳＣＲは硬質のパイプラインで延設されるが、可撓性パイプラインの使用も可能である。ライザーは、通常、直径が８〜１２インチで、２０００〜１０，０００ｐｓｉの圧力で動作する。これらの範囲のパイプサイズと動作圧力を超える設計もまた可能である。

[0012]浮体式洋上船舶（例えば、多点係留式のＦＰＳＯ）のライザートップインターフェイス(riser top interface)は、上部ファンネル(upper funnel)と、上部ファンネルから離間した同軸の下部ファンネル(lower funnel)とを有する。ライザーの引張荷重は上部ファンネルで反発され、横荷重と曲げ荷重は下部ファンネルで反発される。本発明によるライザートップインターフェイスは、可撓性ライザーまたはスチールカテナリーライザーとともに使用することができる。スチールカテナリーライザーには、下部ファンネルの近くにフレックスジョイントまたはテーパストレスジョイント(tapered stress joint)が装備されていてもよい。

[0013]一実施形態によるパイプインパイプ上部ＳＣＲ張力セグメントの断面図。 [0014]図１Ａに示されるパイプインパイプ上部ＳＣＲ張力セグメントの拡大断面図。 [0015]図１Ａおよび１Ｂに示されるパイプインパイプ上部ＳＣＲ張力セグメントに使用されるＨＰＤＥスペーサの上面図、側面図、および断面図。 [0016]図１Ａに示されるパイプインパイプ上部ＳＣＲ張力セグメントの他の実施形態の断面図。 [0017]セグメント化された上部保護システムを有するＳＣＲの上端の断面図。 [0018]図２Ａに示されるセグメント化された上部保護システムを有するＳＣＲの上端の拡大図。 [0019]図１Ａに示すパイプインパイプ上部を備えたＳＣＲ、および洋上浮体船舶の側面に搭載された上部および下部ファンネルに取り付けられたフレックスジョイントの部分断面側面図。 [0020]図３に示される上部ファンネル内のＳＣＲ上部の拡大断面図。 [0021]図３に示される下部ファンネル内のＳＣＲ上部の拡大断面図。 [0022]図１Ａに示すパイプインパイプ上部を備えたＳＣＲ、および洋上浮体船舶の側面に搭載された上部および下部ファンネルに取り付けられたテーパストレスジョイントの部分断面側面図。 [0023]図４に示される上部ファンネル内のＳＣＲ上部の拡大断面図。 [0024]図４に示される下部ファンネル内のＳＣＲ上部の拡大断面図。 [0025]ＳＣＲ設置船舶から懸垂線状に吊るされたＳＣＲの洋上浮体船舶への設置を示す。 [0026]ボルト締めの横荷重伝達装置を装備した下部ファンネルに固定された１Ａに示すＳＣＲの拡大断面図。 [0027]洋上浮体船舶に取り付けられた上部および下部ファンネルにおいて図１Ａの実施形態によるＳＣＲの設置を順次示す。 [0028]ＳＣＲの軸が上部および下部ファンネルの軸と一致していないとき、図１Ａに示されるＳＣＲのパイプインパイプ構成が、設置プロセス中にどのようにＳＣＲを保護するかを示す。 [0029]図８Ａ，８Ｂおよび８Ｃに示されるＳＣＲの完全に設置された構成を示す。 [0030]洋上浮体船舶に取り付けられた上部および下部ファンネルにおいて図２Ａの実施形態によるＳＣＲの設置を順次示す。 洋上浮体船舶に取り付けられた上部および下部ファンネルにおいて図２Ａの実施形態によるＳＣＲの設置を順次示す。 洋上浮体船舶に取り付けられた上部および下部ファンネルにおいて図２Ａの実施形態によるＳＣＲの設置を順次示す。 洋上浮体船舶に取り付けられた上部および下部ファンネルにおいて図２Ａの実施形態によるＳＣＲの設置を順次示す。 洋上浮体船舶に取り付けられた上部および下部ファンネルにおいて図２Ａの実施形態によるＳＣＲの設置を順次示す。 洋上浮体船舶に取り付けられた上部および下部ファンネルにおいて図２Ａの実施形態によるＳＣＲの設置を順次示す。 [0031]ＳＣＲの軸が上部および下部ファンネルの軸と一致していないとき、図２Ａに示されるＳＣＲのバンパーが、設置プロセス中にどのようにＳＣＲを保護するかを示す。 [0032]ＳＣＲを支持するスプリットフランジを取り付けるためのクリアランスを備えた、図１０Ａおよび１０Ｂに示されるＳＣＲの構成を示す。 [0033]下部ファンネルに固定された曲げ補強材を備えた可撓性ライザーの拡大図。 [0034]図１１に示された実施形態における可撓性ライザーの設置を順次示す。

[0035]本発明は、添付の図面に示されている例示的な実施形態を参照することにより最もよく理解することができ、関連する要素を示すために以下の参照番号が使用される。

[0036]１０ 船体
[0037]１２ ＳＣＲ
[0038]１４ 可撓性ライザー
[0039]１６ 分割フランジ
[0040]１７ 上部ファンネル
[0041]１８ 下部ファンネル
[0042]２０ 横荷重および曲げ荷重インターフェイス
[0043]２２ 曲げ補強材係止ラッチ
[0044]２４ プルヘッド解除ラッチ
[0045]２６ トリプレート
[0046]２８ 上部セントラライザ(upper centralizer)
[0047]２９ 下部セントラライザ(lower centralizer)
[0048]３０ バンパー
[0049]３２ プルヘッド
[0050]３４ フレックスジョイント
[0051]３６ フランジ
[0052]３８ スペーサ
[0053]４０ パイプインパイプ部（外側パイプ）
[0054]４２ 引張荷重耐性フランジ
[0055]４４ 環状部
[0056]４６ 通気および圧力試験取付具
[0057]４８ セクションフランジ(section flange)
[0058]５０ ライザー張力部
[0059]５４ ウインチ
[0060]５６ ＦＰＳＯ船舶
[0061]５８ パイプ敷設船舶
[0062]６０ 取り付けフランジ
[0063]６２ 集中ドッグ(centralization dogs)
[0064]６４ バリア溶接接続
[0065]６６ 上部ポーチ
[0066]６８ 下部ポーチ
[0067]７０ 曲げ補強材[曲げ制限器]
[0068]７２ 可撓性ライザープルヘッド
[0069]７３ ライザーハングオフショルダー(riser hang-off shoulder)
[0070]７４ テーパストレスジョイント
[0071]７５ ライザー孔

[0072]本発明は、船体（１０）を有する浮体式洋上船舶（多点係留式ＦＰＳＯ、張力係留式浮体生産設備、半潜水型、スパー型船舶など）へのスチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）の接続を簡素化するために開発された。本発明は、２つの別個のファンネル（１７および１８）を使用し、１つは水面より下（１８）およびもう１つは水面より上（１７）である。下部ファンネル（１８）は横荷重と曲げ荷重に反発し、上部ファンネル（１７）は引張荷重に反発する。上部ファンネル（１７）は、ダイバーを必要とせずに、張力支持体の接続、およびバルブと配管の接続を人により行うことを可能にする。ＳＣＲ（１２）は、同軸の離間した２つのファンネル（１７と１８）の間にまたがる専用の上部ジョイントを必要とする。

[0073]例示として、２つの型のＳＣＲが示されている。パイプインパイプ型と（図１Ａおよび図１Ｂを参照）、一連の離間したバンパー（３０）を備えた単一パイプ型である（図２Ａおよび図２Ｂを参照）。パイプインパイプ型では、熱プロファイルが改善され、衝撃が発生した場合に、ライザーに対する機械的保護を強化することができる。

[0074]上部支持体は、上部ジョイントの断面（４２）に適合し、上部ガイドファンネル（１７）にボルト留めする分割フランジ（１６）であってもよい。下部支持体は、横荷重および曲げ荷重を支持するためのダイバーまたはＲＯＶ作動用の放射状のドッグセグメント（６２）を有していてもよい。

[0075]エラストマーフレックスジョイント（３４）は、ＦＰＳＯ用途に使用することができるが、チタンまたはスチールのいずれかのテーパストレスジョイント（７４）も、本発明の２つのファンネル構成での使用に適合させることができる。

[0076]一実施形態では、可撓性ライザー（１４）が下部ガイドファンネル（１８）に取り付けられている。これは、ＳＣＲクランプ構成の代わりに、可撓性ライザープルインサポート（２０′）をフランジングすることで実現できる。したがって、ＳＣＲから可撓性ハングオフに変換する可能性を同じ場所で提供することができる。

[0077]ＳＣＲ引き込みは、従来のハングオフバスケットおよび特殊なハングオフアセンブリを備えたＦＰＳＯで行われてきた。先行技術のタレットおよび分離可能なシステムは、横方向および曲げ荷重を支えるために、ハングオフクランプを備えた引き込み管を使用している。本発明の配置では、タレット装置の引き込み管に対して、下部ファンネルに同様のスタイルのハングオフクランプを使用し、上部ファンネルに同様のハングフランジを使用する。

[0078]ＳＣＲレイジーウェイブライザーは、深海用途における効果的な解決策であり得る。ただし、水面下のハングオフポーチでは、接続と引き込み操作はダイバーの介入に大きく依存している。ダイバーの介入により、操作の時間と費用が増加する。

[0079]本発明は、必要とされるダイバー作業の範囲を縮小し、多くの接続工程を水上に移動させ、作業者のアクセスの改善を可能にする。また、配管スプールは、サイズ、取り扱いアクセス、および必要なダイバーとの連絡のために、先行技術の装置および方法を使用して設置するのが難しい。

[0080]ＳＣＲバスケットタイプのシステムの中には、接続のために、また部分的には使用中に、フレックスベアリングを水位より上に配置するものがある。これは、エラストマーの温度を上げることでエラストマーの寿命を短くすることがわかっている。また、水中を繰り返し出入りすると、機器の腐食が増加することがある。下部ファンネルを水面下に保つことにより、海水冷却の利点が維持され、陰極保護システムの腐食保護が維持されうる。

[0081]ここで、図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃを参照すると、スチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）１２は、フレックスジョイント３４と、プルヘッド３２が取り付けられる上部フランジ３６との間に新規の上部セクション（図１Ｄの５０）を備える。ＳＣＲ１２の中央流体運搬部は、このセクションにおいて、環状部４４を有するパイプインパイプ構成を形成するために、複数のスペーサ３８によって離間した関係に保持された外側パイプ４０によって取り囲まれている。図１Ｃの上面図、断面図、および側面図に示すように、スペーサ３８は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のねじ込みセグメントを備えてもよい。また、上部ファンネル１７においてＳＣＲ１２の上端を中央に配置するためにセントラライザ２８が設けられてもよい。

[0082]図１Ａに示された新規のＳＣＲ上部セクションは、特定の種類の輸送には長すぎる場合がある。別の実施形態が図１Ｄに示され、図１Ｄは、１つ以上の追加のセグメントに接続するためにその下端にバリアフランジ４８を含む。また、図１Ｄには、環状部内の流体の圧力および／または組成を監視するための、環状部との流体連通を提供する、環状通気および圧力試験取付具４６が示される。取付具４６は、図１Ｄに示されるＳＣＲの実施形態に同様に備えられていてもよい。

[0083]図２Ａおよび図２Ｂは、図１Ａに示す実施形態のパイプインパイプ構成の代わりに、ライザー張力部５０の一部に複数の離間したバンパー３０を有する本発明によるＳＣＲの他の実施例を示す。バンパー３０は、引き込み操作中にライザー張力部５０を機械的に保護する。図２Ａおよび図２Ｂに示されたＳＣＲの実施形態は、より低い程度の熱的および機械的保護を必要とする可能性がある水注入ライザーなどに特に適している可能性がある。

[0084]図３、ならびに図３Ａおよび図３Ｂに示される拡大した部分は、船体１０を有する浮体式船舶上への図１Ａに示されるようなＳＣＲの設置を示す。上部ファンネル１７および下部ファンネル１８は、ＳＣＲ１２のハングオフ角度に対応するために、鉛直線から傾斜した軸上で軸方向に整列していることに留意されたい。通常、ハングオフ角度は鉛直線から約８〜約１２度である。ウインチ５４は、上部ファンネル１７と下部ファンネル１８の共通軸に沿ってウインチラインがウインチドラムに巻き取られるように、上部ファンネル１７の上方に配置されている。言い換えると、ウインチドラムの外面は、ＳＣＲ１２（およびファンネル１７および１８）の長手軸に接することができる。図３に示す実施形態では、ＳＣＲ１２は、エラストマーフレックスジョイント３４を備えている。横荷重および曲げ荷重インターフェイス２０は、ＳＣＲ１２上の側面荷重を下部ファンネル１８に反発させる。図３Ａに示されるように、装置は、ＳＣＲ１２上の引張荷重を上部ファンネル１７に反発させるための分割フランジ１６を含むことができる。また、ライザーハングオフ取り付けフランジ７３、上部フランジ３６（取り付けられたプルヘッド付き）、およびセントラライザ２８も示されている。

[0085]図４は、ＳＣＲ１２上のフレックスジョイント３４の代わりにテーパストレスジョイント７４を有する実施形態を示している。

[0086]図５は、補給船舶５８からＦＰＳＯ５６上のファンネル１７および１８へのＳＣＲ１２の接続を示す。あるいは、ＳＣＲ１２を海底に事前に設置して、ファンネル１７および１８を介して取り上げることもできる。

[0087]図６は、（油圧作動式または機械作動式の）集中ドッグ６２を備えたボルト締め横荷重および曲げ荷重インターフェイス２０を備えた下部ファンネル１８を示す。係合しているとき、集中ドッグ６２は、拡大部分５２から下部ファンネル１８までのＳＣＲの横荷重および曲げ荷重に反発する。

[0088]図１１は、下部ファンネル１８の取り付けフランジ６０に接続されたボルト締めインターフェイス２０′を示す。インターフェイス２０′は、可撓性ライザー用に構成されており、曲げ補強材係止ラッチ２２とプルヘッド解除ラッチ２４を含む。プルヘッド解除ラッチ２４が外されると、プルヘッド７２は、図１２Ａ〜図１２Ｃに順次示されるように、曲げ補強材７０を介して上部ファンネル１７まで引かれ得る。

[0089]本発明の実施は、以下の利点を提供する。

[0090]・乾燥状態でライザー先端試験と配管接続を補う。

[0091]・ファンネル（ガイドファンネル）が大きく分離していることが引き込み力を低減する。

[0092]・ＳＣＲハングオフリセプタクルから可撓性ライザーサポートに適応するための柔軟性を提供する。

[0093]・外側パイプ又はセグメント化されたガイドによって提供されるガイドは、分割ファンネル間で引っ張ることを可能にする。

[0094]・大幅なコスト削減のために、ダイバーの介入を減らす。

[0095]・引き込み操作を完了するまでの時間も削減され、設置の展開のコストを下げることができる。ライザーあたり１〜３日節約できると推定されている。

[0096]単一の長いファンネルは、漏れのあった場合にガスを閉じ込める可能性があり、それにより潜在的な爆発の危険が生じる。これは、本発明の実施に使用される別々の短いファンネルではありえないことである。単一の長いチューブを使用すると、引き込みが容易になるかもしれないが、かなりの重量が加わることにもなる。

[0097]フレックスジョイント（３４）は、水面の下に配置されて、フレックス要素の冷却を維持し、陰極防食を可能にすることができる。

[0098]ライザーの横モーメントおよび曲げモーメントは下部ファンネルに伝達され、ライザー上部ジョイントの上端での動きを最小限に抑える。

[0099]ライザートップインターフェイスは常に水面上にあるため、ダイバーによる接続は不要である。ライザーのフラッディングが問題ではなくなったため、試験プラグと端部接続の取り外しが簡素化される。

[00100]ツインファンネルの設計は、単一の長いファンネルまたはＩチューブと比較して、インターフェイスの重量とコストを削減する。

[00101]下側の接続は、ダイバーで行われても、ＲＯＶで行われてもよい。必要なダイバー介入の合計は、以前のシステムよりも大幅に削減される。

[00102]フランジ付きまたは溶接されたインターフェイスを下部コネクタに使用することができる。フランジ付きインターフェイスを使用すると、必要に応じて、将来可撓性ライザーへ適合することが可能になる。

[00103]上部ライザージョイントをパイプインパイプ構造とすることができ、ライザーに追加の偶発的な損傷保護および断熱をもたらすことができる。あるいは、ガイドバンパーを備えた単一のパイプを使用することができる。

[00104]先行技術のシステムと比較して、接続時間は数日短縮され得る。

[00105]フランジ接続部が水面上でアクセス可能であるため、操作費用が削減される。

[00106]ライザー荷重は、浮体式船舶の船体（１０）全面に分散する。

[00107]上部ファンネルの上部の周りに作業プラットフォームを設けることができる。

[00108]異なるタイプのライザーに対応するために、標準化されたインターフェイスが下部ファンネル（１８）の底部に設けられてもよい。

[00109]一実施形態では、名目上の満載時の喫水線を有する洋上浮体船舶は、船舶の喫水線の上の上部ポーチ６６の船舶の側面に取り付けられ、船外に延びる第１の上部ファンネル１７と、船舶の喫水線の下の位置において、下部ポーチ６８に取り付けられ、第１のファンネル１７から離間して同軸関係にあり、船舶の側面から船外に延びる第２の下部ファンネル１８と、を具備し、ここで、第１の上部ファンネル１７は、海中ライザー１２の上端を支持するように構成され、第２の下部ファンネル１８は、上部ファンネル１７に支持された海中ライザーの横荷重および曲げ荷重に反発する手段を具備する。

[00110]洋上浮体船舶は、第１の上部ファンネル１７の上方に位置し、上部および下部ファンネルと同軸にウインチラインを巻くように構成されたウインチドラムに巻き付けられたウインチラインを有するウインチ５４をさらに具備することができる。

[00111]洋上浮体船舶は、海中ライザー上の引張荷重を上部ファンネル１７に伝達するように構成された分割フランジ１６をさらに具備することができる。

[00112]一実施形態では、第２の下部ファンネル１８は、第１の上部ファンネル１７よりも船舶の側面からより外側に取り付けられている。

[00113]一実施形態では、上部ファンネル１７および下部ファンネル１８は、鉛直線から約８度から約１２度まで傾斜した長手軸を有する。

[00114]一実施形態では、ライザー上の横荷重および曲げ荷重に反発する手段は、下部ファンネル１８の下端に取り付けられたセントラライザ２０を具備する。セントラライザは、下部ファンネル１８を通過する海中ライザーの外面に当接するように構成された格納式ドッグ６２を備えてもよい。格納式ドッグは、機械的または油圧的に作動させることができる。

[00115]洋上浮体船舶は、多点係留式のＦＰＳＯ船舶、半潜水型船舶、スパー型船舶、張力係留式浮体生産設備（ＴＬＰ）、または船体１０を有する任意の同様の船舶であってよい。

[00116]特定の実施形態では、海中ライザーは、スチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）１２またはスチールレイジーウェイブライザー（ＳＬＷＲ）である。ＳＣＲは、下部ファンネル１８の下で近接するフレックスジョイント３４、または下部ファンネル１８の下で近接するテーパストレスジョイント７４を具備することができる。

[00117]さらに他の実施形態では、海中ライザーは、可撓性ライザー１４である。可撓性ライザーは、下部ファンネル１８の下で近接する曲げ補強材［曲げ制限器］７０と、下部ファンネル１８に取り付けられた曲げ補強材７０で下部ファンネル１８を介してライザー１４を引っ張るように構成されたプルヘッド７２とを具備してもよい。

[00118]本発明によるスチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）１２は、プルヘッド３２をＳＣＲに接続するようにサイズ決定および構成されたＳＣＲの第１の上端における第１のフランジ３６と、第１のフランジの下で近接する第２の引張荷重耐性フランジ４２と、引張荷重耐性フランジ４２の下のＳＣＲの上部を囲む外側パイプ４０と、ＳＣＲの中央流体導管に対して離間した関係で外側パイプ４０を保持し、ＳＣＲの外側パイプ４０と中央流体導管との間に環状部４４を形成する複数のスペーサ３８とを具備することができる。

[00119]そのようなＳＣＲは、外側パイプ４０によって囲まれた部分の下端の下で近接して、半径方向に拡大した部分５２をさらに具備することができる。ＳＣＲは、半径方向に拡大した部分５２の下で近接したフレックスジョイント３４、または半径方向に拡大した部分の下で近接したテーパストレスジョイント７４をさらに具備することができる。

[00120]本発明によるスチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）は、外側パイプ４０と環状部内の流体の圧力および／または内容を監視するための制御ライン配管を接続するためのＳＣＲの中央流体導管との間の環状部４４に流体連通する外側パイプ４０にポート４６を具備することができる。

[00121]別の実施形態では、スチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）１２は、プルヘッド３２をＳＣＲに接続するようにサイズ決定および構成されたＳＣＲの第１の上端における第１のフランジ３６と、第１のフランジの下で近接する第２の引張荷重耐性フランジ４２と、第２のフランジ４２の下で離間する、半径方向に拡大した部分と、第２のフランジと半径方向に拡大した部分５２との間のＳＣＲの外壁の複数のバンパー３０とを具備する。

[00122]海中ライザー（１２または１４）を名目上の満載時の喫水線を有する洋上浮体船舶に取り付ける方法は、船舶の喫水線の上の位置において船舶の側面に取り付けられ、船外に延びる第１の上部ファンネル１７と、船舶の喫水線の下の位置において船舶の側面に取り付けられ、第１のファンネルに関して同軸に離間して船外に延びる第２の下部ファンネル１８とを介して、ライザーの上端を引くことと、ライザーの引張荷重が上部ファンネル１７に反発されるように、海中ライザーの上端を上部ファンネル１７に取り付けることと、ライザーの横荷重と曲げ荷重が下部ファンネル１８に反発されるように、ライザーを第２の下部ファンネル１８に取り付けることとを具備してもよい。上部ファンネルと下部ファンネルとを介してライザーを引くことは、上部ファンネル１７の上方に位置し、上部および下部ファンネルと同軸にウインチラインを巻くように構成されたウインチドラムに巻かれたウインチラインを有するウインチ５４で行われてもよい。これにより、横方向のステアリングウインチおよび関連するシーブが不要になり、摩擦と側面の負荷を減らすことで引き込みの負荷を最小限に抑えることができる。

[00123]上記は、本発明の原理を実施するシステムの特定の実施形態を提示するものである。当業者は、本明細書で明示的に開示されていなくても、これらの原理を具体化し、したがって本発明の範囲内である代替物および変形物を考案することができる。本発明の特定の実施形態が示され説明されたが、それらはこの特許がカバーするものを限定することを意図していない。当業者は、添付の特許請求の範囲によって文字通りおよび等価的にカバーされるように、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができることを理解するであろう。

Claims (25)

1. 洋上浮体船舶であって、
   前記船舶の喫水線の上の位置において前記船舶の側面に取り付けられ、船外に延びる第１の上部ファンネルと、前記船舶の前記喫水線の下の位置において前記船舶の前記側面に取り付けられ、前記第１のファンネルに関して同軸に離間して船外に延びる第２の下部ファンネルと、を具備し、ここおいて、前記第１の上部ファンネルは、海中ライザーの上端を支持するように構成され、
   ここにおいて、前記第２の下部ファンネルは、前記上部ファンネルに支持された前記海中ライザーの横荷重および曲げ荷重に反発する手段を備える、洋上浮体船舶。
2. 前記第１の上部ファンネルの上方に位置し、前記第１および第２のファンネルと同軸にウインチラインを巻くように構成されたウインチドラムに巻かれた前記ウインチラインを有するウインチをさらに具備する、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
3. 前記海中ライザーの引張荷重を前記上部ファンネルに伝達するように構成された分割フランジをさらに具備する、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
4. 前記第２の下部ファンネルが、前記第１の上部ファンネルよりも前記船舶の前記側面からより外側に取り付けられている、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
5. 前記第１の上部ファンネルおよび前記第２の下部ファンネルが、鉛直線から傾斜した長手軸を有する、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
6. 前記長手軸が、鉛直線から約８度から約１２度まで傾斜している、請求項５に記載の洋上浮体船舶。
7. ライザーの前記横荷重および曲げ荷重に反発する手段が、前記下部ファンネルの下端に取り付けられたセントラライザを具備する、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
8. 前記セントラライザが、前記下部ファンネルを通過する海中ライザーの外面に当接するように構成された格納式ドッグを具備する、請求項７に記載の洋上浮体船舶。
9. 前記格納式ドッグが液圧で作動される、請求項８に記載の洋上浮体船舶。
10. 前記船舶が、多点係留式のＦＰＳＯ船舶である、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
11. 前記船舶が、半潜水型船舶である、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
12. 前記船舶が、張力係留式浮体生産設備（ＴＬＰ）である、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
13. 前記海中ライザーが、スチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）またはスチールレイジーウェイブライザー（ＳＬＷＲ）である、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
14. 前記スチールカテナリーライザーが、前記下部ファンネルの下方で近接したフレックスジョイントを具備する、請求項１３に記載の洋上浮体船舶。
15. 前記スチールカテナリーライザーが、前記下部ファンネルの下方で近接したテーパストレスジョイントを具備する、請求項１３に記載の洋上浮体船舶。
16. 前記海中ライザーが、可撓性ライザーである、請求項１に記載の洋上浮体船舶。
17. 前記可撓性ライザーが、前記下部ファンネルの下方で近接した曲げ補強材と、前記曲げ補強材が前記下部ファンネルに取り付けられた状態で、前記下部ファンネルを通して前記ライザーを引っ張るように構成されたプルヘッドとを備える、請求項１６に記載の洋上浮体船舶。
18. スチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）であって、
    プルヘッドを前記ＳＣＲに接続するようにサイズ決定および構成された前記ＳＣＲの第１の上端における第１のフランジと、前記第１のフランジの下で近接する第２の引張荷重耐性フランジと、前記引張荷重耐性フランジの下で前記ＳＣＲの上部を囲む外側パイプと、
    前記ＳＣＲの中央流体導管に対して離間した関係で前記外側パイプを保持し、前記ＳＣＲの前記外側パイプと前記中央流体導管との間に環状部を形成する複数のスペーサと、を具備する、スチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）。
19. 前記外側パイプで囲まれた部分の下端の下で近接する半径方向に拡大した部分をさらに具備する、請求項１８に記載のスチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）。
20. 前記半径方向に拡大した部分の下で近接したフレックスジョイントをさらに具備する、請求項１９に記載のスチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）。
21. 前記半径方向に拡大した部分の下で近接したテーパストレスジョイントをさらに具備する、請求項１９に記載のスチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）。
22. 前記ＳＣＲの前記外側パイプと前記中央流体導管との間の前記環状部に流体連通する前記外側パイプのポートをさらに具備する、請求項１８に記載のスチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）。
23. スチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）であって、
    プルヘッドを前記ＳＣＲに接続するようにサイズ決定および構成された前記ＳＣＲの第１の上端における第１のフランジと、前記第１のフランジの下で近接する第２の引張荷重耐性フランジと、前記第２のフランジの下で離間した半径方向に拡大した部分と、前記第２のフランジと前記半径方向に拡大した部分との間の前記ＳＣＲの外壁の複数のバンパーと、を具備するスチールカテナリーライザー（ＳＣＲ）。
24. 海中ライザーを洋上浮体船舶に取り付ける方法であって、
    前記船舶の喫水線の上の位置において前記船舶の側面に取り付けられ、船外に延びる第１の上部ファンネルと、前記船舶の前記喫水線の下の位置において前記船舶の前記側面に取り付けられ、前記第１のファンネルからに関して同軸に離間して船外に延びる第２の下部ファンネルとを介して、前記ライザーの上端を引くことと、前記ライザーの引張荷重が前記上部ファンネルに反発されるように、前記海中ライザーの前記上端を前記上部ファンネルに取り付けることと、
    前記ライザーの横荷重と曲げ荷重が前記第２の下部ファンネルに反発されるように、前記ライザーを第２の下部ファンネルに取り付けることとを具備する、海中ライザーを洋上浮体船舶に取り付ける方法。
25. 前記上部ファンネルと下部ファンネルとを介して前記ライザーを引くことは、前記第１の上部ファンネルの上方に位置し、第１および第２のファンネルと同軸にウインチラインを巻くよう構成されたウインチドラムに巻かれたウインチラインを有するウインチで行われる、請求項２４に記載の方法。

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