JP2006158160A - 海上浮遊体用長尺体及びその布設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 海中でダメージを受けた長尺体を速やかに交換することのできる海上浮遊体用長尺体の布設方法を提供する。
【解決手段】 プラットホーム１０側に接続された海底ケーブル４Ａと、海上設備２０側に接続された海底ケーブル４Ｂとは、海中ブイ６上に装着された接続部２８によって接続されている。海底ケーブル４Ｂがダメージを受けた場合、接続部２８を海中ブイ６から取り外して海上または海面近傍に移動し、この場所で海底ケーブル４Ｂの交換を実施し、交換完了後に接続部２８を海中ブイ６に再取り付けする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、海上浮遊体と海底ケーブル等の長尺体との間を接続し布設することができる海上浮遊体用長尺体及びその布設方法に関し、特に、海中でダメージを受けた長尺体を速やかに交換することのできる海上浮遊体用長尺体及びその布設方法に関する。

例えば、沖合の海上に浮かぶ浮上プラント、発電所、原油貯蔵所、ドック等の海上設備に電力、水などを供給したり、通信を行うために、陸地から海上設備に向けて海底ケーブル（電力ケーブル、通信ケーブル、光複合電力ケーブル）、給水管、油送管等の長尺体が海底に布設されている。

このような長尺体は、海上設備に至る途中で海底から海中にブイで浮遊させ、ブイの両側でカテナリをもたせている。これは、海上設備が波・風・潮流等の影響を受けて上下左右に動いても長尺体に異常な張力が加わらないような布設方法を採用している。

図２は、従来の海上浮遊体用長尺体を用いた海上設備の構成を示す。海上設備３０は、陸地寄りの海底２に立設され、最上部が海面３から露出しているプラットホーム１０と、沖合に設置された海上浮遊体２０と、プラットホーム１０と海上浮遊体２０の間に布設される２本の海底ケーブル１４Ａ，１４Ｂと、その海底ケーブル１４Ａ，１４Ｂ同士を海底２で接続する接続部５と、海底ケーブル１４Ｂの途中に介在してこの部分の海底ケーブル１４Ｂを海中に浮遊させる海中ブイ６と、上端が海中ブイ６に係着された一対のブイ係留ロープ７Ａ，７Ｂと、ブイ係留ロープ７Ａ，７Ｂの下端を海底２に固定する一対のアンカー８Ａ，８Ｂと、海中ブイ６の両側面に取り付けられて内部に海底ケーブル１４Ｂが挿通される一対のケーブル屈曲制限装置９Ａ，９Ｂとを備える。

プラットホーム１０には、電源供給設備１１が最上部に設置されており、この電源供給設備１１から海底２に至る部分には、プラットホーム１０に沿って漂流物等から海底ケーブル１４Ａを保護するための円管状の保護部材１２が設置され、この保護部材１２に海底ケーブル１４Ａが挿通されている。

海中ブイ６は、例えば球状を成し、海底ケーブル１４Ｂを浮遊させることのできる構造を有し、両側面にはケーブル屈曲制限装置９Ａ，９Ｂが取り付けられ、このケーブル屈曲制限装置９Ａ，９Ｂに海底ケーブル１４Ｂが挿通される。

海上浮遊体２０は、水平方向の揺動を可能にする節部２１ａを有するとともに海底２に立設された支柱２１と、支柱２１の上部に取り付けられた浮動部２２と、浮動部２２内に設置された受電設備２３と、浮動部２２の近傍の海上に浮上する浮遊構造体２４と、浮遊構造体２４を浮動可能に支柱２１に固定する連結部材２５と、浮遊構造体２４上に設置された電気機器２６と、電気機器２６を受電設備２３に接続する電力ケーブル２７と、浮動部２２の下面に取り付けられて海底ケーブル１４Ｂの端部の屈曲を制限するケーブル屈曲制限装置９Ｃとを備える。

次に、海底ケーブルに採用する電力ケーブル１４Ａ，１４Ｂを現地の海上で接続する方法について説明する。
図２において、海中ブイ６には、予めブイ係留ロープ７Ａ，７Ｂが接続されている。まず、作業者によって、海底ケーブル１４Ａの一端が電源供給設備１１に接続され、海底ケーブル１４Ａの他端が保護部材１２を通して海底２へ引き出される。一方、作業者は、海底ケーブル１４Ｂの一端を受電設備２３に接続し、その他端を海面３上に浮上させた海中ブイ６のケーブル屈曲制限装置９Ａ，９Ｂに通し、海中ブイ６を海底ケーブル１４Ｂの中間部にセットする。次に、ダイバーにより、ケーブル１４Ｂの他端と海底ケーブル１４Ａの他端を接続部５で接続し、接続部５を海底２に布設する。また、電力ケーブル２７による受電設備２３と電気機器２６との間の接続が、作業者によって行われる。なお、海底ケーブル１４Ａ，１４Ｂを接続してから海中ブイ６に取り付ける順序であってもよい。

海底ケーブル１４Ｂに海中ブイ６を取り付けた後、海中ブイ６の直下の海底２にアンカー８Ａ，８Ｂを設置し、ついで海中ブイ６を海中の所定位置まで沈め、ブイ係留ロープ７Ａ，７Ｂをアンカー８Ａ，８Ｂに係着し、海中ブイ６を固定する。

また、海中の長尺体の立ち上げ部分に中間ブイを設置し、この状態で、中間ブイを長尺体と共に海中に沈めるようにし、長尺体に対する中間ブイの取り付けを作業のしやすい海面上、作業船上、陸上等で先行して行えるようにし、布設の作業性を向上させた長尺体の布設方法が知られている。この時、長尺体と接続部は海底に布設される（例えば、特許文献１参照。）。
特開平２−２１４４０４号公報（第５−８頁、図１、図２）

しかし、従来の海上浮遊体用長尺体の布設方法によると、海上浮遊体２０に電力及び信号などを供給するケーブルは、浮動部２２が波、風、潮流等によって上下左右に動くため、その影響を小さくできるようカテナリ形状をもたせた布設を行っても、特に、海中ブイ６と浮動部２２の間の海底ケーブル１４Ｂには大きな歪みを受ける。海底ケーブル１４Ｂが海中ブイ６と浮動部２２の間でダメージを受けた場合、海底ケーブル１４Ａとの接続部５から海底ケーブル１４Ｂ全長を交換する必要がある。この場合、水深が深いと、海底ケーブル１４Ｂの引き上げに多大な時間と経費が必要になる。特許文献１の方法においても同様、布設後の海底ケーブルの交換は、容易ではない。また、ケーブルに大きな歪や張力がかかる海中ブイ６と浮動部２２との間の部分にはケーブル同士の接続部を設けることが出来なかった。

従って、本発明の目的は、海上浮遊体と海中ブイの間でダメージを受けた長尺体を速やかに交換することのできる海上浮遊体用長尺体及びその布設方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、陸地側から布設された長尺体と、海上に浮遊する海上設備から布設された長尺体とを、海中に設置された中継部材に設けた接続部を介して着脱自在に取り付けたことを特徴とする海上浮遊体用長尺体を提供する。
また、本発明は、海底ケーブル等の長尺体を海中に設置された中継部材を介して陸地側から海上に浮遊する海上設備まで布設する海上浮遊体用長尺体の布設方法において、前記中継部材に接続部を設置するとともに、前記長尺体を複数の長尺体から形成し、その長尺体同士を前記接続部で着脱自在に接続することを特徴とする海上浮遊体用長尺体の布設方法を提供する。

本発明の海上浮遊体用長尺体及びその布設方法によれば、海中でダメージを受けた長尺体を速やかに交換することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図示にて説明する。
（海上設備の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る海上設備を示す。この海上設備１は、図２と同様の構成であり、鉄塔等を用いて陸地寄りの海底２に立設され、最上部が海面３から露出しているプラットホーム１０と、沖合に設置された箱船形の海上浮遊体２０と、プラットホーム１０と海上浮遊体２０の間に接続部２８を介して連結した状態で布設された長尺体としての２本の海底ケーブル４Ａ，４Ｂと、この海底ケーブル４Ａ，４Ｂと接続部２８の近傍部分を海中に浮遊させる中継部材としての海中ブイ６と、海中ブイ６に上端が係着された一対のブイ係留ロープ７Ａ，７Ｂと、ブイ係留ロープ７Ａ，７Ｂの下端を海底２に固定する一対のアンカー８Ａ，８Ｂと、海中ブイ６の両側面に取り付けられて内部に海底ケーブル４Ａ，４Ｂが挿通される一対のケーブル屈曲制限装置９Ａ，９Ｂとを備える。更に、中継部材である海中ブイ６の上部には着脱自在に接続部２８が設けられる。

なお、海底ケーブル４Ａ，４Ｂにより１本分の海底ケーブルを形成しているが、同様の構成による海底ケーブルの複数本を並行に布設することもできる。この場合、ケーブル重量等に応じて１または複数の海中ブイ６を用い、或いは海底ケーブル毎に海中ブイ６を取り付ける。

プラットホーム１０は、図２と同様の構成であり、自家発電設備、変圧器及び遮断機を含む変電設備等の電源供給設備１１が最上部に設置されており、この電源供給設備１１から海底２に至る部分には、プラットホーム１０に沿って漂流物等から海底ケーブル４Ａを保護するための円管状の保護部材１２が設置され、この保護部材１２には、ケーブル４Ａが挿通される。
なお、プラットホーム１０は、海上に設置された例を示しているが、一般的な陸上まで海底ケーブル４Ａを布設する方法にも適用できる。

中継部材の海中ブイ６は球状を成し、海水に対して浮力を有する素材又は構造を有し、両側面にはケーブル屈曲制限装置９Ａ，９Ｂが取り付けられており、海中に浮遊させる。ケーブル屈曲制限装置９Ａ，９Ｂは、海底ケーブル４Ａ，４Ｂを海中から立ち上げて、海中ブイ６上の接続部２８と接続する場合に各海底ケーブル４Ａ，４Ｂの１点にのみ曲げが集中しないように設けられその形状はホーン状を成しており、内部に海底ケーブル４Ａ，４Ｂが挿通される。海底ケーブル４Ａ，４Ｂをケーブル屈曲制限装置９Ａ，９Ｂに挿通させることにより、海底ケーブル４Ａ，４Ｂの接続部２８は海中ブイ６に固定される。

接続部２８は、海水による腐食等を防止できる構造および海中ブイ６から分離できる構造、例えばボルト、ナットで取り付け固定するなどの締結手段を有し、プラットホーム１０側と海上浮遊体２０側に分かれた２本の海底ケーブル４Ａ，４Ｂを接続ならびに連結する。なお、接続部２８は、海中ブイ６の上部に設けたが、海中ブイ６の下部または海中ブイ６の内部に設けてもよい。

ブイ係留ロープ７Ａ，７Ｂは、塩害に強く十分な強度を有するナイロンロープ等を用いる。また、アンカー８Ａ，８Ｂは、杭状の構造体や船の錨等であり、潮流によって海中ブイ６が流されない長さ又は重さを有している。

海上浮遊体２０は、図２と同様の構成であり、海底２に立設された鉄柱等による支柱２１と、水平方向の揺動を可能にする節部２１ａを有するとともに海底２に立設された支柱２１と、支柱２１の上部に取り付けられた浮動部２２と、浮動部２２内に設置された受電設備２３と、浮動部２２の近傍の海上に浮上する浮遊構造体２４と、浮遊構造体２４を揺動可能に支柱２１に固定する連結部材２５と、浮遊構造体２４上に設置されたモータ、ポンプ等の電気機器２６と、電気機器２６を受電設備２３に接続する電力ケーブル２７と、浮動部２２の下面に取り付けられて海底ケーブル４Ｂの屈曲を制限するホーン状のケーブル屈曲制限装置９Ｃとを備える。

（海底ケーブルの布設方法）
次に、海底ケーブル４Ａ，４Ｂの布設方法について説明する。プラットホーム１０と海上浮遊体２０を建設後、電源供給設備１１がプラットホーム１０に設置され、受電設備２３が浮動部２２に設置され、さらに、電気機器２６が浮遊構造体２４に設置される。さらに、受電設備２３と電気機器２６を電力ケーブル２７で接続する。なお、電力ケーブル２７の接続は、海底ケーブル４Ａ，４Ｂの布設後に行ってもよい。

まず、作業者は、海底ケーブル４Ａの一端を保護部材１２に挿通して海底へ引き出すとともに、他端を電源供給設備１１に接続する。また、海中ブイ６を作業現場に浮上させ、海底から引き上げた海底ケーブル４Ａの一端をケーブル屈曲制限装置９Ａを通した後、この一端をケーブル屈曲制限装置９Ａから抜け落ちないように治具、ロープ等で海中ブイ６に仮固定する。

また、作業者は、海底ケーブル４Ｂの一端を下側からケーブル屈曲制限装置９Ｃに通して受電設備２３に接続し、他端をケーブル屈曲制限装置９Ｂに下側から挿通して接続部２８の一端に接続し、仮固定してあった海底ケーブル４Ｂの一端を接続部２８の他端に接続する。海底ケーブル４Ａ、４Ｂ同士の接続後、接続部２８をボルト、ナットにより海中ブイ６の上部に取り付け固定して締結する。

次に、海中ブイ６を所定の位置に移動させ、海中の所定の深さに沈め、アンカー８Ａ，８Ｂにブイ係留ロープ７Ａ，７Ｂを係着し、海中ブイ６を位置決めする。以上により、海底ケーブル４Ａ，４Ｂの布設が終了する。

次に、海底ケーブル４Ｂがダメージを受けた場合の交換について説明する。まず、ダイバーが海中ブイ６まで潜り、海中ブイ６からボルト、ナットを緩めて接続部２８を取り外し、海底ケーブル４Ａ，４Ｂと接続部２８を海上または海面近傍まで移動させる。次に、海底ケーブル４Ｂのみを接続部２８、ケーブル屈曲制限装置９Ｂ、および受電設備２３から取り外す。次に、引き換え用の別の海底ケーブル４Ｂを用意し、その一端を受電設備２３に接続し、他端をケーブル屈曲制限装置９Ｂに通して接続部２８の一方に接続する。次に、ダイバーにより接続部２８の他方をボルト、ナットにより海中ブイ６に固定し取り付ける。なお、電力ケーブル４Ａについても、海底ケーブル４Ｂと同様の方法により交換することができる。
また、海中ブイ６と共に接続部２８を海上に浮上させることで、海底ケーブル４Ｂを交換することができる。

（実施の形態の効果）
この実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）海上浮遊体と海中ブイの間でダメージを受けたケーブル４Ｂを速やかに交換することができる。
（ロ）接続部２８を海中ブイ６に設けることにより、ダイバーは深く潜る必要がなくなり、潜水作業にかかる負担を軽減することができる。
（ハ）ケーブル４Ａ，４Ｂ同士の接続は、海中ブイ６から取り外して海上または海面近傍に移動した接続部２８で行えるため、布設が容易になり、工事期間を短縮することができる。
（ニ）接続部２８を解体可能な構造にすることで、再接続を容易にすることができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、海中に設置された中継部材としては、海中ブイ６に代えて、海底面に固定状態に設置されるとともに接続部２８を装着した架台等の構造物を用いてもよい。この場合、接続部２８は、装着したままの構造でも、解体可能な構造であってもよいが、ダイバーによる作業性を考慮した場合、取り外せるようにするのが望ましい。
また、海水に対して浮力を有する素材又は構造を有している中継部材の形状は、球状、楕円状、円柱状などの各種形状であってもよい。

また、受電設備２３を浮遊構造体２４側に設置し、この浮遊構造体２４に海底ケーブル４Ｂの上端を接続する構成にしてもよい。また、この構成において、浮遊構造体２４の係留は、支柱２１を用いずに大型のアンカー等を用いて行ってもよい。

また、長尺体は、海底ケーブルのほか、光ケーブル、通信ケーブル、制御ケーブル、各種の金属ケーブル等のいずれであってもよい。
更に、２つ以上の電力ケーブルの接続については直接現地海上で行う方法もあるが、予め電力ケーブル製造工場にてケーブル同士を接続部で接続し、一体連続とする方法で行ってもよい。

本発明の実施の形態に係る海上設備を示す設置図である。 従来の海上浮遊体用長尺体を用いた海上設備の構成を示す設置図である。

符号の説明

１ 海上設備
２ 海底
３ 海面
４，４Ａ，４Ｂ 海底ケーブル
５ 接続部
６ 海中ブイ
７Ａ，７Ｂ ブイ係留ロープ
８Ａ，８Ｂ アンカー
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ ケーブル屈曲制限装置
１０ プラットホーム
１１ 電源供給設備
１２ 保護部材
２０ 海上浮遊体
２１ 支柱
２１ａ 節部
２２ 浮動部
２３ 受電設備
２４ 浮遊構造体
２５ 連結部材
２６ 電気機器
２７ 電力ケーブル
２８ 接続部
３０ 海上設備

Claims (5)

1. 陸地側から布設された長尺体と、海上に浮遊する海上設備から布設された長尺体とを、海中に設置された中継部材に設けた接続部を介して着脱自在に取り付けたことを特徴とする海上浮遊体用長尺体。
2. 前記中継部材は、海水に対して浮力を有する素材又は構造を有していることを特徴とする請求項１記載の海上浮遊体用長尺体。
3. 前記接続部が、前記中継部材の上部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の海上浮遊体用長尺体。
4. 長尺体を、海中に設置された中継部材を介して陸地側から海上に浮遊する海上設備まで布設する海上浮遊体用長尺体の布設方法において、
   前記中継部材に接続部を設置するとともに、前記長尺体を複数の長尺体から形成し、その長尺体同士を前記接続部で着脱自在に接続することを特徴とする海上浮遊体用長尺体の布設方法。
5. 前記長尺体の交換時に、前記接続部を前記中継部材から取り外して海上または海面近傍に移動し長尺体と接続することを特徴とする請求項４記載の海上浮遊体用長尺体の布設方法。

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