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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-07
(45)【発行日】2022-02-16
(54)【発明の名称】浮揚制御システム
(51)【国際特許分類】
B63C 11/00 20060101AFI20220208BHJP
B63B 77/00 20200101ALI20220208BHJP
F16L 1/12 20060101ALI20220208BHJP
【ＦＩ】
B63C11/00 F
B63B77/00
F16L1/12 X
【請求項の数】
4
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020018786
(22)【出願日】2020-02-06
(62)【分割の表示】P 2017514963の分割
【原出願日】2015-05-28
(65)【公開番号】P2020079086
(43)【公開日】2020-05-28
【審査請求日】2020-03-05
(31)【優先権主張番号】14/290,660
(32)【優先日】2014-05-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】518036164
【氏名又は名称】マイケル ウィリアム ニール ウィルソン
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ウィルソン、マイケル、ダブリュー．，エヌ
【審査官】伊藤 秀行
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第０３／００２８４８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２００７－５０３３４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００５－５３６４０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１４７１８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３１３６６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５２－０２５３９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０９８９７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２７１６７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０３１０４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６３Ｃ １１／００
Ｂ６３Ｂ ７７／００
Ｂ６３Ｂ ３５／００
Ｂ６３Ｇ ８／２２
Ｂ６３Ｂ １３／００
Ｂ６３Ｂ ２７／２４
Ｆ１６Ｌ １／１２
Ｆ１６Ｌ １／２３５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
浮揚制御システムであって、圧力含有容器と、
前記圧力含有容器の液体内での浮力を増大させることのできる浮揚媒体の第１の源および前記圧力含有容器の液体内での浮力を減少させることのできる非圧縮性バラスト媒体の第２の源と、
前記圧力含有容器の内壁によって閉じ込めて保持され、前記圧力含有容器を相互直列の液圧的に個別の区分に分割する銑塊であって、前記浮揚媒体の搬送のために第１の前記区分が前記第１の源に個別に連通し、前記非圧縮性バラスト媒体の搬送のために第２の前記区分が前記第２の源に個別に連通する、前記銑塊と、
前記第１の源と前記第１の区分とを接続して前記浮揚媒体の前記第１の区分への流入及び流出を制御する前記第１のバルブ、および前記第２の源と前記第２の区分とを接続して前記非圧縮性バラスト媒体の前記第２の区分への流入及び流出を制御する前記第２のバルブであって、前記第１のバルブは前記第１の区分内の前記浮揚媒体の量を固定するように作動し、前記第２のバルブは前記第２の区分内の前記非圧縮性バラスト媒体の量を変化させるように作動して、液中での前記圧力含有容器の高度を制御するようになっている、前記第１のバルブおよび前記第２のバルブと、
前記第２の区分へ注入された、および前記第２の区分から排出された前記非圧縮性バラスト媒体の量を測定する流量計と
を備える浮揚制御システム。
【請求項2】
前記第１のバルブおよび前記第２のバルブが、前記第１の区分内の前記浮揚媒体と前記第２の区分内の前記非圧縮性バラスト媒体との間で、前記銑塊の位置を変化させるように協働できるようになっている、請求項１に記載された浮揚制御システム。
【請求項3】
浮揚制御システムであって、圧力含有容器と、
前記圧力含有容器の液体内での浮力を増大させることのできる浮揚媒体の第１の源および前記圧力含有容器の液体内での浮力を減少させることのできる非圧縮性バラスト媒体の第２の源であって、前記浮揚媒体および前記非圧縮性バラスト媒体は、当接するときに、それらの間に不浸透性界面を形成し、該不浸透性界面は、前記圧力含有容器を相互直列の液圧的に個別の区分に分割し、前記浮揚媒体の搬送のために第１の前記区分が前記第１の源に個別に連通し、前記非圧縮性バラスト媒体の搬送のために第２の前記区分が前記第２の源に個別に連通する、前記第１の源および前記第２の源と、
前記第１の源と前記第１の区分とを接続して前記浮揚媒体の前記第１の区分への流入及び流出を制御する前記第１のバルブ、および前記第２の源と前記第２の区分とを接続して前記非圧縮性バラスト媒体の前記第２の区分への流入及び流出を制御する前記第２のバルブであって、前記第２のバルブは前記第２の区分内の前記非圧縮性バラスト媒体の量を変化させるように作動して、液中での前記圧力含有容器の高度を制御するようになっており、前記第１のバルブおよび前記第２のバルブは協働して前記第１の区分内の前記浮揚媒体を前記第２の区分内の前記非圧縮性バラスト媒体に対して釣り合わせるようになっている、前記第１のバルブおよび前記第２のバルブと、
前記第２の区分へ注入された、および前記第２の区分から排出された前記非圧縮性バラスト媒体の量を測定する流量計と
を備える浮揚制御システム。
【請求項4】
前記第１のバルブおよび前記第２のバルブが、前記第１の区分内の前記浮揚媒体と前記第２の区分内の前記非圧縮性バラスト媒体との間で、前記不浸透性界面の位置を変化させるように協働できるようになっている、請求項３に記載された浮揚制御システム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に、静水圧破砕が重要な懸念である環境において、一般に、液状体内に沈められる物体の高度及び姿勢を制御するための圧力含有容器の使用に関する。物体は、１つ以上の圧力含有容器、例えば、風力タービンまたは石油掘削装置プラットフォームを支えるために使用される海中ジャケットなどに接続され得る。物体は、圧力含有容器、例えばパイプラインなどであり得る。
【背景技術】
【0002】
物体を海中のある場所から別の場所に移動させるまたは物体を水面と海底の間で上げる及び下げる現在既知の方法では、空気または他のガスを含有する小型ガラス微小球が、液状体内に分散され、浮揚性流体を形成する。流体が、剛性筐体の内側に配置されるブラダーの中に注入され得るかまたはそれから排出され得る。バルブは、海水が、ブラダーの周りで筐体の空隙に注入されることまたは筐体の空隙から排出されることを可能にする。空隙に水が充填される場合、ブラダーが流体の追加もしくは排出によって膨張または収縮されるように、水が筐体の空隙から排出されるかその中に進入する。
【0003】
微小球／ブラダーシステムが効果的に作動し得る深さは限られている。流体は、液体内でのガス含有微小球の分散状態であり、したがって、圧縮できない。微小球に含有されたガスは、システムの浮力の主力源である。各微小球の壁の厚さは、深さに比例した筐体の内部静水圧に対して十分に耐える必要がある。したがって、作動する深さは、圧力に耐える微小球の壁の厚さと微小球内に浮力をもたらすガスの分量という相反する興味対象によって限定される。
【0004】
水中での微小球／ブラダーシステムの筐体の姿勢は、制御されることができない。ブラダーが十分に膨張されないと、その形状、したがって、筐体内のガスの分配が予測できない。ブラダーが十分に膨張される場合でさえも、筐体におけるそれの位置が一定であることを保証する外部構造は存在しない。また、ブラダーが筐体におけるそれの意図された形状及び場所を最初に取る場合でさえも、ブラダー内のガスの分配が不均一である場合、筐体は、作動の間に形状及び場所の予測できない変化を経験するであろう。ガラス微小球の目的は、それらが含有する浮揚性ガスが、ブラダーを充填するために使用される液体内に均一に分配されることを保証することにある。筐体内でのブラダーの配向に関係なく、十分な微小球が、上記で説明したように恐らく深さの増加によって、損傷を受けるまたは破壊される場合、それらのガスは、液体の中に自由に分散され、システムの安定性が危うくされる。
【0005】
水に対する浮揚性流体の比率は、微小球／ブラダーシステムの作動全体にわたって知られていない。微小球を含有する液体がブラダーに追加されるまたはブラダーから排出される際に、ブラダーはそれの形状を変化させるが、ブラダーと筐体の間の空隙は、決して空気または水を十分に排出しない可能性がある。したがって、ブラダー内の液体の量が制御され得る間、筐体に含有される水に対する液体の比率は、正確に知られていない。なおその上に、微小球／ブラダーシステムは、ブラダーが筐体全体のかなりの部分まで膨張することを要求するので、細長い筐体、例えばパイプラインなどの使用は、非現実的である。
【0006】
現在の浅水パイプライン敷設の慣例では、浮揚性の第１のパイプラインが、蓋をされ、海水に対して制御下で浸水させることによって、敷設現場まで浮揚され、海底まで沈められる一方で、恐らく１つ以上のケーブル及び／または他のパイプラインを含有する非浮揚性の第１のパイプラインが、蓋をされる背に乗せられた第２のパイプラインを有し、その組み合わせを浮揚させるのに十分な浮力をもたらす。第１のパイプライン、または第１のパイプライン及び一緒に背に乗せられた第２のパイプラインは、敷設現場まで浮揚され、そこで、第１のパイプライン、または第１のパイプライン及び／もしくは第２のパイプラインが、制御下で浸水され得、第１のパイプラインを水中に沈めるのに必要なバラストを提供する。
【0007】
既知の浅水パイプライン敷設の慣例の本適用が図１に例示される。図１の各ブロックは、第１のパイプラインＰＰを沈めさせる水に対する制御下の浸水の前のそれの浮揚状態における第１のパイプラインＰＰを示す。ブロック１は、空気Ａで充填される空の第１のパイプラインＰＰを示す。ブロック２は、空気Ａで充填され、第２のパイプラインＰＳであって、同様に空気Ａで充填される第２のパイプラインＰＳの背に乗せられる空の第１のパイプラインＰＰを示す。ブロック３は、空気Ａで充填され、ケーブル／他のパイプラインＺを含有する第１のパイプラインＰＰを示す。ブロック４は、空気Ａで充填され、ケーブル／他のパイプラインＺを含有する第１のパイプラインＰＰであって、同様に空気Ａで充填される第２のパイプラインＰＳの背に乗せられる第１のパイプラインＰＰを示す。
【0008】
これらの図１の適用のどれも深水での適用に有用ではない。背に乗せられた第２のパイプラインＰＳなしでは、深水レベルまで沈めるために十分に重い第１のパイプラインＰＰは、浮揚することができない。その一方で、非浮揚性の第１のパイプラインＰＰに浮揚性を提供するのに十分な第２の背に乗せられたパイプラインＰＳは、その第２の背に乗せられたパイプラインＰＳが、深水レベルに達する前に静水圧破砕によって破壊されるような薄い壁を有する必要がある。したがって、現在既知の浅水浮揚の慣例は、パイプラインを６０～７０メートルの範囲の深さのみに沈めるのに効果的である。第１のパイプラインが１つ以上のケーブル及び／または他のパイプラインを含有することが意図される場合、それらの内容物の重量もまた、克服される必要があり、到達され得る最大深さを６０または７０メートル未満に減らす可能性がある。第２のパイプラインによって含有された空気が圧縮された場合、それは、静水圧破砕が発生する前に約１００メートルの深さに達することができるかもしれないが、１００メートルは、沖合パイプライン用には依然として比較的浅い。
【0009】
より大きな深さにおけるパイプラインの敷設では、供給が、現在、及び約半世紀の間に、２つの手法のうちの一方で達成されている。いくつかの適用では、パイプの棒が敷設現場の溶接プラットフォームまで輸送され、パイプラインが沖合で組み立てられる。他の適用では、パイプラインが、陸上で組み立てられ、リールの上に可塑的に巻き付けられる。巻き付けられたパイプラインのリールは敷設現場まで輸送される。沖合で組み立てられるまたはリールで供給されるパイプラインは、次いで、既知のＪ－ｌａｙまたはＳ－ｌａｙ技法によって海底に置かれる。
【0010】
パイプの棒を現場まで供給するとき、供給容器のサイズは、一般に、パイプラインの建設に必要とされる棒の全てを供給するための陸と現場の間で要求される時間及び航海の総数の出費とのそれのサイズ及び費用の比較によって規定される。パイプラインのリールを現場まで供給するとき、トリップの数は、かなり削減されるが、容器の費用は、指数的に増大する。
【0011】
パイプラインの浮揚性の供給であろうとまたはリールされたパイプラインの供給であろうと、例えば、長さ１，５００メートル、直径３０インチのパイプラインを深水に敷設する費用は、典型的には、＄１０，０００，０００から＄３０，０００，０００までの範囲にある。パイプライン製品が１つ以上のケーブル及び／または他のパイプラインを含有することを意図される場合、パイプラインを沖合に建設及び／または供給することと関連付けられる時間並びに費用が更に悪化される。
【0012】
要約すれば、深さ及び制御の制限を伴う既知の物体運搬の慣例が存在し、既知のパイプライン敷設の慣例は、引き船ほどの小さな船を使用することができるが、極浅水の適用に限定され、深水適用のための既知のパイプライン敷設の慣例は、かなり大型の船並びに／またはかなりの時間及び出費を伴い、依然として静水圧破砕の厄介な問題をはらんでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
したがって、本発明の第１の目的は、液状体内での圧力含有容器の高度及び姿勢を制御するための方法を提供することである。また、本発明の目的は、液状体内で圧力含有容器に接続される物体の高度及び姿勢を制御するための方法を提供することでもある。本発明の別の目的は、沖合の深水敷設現場にパイプラインを供給する及びそこにパイプラインを敷設する方法を提供することであり、それは、既知の方法よりも費用が少なく及び時間を浪費せず、圧力制御容器及び圧力含有容器に接続される物体の高度並びに姿勢を制御する本方法を容易にする。本発明の更なる目的は、深さの大きな変化にわたって静水圧破砕の変動する力を相殺する圧力制御容器及び圧力含有容器に接続される物体の高度並びに姿勢を制御するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明によれば、液状体内での圧力含有容器の高度、姿勢、及び構造上の完全性を管理するための方法が提供される。
【0015】
本明細書に使用される際、浮揚媒体は、容器の浮力を増加することができるものである。非圧縮性バラスト媒体は、容器の浮力を減少することができるものである。本方法によれば、浮揚及びバラスト媒体は、容器に、並びに容器及びその容器に取り付けられる物体に加えられるような能力、並びに／あるいは液状体内での容器の深さ及び姿勢を制御するために使用される任意の外部デバイスの負荷能力のために選択される。容器は、相互直列の液圧的に個別の区分に分割され、一方が、選択された浮揚媒体を含有するためのものであり、他方が、選択された非圧縮性バラスト媒体を含有するためのものである。本明細書に使用される際、容器の区分は、共に取られるそれらの別個の容量が一定であるという点で相互的であり、それらが容器内で連続的であるという点で直列であり、それらがそれらの対応する媒体のみをそれぞれ含有するという点で液圧式に個別のものである。浮揚媒体区分内の選択された浮揚媒体は、バラスト媒体区分内の選択された非圧縮性バラスト媒体に対して釣合わされる。この意味において使用される際、釣合わされるとは、容器の各区分が、それの対応する媒体で充填されることを意味する。バラスト媒体区分内の非圧縮性バラスト媒体の量が、次いで、液状体内での圧力含有容器の高度を制御するために変動される。
【0016】
容器の分割は、浮揚媒体と非圧縮性バラスト媒体との間の容器の内壁によって閉じ込めて保持された銑塊を位置付けることによって、または浮揚媒体及び非圧縮性バラスト媒体であって、当接するときに不浸透性界面をそれらの間に作り出す浮揚媒体及び非圧縮性バラスト媒体を選択することによって、達成され得る。
【0017】
バラスト媒体区分内の非圧縮性バラスト媒体の量の変動は、（ａ）少なくとも十分な非圧縮性バラスト媒体をバラスト媒体区分に追加して、容器を液状体内で降下させること、（ｂ）少なくとも十分な非圧縮性バラスト媒体をバラスト媒体区分から排出させて、容器を液状体内で上昇させること、または（ｃ）十分な非圧縮性バラスト媒体を追加することもしくはバラスト媒体区分から排出させることのいずれかを行って、容器を液状体内で一定の高度に維持させることによって、達成され得る。
【0018】
バラスト媒体区分内の非圧縮性バラスト媒体の量の変動は、非圧縮性バラスト媒体をバラスト媒体区分に追加して、容器を（ａ）液状体内でより急速に降下させること、（ｂ）液状体内でよりゆっくりと上昇させること、または（ｃ）液状体内で一定の高度に維持させることによって、更に達成され得る。バラスト媒体区分内の非圧縮性バラスト媒体の量の変動はまた、非圧縮性バラスト媒体をバラスト媒体区分から排出させて、容器を（ｄ）液状体内でよりゆっくりと上昇させること、（ｅ）液状体内でより急速に上昇させること、または（ｆ）液状体内で一定の高度に維持させることによって、更に達成され得る。
【0019】
容器を降下させること、上昇させること、または一定の高度に維持させることに加えて、非圧縮性バラスト媒体の量の変動はまた、他の特定の目的のためにも使用され得る。容器を液状体の底上に静止させる場合、容器が非圧縮性バラスト媒体で充填され、かつ浮揚媒体が容器から排出されるまで、追加の非圧縮性バラスト媒体が、バラスト媒体区分の中に追加され得る。次いで、それらの区分が、浮揚媒体及びバラスト媒体のそれらの個々の源に対して閉じられ得る。容器を液状体の表面上に静止させる場合、容器が浮揚媒体で充填され、かつ非圧縮性バラスト媒体が容器から排出されるまで、追加の浮揚媒体が、浮揚媒体区分の中に追加され得る。次いで、それらの区分が、浮揚媒体及び非圧縮性バラスト媒体のそれらの個々の源に対して閉じられ得る。
【0020】
選択された浮揚媒体が非圧縮性である場合、液体であろうとまたはゲルであろうと、両媒体は非圧縮性である。この場合では、媒体を釣合わせることが、浮揚媒体またはバラスト媒体のいずれかで容器を最初に充填し、次いで、その媒体の一部分を他方の媒体の一部分と交換することによって、達成され得る。媒体が一旦釣合わされると、バラスト区分に含有された非圧縮性バラスト媒体の量の変動が、次いで、そのそれぞれの区分内の媒体の一方のいずれかの量をそのそれぞれの区分内の他方の媒体の量と交換することによって、達成され得る。
【0021】
浮揚媒体が圧縮性である場合、１つ以上のガスから成ろうと成らなかろうが、浮揚媒体区分に含有された浮揚媒体及び／またはバラスト媒体区分に含有された非圧縮性バラスト媒体の量が、圧力含有容器の内圧を周囲圧力に対する圧力含有容器の釣合い範囲内にさせるように変動され得る。浮揚媒体の量のみの変動は、浮力への著しい影響なしで圧力を制御する一方で、バラスト媒体の量の変動は、圧力と浮力の両方に影響を与える。
【0022】
浮揚媒体が圧縮性である場合、浮揚媒体及びバラスト媒体を釣合わせることが、容器を浮揚媒体またはバラスト媒体のいずれかで充填して、次いで、その媒体の一部分を他方の媒体の一部分と交換することによって達成され得る。媒体が一旦釣合わされると、バラスト媒体区分内の非圧縮性バラスト媒体の量の変動が、（ａ）少なくとも十分な非圧縮性バラスト媒体をバラスト媒体区分に追加して、容器を液状体内で降下させること、（ｂ）少なくとも十分な非圧縮性バラスト媒体をバラスト媒体区分から排出させて、容器を液状体内で上昇させること、または（ｃ）十分な非圧縮性バラスト媒体を追加することもしくはバラスト媒体区分から排出させることのいずれかを行って、容器を液状体内で一定の高度に維持させることによって、達成され得る。
【0023】
バラスト媒体区分内の非圧縮性バラスト媒体の量の変動はまた、非圧縮性バラスト媒体をバラスト媒体区分に追加して、容器を（ａ）液状体内でより急速に降下させること、（ｂ）液状体内でよりゆっくりと上昇させること、または（ｃ）液状体内で一定の高度に維持させること、あるいは非圧縮性バラスト媒体をバラスト媒体区分から排出させて、容器を（ｄ）液状体内でよりゆっくりと上昇させること、（ｅ）液状体内でより急速に上昇させること、または（ｆ）液状体内で一定の高度に維持させることによって、更に達成され得る。
【0024】
本方法は、垂直及び／または水平な対称軸を有する容器、例えば対称軸のうちの一方を横切る円形もしくは多角形断面を有する中空体、対称軸のうちの一方の周りにループ状、渦巻き状、もしくは螺旋状に巻かれたパイプ、または対称軸のうちの一方に対して揃えられた線状パイプなどを選択することを更に含んでもよい。
【0025】
なおその上に、液状体内の物体の高度のみならず姿勢もまた容器によって制御され得るように、容器の形状及び姿勢が、容器に接続された物体の形状及び姿勢と整合され得、容器の浮力の中心及び物体の浮力の中心が、液状体内で整合され得る。
【0026】
本方法はまた、液状体内の物体の高度及び姿勢が、容器のそれぞれを制御する方法を適用することによって制御され得るように、複数の容器の選択と、容器に接続された物体の形状及び配向を用いる各容器の形状及び姿勢の整合と、を含み得る。複数の容器と物体の操作の適用では、浮揚媒体が圧縮性である場合、前述したように、本方法が、各容器の浮揚媒体区分に含有された浮揚媒体及び／または各容器のバラスト媒体区分に含有された非圧縮性バラスト媒体の量を変動させて、圧力含有容器の内圧をそれらの個々の周囲圧力の可能性の釣合い範囲内にさせるステップを更に含むことができる。
【0027】
本方法は、極めて大きな深さに敷設されるものを含む、沖合でのパイプラインの敷設において非常に有用である。これを行うために、本方法は、前述したように、ただし、パイプラインが、最初に浮揚されて、敷設現場まで曳航された後にのみ適用される。
【0028】
浮揚媒体として液体または軽いゲルを使用すると、第１のパイプラインは、浮揚媒体と関連して浮揚され、次いで、関連した浮揚媒体を用いてパイプ敷設現場まで曳航される。いくつかの適用では、第１のパイプラインが圧力含有容器であり得、その場合では、浮揚媒体との連係が、十分な浮揚媒体を第１のパイプラインの中にポンピングして第１のパイプラインを浮揚させることによって達成される。他の適用では、容器が第２のパイプラインであり得、その場合では、浮揚媒体との連係が、第２のパイプラインを第１のパイプラインの背に乗せること、及び十分な浮揚媒体を第２のパイプラインの中にポンピングして第１のパイプラインを浮揚させることによって達成される。更なる他の適用では、第１及び第２のパイプラインの両方が、圧力含有容器であり、その場合では、浮揚媒体との連係が、第２のパイプラインを第１のパイプラインの背に乗せること、及び十分な浮揚媒体を第１のパイプライン及び第２のパイプラインの中にポンピングして第１のパイプラインを浮揚させることによって達成される。
【0029】
浮揚媒体としてガスまたはガスの組み合わせを使用すると、容器は、第２のパイプラインであり得、その場合では、浮揚媒体との連係によって第１のパイプラインを浮揚させることが、第２のパイプラインを第１のパイプラインの背に乗せること、及び十分な浮揚媒体を第２のパイプラインの中にポンピングして第１のパイプラインを浮揚させることによって達成される。
【0030】
上記パイプライン適用のそれぞれ及び全てにおいて、本方法はまた、浮揚媒体との連係によって第１のパイプラインを浮揚させるステップの前に、第１のパイプラインの長さ全体にわたって少なくとも１つのケーブル及び／または他のパイプラインを設置することを含み得る。かかる場合では、十分な浮揚媒体が、第１及び／または第２のパイプラインの中にポンピングされ、第１及び／または第２のパイプライン並びに設置されたケーブル及び／または他のパイプラインを浮揚させる。
【0031】
本発明の他の目的及び利点は、以下の発明を実施するための形態を読んだ後に及び図面を参照した後に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】既知の空気支援型の浅水でのパイプライン敷設方法の適用の例示のブロック図である。
【図2A】液状体内での圧力含有容器の高度、姿勢、及び構造上の完全性を管理する本発明に従う方法の第１及の実施形態を例示するブロック図である。
【図2B】液状体内での圧力含有容器の高度、姿勢、及び構造上の完全性を管理する本発明に従う方法の第２の実施形態を例示するブロック図である。
【図3A】本方法における使用のための２つの区分の圧力含有容器を準備するステップを例示するブロック図である。
【図3B】本方法における使用のための２つの区分の圧力含有容器を準備するステップを例示するブロック図である。
【図3C】本方法における使用のための２つの区分の圧力含有容器を準備するステップを例示するブロック図である。
【図3D】本方法における使用のための２つの区分の圧力含有容器を準備するステップを例示するブロック図である。
【図3E】本方法における使用のための３つの区分の圧力含有容器を準備するステップを例示するブロック図である。
【図3F】本方法における使用のための３つの区分の圧力含有容器を準備するステップを例示するブロック図である。
【図3G】本方法における使用のための３つの区分の圧力含有容器を準備するステップを例示するブロック図である。
【図4A】垂直に配向された円筒形の圧力含有容器内の主液体から誘導される圧縮性浮揚媒体及びバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図4B】垂直に配向された円筒形の圧力含有容器内の主液体から誘導される圧縮性浮揚媒体及びバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図4C】垂直に配向された円筒形の圧力含有容器内の主液体から誘導される圧縮性浮揚媒体及びバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図4D】垂直に配向された円筒形の圧力含有容器内の主液体から誘導される圧縮性浮揚媒体及びバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図5A】垂直に配向された円筒形の圧力含有容器内の非圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図5B】垂直に配向された円筒形の圧力含有容器内の非圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図5C】垂直に配向された円筒形の圧力含有容器内の非圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図5D】垂直に配向された円筒形の圧力含有容器内の非圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図6A】水平に配向された円筒形の圧力含有容器内の圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図6B】水平に配向された円筒形の圧力含有容器内の圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図6C】水平に配向された円筒形の圧力含有容器内の圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図6D】水平に配向された円筒形の圧力含有容器内の圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図7A】水平に配向されたコイル状パイプ型の圧力含有容器内の圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図7B】水平に配向されたコイル状パイプ型の圧力含有容器内の圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図7C】水平に配向されたコイル状パイプ型の圧力含有容器内の圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図7D】水平に配向されたコイル状パイプ型の圧力含有容器内の圧縮性浮揚媒体及び独立した源のバラスト媒体を使用する本方法のステップを例示するブロック図である。
【図8】液体内の物体の高度及び姿勢を制御するために複数の容器に適用される方法を例示する単線結線図である。
【図9】深水でのパイプラインの敷設における本方法の１２個の適用を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
本発明は、それの好適な実施形態に関して説明されるが、発明をそれらの実施形態に、または添付図面に例示された部分の構造もしくは配列の詳細に限定することを意図されないことが理解されるであろう。
【0034】
圧力含有容器
液状体内に沈められた物体の高度及び姿勢を制御することが意図された圧力含有容器の構造及び形状は、物体が液状体内にあると仮定する姿勢と、容器がそれの作動の間に達することが予測される深さとによって、容器により制御される物体の形状及び浮力の中心によって、主に決定される。
液状体内に沈められた物体の高度及び姿勢を制御することが意図された圧力含有容器の構造及び形状は、物体が液状体内にあると仮定する姿勢と、容器がそれの作動の間に達することが予測される深さとによって、容器により制御される物体の形状及び浮力の中心によって、主に決定される。
【0035】
通常、選ばれる容器は、対称的、例えば、球形、円筒形、円錐形、または立方形の入れ物などである。パイプラインは、円筒形容器として取り扱われ得、パイプラインを敷設する適用では、パイプラインは、容器及び制御される物体であり得る。パイプが含まれるとき、パイプまたはパイプラインの長さは、真っ直ぐであってもよいし、及び／または曲げられてもよく、並びに１つ以上のループ状、渦巻き状、または螺旋状に巻いた物であってもよいし、あるいはそれらを含んでもよい。いくつかの容器は、部分的または全体的に非対称的であってもよい。様々な種類及び形状の複数の容器が、発明の原理から逸脱することなく組み合わせて使用されてもよい。
【0036】
本開示が関係している限り、様々な関連した力が、液状体内での容器の高度及び姿勢を制御するために考慮されるべきである。容器に関して、これらの力は、容器の重量、容器に取り付けられる任意の物体の重量、並びに液状体内での容器の深さ及び姿勢を制御するために使用される任意の外部デバイスの負荷能力を含む。容器の周囲環境に関して、これらの力は、液状体内での様々な深さにおいて容器に適用される静水圧破砕及び主液体によって容器に加えられる浮力を含む。これらの力の全ては、本発明の実現の前に既知の方法によって決定できる。
【0037】
容器の浮力制御
図２Ａ及び２Ｂを見ると、円筒形タンクが、本発明の一般原理を説明する目的のために容器Ｖとして選ばれている。示されるように、容器Ｖは、２つの相互直列の液圧的に個別の区分ＣＦ及びＣＢに分割される。本明細書に使用される際、容器Ｖの区分ＣＦ及びＣＢは、共に取られるそれらの別個の容量が一定であるという点で相互的であり、それらが容器Ｖ内で連続的であるという点で直列であり、及び容器Ｖの作動の間に、それらが、それらの対応する選択された浮揚媒体ＭＦまたは非圧縮性バラスト媒体ＭＢのみをそれぞれ含有するという点で液圧式に別個である。
図２Ａ及び２Ｂを見ると、円筒形タンクが、本発明の一般原理を説明する目的のために容器Ｖとして選ばれている。示されるように、容器Ｖは、２つの相互直列の液圧的に個別の区分ＣＦ及びＣＢに分割される。本明細書に使用される際、容器Ｖの区分ＣＦ及びＣＢは、共に取られるそれらの別個の容量が一定であるという点で相互的であり、それらが容器Ｖ内で連続的であるという点で直列であり、及び容器Ｖの作動の間に、それらが、それらの対応する選択された浮揚媒体ＭＦまたは非圧縮性バラスト媒体ＭＢのみをそれぞれ含有するという点で液圧式に別個である。
【0038】
本明細書に使用される際、浮揚媒体ＭＦは、主液体Ｌ内の容器の浮力を増加することができるものである。バラスト媒体ＭＢは、主液体内の容器の浮力を減少することができるものである。本方法によれば、浮揚媒体ＭＦ及びバラスト媒体ＭＢは、容器Ｖに関して、または適用可能であるとき、容器Ｖ及びその容器Ｖに取り付けられた物体に関してかかる浮揚性能力のために選択される。本明細書に使用される際、別段の指定がない限り、選択される浮揚媒体ＭＦは、ガス、液体、またはゲルであり得る。選択されるバラスト媒体ＭＢは、液体またはゲルであり得る。
【0039】
図２Ａ及び２Ｂの実施例を見ると、そのそれぞれの区分ＣＢ内の非圧縮性バラスト媒体ＭＢの容量を制御することによって、他の区分ＣＦの容量がまた制御され、既知である。この実施例では、液状体Ｌ及び非圧縮性バラスト媒体ＭＢは、ある全く同じものであるように選ばれる。しかしながら、これは、必ずしもそうであるというわけではない。
【0040】
図２Ａに見られるように、区分ＣＦ及びＣＢへの容器Ｖの分割が、媒体が互いに不浸透性である場合、対向する媒体ＭＦ及びＭＢの界面の自然な結果である分離面Ｓとして例示される。それらの媒体が互いに不浸透性ではない場合、図２Ｂに見られるように、区分ＣＦ及びＣＢへの容器Ｖの分割が、１つ以上の液体または非晶質ジェル状銑塊Ｐの容器Ｖ内での使用によって達成される。勿論、銑塊Ｐはまた、媒体ＭＦ及びＭＢが互いに不浸透性である場合でさえも使用され得る。
【0041】
図２Ａでは、非圧縮性媒体ＭＢが、そのそれぞれのバルブＢを通して容器Ｖから排出されるまたは容器Ｖに進入されるので、それに応じて、分離面Ｓが往復運動をする。同時に、浮揚媒体ＭＦは、そのそれぞれのバルブＦを通して容器Ｖに進入されるまたは容器Ｖから排出され、あるいは容器Ｖ内で膨張または圧縮することが可能にされる。浮揚媒体ＭＦの同時の進入及び膨張または排出及び圧縮もまた許容される。図２Ｂにおいて、銑塊Ｐが使用されるとき、その鉄塊は、容器Ｖの内壁に対して封止されたそれの外周部と共に媒体ＭＦと媒体ＭＢとの間の分離面Ｓと類似の態様で動く。より大きな内部容量の容器は、高性能ではないバルブを必要とする。
【0042】
銑塊Ｐは、液体または非晶質ジェル状銑塊であり得る。液体銑塊は、銑塊液体に対して不浸透性であるが互いに対して必ずしも不浸透性ではない媒体の対向表面間での容器内の銑塊液体の閉じ込めによって容器内に形成される。非晶質ジェル状銑塊は、通常、容器Ｖの最大の可能な断面に対するスパン及び密閉部の輪郭をなす所定の形状、並びに銑塊Ｐをその形状に偏らせる復元力を有する。しかしながら、銑塊Ｐは、容器Ｖの剛性壁によって、並びに容器Ｖに接触していない銑塊Ｐの両面ＳＦ及びＳＢに対して媒体ＭＦ及びＭＢにより加えられる圧力によって、その銑塊Ｐに加えられる拘束力に従う。１つ以上のケーブル及び／または他のパイプラインＺがパイプライン内に含有される適用では、銑塊が、容器Ｖの内壁及び内容物Ｚの外壁に適合することができる。それ故、液体及びジェル状銑塊の場合、区分ＣＢのうちの１つ内の非圧縮性媒体ＭＢの容量が変動される際、容器Ｖ内の平衡状態に達するように、容器の壁、対向する媒体ＭＦ及びＭＢの表面、並びに任意の内容物Ｚの外壁の力によって許容される任意の形状を前提として、銑塊Ｐは、容器Ｖの壁に沿って動く。この開示の目的に適したジェル状銑塊は、Ｅｌｌｏｎ、Ａｂｅｒｄｅｅｎｓｈｉｒｅ、ＳｃｏｔｌａｎｄのＡｕｂｉｎ Ｇｒｏｕｐから利用可能である。
【0043】
不浸透性界面Ｓによってであろうとまたは銑塊Ｐの使用によってであろうと、容器Ｖは、２つ以上の液圧的に個別の区分ＣＦ及びＣＢに分割される。それぞれの液圧的に個別の区分は、容器Ｖの壁、及び図２Ａに見られるような対向する互いに不浸透性の媒体の界面によって与えられる分離面Ｓによって、または図２Ｂに見られるような銑塊Ｐの端面によって画定される。銑塊Ｐに関して上記したように、分離面は、実際には２つの表面ＳＦ及びＳＢであり、それぞれ、一方が銑塊Ｐの浮揚端上及び他方が銑塊Ｐのバラスト端上にある。しかしながら、一体となって往復運動をする正反対の壁表面であって、それらは、本明細書において１つの表面Ｓとして称される壁表面を構造的に提供することが銑塊Ｐの目的である。いずれの場合でも、区分ＣＦ及びＣＢの容量は、常に相補的であり、それらの合計は、銑塊Ｐが使用される場合、常に、銑塊Ｐによって充填される容量よりも少ない容器Ｖの容量である。
【0044】
続いて図２Ａ及び２Ｂを見ると、容器Ｖが、非圧縮性バラスト媒体ＭＢの既知の容量を有したことを前提として、いかなる時点においても容器Ｖ内に残る非圧縮性バラスト媒体ＭＢの容量は、その後に容器Ｖの外へまたは容器Ｖの中に流れる非圧縮性バラスト媒体ＭＢの容量が、それぞれ既知である場合、常に既知であり得る。なおその上に、容器Ｖの内部断面積が、示されるように、直線的に一定である場合、バラスト媒体ＭＢの残りの容量が、分離面Ｓと容器Ｖのバラスト端との間の距離に正比例する。それ故、容器Ｖ内のバラスト媒体ＭＢの容量は、バラスト媒体ＭＢの流動が計量される及び／または容器Ｖ内での界面または銑塊Ｐの場所が既知である場合に決定され得る。
【0045】
本方法のいくつかの適用では、例えば、水平に配向された容器が使用されるとき、主液体内の容器の浮力を制御するのみならず、容器内の浮力の分配を制御することもまた必要であろう。索具が、浮揚性を加える力に関係なく容器をそれの水平配向に維持するために使用され得る。複数の区分が、浮揚性を加える力を釣合わせるために、単一容器、例えば、２つのバラスト区分間の浮揚区分内で直列に配列され得る。次いで、その上、複数の容器が使用され得、各容器が、それらの釣合いの取れていない浮揚性を加える力を相殺するように他の容器と協働する。
【0046】
容器内圧制御
更に図２Ａ及び２Ｂを考慮すると、選択された浮揚媒体ＭＦもまた非圧縮性である場合、浮揚媒体ＭＦ及びバラスト媒体ＭＢが交換されるので、容器Ｖの内圧は一定のままになる。バラスト媒体ＭＢが主液体Ｌと同じである場合には、バラストバルブＢを開いたままにすることができ、浮揚媒体ＭＦが、浮力を変動させるために使用され得る。
更に図２Ａ及び２Ｂを考慮すると、選択された浮揚媒体ＭＦもまた非圧縮性である場合、浮揚媒体ＭＦ及びバラスト媒体ＭＢが交換されるので、容器Ｖの内圧は一定のままになる。バラスト媒体ＭＢが主液体Ｌと同じである場合には、バラストバルブＢを開いたままにすることができ、浮揚媒体ＭＦが、浮力を変動させるために使用され得る。
【0047】
しかしながら、浮揚媒体ＭＦが圧縮性である場合には、浮揚媒体ＭＦ及び／またはバラスト媒体ＭＢが、他の媒体ＭＢ及び／またはＭＦをそれの容器区分ＣＢ及び／またはＣＦから排出させること並びに／あるいはその区分に追加することなく、それの容器区分ＣＦ及び／またはＣＢに追加され得るか、あるいはその区分から排出され得、それ故、それぞれ、容器Ｖの内圧を増加または減少させる。浮揚区分ＣＦ内の内圧が、液体Ｌにおけるそれの可変深さにおいて容器Ｖに加えられる静水圧破砕に関して容器Ｖの圧力レベルを示す実時間データを提供するために監視され得る。
【0048】
容器Ｖへの圧縮性浮揚媒体ＭＦ、及び必要である場合、銑塊Ｐの導入は、容器Ｖから排出されたまたは容器Ｖに進入されたバラスト媒体ＭＢの量を計量する能力を無効化しない。容器Ｖの総容量が与えられる。もしあれば、銑塊Ｐによって占有された容量が与えられる。容器Ｖが最初にバラスト媒体ＭＢで充填される場合、バラスト媒体ＭＢの初期容量が、もしあれば、銑塊Ｐの容量よりも少ない容器Ｖの容量になる。容器Ｖが最初に浮揚媒体ＭＦで充填される場合、容器Ｖは、バラスト媒体ＭＢを含有しない。両区分ＣＦ及びＣＢの総容量は一定であるので、バラスト媒体ＭＢの計量される移動が、常時、容器Ｖ内での浮揚媒体ＭＦ及びバラスト媒体ＭＢの両方の容量を決定する。したがって、容器Ｖの内圧が、圧力の読み取りに応答して、並びに／あるいはバラスト媒体ＭＢの容器Ｖの中もしくは外への計量されたまたは他の場合では決定された流動に応答して、直接的に制御され得る。
【0049】
高度、姿勢、及び周囲圧力のうちのいずれか１つ以上を制御する方法が、例えば、バラスト区分ＣＢの中及び外へのバラスト媒体ＭＢの流動、並びにバラスト媒体ＭＢ及び浮揚媒体ＭＦの供給と更に関係した所与の適用において使用される各容器Ｖの内圧及び深さのうちの１つ以上に応答して、浮揚バルブＦ、バラストバルブＢ、及び流量計バルブＹを制御することによって自動化され得る。
【0050】
本方法を適用するための初期条件
図３Ａを参照すると、本方法における使用のための容器Ｖの準備が、例えば、必要である場合及び示されるように、銑塊ＰをバラストバルブＢにおいて容器Ｖの中に最初に注入することによって達成され得る。次いで、図３Ｂに見られるように、非圧縮性バラスト媒体ＭＢがバラストバルブＢを通して容器Ｖに追加される際、界面または図示されるように銑塊Ｐが、浮揚バルブＦの方へ容器Ｖにわたって押し動かされる。図３Ｃを見ると、容器Ｖは、界面または図示されるように銑塊Ｐが浮揚バルブＦに達するときに、非圧縮性バラスト媒体ＭＢで充填される。図３Ｄに見られるように、浮揚バルブＦ及びバラストバルブＢが、次いで、閉じられ得、バラスト流量計Ｘ及び流量計バルブＹが、バラストバルブＢに直列に接続される。銑塊Ｐは、必要である場合、容器ＶのバルブＦまたはＢのいずれかにおいて導入され得、次いで、そのバルブＦまたはＢと関連付けられた浮揚媒体ＭＦまたはバラスト媒体ＭＢによって、容器Ｖの他方のバルブＢまたはＦの方へ押し動かされる。これは、好適な、ただし唯一ではない、本方法における使用のための容器Ｖを準備する手法である。既知の総容量の容器Ｖは、最終的に、一方の区分ＣＢ内の非圧縮性バラスト媒体ＭＢの既知の容量及び他方の区分ＣＦ内の浮揚媒体ＭＦの残りの容量と、必要である場合、銑塊Ｐとで充填されることのみが重要である。
図３Ａを参照すると、本方法における使用のための容器Ｖの準備が、例えば、必要である場合及び示されるように、銑塊ＰをバラストバルブＢにおいて容器Ｖの中に最初に注入することによって達成され得る。次いで、図３Ｂに見られるように、非圧縮性バラスト媒体ＭＢがバラストバルブＢを通して容器Ｖに追加される際、界面または図示されるように銑塊Ｐが、浮揚バルブＦの方へ容器Ｖにわたって押し動かされる。図３Ｃを見ると、容器Ｖは、界面または図示されるように銑塊Ｐが浮揚バルブＦに達するときに、非圧縮性バラスト媒体ＭＢで充填される。図３Ｄに見られるように、浮揚バルブＦ及びバラストバルブＢが、次いで、閉じられ得、バラスト流量計Ｘ及び流量計バルブＹが、バラストバルブＢに直列に接続される。銑塊Ｐは、必要である場合、容器ＶのバルブＦまたはＢのいずれかにおいて導入され得、次いで、そのバルブＦまたはＢと関連付けられた浮揚媒体ＭＦまたはバラスト媒体ＭＢによって、容器Ｖの他方のバルブＢまたはＦの方へ押し動かされる。これは、好適な、ただし唯一ではない、本方法における使用のための容器Ｖを準備する手法である。既知の総容量の容器Ｖは、最終的に、一方の区分ＣＢ内の非圧縮性バラスト媒体ＭＢの既知の容量及び他方の区分ＣＦ内の浮揚媒体ＭＦの残りの容量と、必要である場合、銑塊Ｐとで充填されることのみが重要である。
【0051】
図３Ｅ、３Ｆ、及び３Ｇは、２つ以上の区分が使用される適用を例示する。この実施例では、水平容器ＶＨ内で浮揚区分ＣＦが、２つのバラスト区分ＣＢ１及びＣＢ２間に挟まれる。浮揚媒体ＭＦは、容器ＶＨの中心において浮揚バルブＦによって進入及び排出され得、バラスト媒体ＭＢは、１つずつが各端にあるバラストバルブＢ１及びＢ２によって排出及び進入され得る。２つの銑塊ＰＢ１及びＰＢ２が、容器ＶＨを３つの区分ＣＦ、ＣＢ１、及びＣＢ２に分割する。かかる容器を準備する１つの手法は、図３Ｅに見られるように２つの銑塊ＰＢ１及びＰＢ２を１つずつ容器ＶＨのバラスト端のそれぞれにおいて進入させて、次いで、容器ＶＨの各端においてバラストバルブＢ１及びＢ２を通してバラスト媒体ＭＢの等量を進入させ、銑塊ＰＢ１及びＰＢ２を中心の浮揚バルブＦの方へ押し込み、浮揚バルブＦを通して容器ＶＨの非バラスト内容物を排出させ、図３Ｆに見られるように、銑塊ＰＢ１及びＰＢ２を１つに集めることである。次いで、図３Ｇに見られるように、浮揚媒体ＭＦは、バラスト媒体ＭＢが容器ＶＨから等量で流量計Ｘ１及びＸ２並びに流量計バルブＹ１及びＹ２を通して排出されるように、浮揚バルブＦにおいて進入され得る。方法の原理は同じである。
【0052】
全ての浮揚媒体のための方法
図２Ａ及び２Ｂに戻ると、浮揚媒体が圧縮性であろうとまたは非圧縮性であろうと、液状体内での圧力含有容器の高度を管理する本方法は同じである。浮揚媒体ＭＦ及びバラスト媒体ＭＢは、前述したような浮力基準に従って選択される。容器Ｖは、相互直列の液圧的に個別の区分ＣＦ及びＣＢに分割され、一方が、選択された浮揚媒体ＭＦを含有するためのものであり、他方が、選択された非圧縮性バラスト媒体ＭＢを含有するためのものである。浮揚媒体区分ＣＦ内の選択された浮揚媒体ＭＦは、バラスト媒体区分Ｃ Ｂ 内の選択された非圧縮性バラスト媒体ＭＢに対して釣合わされる。媒体ＭＦ及びＭＢは、両区分ＣＦ及びＣＢがそれら自体の個々の媒体ＭＦまたはＭＢで充填されるとき及び区分容量が平衡状態にあるときに、釣合っているとみなされる。この状況では、バラスト媒体区分ＣＢ内の非圧縮性バラスト媒体ＭＢの量が、液状体Ｌ内の圧力含有容器Ｖの高度を制御するために変動され得る。
図２Ａ及び２Ｂに戻ると、浮揚媒体が圧縮性であろうとまたは非圧縮性であろうと、液状体内での圧力含有容器の高度を管理する本方法は同じである。浮揚媒体ＭＦ及びバラスト媒体ＭＢは、前述したような浮力基準に従って選択される。容器Ｖは、相互直列の液圧的に個別の区分ＣＦ及びＣＢに分割され、一方が、選択された浮揚媒体ＭＦを含有するためのものであり、他方が、選択された非圧縮性バラスト媒体ＭＢを含有するためのものである。浮揚媒体区分ＣＦ内の選択された浮揚媒体ＭＦは、バラスト媒体区分Ｃ Ｂ 内の選択された非圧縮性バラスト媒体ＭＢに対して釣合わされる。媒体ＭＦ及びＭＢは、両区分ＣＦ及びＣＢがそれら自体の個々の媒体ＭＦまたはＭＢで充填されるとき及び区分容量が平衡状態にあるときに、釣合っているとみなされる。この状況では、バラスト媒体区分ＣＢ内の非圧縮性バラスト媒体ＭＢの量が、液状体Ｌ内の圧力含有容器Ｖの高度を制御するために変動され得る。
【0053】
バラスト媒体区分ＣＢ内の非圧縮性バラスト媒体ＭＢの量は、容器Ｖを液状体Ｌ内で降下させ、上昇させ、または一定の高度に維持させるように変動され得る。降下は、容器Ｖが降下を始めるまで、非圧縮性バラスト媒体ＭＢをバラスト媒体区分ＣＢに追加することによって引き起こされる。上昇は、容器Ｖが上昇を始めるまで、バラスト媒体区分ＣＢから非圧縮性バラスト媒体ＭＢを排出させることによって引き起こされる。一定の高度は、容器Ｖが降下も上昇もしないまで、非圧縮性バラスト媒体ＭＢをバラスト媒体区分Ｃ
Ｂ
に追加することまたはバラスト媒体区分Ｃ
Ｂ
から排出させることのいずれかによって維持され得る。
【0054】
バラスト媒体区分ＣＢ内の非圧縮性バラスト媒体ＭＢの量は、非圧縮性バラスト媒体ＭＢをバラスト媒体区分ＣＢに追加して、降下する容器Ｖをより急速に降下させること、または、上昇する容器Ｖをよりゆっくりと上昇させること、あるいは液状体Ｌ内で一定の高度に維持させることによって、更に変動され得る。同様に、バラスト媒体区分ＣＢ内の非圧縮性バラスト媒体ＭＢの量は、バラスト媒体区分ＣＢから非圧縮性バラスト媒体ＭＢを排出して、上昇する容器Ｖをより急速に上昇させること、または降下する容器Ｖをよりゆっくりと降下させること、あるいは液状体Ｌ内で一定の高度に維持させることによって、更に変動され得る。例えば、容器Ｖが液体Ｌの底まで降下している場合、バラスト媒体ＭＢの量は、それの降下を遅くして容器Ｖが底部上に緩やかに着くことを可能にするように減らされ得る。
【0055】
容器Ｖを液状体Ｌの底上に静止させる場合、容器Ｖが非圧縮性バラスト媒体ＭＢで充填され、かつ浮揚媒体ＭＦが容器Ｖから排出されるまで、追加の非圧縮性バラスト媒体ＭＢが、バラスト媒体区分ＣＢの中に追加され得る。区分ＣＦ及びＣＢは、次いで、浮揚媒体ＭＦ及びバラスト媒体ＭＢのそれらの個々の源に対して閉じられ得る。容器Ｖを液状体Ｌの表面上で浮揚させる場合、容器Ｖが浮揚媒体ＭＦで充填され、かつ非圧縮性バラスト媒体ＭＢが容器Ｖから排出されるまで、追加の浮揚媒体ＭＦが、浮揚媒体区分ＣＦの中に追加され得る。区分ＣＦ及びＣＢは、次いで、浮揚媒体ＭＦ及び非圧縮性バラスト媒体ＭＢのそれらの個々の源に対して閉じられ得る。
【0056】
銑塊Ｐが使用される場合であって、容器Ｖが回収されない場合または容器Ｖがそれの回収の間に容器Ｖ内で再使用される場合、銑塊は容器Ｖ内に残され得る。容器Ｖから銑塊Ｐを回収することが望ましい場合、銑塊は、容器ＶのバルブＦもしくはＢのうちの一方を通して、または容器Ｖの既にもしくは新たに作製された部分の他方のバルブを通して、押し出され得る。
【0057】
非圧縮性浮揚媒体
浮揚媒体ＭＦが非圧縮性である場合、非圧縮性ガスまたは液体もしくはゲルのいずれにしても、両媒体ＭＦ及びＭＢは、非圧縮性である。したがって、媒体ＭＦ及びＭＢを釣合わせることが、一方の媒体ＭＦまたはＭＢのある量がそのそれぞれの区分ＣＦまたはＣＢに追加される間に、他方の媒体ＭＢまたはＭＦの同じ量がそのそれぞれの区分ＣＢまたはＣＦから同時に排出される交換を要求する。媒体ＭＦ及びＭＢが一旦釣合わされると、バラスト区分ＣＢ内に含有される非圧縮性バラスト媒体ＭＢの量の変動が、そのそれぞれの区分ＣＦまたはＣＢ内の媒体ＭＦまたはＭＢのうちのいずれか一方の量の、そのそれぞれの区分ＣＢまたはＣＦ内の他方の媒体ＭＢまたはＭＦの同じ量との更なる同時の交換を要求する。
浮揚媒体ＭＦが非圧縮性である場合、非圧縮性ガスまたは液体もしくはゲルのいずれにしても、両媒体ＭＦ及びＭＢは、非圧縮性である。したがって、媒体ＭＦ及びＭＢを釣合わせることが、一方の媒体ＭＦまたはＭＢのある量がそのそれぞれの区分ＣＦまたはＣＢに追加される間に、他方の媒体ＭＢまたはＭＦの同じ量がそのそれぞれの区分ＣＢまたはＣＦから同時に排出される交換を要求する。媒体ＭＦ及びＭＢが一旦釣合わされると、バラスト区分ＣＢ内に含有される非圧縮性バラスト媒体ＭＢの量の変動が、そのそれぞれの区分ＣＦまたはＣＢ内の媒体ＭＦまたはＭＢのうちのいずれか一方の量の、そのそれぞれの区分ＣＢまたはＣＦ内の他方の媒体ＭＢまたはＭＦの同じ量との更なる同時の交換を要求する。
【0058】
圧縮性浮揚媒体―周囲圧力制御
１つ以上の圧縮性ガスから成る浮揚媒体ＭＦが圧縮性である場合、浮揚媒体区分ＣＦ内に含有される浮揚媒体ＭＦの量及び／またはバラスト媒体区分ＣＢ内に含有される非圧縮性バラスト媒体ＭＢが、圧力含有容器Ｖの内圧を周囲圧力に対する圧力含有容器Ｖの釣合い範囲内にさせるように変動され得る。浮揚媒体ＭＦの量のみが変動される場合、容器Ｖの内圧が、容器Ｖの浮力への著しい影響なしで変動される。バラスト媒体ＭＢの量が変動される場合、容器Ｖの内圧及び浮力の両方に影響を与える。
１つ以上の圧縮性ガスから成る浮揚媒体ＭＦが圧縮性である場合、浮揚媒体区分ＣＦ内に含有される浮揚媒体ＭＦの量及び／またはバラスト媒体区分ＣＢ内に含有される非圧縮性バラスト媒体ＭＢが、圧力含有容器Ｖの内圧を周囲圧力に対する圧力含有容器Ｖの釣合い範囲内にさせるように変動され得る。浮揚媒体ＭＦの量のみが変動される場合、容器Ｖの内圧が、容器Ｖの浮力への著しい影響なしで変動される。バラスト媒体ＭＢの量が変動される場合、容器Ｖの内圧及び浮力の両方に影響を与える。
【0059】
圧縮性浮揚媒体ＭＦの場合、釣合わせることが、依然として、容器Ｖを浮揚媒体ＭＦまたはバラスト媒体ＭＢのいずれかで充填して、次いで、媒体ＭＦまたはＭＢのある量を他方の媒体ＭＢまたはＭＦのある量と交換することによって、達成されてもよい。一旦媒体ＭＦ及びＭＢが釣合わされると、非圧縮性バラスト媒体ＭＢのある量が、バラスト媒体区分ＣＢ内に追加されて容器Ｖを液状体Ｌ内で降下させ得るか、バラスト媒体区分ＣＢから排出されて容器Ｖを液状体Ｌ内で上昇させ得るか、あるいはバラスト媒体区分ＣＢに追加またはバラスト媒体区分ＣＢから排出されて容器Ｖを液状体Ｌ内で一定の高度に維持させ得る。
【0060】
非圧縮性バラスト媒体ＭＢの別の量が、バラスト媒体区分ＣＢに追加され得、容器Ｖを液状体Ｌ内でより急速に降下させ、液状体Ｌ内でよりゆっくりと上昇させ、または液状体Ｌ内で一定の高度に維持させる。同様に、非圧縮性バラスト媒体ＭＢの別の量が、バラスト媒体区分ＣＢから排出され得、容器Ｖを液状体Ｌ内でよりゆっくりと降下させ、液状体Ｌ内でより急速に上昇させ、または液状体Ｌ内で一定の高度に維持させる。
【0061】
圧縮性ガス浮揚媒体及び非圧縮性バラスト媒体として主液体を使用する垂直に配向された円筒形容器
図４Ａ～４Ｄを参照すると、本方法が、液状体内、この実例では海水Ｗ内で垂直に配向された圧力含有円筒形容器１０の深さ及び内圧を制御するために適用される。海水Ｗから隔離された源から入手可能な圧縮性浮揚媒体が、海水Ｗから取られたバラスト媒体に対して釣合わされる。
図４Ａ～４Ｄを参照すると、本方法が、液状体内、この実例では海水Ｗ内で垂直に配向された圧力含有円筒形容器１０の深さ及び内圧を制御するために適用される。海水Ｗから隔離された源から入手可能な圧縮性浮揚媒体が、海水Ｗから取られたバラスト媒体に対して釣合わされる。
【0062】
本方法のこの適用は、図４Ａに見られるように、容器１０が、図３Ｄに関して上記したような使用のために準備され、海水Ｗに沈められて海水Ｗで充填されるという前提で始まる。容器１０の円筒形内壁１１が、垂直中心軸１５に対して揃えられて図示される。容器１０は、それぞれ、浮揚バルブ１７及びバラストバルブ１９によって制御されるポートを有する。図示されるように、浮揚バルブ１７は、閉じられており、導管２１によって圧縮性ガス２３の源（図示せず）に接続されている。また図示されるように、バラストバルブ１９は、閉じられており、バラスト流量計２５及び流量計バルブ２９を通して接続されており、それは、海水体Ｗに対して閉じられる。
【0063】
図４Ｂを見ると、３つのバルブ１７、１９、及び２９の全てが開かれており、圧縮性ガス２３が、浮揚バルブ１７を通して容器１０の中にポンピングされて、バラスト流量計２５によって測定された量でバラストバルブ１９を通して容器１０から水Ｗを排出させる。水Ｗは非圧縮性であるので、容器１０は、界面３１において可変相補的な容量の２つの区分３３及び３５に分割される。バラスト区分３５内に残っている水Ｗの量は、バラスト流量計２５によって測定された排出された水Ｗの量よりも少ない、図４Ａにおいて容器１０を充填した水Ｗの総量である。
【0064】
図４Ｃに見られるように、バラストバルブ１９は閉じられており、容器１０を水Ｗ内のそれの所望の深さの方へ降下させるように、水Ｗの所定量が、容器１０から排出されている。バラストバルブ１９が閉じられるので、浮揚バルブ１７を通した容器１０の中への圧縮性ガス２３の連続ポンピングが、容器１０の浮力の著しい変化なしで容器１０の内圧を増加させる。
【0065】
図４Ｄに移ると、圧縮性ガス２３の密度は、容器１０に加えられる静水圧周囲圧力を相殺する所望のレベルまで容器内圧を動かすのに十分に増加されている。浮揚バルブ１７は、少なくとも一時的に、容器１０の所望の内圧を維持するために閉じられている。容器１０の変化する深さが容器１０の浮力の変化なしを要求し得るので、この内圧は、監視され得、浮揚バルブ１７を通した圧縮性ガス２３の注入または排出によって増加あるいは減少され得る。容器１０内のバラスト媒体Ｗの量の変化が要求される場合、容器１０の降下速度を減速するにせよまたは加速するにせよ、バラストバルブ１９及び流量計バルブ２９は、バラスト媒体Ｗの計量された量を進入または排出させるように開かれ得る。
【0066】
浮揚バルブ１７及び／またはバラストバルブ１９並びに２９の適切な更なる操作によって、容器１０内での界面３１の場所が、水Ｗ内で容器１０を上げるまたは下げるように相互的に変動され得る一方で、同時に、所望される場合、圧縮性浮揚媒体２３の密度を変化させる。それ故、広範囲の深さにわたって容器１０に加えられる静水圧破砕の変化が適合され得る。
【0067】
本方法のこの適用は、海水Ｗ内に垂直に配向された円筒形容器１０の制御との特定の関連で説明されるが、容器、圧縮性ガス浮揚媒体、及び液状体の全ての形状に適用する。この適用はまた、図２Ａに関して記述したように、不浸透性の分離面Ｓに関して説明され、それは、容器１０を、静水圧的に別個の区分３３及び３５、この場合では、上述したように、互いに不浸透性の媒体２３の界面３１とＷに分割する。しかしながら、この適用はまた、容器１０が、同様に上述したように、１つ以上の銑塊によって区分に分割される場合にも有用である。
【0068】
圧縮性ガス浮揚媒体源及び主液体から独立した非圧縮性バラスト媒体源を使用する垂直に配向された円筒形容器
図５Ａ～５Ｄを参照すると、本方法は、液状体Ｌ内で垂直に配向された円筒形圧力含有容器４０の深さ及び内圧を制御するために適用される。液状体Ｌから隔離された源から入手可能な圧縮性浮揚媒体が、液状体Ｌから隔離された別の源から取られる非圧縮性バラスト媒体に対して釣合わされる。
図５Ａ～５Ｄを参照すると、本方法は、液状体Ｌ内で垂直に配向された円筒形圧力含有容器４０の深さ及び内圧を制御するために適用される。液状体Ｌから隔離された源から入手可能な圧縮性浮揚媒体が、液状体Ｌから隔離された別の源から取られる非圧縮性バラスト媒体に対して釣合わされる。
【0069】
本方法のこの適用は、図５Ａに見られるように、銑塊６７が、バラストバルブ４９において容器４０に導入されているという前提であって、容器４０が、図３Ａに関して上記した様態での使用のために準備されており、液状体Ｌ内に沈められるという前提で始まる。容器４０の円筒形内壁４１が、垂直中心軸４５に対して揃えられて図示される。容器４０は、それぞれ、浮揚バルブ４７及びバラストバルブ４９によって制御されるポートを有する。図示されるように、浮揚バルブ４７は閉じられており、導管５１によって圧縮性ガス５３の源（図示せず）に接続されている。バラストバルブ４９は、バラスト流量計５５、流量計バルブ５９、及び導管６１を通して非圧縮性バラスト媒体５７の源（図示せず）に接続されている。容器４０は、非圧縮性バラスト媒体５７で充填されている。銑塊６７は、非圧縮性バラスト媒体によって容器４０の浮揚バルブ４７まで押し込まれている。バラストバルブ４９は閉じられている。
【0070】
図５Ｂを見ると、３つのバルブ４７、４９、及び５９の全てが開かれており、圧縮性ガス５３が、浮揚バルブ４７を通して容器４０の中にポンピングされて、バラスト流量計５５によって測定された量でバラストバルブ４９を通して容器４０からバラスト媒体５７を排出させる。バラスト媒体５７は非圧縮性であるので、容器４０は、銑塊６７によって可変相補的な容量の２つの区分６３及び６５に分割される。バラスト区分６５内に残っているバラスト媒体５７の量が、バラスト流量計５５によって測定される排出されたバラスト媒体５７の量よりも少ない、図５Ａにおける容器４０を充填したバラスト媒体５７の総量である。
【0071】
図５Ｃに見られるように、バラストバルブ４９は閉じられており、バラスト媒体５７の所定量が、容器４０を液状体Ｌ内でそれの所望の深さの方へ降下させるように容器４０から排出されている。バラストバルブ４９が閉じられるので、容器４０の中への浮揚バルブ４７を通した圧縮性ガス５３の連続ポンピングは、容器４０の浮力における著しい変化なしで容器４０の内圧を増加させる。
【0072】
図５Ｄに移ると、圧縮性ガス５３の密度が、容器４０に加えられる静水圧周囲圧力を相殺する所望のレベルまで容器内圧を動かすのに十分に増加されている。浮揚バルブ４７は、少なくとも一時的に、容器４０の所望の内圧を維持するために閉じられている。容器４０の変化する深さが容器４０の浮力の変化なしを要求し得るので、この内圧は、監視され得、浮揚バルブ４７を通した圧縮性ガス５３の注入または排出によって増加または減少され得る。容器４０内のバラスト媒体５７の量における変化が要求される場合、バラストバルブ４９及び流量計バルブ５９が、バラスト媒体５７の計量された量を進入または排出させるように開かれ得る。
【0073】
浮揚バルブ４７及び／またはバラストバルブ４９並びに流量計バルブ５９の適切な更なる操作によって、容器４０内の銑塊６７の場所が、液状体Ｌ内で容器４０を上げるまたは下げるように相互的に変動され得る一方で、同時に、所望される場合、圧縮性浮揚媒体５３の密度を変化させる。それ故、広い囲の深さにわたって容器４０に加えられる静水圧破砕における変化が適合され得る。
【0074】
本方法のこの適用は、液状体Ｌ内で垂直に配向された円筒形容器４０の制御との特定の関連で説明されるが、容器、圧縮性ガス浮揚媒体、非圧縮性バラスト媒体、及び主液体の全ての形状に適用する。この例示はまた、上述したように、容器４０を液圧的に個別の区分６３及び６５に分離するための銑塊６７の使用に関して説明される。しかしながら、この適用はまた、同様に上述したように、容器４０が互いに不浸透性の浮揚及びバラスト媒体によって分割される場合にも有用である。
【0075】
圧縮性ガス浮揚媒体源及び主液体から独立した非圧縮性バラスト媒体源を用いる水平に配向された円筒形容器
図６Ａ～６Ｄを参照すると、本方法は、液状体Ｌ内で水平に配向された円筒形圧力含有容器７０の深さ及び内圧を制御するために適用される。液状体Ｌから隔離された源から入手可能な圧縮性浮揚媒体が、液状体Ｌから隔離された別の源から取られる非圧縮性バラスト媒体に対して釣合わされる。
図６Ａ～６Ｄを参照すると、本方法は、液状体Ｌ内で水平に配向された円筒形圧力含有容器７０の深さ及び内圧を制御するために適用される。液状体Ｌから隔離された源から入手可能な圧縮性浮揚媒体が、液状体Ｌから隔離された別の源から取られる非圧縮性バラスト媒体に対して釣合わされる。
【0076】
水平に配向された容器の場合では、中心軸を水平軸７５に揃えた円筒形容器７０が図示されるように、容器７０の姿勢または浮力の釣合いは、前述したようないくつかの手法のいずれか１つまたは組み合わせで維持され得る。この適用では、索具法が、浮力の釣合い制御のために使用されることを前提にする。
【0077】
この適用では、図６Ａに見られるように、容器７０が索具によって水平に配向され、かつ液状体Ｌ内に沈められることを除いて、銑塊９７が、バラストバルブ７９において容器７０の中に導入されていること、及び容器７０が、図３Ｄに関して上記した様態での使用のために準備されていることも前提にする。容器７０の円筒形内壁７１が、水平中心軸７５に対して揃えられて図示される。容器７０は、それぞれ、浮揚バルブ７７及びバラストバルブ７９によって制御されるポートを有する。図示されるように、浮揚バルブ７７は、導管８１によって圧縮性ガス８３の源（図示せず）に接続されており、バラストバルブ７９は、バラスト流量計８５、流量計バルブ８９、及び導管９１を通して非圧縮性バラスト媒体８７の源に接続されている。容器７０は、非圧縮性バラスト媒体８７で充填され、銑塊９７が、非圧縮性バラスト媒体８７によって容器７０の浮揚バルブ７７まで押し込まれている。図示されるように、バルブ７７、７９、及び８９は、閉じられている。
【0078】
図６Ｂを見ると、３つのバルブ７７、７９、及び８９の全てが開かれており、圧縮性ガス８３が、浮揚バルブ７７を通して容器７０の中にポンピングされて、バラスト流量計８５によって測定された量でバラストバルブ７９を通して容器７０からバラスト媒体８７を排出させる。バラスト媒体８７は非圧縮性であるので、容器７０が、銑塊９７によって可変相補的な容量の２つの区分９３及び９５に分割される。バラスト区分９５内に残っているバラスト媒体８７の量は、バラスト流量計８５によって測定される排出されたバラスト媒体８７の量よりも少ない、図６Ａにおいて容器７０を充填したバラスト媒体８７の総量である。
【0079】
図６Ｃに見られるように、バラストバルブ７９は閉じられており、バラスト媒体８７の所定量が、容器７０を液状体Ｌ内でそれの所望の深さの方へ降下させるように容器７０から排出されている。バラストバルブ７９が閉じられるので、容器７０の中への浮揚バルブ７７を通した圧縮性ガス８３の連続ポンピングは、容器７０の浮力における著しい変化なしで容器７０の内圧を増加させる。
【0080】
図６Ｄに移ると、圧縮性ガス８３の密度が、容器７０に加えられる静水圧周囲圧力を相殺する所望のレベルまで容器内圧を動かすのに十分に増加されている。浮揚バルブ７７は、少なくとも一時的に、容器７０の所望の内圧を維持するために閉じられている。容器７０の変化する深さが、容器７０の浮力の変化なしを要求し得るので、この内圧は、監視され得、浮揚バルブ７７を通した圧縮性ガス８３の進入または排出によって増加または減少され得る。容器７０内のバラスト媒体８７の量における変化が要求される場合、バラストバルブ７９及び流量計バルブ８９は、バラスト媒体８７の計量された量を進入または排出させるように開かれ得る。
【0081】
浮揚バルブ７７及び／またはバラストバルブ７９並びに流量計バルブ８９の適切な更なる操作によって、容器７０内の銑塊９７の場所が、液状体Ｌ内で容器７０を上げるまたは下げるように相互的に変動され得る一方で、同時に、所望される場合、圧縮性浮揚媒体８３の密度を変化させる。それ故、広範囲の深さにわたって容器７０に加えられる静水圧破砕における変化が適合され得る。
【0082】
本方法のこの適用は、液状体Ｌ内で水平に配向された円筒形容器７０の制御との特定の関連で説明されるが、容器、圧縮性ガス浮揚媒体、非圧縮性バラスト媒体、及び主液体の全ての形状に適用する。この例示はまた、上述したように、容器７０を液圧的に個別の区分９３及び９５に分離するための銑塊９７の使用に関しても説明される。しかしながら、この適用はまた、同様に上述したように、容器７０が互いに不浸透性浮揚及びバラスト媒体によって分割される場合にも有用である。
【0083】
圧縮性ガス浮揚媒体源及び主液体から独立した非圧縮性バラスト媒体源を用いる水平に配向された螺旋状のコイル状パイプ容器
図７Ａ～７Ｄを参照すると、本方法は、液状体Ｌ内で水平に配向された螺旋状のコイル状パイプ型の圧力含有容器１００の深さ及び内圧を制御するために適用される。液状体Ｌから隔離された源から入手可能な圧縮性浮揚媒体が、液状体Ｌから隔離された別の源から取られる非圧縮性バラスト媒体に対して釣合わされる。
図７Ａ～７Ｄを参照すると、本方法は、液状体Ｌ内で水平に配向された螺旋状のコイル状パイプ型の圧力含有容器１００の深さ及び内圧を制御するために適用される。液状体Ｌから隔離された源から入手可能な圧縮性浮揚媒体が、液状体Ｌから隔離された別の源から取られる非圧縮性バラスト媒体に対して釣合わされる。
【0084】
水平に配向された容器の場合では、中心軸を水平軸１０５に揃えた螺旋状のコイル状パイプが図示されるように、容器１００の姿勢または浮力の釣合いが、前述したようないくつかの手法のいずれか１つまたは組み合わせで維持され得る。この適用では、索具法が、浮力の釣合い制御のために使用されることを前提にする。
【0085】
本方法のこの適用は、容器１００が、水平に配向された螺旋状のコイル状パイプであり、かつ液状体Ｌ内に沈められることを除いて、図７Ａに見られるように、銑塊１２７が、バラストバルブ１０９において容器１００の中に導入されているという前提、及び容器１００が、図３Ｄに関して上記した様態での使用のために準備されているという想定で始まる。容器１００の巻き物１０１が、水平中心軸１０５に対して揃えられて図示される。容器１００は、それぞれ、浮揚バルブ１０７及びバラストバルブ１０９によって制御されるポートを有する。図示されるように、浮揚バルブ１０７は、導管１１１によって圧縮性ガス１１３の源（図示せず）に接続されており、バラストバルブ１０９は、バラスト流量計１１５、流量計バルブ１１９、及び導管１２１を通して非圧縮性バラスト媒体１１７の源に接続されている。容器１００は、非圧縮性バラスト媒体１１７で充填されており、銑塊１２７が、コイル状パイプ容器１００の巻き物１０１を通して非圧縮性バラスト媒体１１７によって容器１００の浮揚バルブ１０７まで押し込まれている。バルブ１０７、１０９、及び１１９は、閉じられている。
【0086】
図７Ｂを見ると、３つのバルブ１０７、１０９、及び１１９の全てが開かれており、圧縮性ガス１１３が、浮揚バルブ１０７を通して容器１００の中にポンピングされて、バラストバルブ１０９を通して容器１００からバラスト媒体１１７をバラスト流量計１１５によって測定された量で排出させる。バラスト媒体１１７は非圧縮性であるので、容器１００は、銑塊１２７によって可変相補的な容量の２つの区分１２３及び１２５に分割される。バラスト区分１１５内に残っているバラスト媒体１１７の量は、バラスト流量計１１５によって測定される排出されたバラスト媒体１１７の量よりも少ない、図７Ａにおいて容器１００を充填したバラスト媒体１１７の総量である。
【0087】
図７Ｃに見られるように、バラストバルブ１０９は閉じられており、バラスト媒体１１７の所定量が、容器１００を液状体Ｌ内でそれの所望の深さの方へ降下させるように容器１００から排出されている。バラストバルブ１０９が閉じられるので、浮揚バルブ１０７を通した容器１００の中への圧縮性ガス１１３の連続ポンピングは、容器１００の浮力における著しい変化なしで容器１００の内圧を増加させる。
【0088】
図７Ｄに移ると、圧縮性ガス１１３の密度は、容器１００に加えられる静水圧周囲圧力を相殺する所望のレベルまで容器内圧を動かすのに十分に増加されている。浮揚バルブ１０７は、少なくとも一時的に、容器１００の所望の内圧を維持するために閉じられている。容器１００の変化する深さが、容器１００の浮力の変化なしを要求し得るので、この内圧は、監視され得、浮揚バルブ１０７を通して圧縮性ガス８３の注入または排出によって増加または減少され得る。容器１００内のバラスト媒体１１７の量における変化が要求される場合、バラストバルブ１０９及び流量計バルブ１１９が、バラスト媒体１１７の計量された量を進入または排出させるように開かれ得る。
【0089】
浮揚バルブ１０７及び／またはバラストバルブ１０９並びに流量計バルブ１１９の更なる適切な操作によって、容器１００内の銑塊１２７の場所が、液状体Ｌ内で容器１００を上げるまたは下げるように相互的に変動され得る一方で、同時に、所望される場合、圧縮性浮揚媒体１１３の密度を変化させる。それ故、広い範囲の深さにわたって容器１００に加えられる静水圧破砕における変化が適合され得る。
【0090】
本方法のこの適用は、液状体Ｌ内で水平に配向されたコイル状パイプ容器１００の制御との特定の関連で説明されるが、容器、圧縮性ガス浮揚媒体、非圧縮性バラスト媒体、及び主液体の全ての形状に適用する。この例示はまた、上述したように、容器１００を液圧的に個別の区分１２３及び１２５に分離するための銑塊１２７の使用に関して説明される。しかしながら、この適用はまた、容器１００が、同様に上述したように、互いに不浸透性な浮揚及びバラスト媒体によって分割される場合にも有用である。
【0091】
取り付けられた物体を用いるまたは用いない容器
前述したように、容器Ｖの形状及び配向は、容器Ｖによって上げられ及び下げられる物体Ｏの形状並びに配向と整合され得る。例えば、容器Ｖは、垂直及び／または水平な対称軸を用いて、設計され得、例えば、対称軸のうちの一方を横切る円形もしくは多角形断面を有する中空体、対称軸のうちの一方の周りに１つ以上のループ状、渦巻き状、もしくは螺旋状に巻かれた１つ以上のパイプ、または対称軸のうちの一方に対して揃えられた線状パイプなどである。液状体Ｌ内での高度のみならず物体Ｏの姿勢もまた、容器Ｖの高度及び姿勢を制御することによって制御され得るように、容器Ｖの浮力の中心及び物体Ｏの浮力の中心は、調整され得、恐らく垂直に揃えられ得る。
前述したように、容器Ｖの形状及び配向は、容器Ｖによって上げられ及び下げられる物体Ｏの形状並びに配向と整合され得る。例えば、容器Ｖは、垂直及び／または水平な対称軸を用いて、設計され得、例えば、対称軸のうちの一方を横切る円形もしくは多角形断面を有する中空体、対称軸のうちの一方の周りに１つ以上のループ状、渦巻き状、もしくは螺旋状に巻かれた１つ以上のパイプ、または対称軸のうちの一方に対して揃えられた線状パイプなどである。液状体Ｌ内での高度のみならず物体Ｏの姿勢もまた、容器Ｖの高度及び姿勢を制御することによって制御され得るように、容器Ｖの浮力の中心及び物体Ｏの浮力の中心は、調整され得、恐らく垂直に揃えられ得る。
【0092】
物体を操作する適用では、浮揚媒体ＭＦ及びバラスト媒体ＭＢが、容器Ｖが媒体ＭＦまたはＭＢのうちの一方のみで充填されたときに、容器Ｖが、液状体Ｌ内で、それぞれ、容器Ｖ及び取り付けられた物体Ｏの両方を上昇及び降下させることができるように、選択されるであろう。
【0093】
いくつかの物体を操作する適用では、複数の容器Ｖが、同じ物体Ｏに取り付けられ得、各容器Ｖの形状及び配向は、液状体Ｌ内での物体Ｏの高度及び姿勢が、本方法を容器Ｖのそれぞれの制御に適用することによって制御され得るように、物体Ｏの形状及び配向と整合される。かかる複数の容器と物体を操作する適用では、容器Ｖを充填するときに、液状体Ｌ内でそれぞれ、容器Ｖ及び取り付けられた物体Ｏを上昇及び降下させることができる浮揚媒体ＭＦ及びバラスト媒体ＭＢが、選択されるであろう。また、複数の容器の適用では、浮揚媒体ＭＦが圧縮性である場合、各容器Ｖの浮揚媒体区分ＣＦ内に含有される浮揚媒体ＭＦ及び／または各容器Ｖのバラスト媒体区分ＣＢ内に含有される非圧縮性バラスト媒体ＭＢが、圧力含有容器Ｖの内圧をそれらの個々の周囲圧力の可能性の釣合い範囲内にさせるように変動され得る。複数の容器と物体を操作する適用では、媒体ＭＦ及びＭＢが、各容器Ｖ内で同じである必要はない。なおその上に、容器Ｖは、回転を生み出すモーメントを物体Ｏに加えるように、独立して上昇または降下され得、並びに異なる率でそれらのいずれかを行わされ得る。
【0094】
例えば図８を見ると、３つの異なる長さの高さ１５１、幅１５３、及び深さ１５５を有する箱形状の物体１５０が、それぞれ、３つの螺旋状の円筒形圧力含有容器１６１、１６３、及び１６５に接続される。図示されるように、容器１６１、１６３、及び１６５は、それぞれ、腕部１７１、１７３、及び１７５によって物体１５０に、それぞれ、物体１５０の上面１８１、前面１８３、及び側面１８５の中心点に強固に接続される。容器１６１、１６３、及び１６５のそれぞれの高度を制御するために本方法を使用すると、主液体Ｌ内での物体Ｏの高度及び姿勢が変動され得る。軸座標１９１、１９３、及び１９５によって示唆されるように、接続点が、物体Ｏの表面上のどこかに位置付けられ得る。物体Ｏは、任意の形状のものであり得、任意の数及び形状の容器Ｖ、並びに物体Ｏの表面上の任意の位置に位置付けられた接続点は、物体Ｏの浮力の中心及び物体Ｏが液体Ｌ内で取ることを意図される姿勢に依存する。
【0095】
容器としての第１及び第２のパイプライン
図９を参照すると、本方法は、沖合でのパイプラインの敷設、特に、極めて大きな深さに敷設されるものにおいて非常に有用である。パイプラインの敷設では、本方法が、敷設されるパイプラインが、浮揚媒体、空気Ａまたは液体もしくはゲルＭＦのいずれかとのパイプラインの連係によって敷設現場まで浮揚及び曳航された後に、前述したように適用される。
図９を参照すると、本方法は、沖合でのパイプラインの敷設、特に、極めて大きな深さに敷設されるものにおいて非常に有用である。パイプラインの敷設では、本方法が、敷設されるパイプラインが、浮揚媒体、空気Ａまたは液体もしくはゲルＭＦのいずれかとのパイプラインの連係によって敷設現場まで浮揚及び曳航された後に、前述したように適用される。
【0096】
第１のパイプラインＰＰが圧力含有容器Ｖである場合、浮揚媒体との連係が、第１のパイプラインＰＰを浮揚させるのに十分な浮揚媒体を第１のパイプラインＰＰ，Ｖの中にポンピングすることによって達成される。第２のパイプラインＰＳが容器Ｖである場合、浮揚媒体との連係が、第２のパイプラインＰＳを第１のパイプラインＰＰの背に乗せること及び第１のパイプラインＰＰを浮揚させるのに十分な浮揚媒体を第２のパイプラインＰＳ，Ｖの中にポンピングすることによって達成される。また、図９に関して記述されないが、第１のパイプラインＰＰ及び第２のパイプラインＰＳの両方が、圧力含有容器Ｖになり、その場合では浮揚媒体との連係が、第２のパイプラインＰＳを第１のパイプラインＰＰの背に乗せること及び第１のパイプラインＰＰを浮揚させるのに十分な浮揚媒体をパイプラインＰＰ及び／またはＰＳのいずれかあるいはそれらの両方の中にポンピングすることによって達成されることもまた可能である。
【0097】
図９を見ると、各ブロック９／１～９／１２は、異なる浮揚状態における第１のパイプラインＰＰとして敷設されるパイプラインを示す。ブロック９／１～９／６は、空の第１のパイプラインＰＰを例示する一方で、ブロック９／７～９／１２は、１つ以上のケーブル及び／または他のパイプラインＺを含有する第１のパイプラインＰＰを例示する。ブロック９／１～９／１２のそれぞれでは、第１のパイプラインＰＰが、浮揚媒体、空気Ａまたは液体もしくはゲルＭＦのいずれかを含有する。液体内での固体の分散状態であるゲルが好適である。ブロック９／１及び９／７では、第１のパイプラインＰＰが本方法の容器Ｖであり、本方法の浮揚媒体、液体またはゲルＭＦが、容器Ｖ内に含有される。ブロック９／２～９／６及び９／８～９／１２では、第２のパイプラインＰＳが第１のパイプラインＰＰの背に乗せられる。ブロック９／２、９／３、９／５、及び９／６並びにブロック９／８、９／９、９／１１、及び９／１２では、第２のパイプラインＰＳが本方法の容器Ｖであり、本方法の液体またはゲル状の浮揚媒体ＭＦを含有する。ブロック９／４及び９／１０では、第２のパイプラインＰＳが本方法の容器Ｖであり、本方法の浮揚媒体として空気Ａを含有する。
【0098】
ブロック９／１では、第１のパイプラインＰＰ，Ｖが、浮揚させるのに十分な浮揚媒体ＭＦを含有しなかった場合に沈むことになる。浮揚した第１のパイプラインＰＰ，Ｖは、第１のパイプラインＰＰ，Ｖからの浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢ、恐らく海水と徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせを沈めることを可能にする。ブロック９／７では、同じ第１のパイプラインＰＰ，Ｖが、ケーブル及び／または他のパイプラインＺを含有する。したがって、より大きな初期浮力が、第１のパイプラインＰＰ，Ｖ及びそれの内容物Ｚを浮揚させるために必要である。依然として、浮揚した第１のパイプラインＰＰ，Ｖは、第１のパイプラインＰＰ，Ｖからの浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢ、恐らく海水と徐々に置き換えることによって沈められ得、第１のパイプラインＰＰ，Ｖをそれの内容物Ｚと共に沈めることを可能にする。
【0099】
ブロック９／２では、第１のパイプラインＰＰが空気Ａを含有するが、第１のパイプラインＰＰが、その組み合わせを浮揚させるのに十分な浮揚媒体ＭＦを含有する第２のパイプラインＰＳ，Ｖの背に乗せられなかった場合には、依然として沈むことになる。浮揚した第１のパイプラインＰＰは、第２のパイプラインＰＳ，Ｖから第１のパイプラインＰＰを取り外すことによって、または第２のパイプラインＰＳ，Ｖからの浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢ、恐らく海水と徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせを沈めることを可能にする。ブロック９／８では、パイプラインＰＰ及びＰＳ，Ｖの同じ組み合わせにおいて、第１のパイプラインＰＰが、ケーブル及び／または他のパイプラインＺを含有する。したがって、より大きな初期浮力が、その組み合わせ及びそれの内容物Ｚを浮揚させるために必要である。依然として、浮揚した第１のパイプラインＰＰは、第２のパイプラインＰＳ，Ｖから第１のパイプラインＰＰを取り外すことによって、または第２のパイプラインＰＳ，Ｖからの浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢ、恐らく海水と徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせを内容物Ｚと共に沈めることを可能にする。
【0100】
ブロック９／３では、第１のパイプラインＰＰが、浮揚液体Ｍ
Ｆ
を含有するが、第１のパイプラインＰＰが、その組み合わせを浮揚させるのに十分な追加の浮揚媒体ＭＦを含有する第２のパイプラインＰＳ，Ｖの背に乗せられなかった場合には、依然として沈むことになる。浮揚した第１のパイプラインＰＰは、第２のパイプラインＰＳ，Ｖから第１のパイプラインＰＰを取り外すことによって、または第２のパイプラインＰＳ，Ｖ内の浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢ、恐らく海水と徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせを沈めることを可能にする。ブロック９／９では、パイプラインＰＰ及びＰＳ，Ｖの同じ組み合わせにおいて、第１のパイプラインＰＰが、ケーブル及び／または他のパイプラインＺを含有する。したがって、より大きな初期浮力が、その組み合わせ及びそれの内容物Ｚを浮揚させるために必要である。依然として、浮揚した第１のパイプラインＰＰは、第２のパイプラインＰＳ，Ｖから第１のパイプラインＰＰを取り外すことによって、または第２のパイプラインＰＳ，Ｖからの浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢ、恐らく海水と徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせを内容物Ｚと共に沈めることを可能にする。
【0101】
ブロック９／４では、第１のパイプラインＰＰが、空気Ａを含有し、浮揚することになり、同様に空気Ａで充填されて同様に浮揚することになる第２のパイプラインＰＳ，Ｖの背に乗せられる。浮揚した第１のパイプラインＰＰは、第２のパイプラインＰＳ，Ｖ内の空気Ａを十分なバラスト媒体ＭＢと徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせを沈めさせる。ブロック９／１０では、第１のパイプラインＰＰ及び第２のパイプラインＰＳ，Ｖの同じ組み合わせにおいて、第１のパイプラインＰＰが、ケーブル及び／または他のパイプラインＺを含有する。依然として、浮揚した第１のパイプラインＰＰは、第２のパイプラインＰＳ，Ｖ内の空気Ａを十分なバラスト媒体ＭＢと徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせをそれの内容物Ｚと共に沈めさせる。
【0102】
ブロック９／５では、第１のパイプラインＰＰが、空気Ａを含有するが、第１のパイプラインＰＰが、その組み合わせを浮揚させるのに十分な浮揚媒体ＭＦで充填された第２のパイプラインＰＳ，Ｖの背に乗せられなかった場合には、依然として沈むことになる。浮揚した第１のパイプラインＰＰは、第２のパイプラインＰＳ，Ｖ内の浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢと徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせを沈めることを可能にする。ブロック９／１１では、パイプラインＰＰ及びＰＳ，Ｖの同じ組み合わせにおいて、第１のパイプラインＰＰが、ケーブル及び／または他のパイプラインＺを含有する。したがって、より大きな初期浮力が、その組み合わせ及び内容物Ｚを浮揚させるために必要である。依然として、浮揚した第１のパイプラインＰＰが、第２のパイプラインＰＳ，Ｖ内の浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢと徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせをそれの内容物Ｚと共に沈めることを可能にする。
【0103】
ブロック９／６では、第１のパイプラインＰＰ，Ｖが、浮揚媒体ＭＦを含有するが、第１のパイプラインＰＰ，Ｖが、その組み合わせを浮揚させるのに十分な追加の浮揚媒体ＭＦで充填された第２のパイプラインＰＳの背に乗せられなかった場合には、依然として沈むことになる。浮揚した第１のパイプラインＰＰは、第２のパイプラインＰＳ，Ｖ内の浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢと徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせを沈めることを可能にする。ブロック９／１２では、パイプラインＰＰ及びＰＳの同じ組み合わせにおいて、第１のパイプラインＰＰが、ケーブル及び／または他のパイプラインＺを含有する。したがって、より大きな初期浮力が、その組み合わせ及び内容物Ｚを浮揚させるために必要である。依然として、浮揚した第１のパイプラインＰＰは、第２のパイプラインＰＳ，Ｖ内の浮揚媒体ＭＦを十分なバラスト媒体ＭＢと徐々に置き換えることによって沈められ得、その組み合わせをそれの内容物Ｚと共に沈めることを可能にする。
【0104】
図１０～１２に見られるように、第１のパイプラインＰＰは、図９に関して上記した状態のうちの１つでパイプライン敷設現場まで浮揚及び曳航される。図１０を見ると、第１のパイプラインＰＰは、図９に見られるように任意の背に乗せられた第２のパイプラインＰＳ及び内容物Ｚと共に、引き船Ｔまたは他の比較的小さな船によって沖合のパイプライン敷設現場（図示せず）まで曳航される。図１１及び１２に見られるように、背に乗せられた第２のパイプラインＰＳは、当分野において既知の任意の様態で第１のパイプラインＰＰに取り付けられていることができる。曳航されるパイプラインの陸上部分Ｐ１は、当分野において既知の任意の適切な供給システム上に乗せることができ、好適な供給システムは、米国特許第７，９２７，０４０号に開示されている。陸上部分が沖合位置に移行する際、曳航されるパイプラインの沖合部分Ｐ２は、図９を参照して説明されるように浮揚される。第１のパイプラインＰＰ及び任意の関連した第２のパイプラインＰＳ、内容物Ｚ、及び浮揚媒体ＡまたはＭＦが敷設現場まで一旦曳航されると、第１のパイプラインＰＰは、図１１に見られるように第１のパイプラインＰＰからの第２のパイプラインＰＳの取り外しによって、または図９に関して開示されるような本方法を適用することによって沈められ得る。図１０及び１１に見られるように、適用可能な場合、任意の背に乗せられた第２のパイプラインＰＳ及び内容物Ｚとの第１のパイプラインＰＰの沈降は、緩やかである。浮揚媒体ＡまたはＭＦがバラスト媒体ＭＢと交換される際、より重いバラスト媒体ＭＢが、パイプラインの浮揚端ＥＦが水Ｗの表面においてまたはその近くで一定の高度に実質的にとどまる際に、パイプラインのバラスト端ＥＢを降下させる。バラスト端ＥＢと浮揚端ＥＦとの間のパイプラインの移行部分は、図１２に最も良く見られる、緩やかなＳ形状を呈する。図１１に見られるように、第１のパイプラインＰＰは、海底上に置かれたとき、バラスト媒体ＭＢで充填され得、パイプラインＰＰと、もしあれば、それの内容物Ｚを安全にして保護する。
【0105】
水が１．０の比重を有することを考慮して、泡及びゲルが約０．５の比重を有することを認識すると、プラスチックパイプが本方法において容器として使用される場合、昇降システムの比重が、０．１未満まで減らされ得、ボイルの法則を受けるダイバーによって使用される折り畳み式の空気袋が、非折り畳み式の剛性容器と置き換えられ得ることを可能にする。
【0106】
それ故、本発明に従って、上記した目的及び利点を十分に満たす圧力含有容器の高度、姿勢、及び周囲圧力を制御するための方法が提供されたことは明らかである。本発明は、それの特定の実施形態と関連して説明されたが、多くの代替案、修正、及び変形が、当業者に対して前述の記載を鑑みて明らかになることは明白である。したがって、添付の特許請求の範囲の趣旨内にあるように代替案、修正、及び変形の全てを包含することが意図される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
