特許 7588087 単一カラム半潜水型プラットフォーム

(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】2024-11-13

(45)【発行日】2024-11-21

(54)【発明の名称】単一カラム半潜水型プラットフォーム

(51)【国際特許分類】

   F03D 13/25 20160101AFI20241114BHJP

   B63B 35/00 20200101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

F03D13/25

B63B35/00 T

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021560432

(86)(22)【出願日】2020-04-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-09

(86)【国際出願番号】 NO2020050097

(87)【国際公開番号】W WO2020209728

(87)【国際公開日】2020-10-15

【審査請求日】2023-04-05

(31)【優先権主張番号】20190481

(32)【優先日】2019-04-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NO

(73)【特許権者】

【識別番号】521442110

【氏名又は名称】ステーションマー エーエス

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】バットネ，ペル アンドレアス

【審査官】高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１４０４２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５０５００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６４２８４４６（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０６７１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００４６０２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｂ ３５／００

Ｆ０３Ｄ １３／２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

深海に固定錨泊するための単一カラム半潜水型プラットフォーム（１）であって、
下部の固体バラストモジュール（６）と、
中間部の海水バラストモジュール（７）と、
頂部の浮揚性モジュール（８）と、を備え、
前記３つのモジュール（６、７、８）は、軸方向に配置され、
前記固体バラストモジュール（６）は、下部（９）及び上部（１０）を有し、
前記上部（１０）は、前記上部（１０）が前記固体バラストモジュール（６）のフランジ又は突起部を形成するように、前記下部（９）の外径よりも大きな外径を有し、
前記海水バラストモジュール（７）は、前記固体バラストモジュール（６）の前記下部（９）の前記外径に対応するかこれと接触するように適合された内径を有する下部（１９）と、前記固体バラストモジュール（６）の前記上部（１０）の前記外径に対応するかこれと接触するように適合された内径を有する中間部（１８）と、前記浮揚性モジュール（８）を入れ子式にはめ込むことができるようにする内径を有する上部（２０）と、を有し、
前記３つのモジュール（６、７、８）は、前記半潜水型プラットフォーム（１）が水域内で垂直及び定常的に浮揚することができるように、相互に対して軸方向に制御可能であり、
閉アニュラス（４６）は、前記海水バラストモジュール（７）の少なくとも一部と、前記固体バラストモジュール（６）の少なくとも一部と、の間に形成され、
導管（２４）は、加圧海水を前記アニュラス内にポンプで注入するため及び前記アニュラスをドレインするために提供される、単一カラム半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項2】

前記固体バラストモジュール（６）は、下部円筒部分（９）より大きな直径を有する上部円筒部分（１０）を備える、請求項１に記載の半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項3】

前記海水バラストモジュール（７）は、様々な直径の内部円筒部分（１８、１９、２０）を伴う中空円筒である、請求項１又は２に記載の半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項4】

前記浮揚性モジュール（８）は、下部円筒部分（３１）及び上部円筒部分（３２）を備える、請求項１から３の何れか一項に記載の半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項5】

前記海水バラストモジュール（７）は、前記固体バラストモジュール（６）及び前記浮揚性モジュール（８）を収容するための中空である、請求項１から４の何れか一項に記載の半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項6】

前記固体バラストモジュール（６）、海水バラストモジュール（７）及び浮揚性モジュール（８）は、各々、貫通軸キャビティ（１３、１８、１９、２０、３４、３５）を備える、請求項１から５の何れか一項に記載の半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項7】

前記浮揚性モジュール（８）は、アニュラス型の上昇キャニスタ（４２）と、前記上昇キャニスタ（４２）から海水を排出して空にするための開口（４１）と、を有し、
動作ドラフトにおいて、前記上昇キャニスタ（４２）のレベルは、前記上昇キャニスタ（４２）の底部（４１）と頂部（４３）との間であり、空気圧によってバランスが取られ、前記浮揚性モジュール（８）の前記上部円筒部分（３２）の外側の海の波高に依存する、請求項４に記載の半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項8】

頂部浮揚性モジュール（８）は、風力発電機（５）用のタワー（４）への接続のための土台（３３）を備える、請求項１から７の何れか一項に記載の半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項9】

前記半潜水型プラットフォーム（１）は、錨泊線（２）を用いて海底に錨泊される、請求項１から８の何れか一項に記載の半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項10】

前記アニュラス（４６）は、前記バラストモジュールの下部円筒部分（９）と前記海水バラストモジュールの内壁（１８）との間に形成される、請求項１から９の何れか一項に記載の半潜水型プラットフォーム（１）。

【請求項11】

請求項１から１０の何れか一項に記載の半潜水型プラットフォーム（１）を制御するための方法であって、
前記方法は、加圧海水を前記アニュラス内にポンプで注入すること及び前記アニュラスをドレインすることによって特徴付けられ、それによって、前記海水バラストモジュール（７）に対する前記固体バラストモジュール（６）の前記軸位置が制御される、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スパープラットフォームタイプの単一カラム半潜水型プラットフォームについて説明する。プラットフォームは、相互に対して軸方向に移動可能な３つのモジュールを備える。

【背景技術】

【0002】

風力タービン及び他の設備は、しばしば海洋で設置され、深海での使用が可能な安定性の高い浮揚式プラットフォームが求められている。半潜水型プラットフォームは、従来、陸上プラットフォームの設置が有利でない、例えば非常に水深の深い所に設置される風力タービン駆動型発電機の、土台を提供することができる。

【0003】

したがって、既知の技法の既知の欠点を低減させるか又は除去するための、改良された半潜水型プラットフォームが求められている。コストのかかる海上活動を省き、また、環境への影響を最小限にするためにプラットフォームの移動を徹底的に削減することが可能な、半潜水型プラットフォームも求められている。本発明の目的は、これを達成し、現況技術を超える更なる利点を提供することである。

【0004】

技術分野を理解するために有用な文献は、RU2221917C2号及びWO2018/058975A1号を含む。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、従来技術における上記の識別された欠陥及び欠点のうちの１つ以上を緩和、軽減、又は除去し、少なくとも前述の問題を解決することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様によれば、深海に固定錨泊するための単一カラム半潜水型プラットフォームが提供され、半潜水型プラットフォームは、
下部固体バラストモジュールと、
中間部海水バラストモジュールと、
頂部浮揚性モジュールと、を備え、
３つのモジュールは、軸方向に入れ子式に配置され、半潜水型プラットフォームが水域内で垂直及び定常的に浮揚することができるように、相互に対して軸方向に制御可能であり、
海水バラストモジュール及び浮揚性モジュールのためのドラフトは、海水バラストによって提供され、
海水バラストモジュールに対する固体バラストモジュールの軸位置は、固体バラストモジュールと海水バラストモジュールとの間に形成される閉アニュラスの内外にポンピングされる海水によって制御される。

【0007】

本発明の一実施形態によれば、固体バラストモジュールは、下部円筒部分より大きな直径を有する上部円筒部分を備える。

【0008】

本発明の一実施形態によれば、海水バラストモジュールは、様々な直径の内部円筒部分を伴う中空円筒である。

【0009】

本発明の一実施形態によれば、浮揚性モジュールは、下部円筒部分及び上部円筒部分を備える。

【0010】

本発明の一実施形態によれば、海水バラストモジュールは、固体バラストモジュール及び浮揚性モジュールを収容するための中空である。

【0011】

本発明の一実施形態によれば、固体バラストモジュール、海水バラストモジュール及び浮揚性モジュールは、各々、貫通軸キャビティを備える。

【0012】

本発明の一実施形態によれば、浮揚性モジュールは、現在のロケーションの波及び潮流について最低レベルの海水の下で、上昇キャニスタ内のレベルのバランスを保つ、閉じ込め空気圧容積を伴う統合上下揺れ無効化システムを備える。

【0013】

本発明の一実施形態によれば、統合上下揺れ無効化システムは、垂直な上下揺れ運動のない堅固な錨泊を可能にし、それによって、プラットフォーム上の下位レベルでの平坦角を伴う２次堅固錨泊を可能にするため、垂直なバンク角が低減され、半潜水型プラットフォームがさらされる環境への影響が最低限になる。

【0014】

本発明の一実施形態によれば、頂部浮揚性モジュールは、風力発電機用のタワーへの接続のための土台を備える。

【0015】

本発明の一実施形態によれば、半潜水型プラットフォームは、錨泊線を用いて海底に錨泊される。

【0016】

本発明は、下記に示す詳細な説明から明らかとなろう。詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施形態を単なる例として開示する。当業者であれば、詳細な説明におけるガイダンスから、本発明の範囲内で変更及び修正が実行可能であることを理解されよう。

【0017】

したがって、本明細書で開示される発明は、説明されるデバイス及び方法が変動可能であるため、このような、説明されるデバイスの特定の構成要素部品又は説明される方法のステップに限定されないことを理解されよう。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのみのものであり、限定することは意図されていないことも理解されよう。冠詞「a」、「an」、及び「the」は、本明細書及び添付の特許請求の範囲内で使用される場合、文脈が特に明示的に示していない限り、要素のうちの１つ以上が存在することを意味するものと意図されることに留意されたい。したがって、例えば「a unit（ユニット）」又は「the unit（ユニット）」への言及は、いくつかのデバイスなどを含むことができる。更に、「comprising（備える）」、「including（含む）」、「containing（包含する）」、及び同様の言い回しは、他の要素又はステップを排除するものではない。

【0018】

本発明の上記の目的並びに追加の目的、特徴、及び利点は、添付の図面に関連して行われる、本発明の例示の実施形態の下記の例示的及び非限定的な詳細な説明を参照することによって、より完全に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】海底に錨泊された浮揚式プラットフォームを示す側面図である。

【図2】浮揚式プラットフォームの固体バラストモジュール、海水バラストモジュール及び浮揚性モジュールを示す、分解側面図である。

【図3】固体バラストモジュールを示す、垂直及び水平断面図である。

【図4】海水バラストモジュールを示す、垂直及び水平断面図である。

【図5】浮揚性モジュールを示す、垂直及び水平断面図である。

【図6】共に入れ子式にはめ込まれた固体バラストモジュール、海水バラストモジュール及び浮揚性モジュールを示す、側面図および垂直断面図である。

【図7】緩んだ錨泊線を伴う、海水バラストモジュールに対して潜水された固体バラストモジュールを示す側面図である。

【図8】ピンと張った錨泊線を伴う、動作ドラフトまで上方バラストされたプラットフォームを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

次に、本発明を、本発明の好ましい例示の実施形態が示された添付の図面を参照しながら説明する。しかしながら、本発明は他の形で具体化することも可能であり、本明細書で開示される実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。開示された実施形態は、本発明の範囲を完全に当業者に伝えるために提供される。

【0021】

図１は、水深１５０メートルの海に設置された、単一カラム半潜水型プラットフォーム１を示す。半潜水型プラットフォーム１は、海底上の錨泊アタッチメント３に取り付けられた錨泊線２を用いて錨泊される。半潜水型プラットフォーム１を水平方向に固定するために、好ましくは３対又はそれ以上の錨泊線２が存在可能である。錨泊アタッチメント３は、吸着錨又は異なるタイプとすることができる。タワー４は、半潜水型プラットフォーム１の頂部に接続され、風力発電機５を支える。

【0022】

図２は、半潜水型プラットフォーム１を分解図で示す。半潜水型プラットフォーム１は、下部固体マスバラストモジュール６、中間部海水バラストモジュール７、及び頂部浮揚性モジュール８を備える。３つのモジュールは軸方向に配置され、図２では例示のために分離して示されている。

【0023】

図３は、固体マスバラストモジュール６を示す。モジュール６は、中央垂直断面及び水平面内に示される。固体マスバラストモジュール６は、好ましくはスチール製の、下部９及び上部１０を伴う段付き円筒の外形を有することができる。上部１０が固体マスバラストモジュール６のフランジ又は突起部を形成するように、上部１０は下部９の外径よりも大きな外径を有する。

【0024】

固体マスバラストモジュール６は、中央管１３で終端する内部支柱隔壁１１を更に備えることができる。中央管１３は貫通軸キャビティである。固体マスバラストモジュール６のキャビティ１２は、高密度マス、好ましくは鉄鉱石で満たされる。上部１０上に配置されるラジアルストレージ配置１４は、スチール又は他の材料とすることができ、また、くぼみ付きリング１５も上部１０上に提供することができる。上部１０には、海水バラストモジュール７としっかり密閉させるために、空気注入式ガスケット１６を提供することもできる。

【0025】

図４は、中央垂直断面及び水平断面の海水バラストモジュール７を示す。海水バラストモジュール７は、様々な内径を伴う中空円筒を備える。下部１９は、（図３の）固体マスバラストモジュール６の下部９の外径に対応し、これと接触するように適合された、内径を有する。中間部１８は、（図３の）固体マスバラストモジュール６の上部１０（すなわち、ガスケット１６）の外径に対応し、これと接触するように適合された、内径を有する。上部２０は、浮揚性モジュール８を入れ子式にはめ込むことができるようにする内径を有する。

【0026】

支柱隔壁の列２１が、海水バラストモジュール７の外部円筒壁と内部円筒壁との間に配置される。管の列２２は、外壁１７と内壁との間の海水の流れを保証することができる。バラスト水のレベルを制御するために、管２３が提供可能である。必要なバルブ及びポンプの配置は図示されていない。加圧海水中でのポンピング、及び、固体マスバラストモジュール６の中間部１８と下部９との間に形成されるアニュラス４６（図６を参照のこと）のドレインのために、管２４が提供可能である。

【0027】

固体マスモジュール６（図３に図示）を持ち上げるために、このアニュラス内に水がポンプで注入され、これは図６を参照しながら説明する。上部フランジ肩部２５は、浮揚性モジュール８のための上方入れ子限界であり、同様の下部フランジ肩部２７は下方入れ子限界である。海水バラストモジュール６の頂部にある同様のタイプのフランジ肩部２６は、浮揚性モジュール８に対するラジアル軸受けである。固体マスバラストモジュール６を接触させるために下部１９上にラジアルサポート２８が提供され、固体マスバラストモジュール６の下部９と密閉させるために、空気注入式ガスケット３０と共にくぼみを伴うガスケット付きリング２９が提供可能である。上部２０、中間部１８、及び下部１９の内側は、海水バラストモジュール７の貫通軸キャビティを画定する。

【0028】

図５は、中央垂直断面及び頂面の浮揚性モジュール８を示す。浮揚性モジュール８は中空構造であり、下部円筒部分３１及び上部円筒部分３２によって形成可能である。外側円筒部分は、コーン型表面によって接続可能である。図示された実施形態では、上部円筒部分３２は下部円筒部分３１より小さな直径を有する。上部円筒部分３２は、図１に示すように、風力発電機５用のタワー４との接続のための土台３３を備えることができる。

【0029】

上部円筒部分３２は内部円筒表面３４を備え、下部円筒部分３１は内部円筒表面３５を備えることができる。支柱隔壁３６を、外壁と内壁との間に配置することができる。下部隔壁３７は、浮揚性モジュール８の下方容積内のバラスト海水と、上方容積内の空気圧とを分離する。内部円筒表面３４及び内部円筒表面３５は、浮揚性モジュール８の貫通軸キャビティを画定する。

【0030】

管３８が、浮揚性モジュール８内のバラスト海水のレベルを制御することができる。管３９が、下部隔壁３７の上方容積内の空気圧を制御することができる。肩フランジ４０が、図４の海水バラストモジュール７の肩フランジ２５及び２７を隣接させ、したがって、海水バラストモジュール７内部の浮揚性モジュール８の軸方向の入れ子式移動を制限するように構成される。

【0031】

アニュラス型上昇キャニスタ４２から海水を排出して空にするために、開口４１が提供可能である。動作ドラフトにおいて、上昇キャニスタ４２のレベルは上昇キャニスタ４２の底部４１と頂部４３との間でなければならず、空気圧によってバランスが取られ、外壁３２の外側の海の波高に依存する。開口４４は、上昇キャニスタ４２への、及び上昇キャニスタ４２から上部隔壁４５と下部隔壁３７との間の容積への、空気の流れを可能にする。

【0032】

図６は、半潜水型プラットフォーム１を形成するために互いに入れ子式にはめ込まれ、水域内で定常的に浮揚する、固体マスバラストモジュール６、海水バラストモジュール７、及び浮揚性モジュール８を示す。固体マスバラストモジュール６と海水バラストモジュール７との間に形成されるアニュラス４６は、閉じ込め水容積を有し、この圧力が、海水バラストモジュール７に対して固体マスバラストモジュール６を浮揚状態で維持させる。このようにしてアニュラス４６は、固体マスバラストモジュール６の上部１０の下側の少なくとも一部、固体マスバラストモジュール６の下部９の少なくとも一部、海水バラストモジュール７の下部１９の上側の少なくとも一部、及び海水バラストモジュール７の中間部１８の少なくとも一部の間に、形成することができる。

【0033】

図６において海水バラストモジュール７は、定常的に浮揚するためのバランスが取られたバラスト水レベル４７を有し、浮揚性モジュール８は、バラスト水４８を用いて下方バラストされるため、浮揚性モジュール８の肩フランジ４０は海水バラストモジュール７の肩フランジ２７にもたれかかることになる（図４及び図５に図示）。

【0034】

図７は、海水バラストモジュール７に対して潜水された固体マスモジュール６を示し、これは、図４及び図６を参照しながら説明するように、管２４（図示せず）を介してアニュラス容積４６（図示せず）をドレインすることによって提供され、浮揚性モジュール８は海水バラストモジュール７に対して入れ子式にはめ込まれている。浮揚性モジュール８を入れ子式に上昇させることは、浮揚性モジュール８から（図６からの）バラスト水４８をポンプで排出することによって与えられる。次に半潜水型プラットフォーム１は、例えば、風力発電機のタービン翼５４をクレーン５３によって取り付けることができるように、浮揚式リグ５２にとって十分低いレベルまで下方バラストされる。同時に、プラットフォーム上の配置を錨泊するために、好ましくは軽材料の合成繊維ロープである、事前に正確に計算及び測定された係船索２を取り付けることができる。こうした錨泊アタッチメントの配置は当分野で既知であり、ＲＯＶ及び支援船舶によって実行可能である。

【0035】

図８は、動作ドラフトまで上方バラストされた半潜水型プラットフォーム１を示し、錨泊線２はピンと張られ、プラットフォームは水域内に定常的に浮揚している。

【0036】

当業者であれば、本発明は前述の好ましい実施形態に限定されないことを理解されよう。当業者であれば、添付の特許請求の範囲内での修正及び改変が可能であることを更に理解されよう。加えて、開示された実施形態に対する改変は、請求された本発明を実施する際に、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を詳細に検討することから、当業者によって理解及び実行可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】