ライザーテンショニング

ドリリングライザーは、船体から海底まで延びる大口径の鋼管であり、長さが3,000メートルを超えることもある。ライザーは、承認された運用張力範囲内に保たなければならない。有効張力が低いと圧縮や座屈が生じることがあり、それがウェルコントロールに影響し得るかどうかは、ライザー、BOP、ウェルバリアの構成、および運用状態による。

必要な張力は、ライザーの重量、浮力、海流荷重、および水深による。必要なトップテンションは、ライザーの構成、泥水比重、水深、船体オフセット、および運用モードから計算される。この張力は、船体の継続的な ヒーブ運動にもかかわらず、厳しい許容範囲内に維持しなければならない。この運動により、船体は数秒ごとに数メートル上下することがある。

有効張力が不足すると圧縮や座屈が生じることがあり、過大な張力は各部に過大な応力を与えることがある。 テンショニングシステム は、プロジェクトで定義された張力範囲、ならびに船体・環境・オフセット・運用エンベロープに対して仕様が定められる。

ライザーテンショナーは、一般的に 油圧-空気圧システム であり、大容量の窒素封入アキュムレーターに接続された複数の油圧シリンダーで構成される。シリンダーは、ワイヤとシーブの機構、または直動式ラムを介して、ライザーに上向きの力を加える。

相対運動によってシリンダー位置が変化すると、作動油がシリンダーとアキュムレーターの間を移動する。ガス容量と油圧系統の構成が、圧力変動および結果として生じるテンショナー荷重を決定する。伸長方向は機械的な構成による。荷重および可動域は、運用エンベロープ全域にわたって検証すること。

ライザーテンショナーでは、複数のシリンダーを並列で用いることがある。必要な冗長性、許容故障状態、および荷重再配分は、システムおよび認証ごとに固有であり、ここでは単一故障耐性を前提としていない。規定されたストロークには、プロジェクトの船体オフセットエンベロープも考慮されている。

ライザーテンショニングには、いくつかの固有の工学的課題がある:

• 高張力・長ストローク :必要なトップテンション、ストローク、およびガス容量は、ライザー、船体、および運用エンベロープに対して計算される。深海でのデューティでは、大きな荷重と長いストロークが必要になることがある。
• 連続運転 :ライザーテンショナーは、承認されたキャンペーン期間を通じて連続的に運転できるのに対し、吊り上げ用補償装置はその吊り上げシーケンスに対して仕様が定められる。必要なデューティサイクル、アベイラビリティ、および保全方針はプロジェクト固有である。
• 変動する要件 :坑井間で水深が変化する場合、またはライザージョイントの追加・撤去が行われる場合、必要な張力とストロークは変化する。システムは再構成可能でなければならない。
• 共振 :連成したライザー・テンショナー系の固有振動数は、関連する 波浪励振の範囲 および運用条件に照らして確認される。

承認された非常時のケースにおいて、主系統がメンテナンスを必要とする場合、または使用できない場合には、 バックアップライザーテンショナー が、主系統が復旧するまでの間、規定された一時的なテンショニングデューティを支援できる。当社が現在開発中のバックアップライザーテンショナーであるSIRIUSは、プロジェクト固有の統合および承認を経た上での、迅速展開による非常時対応デューティを目的としている。

稼働中に調整が必要な用途では、ANTARESの自動ガススプリング制御をテンショニングデューティに適用し、条件や要件が変化しても設定された張力範囲を維持できる。ANTARESのピストンロッドロック機能は、テンショニングが不要な場合の確実な保持機能も提供する。

適切なライザーテンショニングソリューションの選定は、船体、水深、ライザー構成、および運用要件による。Norwegian Dynamicsは、テンショナー仕様の策定にエンジニアリング支援を提供し、最適なソリューションについて助言することができる。概要については、 補償装置選定ガイド を参照のこと。