浮体结构物作业系统、浮体结构物、作业船及浮体结构物的作业方法

摘要

本发明提供一种能够以稳定的状态进行浮体结构物的设置或保养等的作业的浮体结构物作业系统、浮体结构物、作业船及浮体结构物的作业方法。本发明的浮体结构物作业系统（1）具有浮游型的浮体结构物（2）和至少用于进行浮体结构物（2）的设置或保养的作业船（3），浮体结构物（2）具有浮游时周面暴露于吃水线的柱状的立柱部（4）、配置于立柱部（4）的下部的压舱部（5）和配置于立柱部（4）的中间部的凸缘部（6），作业船（3）具有可与凸缘部（6）卡止的把持部（7），作业船（3）具有使浮体结构物（2）升降的升降装置（8），在使作业船（3）的把持部（7）卡止于浮游状态的浮体结构物（2）的凸缘部（6）的状态下，使浮体结构物（2）及作业船（3）升降，由此，将浮体结构物（2）固定于作业船（3）。

说明书

技术领域

本发明涉及浮体结构物作业系统、浮体结构物、作业船及浮体结构物的 作业方法，特别是涉及能够以稳定的状态进行浮体结构物的设置或保养等作 业的浮体结构物作业系统、浮体结构物、作业船及浮体结构物的作业方法。

背景技术

近年来，作为海洋上风力发电用的浮体结构物，提案有翼梁型等浮游型 的浮体结构物。设置于该浮体结构物的风力发电装置例如由桅杆和吊舱和叶 片构成。另外，翼梁型的浮体结构物例如由圆柱形状的浮体物和压舱构成， 将通过压舱的重量而直立于海上的浮体物用系泊绳索系泊（例如参照专利文 献1及专利文献2）。

例如，专利文献1中记载有一种海洋上风力发电用的翼梁型浮体构造， 其由将上下的盖体和连续设于上下盖体之间的筒形的预制混凝土块用PC钢 材接合而成的中空的下部浮体、通过PC钢材接合于该下部浮体的由比上述预 制混凝土块小径的预制混凝土块和上盖构成的中空的上部浮体、经由连结钢 管接合于上述下部浮体的下面的压舱容器构成。

但是，在专利文献1记载的浮体结构物中，在进行浮体结构物的设置或 保养等作业时，因波浪或风等而使浮体结构物会摆动，存在难以进行作业的 问题。因此，目前，在将作业船拖航至浮体结构物的摆动少的场所后进行浮 体结构物的设置或保养等作业。

例如，专利文献2的背景技术的栏中，作为海洋上风力发电装置对翼梁 型浮体的设置方法，记载有将翼梁型浮体以横倒的状态拖航至设置地点，向 翼梁型浮体内注入压舱水使其直立，将连接于锚的系泊绳索与翼梁型浮体连 接，将支柱、吊舱及叶片安装于翼梁型浮体的方法。

另外，专利文献2中记载有一种海洋上风力发电装置的设置方法，在利 用连结部件隔开适当间隔连接的两艘船体间形成以横倒的状态收纳圆筒状的 翼梁型浮体的收纳部，在所述连结部件的前部切口形成收纳旋转并直立的翼 梁型浮体的收纳部，在该收纳部的两侧的船体上设置卷绕固定翼梁型浮体的 钢丝的绞车，在船体上，在设置有自动位置保持装置的双体船的船体间的收 纳部以横倒的状态收纳圆筒状的翼梁型浮体，将所述双体船拖航至翼梁型浮 体的设置地点，从双体船吊下多个锚后，使翼梁型浮体以前侧为中心旋转并 直立，在该翼梁型浮体上安装支柱、吊舱及叶片，之后在翼梁型浮体上通过 系泊绳索连接锚。

专利文献1：（日本）特开2009－248792号公报

专利文献2：（日本）特开2009－13829号公报

但是，在专利文献2记载的海洋上风力发电装置的设置方法中，必须要 建造能够进行翼梁型浮体的拖航、旋转及直立的专用的双体船，因此，存在 成本提高的问题。另外，在进行海洋上风力发电装置及浮体的保养等作业时， 难以以浮游（直立）的状态进行作业，因此，需要使翼梁型浮体旋转并拖航 至稳定海域，存在作业效率差的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题点而创立的，其目的在于，提供一种能够以稳 定的状态进行浮体结构物的设置或保养等作业的浮体结构物作业系统、浮体 结构物、作业船及浮体结构物的作业方法。

根据本发明，提供一种浮体结构物作业系统，其具有浮游型的浮体结构 物和至少用于进行该浮体结构物的设置或保养的作业船，其特征在于，所述 浮体结构物具有：在浮游时周面暴露于吃水线的柱状的立柱部、配置于该立 柱部的下部的压舱部、配置于所述立柱部的中间部的凸缘部，所述作业船具 有可卡止于所述凸缘部的把持部，所述浮体结构物或所述作业船具有使所述 浮体结构物或所述作业船升降的升降装置，在使所述作业船的所述把持部卡 止于浮游状态的所述浮体结构物的所述凸缘部的状态下，使所述浮体结构物 或所述作业船升降，由此，将所述浮体结构物固定于所述作业船。

所述升降装置例如是设于所述浮体结构物的所述压舱部的压舱调整装 置、设于所述作业船的压舱调整装置或使所述把持部与所述作业船一同升降 的千斤顶。

所述立柱部也可以形成为比所述压舱部细。另外，所述压舱部也可以具 有可注排水的压舱容器，该压舱容器与所述升降装置的升降对应而进行注排 水。另外，所述作业船也可以具有控制所述压舱容器的注排水的控制装置和 监视所述浮体结构物的姿势的监视装置。

所述把持部也可以具有爪部并配置于所述作业船的船首部，该爪部具备 与所述立柱部的半周面对应的凹部。另外，所述把持部也可以具有配置于与 所述浮体结构物接触的部位的弹性体或约束所述凸缘部的水平方向的移动的 支承部件。

所述凸缘部可拆装地构成。另外，所述浮体结构物例如为翼梁型浮体。 另外，所述浮体结构物也可以具有设于所述立柱部的上部的风力发电装置、 风况观测装置、太阳能发电装置、照明装置或无线通信装置。

另外，根据本发明，提供一种浮体结构物，其为浮游型的浮体结构物， 其特征在于，具有：浮游时周面暴露于吃水线的柱状的立柱部；配置于该立 柱部的下部的压舱部；配置于所述立柱部的中间部的凸缘部，所述凸缘部构 成用于将浮游状态的所述浮体结构物相对于作业船固定的卡止部。

所述立柱部也可以形成为比所述压舱部细。另外，所述压舱部也可以具 有可注排水的压舱容器。另外，所述凸缘部可拆装地构成。另外，所述浮体 结构物例如为翼梁型浮体。另外，所述浮体结构物也可以具有设置于所述立 柱部的上部的风力发电装置、风况观测装置、太阳能发电装置、照明装置或 无线通信装置。

另外，根据本发明，提供一种作业船，其至少用于进行浮游型的浮体结 构物的设置或保养，其特征在于，具有：可卡止于所述浮体结构物的把持部； 可调整该把持部距水面的高度的升降装置，利用所述升降装置使所述把持部 相对于水面上升，将浮游状态的所述浮体结构物固定于所述把持部。

所述升降装置例如是使所述把持部与所述作业船一同升降的压舱调整装 置或千斤顶。

所述浮体结构物也可以具有可注排水的压舱容器，所述作业船具有控制 所述压舱容器的注排水的控制装置和监视所述浮体结构物的姿势的监视装 置。

所述浮体结构物也可以具有浮游时周面暴露于吃水线的柱状的立柱部， 所述把持部具有爪部，并配置于所述作业船的船首部，该爪部具备与所述立 柱部的半周面对应的凹部。

所述把持部也可以具有配置于与所述浮体结构物接触的部位的弹性体或 约束所述浮体结构物的水平方向的移动的支承部件。

另外，根据本发明，提供一种浮体结构物的作业方法，用于在水上对浮 游型的浮体结构物至少进行包含设置或保养的作业，其特征在于，具有：使 作业船卡止于所述浮体结构物的一部分的卡止工序；通过使所述浮体结构物 或所述作业船升降而将所述浮体结构物固定于所述作业船的固定工序；对所 述浮体结构物进行所述作业的作业工序。

另外，还可以具有：通过使所述浮体结构物或所述作业船升降而解除所 述浮体结构物与所述作业船的固定状态的解除工序、通过将所述作业船从所 述浮体结构物拉开而解除所述浮体结构物与所述作业船的卡止状态的脱离工 序。

根据上述的本发明的浮体结构物作业系统、浮体结构物、作业船及浮体 结构物的作业方法，通过将作业船的把持部卡止于浮游状态的浮体结构物， 使浮体结构物或作业船升降，由此，把持部负载浮体结构物的重量，可以使 浮体结构物和作业船难以相对移动，可以将浮体结构物固定于作业船。因此， 即使是浮游状态的浮体结构物，也能够不移动而在浮游位置以稳定的状态进 行浮体结构物的设置或保养等作业。

附图说明

图1A是本发明第一实施方式的浮体结构物作业系统的整体构成的侧面 图；

图1B是本发明第一实施方式的浮体结构物作业系统的整体构成的平面 图；

图2A是图1A、1B所示的作业船的说明图，表示把持部的放大图；

图2B是图1A、1B所示的作业船的说明图，表示图2A的B向视图；

图2C是图1A、1B所示的作业船的说明图，表示概略剖面图；

图3是用于说明图1所示的浮体结构物作业系统的控制的概略构成图；

图4A是用于说明使用了图1A、1B所示的浮体结构物作业系统的浮体结 构物的作业方法的图，表示作业前的状态；

图4B是用于说明使用了图1A、1B所示的浮体结构物作业系统的浮体结 构物的作业方法的图，表示卡止工序；

图4C是用于说明使用了图1A、1B所示的浮体结构物作业系统的浮体结 构物的作业方法的图，表示固定工序；

图5A是用于说明使用了图1A、1B所示的浮体结构物作业系统的浮体结 构物的作业方法的图，表示作业工序；

图5B是用于说明使用了图1A、1B所示的浮体结构物作业系统的浮体结 构物的作业方法的图，表示解除工序及脱离工序；

图6A是表示本发明第二实施方式的浮体结构物作业系统的图，表示凸缘 部安装前的情况；

图6B是表示本发明第二实施方式的浮体结构物作业系统的图，表示凸缘 部安装时的情况；

图6C是表示本发明第二实施方式的浮体结构物作业系统的图，表示凸缘 部安装后的情况；

图7A是表示本发明第三实施方式的浮体结构物作业系统的图；

图7B是表示本发明第四实施方式的浮体结构物作业系统的图。

符号说明

1浮体结构物作业系统

2浮体结构物

3作业船

4立柱部

5压舱部

6凸缘部

7把持部

8升降装置

9风力发电装置

14千斤顶

33压舱调整手段

34压舱容器

36控制装置

37监视装置

71爪部

72弹性体

73支承部件

具体实施方式

下面、使用图1A～图3说明本发明第一实施方式的浮体结构物作业系统。 在此、图1A、1B是本发明第一实施方式的浮体结构物作业系统的整体构成 图，图1A是侧面图，图1B是平面图。图2A～C是图1A、1B所示的作业船 的说明图，图2A表示把持部的放大图，图2B表示图2A的B向视图，图2C 表示概略剖面图。图3是用于说明图1A、1B所示的浮体结构物作业系统的 控制的概略构成图。

如图1A～图3所示，本发明第一实施方式的浮体结构物作业系统1具有 浮游型的浮体结构物2和至少用于进行浮体结构物2的设置或保养的作业船 3，浮体结构物2具有在浮游时周面暴露于吃水线的柱状的立柱部4、配置于 立柱部4的下部的压舱部5、配置于立柱部4的中间部的凸缘部6，作业船3 具有可与凸缘部6卡止的把持部7，作业船3具有用于使浮体结构物2升降的 升降装置8，在使作业船3的把持部7卡止于浮游状态的浮体结构物2的凸缘 部6的状态下，使浮体结构物2及作业船3升降，由此，将浮体结构物2固 定于作业船3。

上述浮体结构物2为浮游型的浮体结构物，并具有立柱部4、压舱部5 和凸缘部6，凸缘部6构成用于将浮游状态的浮体结构物2相对于作业船3 固定的卡止部。这样的浮体结构物2例如为翼梁型浮体。在立柱部4的上部 例如配置风力发电装置9。该浮体结构物2通常通过压舱部5的重量和立柱部 4的浮力直立于水上及水中，通过系泊绳索10系泊。此外，浮体结构物2不 限于翼梁型浮体，也可以是半潜型、平底型、张力腿型等其它浮游型的浮体 结构物。

上述立柱部4是对浮体结构物2给予浮力的部分，并且是暴露于吃水的 部分，因此，通常具有中空圆筒形状。另外，立柱部4形成比压舱部5细的 形状。这样，通过使立柱部4比压舱部5细，可减轻来自波浪或潮流的外力， 可实现摆动性能的提高及系泊力的降低。

上述压舱部5是调整浮体结构物2的浮力的部分。具体而言，压舱部5 具有可注排水的压舱容器51，压舱容器51与升降装置8的升降对应而进行注 排水。如图3所示，压舱容器51例如通过泵52等进行注排水。该压舱容器 51利用调整向压舱容器51注排水的量，可调整对浮体结构物2负载的重量。 另外，压舱部5具有在浮体结构物2直立的情况下位于底部，将一定的重量 负载于浮体结构物2的固定压舱53。浮体结构物2通过该压舱部5控制吃水 及姿势。

上述凸缘部6配置于立柱部4的中间部，构成相对于作业船3支承浮游 状态的浮体结构物2的卡止部。该凸缘部6是相对于立柱部4的直径进行扩 径的部分，以作业船3的把持部7可以接触凸缘部6的下面的方式构成。另 外，凸缘部6例如以在浮体结构物2的浮游状态下配置于比吃水高的位置的 方式形成。通过将凸缘部6形成为该高度，可以在浮游状态下使凸缘部6难 以没水，使把持部7与凸缘部6卡止时的识别性好，可以提高作业性。此外， 凸缘部6的扩径宽度及厚度根据浮体结构物2的重量、作业内容、作业船3 的大小、把持部7的强度等条件适当设定。另外，凸缘不限于圆形，也可以 是矩形等。

风力发电装置9例如具有支柱91、吊舱92和叶片93。支柱91立设于凸 缘部6上，支承吊舱92及叶片93。吊舱92在内部具有未图示的发电机，通 过叶片93的旋转产生电力。叶片93通过风力而旋转驱动。风力发电装置9 也可以立设于在凸缘部6的上方的立柱部4及浮体结构物2的上部形成的平 台上。此外，风力发电装置9是设置于浮体结构物2上部的上部构造物之一 例，也可以设置风向计及风速计等风况观测装置、太阳能发电装置、照明装 置、无线通信装置等。

上述作业船3是用于进行浮游型的浮体结构物2的设置及保养等作业的 船舶，具有把持部7和升降装置8，通过升降装置8使把持部7相对于水面上 升，将浮游状态的浮体结构物2固定于把持部7。即，作业船3以浮游状态可 支承浮体结构物2而构成。该作业船3除可卡止于凸缘部6的把持部7之外， 还具有配置于船上的吊车31及用于载置用于进行浮体结构物2的设置及保养 等作业的物资的载置空间32等。此外，有关作业船3的主机等的驱动装置省 略图示。

上述把持部7是支承浮体结构物2的凸缘部6的部分。例如图1A、1B 及图2A所示，该把持部7具有爪部71，并配置于作业船3的船首部，该爪 部71具备与立柱部4的半周面对应的凹部。另外，如图2A所示，把持部7 也可以具有配置于与浮体结构物2接触的部位的弹性体72和约束凸缘部6的 水平方向的移动的支承部件73。弹性体72构成立柱部4及凸缘部6之间的防 滑件及缓冲材料。另外，弹性体72也可以配置于爪部71的上面的整体。如 图2B所示，支承部件73是在爪部71上以构成与立柱部4的周面相接的平面 的方式立设的凸缘部6的防滑件，在背面任意配置加强部件74。

另外，把持部7（爪部71）的构成不限于图示的构成，也可以相对于作 业船3可转动地配置，也可以以可伸缩的方式构成，也可以使爪部71可开闭 地构成。另外，把持部7的形状也不限于图示的形状，只要具有可卡止且可 支承于浮体结构物2的构造及强度即可。

上述升降装置8是使卡止于浮体结构物2的作业船3升降的装置，也同 时使浮体结构物2升降。如图2C所示，该升降装置8是设于作业船3的压舱 调整装置33。压舱调整装置33具有设于作业船3内的压舱容器34和对压舱 容器34进行注排水的泵35。压舱调整装置33通过使用泵35调整压舱容器 34内的水量，从而调整作业船3的吃水，使把持部7与作业船3一同升降。 因此，卡止于把持部7的浮体结构物2也同时升降。

如图3所示，作业船3也可以具有控制浮体结构物2的压舱容器51的注 排水的控制装置36和监视浮体结构物2的姿势的监视装置37。另外，控制装 置36也控制作业船3的压舱容器34的注排水。具体而言，控制装置36通过 无线或有线控制泵52、35，进行压舱容器51、34的注排水。另外，浮体结构 物2具有检测自身的姿势（倾斜）的传感器11。监视装置37通过无线或有线 从传感器11接收显示浮体结构物2的姿势的数据，对作业者提供信息。另外， 监视装置37将显示浮体结构物2的姿势的数据发送给控制装置36，控制装置 36也可以基于接收到的数据以控制压舱容器34、51的注排水的方式进行反馈 控制。

其次，参照图4A～4C及图5A、5B说明上述的使用浮体结构物作业系 统1的浮体结构物的作业方法。在此，图4A～4C是用于说明使用了图1所 示的浮体结构物作业系统的浮体结构物的作业方法的图，图4A表示作业前的 状态，图4B表示卡止工序，图4C表示固定工序。另外，图5A、5B是用于 说明使用了图1所示的浮体结构物作业系统的浮体结构物的作业方法的图， 图5A表示作业工序，图5B表示解除工序及脱离工序。

如图4A～4C及图5A、5B所示，本发明的浮体结构物的作业方法是相 对于浮游型的浮体结构物2用于在水上进行至少包含设置或保养的作业的浮 体结构物的作业方法，其具有：使作业船3卡止于浮体结构物2的一部分的 卡止工序、通过使浮体结构物2及作业船3上升而将浮体结构物2固定于作 业船3的固定工序、对于浮体结构物2进行设置或保养等作业的作业工序。 另外，如图5A、5B所示，该浮体结构物的作业方法也可以具有通过使浮体 结构物2及作业船3下降而解除浮体结构物2与作业船3的固定状态的解除 工序、通过将作业船3从浮体结构物2拉开而解除浮体结构物2与作业船3 的卡止状态的脱离工序。此外，在以下的说明中，对在浮体结构物2的上部 设置风力发电装置9的情况的作业进行说明。

如图4A所示，在作业开始前，将没有设置风力发电装置9的浮体结构物 2配置为浮游状态。浮体结构物2为浮游型，利用作业船3或其它拖船以放倒 的状态拖航至设置场所，通过在设置场所进行压舱调整，使其中立并卡留。 另外，在作业船3上载置有构成风力发电装置9的支柱91、吊舱92、叶片93 等。

如图4B所示，上述卡止工序是使作业船3卡止于浮体结构物2的工序。 具体而言，使作业船3靠近浮体结构物2，将作业船3的把持部7卡止于浮体 结构物2的立柱部4。

如图4C所示，上述固定工序是使作业船3上升并将浮体结构物2固定于 作业船3的工序。具体而言，通过从作业船3的压舱容器34（参照图2C）进 行排水，使作业船3的吃水提升，经由把持部7提升凸缘部6。而且，通过由 把持部7承受浮体结构物2的重量，将浮体结构物2和作业船3固定，使其 难以相对移动。此时，也可以利用图3所示的控制装置36及监视装置37以 浮体结构物2的位置不偏移或不旋转的方式控制浮体结构物2的压舱容器51 及作业船3的压舱容器34。

如图5A所示，上述作业工序是在浮体结构物2的上部设置风力发电装置 9的工序。具体而言，在固定于作业船3的浮体结构物2的凸缘部6的上部， 使用吊车31等依次设置支柱91、吊舱92、叶片93等。此时，由于浮体结构 物2被支承及固定于作业船3，因此，在浮体结构物2的浮游位置，可以抑制 浮体结构物2与作业船3的相对移动，即使使用作业船3的吊车31等设备的 情况下，也能够容易地进行定位，能够以稳定的状态进行安装作业。另外， 作业人员从作业船3向浮体结构物2的移动及零件等的搬运等也可以安全且 顺畅地进行。

如图5B所示，上述解除工序是解除作业船3的把持部7与浮体结构物2 的凸缘部6的固定的工序。具体而言，通过向作业船3的压舱容器34（参照 图2C）进行注水，降低作业船3的吃水，释放由把持部7承受的浮体结构物 2的重量，使浮体结构物2向浮游状态过渡。此时，也可以利用图3所示的控 制装置36及监视装置37以浮体结构物2不倾倒的方式控制浮体结构物2的 压舱容器51及作业船3的压舱容器34。

如图5B所示，上述脱离工序是使作业船3离开浮体结构物2的工序。具 体而言，使作业船3远离浮体结构物2，使浮体结构物2的立柱部4从作业船 3的把持部7脱离。

另外，在进行如图5B所示设置的风力发电装置9的保养等的情况下，只 要通过与图4B所示的卡止工序及图4C所示的固定工序相同的顺序，将具备 风力发电装置9的浮体结构物2固定于作业船3，抑制浮体结构物2和作业船 3的相对移动之后，进行保养等所希望的作业即可。

根据上述的第一实施方式的浮体结构物作业系统及浮体结构物的作业方 法，使作业船3的把持部7卡止于浮游状态的浮体结构物2，使浮体结构物2 及作业船3上升，由此，在把持部7负载浮体结构物2的重量，可以使浮体 结构物2和作业船3难以相对移动，可以将浮体结构物2固定于作业船3。因 此，即使是浮游状态的浮体结构物2，也能够不移动而在浮游位置以稳定的状 态容易地进行浮体结构物2的设置或保养等作业。

其次，对本发明其它实施方式的浮体结构物作业系统1进行说明。在此， 图6A～6C是表示本发明第二实施方式的浮体结构物作业系统的图，图6A表 示凸缘部安装之前的情况，图6B表示凸缘部安装时的情况，图6C表示凸缘 部安装之后的情况。另外，图7A、7B是表示本发明其它实施方式的浮体结 构物作业系统的图，图7A是第三实施方式，图7B是第四实施方式。此外， 对于与第一实施方式相同的构成零件标注同一符号并省略重复的说明。

图6A～6C所示的第二实施方式中，在已有的浮体结构物2上安装凸缘 部6。即，凸缘部6可以拆装，也可以如图6A所示，通过相对于不具有凸缘 部6的浮体结构物2如图6B所示安装凸缘部6，可以将浮体结构物2固定于 作业船3。例如图6C所示，凸缘部6由两个半零件6a、6b构成，可以组装 这些半零件6a、6b的同时与立柱部4连接。

图7A所示的第三实施方式中，将升降装置8变更为使把持部7与作业船 3一同升降的千斤顶14。具体而言，千斤顶14配置成着底于海底，利用未图 示的电动机使作业船3进行升降，由此可调整吃水。

图7B所示的第四实施方式中，代替使作业船3升降，通过调整浮体结构 物2的压舱，将浮体结构物2固定于作业船3。具体而言，在卡止工序中，在 使作业船3的把持部7卡止于浮体结构物2的状态下，向浮体结构物2的压 舱容器51注水，使浮体结构物2的重量增加而下降（降低吃水），由此，将 凸缘部6按压于把持部7，将浮体结构物2固定于作业船3。此时，也可以利 用图3所示的控制装置36及监视装置37，以浮体结构物2不倾倒的方式控制 浮体结构物2的压舱容器51及作业船3的压舱容器34。

本发明不限于上述的实施方式，当然在不脱离本发明宗旨的范围内可以 进行各种变更。