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【74】 海中で集鉱機と揚鉱管を繋ぐ ~歪みセンサー(ストレインセンサー)の概要と取り付け作業

ゆがみ検知器 ストレインセンサーの取り付け
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海洋小説 MORGENROOD -曙光 より


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目次 🏃

ROV(無人機)を使った接続作業

ROV(有策無人機)を使った海中の接続作業は、主に石油リグなどで盛んに行われています。

海中で、ボルトの取り付けやスイッチの調整、ケーブルのつなぎ替えなど、細かな機械作業を行うには、複合ケーブル(アンビリカブルケーブル)で遠隔操作を行う小型のROVが重宝します。

ライザーパイプと歪みセンサー

上記でも紹介したように、大水深に設置されるライザーパイプ(本作では揚鉱管)は、潮流や水圧など、大きな圧力がかかるため、鋼製の管でも歪みが生じることがあります。

こうした異常を検知し、洋上のオペレーターに伝えるのが、『歪みセンサー』(ストレインセンサー)です。

基本原理については、『大水深ライザーシステムの安全性に関する研究(海上技術安全研究所報告)』が参考になります。

※ 現在、この記事は削除されている為、『海上技術安全研究所』の公式サイトを参照して下さい。私が個人的に保存した資料はこちらです。マーカー入ってます。
https://www.evernote.com/l/AT4D4im_n0ZKlJl-GYFxkjlkCGTlJcmRxHo/

石油リグの歪みセンサー

石油リグの業界では、様々な高機能センサーが開発されています。

イメージは一例です。

Saipem awards BMT pre-salt riser monitoring contract
ライザーパイプの歪みセンサー

イメージは、『SUBSEA UK』のROV Deployable Dinamic Cuvature Sensor to Monitor Fatigue in Subsea Pipelinesの製品資料です。

洋上施設のパイプラインにインストールするセンサーのイメージです。

石油リグ パイプライン用の歪みセンサー

数百メートルから数千メートルにおよぶライザーパイプを海中に設置した場合、潮流、水圧、波による洋上施設の揺れなど、多方向から巨大な圧力を受ける為、ライザーパイプのモニタリングが欠かせません。万一、パイプが破損したり、海底で引きずられるような形になると、洋上施設にも多大な影響を及ぼし、非常に危険な状態になるからです。

歪みセンサーとライザーパイプの使用例

こちらは柔軟性に優れた、巻き付け型のセンサーです。

巻き付け型 歪みセンサー

原理としては、下図のようになります。

Schematic diagram of the sensing principle. (a) Riser in tension; (b) Riser under bending; (c) Locations of FBG sensors.

The sensor system assembled on a riser. (a) Assembled connected sensors and ties; (b) assembled housing; (c) close-up of the sensor system lowered into water; (d) working conditions schematic of the ocean oil drilling platform

フレキシブルホースと集鉱機の接続

フレキシブルホース(揚鉱管の先端部)と集鉱機の接続は下図を参照。

集鉱機(Collecting Machine)の後部から、フレキシブルホース(蛇腹で柔軟) → 揚鉱管(鋼製のライザーパイプ)を伝って、破砕された海底の堆積物(鉱物)が洋上施設に揚鉱されます。

集鉱機とフレキシブルホースの接続

海底鉱物資源の採鉱の模様は動画のイメージです。

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本作に登場する採鉱システムは、Nautilus Minerals社のプロダクションモデルにしています。

Nautilus Minerals社の採鉱システム

『歪みセンサー』とは、潮流、波力、腐食など、物理的な影響によって、金属製の部品が曲がったり、折れたりするのを検知する装置です。

『ストレインセンサー strain sensor』『ひずみゲージ』とも呼ばれます。

オペレーションの模様はこちらを参考にして下さい。

【小説】 海中で集鉱機と揚鉱管を繋ぐ

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