係留システムの設計
当社の技術チームは、浮体式構造物向けに安全で、信頼性が高く、費用対効果の高い定点保持システムを確保するため、オフショア係留システムのエンドツーエンドの設計および解析を提供する。流体力学、浮体力学、および海洋地盤工学を統合し、国際基準およびプロジェクト固有の要件を満たす係留ソリューションを提供する.
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土質データの解釈
- 以下を含むがこれらに限定されない物理探査データおよび地盤調査データを分析する：
コーン貫入試験（CPT）
ボーリング柱状図
検査結果
海底層序
- 専門家は地盤モデルを作成し、係留性能に影響を及ぼす可能性のある成層地盤、ガスポケット、巨礫などの潜在的な問題を特定する。
- 土壌データは、利用可能な場合、当社のデータベースのデータで拡張される。
海底基礎選定
アンカーの種類と構成を推奨する前に、複数の技術的およびロジスティックなパラメータを評価する。 主要な基準には以下が含まれる：
（仮設係留用）
信頼性の高いアンカー選定検討は、海底を明確に理解することから始まる。 以下をご提供いただく：
物理探査報告書
- 地盤調査報告書
- 机上調査
このデータにより、当チームは海底地盤強度、層構造、および地中の課題をモデル化し、確実な係留システムの基礎を築く。
アンカー耐力を正確に評価するには、以下を含む貴社の設計環境条件が必要である：
- 貴社の気象海象報告書に記載の風、波浪、および海流の統計
- 設計暴風雨基準および極端条件シナリオ
- プロジェクト固有の荷重ケースおよび再現期間
現場の条件を詳細に把握するほど、より的確で最適化されたアンカー選定が可能になる。
貴社の係留構成について:
- 通常時および荒天時における係留索の張力範囲はどの程度ですか？
- ご希望のラインの種類はどれですか—チェーン、ワイヤー、合成繊維ロープ？
- 一時的、半恒久的、または恒久的な係留が必要ですか？
この情報を用いて、アンカーの形状と埋込み深さの主要因である、各アンカーに必要な保持力と荷重方向を決定します。
ロジスティクスの考慮： 設置と船舶アクセスも考慮
アンカー選定は、単なる技術的な決定ではなく、安全かつ効率的に設置できるかということでもある。 ご提供ください：
- マリンスプレッドの可用性 (AHTS船の仕様、ROVの能力)
- デッキスペースまたは揚重制限
- プロジェクト工程および洋上作業可能期間
これらの知見に基づき、選定したアンカーが地盤に適しているだけでなく、お客様の保有資産で施工可能であることを確実にする。
弊社に期待できること
- 地盤適合性および耐力に基づいてアンカーの種類を比較する明確なアンカー選定マトリックス
- 設計荷重に基づき、保持力および荷重-変位挙動を示す解析計算
- 予備的なアンカーサイジング、埋め込み深さ、および設置角度の推奨事項
- フィールド全域にわたる最適なアンカー設置位置を特定する海底適合性マップ
- 船級協会の規則、API RP 2SK、ISO 19901-7、および／または顧客指定のコードに完全準拠した正式なアンカー選定報告書
また、必要に応じて、内部レビューまたは第三者認証をサポートするための簡潔なプレゼンテーション資料
埋め込み予測と荷重-変位解析
貫入時および荷重時におけるアンカーの挙動を正確に予測することは、保持力およびシステムの信頼性を確保する上で極めて重要である。
実施項目:
- 経験的・解析的アプローチによる貫入深さモデリング
- 荷重下におけるアンカーの応答を理解するための荷重-変位曲線の作成
- 引抜きに対する極限保持力と安全率の推定
- 時間経過に伴う地盤抵抗の動員のシミュレーション
- アンカーと地盤の相互作用に及ぼす繰返し荷重の影響
これらの解析は、恒久設置型の浮体式石油・ガス及び再生可能エネルギーの定点保持システムにおける係留システムの長期信頼性を確保するために不可欠である。
構造健全性のための有限要素解析（FEA）
3D有限要素モデルを使用して、解析ツールでは完全に捉えることができない複雑なアンカー挙動をシミュレーションします。
弊社の有限要素解析（FEA）対応範囲：
- 地盤の非線形挙動（ひずみ軟化、硬化、または層状地盤）
- ドラグアンカーの大変形解析
- アンカー・フリュークス／スカートと土壌の接触摩擦モデリング
- 短期・長期の繰返し作用（暴風時の耐久性、疲労）に対する動的荷重
- ソイルプラグ抵抗、スカート先端の貫入、およびギャッピングの影響の評価
FEAは、現実的な海底および荷重シナリオ下で性能を検証することにより、アンカーのサイズ決定における過度の保守性の低減に役立ち、費用対効果の高いソリューションの使用をサポートする。
常設係留設計
永久係留システムに使用されるアンカーは、船級協会の規則に従って設計・供給されなければならない。 本規定は、アンカーの地盤支持力および構造耐力、使用材料、ならびに製作時に実施される検査および試験に関する要件を規定する。 重要な成果物とは、アンカー自体に加え、設計承認証明書を参照するアンカー証明書のことである。 設計承認書は、アンカー設計が審査され、特定の恒久係留システムにおける使用に適合すると判断されたことを証明する。
設計基準およびプロジェクト個別規定
当社のアンカー設計は、国際的に認められたオフショア地盤工学基準に完全に準拠しており、などの認証機関との適合性を確保している (ABS, DNV, BUREAU VERITAS, KR, Lloyd’s Register, ClassNK, RINA) およびオペレーターの期待。
主要なコンプライアンス要素は次のとおりである：- ULS、SLS、およびALSの各状態に対する荷重
- 海底変動性評価と設計エンベロープ基準
- 第三者検証、船級協会承認、および運用引渡しの準備が整った文書
海底基礎の提案
プロジェクトの条件とニーズに基づき、Mooreastはドラッグ埋込みアンカー、打込み杭、サクションパイル、重力式アンカー、機械式施工アンカーなど、さまざまな基礎オプションを設計・供給できる。
係留システム設計
Mooreast社では、FPSO、FSO、セミサブマーシブル、スパー、バージ型浮体から、浮体式洋上風車(FOWT)、海洋オフローディングブイに至るまで、多岐にわたる浮体式システム向けの係留システムのエンジニアリング・設計を専門としている。
プロジェクトが比較的浅い海域でチェーンカテナリーシステムを用いて操業しているか、あるいは深海で合成繊維ロープ・トートレグ係留を用いているかにかかわらず、当社の専門家は目的に適合し、安全で、かつ性能とコストが最適化された係留ソリューションを提供する。当社の対応範囲には、コンセプト開発から始まり、詳細計算、設計報告書、仕様書作成に至る一点係留システムの設計も含まれる。
動的シミュレーション
浮体構造物とその係留・ライザーシステムまたはダイナミックケーブルは、しばしば世界で最も過酷な環境下で運用される。
波、風、海流下での挙動を予測することは、オフショアシステムの安全でコスト効率の高い設計にとって不可欠である。
Mooreastでは、あらゆる種類の浮体式洋上設備（以下を含む）を対象に、運動応答、係留荷重、および疲労性能をモデル化・評価するための、高度な動的シミュレーションを提供する：
FPSO（浮体式生産・貯蔵・積出設備）
セミサブマーシブル
スパーおよびバージ型浮体
浮体式洋上風車（FOWT）
ソリューション
プロジェクトの段階や複雑さに関わらず、お客様のニーズとシームレスに統合するエンドツーエンドの係留システム設計サービスを提供する:
コンセプト選定および実現可能性調査
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サイト固有の条件、設計寿命、およびオペレーターによって設定された変位限界に基づき、浮体に最適な係留システムを決定すること。
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カテナリー、トート、およびセミトートシステムの適合性を評価する。
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コスト、強度、疲労寿命、および取り扱い性に基づいて、チェーン、ワイヤロープ、合成繊維索などの係留索セグメントの選択を評価する
詳細設計・解析
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係留システムの静的、準動的, 動的解析および疲労解析を実施する。
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船体動揺と係留荷重を最小限に抑えるように、係留レイアウトの方位、初期張力、および係留索長を最適化する
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プロジェクト固有の気象海象データを用いた安全性準拠設計
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操業限界を評価するためのオフローディング解析およびオフローディングのダウンタイム評価
部品選択・レイアウト最適化
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係留索セグメントおよび構成品の種類、等級、直径および長さを指定すること。
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フェアリード、ブイ、およびクランプウェイトを配置して、最適化された係留索プロファイルを達成する
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アンカータイプ、タレットシステム、および海底インフラとの互換性を確保する
規制準拠クラス
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船級協会規則、およびAPI RP 2SKなど、その他の国際的に認められたコードに準拠して設計すること
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船級協会の承認のための詳細な書類を提出すること
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第三者による設計検証および技術監査を支援する
当社の付加価値
当社の強みは、Pre-FEEDから設置、そしてデコミッショニングに至るまで、プロジェクトのライフサイクル全体を念頭に置いた設計ができる点にある。当社は、係留を単なる構造的課題として見るだけでなく、お客様のプロジェクトを以下の点で最適化するために、包括的に検討する：
設置効率
長期耐久性
ライフサイクルコストの削減
運用の柔軟性
また、見過ごされがちであるものの、実際の現場での設置を成功させる上で不可欠な要因である、設置船の能力、フックアップ荷重、およびラインのプレテンションと設計の整合性も確保する。
サイトレイアウトの最適化
浮体式洋上風力発電プロジェクトが大規模化するにつれて、サイトレイアウトの最適化は、プロジェクトの成功にとって最も重要かつ複雑な側面の1つとなる。 数十基、あるいは数百基もの浮体式タービンが広大なリース海域にわたって展開されるため、単にタービンをどこに配置するかというだけの問題ではありません。 係留システム全体が、貴社のサイト、インフラストラクチャー、および海上作業とどのように統合されるかという点です。
Mooreastでは、デベロッパーがよりスマートで、より安全で、よりコスト効率の高い浮体式洋上風力発電所のレイアウトを設計できるよう、専門的なサイト配置エンジニアリングを提供している。
サイトレイアウト最適化の重要性
- 後流効果を低減することでエネルギー生産を最大化する
- アンカー数および海底擾乱を最小化する
- アレイケーブル長の最適化
- 洋上設置・保守を簡素化する
- 過度な動きまたは係留索干渉によるプロジェクトリスクの低減
係留エンジニアリングがレイアウト最適化をどのように支援するか
- 浅・中水深用カテナリーシステム
- 大水深およびフットプリント縮小向けのトートまたはセミトートシステム
- ハイブリッドシステムによる性能とコストの最適化
大規模ウィンドアレイでは、係留索が容易に交差し、設置時または運転中にリスクを生じさせる。 高度なシミュレーションツールを使用して：
- 安全なタービン間隔を算出
- 再現性のある係留パターンの設計
- 係留索干渉または絡み合いの可能性を評価する
- 共有アンカーシステムを検討し、複雑性の低減を図る
アンカー数とライン間の干渉を最小化することで、安全性を損なうことなく、時間を節約し、コストを削減できる。
浮体式タービンは動揺する。 貴社の係留システムを、ダイナミックパワーケーブルを保護し、タービン間隔を維持する許容範囲内で、それらの動揺を管理するように設計する。 当社のエンジニアが分析する：
- 通常および異常気象におけるタービンのオフセット範囲
- ケーブルの過剰応力または疲労を防ぐための運動包絡線
- 係留索との干渉を防止するためのケーブル導入口
結果？ 係留システムと電力システムの両方を連携させる協調設計。
机上では良く見えるレイアウトも、洋上では実用的であるとは限らない。 次のような実際の要因を考慮する：
- 設置船の能力
- アンカーの施工方法
- 浮体式タービン用のトーアウト経路
- 敷設前戦略
これにより、技術的に健全であるだけでなく、安全で、設置可能で、かつ認証機関の要件に準拠したレイアウトを提案することが可能となる。
係留索長、間隔、およびアンカーの選定を最適化することにより、アンカーおよびチェーンによって攪乱される総海底面積を低減する。 また、以下を評価する：
- 海底相互作用領域
- アンカー共有の機会
- 規制上の制約および環境条件上の作業可能期間に適合するレイアウト
これは、承認を得てプロジェクトの長期的なサステナビリティ目標を維持する上で、極めて重要である。
設計