KR100587227B1 - 2단의 문풀 구조를 구비한 시추선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2단(two step)의 문풀 구조를 구비한 시추선에 관한 것이며, 선체의 중앙에 수직방향으로 문풀이 형성되어 있고, 상기 문풀에 비오피를 투입하기 위한 레일이 설치된 시추선에 있어서, 상기 문풀(2)은 비오피 조립 제작에 필요한 폭이상으로 선체의 상갑판으로부터 선체의 깊이 방향 중간부까지 개구되어 형성되는 제1 공간(3)과, 시추에 필요한 최소한의 크기로 선체 중앙부를 관통하여 형성되며 상기 제1 공간(3)과 연통하는 제2 공간(4)을 포함하는, 2단의 문풀 구조를 구비한 것을 특징으로 하는 시추선이 제공되며, 이로써 문풀의 존재로 인한 시추선의 저항증가, 속도저하, 소요 마력 증가, 연료소모증가, 선체의 손상 등을 최소화하면서도, 비오피 레일을 상갑판 아래에 설치하여 그 상부 공간의 활용도를 증가시킬 수 있으며, 라이저 센트럴라이저의 서포트의 길이를 최소화할 수 있다.

Description

2단의 문풀 구조를 구비한 시추선

(기술분야)

본 발명은 2단(two step)의 문풀 구조를 구비한 시추선에 관한 것이며, 보다 상세하게는 시추를 위한 장비를 해저로 내려보내기 위한 문풀이 형성되어 있는 시추선에 있어서, 비오피 조립 제작 공간이 시추선 내부에 형성되어 있는 시추선에 관한 것이다.

(배경기술)

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업발전 추이에 따라, 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.

즉, 종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫홈이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 드릴쉽이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.

군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 드릴쉽은 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작되어 있으며, 따라서 이와 같이 자체의 동력으로 항해하도록 설계된 시추선에 있어서는 최적의 항해 성능을 가지도록 건조되어야 한다.

시추선의 선체 중앙에는 시추 파이프를 해저면으로 내려보내기 위한 대규모의 개구(문풀: moonpool)가 형성되어 있다. 문풀은 시추선의 용도 측면에서는 필수 불가결한 구조이지만, 선박의 정박 및 항해 안정성이나 항해 성능의 측면에서는 매우 불리한 구조이다.

즉, 문풀 내에 유입되어 있는 해수와 선체 외부의 해수의 상대적인 유동에 의해 발생되는 슬로싱(sloshing) 현상으로 인하여, 시추선의 항해시에 저항 증가, 속도저하, 소요 마력 증가, 연료소모증가, 및 선체의 손상 등을 야기할 수 있다. 문풀로 인한 선박 이동중의 저항 증가는 문풀이 없는 선박에 비하여 1.5 내지 2.0배까지 증가하는 것으로 보고되어 있다.

또한, 시추 작업을 위해 정박하고 있는 중에도 문풀 내부에서의 해수 유동이 펌핑현상을 일으키고, 이런 펌핑현상과 시추선의 운동이 공진하게 될 때 선박의 진동이 가중되어 시추선의 구조에 심각한 타격을 줄 수 있다. 따라서, 시추선의 안정성과 항해 성능에 미치는 문풀의 영향을 최소화하는 것이 바람직할 것이다.

도2는 일반적인 문풀의 형상을 보여주는 종래 시추선의 측면 개략도이다. 도시된 바와 같이 종래의 시추선(10)은 선체(11)의 중앙에 대형의 문풀(12)이 상하 동일한 크기의 단면적을 가지도록 수직으로 형성되어 있다.

이와 같은 문풀(12)이 상하 동일한 크기의 단면적을 가지도록 형성되어 있는 종래의 시추선(10)은, 시추 작업을 함에 있어서는 시추선의 공간 활용에 어려움이 있다. 즉, 시추장비에는 예기치 않게 발생되는 이상 고압이 시추 파이프를 타고 올라오는 것을 해저의 지표면에서 차단하기 위한 비오피(BOP: 블로우아웃프리벤터: blow out preventer)가 구비되어 있고, 비오피는, 상갑판에 비오피 레일(20: 도2 참조)을 설치하여 이 레일(20)에 장착되는 비오피 트랜스포터(21)를 통해 문풀(12)로 제공되는 바, 종래와 같이 문풀(12)이 상하 동일한 크기의 단면적을 가지도록 형성되어 있는 경우, 비오피 레일(20)과 비오피 트랜스포터(21)는 상갑판(13) 위로 상당한 높이로 돌출되게 설치하지 않을 수 없기 때문에, 비오피 트랜스포터(21) 위에 설치되는 다른 장비들의 배치에 어려움이 있다.

한편, 문풀(12)의 단면적이 커지게 되면, 문풀(12)에 투입된 시추 파이프(14)를 고정시키기 위한 라이저 센트럴라이저(riser centralizer)의 서포트(30)를 보강하여야 하는 문제가 발생한다.

즉, 도2에 도시된 바와 같이, 문풀(12)에 투입된 시추 파이프(14)는 다수개의 라이저 센트럴라이저의 서포트(30)로 지지하여 그 위치를 고정하는 바, 문풀의 크기가 크면 서포트(30)의 길이를 길게 하여야 하고, 이 경우 서포트(30)를 보강하여야 하나 이것이 용이하지 않다.

또한, 문풀의 크기(단면적)가 커질수록 슬로싱 현상이 더욱 심해저서 전술한 여러 가지 바람직하지 않은 부작용이 더욱 커지게 된다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기한 종래의 시추선이 지니는 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 문풀의 존재로 인한 시추선의 저항 증가, 속도저하, 소요 마력 증가, 연료소모증가, 선체의 손상 등을 최소화하면서도, 비오피 조립 제작 공간을 선체 내부에 설치하여 그 상부 공간의 활용도를 증가시킬 수 있으며, 라이저 센트럴라이저의 서포트를 보강할 필요가 없도록 하고자 하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은, 선체의 중앙에 수직방향으로 문풀이 형성되어 있고, 상기 문풀에 비오피를 투입하기 위한 레일이 설치된 시추선에 있어서, 상기 문풀(2)은 비오피 조립 제작에 필요한 폭 이상으로 선체의 상갑판으로부터 선체의 깊이 방향 중간부까지 개구되어 형성되는 제1 공간(3)과, 시추에 필요한 최소한의 크기로 선체 중앙부를 관통하여 형성되며 상기 제1공간(3)과 연통하는 제2 공간(4)을 포함하는 2단의 문풀 구조를 구비한 시추선에 의해 달성된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 2단의 문풀 구조를 구비한 시추선을 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 2단의 문풀 구조를 구비한 시추선을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

도1은 본 발명에 따른 2단의 문풀 구조를 구비한 시추선의 측면 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2단의 문풀 구조를 구비한 시추선(1)에는 시추 작업을 위한 문풀(2)이 그 중앙에 수직으로 형성되어 있다.

본 발명의 특징에 따라, 상기 문풀(2)은 종래와 같이 상하의 단면적 크기가 같은 형상으로 되어 있는 것이 아니라, 선체의 상갑판(5)으로부터 비오피 조립 제작을 위한 폭(a) 이상의 폭으로 비오피 조립 제작면(100)까지 개구되어 형성되는 제1 공간(3)과, 상기 제1 공간(3)과 연통하여 형성되되 시추에 필요한 최소한의 폭(b)를 가지도록 시추선 저면을 관통하는 개구를 포함하는 제2 공간(4)의 2단 구조로 되어 있다. 이와 같은 2단 구조는 문풀(2)의 상단을 이루는 상갑판(5)을 셀라(cellar) 구조로 형성하므로써 이루어진다. 즉, 문풀(2)의 일측 상갑판(5)을 제거하여 단차를 가지도록 구성한 것이다.

상기 제1 공간(3)의 상기 비오피 조립 제작면(100)에서 비오피의 조립 제작이 이루어지므로, 상기 비오피 조립 제작면(100)의 폭(a)은 적어도 제작될 비오피의 크기 이상이 되어야 하며, 비오피 조립 제작을 위한 부품 및 조립된 후의 비오피의 이송이 비오피 레일(6)에 장착되는 비오피 트랜스포터(7)를 통해 이송될 수 있어야 하므로, 상기 제1 공간(3)이 선체의 선체의 상갑판(5)을 개구하는 폭(a')은 적어도 상기 비오피 조립 제작면(100)의 폭(a)보다 크거나 같은 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 비오피 레일(6)과 비오피 트랜스포터(7)가 설치된다고 하더라도, 비오피 레일(6)과 비오피 트랜스포터(7)의 상당한 높이가 상갑판(5) 아래로 내려가므로, 상갑판(5) 위로 돌출되는 비오피 레일(6)과 비오피 트랜스포터(7)로 인하여 그 위에 설치되는 다른 장비의 설치가 방해되는 것을 최소화할 수 있고, 특히 비오피 조립 제작 자체가 선체 내부에서 이루어지게 되므로, 비오피 조립 제작을 위한 공간을 상갑판 위에 확보할 필요가 없게 되어 선체 상갑판의 공간 활용도가 매우 높아지게 된다.

소형 개구(4)의 폭(b)은 시추작업에 영향을 미치지 않는다면 가능한 한 최소한의 크기로 형성한다. 이로써 문풀(2)에서의 슬로싱 현상으로 인한, 저항 증가, 속도저하, 소요 마력 증가, 연료소모증가, 또는 선체의 손상 등을 최소화할 수 있고, 시추 파이프(8)를 고정시키는 라이저 센트럴라이저의 서포트(9)의 길이도 최소화할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 2단의 문풀 구조를 구비한 시추선에 의하면, 문풀의 구조를 2단으로 형성하는 간단한 개량에 의해, 문풀의 하부 개구를 좁게 형성하는 만큼 해수의 슬로싱 현상으로 인한 시추선의 저항 증가, 속도저하, 소요 마력 증가, 연료소모증가, 선체의 손상 등을 최소화할 수 있고, 넓게 형성한 문풀의 상부 개구에 의해 비오피 레일이 상갑판 위로 돌출하는 것을 최소화하여 상부갑판의 상부 공간의 활용도를 증가시킬 수 있으며, 아울러 라이저 센트럴라이저의 서포트의 길이도 최소화할 수 있으며, 특히 선체 내부에 비오피 조립 제작 공간이 확보되므로, 선체 상갑판의 공간 효용도를 크게 높일 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 2단의 문풀 구조를 구비한 시추선의 측면 개략도,

도2는 일반적인 문풀의 형상을 보여주는 종래 시추선의 측면 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 시추선 2: 문풀

3: 제1 공간 4: 제2 공간

5: 상갑판 6: 비오피 레일

7: 비오피 트랜스포터 8: 시추 파이프

9: 서포트

Claims (1)

1. 선체의 중앙에 수직방향으로 문풀이 형성되어 있고, 상기 문풀에 비오피를 투입하기 위한 레일이 설치된 시추선에 있어서,

   상기 문풀(2)은 비오피 조립 제작에 필요한 폭 이상으로 선체의 상갑판으로부터 선체의 깊이 방향 중간부까지 개구되어 형성되는 제1 공간(3)과,

   시추에 필요한 최소한의 크기로 선체 중앙부를 관통하여 형성되며 상기 제1 공간(3)과 연통하는 제2 공간(4)을 포함하는,

   2단의 문풀 구조를 구비한 시추선.