KR101358236B1 - 부유식 구조물 및 부유식 구조물의 레그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유식 구조물 및 부유식 구조물의 레그에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 항해 모드와 잭업 모드로 운용되는 부유식 구조물에 있어서, 물에 부유하고, 다수의 레그웰을 포함하는 본체; 각각의 상기 레그웰을 관통하는 레그; 상기 레그웰 상에 대응되게 마련되며, 상기 본체와 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 레그 가이드부; 상기 레그 가이드부의 상부에 설치되고, 상기 레그웰을 통해 파이프를 연장시키는 데릭; 및 상기 데릭이 설치되어 있는 상기 레그웰을 관통하는 상기 레그에 적어도 한 개가 위치하며, 해저로 연장된 상기 파이프의 수평 방향 변위를 제한하는 파이프 지지부를 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.

Description

부유식 구조물 및 부유식 구조물의 레그{Floating structure and Leg thereof}

본 발명은 부유식 구조물 및 부유식 구조물의 레그에 관한 것이다.

친환경 에너지 개발에 대한 요구가 증대됨에 따라, 풍력 발전기를 활용한 발전이 전세계적으로 각광을 받고 있다. 그런데, 풍력 발전기를 설치하기 위해서는 까다로운 환경적인 조건이 요구된다. 예를 들어, 풍력 발전기가 설치되는 장소는 블레이드의 유의미한 회전을 얻기 위한 일정 수준 이상의 풍속이 보장될 수 있는 곳이어야 하고, 풍력 발전기의 구동 시 발생되는 소음에 따른 공해가 이슈가 되지 않아야 하는 곳이어야 한다. 또한, 이러한 환경적인 조건을 만족한다고 하더라도, 풍력 발전기를 설치하기 위해서는 매우 넓은 면적의 공간이 필요하다는 문제가 있다.

최근에는 위와 같은 제약 조건으로부터 상대적으로 자유로운 해상 풍력 발전기에 대한 관심이 증가하고 있다. 해상 풍력 발전기는 다양한 방법으로 설치될 수 있으나, 일반적으로 부품을 몇 개의 유닛으로 나누어 육상에서 제작한 후, 제작된 유닛을 해상으로 옮겨 조립하는 방법으로 설치되고 있다.

육상에서 제작된 해상 풍력 발전기의 유닛을 해상으로 옮기고, 해상에서 해상 풍력 발전기를 설치하는 선박을 일반적으로 풍력 발전기 설치 선박(WTIV, Wind Turbine Installation Vessel)이라고 한다.

풍력 발전기 설치 선박은 작업 특성상, 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup Mode)로 운용될 수 있다. 구체적으로, 풍력 발전기 설치 선박은 해상 풍력 발전기를 설치하고자 하는 위치까지 항해 모드로 이동한다. 항해 모드에서 레그는 해수에 의한 저항을 줄이고자 본체의 상방으로 이동된 상태를 유지할 수 있다. 그 후, 풍력 발전기 설치 선박은 잭업 모드로 전환하여 레그를 내려 해저에 박은 후, 본체가 해수면으로부터 일정 거리 이격될 수 있도록 본체를 레그를 따라 들어올린다. 본체가 일정 위치에 다다르게 되면, 풍력 발전기 설치 선박은 본체의 이동을 중지하고 해상 풍력 발전기를 설치하는 작업을 수행하며, 설치가 완료되면 위의 순서의 역순으로 진행하여 다음 설치 위치까지 이동한다.

풍력 발전기 설치 선박과 잭업 플랫폼은 모두 항해 모드와 잭업 모드로 운용된다는 공통점이 있는데도 각각 독립된 선박으로만 제작되고 있다. 따라서, 두 부유식 구조물은 그 본연의 목적을 수행하지 않을 때에는 그대로 항구에 정박해 있어야 하므로, 활용도가 낮다. 특히, 풍력 발전기 설치 선박은 설치할 수 있는 풍력 발전기의 대수 및 위치에 제한이 있으므로 1년 내내 풍력 발전기만을 설치하러 다닐 수는 없으며, 대부분 1년 중 약 50~60% 정도의 기간 동안에만 풍력 발전기를 설치하는 작업을 수행한다.

한편, 시추 파이프는 부유식 구조물로부터 해저까지 길게 연장되는데, 파도, 조류 등의 외력에 의해 파이프가 휘거나 파손되는 등의 문제가 발생될 수 있다.

미국공개특허 US2010/0067989 (2010.05.18. 공개) 미국공개특허 US2008/0247827 (2008.10.09. 공개) 미국공개특허 US5580189 (1996.12.03. 공개)

본 발명의 실시예들은 풍력 발전기 설치와 시추 파이프 설치를 할 수 있는 부유식 구조물 및 부유식 구조물의 레그를 제공하고자 한다.

또한, 적재 공간을 넓게 확보할 수 있는 부유식 구조물 및 부유식 구조물의 레그를 제공하고자 한다.

또한, 시추 파이프를 안정적으로 지지할 수 있는 부유식 구조물 및 부유식 구조물의 레그를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 항해 모드와 잭업 모드로 운용되는 부유식 구조물에 있어서, 물에 부유하고, 다수의 레그웰을 포함하는 본체; 각각의 상기 레그웰을 관통하는 레그; 상기 레그웰 상에 대응되게 마련되며, 상기 본체와 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 레그 가이드부; 상기 레그 가이드부의 상부에 설치되고, 상기 레그웰을 통해 파이프를 연장시키는 데릭; 및 상기 데릭이 설치되어 있는 상기 레그웰을 관통하는 상기 레그에 적어도 한 개가 위치하며, 해저로 연장된 상기 파이프의 수평 방향 변위를 제한하는 파이프 지지부를 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 본체에 설치되는 크레인을 더 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 크레인은 상기 레그웰 또는 상기 레그웰 중 다른 하나의 레그웰 상에 대응되게 마련된 상기 레그 가이드부의 상부에 설치되는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 파이프는 상기 레그와 상기 레그웰의 측벽 사이의 공간으로 연장되는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 레그는, 상하 방향으로 연장되는 기둥부; 및 상기 기둥부를 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 파이프 지지부는, 상기 기둥부 또는 상기 연결부 중 어느 하나로부터 연장되는 리브; 및 상기 리브에 제공되며 상기 파이프가 통과하는 파이프 삽입부를 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.

또한, 상하 방향으로 인접한 상기 파이프 지지부의 상기 파이프 삽입부는, 와이어, 체인, 리브 중 어느 하나 이상에 의해 연결되는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 파이프 지지부는, 상기 레그에 고정되는 체인; 및 상기 체인에 연결되어 상기 파이프에 걸리는 고리를 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 항해 모드와 잭업 모드로 운용되며, 레그가 통과하는 레그웰로 시추용 파이프를 통과시키는 부유식 구조물의 레그에 있어서, 상기 레그웰을 통과해 상하 방향으로 연장되는 다수 개의 기둥부; 상기 기둥부를 연결하는 연결부; 상기 기둥부에 제공되며 상하 방향으로 연장되는 랙 기어; 및 상기 기둥부 또는 상기 연결부에 제공되며, 상기 레그웰을 통과해 연장되는 상기 파이프를 지지하는 파이프 지지부를 포함하는 부유식 구조물의 레그를 제공할 수 있다.

또한, 상기 파이프 지지부는, 상기 기둥부 또는 상기 연결부로부터 돌출되는 리브; 및 상기 리브의 단부에 제공되며 상기 파이프가 끼워지는 파이프 삽입홀을 포함하는 파이프 지지부를 포함하는 부유식 구조물의 레그를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 풍력 발전기 설치를 위한 크레인과 시추 파이프 설치를 위한 데릭을 동시에 구비함으로써 풍력 발전기를 설치하거나, 시추 작업을 할 수 있다.

또한, 본체에 형성된 레그웰을 시추 파이프를 설치하기 위한 공간으로 활용함으로써 크레인과 데릭을 동시에 설치하면서도 작업 공간을 넓게 확보할 수 있다.

또한, 레그에 시추 파이프를 고정하기 위한 파이프 지지부를 설치함으로써, 파이프에 외력이 가해지더라도 파손되는 문제를 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물을 보여주는 측면도.
도 2는 도 1의 I-I'로 절개되는 단면도.
도 3은 도 1의 파이프 지지부에 파이프가 끼워져 있는 모습을 보여주는 사시도.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물을 보여주는 측면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'로 절개되는 단면도이고, 도 3은 도 1의 파이프 지지부에 파이프가 끼워져 있는 모습을 보여주는 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물(1)은 물에 부유할 수 있는 본체(10), 본체(10)를 상하 방향으로 관통하는 레그(Leg, 20), 레그(20)와 본체(10)를 상하 방향으로 상대 운동시키며 레그(20)를 지지하는 레그 가이드부(30)를 포함한다.

또한, 본체(10)는 블레이드와 나셀, 타워 등을 운반하여 해상 풍력 발전기를 설치할 수 있는 크레인(40)과, 해저(B)를 시추하는 파이프(60)를 설치하는 데릭(Derrick, 50)을 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 부유식 구조물(1)은 풍력 발전기를 설치하거나 시추 작업하는 작업을 선택적으로 수행할 수 있다.

본체(10)는 부유 가능한 직사각형 형태의 평면 구조를 가질 수 있으며, 일반적인 상선(예: 컨테이너선)에 비해 폭이 넓고 높이가 낮으며 길이가 짧은 구조로 형성될 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상에 따른 본체(10)는 레그(20) 및 레그 가이드부(30)가 설치될 수 있는 임의의 입체적 구조를 가질 수 있다.

본체(10)에는 부유식 구조물(1)이 풍력 발전기를 설치하기 위한 용도로 사용될 때에는 블레이드와 나셀, 타워 등이 적재될 수 있으며, 시추를 위해 사용될 때에는 파이프 등이 적재될 수 있다.

또한, 본체(10)에는 이동 및 위치 제어를 위한 추진장치(미도시)가 제공될 수 있다.

레그(20)는 부유식 구조물(1)의 사용 목적에 따라 다수 개가 제공될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 본체(10)의 좌현과 우현에 각각 한 쌍씩, 총 4개의 레그(20)가 제공되는 것을 예로 들어 설명하겠다.

레그(20)는 본체(10)를 상하 방향으로 관통하도록 설치되며, 본체(10)에는 레그(20)가 통과하는 레그웰(W)이 형성된다. 레그(20)는 본체(10)의 하방으로 이동하여 해저에 고정될 수 있고, 도 1과 같은 잭업 상태에서 본체(10)의 하중을 견딜 수 있을 정도의 강성을 갖도록 형성되며, 원기둥, 사각 트러스 구조, 삼각 트러스 구조 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 레그(20)가 삼각 트러스 구조로 형성되는 것을 예로 들어 설명하겠다.

레그 가이드부(30)는 레그(20)가 통과할 수 있도록 레그웰(W)에 대응되는 위치에 설치되며, 레그(20)와 본체(10)가 상하 방향으로 상대 운동할 수 있도록 레그(20)를 지지한다. 구체적으로, 레그 가이드부(30)는 모터 등의 구동장치(34)를 구비하며, 구동장치(34)의 작동에 의해 레그(20)를 본체(10)에 대해 상하 방향으로 이동시키거나, 본체(10)를 레그(20)에 대해 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 레그 가이드부(30)에는 피니언 기어(35) 및 모터(34)가 설치되고, 레그(20)에는 랙 기어(24)가 형성되어, 피니언 기어(35)과 랙 기어(24)의 연동에 의해 레그(20)와 본체(10)의 상하 방향의 상대 운동이 이뤄질 수 있다.

본 실시예에서 레그(20)와 본체(10)의 "상하 방향의 상대 운동"은 레그(20)가 본체(10)에 대해 상하 방향으로 이동하는 것과, 본체(10)가 레그(20)에 대해 상하 방향으로 이동하는 것을 모두 포함하는 개념으로 이해될 것이다.

또한, 레그웰(W)은 레그 가이드부(30)에서 레그(20)가 삽입되어 통과되는 공간을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 즉, 레그웰(W)은 본체(10)로부터 레그 가이드부(30) 에 걸쳐 형성되며, 레그(20)가 상하 방향으로 통과하는 공간을 의미이다.

레그(20)에는 파이프(60)를 지지하기 위한 파이프 지지부(28)가 다수 개 마련되며, 이와 관련된 구체적인 내용은 후술하겠다.

한편, 본 실시예에서 레그 가이드부(30)는 본체(10)의 상방으로 돌출 형성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본체(10)의 내측에 매설되는 형태로 설치될 수도 있다.

위와 같은 구성을 갖는 부유식 구조물(1)은 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup Mode)로 운용될 수 있다.

부유식 구조물(1)은 해상 풍력 발전기를 설치하거나 시추 작업을 하고자 하는 위치까지 항해 모드로 이동한다. 일반 항해 모드에서, 부유식 구조물(1)은 레그(20)에 의한 저항을 줄이고자 레그(20)를 상측 방향으로 이동시킨 상태로 이동할 수 있다.

부유식 구조물(1)은 목적 위치까지 이동한 후, 자동 위치 제어(Dynamic Positioning)를 이용해 레그(20)를 내리기 위한 정확한 위치를 잡을 수 있다. 자동 위치 제어는 레그(20)가 하강하여 해저에 닿을 때까지 지속될 수 있다.

이후, 부유식 구조물(1)은 잭업 모드로 전환하여 레그(20)를 해저(B)에 박는다. 이 과정에서, 레그(20)는 중력 및 레그 가이드부(30)의 구동장치에 의해 본체(10)의 하방으로 이동될 수 있다.

레그(20)의 하단부가 해저(B)에 닿게 되면, 레그(20)는 더 이상 하방으로 이동할 수 없게 된다. 이 상태에서, 부유식 구조물(1)은 레그 가이드부(30)의 구동장치를 작동시켜 본체(10)를 레그(20)를 따라 상방으로 이동시킨다. 본체(10)의 하중은 레그(20)를 해저(B)로 침투시키는 힘으로 작용하게 되고, 그에 의해, 레그(20)는 해저(B)로 침투하여 고정된다.

본체(10)를 레그(20)를 따라 상방으로 이동시킴에 따라 본체(10)는 해수면(S)으로부터 소정 거리 이격된 상태가 될 수 있으며, 본체(10)가 해수면(S)으로부터 이격되어 기설정된 작업 위치에 다다른 상태를 잭업 상태라고 할 수 있다.

부유식 구조물(1)은 잭업 상태에서 크레인(40)을 이용하여 해상 풍력 발전기를 설치하거나, 데릭(50)을 이용하여 시추 작업을 수행할 수 있으며, 설치 작업이 완료되면 위의 순서의 역순으로 진행하여 다시 운항을 개시할 수 있다.

상기와 같은 부유식 구조물(1)의 잭업 상태로의 전환 방법은 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 부유식 구조물(1)이 잭업 상태에서 시추 작업을 수행하는 것을 예로 들어 도 1에 도시하였다.

크레인(40)은 레그(20) 중 어느 하나를 지지하는 하나의 레그 가이드부(30)의 상측에 회동 가능하게 설치될 수 있다. 레그 가이드부(30), 이른바 잭 케이스(Jack case)의 상부에 회동 가능하게 제공되는 크레인(40)은 미국공개특허 US5580189 등 이미 다양한 기술이 개시되어 있으므로, 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하겠다.

데릭(50)은 레그(20) 중 다른 하나를 지지하는 하나의 레그 가이드부(30)의 상측에 설치될 수 있다. 즉, 크레인(40)과 데릭(50)은 서로 다른 레그 가이드부(30)에 설치된다.

이때, 크레인(40)과 데릭(50)은 본체(10)의 종방향 중심선 또는 횡방향 중심선을 중심으로 구획된 양측에 각각 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 부유식 구조물(1)은 본체의 종방향 중심선을 중심으로 좌측에 데릭(50)이 설치되고, 우측에 크레인(40)이 설치된 것을 예로 도시한 것이다. 이처럼 크레인(40)과 데릭(50)을 본체(10)의 양측 레그 가이드부(30)에 각각 설치함으로써, 부유식 구조물(1)의 하중이 어느 한 쪽에 집중되는 것을 방지할 수 있다. 종래의 부유식 구조물(1)은 크레인(40)이 본체(10)의 일측에 설치되는 경우 부유식 구조물(1)의 하중이 크레인(40)이 설치된 쪽으로 집중되는 문제가 있었는데, 위와 같은 본 실시예에 따른 부유식 구조물(1)에 의하면 이와 같은 문제를 방지할 수 있다.

또한, 크레인(40)과 데릭(50)은 본체(10)의 대각선 방향으로 배치될 수도 있다.

데릭(50)은, 레그 가이드부(30)의 상부에 형성되며 레그(20)가 상하 방향으로 이동할 수 있도록 형성되는 바디(51), 바디(51)의 하측에 형성되며 파이프(60)를 해저로 내리는 작업이 수행되는 드릴 플로어(52), 바디(51)에 설치되며 낱개의 파이프(60)를 들어올릴 수 있는 데릭용 크레인(53)을 포함할 수 있다.

바디(51)는 트러스 구조로 형성될 수 있으며, 레그 가이드부(30)와 유사하게 레그(20)를 둘러싸는 형태를 가질 수 있다. 바디(51)가 레그(20)를 둘러싸는 형태를 갖는 경우, 바디(51)에는 레그웰(W)에 대응되는 형태의 구멍이 상하 방향으로 형성될 수 있으며, 레그(20)는 레그 가이드부(30)와 본체(10) 및 데릭(50)을 통과하여 상하 방향으로 연장되도록 설치된다.

드릴 플로어(52)와 데릭용 크레인(53)은 상하 방향으로 이동하는 레그(20)에 간섭되지 않도록 배치될 수 있다. 이때, 드릴 플로어(52)와 데릭용 크레인(53)은 적어도 레그웰(W)의 상측 공간에 배치된다. 구체적으로, 드릴 플로어(52)에는 파이프(60)가 연속적으로 연결되면서 해저로 연장될 수 있도록 파이프 구멍(미도시)이 형성되며, 파이프 구멍은 레그웰(W)의 상측에 배치된다. 보다 구체적으로, 드릴 플로어(52)에 형성되는 파이프 구멍은 레그(20)와 레그웰(W)의 측벽 사이 공간에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 데릭용 크레인(53)은 본체(10)에 낱개로 적재되어 있던 파이프(60)들을 들어올려 기 설치된 파이프(60)에 연결할 수 있도록 드릴 플로어(52)의 상측에 배치될 수 있다.

이때, 드릴 플로어(52)는 레그 가이드부(30)와 바디(51)의 경계 구역에 제공될 수 있으며, 일 예로 바디(51) 또는 레그 가이드부(30)로부터 레그(20)를 향해 돌출되는 형태로 형성될 수 있다.

또한, 데릭용 크레인(53)은 풍력 발전기를 설치하기 위한 크레인(40)과는 크기 및 용량 등에 있어서 명확하게 구별될 수 있다.

위와 같은 구조에 의해, 데릭(50)은 레그웰(W)을 파이프(60)를 해저로 연장하기 위한 일종의 문풀(Moonpool)로서 사용할 수 있다. 구체적으로, 레그(20)와 레그웰(W)의 측벽 사이의 공간이 파이프(60)를 해저로 연장하기 위한 공간으로 사용된다.

데릭(50)으로부터 해저로 연장되는 파이프(60)는 다수 개의 파이프(60)가 연속적으로 연결되는 형태로 연장될 수 있다. 이때, 해저로 연장되는 파이프(60)는 레그(20)에 형성된 레그 가이드부(28)에 의해 지지될 수 있다.

도 2를 참조하면, 레그(20)는 상하 방향으로 연장되는 다수 개의 기둥부(22), 기둥부(22)를 연결하는 연결부(26), 기둥부(22)에 설치되는 랙 기어(24), 기둥부(22) 또는 연결부(26)에 형성되며 파이프(60)를 지지하는 파이프 지지부(28)를 포함할 수 있다. 레그(20)는 상방에서 보았을 때 삼각형 형태를 가질 수 있으며, 기둥부(22)는 삼각형의 꼭지점 위치에 배치될 수 있다. 연결부(26)는 기둥부(22)에 가해지는 하중을 지지하기 위해 다수 개가 기둥부(22)를 서로 연결하도록 제공될 수 있다.

랙 기어(24)는 기둥부(22)의 양측에 각각 형성될 수 있으며, 기둥부(22)의 연장 방향을 따라 연장될 수 있다. 하나의 기둥부(22)에 제공되는 한 쌍의 랙 기어(24)는 레그(20)가 레그 가이드부(30)에 안정적으로 지지될 수 있도록 서로 대칭 형태로 배치될 수 있다.

이때, 기둥부(22)는 원통 형상을 가질 수 있으며, 랙 기어(24)가 기둥부(22)의 중앙부를 가로질러 기둥부(22)의 양측으로 돌출되는 형태로 형성될 수 있다.

파이프 지지부(28)는 기둥부(22) 또는 연결부(26)로부터 돌출되는 리브(281)와, 리브(281)의 단부에 연결되며 파이프(60)가 끼워지는 파이프 삽입부(282)를 포함할 수 있다.

리브(281)는 기둥부(22) 또는 연결부(26)로부터 파이프(60)가 일정 거리 이격된 상태를 유지할 수 있도록 기둥부(22) 또는 연결부(26)로부터 소정 길이 돌출 형성된다. 본 실시예에서는 파이프(60)가 연결부(26)와 레그웰(W)의 측벽 사이로 연장되는 것을 예로 도시하였으므로, 리브(281)는 연결부(26)로부터 돌출되는 것으로 도시하였다. 그러나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 파이프(60)의 연장 위치에 따라서는 리브(281)는 기둥부(22)로부터 돌출 형성될 수도 있다.

파이프 삽입부(282)는 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에 파이프(60)가 상하 방향으로 통과될 수 있는 파이프 삽입홀(283)을 포함한다. 파이프 삽입홀(283)은 파이프(60)의 외경보다 조금 큰 외경으로 형성되어 파이프(60)의 변위량을 최소화할 수 있다.

본 실시예에서, 파이프 삽입부(282)는 파이프(60)를 완전히 감쌀 수 있는 원통 형태로 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 파이프 삽입부(282)는 파이프(60)의 수평 방향(파이프(60)의 연장 방향에 대한 수직방향)의 변위를 제한할 수 있는 형태이면 파이프(60)의 일부 또는 전체를 감싸는 임의의 형태를 가질 수 있다.

파이프(60)가 상하 방향으로 연속적으로 배치된 파이프 지지부(28)에 지지되므로, 파이프(60)에 외력이 가해지더라도, 파이프(60)의 수평 방향 변위가 제한될 수 있고, 이에 의해 파이프(60)가 전체적으로 휘어지는 문제를 예방할 수 있다.

위와 같은 파이프 지지부(28)는 소정 간격으로, 레그(20)의 상하 방향으로 다수 개 제공될 수 있으며, 일 예로 낱개의 파이프(60)당 하나의 파이프 지지부(28)가 배치될 수 있도록 제공될 수 있다.

상기와 같은 레그(20)의 형태는 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상이 유지되는 한 레그(20)는 다양한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들면, 레그(20)는 상방에서 보았을 때, 사각형 형태로 제공될 수 있으며, 원통형으로 제공될 수도 있다. 또한, 랙 기어(24)는 다른 배치를 가질 수도 있다.

레그 가이드부(30)는 레그(20)가 상하 방향으로 통과되는 레그웰(W)을 형성하는 케이스(31)를 포함한다. 레그웰(W)은 레그(20)의 종단면 형상, 즉 전체적으로 삼각형 형상의 구멍일 수 있으며, 삼각형의 꼭지점 부분에는 랙 기어(24)와 연동할 수 있는 피니언 기어(35)가 수용되는 피니언 기어 수용부(33)가 마련될 수 있다. 또한, 케이스(31)에는 피니언 기어(35)를 회전시키는 모터 등의 구동장치(34)가 마련된다.

피니언 기어(35) 및 구동장치(34)는 하나의 기둥부(22)의 양측에 다수 개가 서로 쌍을 이루도록 배치될 수 있으며, 본 실시예에서는 3쌍이 배치되는 것을 예로 도시하였다.

위와 같은 구조를 갖는 레그(20)와 레그 가이드부(30)를 사용하는 본 실시예의 경우, 파이프(60)는 연결부(26)와 레그웰(W)을 형성하는 측벽, 즉 케이스(31)의 내측벽 사이의 공간을 통해 하방으로 연장될 수 있다.

파이프(60)는 데릭(50)으로부터 해저로 연장될 때, 레그(20)에 형성된 파이프 지지부(28)의 파이프 삽입홀(283)을 통과하면서 연장된다. 이에 의해, 파이프(60)가 최종적으로 해저까지 길게 연장되더라도, 파이프(60)는 강한 강성을 갖는 레그(20)에 지지될 수 있다. 따라서, 파이프(60)에 파도 등의 외력이 작용하더라도, 파이프(60)가 전체적으로 휘어지는 문제점을 방지할 수 있으며, 이에 의해 파이프(60)의 변형, 파손을 최소화할 수 있다.

한편, 상하 방향으로 인접한 파이프 지지부(28)들은, 파이프(60)의 연장 시 파이프(60)가 파도 등에 의해 소정의 경로를 벗어나 하측에 위치한 파이프 지지부(28)에 원활하게 끼워지지 않게 되는 문제를 방지하기 위해, 와이어, 체인, 리브 중 어느 하나 이상으로 연결될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 파이프(60)의 연장 시 파이프(60)가 파이프 지지부(28)를 통과하며 연장되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 파이프 지지부(28)는 레그(20)에 고정된 체인과, 체인에 연결되며 파이프(60)에 걸리는 고리 형태로 제공되고, 파이프(60)는 해저로 연장된 후 잠수부 또는 ROV(Remotely Operated Vehicle)에 의해 파이프 지지부(28)에 연결될 수도 있다.

또한, 파이프(60)는 3개의 연결부(26)와 케이스(31)의 내측벽 사이의 공간 중 어느 하나를 통해 연장될 수 있으며, 이는 데릭(50)에 형성된 드릴 플로어(52) 및 데릭용 크레인(53)의 위치에 의해 결정된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물(1)은 풍력 발전기 설치를 위한 크레인(40)과 파이프(60) 설치를 위한 데릭(50)을 동시에 구비함으로써 풍력 발전기를 설치하거나, 시추 작업을 선택적으로 할 수 있다. 즉, 부유식 구조물(1)은 일정 기간 동안에는 풍력 발전기 설치를 하러 다니다가, 필요에 따라서는 시추 작업을 하는데 사용될 수 있다.

또한, 본체(10)에 형성된 레그웰(W)을 파이프(60)를 설치하기 위한 공간으로 활용함으로써 크레인(40)과 데릭(50)을 동시에 설치하면서도 작업 공간을 넓게 확보할 수 있다. 구체적으로, 종래에는 시추 작업을 하기 위해서는 데릭을 문풀 위에 설치하고, 문풀을 통해 파이프를 해저로 연장시키거나 데릭을 선체 바깥으로 이동시켜 파이프를 연장시켰으나, 본 발명의 실시예에서는 기 형성되어 있는 레그웰을 파이프 연장을 위한 공간으로 활용함으로써 문풀 또는 데릭을 이동시키기 위한 장치들을 설치할 필요가 없다. 따라서, 그에 대응되는 만큼의 작업 공간을 추가적으로 확보할 수 있다.

또한, 강한 강성을 갖는 레그(20)에 파이프 지지부(28)를 형성함으로써, 파이프(60)가 해저에서 외력에 의해 크게 요동되어 발생될 수 있는 변형, 파손 등의 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 크레인(40)과 데릭(50)을 본체(10)의 양측에 설치함으로써 부유식 구조물(1)의 특정 위치에 집중되는 것을 방지하여 균형을 잘 유지할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

1 : 부유식 구조물 10 : 본체
20 : 레그 22 : 기둥부
24 : 랙 기어 26 : 연결부
28 : 파이프 지지부 281 : 리브
282 : 파이프 삽입부 283 : 파이프 삽입홀
30 : 레그 가이드부 31 : 케이스
34 : 구동장치 33 : 피니언 기어 수용부
35 : 피니언 기어 40 : 크레인
50 : 데릭 51 : 바디
52 : 드릴 플로어 53 : 데릭용 크레인
60 : 파이프 W : 레그웰
W' : 파이프 연장 공간

Claims (9)

1. 항해 모드와 잭업 모드로 운용되는 부유식 구조물에 있어서,
   물에 부유하고, 다수의 레그웰을 포함하는 본체;
   각각의 상기 레그웰을 관통하는 레그;
   상기 레그웰 상에 대응되게 마련되며, 상기 본체와 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 레그 가이드부;
   상기 레그 가이드부의 상부에 설치되고, 상기 레그웰을 통해 파이프를 연장시키는 데릭; 및
   상기 데릭이 설치되어 있는 상기 레그웰을 관통하는 상기 레그에 적어도 한 개가 위치하며, 해저로 연장된 상기 파이프의 수평 방향 변위를 제한하는 파이프 지지부를 포함하는 부유식 구조물.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체에 설치되는 크레인을 더 포함하는 부유식 구조물.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 크레인은 상기 레그웰 또는 상기 레그웰 중 다른 하나의 레그웰 상에 대응되게 마련된 상기 레그 가이드부의 상부에 설치되는 부유식 구조물.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 파이프는 상기 레그와 상기 레그웰의 측벽 사이의 공간으로 연장되는 부유식 구조물.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 레그는,
   상하 방향으로 연장되는 기둥부; 및
   상기 기둥부를 연결하는 연결부를 포함하고,
   상기 파이프 지지부는,
   상기 기둥부 또는 상기 연결부 중 어느 하나로부터 연장되는 리브; 및
   상기 리브에 제공되며 상기 파이프가 통과하는 파이프 삽입부를 포함하는 부유식 구조물.
6. 제 5 항에 있어서,
   상하 방향으로 인접한 상기 파이프 지지부의 상기 파이프 삽입부는, 와이어, 체인, 리브 중 어느 하나 이상에 의해 연결되는 부유식 구조물.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 파이프 지지부는,
   상기 레그에 고정되는 체인; 및
   상기 체인에 연결되어 상기 파이프에 걸리는 고리를 포함하는 부유식 구조물.
8. 항해 모드와 잭업 모드로 운용되며, 레그가 통과하는 레그웰로 시추용 파이프를 통과시키는 부유식 구조물의 레그에 있어서,
   상기 레그웰을 통과해 상하 방향으로 연장되는 다수 개의 기둥부;
   상기 기둥부를 연결하는 연결부;
   상기 기둥부에 제공되며 상하 방향으로 연장되는 랙 기어; 및
   상기 기둥부 또는 상기 연결부에 제공되며, 상기 레그웰을 통과해 연장되는 상기 파이프를 지지하는 파이프 지지부를 포함하는 부유식 구조물의 레그.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 파이프 지지부는,
   상기 기둥부 또는 상기 연결부로부터 돌출되는 리브; 및
   상기 리브의 단부에 제공되며 상기 파이프가 끼워지는 파이프 삽입홀을 포함하는 파이프 지지부를 포함하는 부유식 구조물의 레그.

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