KR101399596B1 - 복합식 해상구조물 및 그의 운용방법 - Google Patents

복합식 해상구조물 및 그의 운용방법 Download PDF

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Abstract

복합식 해상구조물 및 그의 운용방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 추진수단을 포함하고 해상에서 이동 가능한 선박형 해상구조물; 및 해상의 소정 위치에 계류되며, 선박형 해상구조물과 결합 및 분리 가능한 폰툰형 해상구조물;을 포함하는 복합식 해상구조물이 제공된다.

Description

복합식 해상구조물 및 그의 운용방법 {COMPLEX TYPE MARINE STRUCTURE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 해상구조물 및 그의 운용방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이동 및 계류 성능을 고루 갖춘 복합식 해상구조물 및 그의 운용방법에 관한 것이다.
해저자원개발이 활발해지면서 원유나 가스 등을 해저로부터 공급받아 가공 및 저장하는 부유식 해상구조물이 널리 사용되고 있다. 일반적으로 부유식 해상구조물은 FPSO(Floating Production Storage and Offloading), FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등과 같은 선박 타입의 해상설비와, 반잠수식 리그선(rig) 등과 같은 폰툰 타입의 해상설비로 분류될 수 있다.
선박 타입 해상설비의 경우 프로펠러 등을 통해 자체적으로 이동이 가능하고, 생산설비를 탑재한 상태로 생산지나 설치위치까지 이동 후, 원유 등을 생산하게 되는 바, 이동성의 측면에서 폰툰 타입의 해상설비에 비해 장점이 있다.
다만, 선박 타입의 해상설비는 생산시 위치 유지를 위한 계류 능력의 측면에서는 상대적으로 리그선 등 폰툰 타입 해상설비에 비해 뒤떨어지는 문제점이 있다. 선박 타입 해상설비의 경우 스프레드 계류 방식(spread mooring)이나 터렛 시스템(turret system) 등을 사용하여 계류 성능을 구현하게 되는데, 상기 스프레드 계류 방식의 경우 계류 성능이 미흡하여 극한 환경에서는 적용이 불가하며, 터렛 시스템의 경우에도 고가 설비로 건조단가를 상승시키는 요인이 될 뿐만 아니라, 복잡한 구조로 선체에 탑재하기 위하여 복잡한 설계 및 제작과정을 거쳐야 한다는 문제점이 있다.
한편, 폰툰 타입 해상설비의 경우 이동성의 측면에서는 다소 뒤떨어지나, 계류를 위한 안정성이나 운동 성능의 측면에서는 앞선 선박 타입 해상설비에 비해 우수하다는 장점이 있어 시추선 등의 용도로 널리 사용되고 있다. 일 예로, 한국공개특허 제10-1988-0007320호에서는 쌍동선형 반잠수식 시추선을 개시하고 있다.
그러나 폰툰 타입 해상설비의 경우 이동 성능에 한계가 있어 단기간 내 생산지로 이동 및 생산 개시할 수 없다는 문제점이 있으며, 이로 인해, 경제성 등의 측면에서 일부 지역에만 국한되어 적용 가능하다는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-1988-0007320호 (1988년 08월 26일 공개)
본 발명의 실시예들은 이동 및 계류 성능을 모두 충족 가능한 복합식 해상구조물 및 그의 운용방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 추진수단을 포함하고 해상에서 이동 가능한 선박형 해상구조물; 및 해상의 소정 위치에 계류되며, 상기 선박형 해상구조물과 결합 및 분리 가능한 폰툰형 해상구조물;을 포함하는 복합식 해상구조물이 제공될 수 있다.
이때, 상기 푼툰형 해상구조물은 하나 이상의 지주를 포함하며, 상기 선박형 해상구조물은, 상기 폰툰형 해상구조물의 상기 지주가 삽입 체결되는 하나 이상의 폰툰체결홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 폰툰체결홀은, 상기 선박형 해상구조물의 길이방향을 따라 소정간격 이격되도록 배치되되, 일측으로 갈수록 상기 폰툰체결홀의 상하방향 높이가 낮아지며, 상기 지주는, 상기 폰툰형 해상구조물의 길이 방향을 따라 소정간격 이격되도록 배치되고, 일측으로 갈수록 상기 지주의 상하방향 높이가 낮아질 수 있다.
또한, 상기 선박형 해상구조물은, 상기 지주를 상기 폰툰체결홀로 끌어올리는 윈치설비를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 폰툰형 해상구조물은, 길이방향으로 연장 형성된 폰툰몸체부, 상기 폰툰몸체부의 상면에 상하방향으로 형성되는 복수개의 지주 및 상기 복수개의 지주 내측에 형성된 하나 이상의 발라스트 탱크를 포함할 수 있다.
또한, 상기 폰툰형 해상구조물은, 해수 중에 적어도 일부가 잠겨 있는 상태로 계류되며, 상기 폰툰형 해상구조물의 계류 지점을 표시하기 위하여 해상에 부유되는 부표를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 해상의 제 1 위치에 제 1 폰툰형 해상구조물을 계류시키는 계류단계; 자체 추진수단을 및 해상자원의 처리설비를 포함하는 선박형 해상구조물을 상기 제 1 위치로 이동시키는 이동단계; 상기 제 1 위치에서 상기 제 1 폰툰형 해상구조물과 상기 선박형 해상구조물을 결합시키고, 상기 선박형 해상구조물을 상기 제 1 폰툰형 해상구조물을 통해 해상에 계류시키는 설치단계; 및 상기 처리설비를 통해 상기 제 1 위치에서 해상자원의 탐사, 채취, 저장, 가공 및 수송 중 하나 이상을 수행하는 작업수행단계;를 포함하는 복합식 해상구조물의 운용방법이 제공될 수 있다.
이때, 상기 계류단계는, 상기 제 1 위치와 소정거리 이격된 제 2 위치에 제 2 폰툰형 해상구조물을 계류시키는 단계를 포함하며, 상기 작업수행단계에 후행하여, 상기 선박형 해상구조물과 상기 제 1 폰툰형 해상구조물을 다시 분리시키고, 상기 선박형 해상구조물을 상기 제 2 폰툰형 해상구조물이 계류된 상기 제 2 위치로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 복합식 해상구조물은, 이동성이 우수한 선박형 해상구조물과 계류 성능이 우수한 폰툰형 해상구조물을 필요에 따라 결합 및 분리시킬 수 있도록 형성됨으로써, 선박 타입 해상설비와 폰툰 타입 해상설비의 기술적 이점을 폭넓게 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 복합식 해상구조물의 운용방법은, 해상의 소정 위치에 미리 폰툰형 해상구조물을 계류시켜두고, 필요에 따라 선박형 해상구조물을 이동시켜가며 운용됨으로써, 충분한 이동성 및 계류성능을 갖춘 효과적인 해상 작업 수단으로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합식 해상구조물을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 폰툰체결홀에 지주가 체결되는 모습을 도시한 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 복수개의 폰툰체결홀에 복수개의 지주가 각각 체결되는 모습을 도시한 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 복합식 해상구조물의 변형예를 보여주는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합식 해상구조물의 운용방법을 보여주는 개념도이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합식 해상구조물에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합식 해상구조물을 보여주는 개념도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 1의 상측에 도시된 선박형 해상구조물(110)은 평면도로 도시하였으며, 도 1의 하측에 도시된 폰툰형 해상구조물(120)은 사시도로 도시하였음을 알려둔다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은, 이동 가능한 선박형 해상구조물(110)과, 해상의 소정 위치에 계류되는 폰툰형 해상구조물(120)을 포함할 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은, 상기와 같은 선박형 해상구조물(110)과 폰툰형 해상구조물(120)이 상호 결합 및 분리 가능하도록 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은 이동성이 우수한 선박형 해상구조물(110)과 계류 성능이 우수한 폰툰형 해상구조물(120)을 필요에 따라 결합 또는 분리시키도록 형성된다. 따라서 후술할 바와 같이, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은 선박 타입 해상설비와 폰툰(pontoon) 타입 해상설비의 기술적 이점을 폭넓게 활용할 수 있다.
보다 구체적으로, 선박형 해상구조물(110)은 프로펠러 등의 추진수단를 구비하고, 해상에서 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 즉, 선박형 해상구조물(110)은 해상에서 자체적으로 이동이 가능하다. 이때, 본 실시예에 따른 선박형 해상구조물(110)은 추진수단을 통해 해상에서 이동 가능하도록 형성된 것이면 무방하며, 반드시 유선형의 선형(hull form)을 가지거나, 일반적인 선박(ship)의 형태를 가져야 하는 것은 아니다.
또한, 선박형 해상구조물(110)에는 처리설비(111)가 탑재될 수 있다. 처리설비(111)는 해상자원의 탐사, 채취, 저장, 가공, 수송 등을 수행할 수 있다. 이때, 상기 해상자원은 원유나 가스뿐만 아니라, 희토류, 망간단괴 등의 해저광물 또한 포함할 수 있으며, 해상 환경하에서 획득 가능한 모든 종류의 자원을 포함할 수 있다. 또한, 처리설비(111)는 해상자원의 채취뿐만 아니라, 탐사나, 채취 이후의 가공, 저장, 수송 등을 수행 가능한 모든 종류의 설비를 포함할 수 있다. 예를 들면, 처리설비(111)는 해상자원의 탐사를 위한 시추설비, 원유의 가공을 위한 정제설비, 가스의 재기화 설비, 해상자원의 저장이나 수송을 위한 터미널설비 등을 포함할 수 있다.
상기와 같은 선박형 해상구조물(110)은 추진수단을 통해 해상에서 자체적으로 이동 가능하며, 처리설비(111)를 통해 해상에서 필요한 작업을 수행할 수 있다. 즉, 선박형 해상구조물(110)은 해상자원의 탐사 등이 필요한 작업 위치로 자유롭게 이동하여, 처리설비(111)를 통해 각 작업 위치에서 해상자원의 탐사 등을 수행하게 된다.
한편, 선박형 해상구조물(110)은 후술할 폰툰형 해상구조물(120)과 결합 및 분리 가능하도록 형성될 수 있으며, 이를 위해, 복수개의 폰툰체결홀(112)을 구비할 수 있다. 복수개의 폰툰체결홀(112)은 선박형 해상구조물(110)의 저면부에 형성될 수 있으며, 폰툰형 해상구조물(120)의 각 지주(121)가 삽입 체결될 수 있도록 지주(121)의 형태나 크기에 대응되는 형태나 크기로 형성될 수 있다.
또한, 복수개의 폰툰체결홀(112)은 선박형 해상구조물(110)의 좌우현에 서로 대응되도록 배치될 수 있으며, 선박형 해상구조물(110)의 길이방향을 따라 소정간격 이격되도록 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 선박형 해상구조물(110)의 좌우현 측에 각각 세 개씩의 폰툰체결홀(112)이 서로 대응되도록 형성된 경우를 예시하였다. 다만, 필요에 따라, 폰툰체결홀(112)의 개수가 증감 변동될 수 있음은 물론이다.
또한, 선박형 해상구조물(110)은 각 폰툰체결홀(112)에 인접하게 배치되는 윈치설비(113)를 구비할 수 있다. 윈치설비(113)는 각 폰툰체결홀(112)로 폰툰형 해상구조물(120)의 각 지주(121)를 끌어올리게 된다. 이에 대하여는, 후술할 도 2에 대한 설명에서 부가 설명하기로 한다.
한편, 폰툰형 해상구조물(120)은 해상의 소정 위치에 계류되는 것으로, 선박형 해상구조물(110)과 결합 및 분리 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 폰툰형 해상구조물(120)은 해상의 소정 위치에 계류되어 있는 것으로, 특별히 이동 성능이 요구되지 않으며, 예인선 등에 의해 설치 위치까지 이동될 수 있으면 무방하다.
또한, 폰툰형 해상구조물(120)은 선박형 해상구조물(110)의 좌우현 측에 각각 체결될 수 있도록 한 쌍으로 형성될 수 있다. 즉, 폰툰형 해상구조물(120)은 선박형 해상구조물(110)의 좌현 측에 체결되는 폰툰형 해상구조물(120)과, 선박형 해상구조물(110)의 우현 측에 체결되는 폰툰현 해상구조물(120)을 포함할 수 있다. 좌우현 측 폰툰형 해상구조물(120)은 서로 대응되는 것으로, 양 자는 동일 유사하게 형성될 수 있다.
한편, 폰툰형 해상구조물(120)은 길이 방향으로 연장 형성된 폰툰몸체부(122)와, 폰툰몸체부(122)의 상면에 상측 방향으로 연장 형성된 지주(121)를 구비할 수 있다. 이때, 지주(121)는 복수개로 형성될 수 있으며, 복수개의 지주(121)는 폰툰몸체부(122)의 길이 방향을 따라 소정간격 이격되도록 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 폰툰몸체부(122)를 따라 세 개의 지주(121)가 배치된 경우를 예시하였다.
각각의 지주(121)는 선박형 해상구조물(110)에 형성된 폰툰체결홀(112)로 삽입 체결될 수 있으며, 이로 인해, 선박형 해상구조물(110)과 폰툰형 해상구조물(120)이 서로 결합될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은 해상의 소정 위치에 폰툰형 해상구조물(120)을 계류시켜 두고, 필요에 따라, 선박형 해상구조물(110)이 이동하여 폰툰형 해상구조물(120)의 각 지주(121)에 결합되게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 폰툰체결홀에 지주가 체결되는 모습을 도시한 개략도이다. 도 2는 폰툰체결홀(112)이 형성된 선박형 해상구조물(110)의 저면부와, 폰툰체결홀(112)로 체결되는 지주(121) 및 폰툰형 해상구조물(120)을 도시한 것임을 알려둔다.
도 2를 참고하면, 선박형 해상구조물(110)의 저면부에는 폰툰체결홀(112)이 관통 형성될 수 있으며, 폰툰형 해상구조물(120)은 각 지주(121)가 상기와 같은 폰툰체결홀(112)로 끌어올려져 선박형 해상구조물(110)과 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 폰툰형 해상구조물(120)이 해수 중에 잠겨있는 상태로 계류되어 있으면, 선박형 해상구조물(110)이 상기와 같은 폰툰형 해상구조물(120)로 접근하여 폰툰형 해상구조물(120)의 상측에 위치하게 된다. 선박형 해상구조물(110)이 폰툰형 해상구조물(120)의 상측에 배치되면, 윈치설비(113)를 통해 체인(C) 등의 인장수단을 폰툰형 해상구조물(120)의 지주(121)로 내려 보내며, 체인(C)은 연결고리 등을 통해 지주(121) 상단에 결합되게 된다. 이때, 상기와 같은 체인(C)의 연결 작업은 해수 중에서 수행되게 되는 바, 필요에 따라, ROV(Remotely Operated Vehicle) 등의 무인장비가 사용될 수 있다.
한편, 상기와 같이 체인(C)이 연결 완료되면, 윈치설비(113)는 폰툰형 해상구조물(120)의 지주(121)를 폰툰체결홀(112)로 끌어올리게 되며, 폰툰형 해상구조물(120)의 지주(121)는 폰툰체결홀(112)로 삽입 체결되게 된다.
이때, 폰툰형 해상구조물(120)의 지주(121)가 폰툰체결홀(112)에 삽입된 상태를 유지시키기 위하여, 윈치설비(113)에 스토퍼(stopper) 기능이 내장되거나, 별도의 스토퍼설비(114)가 체인(C)에 체결될 수 있다.
또한, 폰툰체결홀(112)의 상단에는 폰툰체결홀(112)로 삽입 체결된 지주(121)와 접촉되는 지지구조물(115)이 마련될 수 있다. 지지구조물(115)은 폰툰체결홀(112)로 삽입 체결된 지주(121) 상단에 접촉되어 윈치설비(113)에 의해 끌어올려지는 지주가 일정 이상 상승하지 않도록 지지한다. 지지구조물(115)은 지주(121)의 삽입 체결시 지주(121) 상단에 충돌될 수 있으므로, 충격흡수를 위한 구조로 설계되거나, 구조강도가 강한 재질 및 구조로 형성됨이 바람직하다.
다시 도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은, 상기 도 2를 참고하여 설명한 바와 같이 폰툰형 해상구조물(120)의 지주(121)가 선박형 해상구조물(110)의 폰툰체결홀(112)로 삽입 체결되어, 선박형 해상구조물(110)과 폰툰형 해상구조물(120)의 결합이 가능하다. 또한, 필요에 따라, 폰툰형 해상구조물(120)의 지주(121)를 폰툰체결홀(112)에서 인출하고 선박형 해상구조물(110)과 폰툰형 해상구조물(120)을 다시 분리시킬 수도 있다.
따라서 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은, 선박형 해상구조물(110)과 폰툰형 해상구조물(120)을 결합시켜 사용함으로써, 해상에서의 계류 성능을 충분히 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 필요에 따라, 선박형 해상구조물(110)을 폰툰형 해상구조물(120)에서 분리시켜 신속한 이동이 가능하다. 즉, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은 계류 성능이 우수한 폰툰형 해상구조물(120)을 해상의 소정 위치에 계류시켜두고, 필요에 따라, 선박형 해상구조물(110)을 이동시켜 계류된 폰툰형 해상구조물(120)과 결합하여 사용될 수 있다.
이때, 폰툰형 해상구조물(120)은 해수 중에 잠겨 있는 상태로 계류될 수 있으므로, 폰툰형 해상구조물(120)이 계류된 위치를 표시하기 위하여, 폰툰형 해상구조물(120)은 부표(124, 도 5 참고)를 구비할 수 있다. 부표(124)는 해상에 부유되어 폰툰형 해상구조물(120)이 계류된 위치를 표시할 수 있다. 따라서 선박형 해상구조물(110)은 상기와 같은 부표(124)의 위치를 통해 폰툰형 해상구조물(120)이 계류된 위치로 접근하게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은 선박형 해상구조물(110)의 길이방향을 따라 복수개의 폰툰체결홀(112)이 마련될 수 있으며, 상기와 같은 복수개의 폰툰체결홀(112)에 각각 폰툰형 해상구조물(120)의 각 지주(121)가 체결될 수 있다. 이때, 복수개의 폰툰체결홀(112)에 복수개의 지주(121)를 동시에 체결시키는 경우, 각 구조물 간의 간섭이나 공차에 의하여, 체결이 다소 곤란해질 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 본 실시예에 따른 폰툰형 해상구조물(120)은 각 지주(121)에 발라스트 탱크(123a, 123b, 123c, 도 3 참고)가 마련될 수 있으며, 각 지주(121)에 마련된 발라스트 탱크(123a, 123b, 123c) 수위를 조절하여, 폰툰체결홀(112)과 지주(121) 간의 체결을 보다 용이하게 수행할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 복수개의 폰툰체결홀에 복수개의 지주가 각각 체결되는 모습을 도시한 개략도이다. 도 3은 선박형 해상구조물(110)의 길이방향을 따라 배치된 각 폰툰체결홀(112)로, 폰툰형 해상구조물(120)의 길이방향을 따라 배치된 각 지주(121)가 체결되는 모습을 도시하였음을 알려둔다.
또한, 설명의 편의를 위하여, 도 3의 좌측에 배치된 순으로, 각 폰툰체결홀(112)을 제 1 폰툰체결홀(112a), 제 2 폰툰체결홀(112b) 및 제 3 폰툰체결홀(112c)로 지칭하기로 하며, 대응되는 각 윈치설비(113)를 제 1 윈치설비(113a), 제 2 윈치설비(113b) 및 제 3 윈치설비(113c)로 지칭하기로 한다. 덧붙여, 폰툰형 해상구조물의 각 지주(121)도 도 3의 좌측에 배치된 순으로, 제 1 지주(121a), 제 2 지주(121b) 및 제 3 지주(121c)로 지칭하기로 한다.
도 3을 참고하면, 제 1 폰툰체결홀(112a)에는 제 1 지주(121a)가 삽입 체결되며, 제 2 폰툰체결홀(112b)에는 제 2 지주(121b)가 삽입 체결되고, 제 3 폰툰체결홀(112c)에는 제 3 지주(121c)가 삽입 체결되게 된다.
이때, 제 1 내지 3 지주(121a, 121b, 121c)를 동시에 각각 제 1 내지 3 폰톤체결홀(112a, 112b, 112c)로 삽입 체결하는 경우, 각 구조물 간의 간섭 등으로 인해, 체결이 곤란할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 본 실시예에 따른 폰툰형 해상구조물(120)은 제 1 내지 3 지주(121a, 121b, 121c)에 각각 제 1 내지 3 발라스트 탱크(123a, 123b, 123c)가 마련될 수 있으며, 제 1 내지 3 발라스트 탱크(123a, 123b, 123c)의 수위를 조절함으로써, 제 1 내지 3 지주(121a, 121b, 121c)가 순차적으로 삽입 체결되도록 할 수 있다.
보다 구체적으로, 제 1 지주(121a)에는 제 1 발라스트 탱크(123a)가, 제 2 지주(121b)에는 제 2 발라스트 탱크(123b)가, 제 3 지주(121c)에는 제 3 발라스트 탱크(123c)가 마련될 수 있다. 이때, 각각의 제 1 내지 3 발라스트 탱크(123a, 123b, 123c)는 펌프 등을 구비하고, 독립적으로 해수의 수위가 조절될 수 있다. 즉, 제 1 내지 3 발라스트 탱크(123a, 123b, 123c)는 각각 수위가 상이하게 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 발라스트 탱크(123a)에는 제 1 수위(W1)로 해수가 채워지고, 제 2 발라스트 탱크(123b)에는 상기 제 1 수위(W1)보다 소정정도 높은 제 2 수위(W2)로 해수가 채워질 수 있으며, 제 3 발라스트 탱크(123c)에는 상기 제 2 수위(W2)보다 소정정도 높은 제 3 수위(W3)로 해수가 채워질 수 있다.
상기와 같은 경우, 제 1 내지 3 지주(121a, 121b, 121c)의 수위차에 의하여, 폰툰형 해상구조물(120)은 일측(즉, 도 3의 우측)으로 소정정도 하향 경사지게 배치될 수 있다. 따라서 제 1 내지 3 윈치설비(113a, 113b, 113c)를 동일한 인장력으로 구동하여 폰툰형 해상구조물(120)을 끌어올리게 되면, 좌측의 제 1 지주(121a)부터 제 1 폰툰체결홀(112a)로 삽입되게 되며, 순차적으로 제 2 지주(121b) 및 제 3 지주(121b)가 각각 제 2 폰툰체결홀(112c) 및 제 3 폰툰체결홀(112c)로 삽입 체결되게 된다.
즉, 제 1 내지 3 발라스트 탱크(123a, 123b, 123c)의 수위 조절을 통하여, 폰툰형 해상구조물(120)을 일측으로 기울인 상태에서, 폰툰형 해상구조물(120)을 선박형 해상구조물(110) 측으로 끌어올리게 되면, 경사에 의해 상대적으로 높은 위치에 위치하는 제 1 지주(121a)부터 제 1 폰툰체결홀(112a)로 삽입 체결될 수 있으며, 순차적으로 제 2 지주(121b) 및 제 3 지주(121c)가 삽입 체결되게 된다.
상기와 같은 경우, 제 1 내지 3 지주(121a, 121b, 121c)가 동시에 제 1 내지 3 폰툰체결홀(112a, 112b, 112c)로 삽입 체결되는 것이 아니라, 제 1 지주(121a)부터 순차적으로 삽입 체결되게 되므로, 체결시 각 구조물 간의 간섭을 줄일 수 있으며, 각 구조물 간의 위치 조정이 보다 용이해진다. 따라서 선박형 해상구조물(110)과 폰툰형 해상구조물(120)의 결합이 보다 용이하고 신속하게 수행될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 필요에 따라, 각 지주(121)가 아닌 폰툰몸체부(122)에 길이방향을 따라 복수개의 발라스트 탱크를 구획 형성할 수도 있다. 이와 같은 경우, 길이 방향으로 배치된 상기 각 발라스트 탱크의 수위를 조절함으로써, 폰툰형 해상구조물(120)을 소정정도 경사지게 배치시킬 수 있으며, 상기에서 설명한 바와 유사하게 제 1 내지 3 지주(121a, 121b, 121c)가 순차적으로 삽입 체결되도록 할 수 있다.
또한, 상기와 같은 발라스팅을 통한 방법 이외에도, 각 폰툰체결홀(112) 및 각 지주(121)의 상하방향 높이를 상이하게 형성함으로써, 각 지주(121)가 순차적으로 체결되는 구조도 고려될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 복합식 해상구조물의 변형예를 보여주는 개략도이다.
설명의 편의를 위하여, 도 4의 좌측에 배치된 순으로, 각 폰툰체결홀(112)을 제 4 폰툰체결홀(112d), 제 5 폰툰체결홀(112e) 및 제 6 폰툰체결홀(112f)로 지칭하기로 하며, 대응되는 각 지주(121) 또한 제 4 지주(121d), 제 5 지주(121e) 및 제 6 지주(121f)로 지칭하기로 한다.
도 4를 참고하면, 본 변형예의 경우, 제 4 내지 6 폰툰체결홀(112d, 112e, 112f)의 상하방향 높이가 각각 상이하게 형성될 수 있으며, 이에 대응되도록 제 4 내지 6 지주(121d, 121e, 121f)의 상하방향 높이도 각각 상이하게 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 4의 좌측에 배치된 순으로, 제 4 폰툰체결홀(112d)은 제 1 높이(D1)로, 제 5 폰툰체결홀(112e)은 상기 제 1 높이(D1)보다 소정정도 낮은 제 2 높이(D2)로, 제 6 폰툰체결홀(112f)은 상기 제 2 높이(D2)보다 소정정도 낮은 제 3 높이(D3)로 형성될 수 있다. 또한, 상기에 대응되도록, 제 4 내지 6 지주(121d, 121e, 121f)도 각각 제 1 내지 3 길이(L1, L2, L3)로 형성될 수 있다.
상기와 같은 경우, 제 4 내지 6 지주(121d, 121e, 121f)가 각각 상이한 길이로 형성되므로, 폰툰형 해상구조물(120)을 선박형 해상구조물(110) 측으로 끌어올리면, 상대적으로 가장 높은 위치에 위치되는 제 4 지주(121d)의 상단이 제 4 폰툰체결홀(112d)에 삽입 체결되게 되며, 순차적으로 제 5 지주(121e) 및 제 6 지주(121f)가 각각 제 5 폰툰체결홀(112e) 및 제 6 폰툰체결홀(112f)로 삽입 체결되게 된다.
따라서 제 4 내지 6 지주(121d, 121e, 121f)가 각각 순차적으로 제 4 내지 6 폰툰체결홀(112d, 112e, 112f)에 체결되게 되는 바, 체결시 각 구조물 간의 간섭 등을 소정정도 방지할 수 있으며, 선박형 해상구조물(110)과 폰툰형 해상구조물(120)의 결합이 보다 용이해질 수 있다.
한편, 본 변형예의 경우, 제 4 내지 6 지주(121d, 121e, 121f)가 각각 상이한 길이로 형성되나, 이에 대응하여 제 4 내지 6 폰툰체결홀(112d, 112e, 112f) 또한 각각 상이한 높이로 형성되게 되는 바, 결과적으로, 폰툰형 해상구조물(120)은 선박형 해상구조물(110)의 저면부에 평행하게 체결될 수 있다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합식 해상구조물의 운용방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 5는 도 1에 도시된 복합식 해상구조물의 운용방법을 보여주는 개념도이다.
도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)은, 이동이 필요한 경우에는 폰툰형 해상구조물(120)을 분리하고 선박형 해상구조물(110)을 통해 이동하고, 계류 능력이 요구되는 작업 상황에서는 폰툰형 해상구조물(120)과 선박형 해상구조물(110)을 결합시켜 사용하는 방식으로 운용될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)의 운용방법은, 해상의 소정 위치에 폰툰형 해상구조물(120)을 계류시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 소정 위치는 복수개일 수 있으며, 상기 복수개의 위치에 각각 폰툰형 해상구조물(120)을 계류시킬 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 위치(F1)에 제 1 폰툰형 해상구조물(120a)을 계류시키고, 제 1 위치(F1)와 소정거리 이격된 제 2 위치(F2)에 제 2 폰툰형 해상구조물(120b)을 계류시켜 둘 수 있다. 또한, 제 2 위치(F2)와 소정거리 이격된 제 3 위치(F3)에는 제 3 폰툰형 해상구조물(120c)을 계류시켜 둘 수 있다.
이때, 제 1 내지 3 위치(F1, F2, F3)는 각각 수십 또는 수백 킬로미터 이격된 지점일 수 있다. 즉, 설명의 편의를 위하여, 도 5에서는 제 1 내지 3 위치(F1, F2, F3)를 근접하게 도시하였으나, 실제 운용시 제 1 내지 3 위치(F1, F2, F3)는 수십 또는 수백 킬로미터 이상으로 이격된 지점으로 설정될 수 있다.
또한, 도 5에서는 제 1 내지 3 위치(F1, F2, F3)만을 예시하여 도시하였지만, 필요에 따라 보다 많은 위치에 각각 폰툰형 해상구조물(120)을 계류시켜 둘 수 있음은 물론이다.
한편, 제 1 내지 3 폰툰형 해상구조물(120a, 120b, 120c)은 이동 능력이 없을 수 있는 바, 각각 예인선 등에 의하여 제 1 내지 3 위치(F1, F2, F3)로 이동될 수 있다. 보다 바람직하게는, 제 1 내지 3 폰툰형 해상구조물(120a, 120b, 120c)은 각각 제 1 내지 3 위치(F1, F2, F3)에서 인접한 해안에서 제작 또는 건조되어 예인선 등에 의해 이동될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)의 운용방법은, 선박형 해상구조물(110)을 제 1 위치(F1)로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 선박형 해상구조물(110)은 전술한 바와 같이 자체 추진수단을 구비하고 해상에서 이동 가능하도록 형성될 수 있으며, 해상자원의 탐사 등을 위한 처리설비(111)가 탑재되게 된다.
또한, 제 1 내지 3 위치(F1, F2, F3)에 각각 계류된 제 1 내지 3 폰툰형 해상구조물(120a, 120b, 120c)은 해수 중에 잠겨 있는 상태로 계류될 수 있는바, 이러한 경우, 선박형 해상구조물(110)는 각 폰툰형 해상구조물(120a, 120b, 120c)에 구비된 부표(124)를 통해 각 폰툰형 해상구조물(120)이 계류된 위치로 접근하게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)의 운용방법은, 제 1 위치(F1)로 이동된 선박형 해상구조물(110)을 제 1 폰툰형 해상구조물(120a)과 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.
제 1 위치(F1)로 접근한 선박형 해상구조물(110)은 전술한 폰툰체결홀(112, 도 1 참고) 등을 통해 제 1 폰툰형 해상구조물(120a)과 결합하게 된다. 이에 대하여는 전술한 바 있으므로, 상세한 설명을 생략하도록 한다. 한편, 제 1 폰툰형 해상구조물(120a)과 결합된 선박형 해상구조물(110)은 제 1 폰툰형 해상구조물(120a)을 통해 해상에 계류되게 된다. 즉, 선박형 해상구조물(110)은 제 1 폰툰형 해상구조물(120a)의 계류 능력에 의해 제 1 위치(F1)에서 계류되게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)의 운용방법은, 상기와 같이 제 1 위치(F1)에서 계류된 선박형 해상구조물(110)이, 탑재된 처리설비(111)를 통해 해상자원의 탐사, 채취, 저장, 가공 및 수송 중 하나 이상을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이, 상기 해상자원은 해상에서 취득 가능한 모든 종류의 채취물을 포함하며, 처리설비(111)가 수행하는 작업은 시추, 정제, 재기화 등 해상에서 수행되는 모든 종류의 처리 작업을 포함한다.
한편, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)의 운용방법은, 제 1 위치(F1)에서의 작업수행이 완료된 후, 선박형 해상구조물(110)과 제 1 폰툰형 해상구조물(120a)을 분리시키고, 선박형 해상구조물(110)을 제 2 위치로(F2)로 다시 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
제 1 위치(F1)에서의 작업이 완료되면, 선박형 해상구조물(110)은 작업이 필요한 다른 위치로 이동하게 된다. 보다 구체적으로, 선박형 해상구조물(110)은 제 1 폰툰형 해상구조물(120a)과 다시 분리되며, 제 1 폰툰형 해상구조물(120a)은 선박형 해상구조물(110)과 분리된 상태로 다시 제 1 위치(F1)에 계류되게 된다. 또한, 선박형 해상구조물(110)은 추진수단을 통해 작업이 필요한 제 2 위치(F2)로 이동하게 된다.
이때, 전술한 바와 같이, 제 2 위치(F2)에는 또 다른 제 2 폰툰형 해상구조물(120b)이 계류되어 있으며, 선박형 해상구조물(110)은 상기와 같은 제 2 폰툰형 해상구조물(120b)과 결합되어, 제 2 위치(F2)에서 필요한 작업(즉, 해상자원의 탐사 등)을 수행하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)의 운용방법은 복수개의 위치에 각각 폰툰형 해상구조물(120)을 계류시켜 두고, 필요에 따라, 선박형 해상구조물(110)을 이동시켜 가며 각종 해상 작업을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 운용방법은 이동 성능이 우수한 선박형 해상구조물(110)을 통해 각각의 위치로 신속하게 이동이 가능할 뿐만 아니라, 각 위치에 계류되어 있는 폰툰형 해상구조물(120)을 통해 선박형 해상구조물(110)을 계류시킴으로써, 작업 수행에 필요한 충분한 계류 성능을 확보할 수 있다.
특히, 일반적으로 해저자원의 탐사 등이 이뤄지는 지역은 일정한 몇몇 지역에 국한되어 있다는 점을 감안하면, 상기와 같은 복합식 해상구조물(100)의 운용방법은 이동성 및 계류성능을 충분히 갖출 수 있는 효과적인 해상 작업 수단으로 활용될 수 있다. 예를 들면, 원유나 가스 등이 매장된 몇몇 지역에 상기와 같은 폰툰형 해상구조물(120)을 기 설치하여 두고, 선박형 해상구조물(110)을 이동시켜 가며 필요에 따라 원유나 가스의 채취 등을 수행할 수 있다.
또한, 선박형 해상구조물(110)의 경우, 각종 해상자원의 취급을 위한 처리설비(111)가 탑재되고, 자체 추진수단을 구비하는 등으로 제작 및 건조에 고도의 기술력을 요하나, 폰툰형 해상구조물(120)의 경우, 비교적 간단한 구조로 용이하게 제작 및 건조가 가능하다. 따라서 폰툰형 해상구조물(120)은 설치가 필요한 지역의 인근에서 제작 및 설치 위치로 이동될 수 있으며, 선박형 해상구조물(110)은 기술력을 갖춘 특정 지역에서 제작되어 상기의 설치 위치로 이동될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100)의 운용방법은, 폰툰형 해상구조물(120)의 제작과 선박형 해상구조물(110)의 제작을 분리시킴으로써, 보다 효율적인 제작 및 건조를 가능하게 한다.
나아가, 본 실시예에 따른 복합식 해상구조물(100) 및 그 운용방법에 따르면, 선박형 해상구조물(110)에 별도의 계류설비가 필요하지 않게 된다. 따라서 선박형 해상구조물(110)의 공간활용도가 극대화될 수 있으며, 종래 별도의 계류설비를 탑재한 선박 타입의 해상설비에 비해, 선박형 해상구조물(110)의 이동 성능 또한 향상될 수 있다. 덧붙여, 선박형 해상구조물(110)의 이동 성능이 충분히 활용됨으로써, 비교적 고가인 선박형 해상구조물(110)의 활용도 또한 증대될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 복합식 해상구조물 110: 선박형 해상구조물
111: 처리설비 112: 폰툰체결홀
120: 폰툰형 해상구조물 121: 지주
122: 폰툰몸체부

Claims (8)

  1. 추진수단을 포함하고 해상에서 이동 가능한 선박형 해상구조물; 및
    해상의 이격된 위치에 배치 및 계류되는 하나 이상의 폰툰형 해상구조물;을 포함하되,
    상기 선박형 해상구조물은, 상기 폰툰형 해상구조물의 체결을 위한 하나 이상의 폰툰체결홀을 포함하고,
    상기 폰툰형 해상구조물은, 상기 폰툰체결홀로 삽입 체결되는 하나 이상의 지주를 포함하고, 상기 선박형 해상구조물과 결합 및 분리 가능하도록 형성되며,
    상기 폰툰체결홀은, 상기 선박형 해상구조물의 길이방향을 따라 소정간격 이격되도록 배치되되, 일측으로 갈수록 상기 폰툰체결홀의 상하방향 높이가 낮아지도록 형성되고,
    상기 지주는, 상기 폰툰형 해상구조물의 길이 방향을 따라 소정간격 이격되도록 배치되고, 일측으로 갈수록 상기 지주의 상하방향 높이가 낮아지도록 형성되는, 복합식 해상구조물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 선박형 해상구조물은, 상기 지주를 상기 폰툰체결홀로 끌어올리는 윈치설비를 더 포함하는 복합식 해상구조물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 폰툰형 해상구조물은,
    길이방향으로 연장 형성된 폰툰몸체부,
    상기 폰툰몸체부의 상면에 상하방향으로 형성되는 복수개의 지주 및
    상기 복수개의 지주 내측에 형성된 하나 이상의 발라스트 탱크를 포함하는 복합식 해상구조물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 폰툰형 해상구조물은, 해수 중에 적어도 일부가 잠겨 있는 상태로 계류되며, 상기 폰툰형 해상구조물의 계류 지점을 표시하기 위하여 해상에 부유되는 부표를 포함하는 복합식 해상구조물.
  7. 해상의 제 1 위치에 제 1 폰툰형 해상구조물을 계류시키고, 상기 제 1 위치와 이격된 제 2 위치에 제 2 폰툰형 해상구조물을 계류시키는 단계;
    자체 추진수단 및 해상자원의 처리설비를 포함하는 선박형 해상구조물을 상기 제 1 위치로 이동시키는 단계;
    상기 제 1 위치에서 상기 제 1 폰툰형 해상구조물과 상기 선박형 해상구조물을 결합시키고, 상기 선박형 해상구조물을 상기 제 1 폰툰형 해상구조물을 통해 해상에 계류시키는 단계;
    상기 처리설비를 통해 상기 제 1 위치에서 해상자원의 탐사, 채취, 저장, 가공 및 수송 중 하나 이상을 수행하는 단계; 및
    상기 선박형 해상구조물과 상기 제 1 폰툰형 해상구조물을 분리시키고, 상기 선박형 해상구조물을 상기 제 2 위치로 이동시키는 단계;를 포함하는 복합식 해상구조물의 운용방법.
  8. 삭제
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KR102576923B1 (ko) * 2023-02-10 2023-09-11 마린리서치(주) 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체

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