KR101400145B1

KR101400145B1 - 부유식 해상구조물

Info

Publication number: KR101400145B1
Application number: KR1020120076498A
Authority: KR
Inventors: 이남준
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2014-05-27
Also published as: KR20140009779A

Abstract

부유식 해상구조물이 개시되어 있다. 본 발명의 부유식 해상구조물은, 개구부를 구비한 몸체, 상기 개구부의 중심으로 이송되는 서브시 운용장치, 상기 서브시 운용장치를 향하여 상기 개구부에 구비되어 상기 서브시 운용장치의 승강을 안내하는 가이드부를 포함하며, 상기 가이드부는, 상기 개구부에 설치되고 수평 방향으로 작동하는 수평 작동부, 상기 수평 작동부에 상하 방향으로 설치되고 일측에 랙을 형성하는 제1 가이드, 및 상기 서브시 운용장치의 외측에 장착되고 상기 랙에 기어 결합되는 피니언 기어를 포함한다.

Description

부유식 해상구조물 {FLOATING OFFSHORE PLATFORM}

본 발명은 부유식 해상구조물에 관한 것이다.

일반적으로 부유식 해상구조물은 해양에서 원유나 가스 등의 해양 지하자원을 탐사하여 시추 및 생산하는데 널리 쓰이고 있다.

예를 들면, 시추선은 자항 능력을 가진 선박 형태의 부유식 해상구조물로써, 각종 시추장비로 구성된 복잡한 형태의 대형 구조물인 데릭(derrick)을 플로어에 지지하여 구비하고, 시추작업을 위하여 해수와 연통되는 문풀(moonpool)을 데릭의 하부에 구비한다.

또한, 시추선은 웰(well)에서 폭발이 발생했을 때, 웰을 차단하고 밀폐하는 폭발방지장치(BOP; Blowout Preventer) 등의 서브시(subsea, 심해저) 운용장치를 구비하고, 가이드 장치를 구비한다. BOP는 BOP 트롤리(trolley)에 의하여 문풀의 중심까지 이송되고, 문풀의 상방에서 가이드 장치에 의하여 수직 하강한다. 가이드 장치는 BOP의 측면을 지지 안내한다.

가이드 장치가 실린더와 링크로 연결되어 형성되므로 문풀에서 가이드 장치와 BOP의 간격을 정확히 유지하는 것이 어렵다. 이로 인하여 가이드 장치가 BOP와의 간격이 없는 상태로 BOP를 고정하기 어려워진다. 또한 수직 하강 중 가이드 장치가 BOP의 측면을 손상시킬 수 있다.

본 발명의 목적은 가이드부와 서브시 운용장치의 간격을 제거하여 서브시 운용장치를 가이드부로 정확히 안내하여 고정하는 시추선을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상구조물은, 개구부를 구비한 몸체, 상기 개구부의 중심으로 이송되는 서브시 운용장치, 상기 서브시 운용장치를 향하여 상기 개구부에 구비되어 상기 서브시 운용장치의 승강을 안내하는 가이드부를 포함하며, 상기 가이드부는, 상기 개구부에 설치되고 수평 방향으로 작동하는 수평 작동부, 상기 수평 작동부에 상하 방향으로 설치되고 일측에 랙을 형성하는 제1 가이드, 및 상기 서브시 운용장치의 외측에 장착되고 상기 랙에 기어 결합되는 피니언 기어를 포함한다.

상기 가이드부는, 상기 제1 가이드와 나란하도록 상기 서브시 운용장치의 외측에 상하 방향으로 설치되는 제2 가이드, 및 상기 피니언 기어의 지지축에 연결되고 상기 제2 가이드에 선택적으로 연결되는 그립핑부를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 가이드는 H빔으로 형성되고, 상기 그립핑부는, 일측이 상기 피니언 기어 측에 연결되고 다른 일측이 상기 제2 가이드의 H빔 일측에 대응하는 그립퍼, 및 상기 그립퍼를 제어하는 실린더를 포함할 수 있다.

상기 가이드부는, 상기 서브시 운용장치의 모퉁이 4곳에 대응하여 설치되며, 이웃하는 2개의 그립퍼를 각각 연결하는 연결바를 더 포함할 수 있다.

상기 피니언 기어의 지지축은 상기 연결바에 장착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제1 가이드의 랙에 BOP에 장착되는 피니언 기어를 결합함으로써 문풀에서 BOP의 승강을 정확히 안내하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상구조물의 단면도이다.
도 2는 도 1의 부유식 해상구조물에서 문풀의 평면도이다.
도 3은 BOP 가이드부의 사시도이다.
도 4는 도 3의 가이드부에서 그립핑부의 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상구조물의 단면도이고, 도 2는 도 1의 부유식 해상구조물에서 문풀의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예의 부유식 해상구조물은 몸체(1)에 구비되는 개구부(2), 개구부(2)를 통하여 승강되는 서브시 운용장치(3), 및 서브시 운용장치(3)와 개구부(2) 사이에 구비되는 가이드부(4)를 포함한다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 부유식 해상구조물은 자항 능력을 가진 선박형태의 시추선인 경우를 예로 들어 설명한다.

그러나 부유식 해상구조물은 시추선뿐 아니라 부유식 원유생산저장하역설비(FPSO, Floating Production Storage and Offloading), TLP(Tension Leg Platform) 등 자항 능력을 가지지 않는 부유식 해양구조물도 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 부유식 해상구조물을 시추선으로 가정하여 설명한다.

개구부(2)는 시추 장비(예를 들면, 시추 파이프)를 몸체(1)에서 해저 바닥으로 내려 보낼 수 있도록 몸체(1)의 중앙에 형성되는 대규모의 개구로서, 해수와 연통되는 공간이다. 이하 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 개구부(2)가 문풀(2)인 경우를 예를 들어 설명한다.

문풀(2)의 상부에 구비되는 트롤리(5)는 BOP를 포함하여 몸체(1) 상에 준비되는 각종 서브시 운용장치(3)들을 문풀(2)의 내부 및 문풀(2)을 통하여 시추된 웰(미도시)로 투입할 수 있게 한다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 서브시 운용장치(3)가 BOP(3)인 경우를 예를 들어 설명한다.

예를 들면, 트롤리(5)는 문풀(2)의 상방 측부에 구비되는 레일(51)을 타고 BOP(3)를 문풀(2)의 상부로 이동시킨다. BOP(3)는 트롤리(5)에 설치된 상태로 문풀(2)의 측방에서 문풀(2)의 수직 상방으로 이송되고, 크레인(미도시) 등에 의하여 문풀(2)의 내부로 하강될 수 있다.

가이드부(4)는 문풀(2)의 내벽과 BOP(3)의 외측에 구비되어 문풀(2)의 내부에서 BOP(3)의 승강을 안정적으로 안내하도록 구성된다. 일 실시예에서, 가이드부(4)는 BOP(3)의 측부를 향하여 수평 방향으로 작동되어 승강하는 BOP(3)와의 간격을 최소화 또는 제거할 수 있도록 구성된다.

도 3은 BOP 가이드부의 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 가이드부(4)는 BOP(3)를 승강 안내할 수 있도록 수평 작동부(41), 제1 가이드(42), 및 피니언 기어(47)를 포함한다.

수평 작동부(41)와 제1 가이드(42)는 문풀(2)의 내벽 측에 구비되고, 피니언 기어(47)는 BOP(3)의 외측에 구비되어, BOP(3)의 승강을 안정적으로 지지한다.

수평 작동부(41)는 문풀(2)의 내벽에 설치되는 실린더로 형성되며, 수평 방향으로 신축 작동한다. 수평 작동부(41)는 문풀(2)의 내벽 상하 방향으로 2개 또는 복수 개로 배치될 수 있다.

제1 가이드(42)는 수평 작동부(41)에 상하 방향으로 설치되며, BOP(3)의 승강 방향에 대하여 나란하게 배치된다. 제1 가이드(42)는 복수의 수평 작동부(41)에 연결되므로 BOP(3)를 향하여 전후진 위치하며, BOP(3)의 승강 방향으로 안정된 상태를 유지할 수 있다. 또한 제1 가이드(42)는 일측에 랙(421)을 형성한다.

피니언 기어(47)는 제1 가이드(42)에 대향하는 BOP(3)의 외측에 장착되어, BOP(3)가 문풀(2) 내부에 위치할 때, 제1 가이드(42)의 랙(421)에 기어 결합되어, 승강하는 BOP(3)를 지지할 수 있다.

또한, 가이드부(4)는 제2 가이드(43) 및 그립핑부(44)를 더 포함할 수 있다. 제2 가이드(43)와 그립핑부(44)는 승강된 BOP(3)를 문풀(2) 내에서 안정된 상태로 고정시킬 수 있도록 구성된다.

제2 가이드(43)는 제1 가이드(42)와 나란하도록 BOP(3)의 외측에 상하 방향으로 설치된다. 예를 들면, 제2 가이드(43)는 BOP(3)의 외곽 4모퉁이에 구비되는 H빔으로 형성될 수 있다.

그립핑부(44)는 일측으로 피니언 기어(47) 측에 장착되고, 제2 가이드(43)와의 구속력을 제어함으로써 제2 가이드(43)에는 선택적으로 연결 또는 분리될 수 있다.

즉 일 실시예에서 가이드부(4)의 일부, 즉 제2 가이드(43)는 BOP(3)에 일체로 형성되어 있다. 따라서 그립핑부(44)가 제2 가이드(43)에 고정 연결되면 BOP(3)와 제2 가이드(43)의 간격이 제거될 수 있다.

한편, 문풀(2)이 몸체(1)에서 사각형의 개구로 형성되므로 가이드부(4)는 BOP(3)의 승강을 안정적으로 지지할 수 있도록 BOP(3)의 모퉁이 4곳에 대응하여 설치될 수 있다. 또한 BOP의 승강을 안정시키는 구조로써 가이드부는 문풀의 4 내벽에 설치될 수도 있다(미도시).

도 2를 보면, 본 실시예에서 가이드부(4)는 BOP(3)의 모퉁이 4곳에 대응하면서, 문풀(2)의 서로 마주하는 2 내벽에 설치되어 BOP(3)의 승강을 안내 지지한다.

이를 위하여, 가이드부(4)는 연결바(45)를 더 포함한다. 연결바(45)는 피니언 기어(47)와 그립핑부(44) 사이에 배치된다. 즉 피니언 기어(47)는 지지축(446)으로 연결바(45)에 장착된다. 피니언 기어(47)는 연결바(45)의 각 양단에 지지축(446)으로 장착된다.

예를 들면, 연결바(45)는 제1 연결바(451)와 제2 연결바(452)를 포함한다. 일측의 제1 연결바(451)는 문풀(2)의 일측 내벽에 설치되는 2개의 가이드부(4)를 서로 연결하고, 다른측의 제2 연결바(452)는 문풀(2)의 다른측 내벽에 설치되는 2개의 가이드부(4)를 서로 연결한다.

이에 따라, 수평 작동부(41)는 문풀(2)의 서로 마주하는 2 내벽(도 2의 좌우 내벽)에 설치된다. 문풀(2)의 일측 내벽에서 수평 작동부(41)는 양측에 각각 설치되고, 다른측 내벽에서 수평 작동부(41)는 양측에 각각 설치된다. 즉 수평 작동부(41)는 문풀(2)의 2 내벽 4곳에 설치된다.

대체로 4곳의 수평 작동부(41)는 BOP(3)의 4 모서리 측에 구비되는 제2 가이드(43)에 대응한다.

도 4는 도 3의 가이드부에서 그립핑부의 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 그립핑부(44)는 연결바(45)에 힌지(46)로 장착되어 제2 가이드(43)의 H빔 일측에 대응하는 그립퍼(441), 및 그립퍼(441)를 제어하는 실린더(442)를 포함한다.

실린더(442)의 일측은 연결바(45)에 선회 가능하게 장착되어 다른 일측은 그립퍼(441)에 선회 가능하게 연결된다. 따라서 실린더(442)의 신축 작동에 따라 연결바(45)의 단부에서 그립퍼(441)가 제2 가이드(43)에 고정 연결 또는 분리될 수 있다.

즉 가이드부(4)에서 피니언 기어(47)는 제1 가이드(42)의 랙(421)에 기어 결합되어 랙(421)에 지지되면서 승강된다. 따라서 피니언 기어(47)를 장착하는 연결바(45) 및 BOP(3)는 문풀(2) 내에서 안정적으로 승강될 수 있다. 이때, 제2 가이드(43)는 연결바(45)의 그립퍼(441)에 고정된 상태를 유지한다.

즉, BOP(3)가 트롤리(5)에 의하여 문풀(2)의 상부로 이송된 후, 크레인에 의하여 하강하면, 수평 작동부(41)가 BOP(3)의 외곽을 향하여 수평 방향으로 전진한다.

이때, BOP(3)는 제2 가이드(43)에 그립퍼(441)를 고정한 상태로 하강하고, 수평 작동부(41)의 전진으로 제1 가이드(42)의 랙(421)은 피니언 기어(47)에 결합된다.

따라서 하강하는 BOP(3)는 랙(421)과 피니언 기어(47)에 의하여 안정적으로 가이드 된다. 즉 BOP(3)의 수직 하강 중에 진동이 방지될 수 있다. BOP(3)는 하강하여 문풀(2)의 하부에 시추된 웰의 상부를 차단 밀폐할 수 있다. 또한 BOP(3)는 가이드부(4)에 의하여 손상되지 않는다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

1 : 몸체 2 : 개구부
3 : 서브시 운용장치 4 : 가이드부
5 : 트롤리 41 : 수평 작동부
42, 43 : 제1, 제2 가이드 44 : 그립핑부
45 : 연결바 46 : 힌지
47 : 피니언 기어 51 : 레일
421 : 랙 441 : 그립퍼
442 : 실린더 446 : 지지축
451, 452 : 제1, 제2 연결바

Claims

개구부를 구비한 몸체;
상기 개구부의 중심으로 이송되는 서브시 운용장치;
상기 서브시 운용장치를 향하여 상기 개구부에 구비되어 상기 서브시 운용장치의 승강을 안내하는 가이드부를 포함하며,
상기 가이드부는,
상기 개구부에 설치되고 수평 방향으로 작동하는 수평 작동부,
상기 수평 작동부에 상하 방향으로 설치되고 일측에 랙을 형성하는 제1 가이드, 및
상기 서브시 운용장치의 외측에 장착되고 상기 랙에 기어 결합되는 피니언 기어를 포함하고,
상기 가이드부는
상기 제1 가이드와 나란하도록 상기 서브시 운용장치의 외측에 상하 방향으로 설치되는 제2 가이드, 및
상기 피니언 기어의 지지축에 연결되고 상기 제2 가이드에 선택적으로 연결되는 그립핑부를 더 포함하는 부유식 해상구조물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2 가이드는 H빔으로 형성되고,
상기 그립핑부는,
일측이 상기 피니언 기어 측에 연결되고 다른 일측이 상기 제2 가이드의 H빔 일측에 대응하는 그립퍼, 및
상기 그립퍼를 제어하는 실린더를 포함하는 부유식 해상구조물.
제3항에 있어서,
상기 가이드부는, 상기 서브시 운용장치의 모퉁이 4곳에 대응하여 설치되며, 이웃하는 2개의 그립퍼를 각각 연결하는 연결바를 더 포함하는 부유식 해상구조물.
제4항에 있어서,
상기 피니언 기어의 지지축은 상기 연결바에 장착되는 부유식 해상구조물.