KR101412477B1 - 터렛 무어링 시스템 - Google Patents

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서장훈
유영목
황창호
김병우
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Abstract

터렛 무어링 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 터렛 무어링 시스템은 선체의 문풀에 설치된 터렛; 및 터렛 내측에 배치되며, 해저 유정에서 채취한 유체를 선체의 저장공간으로 이동시키는 라이저를 수납하는 오목부가 형성된 수납부와, 오목부에 수납된 라이저를 고정시키는 고정부를 포함하는 라이저고정유닛;을 포함한다.

Description

터렛 무어링 시스템{TURRET MOORING SYSTEM}
본 발명은 터렛 무어링 시스템에 관한 것이다.
부유식 원유생산 및 저장설비(FPSO, Floating Production Storage Offloading) 및 부유식 저장설비(FSO, Floating Storage Offloading)와 같은 선박(해양구조물)은 해상의 작업위치에 계류상태를 유지하면서 작업을 수행한다.
이때, 터렛 무어링 시스템(Turret mooring system)은 선박으로부터 내린 체인 등을 해저면에 고정시키는 방식으로 선박을 해상의 작업위치에 계류시킨다. 또, 터렛 무어링 시스템은 파도, 해류, 바람, 너울의 영향이 크고 해상 조건이 열악한 곳에서 선박에 외력이 가해질 때 선박이 터렛(Turret)을 중심으로 자연스럽게 회전할 수 있도록 한다. 예컨대, 미국 공개특허공보 US2010/0190393호(이하, ‘선행문헌’이라 함)는 터렛 무어링 시스템의 일 예를 제시하고 있다. 선행문헌의 터렛 무어링 시스템은 FPSO와 같은 선박이 터렛을 중심으로 회전하도록 한다.
터렛은 외력에 의한 하중으로부터 선박을 보호하며, 이를 위해 선박에 가해지는 풍하중, 파랑하중 등에 의한 영향을 최소한으로 줄이기 위해 선박의 회전축 역할을 수행한다. 또, 터렛은 해저 유정에 설치된 라이저 등을 포함하는 파이프와 선박을 서로 연결시킨다.
여기서, 라이저는 유정에서 채취한 석유, 천연 가스 등을 선박의 저장공간으로 이동시키는 파이프이다. 라이저는 통상적으로 I-tube에 내삽된다. I-tube는 문풀 내측 범위에서 각각의 라이저를 보호하고 감싸는 수직의 관 형태로 마련될 수 있다. I-tube는 통상적으로 선체 메인데크에 대응되는 높이에 위치하는 터렛 메인데크에 고정되도록 상단에 플랜지를 마련할 수 있다. 그리고 I-tube의 하단은 체인테이블에 위치할 수 있다.
이러한 라이저의 개수는 터렛의 사이즈를 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 라이저의 적절한 배치를 통해 터렛 내에서 차지하는 공간의 크기를 줄이는 것이 중요하다.
그러나, 라이저가 I-tube에 내삽되어 지지되므로, 터렛 내에서 차지하는 공간의 크기를 줄이는 데에 한계가 있으며, I-tube로 인해 터렛의 하중이 더 커질 수 있었다.
특허문헌1: 미국 공개특허공보 US2010/0190393호(2010. 07. 29. 공개)
본 발명의 실시 예는 라이저를 수납하는 오목부가 형성된 수납부와 오목부에 수납된 라이저를 고정시키는 고정부를 포함하는 라이저고정유닛을 터렛 내측에 배치시켜, 터렛 내측에서 라이저가 차지하는 공간을 줄일 수 있어 공간 사용의 효율성을 높일 수 있고, 이와 함께 터렛 하중을 줄일 수 있는 터렛 무어링 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 문풀에 설치된 터렛; 및 상기 터렛 내측에 배치되며, 해저 유정에서 채취한 유체를 상기 선체의 저장공간으로 이동시키는 라이저를 수납하는 오목부가 형성된 수납부와, 상기 오목부에 수납된 상기 라이저를 고정시키는 고정부를 포함하는 라이저고정유닛;을 포함하는 터렛 무어링 시스템이 제공될 수 있다.
상기 오목부는 상기 라이저의 일측을 감싸는 곡면 형상으로 마련되며, 상기 수납부는 상기 오목부로부터 연장되어 상기 터렛 내측에 고정되는 바(Bar) 형상의 지지부를 포함할 수 있다.
상기 라이저고정유닛은 상기 라이저 각각에 대해 대응되게 마련되며, 상기 라이저의 길이방향으로 일정거리 이격되게 둘 이상 배치될 수 있다.
상기 수납부는 판 형상의 공동부와, 상기 공동부로부터 복수 개로 연장되어 상기 터렛 내측에 고정된 지지부를 포함할 수 있다.
상기 공동부는 상기 터렛의 중심부 쪽에 설치되며, 상기 지지부는 상기 공동부로부터 상기 터렛 내측 주변부 쪽으로 방사형으로 연장될 수 있다.
상기 오목부는 상기 지지부 사이에 각각 개재될 수 있다.
상기 라이저고정유닛은 상기 터렛의 길이방향으로 일정거리 이격되게 둘 이상 배치될 수 있다.
상기 고정부는 상기 오목부의 출입구 쪽에 배치되며, 일정 힘을 가하면서 상기 오목부에 상기 라이저가 수납되면 해당 라이저를 고정시키는 고정클립 형태로 마련될 수 있다.
상기 고정부는 고정바와, 상기 고정바를 이동시켜 상기 오목부에 수납된 상기 라이저를 고정시키거나 고정해제하는 작동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 터렛 무어링 시스템은 라이저를 수납하는 오목부가 형성된 수납부와 오목부에 수납된 라이저를 고정시키는 고정부를 포함하는 라이저고정유닛을 터렛 내측에 배치시켜, 터렛 내측에서 라이저가 차지하는 공간을 줄일 수 있어 공간 사용의 효율성을 높일 수 있고, 이와 함께 터렛 하중을 줄일 수 있다.
또, 라이저 설치 및 설치해제 작업이 간편하게 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터렛 무어링 시스템을 구비한 선박의 단면도이다.
도 2는 상기 도 1의 터렛 무어링 시스템에 포함된 라이저고정유닛을 사시도로 도시한 것이다.
도 3은 상기 도 2의 라이저고정유닛에 라이저가 수납된 형태의 예를 단면도로 각각 도시한 것이다.
도 4는 상기 도 2의 라이저고정유닛의 다른 예를 사시도로 도시한 것이다.
도 5는 상기 도 4의 라이저고정유닛에 라이저가 수납된 형태를 단면도로 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터렛 무어링 시스템(100)은 선박(1)을 해상의 작업위치에 계류시킬 수 있다. 여기서, 선박(1)은 부유식 원유생산 및 저장설비(FPSO)나 부유식 저장설비(FSO)처럼 해상에 계류된 상태에서 작업을 수행하고, 필요 시 이동이 가능한 부유식 구조물을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터렛 무어링 시스템(100)은 파도, 해류, 바람, 너울 등의 영향으로 선박(1)에 외력이 작용할 때 선박(1)이 계류 상태에서 회전하도록 회전축 역할을 수행하는 터렛(110)과, 터렛(110) 내측에 배치되며, 후술할 라이저(7)를 수납하여 지지하는 라이저고정유닛(120)을 포함한다.
터렛(110)은 상부몸체(21)와 하부몸체(22)를 포함하고, 상하로 관통된 선체(2)의 문풀(3) 상부에 마련된 상부베어링(미도시)에 의해 지지된다. 터렛(110)의 상부몸체(21)는 상측에 통상적으로 멀티 스위벌(Swivel) 어셈블리로서, 프로세스 유체와 다른 시그널을 터렛(110)으로부터 프로세스 플랜트로 전달하는 FTS(Fluid Transfer System)(6)와, 매너폴드로서 FTS(6)와 터렛(110)을 연결하는 링크를 제공하는 TTS(Turret Transfer System)(5)를 구비한다.
또, 터렛(110)의 하부몸체(22)는 하부에 해저 유정과 해저면에 설치된 각각의 라이저(7), 계류 라인(8) 등과 연결된 체인테이블(25)을 마련한다. 여기서, 라이저(7)는 해저 유정에서 채취한 유체를 선체(2)의 저장공간으로 이동시킨다. 라이저(7)는 연성, 강성, 또는 하이브리드 구조로 제조되어 터렛 내측에 배치될 수 있다. 예컨대 강성의 라이저는 이중 벽(double walled)을 가진 스틸 파이프로 구현될 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 라이저고정유닛(120)은 수납부(30) 및 고정부(40)를 포함한다. 여기서, 라이저고정유닛(120)은 라이저(7) 각각에 대응되게 마련될 수 있으며, 라이저(7)의 길이방향으로 일정거리 이격되게 둘 이상 배치될 수 있다.
수납부(30)는 라이저(7)를 수납하는 오목부(33)와, 오목부(33)로부터 연장되어 터렛(110) 내측에 고정되는 지지부(35)를 포함할 수 있다.
오목부(33)는 예컨대, 라이저(7)의 일측을 감싸는 곡면 형상으로 마련될 수 있다.
또 지지부(35)는 예컨대 오목부(33)로부터 연장되어 터렛(110) 내측에 고정되는 바(Bar) 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 터렛(110) 내측에 부착되는 지지부(35)의 끝단(35a)은 효과적인 고정을 위해 터렛(110) 내측의 곡률에 대응되는 형상으로 마련될 수 있다. 지지부(35)는 볼트 등의 결합수단 및 용접에 의해 터렛(110) 내측에 고정될 수 있다.
고정부(40)는 오목부(33)에 수납된 라이저(7)를 고정시킨다. 여기서, 도 3의 (a) 에 도시한 바와 같이 고정부(40)는 일정 힘을 가하면서 오목부(33)에 라이저(7)가 수납되면 해당 라이저(7)를 고정시키는 고정클립 형태로 마련될 수 있다. 이러한 고정부(40)는 오목부(33) 출입구 양측에 마련될 수 있다.
또, 고정부(40)는 도 3의 (b) 에 도시한 바와 같이, 공압, 유압 또는 모터 등에 의해 작동하는 잠금장치 형태로 마련될 수 있다. 이를 위해 고정부(40)는 고정바(41)와, 고정바(41)를 이동시켜 오목부(33)에 수납된 라이저(7)를 고정시키거나 고정해제하는 작동부(43)를 포함할 수 있다. 고정바(41)와 작동부(43)는 지지부(35)에 내삽된 형태로 마련될 수 있다. 다른 예에서, 고정바(41)는 라이저(7)의 곡률에 대응되는 곡면을 갖는 형상으로 마련될 수도 있다.
작동부(43)는 오목부(33)에 라이저(7)가 수납되면, 고정바(41)를 밀어 오목부(33)에 수납된 라이저(7)를 고정시킨다. 이때, 작동부(43)는 외부 장치로부터 제어신호를 수신하여 고정바(41)를 이동시키거나, 오목부(33)에 라이저(7)가 수납된 감지정보를 감지센서(미도시)로부터 수신하여 고정바(41)를 이동시킬 수 있다. 이러한 고정부(40)를 통해 라이저(7)의 설치 및 설치해제 작업이 간편하게 수행될 수 있다.
이하, 도 4와 도 5를 통해 상술한 라이저고정유닛(120)의 다른 예를 설명하기로 한다. 도 2와 도 3에서 설명된 중복된 내용은 생략한다.
도 4와 도 5를 참조하면, 다른 예로서 상술한 라이저고정유닛(120)의 수납부(30)는 판 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 수납부(30)는 판 형상의 공동부(50)와 공동부(50)로부터 복수 개로 연장되어 터렛(110) 내측에 고정되는 지지부(55)를 포함한다.
공동부(50)는 도면에 도시하지는 않았지만, 계류 라인(8, 도 1 참조) 등이 관통하는 관통구를 마련할 수 있으며, 터렛(110)의 중심부 쪽에 설치될 수 있다.
지지부(55)는 공동부(50)로부터 터렛(110) 내측 주변부 쪽으로 방사형으로 연장될 수 있으며, 각 지지부(55) 사이에는 라이저(7)를 수납하는 오목부(53)가 형성된다. 이때, 오목부(53)가 공동부(50) 주변부에 복수 개로 형성될 수 있으므로, 이를 통해 고정부(40)에 의해 여러 개의 라이저(7)를 동시에 고정시킬 수 있게 된다. 또, 라이저(7)의 설치 및 설치해제 작업이 간편하게 수행될 수 있다.
즉, 고정부(40)는 오목부(33)에 수납된 각각의 라이저(7)를 고정시킨다. 도 4와 도 5에서는 고정부(40)가 도 3의 (a)에 도시된 고정클립 형태로 마련된 것을 예로 들어 설명하지만, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 잠금장치 형태로 마련될 수도 있다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 판 형상의 수납부(30)를 가진 라이저고정유닛(120)은 터렛(110) 내측에 일정거리 이격되게 둘 이상 배치될 수 있다.
이와 같이, 도 2 내지 도 5를 통해 설명한 라이저고정유닛(120)을 통해 라이저 배치, 고정 및 고정해제 작업의 효율성을 높일 수 있다.
또, 종래에 라이저가 I-tube에 내삽되어 설치되었던 한계점을 극복하고, 터렛 내측에서 라이저가 차지하는 공간을 줄일 수 있어 공간 사용의 효율성을 높일 수 있고, 이와 함께 터렛 하중을 줄일 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1: 선박 2: 선체
3: 문풀 7: 라이저
30: 수납부 40: 고정부
33,53: 오목부 35,55: 지지부
100: 터렛 무어링 시스템
110: 터렛 120: 라이저고정유닛

Claims (9)

  1. 선체의 문풀에 설치된 터렛; 및
    상기 터렛 내측에 배치되며, 해저 유정에서 채취한 유체를 상기 선체의 저장공간으로 이동시키는 라이저를 수납하는 오목부가 형성된 수납부와, 상기 오목부에 수납된 상기 라이저를 고정시키는 고정부를 포함하는 라이저고정유닛;을 포함하되,
    상기 오목부는 상기 라이저의 일측을 감싸는 곡면 형상으로 마련되며,
    상기 수납부는 일측이 상기 터렛 내측에 고정된 상태에서 타측이 상기 오목부에 연결되도록 바(Bar) 형상으로 연장된 지지부를 포함하고,
    상기 라이저고정유닛은 상기 라이저 각각에 대해 대응되게 마련되며, 상기 라이저의 길이방향으로 일정거리 이격되게 둘 이상 배치된 터렛 무어링 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 선체의 문풀에 설치된 터렛; 및
    상기 터렛 내측에 배치되며, 해저 유정에서 채취한 유체를 상기 선체의 저장공간으로 이동시키는 라이저를 수납하는 오목부가 형성된 수납부와, 상기 오목부에 수납된 상기 라이저를 고정시키는 고정부를 포함하는 라이저고정유닛;을 포함하되,
    상기 수납부는 판 형상의 공동부와, 상기 공동부로부터 복수 개로 연장되어 상기 터렛 내측에 고정된 지지부를 포함하고,
    상기 공동부는 상기 터렛의 중심부 쪽에 설치되며, 상기 지지부는 상기 공동부로부터 상기 터렛 내측 주변부 쪽으로 방사형으로 연장되며,
    상기 오목부는 상기 지지부 사이에 각각 형성된 터렛 무어링 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 라이저고정유닛은 상기 터렛의 길이방향으로 일정거리 이격되게 둘 이상 배치된 터렛 무어링 시스템.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 오목부의 출입구 쪽에 배치되며, 일정 힘을 가하면서 상기 오목부에 상기 라이저가 수납되면 해당 라이저를 고정시키는 고정클립 형태로 마련된 터렛 무어링 시스템.
  9. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 고정부는 고정바와, 상기 고정바를 이동시켜 상기 오목부에 수납된 상기 라이저를 고정시키거나 고정해제하는 작동부를 포함하는 터렛 무어링 시스템.
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