KR101444120B1 - 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드릴링 유닛의 위치에 따라 발생하는 모멘트를 상쇄시키는 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물에 관한 것으로서, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 해양에 위치된 데크의 일측에 구비되며, 해저 지각을 굴착하는 드릴링 유닛,상기 드릴링 유닛의 굴착위치를 변경시킬 수 있도록 상기 드릴링 유닛을 상기 데크에 대해서 위치 이동 가능하게 지지하는 제1스키드 레일 및 상기 데크의 상기 드릴링 유닛과 대향된 측에 구비되며, 상기 드릴링 유닛에 의해 발생되는 모멘트를 상쇄시키도록 구비되는 카운터 웨이트 모듈을 포함하는 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물이 개시될 수 있다.

Description

카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물{Off Shore Structure having Counter Weight Module}
본 발명은 드릴링 유닛의 위치에 따라 발생하는 모멘트를 상쇄시키는 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물에 관한 것이다.
원유나 가스 등의 자원은 지각 내부의 유정에 존재하며, 이를 시추하기 위해서는 지각에 시추공을 뚫고 원유나 가스를 시추해야 한다.
한편, 이와 같은 유정은 해저에도 분포되어 있는데, 해저에 분포된 유정으로부터 원유나 가스를 시추하기 위해서는 해저 지각에 시추공을 뚫어야 한다.
이러한 해저 지각에 시추공을 뚫기 위하여, 선박 또는 시추 플랜트 등의 해양 구조물에 해저 지각의 굴착을 위한 드릴링 유닛을 탑재하고 있다.
도 1은 드릴링 유닛(30)을 탑재한 해양 구조물(10)의 일 예를 도시한 도면이다.
한편, 시추공 굴착시 굴착에 실패하는 경우, 인근의 다른 위치에 시추공을 굴착하는 작업을 다시 시도 해야 한다.
이 때, 상기 드릴링 유닛(30)이 해양 구조물(10)에 고정된 상태에서 다른 위치의 시추공을 뚫기 위해서는 해양 구조물(10) 자체가 이동해야 하므로 시간이 많이 소요될 수 있다.
즉, 드릴쉽과 같이 자력항해에 적합한 선형와 장비를 가진 해양 구조물은 이동이 편리하나, 시추 플랜트와 같이 자력항해에 적합하지 않은 선형과 장비를 가진 해양 구조물은 이동에 많은 시간이 소요될 수 있다.
따라서, 상기 해양 구조물(10)이 고정된 상태에서 보다 넓은 시추범위를 갖도록 하기 위하여 상기 드릴링 유닛(30)이 해양 구조물 몸체에 대해서 위치 이동 되도록 위치될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 드릴링 유닛(30)을 해양 구조물의 몸체를 이루는 데크(20)에 대해서 슬라이딩 이동 가능하게 지지하는 스키드 레일(40)이 구비되어 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 데크(20)가 이동되지 않더라도 드릴링 유닛(30)이 이동되어 다른 위치의 시추공을 굴착할 수 있는 굴착범위(50)가 확장될 수 있다.
그런데, 상기와 같은 드릴링 유닛(30)은 무거운 중량을 가지는 중량체로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 데크(20)에서 벗어나게 될수록 데크(20)에 작용되는 모멘트(M1)가 커지게 되며, 이러한 모멘트(M1)가 허용치를 벗어날 경우 해양 구조물(10) 자체가 전복될 위험성이 존재하므로 그 이동범위에 제한이 있어 상기 드릴링 유닛(30)의 이동 범위가 데크(20)로부터 멀리 이격될 수 없어 굴착범위(50)가 더 확장되지 못하는 문제점이 있다.
공개특허 10-2001-0032981
본 출원은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 해상구조물이 정지된 상태에서 굴착할 수 있는 굴착범위를 더욱 확대할 수 있는 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 출원의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 해양에 위치된 데크의 일측에 구비되며, 해저 지각을 굴착하는 드릴링 유닛,상기 드릴링 유닛의 굴착위치를 변경시킬 수 있도록 상기 드릴링 유닛을 상기 데크에 대해서 위치 이동 가능하게 지지하는 제1스키드 레일 및 상기 데크의 상기 드릴링 유닛과 대향된 측에 구비되며, 상기 드릴링 유닛에 의해 발생되는 모멘트를 상쇄시키는 카운터 웨이트 모듈을 포함하는 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물이 개시될 수 있다.
상기 카운터 웨이트 모듈은, 해수를 저장하는 밸러스트 탱크 및 상기 밸러스트 탱크에 해수를 공급하는 펌프를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 드릴링 유닛의 위치에 따라 크기가 변하는 모멘트에 따라 상기 발라스트 탱크에 충진되는 해수의 양이 조절될 수 있다.
상기 카운터 웨이트 모듈은, 상기 밸러스트 탱크 내의 해수를 배출하는 드레인 밸브;및 상기 펌프로 해수를 안내하는 취수관을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 카운터 웨이트 모듈은, 상기 드릴링 유닛의 위치에 따라 이동될 수 있다.
그리고, 상기 밸러스트 탱크를 상기 데크에 대해서 위치 이동 가능하게 지지하는 제2스키드 레일이 더 구비될 수 있다.
상기 밸러스트 탱크는 상기 드릴링 유닛의 이동방향과 반대방향으로 이동될 수 있다.
본 출원의 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물에 따르면, 해양 구조물이 고정된 상태에서 굴착 범위를 더욱 확대시킬 수 있으므로 굴착시 해양 구조물이 이동할 필요가 적어지므로 굴착 시간 및 경비가 대폭 절감되는 효과가 있다.
본 출원의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 출원을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 일반적인 스키드 레일이 구비된 해양 구조물을 도시한 사시도;
도 2는 도 1의 평면도로서, 스키드 레일에 의한 시추영역을 가지는 해양 구조물을 도시한 도면;
도 3은 도 1의 측면도로서, 드릴링 유닛에 의해 모멘트가 발생하는 모습을 도시한 도면;
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 해양 구조물을 도시한 사시도;
도 5는 도 4의 측면도로서 드릴링 유닛과 밸러스트 탱크에 의해 모멘트가 발생하는 모습을 도시한 도면;
도 6은 본 출원의 다른 실시예에 따른 해양 구조물을 도시한 사시도;
도 7은 도 6의 평면도로서, 드릴링 유닛의 이동범위와 밸러스트 탱크의 이동영역을 도시한 도면; 그리고,
도 8은 도 6의 측면도로서, 드릴링 유닛과 밸러스트 탱크에 의해 모멘트가 발생하는 모습을 도시한 도면 이다.
이하 본 출원의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물은 해상에 위치된 시추 플랜트에 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 드릴쉽 등의 선박 또는 시추 플랜트 등 해상에 위치되는 모든 형태의 해양 구조물에 적용될 수 있다.
본 실시예에 다른 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 데크(110), 드릴링 유닛(120), 스키드 레일(130), 카운터 웨이트 모듈(140)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 데크(110)는 다른 구성요소가 장착되는 메인 프레임의 역할을 수행하는 구성요소이다. 상기와 같은 데크(110)에는 상기 데크(110)를 수면위로 부상시켜 고정하는 복수개의 레그(112) 및 주거설비(114) 및 생산설비(미도시)등이 장착될 수 있다.
상기 드릴링 유닛(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 데크(110)의 일측에 구비되며, 타워의 형태로 이루어질 수 있고 해저 지각을 뚫는 드릴 등이 장착될 수 있다.
그리고, 상기 스키드 레일(130)은 상기 드릴링 유닛(120)을 상기 데크(110)에 대해서 이동 가능하게 지지하도록 이루어질 수 있다. 상기와 같은 스키드 레일(130)은 상기 드릴링 유닛(120)을 상기 데크(110)로부터 멀어지거나 가까워지는 방향 또는 상기 데크(110)와 평행한 방향으로 이동시키도록 이루어질 수 있다.
한편, 상기와 같은 드릴링 유닛(120)은 무거운 중량을 가진 중량체로서, 상기 데크(110)의 일측에 구비되므로 상기 데크(110)를 회전시키려는 모멘트를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 드릴링 유닛(120)이 스키드 레일(130)에 의해 이동될 경우 상기 드릴링 유닛(120)의 위치에 따라 발생하는 모멘트(M1)의 크기가 달라질 수 있다.
상기 카운터 웨이트 모듈(140)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 데크(110)의 상기 드릴링 유닛(120)이 구비된 측과 대향된 측에 구비되며 무게를 가진 중량체로 이루어져, 상기 드릴링 유닛(120)에 의해 발생된 모멘트(M1)와 반대방향의 모멘트(M2)를 발생시킴으로써 상기 드릴링 유닛(120)에 의해 발생된 모멘트(M1)를 상쇄시키는 구성요소이다.
상기와 같은 카운터 웨이트 모듈(140)은 도 5에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(142)와, 펌프(144) 및 취수관(146)과 드레인 밸브(148)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 밸러스트 탱크(142)는 해수를 담도록 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 펌프(144)는 상기 취수관(146)을 통해 해수를 상기 밸러스트 탱크(142)로 송수하도록 이루어질 수 있다. 상기 취수관(146)은 일단은 해수면 아래측까지 연장되고 타단은 상기 펌프(144)에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 드레인 밸브(148)는 상기 밸러스트 탱크(142) 내의 해수를 배출하도록 이루어질 수 있다. 물론, 상기 해양 구조물(100)이 해양이 아닌 호수나 강 등 담수환경에 위치될 경우 상기 해수 대신 담수를 이용할 수도 있을 것이다.
따라서, 상기 밸러스트 탱크(142)에 해수가 채워짐에 따라 드릴링 유닛(120)에 의해 발생하는 모멘트(M1)를 상쇄할 수 있도록 반대방향 모멘트(M2)가 발생될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 드릴링 유닛(120)에 의해 발생되는 모멘트(M1)는 상기 드릴링 유닛(120)의 위치에 따라 변할 수 있다.
즉, 상기 드릴링 유닛(120)이 데크(110)로부터 멀어짐에 따라 발생하는 모멘트(M1)가 커지며, 드릴링 유닛(120)이 데크(110)에 가까워질수록 발생하는 모멘트(M1)가 작아질 수 있다.
상기와 같이 크기가 변하는 모멘트(M1)에 대응하여 해양 구조물(100)의 균형을 유지할 수 있도록 상기 카운터 웨이트 모듈(140)은, 상기 드릴링 유닛(120)의 위치에 따라 펌프(144) 및 드레인 밸브(148)의 작동으로 밸러스트 탱크(142) 내의 해수양을 조절함으로써 드릴링 유닛(120)의 위치에 따라 변하는 모멘트(M1)의 크기에 대응하여 반대방향의 모멘트(M2) 크기를 제어하도록 이루어질 수 있다.
물론, 상기 드레인 밸브(148)가 구비되는 대신 상기 펌프(144)가 상기 밸러스트 탱크(142)내에 해수를 충진하거나 배출시켜 상기 밸러스트 탱크(142) 내의 해수의 양을 조절하여 밸러스트 탱크(142)의 무게를 조절하도록 구비될 수도 있을 것이다.
따라서, 드릴링 유닛(120)에 의해 발생된 모멘트(M1)가 상기 카운터 웨이트 모듈(140)에 의해 발생되는 반대방향 모멘트(M2)에 의해 상쇄될 수 있으므로 드릴링 유닛(120)이 상기 데크(110)로부터 보다 먼 거리까지 이동될 수 있어 굴착범위가 확장될 수 있다.
이하, 본 출원의 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물의 다른 실시예에 대해서 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물(200)은 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 데크(210)와 드릴링 유닛(220), 스키드 레일(230)과 카운터 웨이트 모듈(240)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이 중, 상기 데크(210)와 드릴링 유닛(220), 스키드 레일(230)은 전술한 실시예의 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물(100)의 데크(110)와 드릴링 유닛(120), 스키드 레일(130)과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 실시예의 카운터 웨이트 모듈(240)은 전술한 실시예의 카운터 웨이트 모듈(240)과 다른점이 있으므로, 본 실시예의 설명에서는 상기 카운터 웨이트 모듈(240)에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 카운터 웨이트 모듈(240)은 상기 데크(210)에 대하여 위치의 이동이 가능하게 구비될 수 있다.
상기와 같은 카운터 웨이트 모듈(240)은, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이,밸러스트 탱크(242)와 펌프(244), 취수관(246) 및 드레인 밸브(248) 및 이동 레일(249)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 밸러스트 탱크(242)와 펌프(244), 취수관(246) 및 드레인 밸브(248)는 전술한 실시예의 밸러스트 탱크(142)와 펌프(144), 취수관(146) 및 드레인 밸브(148)와 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 이동 레일(249)은 상기 밸러스트 탱크(242)의 위치를 상기 데크(210)에 대해서 이동가능 하게 지지하도록 이루어질 수 있다.
상기 이동 레일(249)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 스키드 레일(230)과 유사하게 상기 밸러스트 탱크(242)를 상기 데크(210)로부터 멀어지거나 가까워지는 방향 또는 상기 데크(210)와 평행한 방향으로 이동시키도록 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 밸러스트 탱크(242)는 상기 드릴링 유닛(220)과는 반대방향으로 이동될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 드릴링 유닛(220)은 무거운 중량을 가진 중량체로서, 상기 데크(210)의 일측에 구비되므로 상기 데크(210)를 회전시키려는 모멘트(M1)를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 드릴링 유닛(220)이 스키드 레일(230)에 의해 이동될 경우 상기 드릴링 유닛(220)의 위치에 따라 발생하는 모멘트(M1)의 크기가 달라질 수 있다.
상기와 같이 이동 레일(249)에 의해서 이동될 수 있는 밸러스트 탱크(242)는 도 7에 도시된 바와 같은 이동영역(260)을 갖는다.
상기와 같은 이동영역(260)은 그 면적이 상기 밸러스트 탱크(242)의 용량에 따라 상기 드릴링 유닛(220)의 이동범위인 굴착범위(250)보다 크거나 작을 수도 있다.
그리고, 상기 밸러스트 탱크(242)의 이동영역(260)은 상기 드릴링 유닛(220)의 이동범위인 굴착범위(250)와 같은 형태를 가질 수 있다.
따라서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 밸러스트 탱크(242)는 상기 데크(210)의 일측에 구비된 드릴링 유닛(220)과 대향된 측에 구비되며, 내부에 해수가 충진됨에 따라 상기 드릴링 유닛(220)에 의해 발생된 모멘트(M1)와 반대방향의 모멘트(M2)를 발생시킴으로써, 상기 드릴링 유닛(220)에 의해 발생된 모멘트(M1)를 상쇄할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 드릴링 유닛(220)의 위치에 따라 크기가 달라지는 모멘트(M1)를 상쇄하고자 상기 밸러스트 탱크(242)의 위치 또한 상기 드릴링 유닛(220)의 위치에 따라 이동되도록 이루어질 수 있어 상기 드릴링 유닛(220)에 의한 모멘트(M1)를 상쇄할 수 있는 효과가 더욱 커지므로 상기 드릴링 유닛(220)이 상기 데크(210)로부터 보다 먼 거리까지 이동될 수 있어 굴착범위(250)가 확장될 수 있다.
이상과 같이 본 출원에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 출원은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100, 200: 해양 구조물 110, 210: 데크
112: 레그 114; 주거시설
120, 220: 드릴링 유닛 130: 230: 스키드 레일
140, 240: 카운터 웨이트 모듈 142, 242: 밸러스트 탱크
144, 244: 펌프 146, 246: 취수관
148, 248: 드레인 밸브 249: 이동레일
M1: 드릴링 유닛에 의해 발생되는 모멘트
M2: 카운터 웨이트 모듈에 의해 발생되는 모멘트

Claims (6)

  1. 해양에 위치된 데크의 일측에 구비되며, 해저 지각을 굴착하는 드릴링 유닛;
    상기 드릴링 유닛의 굴착위치를 변경시킬 수 있도록 상기 드릴링 유닛을 상기 데크에 대해서 위치 이동 가능하게 지지하는 스키드 레일; 및
    해수를 저장하는 밸러스트 탱크 및 상기 밸러스트 탱크에 해수를 공급하는 펌프를 포함하며, 상기 데크의 상기 드릴링 유닛과 대향된 측에 구비되고, 상기 드릴링 유닛에 의해 발생되는 모멘트를 상쇄시키는 카운터 웨이트 모듈; 및
    상기 밸러스트 탱크를 상기 데크에 대해서 위치 이동 가능하게 지지하는 이동 레일;을 포함하여,
    상기 카운터 웨이트 모듈은 상기 드릴링 유닛의 위치에 따라 이동되는 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드릴링 유닛의 위치에 따라 크기가 변하는 모멘트에 따라 상기 밸러스트 탱크에 충진되는 해수의 양이 조절되는 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 웨이트 모듈은,
    상기 밸러스트 탱크 내의 해수를 배출하는 드레인 밸브;및
    상기 펌프로 해수를 안내하는 취수관을 더 포함하는 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밸러스트 탱크는 상기 드릴링 유닛의 이동방향과 반대방향으로 이동되는 카운터 웨이트 모듈이 구비된 해양 구조물.
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