KR101461998B1 - 스퍼드캔 및 이를 가지는 잭업 리그 - Google Patents

스퍼드캔 및 이를 가지는 잭업 리그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스퍼드캔 및 이를 가지는 잭업 리그에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 스퍼드캔의 상부에 원뿔 형태의 구조물을 설치하여 스퍼드캔의 인발시 백필(backfill) 및 인필(infill)로 인하여 스퍼드캔의 상부에 쌓이게 되는 지반으로부터 용이하게 스퍼드캔을 회수할 수 있도록 하고, 이로 인해 스퍼드캔이 지반 내에 관입된 상태에서 작은 인발력으로 신속한 인발이 가능하도록 하여 스퍼드캔의 인발 성능을 향상시킴으로써, 스퍼드캔의 인발에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 레그에 발생하는 인장 하중을 감소하여 잭업 리그의 안정성 및 안전성을 확보할 수 있고, 해상에서 잭업 리그를 예인시 예인 방향에 대한 해수와의 저항을 줄일 수 있는 스퍼드캔 및 이를 가지는 잭업 리그에 관한 것이다.
본 발명에 따른 잭업 리그용 스퍼드캔은 잭업 리그의 레그 하단에 고정되고, 해저면에 안착되는 스퍼드캔디스크; 상기 스퍼드캔디스크의 하부에 하방으로 돌출되도록 마련되는 하부콘; 및 상기 스퍼드캔디스크의 상부에 상방으로 돌출되도록 마련되는 상부콘을 포함한다.

Description

스퍼드캔 및 이를 가지는 잭업 리그{Spudcan and jack-up rig with the same}
본 발명은 스퍼드캔 및 이를 가지는 잭업 리그에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 스퍼드캔이 지반 내에 관입된 상태에서 작은 인발력으로 신속한 인발이 가능하도록 구성된 스퍼드캔 및 이를 가지는 잭업 리그에 관한 것이다.
일반적으로 리그(rig)는 해저 채굴 기술의 발달로 인해 유전 개발에 적합한 시추설비를 구비함으로써 심해 유전뿐만 아니라, 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field) 개발에 사용되고 있다.
이와 같은 리그는 선체에 설치한 3~6개의 레그(leg)를 해저에 내려 세워서 선체를 해상에 설치하는 잭업 리그(jack-up rig), 수중의 하부선각에 세워진 레그로 해상의 갑판을 지지하는 반잠수형, 선각과 같은 모양의 선형과 토사를 매립하여 인공섬으로 만든 매립식 인공섬형, 잠함 등을 해저에 침설하여 중량으로 파력이나 지진력을 견디게 하는 중력형, 그리고 원반 형상의 부유식 구조체를 이루는 원반 부체형 등이 있다.
상기한 리그 중에서 잭업 리그는 암반지역뿐만 아니라 연약지반 등에 설치될 수 있으며, 구조적인 안정성을 위하여 많은 노력을 기울이고 있는데, 스퍼드캔과 레그를 포함하는 스퍼드 장치에 의해 선체를 해저에 고정시킨다.
종래의 스퍼드 장치로는 한국공개특허 제10-2013-0097022호의 스퍼드 장치, 이를 구비한 선박 및 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법이 있다. 여기서 스퍼드 장치는 길이방향으로 톱니부가 형성되며 상호 나란하게 배치된 복수의 기둥부재 및 상기 복수의 기둥부재를 연결하여 지지하는 지지부재를 구비한 레그(leg)와, 상기 레그의 단부에 결합되어 있으며, 상기 해저에 삽입되는 스퍼드캔(spud can)을 포함하고, 상기 복수의 기둥부재는 상기 스퍼드캔의 외측으로 이격되게 배치되어 있으며, 상기 스퍼드캔의 측면에 상응하는 위치까지 상기 톱니부가 형성되도록, 상기 톱니부는 상기 복수의 기둥부재 단부까지 연장된다.
그러나, 종래의 스퍼드 장치는 스퍼드캔을 해저 지반 내에 관입시켜 고정시킨 후, 일정 작업을 완료한 후에 잭업 리그의 이동을 위해 스퍼드캔을 지반으로부터 인발할 경우, 스퍼드캔 상부에 위치하는 지반에 의한 저항이 상당히 크게 작용하여 인발을 어렵게 하는 문제점을 가지고 있었다. 따라서 이러한 스퍼드캔의 인발을 위하여, 기계적 인발력이나 부가적인 워터 제팅(water jetting) 장치 등을 이용하여 스퍼드캔을 인발함으로써, 잭킹 시스템, 레그, 스퍼드캔의 손상을 초래하고, 특히 워터 제팅의 사용을 위해 부가적인 장치를 이용함으로써 장시간의 작업을 요하게 되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스퍼드캔이 지반 내에 관입된 상태에서 작은 인발력으로 신속한 인발이 가능하도록 하여, 스퍼드캔의 인발 성능을 향상시킴으로써 스퍼드캔의 인발에 소요되는 시간 및 비용을 절감하고, 레그에 발생하는 인장 하중을 감소하여 잭업 리그의 안정성 및 안전성을 확보하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 잭업 리그의 스퍼드캔에 있어서, 상기 잭업 리그의 레그 하단에 고정되고, 해저면에 안착되는 스퍼드캔디스크; 상기 스퍼드캔디스크의 하부에 하방으로 돌출되도록 마련되는 하부콘; 및 상기 스퍼드캔디스크의 상부에 상방으로 돌출되도록 마련되는 상부콘을 포함하는 잭업 리그용 스퍼드캔이 제공된다.
상기 상부콘은 상기 하부콘의 높이보다 큰 높이를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 상부콘은 상기 하부콘의 직경보다 큰 직경을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 상부콘은 상기 잭업 리그가 예인시 해수와의 저항을 감소시키기 위한 저항감소부가 측부에 돌출되도록 형성될 수 있다.
상기 상부콘은 물방울 형상의 단면을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 잭업 리그의 스퍼드캔에 있어서, 상기 잭업 리그의 레그 하단에 고정되고, 해저면에 안착되는 스퍼드캔디스크를 포함하고, 상기 스퍼드캔디스크의 상부에 상부콘이 상방으로 돌출되도록 마련되는 잭업 리그용 스퍼드캔이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 잭업 리그에 있어서, 선체; 상기 선체에 승강 가능하도록 다수로 설치되는 레그; 및 상기 레그 각각의 하단에 고정되는 스퍼드캔을 포함하고, 상기 스퍼드캔은 본 발명의 일 측면 또는 다른 측면에 따른 잭업 리그용 스퍼드캔으로 이루어지는 잭업 리그가 제공된다.
본 발명에 따르면, 스퍼드캔의 상부에 원뿔 형태의 구조물을 설치하여 스퍼드캔의 인발시 백필(backfill) 및 인필(infill)로 인하여 스퍼드캔의 상부에 쌓이게 되는 지반으로부터 용이하게 스퍼드캔을 회수할 수 있도록 하고, 이로 인해 스퍼드캔이 지반 내에 관입된 상태에서 작은 인발력으로 신속한 인발이 가능하도록 하여 스퍼드캔의 인발 성능을 향상시킴으로써, 스퍼드캔의 인발에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 레그에 발생하는 인장 하중을 감소하여 잭업 리그의 안정성 및 안전성을 확보할 수 있고, 해상에서 잭업 리그를 예인시 예인 방향에 대한 해수와의 저항을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그용 스퍼드캔을 도시한 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그용 스퍼드캔을 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그용 스퍼드캔의 작용을 설명하기 위한 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그의 예인시 작용을 설명하기 위한 평면도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그(200)는 선체(210), 선체(210)에 승강 가능하도록 다수로 설치되는 레그(leg; 220) 및 레그(220) 각각의 하단에 고정되는 스퍼드캔(spud can;100)을 포함한다.
선체(210)는 3~6개의 레그(220)가 수직되게 설치될 수 있고, 레그(220)를 지지대로 삼아 해수면 위에 설치되며, 레그(220)로부터 승강하도록 승강장치(미도시)가 설치된다. 본 실시예에서 선체(210)는 레그(220)가 3개로 이루어짐으로써 평면 형상이 대략 3각형에 가까운 형상을 가지나, 그 형태 및 레그(220)의 개수가 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 레그(220)가 3개 이외의 다양한 개수로 이루어질 수 있고, 레그(220)의 개수에 따라 4각형을 비롯하여 적절한 형태를 가질 수 있다. 또한 선체(210)는 상면에 시추를 위한 파이프나 장비가 설치되기 위한 공간을 제공하는 데크(deck)가 마련될 수 있고, 이러한 데크 상에 주거 또는 작업을 위한 다수의 시설물(211)이 설치될 수 있으며, 시추 작업을 위한 드릴 플로어(drill floor; 212)(도 5에 도시)가 설치될 수 있다.
선체(210)에 레그(220)의 승강을 위해 마련되는 승강장치는 레그(220) 각각에 대응하도록 설치되고, 모터의 구동력을 랙과 피니언에 의해 레그(220)로 전달하거나, 유압실린더의 구동력을 레그(220)에 전달하거나, 이 밖에도 다양한 액추에이터 및 동력전달부재 등을 사용하여 레그(220)에 승강을 위한 구동력을 제공할 수 있다.
레그(220)는 일례로 수직재(221)와 경사재(222)의 연결에 의한 트러스 구조로 이루어질 수 있고, 이에 한하지 않고 다양한 구조를 가질 수 있으며, 구조적 안정성을 위하여 보강재가 설치될 수 있다.
스퍼드 장치는 본 발명에 따른 잭업 리그용 스퍼드캔(100)으로서, 이하 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그용 스퍼드캔(100)을 도시한 측면도 및 평면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그용 스퍼드캔(100)은 잭업 리그(200)의 레그(220) 하단에 고정되고, 해저면에 안착되는 스퍼드캔디스크(spud can disk; 110)를 포함하고, 스퍼드캔디스크(110)의 상부에 상부콘(130)이 상방으로 돌출되도록 마련된다. 또한 스퍼드캔디스크(110)의 하부에는 하방으로 하부콘(120)이 돌출되도록 마련될 수 있다.
스퍼드캔디스크(110)는 레그(220) 하단에 고정되는데, 일례로 레그(220)의 수직재(221)가 가장자리를 따라 간격을 두고서 다수로 고정될 수 있고, 본 실시예에서처럼 상부와 하부가 볼록한 디스크 형태를 가질 수 있으며, 이와 달리 평판 형태를 가질 수도 있다.
하부콘(120)은 스퍼드캔디스크(110)의 해저 지반에 안착 및 고정에 유리하도록 원뿔 형상을 가지고서, 스퍼드캔디스크(110)의 하면에 용접이나 볼팅 등에 의해 하방으로 돌출되도록 고정될 수 있다.
상부콘(130)은 스퍼드캔디스크(110)의 인발을 위한 상향력이 인가될 경우, 스퍼드캔디스크(110)의 상부에 위치하는 토사가 경사면을 따라 원활하게 미끄러지도록 가이드하도록 원뿔 형상을 가지고서, 스퍼드캔디스크(110)의 상면에 용접이나 볼팅 등에 의해 상방으로 돌출되도록 고정될 수 있다.
상부콘(130)은 하부콘(120)과 달리 해저 지반에 관입되지 않는다는 점과 인발 성능 향상을 감안하여, 하부콘(120)의 높이(H2)보다 큰 높이(H1)를 가지도록 형성될 수 있으며, 나아가서 하부콘(120)의 직경(D2)보다 큰 직경(D1)을 가지도록 형성될 수 있다.
상부콘(130)은 잭업 리그(200)가 예인시 해수와의 저항을 감소시키기 위한 저항감소부(131)가 측부에 돌출되도록 형성될 수 있고, 이러한 저항감소부(131)에 의해 본 실시예에서처럼 일례로 물방울 형상의 단면을 가질 수 있다. 따라서 레그(220) 각각의 하단에 위치하는 상부콘(130)은 잭업 리그(200)가 예인시 저항감소부(131)가 전방을 향하도록 배치되어 예인시 저항을 감소시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 스퍼드캔 및 이를 가지는 잭업 리그의 작용을 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상부에 상부콘이 형성되지 아니한 비교예의 스퍼드캔(10)은 인발시 상부의 토사가 쉽게 상부면을 따라 쉽게 슬라이딩되지 못하여 큰 인발력을 요구하는 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드캔(100)은 상부에 마련된 상부콘(130)에 의해 상부에 위치하는 토사가 경사면을 따라 원활하게 미끄러짐으로써 적은 인발력으로도 인발이 가능하도록 한다.
이와 같이 본 발명에서 스퍼드캔디스크(110)의 상부에 원뿔 형태의 상부콘(130)을 설치하여 스퍼드캔디스크(110)의 인발시, 백필(backfill) 및 인필(infill)로 인하여 스퍼드캔디스크(110)의 상부에 쌓이게 되는 지반으로부터 용이하게 스퍼드캔디스크(110)를 회수할 수 있도록 하고, 이로 인해 잭업 리그용 스퍼드캔(100)이 지반 내에 관입된 상태에서 작은 인발력으로 신속한 인발이 가능하도록 한다. 따라서 잭업 리그용 스퍼드캔(100)의 인발 성능을 향상시킴으로써 스퍼드캔(100)의 인발에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 레그(220)에 발생하는 인장 하중을 감소하여 잭업 리그(200)의 안정성 및 안전성을 확보할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 해상에서 잭업 리그(200)를 예인시, 레그(220) 각각의 하단에 위치하는 상부콘(130)의 저항감소부(131)가 전방을 향하도록 배치됨으로써, 해수와의 저항을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 잭업 리그(200)의 예인에 소요되는 연료 소모를 줄임과 아울러, 잭업 리그(200)의 예인 속도 저하를 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100 : 스퍼드캔 110 : 스퍼드캔디스크
120 : 하부콘 130 : 상부콘
131 : 저항감소부 200 : 잭업 리그
210 : 선체 211 : 시설물
212 : 드릴 플로어 220 : 레그
221 : 수직재 222 : 경사재
D1 : 상부콘의 직경 D2 : 하부콘의 직경
H1 : 상부콘의 높이 H2 : 하부콘의 높이

Claims (7)

  1. 잭업 리그의 스퍼드캔에 있어서,
    상기 잭업 리그의 레그 하단에 고정되고, 해저면에 안착되는 스퍼드캔디스크;
    상기 스퍼드캔디스크의 하부에 하방으로 돌출되도록 마련되는 하부콘; 및
    상기 스퍼드캔디스크의 상부에 상방으로 돌출되도록 마련되는 상부콘을 포함하며,
    상기 상부콘은 상기 잭업 리그가 예인시 해수와의 저항을 감소시키기 위한 저항감소부가 측부에 돌출되도록 형성되는, 잭업 리그용 스퍼드캔.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부콘은,
    상기 하부콘의 높이보다 큰 높이를 가지도록 형성되는, 잭업 리그용 스퍼드캔.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상부콘은,
    상기 하부콘의 직경보다 큰 직경을 가지도록 형성되는, 잭업 리그용 스퍼드캔.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부콘은,
    물방울 형상의 단면을 가지는, 잭업 리그용 스퍼드캔.
  6. 잭업 리그의 스퍼드캔에 있어서,
    상기 잭업 리그의 레그 하단에 고정되고, 해저면에 안착되는 스퍼드캔디스크를 포함하고,
    상기 스퍼드캔디스크의 상부에 상부콘이 상방으로 돌출되도록 마련되며,
    상기 상부콘은 상기 잭업 리그가 예인시 해수와의 저항을 감소시키기 위한 저항감소부가 측부에 돌출되도록 형성되는, 잭업 리그용 스퍼드캔.
  7. 잭업 리그에 있어서,
    선체;
    상기 선체에 승강 가능하도록 다수로 설치되는 레그; 및
    상기 레그 각각의 하단에 고정되는 스퍼드캔을 포함하고,
    상기 스퍼드캔은,
    청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 5 및 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 잭업 리그용 스퍼드캔으로 이루어지는, 잭업 리그.
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