KR101475223B1 - 반잠수식 해양 구조물 - Google Patents

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Abstract

반잠수식 해양 구조물이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물은 폰툰과 수면 위의 플랫폼이 컬럼에 의해 상호 연결되고, 상기 컬럼에 입사한 파도에 의한 처오름(run-up)에 의해 플랫폼에 가해지는 충격을 저감하기 위한 충격 저감 장치를 포함하고, 충격 저감 장치는, 플랫폼의 저면에 설치되는 에어백; 처오름의 상승 속도를 감지하는 상승 속도 감지부; 및 상승 속도 감지부에 의해 감지된 값이 기 설정된 임계치 보다 크면 에어백을 팽창시키는 제어부를 포함한다.

Description

반잠수식 해양 구조물{SEMISUBMERSIBLE STRUCTURE}
본 발명은 반잠수식 해양 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격 저감 장치를 포함하는 반잠수식 해양 구조물에 관한 것이다.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 세계적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.
이와 같은 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 한계 유전이나 심해유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 반잠수식 해양 구조물이 개발되고 있다.
반잠수식 해양 구조물은 통상적으로 폰툰, 수면 위의 플랫폼 그리고 폰툰과 플랫폼을 상호 연결하는 컬럼을 포함한다. 컬럼으로 파도가 입사하면 파도가 컬럼을 타고 오르는 처오름(RUN-UP)이 발생하는데 처오름이 심하면 플랫폼의 저면을 충격하여 플랫폼이 손상되는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는, 처오름에 의한 충격을 저감할 수 있는 반잠수식 해양 구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 폰툰과 수면 위의 플랫폼이 컬럼에 의해 상호 연결된 반잠수식 해양 구조물로서, 상기 컬럼에 입사한 파도에 의한 처오름(run-up)에 의해 상기 플랫폼에 가해지는 충격을 저감하기 위한 충격 저감 장치를 포함하고, 상기 충격 저감 장치는, 상기 플랫폼의 저면에 설치되는 에어백을 포함하는, 반잠수식 해양 구조물이 제공될 수 있다.
또한 상기 에어백은 상기 플랫폼과 상기 컬럼의 결합 위치의 주변 영역에 배치될 수 있다.
또한 상기 충격 저감 장치는, 상기 컬럼에 입사한 파도가 상기 컬럼에 가하는 압력을 감지하는 압력 센서; 및 상기 압력 센서의 의해 감지된 값이 기 설정된 임계치 보다 크면 상기 에어백을 팽창시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 충격 저감 장치는, 상기 처오름의 상승 속도를 감지하는 상승 속도 감지부; 및 상기 상승 속도 감지부에 의해 감지된 값이 기 설정된 임계치 보다 크면 상기 에어백을 팽창시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 상승 속도 감지부는, 상기 컬럼의 길이방향을 따라 순차적으로 설치된 복수의 압력 센서를 포함할 수 있다.
또한 상기 에어백은 상시 팽창 상태를 유지하고, 상기 충격 저감 장치는, 상기 에어백의 압력을 감지하는 압력 센서; 상기 에어백에 공기를 공급하는 에어 펌프; 및 상기 압력 센서에 의해 감지된 값이 기 설정된 임계치 보다 작으면, 상기 에어백에 공기를 공급하도록 상기 에어 펌프를 작동시키는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 플랫폼 저면에 설치된 에어백이 파도의 처오름에 의해 플랫폼에 가해지는 충격을 효과적으로 저감한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물의 측면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 저감 장치를 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물의 컬럼에 처오름이 발생한 상태를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충격 저감 장치를 나타내는 도면이고,
도 5는 도 4의 상승 속도 감지부의 일 실시예를 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충격 저감 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 저감 장치를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 반잠수식 해양 구조물은 폰툰(pontoon)(10), 플랫폼(20), 컬럼(30) 및 충격 저감 장치(100)를 포함한다.
폰툰(10)은 반잠수식 해양 구조물(1)에 부력을 제공한다. 폰툰(10)은 발라스트 탱크(미도시)를 가지고 있어 부력 조절이 가능하다. 플랫폼(20)은 수면 위에 위치하고, 시추 설비 등 각종 장비가 탑재된다. 플랫폼(20)과 폰툰(10)은 컬럼(30)에 의해 상호 연결된다. 컬럼(30)은 복수로 제공될 수 있다.
컬럼(30)에 파도가 입사하면 입사된 파도가 컬럼(30)을 타고 오르는 처오름(run-up)이 발생한다. 처오름에 의해 플랫폼(20)에 가해지는 충격을 저감하기 위해 충격 저감 장치(100)가 사용된다.
본 실시예에 따른 충격 저감 장치(100)는 에어백(110), 압력 센서(130) 및 제어부(150)를 포함한다. 에어백(110)은 플랫폼(20)의 저면에 설치된다. 예컨대 에어백(110)은 플랫폼(20)의 저면 중 컬럼(30)과의 결합 위치의 주변 영역에 설치될 수 있다. 또는 플랫폼(20)의 저면 중 컬럼(30)의 상단 주변 영역에 설치될 수 있다. 또는 에어백(110)은 플랫폼(20)의 저면에 부분적 또는 전체적으로 설치될 수 있다.
에어백(110)은 평상시 수축된 상태를 유지하다가 후술하는 제어부(150)의 팽창 신호에 의해 팽창한다. 에어백(110)이 순간적으로 팽창되는 메커니즘은 자동차 분야 등에서 사용되는 에어백(110)의 팽창 메커니즘과 동일하여 그 설명은 생략한다.
압력 센서(130)는 컬럼(30)에 입사한 파도가 컬럼(30)에 가하는 압력을 감지한다. 압력 센서(130)는 수면과 인접하는 컬럼(30)의 외측면에 부착된다.
제어부(150)는 압력 센서(130)에 의해 감지된 압력값을 수신한다. 제어부(150)는 수신된 압력값이 기 설정된 임계치(C1) 보다 큰지 여부를 판별한다. 예컨대, 임계치(C1)는 플랫폼(20)에 임계적 충격을 주는 처오름을 발생시키는 파도가 컬럼(30)에 가하는 압력으로서 실험적 또는 수치 해석적으로 구할 수 있다.
압력값이 기 설정된 임계치 보다 큰 것으로 판단되면, 제어부(150)는 에어백(110)에 팽창 명령을 전달한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물의 컬럼에 처오름이 발생한 상태를 나타내는 도면이다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 처오름에 의해 플랫폼(20)에 가해지는 충격을 저감하는 과정을 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 압력 센서(130)는 파도가 컬럼(30)에 가하는 압력을 감지하고 제어부(150)는 이를 수신한다. 제어부(150)는 수신된 값이 기 설정된 임계치(C1) 보다 큰지 여부를 판단한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 압력 센서(130)에 의해 감지된 압력값이 임계치(C1)를 초과하는 경우 제어부(150)는 에어백(110)을 팽창시킨다. 이때, 컬럼(30)을 타고 오르는 처오름에 의한 충격은 에어백(110)이 흡수하여 플랫폼(20)에 가해지는 충격이 저감된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충격 저감 장치를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 상승 속도 감지부의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 충격 저감 장치(200)는 에어백(210), 상승 속도 감지부(230) 및 제어부(250)를 포함한다. 에어백(210)은 앞선 실시예의 에어백(110)과 동일하여 설명을 생략한다.
상승 속도 감지부(230)는 처오름의 상승 속도를 감지한다. 상승 속도 감지부(230)는 컬럼(30)의 길이방향을 따라 순차적으로 설치된 복수의 압력 센서(231, 232, 233, 234)를 포함한다. 처오름 과정에서 복수의 압력 센서(231, 232, 233, 234)는 각각 시간차를 두고 압력을 감지하게 되고, 이웃하는 압력 센서 간의 거리 및 감지 시간차를 기초로 처오름 속도를 산출할 수 있다. 이외에도 다양한 형태의 상승 속도 감지부가 제안될 수 있음은 물론이다.
제어부(250)는 상승 속도 감지부(230)에서 감지된 상승 속도값이 기 설정된 임계치(C2) 보다 큰지 여부를 판별한다. 예컨대 임계치(C2)는 플랫폼(20)에 임계적 충격을 주는 처오름의 상승 속도값으로 실험적 또는 수치 해석적으로 구할 수 있다.
상승 속도값이 기 설정된 임계치(C2) 보다 큰 것으로 판단되면, 제어부(250)는 에어백(210)을 팽창시킨다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충격 저감 장치를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 충격 저감 장치(300)는, 에어백(310), 압력 센서(330) 에어 펌프(340) 및 제어부(350)를 포함한다.
에어백(310)은 상시 팽창 상태를 유지한다. 이 경우, 처오름에 의해 플랫폼(20)에 가해지는 충격을 상시 저감할 수 있다.
압력 센서(330)는 에어백(310)의 압력을 감지한다. 에어백(310)의 압력은 시간이 경과함에 따라 저감되기 때문에 에어백(310)이 처오름에 의한 충격을 저감하기에 충분한 압력을 갖는지 여부를 모니터링 할 필요가 있다.
에어 펌프(340)는 에어백(310)에 공기를 공급한다. 에어백(310)의 압력이 충분하지 않을 때 에어 펌프(340)는 에어백(310)에 공기를 공급한다. 에어 펌프(340)는 후술하는 제어부(350)에 의해 작동한다.
제어부(350)는 압력 센서(330)에 의해 감지된 압력값이 기 설정된 임계치(C3)보다 작은지 여부를 판단한다. 예컨대 임계치(C3)는 플랫폼(20)에 임계적 충격을 주는 처오름을 견디기 위해 에어백(310)이 가져야 하는 압력값으로서 실험적 또는 수치 해석적으로 구할 수 있다.
압력 센서(330)에 의해 감지된 압력값이 임계치(C3) 보다 작으면, 제어부(350)는 에어 펌프(340)를 작동시켜 에어백(310)에 공기를 공급한다.
이상에서 살펴본 본 발명의 실시예들에 따른 충격 저감 장치(100, 200, 300)는 플랫폼(20) 저면에 설치된 에어백(110, 210, 310)이 파도의 처오름에 의해 플랫폼(20)에 가해지는 충격을 효과적으로 저감한다.
이상, 본 발명의 실시예들에 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.
1 : 반잠수식 해양 구조물 10 : 폰툰(pontoon)
20 : 플랫폼 30 : 컬럼
100 : 충격 저감 장치 110 : 에어백
130 : 압력 센서 150 : 제어부

Claims (6)

  1. 폰툰과 수면 위의 플랫폼이 컬럼에 의해 상호 연결된 반잠수식 해양 구조물에 있어서,
    상기 컬럼에 입사한 파도에 의한 처오름(run-up)에 의해 상기 플랫폼에 가해지는 충격을 저감하기 위한 충격 저감 장치를 포함하고,
    상기 충격 저감 장치는,
    상기 플랫폼의 저면에 설치되는 에어백;
    상기 처오름의 상승 속도를 감지하는 상승 속도 감지부; 및
    상기 상승 속도 감지부에 의해 감지된 값이 기 설정된 임계치 보다 크면 상기 에어백을 팽창시키는 제어부를 포함하는, 반잠수식 해양 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어백은 상기 플랫폼과 상기 컬럼의 결합 위치의 주변 영역에 배치되는, 반잠수식 해양 구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충격 저감 장치는,
    상기 컬럼에 입사한 파도가 상기 컬럼에 가하는 압력을 감지하는 압력 센서; 및
    상기 압력 센서의 의해 감지된 값이 기 설정된 임계치 보다 크면 상기 에어백을 팽창시키는 제어부를 더 포함하는, 반잠수식 해양 구조물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상승 속도 감지부는,
    상기 컬럼의 길이방향을 따라 순차적으로 설치된 복수의 압력 센서를 포함하는, 반잠수식 해양 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에어백은 상시 팽창 상태를 유지하고,
    상기 충격 저감 장치는,
    상기 에어백의 압력을 감지하는 압력 센서;
    상기 에어백에 공기를 공급하는 에어 펌프; 및
    상기 압력 센서에 의해 감지된 값이 기 설정된 임계치 보다 작으면, 상기 에어백에 공기를 공급하도록 상기 에어 펌프를 작동시키는 제어부를 포함하는, 반잠수식 해양 구조물.
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