KR101489269B1 - 잭업리그 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물 - Google Patents

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Abstract

잭업리그 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업리그는, 선체를 지지할 수 있도록 선체에 승강 가능하게 배치되는 레그; 및 해저에 지지되도록 레그의 하단에 마련되는 스퍼드캔을 포함하며, 스퍼드캔의 저면부에는, 해저를 향해 점차 뾰족한 형상을 갖는 돌출부가 마련된다.

Description

잭업리그 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물{JACK UP RIG, AND VESSEL OR OCEAN CONSTRUCTION COMPRISING THE SAME}
본 발명은 잭업리그 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해저에 지지될 수 있도록 마련되는 잭업리그 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물에 관한 것이다.
최근까지 해양에서 얻을 수 있는 천연자원으로는, 지상에서 생산되는 원유 및 원유 시추에 따른 부산물뿐만 아니라 천연가스 등의 화석 에너지가 있다. 또한 태양 에너지에 의해 지구에 전달되는 태양광과 태양열, 이에 의해 지구에서 발생되는 풍력과 파력, 및 행성 간의 인력에 의해 발생되는 조력 등의 재생 에너지가 있다.
해양으로부터 에너지를 얻기 위해서는, 에너지를 얻을 수 있는 시설물을 해양에 설치하는 작업이 따른다. 풍력의 경우에는 풍력에 의해 회전되는 날개를 갖는 타워형 풍력 발전기를 세우게 된다.
해양은 지상의 지면과 달리 안정된 상태가 아니어서, 구조물 자체를 세우는 작업이 상당히 험난하므로, 작업자에 대해 지면과 같은 안정된 작업환경을 제공할 수 있는 선박 또는 해양구조물이 필요하다.
이를 위해서, 해양에 고정될 수 있도록 해저에 지지되는 레그가 승강가능하게 탑재된 특수선박 또는 해양구조물이 개발되어 있다.
이러한 특수선박 또는 해양구조물은 이동 시와 같은 평상 시에 레그가 지면으로부터 유격되어 선체에 인입되어 있으며, 작업을 위한 선체의 위치 고정이 필요한 경우에는 해저로 하강하여 해저에 지지된다.
이때 레그의 하단에는 다양한 해저지형에 지지될 수 있도록 스퍼드캔(spudcan)이 설치된다. 이러한 스퍼드캔이 탑재된 특수선박을 일명 리그 선이라고도 하며, 레그와 스퍼드 캔을 통틀어 잭업 리그(jack up rig)라고 한다.
이러한 잭업리그의 스퍼드캔은 사람의 발바닥과 같이 해저 지면에 맞닿아 레그를 충분히 지탱할 수 있도록 넓은 면적을 갖는 지지구조물로서, 선체 또는 해양구조물의 안정적인 지탱을 위해서 세 개 이상의 레그와 함께 선체에 탑재된다.
그런데, 이러한 종래의 잭업리그는, 해저지반 위에 잭업리그의 기초 구조물이 설치되므로, 기초 구조물을 통해 잭업리그 하중이 해저 지반에 전달될 때, 해저지반의 갑작스런 지층 변화로 인해 하중을 받는 잭업리그 기초 구조물의 급속한 부등침하가 발생될 수 있었다.
미국특허 제7, 534, 072호
본 발명의 일 실시 예는, 잭업리그 설치 시 해저의 연약한 지반에서 발생될 수 있는 급속 부등침하 방지 및 기초 구조물의 지반 지지력을 향상시킬 수 있는 잭업리그 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체를 지지할 수 있도록 선체에 승강 가능하게 배치되는 레그; 및 해저에 지지되도록 상기 레그의 하단에 마련되는 스퍼드캔을 포함하며, 상기 스퍼드캔에는, 해저를 향해 점차 뾰족한 형상을 갖는 돌출부가 마련되는 잭업리그가 제공될 수 있다.
상기 돌출부는, 상기 스퍼드캔의 하부에 해저를 향해 돌출되도록 마련되는 돌출몸체; 및 상기 돌출몸체의 하단부에 해저를 향해 뾰족하게 마련되는 뾰족돌기를 포함할 수 있다.
상기 스퍼드캔은, 상기 레그의 하단에 결합되는 상부몸체; 상기 상부몸체에 결합되는 하부몸체; 및 상기 상부몸체와 상기 하부몸체 사이에 마련되는 테두리부를 포함하며, 상기 돌출몸체는, 상기 테두리부에 직교하게 배치될 수 있다.
상기 돌출부의 돌출몸체의 길이는, 상기 뾰족돌기의 길이에 대해 0.7 ~ 0.75 배로 마련되며, 상기 돌출몸체의 반지름은, 상기 뾰족돌기의 길이에 대해 0.7 ~ 0.8 배로 마련될 수 있다.
상기 스퍼드캔의 하부몸체의 길이는, 상기 뾰족돌기의 길이에 대해 0.60 ~ 0.65 배로 마련되며, 상기 스퍼드캔의 테두리부의 길이는, 상기 뾰족돌기의 길이에 대해 0.25 ~ 0.3 배의 길이로 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 잭업리그; 및 상기 잭업리그를 승강시킬 수 있도록 선체에 마련되는 잭업유닛을 포함하는 선박 또는 해양구조물이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 잭업리그 기초 구조물의 급속 부등침하를 방지하고 안정적으로 잭업리그를 지지할 수 있도록 잭업리그 기초 하단 중앙부에 말뚝형 돌출부를 마련하여 잭업리그 기초 구조물의 급속 부등침하 방지 및 기초 구조물의 지지력 증가를 향상시킬 수 있는 잭업리그 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업리그가 탑재된 선박의 개략도이다.
도 2는 도 1의 잭업리그의 하부에 대한 확대 정면도이다.
도 3은 도 2의 잭업리그에 가해지는 지지력 방향도이다.
도 4는 도 2의 잭업리그의 평면도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업리그(100)는, 선체(105)를 지지할 수 있도록 선체(105)에 승강 가능하게 배치되는 레그(110)와, 해저에 지지되도록 레그(110)의 하단에 마련되는 스퍼드캔(120)을 포함하며, 스퍼드캔(120)에는, 스퍼드캔(120)의 하부에서 급작스럽게 변화되는 지층을 관통할 수 있도록 해저를 향해 점차 뾰족한 형상을 갖는 돌출부(130)가 마련된다.
이러한 본 실시 예에 따르면, 잭업리그(100)가 선체(105)에서 해저로 이동되어 스퍼드캔(120)이 해저지반에 지지될 때, 한쪽 스퍼드캔(120)이 지지되는 지층이 연약 지층인 경우, 스퍼드캔(120)이 지지되는 연약 지층이 변화될 수 있지만, 스퍼드캔(120)의 하부에 마련되는 돌출부(130)가 연약 지층을 통과하여, 연약 지층의 아래의 지반에 지지될 수 있다. 이에 따라 본 실시 예에 따른 잭업리그(100)에 대한 기초 구조물의 급속한 부등침하를 방지할 수 있다.
즉 본 실시 예에 따르면, 안정적으로 잭업리그(100)를 지지할 수 있도록 잭업리그(100) 기초 하단 중앙부에 말뚝형상의 돌출부(130)가 마련됨으로써, 잭업리그(100)의 기초 구조물의 급속 부등침하 방지 및 기초 구조물의 지지력 증가를 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 스퍼드캔(120)은, 레그(110)의 하단에 결합되는 상부몸체(121)와, 상부몸체(121)에 결합되는 하부몸체(122)와, 상부몸체(121)와 하부몸체(122) 사이에 마련되는 테두리부(125)를 포함하며, 돌출몸체(131)는 테두리부(125)에 직교하게 배치될 수 있다.
이러한 스퍼드캔(120)은, 해저의 바닥부에 지지될 수 있도록 넓고 평평한 원반 형상으로서, 상부몸체(121)와 하부몸체(122)는 테두리부(125)를 중심으로 대칭되게 마련될 수 있으며, 중심부에서 테두리 측으로 점차 상하 방향에 따른 단면이 좁아지도록 마련될 수 있다.
또한 도4에 도시된 바와 같이, 테두리부(125)는, 120도 간격을 가지면서, 세 방향으로 돌출되게 마련될 수 있다. 이러한 돌출된 테두리부(125)는, 거의 둥근 형상으로 마련될 수 있다. 이러한 둥근 형상의 테두리부(125) 사이에는 직선구간의 테두리부(125)가 마련될 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 돌출부(130)는, 스퍼드캔(120)의 하부에 해저를 향해 돌출되도록 마련되는 돌출몸체(131)와, 돌출몸체(131)의 하단부에 해저를 향해 뾰족하게 마련되는 뾰족돌기(133)를 포함할 수 있다. 이러한 돌출부(130)는, 지면에 대한 투영 형상이 원형인 말뚝형상으로서, 스퍼드캔(120)이 지지된 연약지층을 통과하여 연약지층 아래에 있는 지반에 지지될 수 있다.
이때 돌출부(130)의 길이는, 주로 해저에 있는 연약지층을 통과할 수 있도록 연약지층의 두께로 결정될 수 있다. 또한 뾰족돌기(133)는, 스퍼드캔(120)에 의해 변형되는 연약지층을 통과할 수 있으며, 연약지층보다 견고한 지반에 박혀 지지될 수 있다.
이러한 본 실시 예에 따른 돌출부(130)는, 선체(105)로부터 스퍼드캔(120)이 해저에 지지될 때, 급격한 지층변화구간을 관통함으로써 스퍼드캔(120)의 갑작스런 침하를 방지하고 스퍼드캔(120)의 안정적인 지지를 가능하게 하여 스퍼드캔(120)에 의해 지지되는 선체(105)의 급격한 부등침하를 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 돌출부(130)에 대해 지층으로부터 가해지는 지지력이 화살표로 표시되어 있다. 지지력은, 돌출부(130)를 따라 스퍼드캔(120)을 향한 수직의 지지력과 돌출부(130)의 외면부를 향한 수평의 지지력이 가해질 수 있다. 이러한 수직 및 수평의 지지력은, 지반에 박힌 상태의 돌출부(130)에 대한 지지력의 표시로서, 돌출부(130)는 지반에 박힌 상태로 위치가 고정될 수 있다.
이러한 본 실시 예에 따른 돌출부(130)의 돌출몸체(131)의 길이 D1은, 전술한 바와 같이 급격한 지층변화구간을 통과할 수 있도록 마련되는데, 뾰족돌기(133)의 길이 D에 대해 0.7 ~ 0.75 배의 길이로 마련될 수 있다.
일 예로, 뾰족돌기(133)의 길이 D가 1m로 결정된다면, 돌출몸체(131)의 D1의 길이는 0.7m ~ 0.75m로 정해질 수 있다. 또한 본 실시 예에 따른 돌출몸체(131)의 반지름 D2는, 뾰족돌기(133)의 길이 D에 대해 0.7 ~ 0.8 배의 길이로 마련될 수 있다.
아울러, 본 실시 예에 따른 스퍼드캔(120)의 하부몸체(122)의 길이 D3는, 뾰족돌기(133)의 길이 D에 대해 0.60 ~ 0.65 배의 길이로 마련될 수 있다. 일 예로, 뾰족돌기(133)의 길이 D가 1m로 결정된다면, 하부몸체(122)의 길이 D3는 0.60m ~ 0.65m로 정해질 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 스퍼드캔(120)의 테두리부(125)의 길이 D4는, 뾰족돌기(133)의 길이 D에 대해 0.25 ~ 0.3 배의 길이로 마련될 수 있다. 일 예로, 뾰족돌기(133)의 길이 D가 1m로 결정된다면, 하부몸체(122)의 길이 D4는 0.25m ~ 0.3m로 정해질 수 있다. 또한 본 실시 예에 따른 테두리부(125)의 최대 반지름 D5는, 뾰족돌기(133)의 길이 D에 대해 2.5 ~ 3.0 배의 길이로 마련될 수 있다.
이러한 본 실시 예에 따른 돌출부(130)의 뾰족돌기(133)에 대한, 돌출몸체(131), 하부몸체(122), 테두리부(125)의 비율은, 스퍼드캔(120)이 해저에 지지될 때 급격한 지층변화를 상정하여, 돌출부(130)가 급격하게 변화되는 지층구간을 수월하게 통과하면서, 스퍼드캔(120)이 해저에 안착될 수 있는 구조를 고려한 스펙이다.
전술한 스펙들은, 본 실시 예에 따른 잭업리그의 기초의 직경은 20 m 내외이며, 일반적으로 해저 지반의 급속한 부등침하가 발생되는 연약한 지층의 두께가, 2m ~ 3 m 내외인 사실에 근거한다.
뾰족돌기(133)의 길이 D가 2m로 결정된다면, 돌출몸체(131)의 길이 D1는 1.4m ~ 1.5m로 정해질 수 있으며, 돌출몸체(131)와 뽀족돌기(133)의 전체 길이가 3.4m ~ 3.5m로 결정될 수 있으므로, 돌출부(130는 2m ~ 3 m 두께의 연약한 지층을 통과하여 해저바닥에 지지될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업리그(100)와, 잭업리그(100)를 승강시킬 수 있도록 선체(105)에 마련되는 잭업유닛(140)을 포함하는 선박 또는 해양구조물이 제공될 수 있다.
이러한 본 실시 예에 따른 선박 또는 해양구조물은, 스퍼드캔(120)이 해저지반에 지지될 때, 한쪽 스퍼드캔(120)이 지지되는 지층이 연약 지층인 경우, 스퍼드캔(120)이 지지되는 연약 지층이 변화될 수 있지만, 스퍼드캔(120)의 하부에 마련되는 돌출부(130)가 연약 지층을 통과하여, 연약 지층의 아래의 지반에 지지될 수 있다. 이에 따라 본 실시 예에 따른 선박 또는 해양구조물은, 선체(105)의 급속한 부등침하가 방지될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 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 포함된다 할 것이다.
100: 잭업리그 110: 레그
120: 스퍼드캔 121: 상부몸체
122: 하부몸체 125: 테두리부
130: 돌출부 131: 돌출몸체
133: 뾰족돌기 140: 잭업유닛

Claims (6)

  1. 선체를 지지할 수 있도록 선체에 승강 가능하게 배치되는 레그; 및
    해저에 지지되도록 상기 레그의 하단에 마련되는 스퍼드캔을 포함하며,
    상기 스퍼드캔의 저면부에는, 선체로부터 스퍼드캔이 해저에 지지될 때 급격한 지층변화구간을 관통하게 되면서 스퍼드캔의 갑작스런 침하를 방지할 수 있도록 해저를 향해 점차 뾰족한 형상을 갖는 돌출부가 마련되며,
    상기 돌출부는, 상기 스퍼드캔의 하부에 해저를 향해 돌출되도록 마련되는 돌출몸체; 및
    상기 돌출몸체의 하단부에 해저를 향해 뾰족하게 마련되는 뾰족돌기를 포함하고,
    상기 스퍼드캔은,
    상기 레그의 하단에 결합되는 상부몸체;
    상기 상부몸체에 결합되는 하부몸체; 및
    상기 상부몸체와 상기 하부몸체 사이에 마련되는 테두리부를 포함하며,
    상기 돌출몸체는, 상기 테두리부에 직교하게 배치되고,
    상기 돌출부의 돌출몸체의 길이는, 상기 뾰족돌기의 길이에 대해 0.7 ~ 0.75 배로 마련되며, 상기 돌출몸체의 반지름은, 상기 뾰족돌기의 길이에 대해 0.7 ~ 0.8 배로 마련되며,
    상기 테두리부는 지면에 대한 투영 형상 상에서 둥근 구간이 120도의 간격으로 세 방향으로 형성되며,
    상기 둥근 구간과 직선 구간이 서로 교대로 배치되고,
    상기 둥근 구간은 상기 직선 구간에 대해 돌출되어 마련되는 것을 특징으로 하는 잭업리그.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 스퍼드캔의 하부몸체의 길이는, 상기 뾰족돌기의 길이에 대해 0.60 ~ 0.65 배로 마련되며, 상기 스퍼드캔의 테두리부의 길이는, 상기 뾰족돌기의 길이에 대해 0.25 ~ 0.3 배의 길이로 마련되는 잭업리그.
  6. 제1항 또는 제5항에 따른 잭업리그; 및
    상기 잭업리그를 승강시킬 수 있도록 선체에 마련되는 잭업유닛을 포함하는 선박 또는 해양구조물.
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