KR101497465B1 - 해저 설치 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해저 설치 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유정 유체의 압력을 이용하여 해저에서 해수를 지상으로 끌어올릴 수 있는 해저 설치 구조물에 관한 것이며, 이를 위하여 해저에서 생산된 유체를 해상으로 이송시키는 유체이송라인 및 해수를 해상으로 이송시키는 해수이송라인을 갖는 해수유체공급부를 포함하는 해저 설치 구조물에 있어서, 해수유체공급부는 일단이 유체이송라인 상에 설치되어 유체의 흐름에 따라 구동되는 유체구동수단; 및 일단이 유체구동수단과 치합되어 유체구동수단의 회전에 따라 회동되는 것으로 타단이 해수이송라인 상에 설치되어 해수를 유입하는 해수구동수단을 포함하는 해저 설치 구조물을 제공한다.

Description

해저 설치 구조물{SEA FLOOR SETUP STRUCTURE}
본 발명은 해저 설치 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유정 유체의 압력을 이용하여 해저에서 해수를 지상으로 끌어올릴 수 있는 해저 설치 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 유정 또는 천연가스 등을 시추하는 시추선 등의 해상 부유식 구조물은 해수 공급 장치를 통해 해수를 공급받아 여러 가지의 용도로 사용하고 있으며, 일 예로 선박의 엔진룸에 구비된 장치들이 해수 공급 장치를 통해 유입된 해수에 의해 냉각된다.
도 1은 종래 기술에 따른 해수 공급 장치를 도시한 도면을 나타낸다.
종래 기술에 따른 해수공급장치(10)는 도 1에 도시한 바와 같이 선체의 양측에 형성되어 선내로 해수를 흡입하기 위한 한 쌍의 해수 유입구(11)와, 한 쌍의 해수 유입구(11)를 연결하는 파이프 형태의 배관(12)과, 배관(12)에 유입된 해수를 펌핑하기 위한 해수펌프(13)와, 배관(12)상에 설치되어 유입되는 해수에 포함된 이물질을 거르기 위한 여과기(strainer,14)를 포함한다.
선박의 양측에 설치된 해수 유입구(11)를 통해서 유입된 해수는 여과기(14)를 통해서 이물질이 제거되고, 해수 펌프(13)를 통해서 냉각기(15)로 공급되고, 냉각기(15)를 거친 해수는 다시 바다로 배출된다.
그러나, 종래 기술에 따른 해수 공급 장치(10)는 해수 펌프(13)를 전동기로 구동하여 해수를 펌핑할 수 있고, 해수를 펌핑하기 위해 전동기에서 많은 량의 전력을 필요로 하며, 이에 따라 전력 생산을 위한 운용비가 많이 소요된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유정 유체의 압력을 이용하여 해저에서 해수를 가압하여 펌핑할 수 있도록 함으로써, 전력 수요를 줄여 경제적인 효과를 도모할 수 있는 해저 설치 구조물을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 해저에서 생산된 유체를 해상으로 이송시키는 유체이송라인 및 해수를 해상으로 이송시키는 해수이송라인을 갖는 해수유체공급부를 포함하는 해저 설치 구조물에 있어서, 해수유체공급부는 일단이 유체이송라인 상에 설치되어 유체의 흐름에 따라 구동되는 유체구동수단; 및 일단이 유체구동수단과 치합되어 유체구동수단의 회전에 따라 회동되는 것으로 타단이 해수이송라인 상에 설치되어 해수를 유입하는 해수구동수단을 포함하는 해저 설치 구조물을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 유체구동수단은: 일단이 유체이송라인 내에 설치되는 구동축; 구동축의 일단에 구비되어 유체에 의해 회전하는 수차 날개; 및 구동축의 타단에 구비되어 수차 날개에 의해 회전하는 제 1 기어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 해수구동수단은: 일단이 해수이송라인 내에 설치되는 구동축; 제 1 기어와 치합되어 회전하도록 구동축의 일단에 구비되는 제 2 기어; 및 구동축의 타단에 구비되어 제 2 기어에 의해 회전하여 해수를 유입하는 임펠러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 해저 설치 구조물에 따르면, 유체 이동 경로에 유체구동수단을 해수구동수단와 서로 맞물리도록 구비하여, 유체 압력에 의해 유체구동수단을 구동시키고, 유체구동수단의 구동은 유체구동수단과 맞물린 해수구동수단을 구동시킴으로써, 유체의 압력으로 해수를 펌핑하기 때문에 전력 수요를 줄여 경제적인 효과를 도모할 수 있는 해저 설치 구조물을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 해수 공급 장치를 도시한 도;
도 2는 본 발명에 따른 해저 설치 구조물을 도시한 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 해저 설치 구조물의 해수유체공급부를 개략적으로 도시한 도; 및
도 4는 본 발명에 따른 해수구동수단과 유체구동수단을 개략적으로 도시한 도이다.
이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 해저 설치 구조물을 도시한 사시도를 나타내며, 도 3은 본 발명에 따른 해저 설치 구조물의 해수유체공급부를 개략적으로 도시한 도면을 나타내고, 도 4는 본 발명에 따른 해수구동수단과 유체구동수단을 개략적으로 도시한 도면을 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해저 설치 구조물(200)은 유정 생산과정에서 생산되는 유체를 수집하는 유체수집수단(210), 유체수집수단(210) 내에 수집된 유체의 압력에 의해 해수를 유입하는 해수유체공급부(220), 및 유입된 해수 및 유체를 필요로하는 부유식 구조물의 생산 설비로 공급시키는 유체 및 해수 라이저(232, 234)을 포함할 수 있다.
유체수집수단(210)은 해저의 유정에서 생산되는 유체를 수집한 후 해상으로 이송시키는 매니폴드(manifold)일 수 있으며, 유정에서 생산되는 유체는 탄화수소일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 해수유체공급부(220)는 함체 형상으로 형성되어 해저면에 형성될 수 있으며, 유체를 이송시키기 위한 유체이송라인(240) 및 해수를 이송시키기 위한 해수이송라인(250)을 포함할 수 있다.
유체이송라인(240)은 유체수집수단(210)과 연결되어 유체수집수단(210) 내에 수집된 유체가 유동하는 유체유로(241), 유체의 유동을 차단 또는 허용하는 차단 밸브(242), 및 유체의 고압에 의해 회동되는 유체구동수단(243)을 포함할 수 있다.
유체유로(241)는 일단이 유체수집수단(210)과 연결되고 타단은 유체 라이저(232)와 연결되는 제 1 유체유로(241a), 일단과 타단이 제 1 유체유로(241a)와 연결되고 유체구동수단(243)이 구비되는 제 2 유체유로(241b)로 구성될 수 있다.
여기서, 차단밸브(242)는 제 1 유체유로(241a)에 설치되어, 유체의 유동을 차단 또는 허용할 수 있고, 유체의 압력을 측정하는 압력계(245) 및 유체의 온도를 측정하는 온도계(246)는 제 1 유체유로(241a)에 구비될 수 있다.
또한, 제 2 유체유로(241b)는 제 1 유체유로(241a)로 유동하는 유체의 유동을 유체구동수단(243)으로 우회시킬 수 있는 제어밸브(244)가 구비될 수 있다.
해수이송라인(250)은 일측에 심층수가 유입되는 해수 유입구(252), 일단이 해수 유입구(252)와 연결되고 타단이 해수 라이저(234)와 연결되는 해수유로(254), 해수유로(254)에 구비되고 유체구동수단(243)과 치합되어 유체구동수단(243)의 회전에 따라 회동되는 해수구동수단(256), 및 해수유로(254)에 구비되어 해수 유입구(252)에서 유입된 해수의 이물질을 제거하는 여과기(258)를 포함할 수 있다.
유체구동수단(243) 및 해수구동수단(256)의 구성은 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유체구동수단(243)은 수차 방식으로 구성될 수 있으며, 원통형상으로 회전할 수 있는 구동축(243a), 구동축(243a)의 일단에 구비되어 유체의 고압에 의해 회전할 수 있는 수차날개(243b), 및 구동축(243a)의 타단에 구비되어 구동축(243a)의 회전에 의해 회전할 수 있는 제 1 기어(243c)로 구성될 수 있다.
해수구동수단(256)는 원통 형상으로 회전할 수 있는 구동축(256a), 제 1 기어(243c)와 치합되도록 구동축(256a)의 일단에 구비되어 구동축(256a)을 회전시킬 수 있는 제 2 기어(256b), 및 구동축(256a)의 타단에 구비되어 해수를 유입시키는 임펠러(256c)로 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 해수유체공급부(220)의 구동 방법을 살펴보면 다음과 같다.
차단 밸브(242)를 개방시키면, 유체수집수단(210)에서 고압 고온의 유체가 제 1 유체유로(241a)를 통해 유입될 수 있고, 제어밸브(244)를 개방시키면, 제 1 유체유로(241a)로 유입된 유체는 제 2 유체유로(241b)로 유동될 수 있다.
고온 고압의 유체는 유체구동수단(243)의 수차날개(243b)를 회전시키게 되고, 수차날개(243b)를 회전시킨 유체는 제 1 유체유로(241a)로 유동하여 유체 라이저(232)를 통해 해상구조물로 유동될 수 있다.
수차날개(243b)의 회전에 의해 구동축(243a)이 회전할 수 있으며, 이에 제 1 기어(243c)가 회전될 수 있고, 제 1 기어(243c)의 회전에 의해, 제 1 웜기어(243c)와 치합된 제 2 기어(256b)가 회전될 수 있으며, 제 2 기어(256b)의 회전에 의해 해수구동수단(256)의 구동축(256a)이 회전될 수 있고, 구동축(256a)의 회전에 의해 임펠러(256c)가 회전하게 되며, 이에 해수 유입구(252)를 통하여 해수를 유입시킬 수 있다.
해수 유입구(252)를 통해 유입된 해수는 해수 라이저(234)를 따라 해상구조물로 이동하여 필요한 생산설비에 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해저 설치 구조물에 따르면, 유체 이동 경로에 유체구동수단(243)을 해수구동수단(256)와 서로 맞물리도록 구비하여, 유체 압력에 의해 유체구동수단(243)을 구동시키고, 유체구동수단(243)의 구동은 유체구동수단(243)과 맞물린 해수구동수단(256)을 구동시킴으로써, 종래와 같이 해수를 펌핑하기 위한 전동기의 많은 전력량을 필요로하지 않고, 유체의 압력으로 해수를 펌핑하기 때문에 전력 수요를 줄여 경제적인 효과를 도모할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 바람직한 중심으로 본 발명의 해저 설치 구조물에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형 실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.
200 : 해저 설치 구조물 210 : 유체수집수단
220 : 해수유체공급부 232 : 유체 라이저
234 : 해수 라이저 240 : 유체이송라인
241 : 유체유로 242 : 차단 밸브
243 : 유체구동수단 243a : 구동축
243b : 수차날개 243c : 제 1 기어
250 : 해수이송라인 252 : 해수유입구
254 : 해수유로 256 : 해수구동수단
256a : 구동축 256b : 제 2 기어
256c :임펠러 258 : 여과기

Claims (3)

  1. 해저에서 생산된 유체를 해상으로 이송시키는 유체이송라인 및 해수를 해상으로 이송시키는 해수이송라인을 갖는 해수유체공급부를 포함하는 해저 설치 구조물에 있어서,
    상기 해수유체공급부는
    일단이 상기 유체이송라인 상에 설치되어 유체의 흐름에 따라 구동되는 유체구동수단; 및
    일단이 상기 유체구동수단과 치합되어 상기 유체구동수단의 회전에 따라 회동되는 것으로 타단이 상기 해수이송라인 상에 설치되어 해수를 유입하는 해수구동수단을 포함하는 해저 설치 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체구동수단은:
    일단이 상기 유체이송라인 내에 설치되는 제 1 구동축;
    상기 제 1 구동축의 일단에 구비되어 상기 유체의 유동에 의해 회전하는 수차 날개; 및
    상기 제 1 구동축의 타단에 구비되어 상기 수차 날개에 의해 회전하는 제 1 기어;를 포함하는 해저 설치 구조물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 해수구동수단은:
    일단이 상기 해수이송라인 내에 설치되는 제 2 구동축;
    상기 제 1 기어와 치합되어 회전하도록 상기 제 2 구동축의 일단에 구비되는 제 2 기어; 및
    상기 제 2 구동축의 타단에 구비되어 상기 제 2 기어에 의해 회전하여 해수를 유입하는 임펠러;를 포함하는 해저 설치 구조물.


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