KR101500844B1 - 잠수식 부교를 이용한 계류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유시설이나 해상에 운항하는 선박에 간섭을 주지 않을 뿐만 아니라 일정 수심에 잠수시켜 줌으로써 해상영향을 받지 않으며, 운용 중의 황천상황 발생 등과 같은 비상상황에 대처하여 손쉽게 FPSO 등의 부유시설(Floater)을 수중에 잠수 되어 있는 잠수식 부교로부터 분리하여 피항할 수 있게 하고, 비상상황 종료 시 작업해역으로 복귀하여 짧은 시간에 FPSO 등의 부유시설(Floater)을 다시 수중부교에 계류시키고 재작업을 재개할 수 있도록 하기 위한 것으로, 본 발명에 의하면, 부력을 가지는 파이프로 구성되어 다각의 평면 형태를 가지며, 해저의 무게추 또는 닻에 연결된 로프와 연결되어 있으며, 해상의 부유시설에 연결된 로프와 연결되어 있어, 상기 부유시설 하부의 수중 일정 깊이에 고정되게 위치하는 잠수식 부교를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 잠수식 부교를 이용한 계류장치를 제공한다.

Description

잠수식 부교를 이용한 계류장치{Apparatus for Mooring Floater Using Submerged Pontoon}

본 발명은 잠수식 부교를 이용한 계류장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해양석유가스 생산저장설비 등의 부유시설(Floater)을 수심 약 50미터 이상 또는 심해의 해양 상에 계류시키기 위한 잠수식 부교를 이용한 계류장치에 관한 것이다.

해양석유가스의 시추 및 생산에 있어서, 해양석유가스 생산저장설비(Floating Production Storage and Offloading, 이하 FPSO) 등의 부유시설(Floater)은 수심 약 50미터 이상 또는 심해의 해양 상에 계류되는 바, 이를 위한 계류체계(Mooring System)로는 다음과 같은 다양한 기술들이 특허문헌으로 기재되어 있다.

1. Spread Mooring : 주로 천해에서 적용되며 일단 설치 후 해체 및 재설치가 어렵다. 이는 FPSO 등의 부유시설로부터 해저로 직접 닻과 닻줄을 늘어뜨려서 부유시설을 해상에 고정 계류하는 방법으로, 여러 개의 닻과 닻줄을 방사상으로 분산 배치하여 그 중심위치에 FPSO 등의 부유시설을 계류하는 계류체계이다.

2. Internal Turret Mooring : 계류하는 닻줄을 FPSO 등의 부유시설과 연결시키기 위하여 부유시설의 바닥면에 구멍을 내고 구멍위치에 터릿(Turret)장치를 설치하고, 이 터릿장치에 방사상으로 여러개의 닻줄을 고정하는 계류체계이다. 계류로프를 고정하는 터릿장치는 계류와 동시에 유정의 석유생산관들의 연결통로로 사용되며 이를 위하여 회전식 설비인 Swivel(회전식 관계)장치가 설치된다. 이는 고가의 장비이며 때때로 회전장치의 고장 또는 손상으로 인하여 생산되는 원유 등의 누출사고가 발생되고 있다. 또한 이는 부유시설이 터릿장치를 중심으로 풍향을 타고 회전하므로 악천후 상황에서 부유시설이 측방향의 바람을 피하게 되어 효과적으로 황천(Stormy weather)에 대응한다. 하지만 극한의 악천후가 발생하는 경우에는 부유시설을 보호하기 위하여 터릿을 부유시설로부터 분리시키고 부유시설을 피항시키게 된다. 황천 상황이 종료된 후 부유시설이 작업해역에 복귀하였을 때 터릿을 다시 설치하는데 비교적 많은 시간과 노력이 필요하게 된다.

3. External Turret Mooring : 상기의 Internal Turret 장치를 FPSO 등의 부유시설 앞쪽 외부에 설치하는 계류체계로서, 유정의 석유생산관 연결과 계류를 목적으로 하는 회전식의 고가의 설비이며 Swivel(회전식 관계)에서 누출사고 가능성이 있으며, 설치 후 비상상황 발생 시 분리 및 복구 재설치가 쉽지는 않다.

4. Catenary Anchor Leg Mooring(CALM) : 한곳에 위치되도록 부유구조물을 방사상의 여러 개의 닻줄로써 설치 고정하여 두고, 이 부유구조물에 FPSO 등의 부유시설을 계류시키는 계류체계이다. 경제적인 방법이기는 하나 정확한 위치의 견고한 고정이 안 된다.

5. Single Anchor Leg Mooring(SALM) : 위의 CALM과 같은 방식이나 한 개의 닻줄로 부유구조물을 고정하고 FPSO 등의 부유시설을 이 부유구조물에 계류하는 계류체계이다. 이는 경제적이며 심해에서도 쉽게 사용가능하지만, 정확한 위치의 계류가 어렵다.

6. Dynamic Positioning(DP) : 직접 닻줄 등으로 외부와 고정하여 계류하지 않고, FPSO 등의 부유시설 선저 하부에 설치한 360도 방향전환이 가능한 여러개의 추진기(Thruster)를 가지고 인공위성으로부터 위치자료를 수신하여 항상 일정한 좌표에 위치하도록 추진기의 방향과 속도를 제어하여 위치를 계속 조정한다. 심해에서 유리하며 설치비용과 계속적인 운전비용이 많이 소요된다.

7. Tower Mooring : 천해에서 해저에 기초한 해상타워를 설치한 후 타워에 FPSO 등의 부유시설을 고정하는 계류체계이며 아주 얕은 바다에서만 사용가능하다.

한편, 비특허문헌으로서 미국 Civil Engineering Labaratory 의 Technical Report에 보이는 바와 같이, 개별 부표를 수중에 잠수시켜서 활용하는 경우도 있지만, 이는 부유시설을 계류하기보다 부표 등 소형의 장치를 일정 위치에 고정시키기 위한 방법이다.

상기와 같은 종래의 계류 방식으로는 FPSO 등의 부유시설을 해상에 설치한 후에, 황천 상황의 발생 등 비상시 짧은 시간에 이 부유시설을 분리하여 피항 등 작업해역을 벗어나기가 어려우며 비상상황 해제 후 FPSO 등의 부유시설을 원위치하여 재설치하는 데 많은 시간이 소요된다. 또한 CALM 이나 SALM의 계류체계는 활용이 용이하나 정확한 위치유지 및 큰 규모의 유정생산에는 불리하다. 뿐만 아니라 계류설비 종류에 따라서 고비용이 소요되며 회전식 원유생산관을 사용하는 경우 유정에서 생산되어 올라오는 원유 또는 유정으로 재주입하는 물질 등의 누출사고가 많이 발생하고 있는 바와 같이 유출사고의 위험이 많이 존재한다.

특허문헌 1 : 미국 등록특허공보 제8,347,804호(2013.01.08) 특허문헌 2 : 미국 등록특허공보 제5,515,803호(1996.05.14) 특허문헌 3 : 영국 공개특허공보 제9,312,951호(1993.08.04) 특허문헌 4 : 러시아 공개특허공보 제2,145,933호(2000.02.27)

비특허문헌 1. 미국 Civil Engineering Labaratory 의 Technical Report 815

따라서 상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 심한 파도나 운항 선박에 간섭을 주지 않는 일정 깊이에 위치하도록 잠수식 부교를 설치하고, 상기 잠수식 부교에 연결된 별도의 부유시설 계류용 로프 또는 체인을 부유시설(Floater)에 연결하여 고정함으로써 부유시설을 계류시킬 수 있도록 하며, 해저로부터 채취되는 원유를 이송시키는 라이저 파이프(Riser Pipe)를 고정시켜 주는 잠수식 부교를 이용한 계류장치를 제공하기 위함이다.

상기한 본 발명의 목적은, 해상의 부유시설을 계류하기 위한 계류장치에 있어서, 상기 부유시설 하부의 수중 일정 깊이에 고정되게 위치하는 잠수식 부교를 포함하여 구성되며, 상기 잠수식 부교는, 부력을 가지는 파이프로 구성되어 다각의 평면 형태를 가지고, 해저의 무게추 또는 닻에 연결된 로프와 연결되어 있으며, 상기 부유시설에 연결된 로프와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수식 부교를 이용한 계류장치에 의해 달성된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 잠수식 부교는, 일체형의 폐쇄된 파이프로 구성되거나, 또는 양 끝단이 폐쇄된 복수개의 파이프가 직선, 십자형, 삼지형 중 어느 하나 이상의 교차구조로 구성되어, 인접한 부유시설의 위치까지 연장되게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 잠수식 부교의 관 내부 단면은, 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 형태를 가지는 패쇄형, 상기 형태의 파이프 단면 일 측이 개방된 개방형, 파이프 길이 방향을 따라 세로, 가로, 사선 중 어느 하나 또는 복수 방향으로 외부 또는 내부에 핀(fin)구조를 가지는 지느러미형 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 로프는, 일 단이 해저에 위치하는 1개 또는 복수개의 무게추와 각각 연결되어 있으며, 타 단이 잠수식 부교에 연결되어 있는 복수개의 부교계류로프와; 일 단이 해저에 위치하는 1개 또는 복수개의 닻과 각각 연결되어 있으며, 타 단이 잠수식 부교에 연결되어 있는 복수개의 닻줄로프와; 일 단이 부유시설에 연결되어 있으며, 타 단이 잠수식 부교에 연결되어 있는 복수개의 부유시설계류로프를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 잠수식 부교는, 서로 마주보거나 대칭되는 꼭지점 혹은 모서리들 혹은 양 모서리들 사이의 중간 지점들을 대각선 또는 유사 대각선의 형태로 서로 연결하는 1개 또는 복수개의 버팀줄을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 부유시설계류로프는, 그 일 단이 상기 부유시설과의 연결이 해제된 후 연장선에 의해 연결되는 부표를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 부표는, 초음파의 신호에 따라 부력을 소멸 또는 생성시켜 스스로 가라앉았다가 떠오르는 기능을 가진 자동강하형의 부력조절부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 부유시설은, 부력변화에 따른 부유시설의 흘수변화도와 로프 장력도를 측정하여 로프를 풀어주거나 감아주어 그 길이를 조정하는 길이조절장치를 구비하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 잠수식 부교는, 격실로 물을 밀어 넣거나 밀어 내는 피스톤 장치 또는 밸브 개방으로 격실에 물이 들어오게 하거나 압축공기를 격실로 들어오게 하여 물을 밀어내는 압축공기공급장치 중 어느 하나로 부력을 증가 및 감소시키는 부력조정장치를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 잠수식 부교를 이용한 계류장치에 의하면, 부유시설이나 해상에 운항하는 선박에 간섭을 주지 않을 뿐만 아니라 일정 수심에 잠수시켜 줌으로써 해상 영향을 받지 않으며, 운용 중의 황천 상황의 발생 등과 같은 비상상황에 대처하여 손쉽게 FPSO 등의 부유시설(Floater)을 수중에 잠수되어 있는 잠수식 부교로부터 분리하여 피항할 수 있게 하고, 비상상황 종료 시 작업해역으로 복귀하여 짧은 시간에 FPSO 등의 부유시설을 다시 수중부교에 계류시키고 재작업을 재개할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잠수식 부교를 이용한 계류장치의 평면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잠수식 부교를 이용한 계류장치의 측면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잠수식 부교를 이용한 계류장치의 정면도,
도 4는 잠수식 부교에 계류하여 운전 중인 부유시설의 사시도,
도 5는 부유시설의 피항을 위하여 잠수식 부교의 로프 및 체인을 해제시키는 상태도,
도 6은 부유시설이 잠수식 부교로부터 해제되어 작업해역을 떠나는 상태도,
도 7은 해상에 잠수식 부교만 남겨진 상태도,
도 8은 비상 상황 종료 후 부유시설이 잠수식 부교 위로 복귀하고 있는 상태도,
도 9는 부유시설을 다시 잠수식 부교에 계류시키고 있는 상태도이다.

이하 본 발명의 잠수식 부교를 이용한 계류장치를 첨부되는 도면들을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시에에 따른 잠수식 부교를 이용한 계류장치의 평면도, 정면도, 측면도를 각각 도시하고 있다.

도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 잠수식 부교를 이용한 계류장치는 일정한 부력을 가지는 원통형 또는 여타 형상의 중공형의 파이프로 형성된 부교(pontoon)구조물(이하 "잠수식 부교")을 FPSO 등의 부유시설(Floater)의 설치조건에 맞게 사각형, 오각형 등과 같은 여러 가지 모양으로 형성하도록 하고, 콘크리트 등으로 만든 1개 또는 여러 개의 무게추 또는 닻(이하 "무게추")을 해저에 위치시켜 상기 무게추가 로프 등에 의해 잠수식 부교에 연결되도록 하여 수중의 일정 깊이에 잠수식 부교를 고정하여 위치시키며, 잠수식 부교로부터 여러 개의 로프를 부유시설에 연결함으로써 한 개 또는 복수개의 FPSO 등의 부유시설을 수면의 일정 위치에 고정시키는 계류체계이다.

이를 위해 본 발명은, 잠수식 부교(10), 이 잠수식 부교(10)의 수심높이를 고정시키는 무게추(31)와 부교계류로프(21), 상기 잠수식 부교(10)의 수평위치를 고정시키는 방사상으로 설치한 닻(anchor : 32)과 닻줄로프(22), 상기 잠수식 부교(10)에 부유시설(1)을 계류하는 부유시설계류로프(23)를 포함하여 구성되는 로프와 연결되어 있다.

상기 잠수식 부교(10)는 일정한 부력을 가진 중공형 혹은 원통형의 파이프 구조물을 부유시설(1)의 평면 형태에 따라 직선, 곡선, 다각형 또는 곡선을 혼합한 평면형의 다각형으로 형성한다.

본 실시예에서는 상기 잠수식 부교(10)가 일 측이 수렴하는 부유시설(1)의 평면 형상에 따라 오각형의 구조를 나타내고 있다.

또한 상기 잠수식 부교(10)는 그 구조가 하나의 폐쇄된 관 또는 양 끝단이 폐쇄된 여러 개의 관을 직선, 십자형, 삼지형 등의 1개 혹은 복수개의 교차구조를 가지는 다양한 교차형으로 구성될 수 있다.

또한 상기 잠수식 부교(10)는 부유시설로부터 원유 등의 생산물을 인수받아 수송하기 위해 근접하여 계류하게 되는 제2, 제3의 부유시설을 계류시킬 수 있도록 각 부유시설들 위치까지 연장되게 구성될 수 있다.

또한 상기 잠수식 부교(10)는 해저의 유정에서 올라오는 채취된 원유를 부유시설 쪽으로 이송시켜 주는 라이저 파이프를 고정시켜주도록 상기 라이저 파이프를 따라 연장되게 구성될 수 있다.

또한 상기 잠수식 부교(10)의 형태는 대칭 혹은 비대칭의 다각형이 1개 혹은 복수개가 연결되는 형태를 취할 수 있으며, 상기 다각형의 일부분 또는 전 부분이 곡선의 형태를 취할 수 있다.

또한 상기 잠수식 부교(10)의 관 내부 단면은 원형, 타원형 또는 다각형의 패쇄형이거나, 또는 관의 내부 단면이 관 형상이 아닌 어느 한 쪽이나 여러 쪽으로 열린 개방형이거나, 또는 관의 벽 안쪽 또는 바깥 표면의 세로나 가로방향 또는 사선방향으로 지느러미형의 핀(fin)구조 중 어느 하나 또는 이들의 복합된 구조로 형성될 수 있다.

또한 상기 잠수식 부교(10)의 관 내외부가 한 가지 재질로 이루어지거나, 혹은 상기 잠수식 부교(10)의 관 내외부의 재질이 각각 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.

일 예로, 상기 잠수식 부교(10)는 그 단면구조로서 관 내부가 빈 중공이거나, 관 내부의 일부 또는 전체가 부력을 발생시키는 스티로폼 등의 물질로 채워질 수 있다.

또한 상기 잠수식 부교(10)는 해상의 복수개의 부유시설을 계류시키도록 부유시설들의 전체적인 평면형상에 대응하는 형태를 가질 수 있다.

상기 잠수식 부교(10)는 해저에 위치하는 1개 또는 복수개의 무게추(31)와 이들 각각에 대응하는 개수의 부교계류로프(21)에 의해 연결되어 있다.

상기 무게추(31)는 콘크리트 등과 같이 상기 잠수식 부교(10)의 부력 이상의 중량을 가지며, 필요에 따라 한개 또는 여러 개가 해저에 위치된 상태에서 이들 각각은 부교계류로프(21)와 연결되어 있다.

상기 부교계류로프(21)는 일 측이 잠수식 부교(10)에 연결되고, 타 측이 무게추(31)에 연결되어, 상기 잠수식 부교(10)를 일정한 수심의 위치에 고정시키도록 한다.

상기 부교계류로프(21)는 상기 무게추(31)로부터 수직 상향되게 잠수식 부교(10)에 연결되어 있다.

또한 잠수식 부교(10)를 수평방향으로 일정 위치에 고정시키기 위하여 여러 개의 계류용 닻줄로프(22)에 1개 또는 복수개의 닻(32)을 설치하여 잠수식 부교(10)를 중심으로 해저에 방사상으로 위치시키고 잠수식 부교(10)를 일정 위치에 오도록 고정시킨다.

보다 구체적으로 상기 닻줄로프(22)는 그 일 측은 닻(32)에 연결되고, 타 측은 잠수식 부교(10)에 일정 간격마다 연결되도록 하여, 잠수식 부교(10)를 중심으로 방사상으로 위치하도록 하여 잠수식 부교(10)가 중앙에 위치하도록 한다.

이때 잠수식 부교(10)는 구조물의 형태를 유지시키고 상기 닻줄로프(22)로부터 전해지는 장력을 버틸 수 있도록 1개 또는 복수개의 버팀줄(24)로 연결되는 것이 바람직하다.

상기 버팀줄(24)은 잠수식 부교(10)의 서로 마주보거나 대칭되는 꼭지점들 혹은 모서리들 혹은 꼭지점들이나 모서리들의 중간 한 곳 또는 여러 곳의 지점들을 대각선 또는 대칭에 가까운 형태(의사대칭)로 서로 연결시킴으로써 잠수식 부교(10) 구조물이 어느 한 방향으로 틀어지지 않도록 한다.

상기 부유시설계류로프(23)는 잠수식 부교(10) 상에 위치하는 부유시설(1)의 복수개의 지점과 잠수식 부교(10)의 복수개의 지점을 연결한다.

이때 부유시설계류로프(23)의 일 측 지점은 잠수식 부교(10)의 버팀줄(24)이 연결되어 있는 지점인 것이 바람직하며, 타 측 지점은 버팀줄(24)에 대응하는 위치의 부유시설(1) 지점인 것이 바람직하다.

또한 부유시설계류로프(23)가 부유시설(1)의 연결 지점으로부터 해제될 경우 하기에 설명될 부표가 부착된 연장선과 연결될 수 있다.

또한 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 부유시설(1)로부터 해제되어 침수되는 부유시설계류로프(23)는 부유시설(1)로부터 분리될 때 부표(42)를 연결한 연장선(41)의 타 단과 연결되도록 한다.

상기 부표(42)는 초음파 등의 신호에 따라 밸브를 열어 물을 내부로 유입시켜 부력을 감소시킴으로써 자체적으로 부력을 소멸시키고, 신호에 따라 반대로 자체 내장된 압축공기 탱크로부터 공기를 공급받아 부표 내부의 물을 밀어냄으로써 부력을 형성하여 스스로 가라앉았다가 떠오르는 기능을 가진 자동강하형의 부력조절부를 구비하여, 상기 부표(42)의 부력을 스스로 조정하여 필요에 따라서 상기 부표(42)를 침강시키거나 물 위로 상승하도록 한다.

이로 인해 무인잠수정(ROV)을 이용한 부유시설계류로프(23)의 회수작업이 별도로 필요로 하지 않으며, 신호를 통해 수면으로 부상되는 부표(42)가 묶여진 연장선(41)을 건져 올려 부유시설계류로프(23)를 회수하고, 상기 부유시설(1)을 잠수식 부교(10)에 연결하여 계류체계를 복구하여 짧은 시간 안에 부유시설(1)의 해상작업을 재개함으로써 고부가의 작업시간 손실을 최소화하게 된다.

또한 부유시설(1)과 연결된 부유시설계류로프(23)를 팽팽하게 유지하여 부유시설(1)의 계류를 효율적으로 유지할 수 있도록, 부유시설(1) 상에서 부유시설(Floater)의 자체물량(cargo) 부하에 따른 부력변화에 따라 변하는 이 부유시설의 흘수(draft)에 맞추어서 부유시설계류로프(23)를 풀어주거나 감아주면서 길이를 조정할 수 있도록 길이조절장치(43)를 구비할 수 있다.

이때 상기 길이조절장치(43)의 길이 조정은 부유시설계류로프(23)들에 걸리는 장력이나 감지된 흘수변화도를 측정하여 이에 따르도록 한다.

또한 잠수식 부교(10)는 부력조정장치(44)를 설치하여 부력을 해수보다 약간 무겁게 조정하여 부유시설(1)의 흘수(draft)의 상, 하 변화에 따라서 자연스럽게 잠수식 부교(10)가 침강 또는 상승할 수 있도록 한다.

이를 위해 상기 부력조정장치(44)는 상기 잠수식 부교(10)의 부력을 물 비중보다 작게 하거나 크게 조정할 수 있도록, 부력조절용 격실에 물을 집어넣어 채우거나 물을 빼내어 비우거나 하여 부력을 증가 및 감소시킴으로써 상기 잠수식 부교(10)가 물위로 상승하거나 아래로 가라앉을 수 있도록 한다.

따라서 상기 부유시설의 흘수(draft)변화 즉, 상기 부유시설이 수면에서 침강 혹은 상승하는 변화 정도에 따라서, 상기 잠수식 부교(10)가 상기 부력조정장치(44)에 의해 음(마이너스) 혹은 양(플러스)의 부력을 가지게 되어 상기 잠수식 부교(10)가 부유시설(1)과 함께 침강 또는 상승하도록 한다.

이때 상기 부력조정장치(44)는 잠수식 부교(10)의 부력을 조절하는 수단으로 피스톤 장치를 사용하여 물을 직접 상기 격실에 밀어 넣어서 부력을 감소시키거나, 반대로 물을 강제로 상기 격실에서 밀어 내어서 부력을 증가시키는 부력 조절체계를 가지는 것이 바람직하다.

또는 상기 부력조정장치(44)는 앞서 설명된 부표의 부력조절 메카니즘과 동일하게 자동강하형의 부력조절부를 포함하는 압축공기공급장치를 사용할 수 있다.

즉, 부력조정장치(44)는 초음파 등의 신호에 따라 밸브를 열어 물을 내부로 유입시켜 부력을 감소시킴으로써 자체적으로 부력을 소멸시키고, 신호에 따라 반대로 자체 내장된 압축공기 탱크로부터 공기를 공급받아 부표 내부의 물을 밀어냄으로써 부력을 형성하여 스스로 가라앉았다가 떠오르는 기능을 가질 수 있다.

또한 본 발명의 상기 부력조정장치(44)는 도 2에서 보는 바와 같이 잠수식 부교(10)의 외부에 위치시키도록 표현되었으나, 이에 한정하지 않고 상기 잠수식 부교(10)의 관 내부에 위치되도록 설치될 수 있다.

또한 상기 부력조정장치(44)는 상기 격실을 상기 잠수식 부교의 내부 또는 외부에 위치시키되 한 개 또는 여러 개로 구성할 수 있다.

따라서 도 4에서와 같이 부유시설(1) 및 잠수식 부교(10)가 로프 등에 의해 계류된 상태가 된다.

이러한 상태에서 도 5에서 보는 바와 같이 부유시설(1)을 운용하고 있는 도중 황천상황 발생 등 비상사태의 이유로 부유시설(1)을 옮기거나 피항시킬 필요가 있을 때, 부유시설(1)의 부유시설계류로프(23)를 부유시설(1)로부터 분리하고 도 6에서와 같이 부유시설(1)이 작업해역을 벗어나도록 이동한다.

따라서 도 7에서와 같이 잠수식 부교(10)는 부유시설(1)로부터 해제된 부유시설계류로프(23)를 수중으로 침수시킨 상태로 남아있게 된다.

이때 침수되어 있는 부유시설계류로프(23)는 부유시설(1)로부터 분리될 때 부표(42)를 연결한 연장선(41)의 타 단과 연결시킨다.

이때 부표(42)는 초음파 등의 신호에 따라 자체적으로 부력을 소멸시키고 신호에 따라 부력을 형성하여 스스로 가라앉았다가 떠오르는 기능을 가진 자동강하형인 것이 바람직하며, 이로 인해 무인잠수정(ROV)을 이용한 부유시설계류로프(23)의 회수작업이 별도로 필요로 하지 않으며, 간편하게 부표(42)가 묶어진 연장선(41)을 건져 올려 부유시설계류로프(23)를 회수하고, 상기 부유시설(1)을 잠수식 부교(10)에 연결하여 계류체계를 복구하여 짧은 시간 안에 부유시설(1)의 해상작업을 재개함으로써 고부가의 작업시간 손실을 최소화하게 된다.

또한 도 8에서 보는 바와 같이, 비상사태가 해제된 후에 부유시설(1)은 잠수식 부교(10) 상으로 복귀하게 되고, 도 9에서 보는 바와 같이 부유시설계류로프(23)는 차례로 부유시설(1)에 연결된다.

이하 본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 잠수식 부교 21 : 부교계류로프
22 : 닻줄로프 23 : 부유시설계류로프
24 : 버팀줄 31 : 무게추
32 : 닻 41 : 연장선
42 : 부표 43 : 길이조절장치
44 : 부력조정장치

Claims (9)

1. 해상의 부유시설을 계류하기 위한 계류장치에 있어서,
   상기 부유시설 하부의 수중 일정 깊이에 고정되게 위치하는 잠수식 부교를 포함하여 구성되고,
   상기 잠수식 부교는,
   부력을 가지는 파이프로 구성되어 다각의 평면 형태를 가지고, 해저의 무게추 또는 닻에 연결된 로프와 연결되어 있으며, 상기 부유시설에 연결된 로프와 연결되어 있고, 일체형의 폐쇄된 파이프로 구성되거나, 또는 양 끝단이 폐쇄된 복수개의 파이프가 직선, 십자형, 삼지형 중 어느 하나 이상의 교차구조로 구성되어, 인접한 부유시설의 위치까지 연장되게 형성되며; 해저의 유정에서 올라오는 채취된 원유를 부유시설 쪽으로 이동시켜 주는 라이저 파이프를 고정시켜 주도록 상기 라이저 파이프를 따라 연장되게 구성되고; 서로 마주보거나 대칭되는 꼭지점 혹은 모서리들 혹은 양 모서리들 사이의 중간 지점들을 대각선 또는 유사 대각선의 형태로 서로 연결하는 1개 또는 복수개의 버팀줄을 포함하며; 격실로 물을 밀어 넣거나 밀어 내는 피스톤 장치, 또는 밸브 개방으로 격실에 물이 들어오게 하거나 압축공기를 격실로 들어오게 하여 물을 밀어내는 압축공기공급장치 중 어느 하나로 부력을 증가 및 감소시키는 부력조정장치를 포함하고,
   상기 잠수식 부교의 관 내부 단면은,
   원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 형태를 가지는 패쇄형, 상기 형태의 파이프 단면 일 측이 개방된 개방형, 파이프 길이 방향을 따라 세로, 가로, 사선 중 어느 하나 또는 복수 방향으로 외부 또는 내부에 핀(fin)구조를 가지는 지느러미형 중 어느 하나이며,
   상기 로프는,
   일단이 해저에 위치하는 1개 또는 복수개의 무게추와 각각 연결되어 있고, 타단이 잠수식 부교에 연결되어 있는 복수개의 부교계류로프와; 일단이 해저에 위치하는 1개 또는 복수개의 닻과 각각 연결되어 있으며, 타단이 잠수식 부교에 연결되어 있는 복수개의 닻줄로프와; 일단이 부유시설에 연결되어 있고, 타단이 잠수식 부교에 연결되어 있는 복수개의 부유시설계류로프를 포함하며,
   상기 부유시설계류로프는,
   그 일단이 상기 부유시설과의 연결이 해제된 후 연장선에 의해 연결되는 부표를 포함하고,
   상기 부표는,
   초음파의 신호에 따라 부력을 소멸 또는 생성시켜 스스로 가라앉았다가 떠오르는 기능을 가진 자동강하형의 부력조절부를 구비하며,
   상기 부유시설은,
   부력변화에 따른 부유시설의 흘수변화도와 로프 장력도를 측정하여 로프를 풀어주거나 감아주어 그 길이를 조정하는 길이조절장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수식 부교를 이용한 계류장치.
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