KR101544808B1 - 드릴쉽 - Google Patents

Abstract

드릴쉽이 개시된다. 본 발명의 드릴쉽은, 선체에 마련되는 문풀; 및 선체에 마련되는 드릴 플로어를 포함하며, 드릴 플로어를 미리 결정된 높이로 하강 배치하여 선체의 무게 중심(center of gravity)을 낮추고, 선체의 웰 테스트 영역에 있는 ROV(remotely operated vehicle)를 라이저 랙에 마련하여 확보된 선미 공간부 방향으로 선체의 종방향 중심(longitudinal center of gravity)을 이동시키는 것을 특징으로 한다.

Description

드릴쉽{DRILLSHIP}

본 발명은, 드릴쉽에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선체의 무게 중심을 낮추고 종방향 중심을 선미부 방향으로 이동시켜 안정성과 복원성이 향상된 드릴쉽에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추 설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.

종래의 해저 시추에는 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었다.

그러나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 시추선(Drill ship)과 해상공장인 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading) 등이 개발되어 해저 시추 및 생산에 사용되고 있다.

군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 시추선은 예인선 없이 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작된다.

도 1은 종래의 드릴쉽의 우현 측면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 드릴쉽을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 선수부 메인 데크(MD)에는 고압 머드 펌프와 액티브 머드탱크 등의 머드 공급 관련 장비가 내부에 설치되고, 상측부에 드릴 파이프가 적치되는 머드 모듈(60)이 마련된다.

머드 모듈(60)에는 전술한 고 하중의 머드 펌프, 액티브 머트 탱크, 시멘트 유닛 등이 내부에 마련되고, 그 상측부에는 드릴링 시 사용되는 드릴 파이프가 적치되므로 머드 모듈(60)의 설치 위치가 높아질수록 드릴쉽의 무게 중심(center of gravity)도 높아지게 된다.

그 결과 선박이 외부의 힘에 의하여 옆으로 기울어졌을 때 원상태로 되돌아오려는 성질인 복원성도 떨어지게 되어 드릴쉽의 안정성(stability)에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 복원성이 좋아야 심한 바람과 파도에도 드릴쉽이 전복되지 않고 안정적인 작업을 할 수 있다.

또한, 메인 데크(MD)에는 드릴링이 이루어지는 장소로 제공되는 드릴 플로어(10, drill floor)가 마련되고, 드릴 플로어(10)에는 고 하중의 데릭(20), 트레블링 블록(traveling block), 히브 컴펜세이터(heave compensator) 등이 설치된다.

드릴 플로어(10)는 메인 데크(MD)로부터 일정 높이로 설치되는 데, 이는 BOP(Blowout Preventer)와 BOP가 적재된 트롤리(T, trolley)의 높이를 고려한 것이다.

즉, 문풀(70, moonpool) 주변 영역의 메인 데크(MD)에 적치된 BOP나 X-마스 트리(140)는 문풀(70)의 길이 방향으로 이동 가능하게 마련되는 트롤리(T)에 적재된 후 문풀(70)의 중앙부로 이동되어 해저로 내려진다. 종래의 트롤리(T)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 데크(MD)로부터 돌출되게 설치되어 메인 데크(MD)로부터 일정 높이를 가진다.

따라서, 트롤리(T)의 높이와 BOP의 높이를 고려하면 드릴 플로어(10)를 일정 높이로 설치해야 하고, 고 하중의 장비가 많이 설치되는 드릴 플로어(10)의 높이를 낮추는 데에도 한계가 있어 드릴쉽의 무게 중심을 낮추는 데에도 한계가 있었다.

한편, 종래에는 문풀(70) 센터의 위치가, 도 1에 도시된 바와 같이, 드릴쉽의 센터보다 선수부 방향으로 위치하므로 드릴쉽의 주요 하중인 데릭(20)의 무게 중심이 선체 중심이 아닌 선수부에 위치한다.

따라서, 드릴쉽의 종방향 중심(longitudinal center of gravity)이 선수부 방향으로 치우치므로 드릴쉽의 이동 시(transit condition) 조파 저항(배가 달릴 때는 선수미(船首尾)에서 규칙적인 파도가 일어나는데, 이로써 소요되는 배의 에너지 손실은 일종의 저항이 되며, 이것을 조파 저항이라고 한다)이 커져 이동 성능이 저하되고, 복원성 및 시추 작업 시 다이나믹 포지션(dynamic position)에 불리한 단점이 있다.

이러한 조파 저항으로 인한 문제점을 해결하기 위해 선미부의 밸러스팅(ballasting)을 조절하여 트림(trim)을 맞춰야 하므로 선미부에 별도의 홀드 밸러스트 탱크를 마련해야 하고, 이는 밸러스트 탱크의 용량 증가로 이어진다.

한국특허공개공보 제2010-0135429호(삼성중공업 주식회사) 2010.12.27.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 선체의 무게 중심을 낮추고, 선체의 종방향 중심을 선미부 방향으로 이동시켜 복원성 및 운동 성능이 향상된 드릴쉽을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 마련되는 문풀; 및 상기 선체에 마련되는 드릴 플로어를 포함하며, 상기 드릴 플로어를 미리 결정된 높이로 하강 배치하여 상기 선체의 무게 중심(center of gravity)을 낮추고, 상기 선체의 웰 테스트 영역에 있는 ROV(remotely operated vehicle)를 라이저 랙에 마련하여 확보된 선미 공간부 방향으로 상기 선체의 종방향 중심(longitudinal center of gravity)을 이동시키는 것을 특징으로 하는 드릴쉽이 제공될 수 있다.

상기 문풀 및 상기 드릴 플로어에 마련되는 데릭을 상기 선미 공간부 방향으로 이동시켜 상기 선체의 종방향 중심을 이동시킬 수 있다.

상기 라이저 랙과 상기 웰 테스트 영역은 하나의 모듈로 제작될 수 있다.

상기 문풀의 센터 및 데릭의 센터가 상기 선미 공간부 방향으로 이동되고, 상기 문풀의 센터 및 상기 데릭의 센터의 이동 거리는 8~12m 일 수 있다.

상기 선체의 종방향 중심이 선미부 방향으로 이동되어 상기 문풀의 선수부 영역에는 선수 공간부가 마련되고, 상기 선수 공간부에 마련되는 X-마스 트리 스키드부를 더 포함할 수 있다.

상기 드릴 플로어의 하강 배치와 머드 중량물의 선체 내부 배치로 인해 밸러스트 탱크의 용량을 줄일 수 있고, 상기 라이저 랙 영역의 밸러스트 탱크 탑 부분과 파이프 트렁크 데크의 탑 부분이 만나는 영역을 평편하게 마련하여 메인 데크의 바로 아래에 배치되는 데크의 단차를 제거할 수 있다.

상기 드릴 플로어는, BOP를 상기 문풀로 이동시키는 트롤리의 레일이 장착되는 트롤리 레일 장착부재를 상기 문풀의 벽부에 마련하되 상기 문풀의 상단보다 낮은 위치의 상기 벽부에 마련하여 미리 결정된 높이로 하강 배치될 수 있다.

머드 모듈의 상측부에 마련되어 상기 머드 모듈에 적재된 드릴 파이프를 상기 드릴 플로어로 공급하는 드릴 파이프 이송장치; 및 상기 라이저 랙의 상측부에 마련되어 라이저를 상기 드릴 플로어로 공급하는 라이저 이송장치를 더 포함하며, 상기 머드 모듈과 상기 라이저 랙의 높이를 낮춰 상기 드릴 파이프 이송장치, 상기 라이저 이송장치 및 상기 드릴 플로어의 높이를 동일하게 유지할 수 있다.

메인 데크에 마련되어 상기 드릴 파이프 또는 상기 라이저를 상기 드릴 파이프 이송장치 또는 상기 라이저 이송장치로 이동시키는 데크 크레인을 더 포함하고, 상기 데크 크레인은 상기 라이저 이송장치 및 상기 드릴 파이프 이송장치의 하강 배치로 인해 높이를 낮출 수 있다.

머드 모듈의 내부에 배치되는 머드 펌프를 포함한 머드 중량물을 상기 선체의 내부에 마련하여 상기 선체의 무게 중심을 더 낮출 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 드릴쉽에 있어서, 드릴 플로어를 미리 결정된 높이로 하강 배치하여 선체의 무게 중심(center of gravity)을 낮추고, 상기 선체의 웰 테스트 영역에 있는 ROV(remotely operated vehicle)를 라이저 랙에 마련하여 확보된 선미 공간부 방향으로 상기 선체의 종방향 중심(longitudinal center of gravity)을 이동시키는 것을 특징으로 하는 드릴쉽이 제공된다.

본 발명의 실시예들은, 드릴 플로어를 미리 결정된 높이로 하강 배치하여 선체의 무게 중심(center of gravity)을 낮추고, 선체의 종방향 중심을 선미부 방향으로 이동시킴으로써 선체의 복원성 및 운동 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 종래보다 적은 밸러스트 탱크의 용량으로 운동 성능을 제어하므로 밸러스트 탱크의 크기를 축소하여 데크 단차를 제거함으로써 선체 구조의 일체화가 가능하여 선체의 종강도를 향상시킬 수 있다.

나아가, 선체의 종방향 무게 중심이 선미부 방향으로 이동되어 문풀의 선수부 방향에 추가적인 공간을 확보할 수 있고, 이 공간을 X-마스 트리의 운영 공간으로 활용할 수 있다.

도 1 은 종래 기술의 일 실시예에 따른 드릴쉽을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2 는 도 1에 도시된 드릴쉽의 평면도이다.
도 3 은 도 1의 드릴쉽에서 밸러스트 탱크와 홀드 밸러스트 탱크가 배치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴쉽을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5 는 도 4에 도시된 문풀 영역을 확대 도시한 사시도이다.
도 6 은 도 5의 주요부를 확대 도시한 사시도이다.
도 7 은 도 4의 "A" 영역을 확대 도시한 도면이다.
도 8 은 본 실시 예의 머드 중량물이 선체의 내부에 마련됨으로써 머드 모듈의 높이가 종래에 비해 낮아진 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9 는 본 실시 예에서 선체의 종방향 중심이 선미부 방향으로 이동된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10 은 종래의 드릴쉽에서 ROV, 웰 테스트 영역, 라이저 랙의 배치를 도시한 평면도이다.
도 11 은 본 실시 예에 따른 드릴쉽에서 ROV, 웰 테스트 영역, 라이저 랙의 배치를 도시한 평면도이다.
도 12 는 종래의 드릴쉽에서 문풀 주변 영역에 X-마스 트리가 배치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 13 은 도 12의 측면도로서 도시된 X-마스 트리를 트롤리로 이동시키는 X-마스 트리 크레이이 선체에 마련된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14 는 본 실시 예에 따른 드릴쉽에서 문풀 주변 영역에 X-마스 트리가 배치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 15 는 도 14의 측면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴쉽을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 실시 예의 드릴쉽(1)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 드릴 플로어(10)의 높이를 낮춰 선체의 무게 중심(center of gravity), 구체적으로 수직 방향 무게 중심(vertical center of gravity)을 선저부 방향으로 낮출 수 있다.

드릴 플로어(10)의 높이가 낮아지므로 드릴 플로어(10)에 설치되는 고하중 물체인 데릭(20), 트레블링 블록(traveling block), 히브 컴펜세이터(heave compensator)의 무게 중심이 낮아져 선체의 전체 무게 중심을 선저부 방향으로 낮출 수 있다.

또한, 드릴 플로어(10)의 높이가 낮아지므로 드릴 플로어(10)로 드릴 파이프(P) 또는 라이저(R)를 수평으로 공급하는 드릴 파이프 이송장치(30)와 라이저 이송장치(40)의 높이를 낮출 수 있고, 드릴 파이프 이송장치(30) 또는 라이저 이송장치(40)로 드릴 파이프(P) 또는 라이저(R)를 이송하는 데크 크레인(DC)의 높이도 낮출 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 드릴 파이프 이송장치(30)와 라이저 이송장치(40)는 그 사이즈가 크고 무게도 많이 나가고, 데크 크레인(DC)도 고 하중의 물체이므로 이들을 이전보다 낮게 설치하면 선체의 수직 방향 무게 중심을 낮출 수 있다.

나아가, 본 실시 예는 드릴 플로어(10)의 높이가 낮아지므로 드릴 플로어(10)의 하부에 배치되며 라이저(R)를 통해서 리턴되는 머드를 포함한 드릴링 절단물에서 머드를 분리하는 이수 분리기(shale shaker) 등이 설치되는 드릴링 데크 하우스(50)를, 도 4에 도시된 바와 같이, 3단(3 tier)으로 할 수 있다.

그리고, 본 실시 예는 머드를 해저로 펌핑하는 머드 펌프(160)와 머드 펌프(160)에서 펌핑되기 전의 머드가 저장되는 액티브 머드 탱크(170, active mud tank)를 머드 모듈(60)의 내부가 아닌 선체의 내부에 마련하여 선체의 수직 방향 무게 중심을 낮출 수도 있다.

한편, 본 실시 예는, 도 4에 도시된 바와 같이, 문풀(70)의 센터를 선미부 방향으로 이동시켜 선체의 종방향 중심(longitudinal center of gravity)을 선미부 방향으로 이동할 수 있다.

자세히 후술하겠지만, 본 실시 예에서 선체의 종방향 중심을 선미부 방향으로 이동할 수 있는 것은 크게 두 가지의 방법이 있다. 첫째는, 선미부의 웰 테스트 영역(120)에 배치되는 ROV(110, remotely operated vehicle)를 라이저 랙(130)으로 이동 배치하여 마련된 선미부 공간부 만큼 문풀(70)의 센터를 선미부 방향으로 이동 배치하는 방법이다. 둘째는, 전술한 중량물의 하향 배치로 인해 요구되는 밸러스트 탱크(BT)의 용량이 감소되는 것을 인지하고, 선미부에 배치되는 홀드 밸러스트 탱크(HB)의 일부를 제거하여 확보된 공간만큼 문풀(70)의 센터를 선미부 방향으로 이동시키는 방법이 있다.

본 실시 예는 자세히 후술하겠지만, 선체의 종방향 중심이 선미부로 방향으로 이동됨으로 인해 선수부 방향에 추가적인 공간을 확보할 수 있고, 이 공간에 X-마스 트리 스키드부(150, 도 14 참조) 등을 설치할 수도 있고, 머드 관련 탱크를 포함한 탱크를 효율적으로 재배치할 수도 있다.

본 실시 예는 전술한 배치에 의해 드릴링 작업시나 운항 시 심한 바람이나 높은 파도와 같은 외부의 힘에 의하여 선체가 옆으로 기울어졌을 때 원상태로 되돌아오려는 성질인 복원성(stability)이 향상되어 드릴쉽(1)이 전복되지 않고 드릴링 작업이나 운항을 안정적으로 할 수 있다.

이하에서 드릴 플로어(10)의 높이를 낮춤으로써 선체의 수직 방향 무게 중심을 낮출 수 있는 것을 먼저 설명하고, 다음으로 선체의 종방향 중심을 선미부 방향으로 이동시키는 것을 설명한다.

도 5 는 도 4에 도시된 문풀 영역을 확대 도시한 사시도이고, 도 6 은 도 5의 주요부를 확대 도시한 사시도이다.

본 실시 예는 트롤리 레일 장착부재(80)를, 도 5에 도시된 바와 같이, 문풀(70)의 상단보다 낮은 위치의 문풀(70) 벽부에 마련하여 트롤리(T)의 높이를 낮춤으로써 드릴 플로어(10)의 높이를 종전 대비 1.5m(h, 도 4 참조) 낮출 수 있다. 그 결과 선체의 수직 방향 무게 중심을 낮출 수 있어 복원성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 드릴 플로어(10)의 높이가 낮아지면 드릴쉽(1)의 수직 방향 무게 중심을 낮출 수 있는 데, 이는 드릴 플로어(10)의 상측부에는 데릭(20), 트레블링 블록(traveling block), 히브 컴펜세이터(heave compensator) 등의 고 하중의 중량물이 설치되므로, 드릴 플로어(10)의 높이를 낮추면 수직 방향 무게 중심을 효율적으로 낮출 수 있다.

본 실시 예는 트롤리 레일 장착부재(80)를, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 문풀(70)의 상단보다 낮은 위치의 문풀(70)의 측벽에 문풀(70)의 길이 방향으로 길게 마련하여 트롤리(T)의 높이를 낮춤으로써 수직 방향 무게 중심을 낮출 수 있다.

본 실시 예에서 트롤리 레일 장착부재(80)는 내부가 중공인 직사각형 단면 형상을 가질 수 있고, 트롤리 레일 장착부재(80)의 내부에는 플레이트 형상의 보강부재가 마련될 수 있다.

본 실시 예에서 트롤리 레일 장착부재(80)의 상측부에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 트롤리(T)의 이동을 가이드 하는 트롤리 레일(90)과, 트롤리(T)의 가이드 돌기(G)를 가이딩 지지하여 트롤리(T)를 2단으로 지지하는 스키드 빔(100)이 마련될 수 있다.

본 실시 예는 트롤리 레일(90)을 메인 데크(MD)가 아닌 트롤리 레일 장착부재(80)에 마련함으로써 메인 데크(MD)에서 추가적인 작업 공간을 확보할 수 있고, 메인 데크(MD) 영역에서 트롤리 레일(90)에 의한 간섭이 제거되므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 추가 레일(AR)을 문풀(70)의 모서리까지 연장 마련할 수 있다. 추가 레일(AR)에는 시추 장비가 문풀(70)로 이동 가능하게 마련될 수 있다.

한편, 드릴 플로어(10)의 높이가 낮아지므로 라이저 랙(130)의 상측부에 마련되어 라이저 랙(130)에 적치된 라이저(R)를 드릴 플로어(10)로 이송하는 라이저 이송장치(40)와, 머드 모듈(60)의 상측부에 마련되어 드릴 파이프(P)를 드릴 플로어(10)로 이송하는 드릴 파이프 이송장치(30)와, 라이저(R) 또는 드릴 파이프(P)를 라이저 이송장치(40) 또는 드릴 파이프 이송장치(30)로 이송시키는 데크 크레인(DC)의 높이도 낮출 수 있으므로 추가적으로 수직 방향 무게 중심을 낮출 수 있다.

그리고, 본 실시예는 전술한 트롤리 레일 장착부재(80)를 마련하지 않고 문풀(70)의 벽부에 선저 방향으로 함몰되는 리세스 영역(recess area)을 마련하고, 여기에 트롤리가 이동 가능하도록 트롤리 레일을 마련할 수도 있다.

본 실시 예는 전술한 바와 같이 드릴 플로어(10)의 높이를 낮추거나 후술하는 바와 같이 머드 펌프(160)와 액티브 머드 탱크(170)를 포함하는 중량물을 선체의 내부에 마련함으로써, 도 1에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크의 탑(top) 부분과 기계실(machinery room)의 데크 레벨을 일치시키지 못해 데크 단차가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 이전의 드릴쉽은 안정성을 고려하여 수직 방향 무게 중심 값을 낮추기 위해 밸러스트 탱크(BT)의 용량이 일정 수준 이상으로 필요하였다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크의 탑(top)과 기계실의 단차 레벨 일치화를 시키지 못하고 데크 단차가 발생하였다.

이로 인하여 선체의 선수에서 선미 사이로 통행 시 계단(step)을 이용해야 하는 불편함이 있었고, 중요한 종통 부재가 단절되어 구조 강도 면에서도 불리한 점이 있었다.

하지만, 본 실시 예는 드릴 플로어(10)의 하향 배치 또는 머드 중량물의 선체 내부 배치로 인해 선체의 수직 방향 무게 중심 값이 낮아지면서 안정성 측면에서 밸러스트수 용량으로 제어하는 역할이 상대적으로 감소되어 밸러스트 탱크(BT)의 용량을 감소할 수 있다. 이를 통해, 도 4의 "B" 영역에 도시한 바와 같이, 선수 및 선미 방향으로 데크 레벨을 일체화 할 수 있다.

그 결과 데크 단차를 없애면서 선수 및 선미 방향의 통행에 있어서 이전보다 훨씬 편리해졌으며, 단절되었던 종통 부재가 연결되어 구조적인 안정성에서도 크게 기여하였다.

또한, 드릴쉽의 경우 선수 및 선미 방향으로 다수의 파이프 및 케이블이 지나가지만 해당 트렁크(trunk) 외에는 이동 수단이 없었으나, 해당 구역의 길이 방향 확장을 통해 케이블과 파이프를 추가적으로 배치할 수 있다.

도 7 은 도 4의 "A" 영역을 확대 도시한 도면이고, 도 8 은 본 실시 예의 머드 중량물이 선체의 내부에 마련됨으로써 머드 모듈의 높이가 종래에 비해 낮아진 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 실시 예는, 도 7에 도시된 바와 같이, 머드를 해저로 펌핑하는 머드 펌프(160)와, 머드 펌프(160)로 공급되는 머드가 저장되는 액티브 머드 탱크(170)를 포함하는 머드 중량물을 머드 모듈(60)이 아닌 선체의 내부에 마련함으로써 선체의 수직 방향 무게 중심을 낮출 수도 있다.

즉, 본 실시 예는 전술한 드릴 플로어(10)의 높이를 낮추는 것과 머드 중량물을 선체의 내부에 마련하는 것을 선택적으로 적용하여 선체의 수직 방향 무게 중심을 낮출 수도 있다.

또한, 본 실시 예는 전술한 머드 중량물의 배치로 복원성 및 운동성이 향상되므로 불필요한 홀드 밸러스트 탱크(HB, 도 8과 9 참조)를 전체 또는 일부를 제거하여 탱크의 최적 배치가 가능하다.

나아가, 머드 모듈(60) 내의 머드 중량물을 선체 안으로 이동 배치하므로 머드 모듈(60)의 구조 간소화 및 경량화를 실현할 수 있다.

구체적으로, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래에는 머드 펌프와 액티브 머드 펌프를 포함하는 머드 중량물이 머드 모듈(60)의 내부 즉, 높은 위치에 배치되어 있으므로 운동성이 저하되고, 이를 제어하기 위해 선미부에 마련되는 홀드 밸러스트 탱크(HB)가 필요하였다.

하지만, 본 실시 예는, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 머드 펌프(160)와 액티브머드 펌프(160)를 포함하는 머드 중량물을 기저 방향인 선체 내부로 이동 배치하여 선체의 수직 방향 무게 중심을 낮출 수 있다.

이로 인하여 복원성 및 운동성이 향상되어 불필요해진 홀드 밸러스트 탱크(HB)를 삭제하여 추가적인 공간을 확보하고, 이 추가적인 공간에 각종 탱크를 재배치함으로써 머드 모듈(60)의 구조를 간소화 및 경량화할 수 있다. 특히, 머드 시스템 관련 장비가 선체의 내부에서 근접한 범주 내에 위치하므로 배관 라인을 간소화시킬 수 있다.

도 9 는 본 실시 예에서 선체의 종방향 중심이 선미부 방향으로 이동된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 실시 예는 선미부 방향에 추가적인 공간을 확보하고, 확보된 공간에 대응되게 문풀(70)의 센터를 이동시켜 선체의 종방향 중심을 선미부 방향으로 이동시킬 수 있다.

종래의 드릴쉽은, 도 1에 도시된 바와 같이, 문풀(70) 센터의 위치가 드릴쉽의 센터보다 선수에 위치하므로 드릴쉽의 주요 하중인 데릭(20)의 무게 중심이 선수에 위치한다.

따라서, 드릴쉽의 종방향 중심이 선수부 방향으로 치우치므로 드릴쉽의 이동 시(transit condition) 조파 저항이 커져 이동 성능이 저하되고, 복원성 및 시추 작업 시 다이나믹 포지션(dynamic position)에 불리하여, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 선미부에 홀드 밸러스트 탱크(HB)를 마련하여 트림을 조절함으로써 전술한 문제점을 해결하였다.

본 실시 예는 전술한 문제점을 홀드 밸러스트 탱크(HB)가 아닌 선미부에 추가 공간을 확보하고 문풀(70)의 센터를, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 선미부 방향으로 이동시켜 해결하였다.

본 실시 예에서 선미부에 추가 공간을 확보하는 방법은 전술한 머드 펌프(160)와 액티브 머드 펌프(160)를 포함하는 머드 중량물을 선체의 내부에 마련하여 홀드 밸러스트 탱크(HB)를 삭제함으로써 선미부에서 공간을 확보하는 방법이 있고, ROV(110)를 라이저 랙(130)에 마련하여 선미부에 확보된 공간만큼 선체의 종방향 중심을 이동시키는 방법이 있다.

참고로 도 9에서 미 설명 도면부호 FB는 MGO(marine gasoline oil)를 포함하는 연료가 저장되는 연료 저장탱크 영역이다. 본 실시 예는 홀드 밸러스트 탱크(HB)가 제거된 일부 영역을 연료 저장탱크의 확장 영역으로 이용할 수 있다.

이하에서 ROV(110)를 라이저 랙(130)에 마련하여 선미부에 확보된 공간만큼 선체의 종방향 중심을 이동시키는 방법을 설명한다.

도 10 은 종래의 드릴쉽에서 ROV, 웰 테스트 영역, 라이저 랙의 배치를 도시한 평면도이고, 도 11 은 본 실시 예에 따른 드릴쉽에서 ROV, 웰 테스트 영역, 라이저 랙의 배치를 도시한 평면도이다.

종래의 드릴쉽에서 ROV(110)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 웰 테스트 영역의 좌현에 배치되었다. 웰 테스트 영역에는 웰(well) 테스트 장비가 놓여지고, 웰 테스트 영역의 선수부 방향에는 라이저(R)가 적재되는 라이저 랙(130)이 배치된다.

라이저 랙(130)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 라이저 이송장치(40)를 기준으로 두 개의 구역으로 구획되고, 각각의 구역에는 라이저(R)가 적재된다. 적재된 라이저(R)의 선수 및 선미 방향에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 라이저 접근존(131, riser access zone)이 마련되고, 라이저 접근존(131) 영역은 빈 공간이 있다.

본 실시 예는, 도 11에 도시된 바와 같이, 종래의 웰 테스트 영역(120)의 좌현에 배치되는 ROV(110)를 라이저 랙(130)의 선수부 방향으로 이동시켜 웰 테스트 영역(120)에 선미 공간부를 확보할 수 있다.

또한, 종래에 분리되어 있던 웰 테스트 영역(120)과 라이저 랙(130)을 하나의 모듈로 합쳐 불필요한 공간을 제거할 수 있다.

본 실시 예에서 웰 테스트 영역(120)에서 확보되는 선미 공간부는 8~12m일 수 있고, 이는 문풀(70)의 센터와 데릭(20)의 센터를 선미부 방향으로 8~12m 이동시킬 수 있는 것을 의미할 수 있다. 이는 또한 종래의 드릴쉽에서 문풀(70)의 센터가 선수부 방향으로 8~12m 전진 배치되는 것을 의미할 수 있다.

결과적으로 본 실시 예는 선체의 종방향 중심을 선미부 방향으로 이동시켜 트림(trim)에 필요한 선미부의 밸러스트수(ballast water)의 양을 선미부 방향으로 이동한 선체의 종방향 무게 중심만큼 줄일 수 있다.

선미부에서 필요한 밸러스트수의 양이 줄어든다는 것은 밸러스트 탱크(BT)의 크기를 줄일 수 있는 것을 의미하므로, 전술한 바와 같이 각종 탱크를 재배치할 수 있다.

또한, 본 실시 예는 문풀(70)의 중심과 데릭(20)의 센터 중심이 선미부 방향으로 이동되므로 데릭(20)이 마련되는 드릴 플로어(10)도 선미부 방향으로 이동됨을 알 수 있다. 따라서, 문풀(70)의 선수부 방향에 배치되는 X-마스 트리(140)의 주변 영역도 추가적으로 8~12m의 여유 공간을 확보할 수 있다.

본 실시 예는 X-마스 트리(140)의 주변 영역에 확보된 추가 공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 이는 이하에서 설명한다.

도 12 는 종래의 드릴쉽에서 문풀 주변 영역에 X-마스 트리가 배치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 13 은 도 12의 측면도로서 도시된 X-마스 트리를 트롤리로 이동시키는 X-마스 트리 크레이이 선체에 마련된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 14 는 본 실시 예에 따른 드릴쉽에서 문풀 주변 영역에 X-마스 트리가 배치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 15 는 도 14의 측면도이다.

종래의 드릴쉽에서 X-마스 트리(140)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 문풀(70)의 선수부 방향 좌현과 우현에 각각 배치되고, 도 13에 도시된 바와 같이, 드릴 플로어(10)와 머드 모듈(60) 사이에 마련되는 X-마스 트리(140) 크레인에 의해 이동되어 트롤리(T)에 안착된다.

이 경우 X-마스 트리(140)가 X-마스 트리 크레인(XC)에 의해 리프팅되어 트롤리(T)까지 이동되므로 선체의 횡동요 등의 운동시 X-마스 트리(140)를 이동시키는 것이 위험할 수 있고, X-마스 트리 크레인(XC)이 드릴 플로어(10)에 근접되게 배치되므로 선체의 수직 방향 무게 중심이 높아진다.

본 실시 예는 이러한 문제점을 인식하고 문풀(70) 영역의 선수부 방향에 확보된 선수 공간부에, 도 14에 도시된 바와 같이, X-마스 트리 스키드부(150)를 마련하여 종래의 X-마스 트리 크레인(XC)을 제거(도 15 참조)할 수 있다.

본 실시 예에서 X-마스 트리 스키드부(150)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 문풀(70)의 선수부 방향에 확보된 선수 공간부의 바닥부에 마련되는 레일(151)과, 레일(151)에 이동 가능하도록 마련되며 상측부에 X-마스 트리(140)가 안착되는 스키드(153)를 포함한다.

레일(151)은, 도 14에 도시된 바와 같이, 스키드(153)가 선체의 선수부 방향, 선미부 방향, 좌현 방향, 우현 방향 등 모든 방향으로 이동 가능하도록 직사각형 형태로 마련될 수 있다.

또한, 레일(151)은 스키드(153)가 안정적으로 이동될 수 있도록 각각의 방향에서 한 쌍이 이격 마련될 수 있다.

스키드(153)는, 레일(151)을 이동시키는 것으로서, 레일(151)에 이동 가능하도록 마련되는 스키드 플레이트(155)와, 스키드 플레이트(155)에 회전 가능하도록 마련되며 상측부에 X-마스 트리(140)가 안착되는 턴테이블(157)과, 스키드 플레이트(155) 및 선수 공간부의 바닥부 중 하나에 마련되어 스키드 플레이트(155)를 구동시키는 구동부(159)를 포함한다.

턴테이블(157)은 원형 평판 형태로 형성될 수 있으며, 중심부의 수직축을 중심으로 회전 가능하도록 결합 될 수 있다. 이때, 스키드 플레이트(155)의 내부에 마련되어 수직축을 회전시키는 모터와 같은 별도의 회전 구동부를 통해 턴테이블(157)을 자동으로 회전하도록 마련할 수 있다.

또한, 턴테이블(157)의 상면에는 X-마스 트리(140)가 안정적으로 안착 될 수 있도록 별도의 안착 결합부가 형성될 수 있으며, 이는 돌기 형태 또는 오목홈 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

구동부(159)는, 스키드 플레이트(155)를 선수부 방향, 선미부 방향, 좌현 방향, 우현 방향으로 선택적으로 이동시키는 것으로서, 스키드 플레이트(155)의 저면부에 마련되며 레일(151)에 마련된 랙과 기어 맞물림되는 피니언 기어가 마련된 모터일 수 있다.

본 실시 예에서 구동부(159)는 선수부 공간부의 좌현 및 우현에 각각 하나씩 2개가 마련될 수 있다.

본 실시 예는 선체의 종방향 중심이 선미부 방향으로 이동되어 문풀(70)의 선수부 방향에 확보된 선수 공간부에 X-마스 트리 크레인(XC)을 제거하고 X-마스 트리 스키드부(150)를 마련함으로써 선체의 수직 방향 무게 중심을 낮출 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 드릴 플로어를 미리 결정된 높이로 하강 배치하여 선체의 무게 중심(center of gravity)을 낮추고, 선체의 종방향 무게 중심을 선미부 방향으로 이동시킴으로써 선체의 복원성 및 운동 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 종래보다 적은 밸러스트 탱크의 용량으로 운동 성능을 제어하므로 밸러스트 탱크의 크기를 축소하여 데크 단차를 제거함으로써 선체 구조의 일체화가 가능하여 선체의 종강도를 향상시킬 수 있다.

나아가, 선체의 종방향 무게 중심이 선미부 방향으로 이동되어 문풀의 선수부 방향에 추가적인 공간을 확보할 수 있고, 이 공간을 X-마스 트리의 운영 공간으로 활용할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 드릴쉽 10 : 드릴 플로어
20 : 데릭 30 : 드릴 파이프 이송장치
40 : 라이저 이송장치 50 : 드릴링 데크 하우스
60 : 머드 모듈 70 : 문풀
80 : 트롤리 레일 장착부재 90 : 트롤리 레일
100 : 스키드 빔 110 : ROV
120 : 웰 테스트 영역 130 : 라이저 랙
140 : X-마스 트리 150 : X-마스 트리 스키드부
160 : 머드 펌프 170 : 액티브 머드 탱크
DC : 데크 크레인 G : 가이드 돌기
HB : 홀드 밸러스트 탱크 MD : 메인 데크
P : 드릴 파이프 R : 라이저
T : 트롤리 XC : X-마스 트리 크레인

Claims (11)

1. 선체의 무게 중심을 낮추도록 설계된 드릴쉽에 있어서,
   상기 선체 중앙을 상하로 관통하도록 형성되는 문풀;
   상기 문풀 상단보다 낮은 위치의 상기 문풀 벽부에 설치되는 트롤리 레일 장착부재;
   상기 문풀 상단과 상기 트롤리 레일 장착부재의 높이 차이만큼 하강 배치되는 드릴 플로어;
   상기 선체 내부에 설치되어 머드를 저장하는 액티브 머드 탱크;
   상기 선체 내부에 설치되어 상기 액티브 머드 탱크에 저장된 머드를 해저로 펌핑하는 머드 펌프;
   상기 선체의 선미부와 상기 문풀 사이에 위치하여 웰(well) 테스트 장비가 배치되는 웰 테스트 영역;
   상기 웰 테스트 영역과 상기 선체의 선수부 사이에 설치되어 라이저가 적재되는 라이저 랙;
   상기 라이저 랙과 상기 선체의 선수부 사이에 설치되는 ROV; 및
   상기 하강 배치되는 드릴 플로어, 상기 선체 내부에 설치되는 액티브 머드 탱크 및 상기 선체 내부에 설치되는 머드 펌프에 의해 낮아진 상기 선체의 무게 중심에 대응하는 만큼 부피가 감소되는 홀드 밸러스트 탱크;를 포함하고,
   상기 ROV 설치에 필요했던 공간 및 상기 홀드 밸러스트 탱크의 감소된 부피만큼 상기 라이저 랙과 상기 선체의 선미부 사이에 공간을 확보하고,
   상기 라이저 랙과 상기 선체의 선미부 사이에 확보된 공간만큼 상기 문풀의 중심을 선미부 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는, 드릴쉽.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 문풀의 중심이 이동된 만큼 상기 문풀의 중심이 이동된 방향으로 이동되어 상기 드릴 플로어에 설치되는 데릭을 더 포함하는, 드릴쉽.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 라이저 랙과 상기 웰 테스트 영역은 하나의 모듈로 제작되는 것을 특징으로 하는 드릴쉽.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 문풀의 중심 및 상기 데릭의 이동 거리는 8~12m인, 드릴쉽.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   머드 모듈의 상측부에 마련되어 상기 머드 모듈에 적재된 드릴 파이프를 상기 드릴 플로어로 공급하는 드릴 파이프 이송장치; 및
   상기 라이저 랙의 상측부에 마련되어 라이저를 상기 드릴 플로어로 공급하는 라이저 이송장치를 더 포함하며,
   상기 머드 모듈과 상기 라이저 랙의 높이를 낮춰 상기 드릴 파이프 이송장치, 상기 라이저 이송장치 및 상기 드릴 플로어의 높이를 동일하게 유지하는 것을 특징으로 하는 드릴쉽.
9. 청구항 8에 있어서,
   메인 데크에 마련되어 상기 드릴 파이프 또는 상기 라이저를 상기 드릴 파이프 이송장치 또는 상기 라이저 이송장치로 이동시키는 데크 크레인을 더 포함하고,
   상기 데크 크레인은 상기 라이저 이송장치 및 상기 드릴 파이프 이송장치의 하강 배치로 인해 높이를 낮출 수 있는 것을 특징으로 하는 드릴쉽.
10. 삭제
11. 삭제

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