KR101571249B1 - 극지용 해양구조물의 설계 방법 - Google Patents

극지용 해양구조물의 설계 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101571249B1
KR101571249B1 KR1020140089110A KR20140089110A KR101571249B1 KR 101571249 B1 KR101571249 B1 KR 101571249B1 KR 1020140089110 A KR1020140089110 A KR 1020140089110A KR 20140089110 A KR20140089110 A KR 20140089110A KR 101571249 B1 KR101571249 B1 KR 101571249B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
marine structure
weather
exposed
offshore structure
analyzing
Prior art date
Application number
KR1020140089110A
Other languages
English (en)
Inventor
송유석
박진호
안대환
김상현
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020140089110A priority Critical patent/KR101571249B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101571249B1 publication Critical patent/KR101571249B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

본 발명은 극지용 해양구조물의 설계 방법에 관한 것으로서, 극지용 해양구조물에 대한 설계정보 데이터베이스를 구축하는 단계; 상기 설계정보 데이터베이스를 바탕으로 상기 극지용 해양구조물의 이미지를 2D 및 3D 도면으로 생성하는 단계; 상기 극지용 해양구조물의 운항 예정지역 및 배치 예정지역의 과거 기상기후 통계 자료를 바탕으로 환경 조건 특성을 분석하여 기상기후 통계 기반을 마련하는 단계; 상기 2D 또는 3D 도면과 상기 기상기후 통계 기반을 바탕으로 상기 극지용 해양구조물의 노출 구역 유동장을 해석하는 단계; 상기 노출 구역 유동장을 바탕으로 풍속냉각지수 분포를 해석하는 단계; 상기 풍속냉각지수 분포를 바탕으로 노출 부분별 열손실을 계산하여 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 얻는 단계; 및 상기 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 바탕으로 방한 시스템의 설계 기준을 마련하고, 히트 트레이싱 케이블의 배치 설계도를 작성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 극지용 해양구조물의 설계 방법은, 극지용 해양구조물의 운항 예정지역 및 배치 예정지역의 과거 기상기후 통계 자료를 바탕으로 유동장 및 풍속냉각지수 분포를 분석하고, 이를 통해 극지용 해양구조물에 설치될 다양한 설비의 노출 부분별 열손실을 예측하여 얻어지는 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 바탕으로 히트 트레이싱 케이블을 포함하는 방한 시스템을 설계할 수 있게 함으로써, 방한 시스템의 방한 성능을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라, 적재적소에 히트 트레이싱 케이블의 사양을 선정할 수 있어, 히트 트레이싱 용량 축소를 가능하게 하여 소요 전력량 및 발전량을 절감할 수 있고, 방한 성능에 대한 신뢰도 및 해양구조물의 운용 연비 효율을 향상시킬 수 있고, 건조 비용 절감으로 타사와의 생산 경쟁력 우위를 확보할 수 있다.

Description

극지용 해양구조물의 설계 방법{Method of designing marine structure for polar region}
본 발명은 극지용 해양구조물의 설계 방법에 관한 것이다.
최근 급격한 산업화로 인해 석유와 같은 자원의 사용량이 급등함에 따라, 석유의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다. 그런데 대륙 또는 연해에서의 유전은 이미 많은 시추가 이루어진바, 최근에는 수심이 깊은 심해에 위치한 유전의 개발에 관심이 집중되고 있으며, 이러한 심해 유전을 시추하기 위해서는 일반적으로 드릴십(Drillship)이 이용된다.
드릴십은 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 선박과 유사한 형태로 제작된 해양 구조물로서, 해양 플랫폼의 설치가 불가능한 심해 지역에서 원유나 가스 등의 채취 작업이 가능하고, 일정 지점에서 시추를 종료하고 다른 지점으로 이동하여 다시 시추를 수행할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 드릴십은, 상하로 관통된 형태의 문풀(Moonpool) 구조를 구비하고, 문풀 상부에 위치하며 시추장비를 구비하는 데릭(Derrick)을 포함한다. 이하에서는 드릴십이 해저에 시추를 하는 과정에 대해 설명한다.
우선 드릴십은 자체 동력을 이용하여 시추 대상 지역으로 이동하고, 위치를 유지할 수 있도록 복수의 쓰러스터(Thruster)를 이용한 동적 위치유지 시스템(Dynamic Positioning System; DPS)을 구동한다.
이후 드릴십은 드릴 파이프(Drill pipe)에 드릴 비트(Drill bit)를 결합하고, 데릭에 마련된 호이스팅 시스템(Hoisting System)과 핸들링 시스템(Handling System)을 이용해 복수의 드릴 파이프를 충분한 길이만큼 연결하여 문풀을 통해 해저면까지 하강시킨 뒤, 로테이팅 시스템(Rotating System)을 통해 드릴 파이프를 회전하여 시추공을 형성한다.
1차로 드릴링이 완료되면, 데릭은 드릴 파이프를 회수하고 케이싱 파이프(Casing pipe)를 시추공에 설치한 뒤, 케이싱 파이프와 시추공 사이에 콘크리트를 채우는 시멘팅(Cementing) 작업을 진행하며, 다시 드릴 파이프를 이용한 드릴링 작업과 케이싱 파이프를 설치하는 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복 수행함으로써, 일정 깊이를 갖는 시추공의 형태를 유지시킨다.
시추공이 무너지지 않도록 케이싱 파이프가 충분히 설치되면, 라이저(Riser)에 BOP(Blow Out Preventer)를 연결하여 시추공에 결합하게 되며, 이때 라이저의 내부는 드릴 파이프와 케이싱 파이프의 이동 경로가 된다.
그런데 드릴링 과정에서 드릴 비트의 윤활 및 냉각과, 시추공 내부에서 생성되는 암석 덩어리 등의 분쇄물의 처리가 필요하다. 따라서 드릴십은 드릴 파이프의 내부에 머드를 공급하여 드릴 비트의 말단부에서 머드가 배출되도록 하고, 머드가 드릴 비트의 윤활과 냉각을 수행한 뒤 분쇄물과 함께 드릴 파이프의 외부에서 라이저의 내부를 통해 상부로 회수되도록 하는, 머드 순환 시스템(Mud Circulation System)을 사용한다. 회수된 머드는 분쇄물이 걸러진 후 재사용된다.
드릴십은 이러한 머드 순환 시스템을 구동하면서 드릴 비트가 유정에 도달할 때까지 드릴링과 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복적으로 수행하는데, 이 경우 케이싱 작업에 사용되는 케이싱 파이프의 직경이 점차 작아짐에 따라, 상대적으로 작은 크기의 드릴 비트를 교체 사용하여 드릴링을 지속적으로 구현할 수 있다.
이와 같이 드릴십은, 파이프와 라이저 등을 설치 및 사용하기 위한 시스템과, 머드를 사용하는 시스템 등을 구비하며, 이러한 시스템을 이용하여 시추 작업을 원활히 구현하기 위한 문풀 구조, 데릭 구조, 그리고 적재 구조 등을 일정한 공간 내에 배치하여야 하므로, 상당히 높은 기술력이 요구됨에 따라 지속적으로 연구 및 개발이 이루어지고 있다.
또한, 천연자원이 풍부한 미개발 지역인 극지방의 빙하 면적이 감소함에 따라 극지 항로 개발로 극지방의 천연자원을 시추할 수 있게 되어, 극지에서 항해 및 시추작업이 가능한 극지용 드릴십이 건조되고 있다.
이러한 극지용 드릴십은 극저온 환경에서의 결빙, 동결 등을 막고 원활한 장비 운용과 선원의 안전을 위해 방한 시스템(Winterization system)을 구축하는 것이 필수적이다.
종래의 방한 시스템은, 설계 단계에서 결정되는 방한 성능 수치 및 선급에 따라 탈출구(Ecape way)나 배관 등에 히트 트레이싱 케이블(Heat-tracing cable)을 일률적으로 설치하고 있으며, 작업자가 필요에 따라 히트 트레이싱을 온/오프(On/Off) 하는 방식으로 사용되고 있다.
그런데 종래 방한 시스템은, 히트 트레이싱 케이블을 극지용 해양구조물의 설계 단계에서 단순히 선급에 따라 방한을 구현하는 등 일률적으로 결정하여 설치하고 있어, 운항 지역 및 배치 지역에 따라 기후 환경 조건이 달라 열손실을 획일화할 수 없을 뿐만 아니라, 구역별로 설치되는 다양한 설비의 풍속냉각(Windchill)에 의한 열손실 정도가 노출 부분별로 차이가 있어, 히트 트레이싱 케이블의 사양 선정에 논란이 야기되고 있다.
국내 공개특허공보 제10-2013-0045318호 (공개일: 2013년 05월 03일)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 극지용 해양구조물의 초기 설계 시 운항 예정지역 및 배치 예정지역의 극한 기후 환경에서의 풍속냉각 특성을 반영하여, 최적화된 방한 성능을 구현할 수 있게 하는 극지용 해양구조물의 설계 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 극지용 해양구조물의 설계 방법은, 극지용 해양구조물에 대한 설계정보 데이터베이스를 구축하는 단계; 상기 설계정보 데이터베이스를 바탕으로 상기 극지용 해양구조물의 이미지를 2D 및 3D 도면으로 생성하는 단계; 상기 극지용 해양구조물의 운항 예정지역 및 배치 예정지역의 과거 기상기후 통계 자료를 바탕으로 환경 조건 특성을 분석하여 기상기후 통계 기반을 마련하는 단계; 상기 2D 또는 3D 도면과 상기 기상기후 통계 기반을 바탕으로 상기 극지용 해양구조물의 노출 구역 유동장을 해석하는 단계; 상기 노출 구역 유동장을 바탕으로 풍속냉각지수 분포를 해석하는 단계; 상기 풍속냉각지수 분포를 바탕으로 노출 부분별 열손실을 계산하여 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 얻는 단계; 및 상기 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 바탕으로 방한 시스템의 설계 기준을 마련하고, 히트 트레이싱 케이블의 배치 설계도를 작성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 극지용 해양구조물은, 극지 유전 개발을 위해 사용되고 있는 드릴십, 부유식 원유생산 저장 하역설비, 반잠수식 해양구조물, 고정식 플랫폼, 선박일 수 있다.
구체적으로, 상기 과거 기상기후 통계 자료는, 세계 각 지역의 기상기후에 대한 데이터 정보를 보유하고 있는 국제 기구인 국제종합해양기상센터(ICOADS), 지역별 또는 국가별 해양기상센터로부터 제공받을 수 있다.
구체적으로, 상기 노출 구역 유동장 및 상기 풍속냉각지수 분포는, 상기 극지용 해양구조물의 전체 구역을 대상으로 해석하거나, 각종 장비가 설치되는 구역별, 각종 설비가 설치되는 구역별, 각종 구조물이 설치될 구역별, 수행 업무에 따라 구분되는 다양한 작업장별로 해석하거나, 상기 극지용 해양구조물의 선수, 선미, 좌현, 우현, 중앙의 획일화한 위치별로 해석할 수 있다.
구체적으로, 상기 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터는, 상기 극지용 해양구조물 전체 지역에 걸쳐 얻거나, 상기 극지용 해양구조물의 구성 요소를 이루는 장비, 설비, 구조물, 작업 공간 등의 결빙, 동결, 작업자의 안전을 위해 설치될 상기 히트 트레이싱 케이블이 위치되는 부분을 기준으로 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 히트 트레이싱 케이블은, 상기 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터에 따라 다양한 종류를 선택적으로 배치할 수 있다.
본 발명에 따른 극지용 해양구조물의 설계 방법은, 극지용 해양구조물의 운항 예정지역 및 배치 예정지역의 과거 기상기후 통계 자료를 바탕으로 유동장 및 풍속냉각지수 분포를 분석하고, 이를 통해 극지용 해양구조물에 설치될 다양한 설비의 노출 부분별 열손실을 예측하여 얻어지는 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 바탕으로 히트 트레이싱 케이블을 포함하는 방한 시스템을 설계할 수 있게 함으로써, 방한 시스템의 방한 성능을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라, 적재적소에 히트 트레이싱 케이블의 사양을 선정할 수 있어, 히트 트레이싱 용량 축소를 가능하게 하여 소요 전력량 및 발전량을 절감할 수 있고, 방한 성능에 대한 신뢰도 및 해양구조물의 운용 연비 효율을 향상시킬 수 있고, 건조 비용 절감으로 타사와의 생산 경쟁력 우위를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극지용 해양구조물의 설계 방법을 설명하기 위한 설계 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극지용 해양구조물의 설계 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극지용 해양구조물의 설계 방법을 설명하기 위한 설계 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 설계 시스템(1)은, 극지용 해양구조물(10), 해양기상센터(20), 설계부서 단말기(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
극지용 해양구조물(10)은, 극지 유전 개발을 위해 사용되고 있는 예를 들어, 드릴십, 부유식 원유생산 저장 하역설비(FPSO), 반잠수식 해양구조물(semi-submersible), 고정식 플랫폼, 선박 등일 수 있으며, 본 발명의 실시예의 경우 일반적으로 사용되고 있는 극지용 해양구조물을 포함할 수 있으므로, 본 발명에 적용되는 극지용 해양구조물(10)에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
극지용 해양구조물(10)이 극지용 드릴십일 경우, 시추 작업에 필요한 장비, 설비, 구조물, 작업 공간 등이 설치될 수 있는데, 예를 들어, 드릴십의 데크 상부에는 시추시 활용되는 데릭(derrick), 문풀(moonpool), 드릴 플로어 모듈(drill floor module), 머드 프로세스 모듈(mud process module), 머드 믹싱 및 펌프 룸(mud mixing & pump poom), 파이프 데크(pipe deck), 머드 작업장(mud workshop), 해저장비 모듈(subsea module), 데크 하우스(Deck House), 각종 핸들링 시스템(handling system), 라이저 랙(riser rack), 파이프 랙(pipe rack), 크레인(crane) 등이 설치될 수 있고, 데크 하부에는 드레인 저장탱크(topside drains holding tank) 등이 설치될 수 있다.
이러한 극지용 드릴십은, 시추 작업에 필요한 장비, 설비, 구조물, 작업 공간 등이 극저온 환경에 노출되므로, 결빙, 동결 등을 막고 원활한 장비 운용과 선원의 안전을 위해 방한 시스템(winterization system)을 구축하고 있다.
방한 시스템은, 극지용 드릴십의 방한을 위하여, 파이프(pipe), 탱크(tank), 탈출구(Ecape way), 헬리콥터 데크(helicopter deck), 라이프 보트(life boats), 웰 컨트롤 시스템(well control system), 에어 벤트(air vent), 핸드 레일(hand rail), 안테나(antennas), 스테어 스텝(stair step), 플랫폼(platform), 도어(door), HVAC, 드레인(drain), 플로어(floor) 등에 히트 트레이싱 케이블(heat-tracing cable)을 설치하고 있다.
해양기상센터(20)는, 세계 각 지역의 기상기후에 대한 데이터 정보를 보유하고 있는 국제 기구인 국제종합해양기상센터(ICOADS)이거나, 지역별 또는 국가별 해양기상센터일 수 있다.
설계부서 단말기(30)는, 극지용 해양구조물(10)의 설계 사양 정보에 따라 극지용 해양구조물(10)의 전체적인 이미지를 비롯하여 모든 구성 요소들의 세부 이미지를 2D 및 3D로 데이터 베이스에 저장하고, 각 구성 요소들의 정보를 데이터 베이스에 저장할 수 있다.
또한, 설계부서 단말기(30)는, 해양기상센터(20)로부터 과거 기상기후 통계 자료를 제공받을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극지용 해양구조물의 설계 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 극지용 해양구조물(10)의 설계 방법은, 극지용 해양구조물(10)에 대한 설계정보 데이터베이스를 구축하는 단계(S100), 설계정보 데이터베이스를 바탕으로 극지용 해양구조물(10)의 이미지를 2D 및 3D 도면으로 생성하는 단계(S200), 극지용 해양구조물(10)의 운항 예정지역 및 배치 예정지역의 과거 기상기후 통계 자료를 바탕으로 환경 조건 특성을 분석하여 기상기후 통계 기반을 마련하는 단계(S300), 2D 또는 3D 도면과 기상기후 통계 기반을 바탕으로 극지용 해양구조물(10)의 노출 구역 유동장을 해석하는 단계(S400), 노출 구역 유동장을 바탕으로 풍속냉각지수 분포를 해석하는 단계(S500), 풍속냉각지수 분포를 바탕으로 노출 부분별 열손실을 계산하여 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 얻는 단계(S600), 및 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 바탕으로 방한 시스템의 설계 기준을 마련하고, 히트 트레이싱 케이블의 배치 설계도를 작성하는 단계(S700)를 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 각 단계는, 도 1의 설계부서 단말기(30)에 의해 이루어질 수 있다.
단계 S100에서는, 극지용 해양구조물(10)에 대한 설계정보 데이터베이스를 구축한다.
단계 S100에서, 설계정보 데이터베이스는, 극지용 해양구조물(10)의 설계 사양 정보를 바탕으로 설계부서 단말기(30)에서 구축할 수 있으며, 설계 사양 정보는, 극지용 해양구조물(10)의 종류 및 선급에 따라 다를 수 있다. 즉, 극지용 해양구조물(10)은, 극지 유전 개발을 위해 사용되고 있는 예를 들어, 드릴십, 부유식 원유생산 저장 하역설비(FPSO), 반잠수식 해양구조물(semi-submersible), 고정식 플랫폼, 선박 등일 수 있다.
단계 S200에서는, 설계정보 데이터베이스를 바탕으로 극지용 해양구조물(10)의 이미지를 2D 및 3D 도면으로 생성한다.
단계 S200에서, 2D 및 3D 도면은, 극지용 해양구조물(10)의 전체적인 이미지를 비롯하여 모든 구성 요소들의 세부 이미지를 설계정보 데이터베이스를 바탕으로 설계부서 단말기(30)에서 생성할 수 있다.
단계 S300에서는, 극지용 해양구조물(10)의 운항 예정지역 및 배치 예정지역의 과거 기상기후 통계 자료를 바탕으로 환경 조건 특성을 분석하여 기상기후 통계 기반을 마련한다.
단계 S300에서, 과거 기상기후 통계 자료는, 세계 각 지역의 기상기후에 대한 데이터 정보를 보유하고 있는 국제 기구인 국제종합해양기상센터(ICOADS), 지역별 또는 국가별 해양기상센터로부터 설계부서 단말기(30)가 제공받아, 이를 바탕으로 환경 조건 특성을 분석하여 기상기후 통계 기반을 마련할 수 있다. 여기서, 과거 기상기후 통계 자료는, 설계될 극지용 해양구조물(10)의 운항 예정지역 및 배치 예정지역에 대한 것은 물론이다.
단계 S400에서는, 2D 또는 3D 도면과 기상기후 통계 기반을 바탕으로 극지용 해양구조물(10)의 노출 구역 유동장을 해석한다.
단계 S400에서, 노출 구역 유동장은, 극지용 해양구조물(10)에 설치될 시추 작업에 필요한 장비, 설비, 구조물, 작업 공간 등에 의해 다르게 나타날 수 있으며, 설계부서 단말기(30)에 저장된 유동장 해석 프로그램에 의해 해석될 수 있다.
상기한 노출 구역 유동장은, 극지용 해양구조물(10)의 전체 구역을 대상으로 해석할 수 있고, 각종 장비가 설치되는 구역별, 각종 설비가 설치되는 구역별, 각종 구조물이 설치될 구역별, 수행 업무에 따라 구분되는 다양한 작업장별로 해석할 수 있고, 극지용 해양구조물(1)의 선수, 선미, 좌현, 우현, 중앙의 획일화한 위치별로 해석할 수 있다.
단계 S500에서는, 노출 구역 유동장을 바탕으로 풍속냉각지수 분포를 해석한다.
단계 S500에서, 풍속냉각지수 분포는, 상기한 노출 구역 유동장이 전체 구역, 각종 구역별, 위치별 중 어느 것을 기준으로 해석하는 지에 따라 다르게 해석될 수 있다. 즉, 풍속냉각지수 분포의 해석은 노출 구역 유동장의 해석에 의존한다. 이러한 풍속냉각지수 분포는, 설계부서 단말기(30)에 저장된 풍속냉각지수 분포 해석 프로그램에 의해 해석될 수 있다.
단계 S600에서는, 풍속냉각지수 분포를 바탕으로 노출 부분별 열손실을 계산하여 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 얻는다.
단계 S600에서, 열손실 계산 및 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터는 설계부서 단말기(30)에 저장된 프로그램에 의해 얻어질 수 있음은 물론이며, 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터는 극지용 해양구조물(10) 전체 지역에 걸쳐 얻을 수 있지만, 극지용 해양구조물(10)의 구성 요소를 이루는 장비, 설비, 구조물, 작업 공간 등의 결빙, 동결, 작업자의 안전을 위해 설치될 히트 트레이싱 케이블이 위치되는 부분을 기준으로 얻는 것이 바람직하다.
단계 S700에서는, 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 바탕으로 방한 시스템의 설계 기준을 마련하고, 히트 트레이싱 케이블의 배치 설계도를 작성한다.
단계 S700에서, 히트 트레이싱 케이블은, 다양한 종류가 존재하는데, 본 실시예에서는 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터에 따라 선택적으로 배치할 수 있게 한다. 즉, 본 실시예는, 열손실이 많은 부분에는 발열량(전력량)이 적은 히트 트레이싱 케이블을 사용하고, 열손실이 적은 부분에서는 발열량이 많은 히트 트레이싱 케이블을 사용하는 등 선택적으로 선정할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 극지용 해양구조물(10)의 운항 예정지역 및 배치 예정지역의 과거 기상기후 통계 자료를 바탕으로 유동장 및 풍속냉각지수 분포를 분석하고, 이를 통해 극지용 해양구조물(10)에 설치될 다양한 설비의 노출 부분별 열손실을 예측하여 얻어지는 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 바탕으로 히트 트레이싱 케이블을 포함하는 방한 시스템을 설계할 수 있게 함으로써, 방한 시스템의 방한 성능을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라, 적재적소에 히트 트레이싱 케이블의 사양을 선정할 수 있어, 히트 트레이싱 용량 축소를 가능하게 하여 소요 전력량 및 발전량을 절감할 수 있고, 방한 성능에 대한 신뢰도 및 해양구조물의 운용 연비 효율을 향상시킬 수 있고, 건조 비용 절감으로 타사와의 생산 경쟁력 우위를 확보할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 설계 시스템 10: 극지용 해양구조물
20: 해양기상센터 30: 설계부서 단말기

Claims (6)

  1. 극지용 해양구조물에 대한 설계정보 데이터베이스를 구축하는 단계;
    상기 설계정보 데이터베이스를 바탕으로 상기 극지용 해양구조물의 이미지를 2D 및 3D 도면으로 생성하는 단계;
    상기 극지용 해양구조물의 운항 예정지역 및 배치 예정지역의 과거 기상기후 통계 자료를 바탕으로 환경 조건 특성을 분석하여 기상기후 통계 기반을 마련하는 단계;
    상기 2D 또는 3D 도면과 상기 기상기후 통계 기반을 바탕으로 상기 극지용 해양구조물의 노출 구역 유동장을 해석하는 단계;
    상기 노출 구역 유동장을 바탕으로 풍속냉각지수 분포를 해석하는 단계;
    상기 풍속냉각지수 분포를 바탕으로 노출 부분별 열손실을 계산하여 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 얻는 단계; 및
    상기 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터를 바탕으로 방한 시스템의 설계 기준을 마련하고, 히트 트레이싱 케이블의 배치 설계도를 작성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 극지용 해양구조물의 설계 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 극지용 해양구조물은,
    극지 유전 개발을 위해 사용되고 있는 드릴십, 부유식 원유생산 저장 하역설비, 반잠수식 해양구조물, 고정식 플랫폼, 선박인 것을 특징으로 하는 극지용 해양구조물의 설계 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 과거 기상기후 통계 자료는, 세계 각 지역의 기상기후에 대한 데이터 정보를 보유하고 있는 국제 기구인 국제종합해양기상센터(ICOADS), 지역별 또는 국가별 해양기상센터로부터 제공받는 것을 특징으로 하는 극지용 해양구조물의 설계 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 노출 구역 유동장 및 상기 풍속냉각지수 분포는,
    상기 극지용 해양구조물의 전체 구역을 대상으로 해석하거나, 각종 장비가 설치되는 구역별, 각종 설비가 설치되는 구역별, 각종 구조물이 설치될 구역별, 수행 업무에 따라 구분되는 다양한 작업장별로 해석하거나, 상기 극지용 해양구조물의 선수, 선미, 좌현, 우현, 중앙의 획일화한 위치별로 해석하는 것을 특징으로 하는 극지용 해양구조물의 설계 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터는,
    상기 극지용 해양구조물 전체 지역에 걸쳐 얻거나, 상기 극지용 해양구조물의 구성 요소를 이루는 장비, 설비, 구조물, 작업 공간 등의 결빙, 동결, 작업자의 안전을 위해 설치될 상기 히트 트레이싱 케이블이 위치되는 부분을 기준으로 얻는 것을 특징으로 하는 극지용 해양구조물의 설계 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 히트 트레이싱 케이블은,
    상기 노출 부분별 정량적 필요 발열량 데이터에 따라 다양한 종류를 선택적으로 배치하는 것을 특징으로 하는 극지용 해양구조물의 설계 방법.
KR1020140089110A 2014-07-15 2014-07-15 극지용 해양구조물의 설계 방법 KR101571249B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140089110A KR101571249B1 (ko) 2014-07-15 2014-07-15 극지용 해양구조물의 설계 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140089110A KR101571249B1 (ko) 2014-07-15 2014-07-15 극지용 해양구조물의 설계 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101571249B1 true KR101571249B1 (ko) 2015-11-24

Family

ID=54845159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140089110A KR101571249B1 (ko) 2014-07-15 2014-07-15 극지용 해양구조물의 설계 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101571249B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004334796A (ja) 2003-05-12 2004-11-25 Okumura Corp 建物の温熱環境設計用データベースの記録媒体と個別住戸の温熱環境設計方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004334796A (ja) 2003-05-12 2004-11-25 Okumura Corp 建物の温熱環境設計用データベースの記録媒体と個別住戸の温熱環境設計方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101527833B1 (ko) Ｄｐ 모듈과 연계된 시추 시뮬레이션 시스템 및 그의 시뮬레이션 방법
KR101571249B1 (ko) 극지용 해양구조물의 설계 방법
Zhang et al. Floating production platforms and their applications in the development of oil and gas fields in the South China Sea
KR101601452B1 (ko) 극지용 해양구조물의 방한 시스템 및 이를 이용한 방한 방법
Khalifeh et al. Different categories of working units
Halkyard Large spar drilling and production platforms for deep water oil and gas
KR101911117B1 (ko) 극지용 해양구조물의 방한 시스템 및 이를 이용한 방한 방법
KR101599619B1 (ko) 극지용 해양구조물의 방한 시스템 및 이를 이용한 방한 방법
KR101598700B1 (ko) 극지용 해양구조물의 방한 시스템 및 이를 이용한 방한 방법
KR102148044B1 (ko) 해양구조물에 구비되는 잠수정 핸들링 시스템
KR20150142749A (ko) 문풀 구조
KR20200009675A (ko) 드릴십
KR102197280B1 (ko) 극지용 해양구조물의 방한 시스템 및 이를 이용한 방한 방법
Takagawa IODP (Integrated Ocean Drilling Program) And Science Drillship “Chikyu”
KR20180077562A (ko) 드릴쉽
KR101866608B1 (ko) 극지용 해양구조물
Barton Introduction to Deepwater Development
Ramberg Configuration of a Deep Sea Mining Vessel Specialized for the Mining of Seafloor Massive Sulfides
Lyons Offshore technology—advances at the dawn of the new millennium reviewed from a UK perspective
Kyo et al. Status Report On Deep Sea Drilling Vessel" CHIKYU"-Design And SIT Operation
Tahar et al. The Economic Assessment of McT Multi Column TLP and Jacket Platforms Application in Multiple Marginal Oil Fields
BARATH et al. CHALLENGES OF DEEPWATER FIELD DEVELOPMENT IN THE GULF OF MEXICO
Kim et al. Comparative Study on Fatigue Life of Drillship Operating for GoM and Brazil Sectors Based on Spectral Fatigue Analysis
Yoshino et al. Model Tests for the DPS of the OD21 Drillship
Pivano et al. Practical experiences and guidelines on how to use DNV GL DP Capability standard ST-0111

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181030

Year of fee payment: 5