KR101623126B1 - 해양 시추 설비 - Google Patents

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Abstract

선체에 문풀이 형성되는 해양 시추 설비가 개시된다.
상기 해양 시추 설비는, 상기 문풀 상부에 형성되는 리세스; 위쪽에 상기 리세스를 형성하기 위해 문풀 하부에 설치되는 리세스 형성부재; 상기 리세스 형성부재에 설치되는 방지벽; 및 상기 방지벽을 관통하는 다수개의 통로;를 포함하고, 상기 통로의 문풀 측 개구는 상기 통로의 리세스 측 개구보다 작게 형성된다.

Description

해양 시추 설비{Marine Drilling System}
본 발명은 해양 시추 설비에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 리세스 내에 발생하는 해수 유동을 감소시킬 수 있도록 구성된 해양 시추 설비에 관한 것이다.
해저 채굴 기술의 발달과 더불어 군소의 한계 유전(Marginal Field)이나, 심해 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다. 종래의 해저 시추에는 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고, 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(Rig Ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단의 시추장비를 탑재하고, 자체의 동력으로 항해할 수 있도록 선박과 동일한 형태로 제작된 드릴쉽(Drill Ship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.
이와 같은 해양 시추 설비는 시추 작업을 위한 각종 장비의 출입을 위해 문풀(Moon Pool)을 포함하는데, 이러한 문풀은 선체의 데크와 바닥 사이를 상하 방향으로 관통하도록 형성된 직육면체 또는 원통 형상의 공간이다. 또한, 이단 구조로 형성된 문풀을 갖는 해양 시추 설비는 BOP(Blow Out Preventer) 등의 시추장비를 임시로 내려둘 수 있는 보조적인 공간을 문풀 내에 형성하는데, 이를 리세스(Recess)라고 한다.
그러나, 종래의 드릴쉽은, 리세스 내에 발생하는 해수 유동에 의해 문풀 상부에 설치된 시추장비나 선체에서 작업을 하던 선원이 피해를 받을 수 있다는 문제점을 가지고 있었다.
이하, 도 1을 참고하여 리세스 내에 큰 해수 유동이 발생하게 되는 원리를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 문풀 내 리세스가 형성된 드릴쉽을 부분적으로 도시한 측면도이다.
선체(1) 외부에는 바람에 의해 발생된 해파(Sea Wave)가 항상 존재하고, 문풀(2) 내부의 해수도 선체(1) 외부의 해파로부터 에너지를 공급받아 해파(5a)를 발생시킨다.
해파는 수심과 파장의 관계에 따라 심해파와 천해파로 구분할 수 있는데, 수심이 파장의 2분의 1보다 깊은 경우의 해파를 심해파라고 하고, 수심이 파장의 20분의 1보다 얕을 경우의 해파를 천해파라고 한다.
천해파는 장파라고 하기도 하는데, 해저의 영향을 받으므로 해저의 마찰력에 의해 물입자가 타원운동을 하게 된다. 천해파의 진행 속도는 파장에는 무관하고 수심에만 관계되는 특징을 갖는데, 따라서 천해파의 진행 속도는 수심이 얕아질수록 느려진다. 천해파의 진행 속도가 느려지면서 감소된 운동에너지는 위치에너지로 변하게 되므로, 천해파가 해안으로 가까이 갈수록 파장은 짧아지고 파고는 높아지게 된다.
천해파의 특징을 갖는 지진 해일을 예로 들면, 지진으로 인하여 먼 바다에서 100 ~ 200 킬로미터 정도의 매우 긴 파장을 갖는 지진 해일이 발생하면, 먼 바다에서는 지진 해일의 파고가 높지 않아 큰 피해가 발생되지 않지만, 지진 해일이 해안에 가까워질수록 수심이 얕아지므로 진행 속도가 느려지게 되고, 파장은 수 킬로미터 정도로 짧아지며, 파고는 수십 미터까지 높아져 해안가에 막대한 피해를 주게 된다.
문풀(2) 내에서 발생된 해파(5a)가 천해파의 특징을 갖게 되는 경우, 리세스(3)에서는 수심이 얕아지게 되므로, 리세스(3) 내의 해파(5b)는 해안에서와 마찬가지로 파고가 높아지게 된다. 높은 파고를 갖는 리세스(3) 내의 해파(5b)는 큰 해수 유동을 일으키고, 리세스(3) 내의 해파(5b)는 문풀내측벽면(2a)을 타고 올라가서 문풀(2) 상부에 설치된 시추장비(4)나 선체(1)에서 작업 중이던 선원들에게 피해를 줄 수 있다.
이하, 문풀내측벽면(2a)은 리세스(3)와 연결되는 문풀(2)의 내측벽면을 의미한다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 문풀 측 개구가 리세스 측 개구보다 작게 형성된 방지벽을 포함하는, 해양 시추 설비를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 문풀이 형성되는 해양 시추 설비로서, 상기 문풀 상부에 형성되는 리세스; 위쪽에 상기 리세스를 형성하기 위해 문풀 하부에 설치되는 리세스 형성부재; 상기 리세스 형성부재에 설치되는 방지벽; 및 상기 방지벽을 관통하는 다수개의 통로;를 포함하고, 상기 통로의 문풀 측 개구는 상기 통로의 리세스 측 개구보다 작게 형성되는, 해양 시추 설비가 제공된다.
상기 방지벽은 상기 리세스 형성부재의 문풀 측 가장자리에 설치되어 상기 리세스 형성부재의 문풀 측 표면을 따라 상하로 움직일 수 있다.
상기 리세스 형성부재는 상기 방지벽의 움직임을 안내하는 레일을 더 포함할 수 있다.
상기 방지벽이 움직이기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 통로의 일측 끝부분이 상기 리세스 바닥면과 평행하도록 형성될 수 있다.
상기 통로의 양 끝에 직경이 일정하게 유지되는 직경 유지부를 포함할 수 있다.
상기 통로의 일측 단부가 상기 방지벽으로부터 돌출될 수 있다.
상기 통로의 양측 단부가 상기 방지벽으로부터 돌출될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 리세스 내부의 해수 유동을 완화시키기 위한 해양 시추 설비로서, 상기 리세스를 개폐하도록 설치되는 다수개의 통로가 형성된 방지벽을 포함하고, 상기 통로의 문풀 측 단부는 리세스 측 단부보다 단면적이 작은, 해양 시추 설비가 제공된다.
본 발명의 해양 시추 설비는, 리세스 형성부재의 문풀 측 가장자리에 설치되는 방지벽을 포함하므로, 방지벽이 리세스 내부로 해수가 들어오는 것을 막아, 리세스 내 해수 유동을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 방지벽은 상하로 움직일 수 있으므로, 리세스에 위치한 시추 장비를 문풀 아래로 내려보낼 때는 방지벽을 하강시켜, 시추 장비의 운용에 방해되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 방지벽에 형성되는 다수개의 통로의 문풀 측 개구가 리세스 측 개구보다 작게 형성되므로, 본 발명의 방지벽은, 리세스 내부로 들어오려는 해수는 막고, 리세스 내부에 있는 해수는 문풀 쪽으로 내보내는 역할을 효율적으로 수행할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 해양 시추 설비를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 리세스 입구가 닫힌 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 리세스 입구가 열린 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예의 방지벽을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 방지벽의 문풀 측 표면을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예의 방지벽의 리세스 측 표면을 개략적으로 도시한 배면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예의 방지벽의 다른 형태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예의 해양 시추 설비는, 리그선, 드릴쉽 등 문풀이 형성되는 모든 해저 시추용 해양 구조물에 설치될 수 있다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 리세스 입구가 닫힌 상태를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 리세스 입구가 열린 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 해양 시추 설비는, 선체(1)에 형성되는 문풀(2); 문풀(2) 상부에 형성되는 리세스(3); 리세스(3)를 형성하기 위해 문풀(2) 하부에 설치되는 리세스 형성부재(31); 및 리세스 형성부재(31)의 문풀(2) 측 가장자리에 설치되는 방지벽(40);을 포함한다.
문풀(2)은, 해저에서의 시추 작업을 위한 각종 시추장비가 출입할 수 있도록 선체(1)를 상하 방향으로 관통하도록 형성되고, 직육면체 또는 원통 형상을 가질 수 있다.
리세스(3)는, BOP 등의 시추 장비를 임시로 내려놓을 수 있는 장소를 제공하기 위하여 문풀(2) 내부에 형성되는데, 일반적으로 리세스(3)는 선미 측 해수면 아래에 위치하나, 본 발명의 리세스(3)가 형성되는 위치는 선미 측 해수면 아래에 한정되는 것은 아니다.
리세스 형성부재(31)는, 문풀(2) 상부에 리세스(3)를 형성하기 위하여 문풀(2) 하부에 설치된다. 즉, 리세스 형성부재(31)의 위쪽에 리세스(3)가 형성되고, 리세스 형성부재(31)의 상면에 시추 장비를 내려놓을 수 있다.
본 실시예의 리세스 형성부재(31)의 문풀(2) 측 가장자리에는 방지벽(40)이 설치된다. 방지벽(40)은 리세스(3)의 문풀(2) 측 표면을 따라 상하로 움직이고, 리세스 형성부재(31)는 방지벽(40)의 움직임을 안내하는 레일(41)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 방지벽(40)은, 리세스 형성부재(31)의 문풀(2) 측 가장자리에 설치되어 문풀(2) 측 표면을 따라 상하로 움직이며 리세스(3)를 개폐한다. 즉, 방지벽(40)이 리세스 형성부재(31)보다 위쪽에 위치한 경우에는 리세스(3)가 닫히고, 방지벽(40)이 리세스 형성부재(31)와 같은 높이에 위치한 경우에는 리세스(3)가 열리게 된다. 시추 장비를 운용하지 않을 때에는 리세스(3)의 입구를 폐쇄하여 해수가 리세스(3) 내로 들어오는 것을 방지하고, 시추 장비를 문풀(2)을 통해 해저로 내려보낼 때에는, 방지벽(40)이 시추 장비(4) 운용에 방해되지 않도록, 리세스(3)를 개방한다.
본 실시예의 해양 시추 설비는 구동부를 더 포함하여, 방지벽(40)이 상하로 움직일 수 있는 구동력을 구동부가 제공하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예의 방지벽을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 방지벽의 문풀 측 표면을 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예의 방지벽의 리세스 측 표면을 개략적으로 도시한 배면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예의 방지벽(40)은 문풀(2) 측 표면과 리세스(3) 측 표면을 관통하는 다수개의 통로(50)를 포함하고, 통로(50)의 문풀(2) 측 개구(50a)는 리세스(3) 측 개구(50b)보다 작게 형성된다.
만약, 방지벽(40)에 해수가 출입할 수 있는 통로(50)를 형성하지 않게 되면, 해수가 가하는 충격을 방지벽(40)이 그대로 흡수하게 되므로, 해수가 가하는 충격이 방지벽(40)을 통해 선체(1)에까지 그대로 전달될 수 있고, 방지벽(40)의 파손될 수도 있다. 따라서, 해수가 방지벽(40)에 가하는 충격을 완화시키기 위하여, 방지벽(40)에 다수개의 통로(50)를 형성하여 해수가 출입할 수 있도록 하는 것이다.
리세스(3)가 닫힌 상태, 즉, 방지벽(40)이 리세스 형성부재(31)보다 높이 위치하는 경우, 문풀(2)로부터 리세스(3) 내부로 들어오려는 해수는 방지벽(40)의 작은 개구(50a)를 통과해야 하므로, 해수가 리세스(3) 내부로 잘 들어올 수가 없게 된다.
또한, 리세스(3) 내부에 존재하는 해수는 방지벽(40)의 리세스(3) 측 큰 개구(50b)를 통과하기만 하면 되므로, 리세스(3) 내부에 존재하는 해수는 쉽게 문풀(2) 쪽으로 빠져나갈 수 있다.
만약, 해수의 유동이 매우 커서 문풀(2)로부터 리세스(3) 내부로 들어오려는 해수가 방지벽(40)을 넘어서 리세스(3) 내부로 들어오는 경우에도, 문풀(2) 내 해수의 수면과 리세스(3) 내 해수의 수면의 높이가 같아질 때까지, 정수압에 의해 해수는 방지벽(40)의 리세스(3) 측 큰 개구(50b)를 따라 문풀(2) 쪽으로 빠져나가게 된다.
따라서, 방지벽(40)의 통로는, 문풀(2) 측 작은 개구(50a) 및 리세스(3) 측 큰 개구(50b)를 포함함으로써, 리세스(3) 내부에 존재하는 해수의 양을 감소시켜 리세스(3) 내부의 해수 유동을 완화시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예의 방지벽(40)의 다른 형태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 방지벽(40)에 생성되는 다수개의 통로(50)는, 양 끝에 직경이 일정하게 유지되는 직경 유지부(50c, 50d)를 포함할 수 있다. 즉, 문풀 쪽에 형성되는 직경 유지부(50c)는 문풀 쪽 작은 개구(50a)와 같은 직경을 갖고, 리세스 쪽에 형성되는 직경 유지부(50d)는 리세스 쪽 큰 개구(50b)와 같은 직경을 갖는다. 도 7과 같이 해수 유동이 유입되는 쪽이 돌출된 형상으로 구성될 경우, 유동의 방향이 돌출부에 의해 불규칙하게 변할 수 있고, 그에 따른 쇄파 효과를 추가적으로 얻을 수 있다.
또한, 통로(50)의 일측 단부가 방지벽(40)으로부터 돌출되도록 형성될 수도 있고, 또는 양측 단부 모두 방지벽(40)으로부터 돌출되도록 형성될 수도 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
1 : 선체 2 : 문풀
2a : 문풀 내측벽면 3 : 리세스
4 : 시추 장비 5a, 5b : 해파
31 : 리세스 형성부재 40 : 방지벽
41 : 레일 50 : 통로
50a, 50b : 개구 50c, 50d : 직경 유지부

Claims (9)

  1. 선체에 문풀이 형성되는 해양 시추 설비로서,
    상기 해양 시추 설비는,
    상기 문풀 상부에 형성되는 리세스;
    위쪽에 상기 리세스를 형성하기 위해 상기 문풀 하부에 설치되는 리세스 형성부재;
    상기 리세스 형성부재에 설치되는 방지벽;
    상기 방지벽을 관통하는 다수개의 통로; 및
    상기 통로의 양 끝에 직경이 일정하게 유지되는 직경 유지부;를 포함하고,
    상기 통로의 문풀 측 개구는 상기 통로의 리세스 측 개구보다 작게 형성되며,
    상기 통로의 일측 또는 양측 단부가 상기 방지벽으로부터 돌출된, 해양 시추 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방지벽은 상기 리세스 형성부재의 문풀 측 가장자리에 설치되어 상기 리세스 형성부재의 문풀 측 표면을 따라 상하로 움직이는, 해양 시추 설비.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 리세스 형성부재는 상기 방지벽의 움직임을 안내하는 레일을 더 포함하는, 해양 시추 설비.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 방지벽이 움직이기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함하는, 해양 시추 설비.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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