KR101644317B1 - 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하는 잭업 리그 - Google Patents

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Abstract

이동가능한 프리로드 탱크를 가지는 잭업 리그가 개시된다. 선체 측면에 마련된 격납고; 및 상단 프리로드 탱크가 하단 프리로드 탱크 내에 수용 가능하게 승강하는 구조를 가지는 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하되, 상기 프리로드 탱크 어셈블리가 상기 격납고 내에 격납될 수 있다.

Description

프리로드 탱크 어셈블리를 포함하는 잭업 리그{Jack-up rig having movable preload tank}
본 발명은 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하는 잭업 리그에 관한 것이다.
국제적으로 급격하게 산업 및 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.
이와 같은 이유로 인해서 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 리그(rig)가 개발되어 있다.
일반적으로, 리그(rig)는 바지(barge)에 설치한 3~6개 정도의 각주를 해저에 내려 세워 바지를 해상에 설치하는 잭업형(jack-up rig)과, 수중의 하부선각에 세워진 각주로서 해상의 갑판을 지탱하는 반잠수형과, 선각과 같은 모양의 선형과 토사를 매립하여 인공섬으로 만든 매립식 인공섬형과 잠함 등을 해저에 침설 하여 중량으로 파력이나 지진력을 견디게 하는 중력형과, 원반형상의 부유식 구조체를 이루는 원반 부체형 등이 있다.
도 1은 잭업 리그의 설치 과정이 나타낸 도면이다.
잭업 리그가 육상 도크 혹은 플로팅 도크에서 건조된 이후에는 설치 장소까지 이송하게 된다. 이 경우 용이한 이송을 위해 리그 선체(10)에 대해 레그 구조물(20)이 상방향으로 돌출된 상태로 있게 된다(도 1의 (a) 및 (b) 참조).
설치 장소에 도착한 이후에는 레그 구조물(20)을 아래로 이동시켜 하단에 있는 스퍼드 캔(22)이 해저면에 닿을 수 있게 한다(도 1의 (c) 참조).
이후 스퍼드 캔(22)이 해저면의 시추 지점에 박혀 고정될 수 있도록 하중을 주기 위한 프리로딩(preloading) 작업이 수행된다(도 1의 (d) 참조).
이후 리그 선체(10)를 레그 구조물(20)의 상단까지 들어올리는 잭업(jack-up)을 수행함으로써, 잭업 리그가 시추 작업을 수행할 수 있도록 한다(도 1의 (e) 참조).
여기서, 프리로딩 작업 수행 시에 레그 구조물(20)의 하단에 있는 스퍼드 캔(22)이 견고히 해저면에 고정될 수 있도록 리그 선체(10)에 하중을 주기 위한 용도로 프리로드 탱크(preload tank)가 사용된다.
기존에는 프리로드 탱크의 배치를 위해 리그 선체(10) 내에서 요구되는 영역이 광범위하여, 타 용도의 영역이 부족한 문제가 발생하였으며, 이로 인해 리그 선체(10) 내에서 공간 확보가 가장 중요하고 절실한 과제 중의 하나였다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
잭업 리그에 관련된 선행기술로는 한국공개특허 제10-2013-0021220호에 잭업 리그의 건조방법이 개시되어 있다.
한국공개특허 제10-2013-0021220호
본 발명은 프리로딩 작업 시에만 리그 선체의 외부로 프리로드 탱크가 돌출되도록 하여 프리로드 탱크를 위한 공간을 축소시켜 리그 선체의 공간활용도를 높인 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하는 잭업 리그를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 프리로드 탱크가 다단 구조를 가지고 있어 평상 시에는 최소한의 공간만 차지하도록 중첩 보관될 수 있고, 프리로딩 시에만 최대 공간 확보가 가능하도록 펼쳐지는 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하는 잭업 리그를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체 측면에 마련된 격납고; 및 상단 프리로드 탱크가 하단 프리로드 탱크 내에 수용 가능하게 승강하는 구조를 가지는 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하되, 상기 프리로드 탱크 어셈블리가 상기 격납고 내에 격납될 수 있는 잭업 리그가 제공된다.
상기 격납고의 내측에는 수직 축을 중심으로 회전하는 제1 피니언 기어가 설치되어 있고, 상기 프리로드 탱크 어셈블리는 상기 제1 피니언 기어에 치합하는 수평 랙이 외측벽에 형성된 1단 프리로드 탱크를 포함할 수 있다.
또는 상기 격납고의 내측벽에는 수평 랙이 설치되어 있고, 상기 프리로드 탱크 어셈블리는, 상기 수평 랙에 치합하여 수직 축을 중심으로 회전하는 제1 피니언 기어가 외측벽에 설치되어 있는 1단 프리로드 탱크를 포함할 수 있다.
상기 프리로드 탱크 어셈블리는, 상기 하단 프리로드 탱크의 수용공간 내측벽에 수평 축을 중심으로 회전하는 제2 피니언 기어가 설치되어 있고, 상기 상단 프리로드 탱크의 외측벽에 상기 제2 피니언 기어에 치합하는 수직 랙에 형성되어 있는 2단 이상 프리로드 탱크를 포함할 수 있다.
또는 상기 프리로드 탱크 어셈블리는, 상기 상단 프리로드 탱크의 외측벽에 수평 축을 중심으로 회전하는 제2 피니언 기어가 설치되어 있고, 상기 하단 프리로드 탱크의 수용공간 내측벽에 상기 제2 피니언 기어에 치합하는 수직 랙이 형성되어 있는 2단 이상 프리로드 탱크를 포함할 수 있다.
상기 상단 프리로드 탱크는 완전 하강 시에 상기 하단 프리로드 탱크의 수용공간 내에 수용될 수 있다.
프리로딩 작업 시에 상기 격납고에서 상기 프리로드 탱크 어셈블리가 선체 외측으로 나온 이후, 상기 상단 프리로드 탱크가 상기 하단 프리로드 탱크에 대해 상승한 후, 상기 상단 프리로드 탱크 및 상기 하단 프리로드 탱크의 수용공간에 해수를 채워넣을 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 프리로딩 작업 시에만 리그 선체의 외부로 프리로드 탱크가 돌출되도록 하여 프리로드 탱크를 위한 공간을 축소시켜 리그 선체의 공간활용도를 높인 효과가 있다.
또한, 프리로드 탱크는 다단 구조를 가지고 있어 평상 시에는 최소한의 공간만 차지하도록 중첩 보관될 수 있고, 프리로딩 시에만 최대 공간 확보가 가능하도록 펼쳐지는 효과가 있다.
도 1은 잭업 리그의 설치 과정이 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하는 잭업 리그를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동가능한 프리로드 탱크의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동가능한 프로로드 탱크의 결합 사시도,
도 5는 격납 상태의 프리로드 탱크에 대한 횡단면도,
도 6은 격납 상태의 프리로드 탱크에 대한 종단면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하는 잭업 리그를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동가능한 프리로드 탱크의 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동가능한 프로로드 탱크의 결합 사시도이고, 도 5는 격납 상태의 프리로드 탱크에 대한 횡단면도이고, 도 6은 격납 상태의 프리로드 탱크에 대한 종단면도이다.
도 2 내지 도 6에는 잭업 리그(100), 리그 선체(110), 레그 구조물(120). 격납고(130a, 130b, 통칭하여 '130'이라 함), 프리로드 탱크 어셈블리(200), 1단 프로리드 탱크(210), 2단 프로리드 탱크(220), 3단 프로리드 탱크(230), 수평 랙(212), 제1 수직 랙(222), 제2 수직 랙(232), 제1~제3 피니언 기어(134, 214, 224), 제1~제3 수용공간(216, 226, 236)이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하는 잭업 리그(100)는 리그 선체(110)의 측면에 프리로드 탱크 어셈블리(200)를 격납하고 있다가 프리로딩 작업 시에 프리로드 탱크 어셈블리(200)를 리그 선체(110) 외측으로 돌출시킴으로써 레그 구조물(120)의 고정이 원활히 이루어지도록 한다.
리그 선체(110)의 측면에는 프리로드 탱크 어셈블리(200)가 격납되는 격납고(130)가 마련되어 있다. 프리로드 탱크 어셈블리(200)는 평상 시에는 격납고(130) 내에 격납되어 있고, 프리로딩 작업 시에는 격납고(130)에서 외측으로 나오게 된다.
본 실시예에서는 프리로드 탱크 어셈블리(200)가 3단 구조를 가진 경우를 중심으로 설명하지만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 필요에 따라서는 1단, 2단 혹은 4단 이상의 구조를 가질 수도 있음은 물론이다.
프리로드 탱크 어셈블리(200)는 크기 순으로 1단 프로리드 탱크(210), 2단 프로리드 탱크(220), 3단 프로리드 탱크(230)를 포함하며, 1단 프로리드 탱크(210)가 최하단, 3단 프로리드 탱크(230)가 최상단이 되는 것으로 가정한다.
각 프리로드 탱크는 하단의 프리로드 탱크가 상단의 프리로드 탱크를 내부 수용공간 내에 수용할 수 있는 구조를 가진다. 즉, 1단 프로리드 탱크(210) 내에 2단 프로리드 탱크(220)가 수용 가능하며, 2단 프로리드 탱크(220) 내에 3단 프로리드 탱크(230)가 수용 가능하다.
이를 위해 각 프리로드 탱크(210, 220, 230)는 상면이 개방된 박스 형상을 가질 수 있다.
격납고(130)의 입구측 바닥에는 수직축을 중심으로 회전하는 제1 피니언 기어(134)가 설치되어 있고, 이에 상응하는 1단 프로리드 탱크(210)의 외측벽에 제1 피니언 기어(134)에 치합하는 수평 랙(212)이 설치되어 있다. 따라서, 제1 피니언 기어(134)의 회전 동작에 의해 1단 프로리드 탱크(210)가 격납고(130) 내측 혹은 외측으로 이동할 수 있게 된다.
1단 프로리드 탱크(210)의 내측벽에는 수평축을 중심으로 회전하는 제2 피니언 기어(214)가 설치되어 있고, 이에 상응하는 2단 프로리드 탱크(220)의 외측벽에는 제2 피니언 기어(214)에 치합하는 제1 수직 랙(222)이 설치되어 있다. 따라서, 제2 피니언 기어(214)의 회전 동작에 의해 2단 프로리드 탱크(220)가 제1 프리로드 탱크(210)의 제1 수용공간(216) 내외로 승강할 수 있게 된다.
2단 프로리드 탱크(220)의 내측벽에는 수평축을 중심으로 회전하는 제3 피니언 기어(224)가 설치되어 있고, 이에 상응하는 3단 프로리드 탱크(230)의 외측벽에는 제3 피니언 기어(224)에 치합하는 제2 수직 랙(232)이 설치되어 있다. 따라서, 제3 피니언 기어(224)의 회전 동작에 의해 3단 프로리드 탱크(230)가 제2 프리로드 탱크(220)의 제2 수용공간(226) 내외로 승강할 수 있게 된다.
즉, 1단 프로리드 탱크(210)는 수평으로 이동하며, 그 외 프리로드 탱크(220, 230)는 수직으로 이동할 수 있게 된다.
프리로드 탱크 어셈블리(200)는 평상 시에는 1단 프로리드 탱크(210) 내에 2단 프로리드 탱크(220)가 수용되어 있고, 2단 프로리드 탱크(220) 내에 3단 프로리드 탱크(230)가 수용되어 있어, 전체적으로 1단 프리로드 탱크(210)에 상응하는 크기만을 가진다. 따라서, 프리로딩 작업 시에 요구되는 공간에 비해 격납에 요구되는 공간이 대폭 축소되어 공간 절약형 설비로서 기능할 수 있다.
프리로딩 작업 시에는 우선 격납고(130)의 도어가 개방되고, 제1 피니언 기어(134)의 동작에 의해 프리로드 탱크 어셈블리(200)가 리그 선체(110)의 외측으로 나오게 되다.
이후 제2 피니언 기어(214)의 동작에 의해 2단 프로리드 탱크(220)가 상승하여 1단 프리로드 탱크(210)의 제1 수용공간(216) 외측으로 나오게 된다. 제3 피니언 기어(224)의 동작에 의해 3단 프로리드 탱크(230)가 상승하여 2단 프리로드 탱크(220)의 제2 수용공간(226) 외측으로 나오게 된다.
여기서, 제2 피니언 기어(214)와 제3 피니언 기어(224)는 제1 피니언 기어(134)의 동작이 완료된 이후에 동작해야 하며, 제2 피니언 기어(214)의 동작과 제3 피니언 기어(224)의 동작은 동시에 혹은 임의의 순서로 이루어질 수 있다.
프리로드 탱크 어셈블리(200)가 완전히 펼쳐진 상태가 되면, 각 프리로드 탱크(210, 220, 230)의 수용공간(216, 226. 236) 내에 별도의 펌프(미도시)를 통해 해수를 채움으로써 프리로딩 작업 시에 요구되는 하중을 가지도록 할 수 있다.
프리로딩 작업이 완료된 이후에는 해수를 배출시킨 후, 상단 프리로드 탱크가 하단 프리로드 탱크 내에 수용되도록 한 후 최종적으로 격납고(130) 내에 격납시킬 수 있다.
격납고(130)에는 도어(미도시)가 설치되어 있어, 프리로드 탱크 어셈블리(200)를 격납하고 있을 때에는 도어를 닫아 외부 환경에 따른 영향을 최소화할 수 있다. 프리로딩 작업 시에는 도어를 열어 줌으로써 프리로드 탱크 어셈블리(200)가 원활히 외측으로 나올 수 있도록 한다. 여기서, 도어의 개폐 방식으로는 슬라이딩 방식, 힌지 방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.
이상에서는 프리로드 탱크 어셈블리(200)에서 상대적으로 이동하는 구조체(격납고(130)에 대한 제1 프리로드 탱크(210), 하단 프리로드 탱크에 대한 상단 프리로드 탱크)의 벽면에 랙이 설치되어 있는 구조를 중심으로 설명하였다.
하지만, 실시예에 따라서는 랙과 피니언의 설치 위치가 변경되어, 이동하는 구조체의 벽면에 피니언 기어가 설치되어 있을 수도 있다.
예를 들면, 격납고의 내측벽에는 수평 랙이 설치되어 있고, 제1 프리로드 탱크의 외측벽에는 수평 랙에 치합하는 피니언 기어가 설치되어 있어, 피니언 기어의 회전 동작에 의해 제1 프리로드 탱크가 격납고의 내외로 수평 이동할 수 있게 된다.
또한, 하단 프리로드 탱크의 내측벽에는 수직 랙이 설치되어 있고, 상단 프리로드 탱크의 외측벽에는 수직 랙에 치합하는 피니언 기어가 설치되어 있어, 피니언 기어의 회전 동작에 의해 상단 프리로드 탱크가 하단 프리로드 탱크의 수용공간 내외로 수직 이동할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 잭업 리그 110: 리그 선체
120: 레그 구조물 130: 격납고
200: 프리로드 탱크 어셈블리 210: 1단 프리로드 탱크
220: 2단 프리로드 탱크 230: 3단 프리로드 탱크
134: 제1 피니언 기어 212: 수평 랙
214: 제2 피니언 기어 222: 제1 수직 랙
224: 제3 피니언 기어 232: 제2 수직 랙

Claims (7)

  1. 선체 측면에 마련된 격납고; 및
    상단 프리로드 탱크가 하단 프리로드 탱크 내에 수용 가능하게 승강하는 구조를 가지는 프리로드 탱크 어셈블리를 포함하되,
    상기 프리로드 탱크 어셈블리가 상기 격납고 내에 격납될 수 있는 잭업 리그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격납고의 내측에는 수직 축을 중심으로 회전하는 제1 피니언 기어가 설치되어 있고,
    상기 프리로드 탱크 어셈블리는 상기 제1 피니언 기어에 치합하는 수평 랙이 외측벽에 형성된 1단 프리로드 탱크를 포함하는 잭업 리그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 격납고의 내측벽에는 수평 랙이 설치되어 있고,
    상기 프리로드 탱크 어셈블리는,
    상기 수평 랙에 치합하여 수직 축을 중심으로 회전하는 제1 피니언 기어가 외측벽에 설치되어 있는 1단 프리로드 탱크를 포함하는 잭업 리그.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 프리로드 탱크 어셈블리는, 상기 하단 프리로드 탱크의 수용공간 내측벽에 수평 축을 중심으로 회전하는 제2 피니언 기어가 설치되어 있고, 상기 상단 프리로드 탱크의 외측벽에 상기 제2 피니언 기어에 치합하는 수직 랙에 형성되어 있는 2단 이상 프리로드 탱크를 포함하는 잭업 리그.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 프리로드 탱크 어셈블리는, 상기 상단 프리로드 탱크의 외측벽에 수평 축을 중심으로 회전하는 제2 피니언 기어가 설치되어 있고, 상기 하단 프리로드 탱크의 수용공간 내측벽에 상기 제2 피니언 기어에 치합하는 수직 랙이 형성되어 있는 2단 이상 프리로드 탱크를 포함하는 잭업 리그.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상단 프리로드 탱크는 완전 하강 시에 상기 하단 프리로드 탱크의 수용공간 내에 수용되는 잭업 리그.
  7. 제1항에 있어서,
    프리로딩 작업 시에 상기 격납고에서 상기 프리로드 탱크 어셈블리가 선체 외측으로 나온 이후,
    상기 상단 프리로드 탱크가 상기 하단 프리로드 탱크에 대해 상승한 후,
    상기 상단 프리로드 탱크 및 상기 하단 프리로드 탱크의 수용공간에 해수를 채워넣는 잭업 리그.
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