KR101695878B1

KR101695878B1 - 반구형 선체를 가지는 시추선

Info

Publication number: KR101695878B1
Application number: KR1020100061526A
Authority: KR
Inventors: 조세호; 송시우
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2017-01-12
Also published as: KR20120000970A

Abstract

본 발명은 시추선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선체가 반구형의 형상을 가져 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)가 용이한 반구형 선체를 가지는 시추선에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 쓰러스터가 장착된 시추선에 있어서, 상기 시추선이 해상의 일 지점에 위치할 때,상기 시추선에 외력이 작용하더라도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 용이하게 할 수 있도록 상기 시추선의 선체는 반구형인 것을 특징으로 하는 시추선이 제공된다.

Description

반구형 선체를 가지는 시추선{DRILLSHIP HAVING HEMISPHERE SHAPED HULL}

본 발명은 시추선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선체가 반구형의 형상을 가져 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)가 용이한 반구형 선체를 가지는 시추선에 관한 것이다.

육상에서 생산되는 석유자원이 점차 고갈되면서 유전개발은 대륙붕으로 이어졌으며 점차 대륙붕을 넘어 심해의 석유자원에 눈을 돌리게 되었다. 그리고 3000m의 수심에도 관심을 두게 되었으며, 기상조건이 험난한 극지지역으로도 확대되어 해상이 험난한 북해지역, 유빙 출현이 문제되는 뉴펀들랜드 해역이나 알래스카 해역에서의 채유가 현실화된 지 이미 오래다. 특히 북극해 지역은 아직까지도 석유자원의 탐사가 완전히 이루어지지 않은 자원의 보고로서 석유와 천연가스 등 각종 천연자원이 풍부하게 매장되어 있다.

이와 같이 시추해역의 수심이 깊어지면서 해양시추에 사용되는 이동식 시추장비(MODU ; Mobile Drilling Unit)의 형식도 해저착지식에서 부유식으로 변화했다. 착지식 시추선으로는 잠수식 시추선과 갑판승강식 시추선이 있으며, 부유식으로는 반잠수식 시추선(Semi Submersible Rig)과 드릴 쉽(Drilling Ship)으로 나뉜다.

대륙붕을 비롯한 수심이 얕은 지역에 대한 석유 개발이 포화 상태에 이르면서 시추 작업이 심해와 극지로 옮겨가고 있다. 하지만 바다에 네 기둥을 박은 고정식 시추 설비로는 심해, 극지 시추 작업은 어려움이 있으므로 시추선의 필요성이 더욱더 증대되고 있다.

시추선은 척당 가격이 LNG운반선의 2~3배에 달하는 대표적인 고부가가치 선박으로서, 특히 높은 파도와 강풍 속에서도 중심을 잡고 제자리를 유지하며 심해 해저를 파내려가야 되기 때문에 최첨단 위치 제어 시스템(Dynamic Positioning System)을 탑재하고 있다. 또한 GPS와 음파를 활용해 배의 정확한 위치를 파악하고, 센서(sensor)를 통해 배에 전달되는 바람과 파도의 정보를 분석한 다음 배 밑에 장착된 쓰러스터(Thruster)가 360도 회전하면서 평형을 유지한다.

도 1은 쓰러스터가 장착된 종래 시추선의 저면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 시추선의 경우에는 선체(20)가 선수부(20a)에서 선미부(20b) 방향으로 길게 형성된 구조를 가지므로 특히 화살표 방향과 같이 선체(20)의 측면 방향으로 바람, 해류, 파도와 같은 큰 외력이 작용할 경우 롤링이 발생할 우려가 컸다. 또한 큰 외력에 대하여 선체(20)가 제자리를 유지하기 위해서는 쓰러스터(30)의 크기와 발전기(generator, 미도시)의 용량이 커질 수밖에 없었다.

쓰러스터(30)의 장착위치와 관련하여, 도 1을 기준으로 선체의 선수부 중앙에 1대와 그 바로 뒤의 양측에 2대, 선체의 선미부 중앙에 1대와 그 바로 앞의 양측에 2대가 장착되어 있다. 즉 종래 시추선의 경우, 쓰러스터는 선체의 선수부와 선미부에 집중되어 각각 3개씩 배치된 구조이므로 선체 측면 방향의 외력에 대해 효과적으로 대응하기가 어려웠다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 선체가 반구형의 형상을 가짐으로써 선체에 큰 외력이 작용하더라도 외력의 영향이 전체적으로 줄게 되어 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)가 용이한 반구형 선체를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 쓰러스터가 장착된 시추선에 있어서, 상기 시추선이 해상의 일 지점에 위치할 때,상기 시추선에 외력이 작용하더라도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 용이하게 할 수 있도록 상기 시추선의 선체는 반구형인 것을 특징으로 하는 시추선이 제공된다.

상기 선체의 저면에는 상기 쓰러스터가 등간격으로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 쓰러스터의 개수는 6개인 것이 바람직하다.

상기 선체의 바닥에는 중량물이 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면 쓰러스터가 장착된 시추선에 있어서, 상기 시추선이 해상의 일 지점에 위치할 때,상기 시추선에 외력이 작용하더라도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 용이하게 할 수 있도록 상기 시추선의 선체는 구(sphere)의 일부 형상인 것을 특징으로 하는 시추선이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 쓰러스터가 장착된 시추선에 있어서, 상기 시추선이 해상의 일 지점에 위치할 때,상기 시추선에 외력이 작용하더라도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 용이하게 할 수 있도록 상기 시추선의 선체 저면은 곡면으로 이루어지며, 상기 선체 저면의 임의의 수직단면에서 각 지점의 곡률반지름은 서로 다른 것을 특징으로 하는 시추선이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 쓰러스터가 장착된 시추선에 있어서, 상기 시추선이 해상의 일 지점에 위치할 때,상기 시추선에 외력이 작용하더라도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 용이하게 할 수 있도록 상기 시추선의 선체가 해수면과 만나는 부분의 단면이 원인 것을 특징으로 하는 시추선이 제공된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 선체가 반구형의 형상을 가짐으로써 선체에 큰 외력이 작용하더라도 외력의 영향이 전체적으로 줄게 되어 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)가 용이한 반구형 선체가 제공될 수 있다.

그에 따라 본 발명에 의하면, 선체에 미치는 외력의 영향이 전체적으로 줄어들게 되므로 쓰러스터와 발전기의 용량과 사이즈가 작아져 에너지의 효율적인 사용이 가능하다.

또한 본 발명에 의하며, 총 6개의 쓰러스터가 선체 저면에 일정한 간격으로 배치되어 있으므로 어느 방향의 외력에도 효과적으로 대응이 가능하다.

도 1은 쓰러스터가 장착된 종래 시추선의 저면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반구형 선체를 가지는 시추선의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반구형 선체를 가지는 시추선의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 반구형 선체를 가지는 시추선의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 변형예를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 변형예를 도시한 측면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 반구형 선체를 가지는 시추선을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반구형 선체를 가지는 시추선의 사시도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 시추선(100)은 반구형의 선체(110)를 가지며 선체(110)의 저면에는 6개의 쓰러스터(130)가 일정한 간격으로 설치될 수 있다. 또한 선체(110)의 중심부에는 시추탑(derrick, 120)이 설치될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만 시추탑(120)의 아래에는 시추 파이프를 해저 바닥으로 내려보내기 위한 문풀(Moon-Pool)이 형성되어 있다. 문풀은 시추선(100)의 항해시에는 차단된 상태로 있다가 시추선(100)이 해상에서 위치를 정한 후 시추작업을 하게 될 때에는 열릴 수 있다.

선체(110)가 반구형의 형태를 가지게 되므로 선체(110)의 무게중심이 중심부 저면으로 향하게 되어 외력에 의한 선체의 움직임이 줄어들어 시추작업의 안정성을 높일 수 있다.

도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반구형 선체를 가지는 시추선의 평면도가 도시되어 있다.

도 3을 참고하면, 쓰러스터(130)가 선체(110)의 저면에 설치되는 위치를 보다 명확히 파악할 수 있다. 도면에는 일 예로 쓰러스터(130) 사이의 각도(A)는 60°가 되도록 6개의 쓰러스터(130)를 등간격으로 배치하여 설치한 구조가 도시되어 있다. 하지만 쓰러스터(130) 사이의 각도(A)와 설치 개수는 이에 한정되지 않으며 시추작업 시의 환경에 따라서 적절히 조절될 수 있다.

선수부와 선미부에 쓰러스터가 집중되어 설치된 종래 시추선에 비하여 본 발명에 따른 시추선의 경우에는 쓰러스터(130)가 선체의 전방향에 대하여 골고루 설치되어 있기 때문에 화살표 방향과 같이 임의의 방향에서 선체에 외력이 작용하더라도 효과적인 대응이 가능하다. 즉 선수부(140)와 선미부(150)에 쓰러스터(130)가 각각 3개씩 설치되어 있더라도 전체적으로 선체(110)에 등간격으로 설치되기 때문에 쓰러스터(130)가 어느 일부분에 집중되지 않을 수 있다.

또한 화재나 침수(Single failure)로 발전기 세트(Generator set) 중 하나가 고장이 발생하여 한 쌍의 쓰러스터를 사용할 수 없을 시에도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 효과적으로 유지할 수 있다.

도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반구형 선체를 가지는 시추선의 정면도가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 시추선의 경우 선체(110)가 반구형이기 때문에 해수, 바람 등이 선체(110)에 직접 부딪치더라도 외력이 선체(110)에 분산되어 전달되므로 외력의 영향을 줄일 수 있다. 즉 종래 시추선의 경우에는 선체의 측면이 평평한 면으로 이루어지기 때문에 외력으로 인한 충격을 크게 받지만 본 발명에 따른 시추선의 경우에는 선체의 모든 측면이 곡면으로 이루어지므로 외력으로 인한 충격이 분산될 수 있는 것이다.

또한 도면에는 도시되지 않았지만 머드탱크(Mud tank) 등의 중량물을 선체(110) 바닥에 배치하여 하중이 선체(110)의 중앙 하부쪽으로 집중되도록 하여 해상의 일 지점에 계류하는 시추선(100)의 안정성을 높일 수 있다.

본 명세서에서 중량물이란 머드탱크(Mud tank) 등과 같이 무게가 많이 나가는 시추선의 주요 부분들을 말한다.

다만 본 발명의 일 실시예에서는 선체(110)가 반구형인 경우를 설명하고 있지만 이는 선체의 형상에 대한 일 예에 불과하며, 선체(110)는 완전한 반구형이 아니더라도 도 5(a) 또는 도 5(b)에 도시된 바와 같이 구의 일부를 이루는 형상이라도 가능할 것이다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 구의 일부를 이루는 형상이 아니라고 하더라도 선체의 저면이 곡면으로 이루어진 경우로서 수직단면을 기준으로 선체(110) 저면의 각 지점에서의 곡률반지름이 달라지는 접시와 같은 형상 또한 가능할 것이다.

참고로 도 5와 도 6에서는 선체의 형상을 설명하기 위한 개념도이므로 쓰러스터의 도시는 생략하였다.

또한 도면에는 도시되지 않았지만 선체가 해수면과 만나는 부분의 단면이 원일 때에도 선체에 가해지는 외력이 분산될 수 있으므로 본 발명의 목적을 이룰 수 있다. 다만 이때의 원이란 완전한 원 형상이 아니라 다소간의 타원형 형상까지도 포함하는 개념을 말한다.

이와 같이 본 발명의 반구형 선체를 가지는 시추선에 따르면, 선체의 형상으로 인해 시추선의 무게가 선체 저면의 중심으로 집중되어 해상에서의 흔들림이 줄어들 수 있다.

또한 쓰러스터가 선체의 전 방향에 고르게 배치되므로 선수부와 선미부에 집중되어 쓰러스터가 설치된 종래 시추선에 비해서 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)가 우수할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 반구형 선체를 가지는 시추선을, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다. 하지만 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

100: 시추선 110: 선체
120: 시추탑 130: 쓰러스터(Thruster)
140: 선수부 150: 선미부

Claims

쓰러스터가 장착된 시추선에 있어서, 상기 시추선이 해상의 일 지점에 위치할 때, 상기 시추선에 외력이 작용하더라도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 용이하게 할 수 있도록 상기 시추선의 선체는 반구형이되,
상기 시추선의 선체 중심부에는 시추탑이 설치되고, 상기 시추탑의 아래에는 시추 파이프를 해저 바닥으로 내려보내기 위한 문풀이 형성되며, 상기 문풀은 상기 시추선의 항해시에는 차단된 상태로 있다가 상기 시추선이 해상에서 위치를 정한 후 시추작업을 하게 될 때에는 열리며, 상기 선체의 저면에는 상기 쓰러스터가 등간격으로 다수가 설치되는 것을 특징으로 하는 시추선.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 쓰러스터의 개수는 6개인 것을 특징으로 하는 시추선.
청구항 1에 있어서,
상기 선체의 바닥에는 중량물이 설치되는 것을 특징으로 하는 시추선.
쓰러스터가 장착된 시추선에 있어서,
상기 시추선이 해상의 일 지점에 위치할 때,상기 시추선에 외력이 작용하더라도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 용이하게 할 수 있도록 상기 시추선의 선체는 구(sphere)의 일부 형상이되,
상기 시추선의 선체 중심부에는 시추탑이 설치되고, 상기 시추탑의 아래에는 시추 파이프를 해저 바닥으로 내려보내기 위한 문풀이 형성되며, 상기 문풀은 상기 시추선의 항해시에는 차단된 상태로 있다가 상기 시추선이 해상에서 위치를 정한 후 시추작업을 하게 될 때에는 열리며, 상기 선체의 저면에는 상기 쓰러스터가 등간격으로 다수가 설치되는 것을 특징으로 하는 시추선.
쓰러스터가 장착된 시추선에 있어서,
상기 시추선이 해상의 일 지점에 위치할 때,상기 시추선에 외력이 작용하더라도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 용이하게 할 수 있도록 상기 시추선의 선체 저면은 곡면으로 이루어지며, 상기 선체 저면의 임의의 수직단면에서 각 지점의 곡률반지름은 서로 다르게 형성되되,
상기 시추선의 선체 중심부에는 시추탑이 설치되고, 상기 시추탑의 아래에는 시추 파이프를 해저 바닥으로 내려보내기 위한 문풀이 형성되며, 상기 문풀은 상기 시추선의 항해시에는 차단된 상태로 있다가 상기 시추선이 해상에서 위치를 정한 후 시추작업을 하게 될 때에는 열리며, 상기 선체의 저면에는 상기 쓰러스터가 등간격으로 다수가 설치되는 것을 특징으로 하는 시추선.
쓰러스터가 장착된 시추선에 있어서,
상기 시추선이 해상의 일 지점에 위치할 때,상기 시추선에 외력이 작용하더라도 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 용이하게 할 수 있도록 상기 시추선의 선체가 해수면과 만나는 부분의 단면이 원 형상이되,
상기 시추선의 선체 중심부에는 시추탑이 설치되고, 상기 시추탑의 아래에는 시추 파이프를 해저 바닥으로 내려보내기 위한 문풀이 형성되며, 상기 문풀은 상기 시추선의 항해시에는 차단된 상태로 있다가 상기 시추선이 해상에서 위치를 정한 후 시추작업을 하게 될 때에는 열리며, 상기 선체의 저면에는 상기 쓰러스터가 등간격으로 다수가 설치되는 것을 특징으로 하는 시추선.