KR101741525B1

KR101741525B1 - 계류 장치

Info

Publication number: KR101741525B1
Application number: KR1020150144704A
Authority: KR
Inventors: 유영목
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2017-05-30
Also published as: KR20170044956A

Abstract

계류 장치를 제공한다. 계류 장치는 중공홀을 구비하고, 선박에 대하여 회전 가능하도록 상기 선박과 결합하는 몸체, 및 상기 중공홀의 일측 개방면에서 다른 일측 개방면까지 연장되어 무어링 케이블의 연결부를 수용하면서 상기 연결부의 이동 경로를 제공하는 케이블 레일을 포함한다.

Description

계류 장치{Mooring apparatus}

본 발명은 계류 장치에 관한 것이다.

FPSO(Floating Production Storage and Offloading)는 부유식 오일 생산 저장 하역 설비로서, 해양 플랜트(plant) 또는 드릴쉽(drill ship)에서 채굴한 오일을 정제 및 저장하여, 셔틀 탱커(shuttle tanker) 또는 기타 이송 장소에 하역하는 특수 선박이다.

저장 능력에 따라 100만 배럴 미만의 소형 FPSO, 100~150만 배럴의 중형 FPSO, 150~200만 배럴의 대형 FPSO, 및 200만 배럴 이상의 초대형 FPSO로 구분될 수 있다. FPSO는 주요 석유업체들이 심해저 유전에 눈길을 돌리면서 각광 받게 되었다.

FPSO의 경우, 해상에 정박하여 해저로부터 오일(oil) 또는 가스(gas)를 추출하기 위해 터렛 터미널(turret terminal)을 선박의 외부 또는 내부에 장착한다. 터렛 터미널을 통해 채굴한 오일 또는 가스는 FPSO로 이송되어 정제 및 저장될 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0102111호 (2014.08.21)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 계류 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 계류 장치의 일 면(aspect)은 중공홀을 구비하고, 선박에 대하여 회전 가능하도록 상기 선박과 결합하는 몸체, 및 상기 중공홀의 일측 개방면에서 다른 일측 개방면까지 연장되어 무어링 케이블의 연결부를 수용하면서 상기 연결부의 이동 경로를 제공하는 케이블 레일을 포함한다.

상기 중공홀의 상측 개방면은 해수면에 인접하여 형성된다.

상기 중공홀의 하측 개방면의 면적은 상기 상측 개방면의 면적보다 크게 형성된다.

상기 케이블 레일은 상기 하측 개방면에 인접하여 상기 연결부의 이동을 방지한다.

상기 무어링 케이블은 상기 연결부를 해수면의 위로 부유시키기 위한 부유체를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치가 선박에 결합되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치가 선박에 대하여 회전하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치의 케이블 레일을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블이 계류 장치의 내부로 부유하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블이 케이블 레일에 결합되는 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블이 케이블 레일을 따라 이동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블이 케이블 레일의 하단에 고정된 것을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 케이블 레일의 하단을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치를 구비한 선박이 계류하는 것을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치의 측단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 계류 장치(100)는 몸체(110) 및 케이블 레일(120)을 포함하여 구성된다.

몸체(110)에는 중공홀이 구비될 수 있다. 중공홀은 몸체(110)의 상단면과 하단면을 관통할 수 있다. 이하, 몸체(110)의 상단면(111)을 상측 개방면이라 하고, 몸체(110)의 하단면(112)을 하측 개방면이라 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 중공홀의 하측 개방면(112)의 면적은 상측 개방면(111)의 면적보다 크게 형성될 수 있다. 특히, 몸체(110)의 내부면은 단일 또는 균일한 곡률을 갖는 곡면의 형상을 가질 수 있다.

몸체(110)는 선박에 대하여 회전 가능하도록 선박과 결합할 수 있다. 이를 위하여, 몸체(110)의 외부면은 전체적으로 원형일 수 있다. 몸체(110)의 내부면도 원형일 수 있으나, 몸체(110)의 내부면의 형상은 원형에 한정되지는 않는다.

몸체(110)의 내부면에는 케이블 레일(120)이 구비될 수 있다. 케이블 레일(120)은 중공홀의 일측 개방면에서 다른 일측 개방면까지 연장되어 무어링 케이블의 연결부를 수용하면서 연결부의 이동 경로를 제공하는 역할을 수행한다. 즉, 케이블 레일(120)은 상측 개방면(111)에서 하측 개방면(112)에까지 연장되어 연결부의 이동 경로를 제공할 수 있는 것이다. 몸체(110)의 내부면에는 하나 이상의 케이블 레일(120)이 구비될 수 있다. 도 1은 4개의 케이블 레일(120)이 몸체(110)의 내부면에 구비된 것을 도시하고 있다.

전술한 바와 같이, 몸체(110)의 내부면은 단일 또는 균일한 곡률을 갖는 곡면의 형상을 갖는데, 몸체(110)의 내부면에 형성된 케이블 레일(120)도 단일 또는 균일한 곡률을 갖는 곡선의 형상을 가질 수 있다. 케이블 레일(120)이 상대적으로 부드러운 곡선의 형상을 가지고 있기 때문에 무어링 케이블의 연결부가 보다 용이하게 케이블 레일(120)을 따라 이동할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치가 선박에 결합되는 것을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 계류 장치(100)는 선박(10)의 결합부(20)에 결합될 수 있다. 결합부(20)는 선박(10)의 하부면에 설치될 수 있다. 결합부(20)의 내측 형상은 계류 장치(100)의 외측 형상에 대응할 수 있다. 이에, 계류 장치(100)를 기준으로 선박(10)이 회전할 수 있게 된다.

결합부(20)의 내측에는 베어링(30)이 구비될 수 있다. 베어링(30)은 결합부(20)의 내측 표면과 계류 장치(100)의 외측 표면이 직접적으로 접촉하는 것을 방지하면서, 계류 장치(100)에 대한 선박(10)의 회전을 보다 용이하게 하는 역할을 수행한다. 베어링(30)은 계류 장치(100)의 외측 외주를 따라 형성된 링형 베어링일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명에서 선박(10)은 드릴쉽(drillship)일 수 있다. 이에, 선박(10)은 도 3에 도시된 결합부(20)를 설치할 수 있는 홀이 구비되어 있는 것으로 이해될 수 있다. 일단 계류 장치(100)가 설치된 이후 선박(10)은 계류 장치(100)의 중공홀을 통하여 드릴 파이프(미도시)를 해저면에 설치하고, 드릴 파이프를 동작시켜 시추 작업을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치가 선박에 대하여 회전하는 것을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 선박(10)은 계류 장치(100)를 기준으로 회전할 수 있다. 계류 장치(100)는 무어링 케이블에 의하여 해저면에 고정되는데, 이에 선박(10)은 계류 장치(100)에 의하여 계류되면서 조류의 힘 또는 별도의 힘에 의해 회전할 수 있는 것이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치의 케이블 레일을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 케이블 레일(120)은 계류 장치(100)의 몸체(110)의 내부면을 따라 형성될 수 있다. 특히, 케이블 레일(120)은 몸체(110)의 상측 개방면(111)에서 하측 개방면(112)을 따라 형성될 수 있다. 케이블 레일(120)은 절곡된 2개의 판이 서로 마주보면서 몸체(110)의 내부면을 따라 형성된 것일 수 있다. 또한, 2개의 판은 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.

이에, 케이블 레일(120)의 내부에는 일정한 공간이 형성되고, 케이블 레일(120)의 장축을 따라 절개홈이 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 무어링 케이블(200)은 연결부(210), 부유체(220) 및 지지 케이블(230)을 포함하여 구성된다.

연결부(210)는 연결 몸체(211) 및 휠(212)을 포함할 수 있다. 연결 몸체(211)는 부유체(220)에 연결되고, 휠(212)을 지지하는 역할을 수행한다. 휠(212)은 연결 몸체(211)에 지지되어 회전할 수 있다. 휠(212)은 케이블 레일(120)의 내측면에 접촉하여 회전하면서 연결부(210) 전체의 이동을 보다 용이하게 할 수 있다.

부유체(220)는 연결부(210)를 해수면의 위로 부유시키는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 부유체(220)와 연결부(210)는 서로 연결될 수 있다. 또한, 부유체(220)와 연결부(210)의 연결 몸체(211)는 일체형으로 구현될 수도 있다.

연결부(210)가 연결되지 않은 부유체(220)의 다른 일측에는 지지 케이블(230)이 연결될 수 있다. 지지 케이블(230)은 해저면에 까지 연장되어 해저면에 구비된 고정 수단(미도시)에 의하여 고정될 수 있다.

부유체(220)의 역할은 연결부(210)가 부유하도록 하는 것이나, 이를 위해서는 지지 케이블(230)의 일부도 동시에 부유하여야 한다. 이에, 부유체(220)에 의한 부유 능력은 연결부(210)와 지지 케이블(230)의 일부를 모두 부유시킬 수 있는 정도인 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블이 계류 장치의 내부로 부유하는 것을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 무어링 케이블(200)은 부유하여 해저에서 해수면(400)으로 이동할 수 있다. 작업자는 해저에서 무어링 케이블(200)의 연결부(210)를 부유시킬 수 있다. 이에, 부유된 연결부(210)가 부유하여 계류 장치(100)의 내부로 진입할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 계류 장치(100)의 하측 개방면(112)의 면적은 상측 개방면(111)의 면적보다 크게 형성된다. 하측 개방면(112)의 면적이 상대적으로 크기 때문에 작업자는 보다 용이하게 연결부(210)를 계류 장치(100)의 내부로 진입시킬 수 있다. 또한, 선박(10) 내에서 작업 중인 작업자도 상대적으로 작은 면적의 상측 개방면(111)에서 연결부(210)를 확인할 수 있기 때문에 보다 용이하게 연결부(210)를 회수할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 계류 장치(100)의 상측 개방면(111)은 해수면(400)에 인접하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상측 개방면(111)이 해수면(400)과 일치하거나 상측 개방면(111)의 아래에 해수면(400)이 형성될 수 있는 것이다. 상측 개방면(111)과 해수면(400)이 일치하지 않더라도 그 차이는 상대적으로 작을 수 있다.

이에, 연결부(210)가 부유한 경우 선박(10) 내부의 작업자는 해수면(400)에 부유한 연결부(210)를 확인할 수 있으며, 긴 막대기와 같은 도구를 이용하여 용이하게 연결부(210)를 회수할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블이 케이블 레일에 결합되는 것을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블이 케이블 레일을 따라 이동하는 것을 나타낸 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 연결부(210)를 회수한 작업자는 연결부(210)를 케이블 레일(120)의 개방홀에 삽입할 수 있다.

연결부(210)가 케이블 레일(120)의 개방홀에 삽입되면 연결부(210)의 휠(212)과 연결 몸체(211)의 일부가 케이블 레일(120)의 내부 공간에 삽입된다. 그리고, 연결 몸체(211)의 나머지는 케이블 레일(120)의 절개홈을 따라 노출된다. 결국, 연결부(210)가 케이블 레일(120)의 개방홀에 삽입된 이후에는 연결부(210)는 케이블 레일(120)의 내부 공간을 따라 이동할 수 있게 된다. 도 9는 무어링 케이블(200)의 연결부(210)가 케이블 레일(120)을 따라 아래 방향으로 이동하는 것을 도시하고 있다.

무어링 케이블(200)에는 부유체(220)가 구비되어 있기 때문에 연결부(210)를 케이블 레일(120)을 따라 아래 방향으로 이동시키기 위하여 해저에서 무어링 케이블(200)을 당기는 힘을 작용할 수 있다. 또는, 부유체(220)가 질량체로 교체되거나, 별도의 질량체가 연결부(210)의 부위에 부착되어 연결부(210)를 잠수시킬 수도 있다. 여기서, 질량체는 해수보다 밀도가 높은 재질의 물체를 나타낸다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무어링 케이블이 케이블 레일의 하단에 고정된 것을 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 무어링 케이블(200)의 연결부(210)가 케이블 레일(120)을 따라 이동하여 케이블 레일(120)의 하단에 고정될 수 있다. 연결부(210)가 케이블 레일(120)에 고정되고, 무어링 케이블(200)의 다른 일단이 해저면에 고정됨에 따라 계류 장치(100)는 무어링 케이블(200)에 의하여 해상의 특정 지점에 고정될 수 있게 된다.

계류 장치(100)를 보다 견고하게 고정시키기 위하여 복수의 무어링 케이블(200)이 이용될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 케이블 레일의 하단을 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 케이블 레일(120)은 계류 장치(100)의 하측 개방면(112)에 인접하여 연결부(210)의 이동을 방지하는 이동 방지 홈(121)을 포함할 수 있다. 연결부(210)가 케이블 레일(120)을 따라 이동하면서 이동 방지 홈(121)에 도달하게 되는데, 이 때 휠(212)이 이동 방지 홈(121)에 삽입될 수 있다. 일단, 휠(212)이 이동 방지 홈(121)에 삽입되면, 상측으로 힘을 가하기 전에는 휠(212)의 위치는 이동 방지 홈(121)에 고정된다. 또한, 해저면에서 무어링 케이블(200)을 당기는 힘이 작용하고 있기 때문에 연결부(210)는 견고하게 이동 방지 홈(121)에 고정될 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치를 구비한 선박이 계류하는 것을 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 계류 장치(100)를 구비한 선박(10)은 해상의 특정 지점에 계류할 수 있게 된다. 계류 장치(100)가 무어링 케이블(200)에 의하여 해상의 특정 지점에 고정되기 때문에 계류 장치(100)를 구비한 선박(10)은 계류 장치(100)에 의하여 해당 지점에 계류할 수 있게 된다.

또한, 계류 장치(100)와 선박(10)의 결합부(20)는 서로 회전 가능하도록 결합되어 있기 때문에 선박(10)은 계류 장치(100)를 기준으로 회전할 수도 있다.

해저면(30)에는 무어링 케이블(200)을 권취하는 권취 장치(300)가 구비될 수 있다. 권취 장치(300)는 무어링 케이블(200)을 권취함으로써 무어링 케이블(200)에 일정 크기의 장력이 유지될 수 있도록 할 수 있다. 특히, 케이블 레일(120)의 개방홀에 삽입된 연결부(210)는 부유체(220)에 의하여 아래 방향으로 이동하지 못할 수 있는데, 권취 장치(300)가 무어링 케이블(200)을 당김으로써 연결부(210)를 아래 방향으로 이동시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선박(10)은 드릴쉽일 수 있다. 드릴쉽은 드릴 파이프를 해저에 설치하여 시추 작업을 수행하는 선박이다. 이에, 드릴쉽은 해상에서 특정 위치를 유지하면서 작업을 수행하여야 한다. 이를 위하여, 드릴쉽은 위치를 조절할 수 있는 동적 위치 시스템(Dynamic Positioning System)이 구비될 수 있다.

드릴쉽이 해상에서 이동할 수 있는 허용 거리는 드릴 파이프의 길이의 5% 정도일 수 있다. 심해의 경우 드릴쉽은 동적 위치 시스템만으로 허용 거리를 만족시킬 수 있으나, 천해의 경우 허용 거리를 만족시키는 것이 용이하지 않을 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예에 따른 계류 장치(100)를 기존의 드릴쉽에 적용하는 경우 용이하게 위치를 고정시키고 시추 작업을 수행할 수 있게 된다. 특히, 드릴쉽은 드릴 파이프를 관통시키기 위한 관통홀을 구비하는데, 해당 관통홀에 전술한 결합부(20)를 설치함으로써 보다 용이하게 계류 장치(100)를 적용할 수 있게 된다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 선박
20: 결합부
30: 해저면
100: 계류 장치
110: 몸체
111: 상측 개방면
112: 하측 개방면
120: 케이블 레일
121: 이동 방지 홈
200: 무어링 케이블
210: 연결부
211: 연결 몸체
212: 휠
220: 부유체
230: 지지 케이블
300: 권취 장치

Claims

중공홀을 구비하고, 선박에 대하여 회전 가능하도록 상기 선박과 결합하는 몸체; 및
상기 중공홀의 상측 개방면에서 하측 개방면까지 연장되어 무어링 케이블의 연결부를 수용하면서 상기 연결부의 이동 경로를 제공하는 케이블 레일을 포함하되,
상기 무어링 케이블은 상기 하측 개방면으로 진입한 상기 연결부를 부유시켜 상기 상측 개방면으로 진출하도록 하는 부유체를 포함하고,
상기 연결부는 상기 상측 개방면에 인접하여 형성된 상기 케이블 레일의 상측 개방홀을 통하여 삽입되고, 상기 케이블 레일을 따라 아래 방향으로 이동하여 상기 케이블 레일의 하단에 고정되는 계류 장치.
제 1항에 있어서,
상기 상측 개방면은 해수면에 인접하여 형성되는 계류 장치.
제 2항에 있어서,
상기 하측 개방면의 면적은 상기 상측 개방면의 면적보다 크게 형성되는 계류 장치.
제 3항에 있어서,
상기 케이블 레일은 상기 하측 개방면에 인접하여 상기 연결부의 이동을 방지하는 이동 방지 홈을 포함하는 계류 장치.
삭제