KR101762705B1 - 시추선 - Google Patents

Abstract

시추선이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 시추선은 문풀이 형성된 선체; 및 상기 문풀 내부의 유동을 감쇠시키는 유동감쇠장치를 포함하고, 상기 유동감쇠장치는, 상기 문풀 내부의 수면 아래에서 승강하는 승강플레이트; 및 상기 승강플레이트에 승강 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다.

Description

시추선{DRILLSHIP}

본 발명은 시추선에 관한 것으로, 보다 상세히 문풀 내 유동감쇠장치를 포함하는 시추선에 관한 것이다.

첨단의 시추장비를 탑재하고 자체동력으로 항해할 수 있도록 보다 선박에 가깝게 만든 시추선(drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다. 이와 같은 시추선은 군소 유전 개발을 위해 위치를 자주옮겨야 하는 조건 때문으로 시추성능뿐만 아니라 최적의 항해 성능을 가지도록 설계 되어야 한다.

시추선에는 시추용 파이프를 아래로 내려 보내기 위한 개구부(이하, '문풀(moonpool)' 이라 함)가 설치된다. 문풀은 시추선의 용도에는 필수 불가결한 구조이지만, 항해 중 속도성능, 작업 중 문풀 공진에 의한 격렬한 내부 유동 면에서 매우 불리한 구조이다.

즉, 시추선의 항해 중 문풀 내부에서는 해수에 의한 슬로싱 현상을 포함한 문풀 내부의 격렬한 유동이 발생한다. 이와 같은 문풀 내부의 격렬한 유동으로 인해 작업가능일수 감소와 더불어 시추선에 걸리는 저항이 증가하고, 이동 시 시추선의 속도감소, 이로 인해 시추선의 연료소모량 증가가 수반되는 문제가 있다.

공개특허공보 제10-2011-0068486호(2011.06.22.)

본 발명의 실시예는, 문풀 내 유동을 감쇠하는 장치를 포함하는 시추선을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 문풀이 형성된 선체; 및 상기 문풀 내부의 유동을 감쇠시키는 유동감쇠장치를 포함하고, 상기 유동감쇠장치는, 상기 문풀 내부의 수면 아래에서 승강하는 승강플레이트; 및 상기 승강플레이트에 승강 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는, 시추선이 제공될 수 있다.

상기 유동감쇠장치는, 상기 문풀 내부의 수면 높이를 감지하는 센서; 및 상기 센서로부터 감지값을 수신하고, 상기 문풀 내부의 수면과 상기 승강플레이트 사이의 거리가 설정값이 되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 설정값은, 0.5m 이상 1.5m 이하의 범위에서 결정될 수 있다.

상기 문풀의 후부에는 상기 승강플레이트의 아래에 위치하는 후방 데크 블록이 형성되고, 상기 승강플레이트는 상기 후방 데크 블록의 위에 배치되고, 상기 구동부는 상기 후방 데크 블록에 지지되어 상하 방향으로 신축 동작하는 실린더를 포함할 수 있다.

상기 승강플레이트의 전단은 상기 후방 데크 블록의 전단보다 후방에 위치할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 문풀 내부의 수면 높이에 따라 문풀 내부의 수면 아래에서 승강하는 승강플레이트의 높이를 조절함으로써, 문풀 내부에서 발생되는 수면파를 효과적으로 감쇠할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시추선의 일부를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 2은 도 1의 유동감쇠장치에 대한 실험례를 나타내는 도면이고,
도 3은 도 1의 실험예에 대한 비교예를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동감쇠장치를 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시추선의 일부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 참고로 도 1에서 볼 때 우측 방향은 시추선(1)의 전방이고, 좌측 방향은 시추선(1)의 후방이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 시추선(1)은 선체(10)와 유동감쇠장치(100)를 포함한다.

선체(10)에는 문풀(20)이 형성된다. 문풀(20)은 시추용 파이프(미도시)를 선체(10)의 아래로 내려 보내기 위한 개구부로서, 선체(10)를 상하방향으로 관통하여 형성된다.

문풀(20)에는 후방 데크 블록(50)이 형성될 수 있다. 후방 데크 블록(50)은 문풀(20) 내부의 수면 아래에 위치하고 문풀(20) 내부의 후부(後部)에 배치된다.

후방 데크 블록(50)은 문풀(20) 내부의 물의 상하운동을 효과적으로 감쇠할 수 있다. 달리 표현하면, 후방 데크 블록(50)은 문풀(20) 내부의 물의 상하운동 에너지의 일부를 수평운동 에너지로 전환시킴으로써 물의 상하운동을 감쇠시킨다.

한편, 도시되지 않았으나 문풀(20)의 전부에는 전방 데크 블록(미도시)이 형성될 수 있다. 전방 데크 블록은 문풀(20) 내부의 수면 아래에 위치하고 문풀(20) 내부의 전부(前部)에 배치된다. 전방 데크 블록은 문풀(20) 내부의 물의 상하운동을 효과적으로 감쇠할 수 있다.

유동감쇠장치(100)는 문풀(20) 내부의 유동을 감쇠시킨다.

유동감쇠장치(100)는 승강플레이트(110)와 구동부(120)를 포함한다.

승강플레이트(110)는 문풀(20) 내부의 수면 아래에 위치한다. 수면 아래에 위치한 승강플레이트(110)는 문풀(20) 내부에서 발생되는 수면파를 감쇠한다.

일례로, 승강플레이트(110)는 후방 데크 블록(50)의 상측에 위치하고, 승강 시 후방 데크 블록(50)에 지지된다.

승강플레이트(110)의 전단은 후방 데크 블록(50)의 전단보다 후방에 위치할 수 있다. 이 경우, 승강플레이트(110)의 전단과 후방 데크 블록(50)의 전단 사이에 단차가 형성되어 문풀(20) 내부의 수면파를 효과적으로 감쇠할 수 있다.

구동부(120)는 승강플레이트(110)에 승강 구동력을 제공한다.

일례로, 구동부(120)는 신축하는 실린더(121)를 포함할 수 있다. 이 경우, 실린더(121)는 후방 데크 블록(50)에 지지되어 상하 방향으로 신축 동작하여 승강플레이트(110)를 후방 데크 블록(50)에 대해 승강시킨다.

이와 같이 구성된 유동감쇠장치(100)의 경우, 문풀(20) 내부의 수면 높이가 변하면 유저가 이에 대응하여 승강플레이트(110)를 승강시킬 수 있다. 이 경우, 문풀(20) 내부의 수면파를 효과적으로 감쇠할 수 있다. 여기서 수면의 높이는 선체의 바닥면에서 수면까지의 거리를 의미할 수 있다.

본 실시예에서, 문풀 내부의 수면과 승강플레이트(110) 사이의 거리는 0.5m 이상 1.5m 이하의 범위에서 유지될 수 있다.

도 2은 도 1의 유동감쇠장치에 대한 실험례를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 실험예에 대한 비교예를 나타내는 도면이다.

참고로, 도 2 및 도 3에서 수평축은 문풀 내부의 물의 상하운동 주파수를 나타내고, 수직축은 문풀 내부 중앙 부분에서 수면의 높이를 나타낸다. 그리고 도 2는 승강플레이트와 문풀 내부의 수면 사이의 거리가 1.1m인 경우에 대한 실험 결과이다. 그리고 도 3의 비교예는 문풀 내부가 비어있는 경우의 실험 결과이다. 그리고 도 2 및 도 3의 실험 결과는 모형 실험을 통해 도출될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

먼저, 도 3을 참조하면, 문풀 내부가 비어 있는 비교예에서 대략 0.1 ~ 0.12 Hz 사이에서 문풀 내부의 상하 운동이 심하게 발생하는 것을 확인할 수 있다.

이에 반해 도 2를 참조하면, 문풀 내부에 본 실시예에 따른 유동감쇠장치(도 1의 100)가 설치된 실험예에서 도 3과 달리 주파수 전 범위에서 문풀 내부의 상하 운동이 약하게 발생하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 경향은 문풀 내부의 수면과 승강플레이트 사이의 거리가 0.5m 이상 1.5m 이하의 범위에서 두드러지게 나타났다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동감쇠장치를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 유동감쇠장치(100')는 승강플레이트(110), 구동부(120), 센서 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.

센서(130)는 문풀(20) 내부의 수면 높이를 감지한다. 일례로, 센서(130)는 공지된 레벨 게이지를 포함할 수 있다.

제어부(140)는 센서(130)로부터 감지값을 수신하고, 문풀(20) 내부의 수면과 승강플레이트(110) 사이의 거리가 설정값이 되도록 구동부(120)를 제어한다. 이때, 설정값은 0.5m 이상 1.5m 이하의 범위에서 결정될 수 있다. 이 경우, 유동감쇠장치(100')는 문풀(20) 내부의 수면 높이에 따라 자동으로 문풀(20) 내부의 수면과 승강플레이트(110) 사이의 거리를 조절할 수 있다.

한편, 승강플레이트(110)의 높이는 별도의 높이 측정 장치(미도시)에 의해 측정될 수 있다. 일례로, 높이 측정 장치는 후방 데크 블록(50)에서 승강플레이트(110) 사이의 거리를 측정하는 거리 센서를 포함할 수 있다. 이때, 후방 데크 블록의 높이와 거리 센서의 측정값을 합하면 승강플레이트(110)의 높이가 산출될 수 있다.

제어부(140)는 높이 측정 장치의 측정값과 센서(130)의 감지값을 기초로 승강플레이트(110)의 높이를 조절할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

1 : 시추선
10 : 선체
20 : 문풀
50 : 후방 데크 블록
100, 100': 유동감쇠장치
110 : 승강플레이트
120 : 구동부
130 : 센서
140 : 제어부

Claims (5)

1. 문풀이 형성된 선체; 및
   상기 문풀 내부의 유동을 감쇠시키는 유동감쇠장치를 포함하고,
   상기 유동감쇠장치는,
   상기 문풀 내부의 수면 아래에서 승강하는 승강플레이트;
   상기 승강플레이트에 승강 구동력을 제공하는 구동부;
   상기 문풀 내부의 수면 높이를 감지하는 센서; 및
   상기 센서로부터 감지값을 수신하고, 상기 문풀 내부의 수면과 상기 승강플레이트 사이의 거리가 설정값이 되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는, 시추선.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 설정값은, 0.5m 이상 1.5m 이하의 범위에서 결정되는, 시추선.
4. 제1항에 있어서,
   상기 문풀의 후부에는 상기 승강플레이트의 아래에 위치하는 후방 데크 블록이 형성되고,
   상기 승강플레이트는 상기 후방 데크 블록의 위에 배치되고,
   상기 구동부는 상기 후방 데크 블록에 지지되어 상하 방향으로 신축 동작하는 실린더를 포함하는, 시추선.
5. 문풀이 형성된 선체; 및
   상기 문풀 내부의 유동을 감쇠시키는 유동감쇠장치를 포함하고,
   상기 유동감쇠장치는,
   상기 문풀 내부의 수면 아래에서 승강하는 승강플레이트; 및
   상기 승강플레이트에 승강 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고,
   상기 문풀의 후부에는 상기 승강플레이트의 아래에 위치하는 후방 데크 블록이 형성되고,
   상기 승강플레이트는 상기 후방 데크 블록의 위에 배치되고,
   상기 승강플레이트의 전단은 상기 후방 데크 블록의 전단보다 후방에 위치하는, 시추선.

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