KR101785080B1 - 부유식 해양구조물용 계류장치 - Google Patents

Abstract

부유식 해양구조물용 계류장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치는, 수중에서 위치 제어가 가능한 메인 바디, 메인 바디로부터 수면을 향해 돌출되도록 연장되고 부유식 해양구조물에 연결되는 연장부, 및 해저와 연결되어 메인 바디의 이동을 제한하는 메인 계류부를 포함한다.

Description

부유식 해양구조물용 계류장치{MOORING ANAPPARATUS FOR FLOATING OFFSHORE STRUCTURES}

본 발명은 부유식 해양구조물용 계류장치에 관한 것이다.

가스 또는 원유 시추를 위해 광구 개발 시, 해상에 세미 리그(semi-rig)나 FPSO와 같은 다양한 설비, 즉 부유식 해양구조물이 투입되게 되는데, 이러한 해양구조물들 각각은 별도의 계류장치 및 거주 인원을 위한 선원거주구(living quarter)를 필요로 한다.

그러나, 최근에 심해 유전을 개발하려는 경쟁이 과다해짐에 따라, 하나의 광구에 너무 많은 부유식 해양구조물이 한꺼번에 투입되게 되고, 협소한 장소로 인해 각각의 해양구조물을 계류시키는 계류라인 간에 간섭 등 다양한 문제가 발생할 수 있다.

관련한 기술로는 일본 공표특허공보 공표2011-506156호(2011.03.03, 압력 릴리프 중합 시스템)이 있다.

본 발명의 실시예들은 협소한 장소에서 여러 대의 부유식 해양구조물을 계류시킬 수 있는 부유식 해양구조물용 계류장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수중에서 위치 제어가 가능한 메인 바디; 상기 메인 바디로부터 수면을 향해 돌출되도록 연장되고 부유식 해양구조물에 연결되는 연장부; 및 해저와 연결되어 상기 메인 바디의 이동을 제한하는 메인 계류부를 포함하는 부유식 해양구조물용 계류장치가 제공된다.

부유식 해양구조물용 계류장치는, 상기 연장부의 상단부에 결합되어 해상으로 돌출되는 플랫폼; 및 상기 부유식 해양구조물을 상기 연장부에 연결시키는 서브 계류부를 더 포함할 수 있다.

부유식 해양구조물용 계류장치는, 상기 연장부 내에 구비된 이동통로를 따라 위치 이동이 가능한 이동셔틀을 더 포함할 수 있다.

상기 연장부는 복수개이고, 하나의 상기 메인 바디를 기준으로 뒤집힌 형태의 다각뿔 구조를 형성할 수 있다.

상기 연장부는 복수개이고, 부유식 해양구조물용 계류장치는, 상기 복수의 연장부 사이에 설치되는 간격 지지체; 및 상기 연장부와 상기 간격 지지체 중 적어도 하나 이상에 설치되는 구명정 진수장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 협소한 장소에서 여러 대의 부유식 해양구조물을 계류시킬 수 있는 부유식 해양구조물용 계류장치를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치의 구성을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치의 구성을 확대하여 도시한 도면이다.

본 출원에서 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 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

또한, 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.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

가스 또는 원유와 같은 해저 자원을 개발하기 위해서, 다양한 부유식 해양구조물이 해상에 투입되는데, 이러한 해양구조물들이 한 곳에 집중적으로 투입될 경우 다양한 문제가 발생할 수 있다.

예를 들면, 여러 대의 부유식 해양구조물이 해상의 특정 구역 내에 집중됨으로 인해 각각의 해양구조물을 해상에 계류시키는데 필요한 각각의 개별 계류라인들 간에 간섭이 발생할 수 있다. 이로 인해, 여러 대의 부유식 해양구조물을 특정 구역 내에 계류시키기 위해서, 그에 상응하는 개수의 계류라인이 필요하고 이들 계류라인을 협소한 장소에 간섭 없이 설치하는데 과도한 시간과 비용이 소모되는 등 다양한 어려움이 발생할 수 있다.

또한, CPF와 FPSO 등의 경우 폭발 또는 화재의 위험성을 갖고 있는 해양구조물이므로, 계류라인 간의 간섭 문제가 인접한 해양구조물 간에 폭발 또는 화재 사고로 이어질 수 있다. 또한, CPF와 FPSO의 경우 이러한 위험성으로 인해 방화벽(fire wall) 등 안전 장치가 필수적으로 요구되고, CPF와 FPSO에서의 화재의 위험으로 인해 거주 인원을 위한 별도의 선원거주구(living quarter)를 인접한 해상에 설치해야 하는 번거로움이 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치는, 협소한 장소에서 여러 대의 부유식 해양구조물을 보다 안전하게 계류시킬 수 있는 부유식 해양구조물용 계류장치를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치를 도시한 도면이다. 도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치의 구성을 확대하여 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치는, 수중에 위치되도록 위치 제어가 가능한 메인 바디(100); 상기 메인 바디(100)로부터 수면을 향해 돌출되도록 연장되는 복수의 연장부(200); 및 해저와 연결되어 상기 메인 바디(100)의 이동을 제한하는 메인 계류부(300)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 연장부(200)를 통해 복수의 부유식 해양구조물(10)이 동시다발적으로 한 구역 내에 계류될 수 있다. 따라서, 복수의 부유식 해양구조물이 해상의 특정 구역 내에 집중적으로 배치되더라도, 각각의 해양구조물이 별도의 계류라인을 구비할 필요 없이 본 실시예에 따른 계류장치, 즉 하나의 계류장치를 통해 복수의 부유식 해양구조물을 동시다발적으로 계류시킬 수 있으며, 이를 통해 계류라인들 간에 간섭 문제를 예방할 수 있다.

먼저, 메인 바디(100)는 수중에 위치되도록 위치 제어(즉, 자세 제어)가 가능하다. 이를 위해, 메인 바디(100)는 버퍼 탱크(110)와 밸러스트 탱크(120)를 포함하며, 상기 버퍼 탱크(110)와 상기 밸러스트 탱크(120)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

버퍼 탱크(110)는 후술할 연장부(200) 내부를 통해 이동셔틀(600)이 상하 좌우로 이동할 때, 상기 이동셔틀(600)의 위치 이동에 따른 메인 바디(100)와 연장부(200)의 무게중심 이동을 미리 계산된 소정의 범위 내에 유지시킴으로써 메인 바디(100)와 후술할 연장부(200)의 전복을 방지할 수 있다.

밸러스트 탱크(120)는 메인 바디(100)에 부력을 제공할 수 있는 것으로, 메인 바디(100)를 해상에서 해저로 이동시키거나 반대로 해저에서 해상으로 이동시킬 때 사용될 수 있다. 이외에도, 밸러스트 탱크(120)는 버퍼 탱크(110)와 더불어 메인 바디(100)와 연장부(200)의 무게중심 이동을 제어하는데 연동되어 사용될 수 있다.

연장부(200)는 메인 바디(100)로부터 수면을 향해 돌출되도록 연장될 수 있다. 예를 들면, 연장부(200)는 복수개가 하나의 메인 바디(100)에 대해 뒤집힌 형태의 다각뿔 구조가 형성되도록 배치될 수 있다. 도 1을 참조하면, 연장부(200)는 3개가 하측에 위치한 하나의 메인 바디(100)를 꼭지점으로 하여 상측으로 경사지게 연장된 역삼각뿔 구조를 형성할 수 있다.

한편 본 실시예에서는 3개의 연장부(200)와 1개의 메인 바디(100)를 통해 형성된 역삼각형 뿔 구조를 예시하고 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양한 다각뿔 구조로 변형될 수 있다. 예를 들면, 4개의 연장부(200)와 1개의 메인 바디(100)를 통해 역사각형 뿔 구조를 구성할 수 있다.

또한, 연장부(200)의 내부에는 후술할 이동셔틀(600)의 이동통로로 활용될 수 있는 이동통로(210)가 구비될 수 있다. 이동통로(210)의 내부에는 이동셔틀(600)의 이동을 가이드하고 동력을 제공하기 위한 시스템이 구비될 수 있다. 예를 들면, 이동셔틀(600)의 이동을 위해 랙 앤 피니언 구동 시스템이 활용될 수 있다. 이외에도, 이동셔틀(600)의 이동을 위해 윈치와 와이어를 포함하는 윈치 구동 시스템이 활용될 수도 있다.

또한, 본 실시예에 따르면 3개의 연장부(200)가 메인 바디(100)를 중심으로 상측으로 연장된 구조를 도시하고 있는데, 이들 연장부(200) 간의 간격을 유지시킴과 동시에 구조적으로 상호 지지시킬 수 있도록, 연장부(200)와 연장부(200) 사이에 간격 지지체(220)가 설치될 수 있다. 간격 지지체(220)는 일단이 연장부(200)의 중심 영역에 결합되고 타단이 상기 연장부(200)에 인접하는 다른 연장부(200)의 중심 영역에 결합될 수 있다.

도 2를 참조하면, 복수의 연장부(200) 각각의 상단부에는 플랫폼(400)이 설치될 수 있다. 플랫폼(400)은 해상에 계류시키고자 하는 부유식 해양구조물(10)과 상기 부유식 해양구조물(10)이 결합될 연장부(200) 간의 연결 구조물로 기능할 수 있다.

플랫폼(400)는 해수면의 상측, 즉 해상에 위치하도록 데크 구조를 포함할 수 있으며, 부유식 해양구조물(10)의 작업 인력이 플랫폼(400)에 구비된 개구부를 통해 연장부(200)로 이동할 수 있고, 이러한 연장부(200)를 통해 인접한 다른 부유식 해양구조물(10)로 이동할 수도 있다. 즉, 복수의 인접한 부유식 해양구조물(10) 간에 작업자의 상호 이동이 요구될 때, 별도의 선박을 통한 해상 이동이 아니라, 부유식 해양구조물용 계류장치를 통해 보다 용이한 작업자의 이동이 가능하다.

메인 계류부(300)는 수중에 위치한 메인 바디(100)를 해저와 연결시킴으로써 메인 바디(100)의 위치 이동을 제한할 수 있다. 이를 위해, 메인 계류부(300)는 계류선(310)과 앵커(320)를 포함할 수 있으며, 앵커(320)는 해저면에 고정될 수 있고, 계류선(310)은 앵커(320)와 메인 바디(100)를 상호 연결시킬 수 있다.

이와 더불어, 본 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치는 서브 계류부(500)를 더 포함할 수 있다.

서브 계류부(500)는 복수의 부유식 해양구조물(10) 중 어느 하나를 복수의 연장부(200) 중 어느 하나에 연결시킬 수 있다. 도 2를 참조하면, 서브 계류부(500)는 서브 계류선(510)과 연결 브리지(520)를 포함할 수 있으며, 서브 계류선(510)은 부유식 해양구조물(10)을 플랫폼(400) 또는 연장부(200)에 연결시켜 부유식 해양구조물(10)을 해상에 고정시킬 수 있고, 연결 브리지(520)는 부유식 해양구조물(10)과 플랫폼(400) 간을 연결시켜 작업자의 이동통로로 활용될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치는 이동셔틀(shuttle, 600)를 더 포함할 수 있다.

이동셔틀(600)은 연장부(200) 내에 구비된 이동통로(210)를 따라 위치 이동이 가능한 장치이다. 이동셔틀(600)은 이동통로(210)의 내부에 구비된 가이드 시스템(미도시)과 연계되어 작동할 수 있다. 예를 들면, 이동셔틀(600)은 피니언(pinion) 기어와 상기 피니언 기어를 회전시키는 모터 등을 포함할 수 있으며, 상기 가이드 시스템은 상기 래크 기어와 치합되는 래크(rack) 기어를 포함할 수 있다. 상기 래크 기어는 연장부(200)의 길이방향을 따라 연장되어 설치될 수 있다.

비록 본 실시예에서는 이동셔틀(600)이 랙 앤 피니언 구동 시스템을 통해 이동되는 구조를 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며, 이동셔틀(600)은 예를 들어 윈치와 와이어를 통해 이동될 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 부유식 해양구조물용 계류장치는 연장부(200)와 간격 지지체(220) 중 적어도 하나 이상에 설치되는 구명정 진수장치(700)를 더 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 구명정 진수장치(700)는 구명정(미도시)과 상기 구명정을 내부에 수용하는 구명정 스테이션을 포함할 수 있다. 구명정 스테이션은 방수 구조로 이루어질 수 있으며, 구명정 스테이션이 설치될 연장부(200) 또는 간격 지지체(220)에는 개구부(미도시)가 구비되어, 작업자가 이동셔틀(600)을 통해 상기 구명정 스테이션으로 이동할 수 있고, 구명정 스테이션에서 구명정에 탑승하여 해상으로 탈출할 수 있다.

이와 더불어, 본 실시예에 따른 계류장치에는 선원거주구(living quarter, 미도시)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 선원거주구는 메인 바디(100)와 연장부(200)와 간격 지지체(220) 중 어느 하나에 설치될 수 있다. 따라서, CPF와 FPSO와 같이 폭발 또는 화재의 위험성이 높은 해양구조물(10)에서 작업하는 작업자(선원)들은 숙식은 계류장치에 구비된 선원거주구에서 해결할 수 있다. 물론, 계류장치에 선원거주구가 설치되지 않은 경우는, CPF와 FPSO의 작업자는 이동통로(210)를 통해 인접한 다른 해양구조물(10)로 이동하여 숙식을 해결할 수도 있다. 따라서, 폭발 또는 화재로부터 작업자의 생명을 보다 효과적으로 보호할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 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.

10: 부유식 해양구조물 100: 메인 바디
110: 버퍼 탱크 120: 밸러스트 탱크
200: 연장부 210: 이동통로
220: 간격 지지체 300: 메인 계류부
310: 계류선 320: 앵커
400: 플랫폼 500: 서브 계류부
510: 서브 계류선 520: 연결 브리지
600: 이동셔틀 700: 구명정 진수장치

Claims (5)

1. 수중에서 위치 제어가 가능한 메인 바디;
   상기 메인 바디로부터 수면을 향해 돌출되도록 연장되고, 부유식 해양구조물에 연결되는 연장부;
   상기 연장부 내에 구비된 이동통로를 따라 위치 이동이 가능한 이동셔틀; 및
   해저와 연결되어 상기 메인 바디의 이동을 제한하는 메인 계류부를 포함하는 부유식 해양구조물용 계류장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연장부의 상단부에 결합되어 해상으로 돌출되는 플랫폼; 및
   상기 부유식 해양구조물을 상기 연장부에 연결시키는 서브 계류부를 더 포함하는 부유식 해양구조물용 계류장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 연장부는 복수개이고, 하나의 상기 메인 바디를 기준으로 뒤집힌 형태의 다각뿔 구조를 형성하는 부유식 해양구조물용 계류장치.
5. 수중에서 위치 제어가 가능한 메인 바디;
   상기 메인 바디로부터 수면을 향해 돌출되도록 연장되고, 부유식 해양구조물에 연결되는 복수개의 연장부;
   해저와 연결되어 상기 메인 바디의 이동을 제한하는 메인 계류부;
   상기 복수의 연장부 사이에 설치되는 간격 지지체; 및
   상기 연장부와 상기 간격 지지체 중 적어도 하나 이상에 설치되는 구명정 진수장치를 포함하는 부유식 해양구조물용 계류장치.

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