KR101861382B1 - 반잠수식 시추선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반잠수식 시추선에 관한 것으로서, 칼럼; 상기 칼럼의 하측에 연결되어 해양에 부유되며, 방향조정을 위한 스러스터를 포함하는 한 쌍의 폰툰; 및 상기 스러스터에 대향하여 상기 폰툰의 하측에 구비되며, 하향경사지는 절곡플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하며, 스러스터에 의해 발생되는 추력이 이웃한 폰툰에 충돌하는 것을 방지하도록 추력의 이동경로를 변경함으로써, 추력이 상쇄되는 것을 방지하여 스러스터의 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

반잠수식 시추선{Semi submersible Drilling Rig}

본 발명은 반잠수식 시추선에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 세계적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 한계 유전이나 심해유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.

이러한, 시추선에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 각종 시추장비를 갖춘 시추선의 중심부에는 라이저(riser)가 상하로 이동될 수 있도록 문풀(moonpool)이 형성되어 있다.

여기서, 라이저는 시추 작업시 분출되는 진흙, 모래, 자갈 등을 회수하고 시추를 위한 드릴 파이프를 보호하기 위기 위한 장비로서, 시추 작업시에는 그 적재 장소인 수용부로부터 드릴 플로어를 거쳐 문풀로 운반되고, 시추 작업이 종료되면 그 반대의 경로를 통해 다시 적재 장소인 수용부로 운반된다.

특히, 시추선 중 반잠수식 시추선은 해수에 부유하기 위한 상자형의 부체로서 폰툰을 포함하며, 해수의 유동에 의해 위치가 변경되는 것을 방지하기 위해 폰툰의 위치를 조정하는 스러스터를 포함한다. 이하에서 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1은 일반적인 반잠수식 시추선의 스러스터 동작에 의한 해수의 이동형태를 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 반잠수식 시추선은 부력체인 폰툰(20)과 폰툰(20)의 하측에 설치되는 스러스터(21)를 포함한다.

스러스터(21)가 추력을 발생시키는데, 스러스터(21)에서 발생되는 추력에 의해 해수의 유동이 폰툰(20)의 하면을 따라 이동하면서 폰툰(20)의 외측지점에서 상향될 수 있다. 스러스터(21)의 추력이 이웃한 폰툰(도시하지 않음)을 향하여 발생되는 경우 해수의 유동은 이웃한 폰툰에 충돌하게 되어 추력이 상쇄됨에 따라 스러스터의 효율이 저하될 우려가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스러스터에서 발생되는 추력이 폰툰에 충돌하여 상쇄되는 것을 방지할 수 있는 반잠수식 시추선을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 시추선은, 칼럼; 상기 칼럼의 하측에 연결되어 해양에 부유되며, 방향조정을 위한 스러스터를 포함하는 한 쌍의 폰툰; 및 상기 스러스터에 대향하여 상기 폰툰의 하측에 구비되며, 하향경사지는 절곡플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반잠수식 시추선은, 스러스터에 의해 발생되는 추력이 이웃한 폰툰에 충돌하는 것을 방지하도록 추력의 이동경로를 변경함으로써, 추력이 상쇄되는 것을 방지하여 스러스터의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 반잠수식 시추선의 스러스터 동작에 의한 해수의 이동형태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 시추선의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 시추선을 도시한 저면도이다.
도 4는 도 3의 A를 개념적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 시추선의 스러스터 동작에 의한 해수의 이동형태를 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 시추선의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 시추선을 도시한 저면도이며, 도 4는 도 3의 A를 개념적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 시추선의 스러스터 동작에 의한 해수의 이동형태를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 시추선(100)은, 칼럼(110), 폰툰(120) 및 절곡플레이트(130)를 포함한다.

칼럼(110)은 시추작업을 위한 라이저(riser, 도시하지 않음), 드릴 파이프(도시하지 않음) 등의 장비가 보관 및 설치될 수 있도록 상부 바닥면이 설치될 수 있도록 기둥을 이루며, 장비의 하중을 견딜 수 있도록 강성을 확보하기 위해 트러스트 형태의 구조물(도시하지 않음)이 설치될 수 있다.

여기서, 라이저는 드릴 파이프가 유정까지 전진되기 전에 미리 해저바닥까지 전진되어 설치되는 부재로서, 드릴 파이프가 해수에 노출되는 것을 방지한다. 이러한, 라이저가 칼럼으로부터 해저까지 설치되면 라이저 내부로 드릴 파이프가 해저 지층을 통해 유정까지 하향전진될 수 있다.

폰툰(120)은 선박과 같이 반잠수식 시추선(100)이 해양에 부유되도록 제조된 상자형의 부체로서, 칼럼(110)의 하측에 한 쌍으로 연결된다. 폰툰(120)은 하면에 방향조정을 위한 스러스터(121)를 포함한다.

스러스터(121)는 추력발생장치로서, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 폰툰(120) 하면의 가상의 원형 둘레(B)를 따라 각각의 폰툰(120) 길이방향의 양측 각각에 한 쌍으로 구비되어 폰툰(120)은 좌우회전, 좌우 이동 및 전후진이 될 수 있다.

여기서, 스러스터(121)는 한 쌍의 폰툰(120)을 대칭으로 가상의 중심선에 근접하는 제1 스러스터부재(123)와, 제1 스러스터부재(123)의 외측으로 이격되는 제2 스러스터부재(124)를 포함할 수 있다. 제1 스러스터부재(123)와 제2 스러스터부재(124)의 구조 및 형상은 동일 또는 유사하다. 다만, 제1 스러스터부재(123)와 제2 스러스터부재(124)의 설치 위치가 폰툰(120)의 모서리에 대하여 이격거리가 달리 이루어진다. 본 실시예에서는 스러스터(121)가 총 8개 구비된 것을 예시하였다.

이러한, 스러스터(121)는 프로펠러의 회전력을 해수의 유동력으로 변환시켜 해양에 부유된 폰툰(120)의 위치를 조정할 수 있으며, 위치센서(도시하지 않음)로부터 수신을 받는 제어부(도시하지 않음)에 의해 동작이 제어되어 반잠수식 시추선(100)의 위치가 고정되도록 할 수 있다.

이때, 제1 스러스터부재(123)와 제2 스러스터부재(124) 각각은 동시 동작되거나 각각이 별도로 이루어질 수 있고, 회전방향이 동일하거나 각기 달리 이루질 수 있다. 본 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 스러스터부재(123)와 제2 스러스터부재(124) 각각이 한 쌍의 폰툰(120)을 대칭으로 가상의 중심선을 향하여 해수의 유동이 흐르는 것을 도시하였으나, 이는 절곡플레이트(130)의 설치위치의 이해 및 편의를 위해 도시한 것에 불과하며, 스러스터(121)에 의한 해수의 유동이 이에 한정되지 않는다.

절곡플레이트(130)는 스러스터(121)에서 발생된 해수의 유동이 이웃한 폰툰(120)으로 흐르는 것을 방지하는 구성으로서, 스러스터(121)에 대향하여 폰툰(120)의 하측에 구비된다. 예를 들어, 스러스터(121)에 의한 해수의 유동이 상향되어 폰툰(120)을 가격하여 스러스터(121)의 추력이 상쇄되는 것을 방지하도록, 절곡플레이트(130)는 해수의 유동이 상향되는 것을 방지하기 위해, 그 형상이 절곡되되, 하향하여 경사진다. 이때, 절곡플레이트(130)에 의해 상향이 방지된 해수의 유동은 도 5에 도시한 바와 같다.

여기서, 절곡플레이트(130)는 스러스터(121) 각각에 대하여 구비되되, 절곡플레이트(130)는, 제1 스러스터부재(123)에 대향하는 제1 절곡플레이트부재(131)와 제2 스러스터부재(124)에 대향하는 제2 절곡플레이트부재(132)를 포함할 수 있다. 이때, 절곡플레이트(130)는 한 쌍의 폰툰(120)을 대칭으로 가상의 중심선에 대하여 대응되는 위치의 구성이 그 길이와 절곡각도가 동일할 수 있다. 즉, 제1 절곡플레이트부재(131) 각각의 길이와 절곡각도가 동일하고, 제2 절곡플레이트부재(132) 각각의 길이와 절곡각도가 동일할 수 있으며, 제1 절곡플레이트부재(131)와 제2 절곡플레이트부재(132) 각각의 길이와 절곡각도는 달리할 수 있다.

여기서, 제2 스러스터부재(124)는 제1 스러스터부재(123)보다 가상의 중심선에서 멀리 이격되어, 제2 스러스터부재(124)에서 가상의 중심선을 향하여 폰툰(120)의 외곽으로 흐르는 해수의 유동량이 제1 스러스터부재(123)에 비하여 멀어진 이격거리만큼 감소되므로, 제2 절곡플레이트부재(132)는 제1 절곡플레이트부재(131)보다 경사가 완만할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나 제2 절곡플레이트부재(132)는 제1 절곡플레이트부재(131)보다 절곡되어 돌출된 길이가 짧을 수 있다.

한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 절곡플레이트(130)는 한 쌍의 폰툰(120)의 서로 대향하는 측에 설치되는 것으로 도시하여 설명하였으나, 한 쌍의 폰툰(120) 외측에 설치될 수도 있음은 물론이다. 또한, 절곡플레이트(130)는 각을 이루어 모서리가 형성되는 것과 달리, 곡면으로 형성될 수도 있다.

이와 같이 본 실시예는, 스러스터(121)에 의해 발생되는 추력이 이웃한 폰툰(120)에 충돌하는 것을 방지하도록 추력의 이동경로를 변경함으로써, 추력이 상쇄되는 것을 방지하여 스러스터(121)의 효율을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 반잠수식 시추선 110 : 칼럼
120 : 폰툰 121 : 스러스터
123 : 제1 스러스터부재 124 : 제2 스러스터부재
130 : 절곡플레이트 131 : 제1 절곡플레이트부재
132 : 제2 절곡플레이트부재

Claims (3)

1. 칼럼;
   상기 칼럼의 하측에 연결되어 해양에 부유되며, 방향조정을 위한 스러스터를 포함하는 한 쌍의 폰툰; 및
   상기 스러스터에 대향하여 상기 폰툰의 하측에 구비되며, 하향경사지는 절곡플레이트를 포함하고,
   상기 절곡플레이트는,
   상기 폰툰으로부터 하방으로 연장되도록 마련되며,
   어느 하나의 상기 폰툰에 마련되는 절곡플레이트는,
   어느 하나의 상기 폰툰에 마련되는 상기 스러스터에 의한 유동이 다른 하나의 상기 폰툰에 마련되는 상기 스러스터에 간섭되지 않도록, 어느 하나의 상기 폰툰의 하면에서 다른 하나의 상기 폰툰을 향하는 일측에 마련되어 어느 하나의 상기 폰툰에 마련되는 상기 스러스터와 다른 하나의 상기 폰툰에 마련되는 상기 스러스터의 사이에 위치하며, 어느 하나의 상기 폰툰에 마련되는 상기 스러스터에 의한 유동을 다른 하나의 상기 폰툰에 마련되는 상기 스러스터의 하방으로 유도하는 것을 특징으로 하는 반잠수식 시추선.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스러스터는 상기 한 쌍의 폰툰의 가상의 원형 둘레를 따라 각각의 상기 폰툰의 길이방향의 양측 각각에 한 쌍으로 구비되고,
   상기 절곡플레이트는 상기 스러스터 각각에 대하여 구비되는 것을 특징으로 하는 반잠수식 시추선.
3. 제2항에 있어서,
   상기 스러스터는, 상기 한 쌍의 폰툰을 대칭으로 가상의 중심선에 근접하는 제1 스러스터부재와, 상기 제1 스러스터부재의 외측으로 이격되는 제2 스러스터부재를 포함하고,
   상기 절곡플레이트는, 상기 제1 스러스터부재에 대향하는 제1 절곡플레이트부재와 상기 제2 스러스터부재에 대향하는 제2 절곡플레이트부재를 포함하며,
   상기 제2 절곡플레이트부재는 상기 제1 절곡플레이트부재보다 경사가 완만한 것을 특징으로 하는 반잠수식 시추선.

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