KR101996282B1 - 해양구조물의 무어링 라인 및 그 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조 - Google Patents

Abstract

해양구조물의 무어링 라인을 개시한다.
해양구조물의 무어링 라인은 선체가 정 위치에 놓이도록 해저 면에 고정되는 앵커, 상기 앵커를 지지하는 체인, 상기 선체에 연결되는 체인, 및 상기 체인을 서로 연결하는 로프로 구성되는 해양구조물의 무어링 라인으로서, 상기 체인 둘레를 감싸며, 내부에 윤활유가 포함되는 윤활 유연 관; 및 상기 윤활 유연 관 내부의 윤활유를 밀봉하기 위하여 상기 윤활 유연 관의 끝단에 밀봉되는 엔드 캡;을 구비한다.

Description

해양구조물의 무어링 라인 및 그 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조{MOORING LINE AND BENDING MOMENT OF MOORING LINE CHAIN REDUCING STRUCTURE IN OFFSHORE STRUCTURE}

본 발명은 해양구조물의 무어링 라인 및 그 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 체인 둘레에 윤활유로 채워진 유연 관을 설치하여 체인에 작용하는 마찰력을 감소시켜 굽힘 모멘트를 저감할 수 있는 해양구조물의 무어링 라인 및 그 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 접근이 용이한 지역의 원유 및 가스가 고갈되어 감에 따라, 추크치해(Chukchi海), 보퍼트해(Beaufort海) 등 다량의 원유가 매장된 북극해에 대한 시추 및 탐사가 활발해지는 움직임을 보이고 있다.

북극해와 같은 극지에 고정식 원유 및 천연가스 시추설비를 설치하는 경우, 고정식 시추설비가 유빙과 충돌하여 파손되거나, 동절기에 해수의 동결에 의한 빙하중(氷荷重, Ice Load)의 증가로 고정식 시추설비 지지부가 좌굴(挫屈) 되는 등의 문제가 발생된다. 따라서, 극지에서는 고정식 시추설비를 사용하는 것이 부적절하다.

또한, 하나의 시추공에서 채굴할 수 있는 원유의 양이 많지 않은 소규모의 해상 유정에 고정식 시추설비를 설치하는 것은 비경제적이므로, 시추장비를 장착한 시추선(Drillship)과 같은 부유식 시추설비의 사용이 증가하였다.

그리고, 원유 채굴부터 저장과 하역 등이 자체적으로 가능하고 이동이 자유로운 FPSO(Floating,Production, Storage & Offloading)의 건조 및 사용도 증가하고 있는 추세이다.

시추선 및 FPSO는 부유식 설비이므로, 바람, 파도 및 조류 등에 의한 환경하중(Environmental Loads)에 의해 일정한 위치에 정지해 있기 어렵다. 따라서, 원유 또는 가스를 시추 또는 채굴하는 동안 시추선 및 FPSO가 소정의 범위 내에 머물러 있도록 계류 시스템(Mooring System)을 사용하게 된다.

시추선에는 바람, 파도 및 조류 등에 의한 환경하중이 가해지므로, 시추선이 정 위치에서 벗어나게 될 수 있다.

시추선이 정 위치에서 벗어나 멀어질수록 라이저를 이용한 작업에 큰 지장을 받게 되고, 라이저를 이용한 작업을 중단해야 한다.

시추선이 정 위치에서 벗어나게 되는 경우, 전방위 추진기를 작동시켜 시추선을 정 위치로 이동시키는 방법이 사용되기도 한다.

전방위 추진기를 지속적으로 사용하면 많은 에너지가 과다하게 소모된다는 단점이 있다. 이러한 에너지의 과다 소모를 방지하기 위하여 다수의 계류 삭(繫留索, Mooring Line) 및 앵커(Anchor)로 선체를 해저 면에 고정시키는 방법이 사용된다.

해저 오일 개발이 진행됨에 따라 개발되는 유전의 수심은 점차 깊어지고 있다. 유정을 개발하기 위해 투입되는 해양구조물의 위치를 유지시키기 위해 적용되는 계류 삭(Mooring Line) 또한 수심이 깊어짐에 따라 길어지고 있다.

이런 경우 체인-로프-체인으로 구성된 계류 삭이 적용되는데, 이때 심해용 계류 삭(체인-로프-체인)에는 체인으로만 구성되어 있는 천수용 계류 삭보다 매우 높은 인장력이 작용하게 된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0073789호(2012.07.05.)

심해용 계류 삭의 체인에는 높은 인장력으로 인해 체인과 체인이 접촉하는 면에 마찰력이 증가하게 되고, 이로 인해 체인에 굽힘 모멘트가 발생하게 된다. 이런 굽힘 모멘트는 체인의 크기를 증가시켜 계류 삭의 비용 증가를 야기한다. 뿐만 아니라 체인의 파괴 가능성을 높여 계류 시스템의 안정성 저하를 상정할 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 체인 둘레에 윤활유로 채워진 유연 관을 설치하여 체인에 작용하는 마찰력을 감소시켜 굽힘 모멘트를 저감할 수 있는 해양구조물의 무어링 라인 및 그 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 해양구조물의 무어링 라인은 선체가 정 위치에 놓이도록 해저 면에 고정되는 앵커, 상기 앵커를 지지하는 체인, 상기 선체에 연결되는 체인, 및 상기 체인을 서로 연결하는 로프로 구성되는 해양구조물의 무어링 라인으로서, 상기 체인 둘레를 감싸며, 내부에 윤활유가 포함되는 윤활 유연 관, 및 상기 윤활 유연 관 내부의 윤활유를 밀봉하기 위하여 상기 윤활 유연 관의 끝단에 밀봉되는 엔드 캡을 구비한다.

상기 윤활 유연 관은 중심부분에 구멍이 형성되고 상기 구멍 안에 상기 체인과 윤활유가 포함되는 인너 쉬드, 상기 인너 쉬드를 감싸는 외장 피복, 상기 외장 피복를 감싸는 외장 와이어 부재, 및 상기 외장 와이어 부재를 감싸는 아웃터 시드를 구비한다.

상기 인너 쉬드는 윤활유를 시일하는 층이고, 상기 외장 피복은 상기 윤활 유연 관의 형상을 유지하는 층이다.

상기 외장 와이어 부재는 상기 윤활 유연 관의 길이방향을 하중을 지지하는 층이고, 상기 외장 와이어 부재는 다수의 와이어가 상기 외장 피복 외주 면을 따라 배치되는 층이며, 상기 아웃터 시드는 상기 외장 와이어 부재를 지지하는 층이다.

본 발명에 따른 해상구조물의 무어링 라인 체인 굽힘 모멘트 저감구조는 선체가 정 위치에 놓이도록 해저 면에 고정되는 앵커, 상기 앵커를 지지하는 체인, 상기 선체에 연결되는 체인, 및 상기 체인을 서로 연결하는 로프로 구성되는 무어링 라인의 굽힘 모멘트 저감구조로서, 상기 무어링 라인의 체인을 둘러싸는 위치에 윤활 유연 관이 배치되고, 상기 윤활 유연 관 내부에 윤활유가 포함되며, 상기 윤활 유연 관 내부의 윤활유를 밀봉하기 위하여 상기 윤활 유연 관의 끝단에 엔드 캡이 밀봉된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 체인 둘레에 윤활 유연 관이 감싸며, 그 윤활 유연 관 내부에 윤활유가 포함됨으로써, 체인과 체인 사이의 마찰을 줄일 수 있어 체인에 발생하는 굽힘 모멘트를 줄일 수 있으며, 이로 인해 체인의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 체인이 파괴되는 가능성을 현저히 감소시켜 계류 시스템의 안정성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 무어링 라인을 보인 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 무어링 라인의 윤활 유연 관을 보인 분리 사시도
도 3은 도 2의 횡단면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 무어링 라인의 굽힘 모멘트 저감구조를 보인 도면

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 무어링 라인 및 그 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 무어링 라인을 보인 도면, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 무어링 라인의 윤활 유연 관을 보인 분리 사시도, 도 3은 도 2의 횡단면도 그리고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 무어링 라인의 굽힘 모멘트 저감구조를 보인 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 무어링 라인(10)은 해양구조물 혹은 선체(1)가 정 위치에 놓이거나 고정되도록 해저 면에 고정되는 앵커(11), 상기 앵커(11)를 지지하는 체인(12), 상기 선체(1)에 연결되는 체인(13), 및 상기 체인(12)(13)을 서로 연결하는 로프(14)를 포함한다.

상기 체인(12)(13) 둘레를 감싸는 위치에는 윤활 유연 관(100)이 설치되며, 윤활 유연 관(100) 내부에는 윤활유가 포함된다. 그리고 상기 윤활 유연 관(100) 내부의 윤활유를 밀봉하기 위하여 상기 윤활 유연 관(100)의 양 끝단에 엔드 캡(C)이 밀봉된다.

본 발명에 따른 해상구조물의 무어링 라인 체인 굽힘 모멘트 저감구조는 상기 무어링 라인(10)의 체인(12)(13)을 둘러싸는 위치에 윤활 유연 관(100)이 배치되고, 상기 윤활 유연 관(100) 내부에 윤활유가 포함되며, 상기 윤활 유연 관(100) 내부의 윤활유를 밀봉하기 위하여 상기 윤활 유연 관(100)의 끝단에 엔드 캡(C)이 밀봉되는 구조이다.

상기 윤활 유연 관(100)은 윤활유에 체인이 잠긴 구조로서, 무어링 라인의 일부분에 형성될 수도 있고, 무어링 라인의 앵커(11) 및 선체(1) 쪽 끝단 중 어느 하나 이상에 설치될 수 있다.

상기 윤활 유연 관(100)의 구조를 좀더 구체적으로 살펴보면, 인너 쉬드(Inner sheath)(110) 중심부분에 구멍(111)이 형성되고, 상기 구멍(111) 안에 상기 체인(12)(13)과 윤활유가 포함된다. 상기 인너 쉬드(110)를 감싸는 위치에는 외장 피복(Form armor)(120)이 형성된다.

상기 외장 피복(120)을 감싸는 위치에는 외장 와이어 부재(130)가 형성되고, 상기 외장 와이어 부재(130)를 감싸는 위치에는 아웃터 시드(Outer sheath)(140)가 형성된다.

상기 인너 쉬드(110)는 윤활유를 시일하는 층으로, 윤활유가 외장 피복(120) 쪽으로 새지 않도록 하는 역할을 한다.

상기 외장 피복(120)은 상기 윤활 유연 관(100)의 형상을 유지하는 층이고, 상기 외장 와이어 부재(130)는 상기 윤활 유연 관(100)의 길이방향을 하중을 지지하는 층이다.

상기 외장 와이어 부재(130)는 다수의 와이어(131)가 상기 외장 피복(120) 외주 면을 따라 길이방향으로 배치되는 구조이다.

상기 아웃터 시드(140)는 상기 외장 와이어 부재(130)를 지지하는 층으로 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 무어링 라인 및 그 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조에 있어서는 체인(12)(13) 둘레에 윤활 유연 관(100)이 감싸며, 그 윤활 유연 관(100) 내부에 윤활유가 포함됨으로써, 체인과 체인 사이의 마찰을 줄일 수 있어 체인에 발생하는 굽힘 모멘트를 줄일 수 있으며, 이로 인해 체인의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 체인이 파괴되는 가능성을 현저히 감소시켜 계류 시스템의 안정성을 높일 수 있다.

본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 무어링 라인
11: 앵커
12,13: 체인
14: 로프
100: 윤활 유연 관
110: 인너 쉬드
111: 구멍
120: 외장 피복(Form armor)
130: 외장 와이어 부재
140: 아웃터 시드(Outer sheath)
C: 엔드 캡

Claims (15)

1. 선체(1)가 정 위치에 놓이도록 해저 면에 고정되는 앵커(11), 상기 앵커(11)를 지지하는 체인(12), 상기 선체(1)에 연결되는 체인(13), 및 상기 체인(12)(13)을 서로 연결하는 로프(14)로 구성되는 해양구조물의 무어링 라인(10)에 있어서,
   상기 체인(12)(13) 둘레를 감싸며, 내부에 윤활유가 포함되는 윤활 유연 관(100); 및
   상기 윤활 유연 관(100) 내부의 윤활유를 밀봉하기 위하여 상기 윤활 유연 관(100)의 끝단에 밀봉되는 엔드 캡(C);을 포함하는 해양구조물의 무어링 라인.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 윤활 유연 관(100)은
   중심부분에 구멍(111)이 형성되고, 상기 구멍(111) 안에는 상기 체인(12)(13)과 윤활유가 포함되는 인너 쉬드(110);
   상기 인너 쉬드(110)를 감싸는 외장 피복(120);
   상기 외장 피복(120)을 감싸는 외장 와이어 부재(130); 및
   상기 외장 와이어 부재(130)를 감싸는 아웃터 시드(140);를 포함하는 해양구조물의 무어링 라인.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 인너 쉬드(110)는 윤활유를 시일하는 층인 것을 특징을 하는 해양구조물의 무어링 라인.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 외장 피복(120)은 상기 윤활 유연 관(100)의 형상을 유지하는 층인 것을 특징으로 하는 해양구조물의 무어링 라인.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 외장 와이어 부재(130)는 상기 윤활 유연 관(100)의 길이방향 하중을 지지하는 층인 것을 특징을 하는 해양구조물의 무어링 라인.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 외장 와이어 부재(130)는 다수의 와이어(131)가 상기 외장 피복(120) 외주 면을 따라 배치되는 층인 것을 특징으로 하는 해양구조물의 무어링 라인.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 아웃터 시드(140)는 상기 외장 와이어 부재(130)를 지지하는 층인 것을 특징으로 하는 해양구조물의 무어링 라인.
8. 윤활유에 잠긴 체인(12)(13)으로 구성되는 윤활 유연 관(100)으로 형성되는 무어링 라인.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 윤활 유연 관(100)은 무어링 라인(10)의 일부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 무어링 라인.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 윤활 유연 관(100)은 무어링 라인(10)의 앵커(11) 및 선체(1) 쪽 끝단 중 어느 하나 이상에 설치되는 것을 특징으로 하는 무어링 라인.
11. 선체(1)가 정 위치에 놓이도록 해저 면에 고정되는 앵커(11), 상기 앵커(11)를 지지하는 체인(12), 상기 선체(1)에 연결되는 체인(13), 및 상기 체인(12)(13)을 서로 연결하는 로프(14)로 구성되는 무어링 라인(10)의 굽힘 모멘트 저감구조에 있어서,
    상기 무어링 라인(10)의 체인(12)(13)을 둘러싸는 위치에 윤활 유연 관(100)이 배치되고, 상기 윤활 유연 관(100) 내부에 윤활유가 포함되며, 상기 윤활 유연 관(100) 내부의 윤활유를 밀봉하기 위하여 상기 윤활 유연 관(100)의 끝단에 엔드 캡(C)이 밀봉되는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 윤활 유연 관(100)은
    중심부분에 구멍(111)이 형성되고, 상기 구멍(111) 안에는 상기 체인(12)(13)과 윤활유가 포함되는 인너 쉬드(110);
    상기 인너 쉬드(110)를 감싸는 외장 피복(120);
    상기 외장 피복(120)을 감싸는 외장 와이어 부재(130); 및
    상기 외장 와이어 부재(130)를 감싸는 아웃터 시드(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 윤활 유연 관(100)은 윤활유에 체인(12)(13)이 잠긴 구조인 것을 특징으로 하는 해양구조물의 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조.
14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윤활 유연 관(100)은 무어링 라인(10)의 일부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조.
15. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윤활 유연 관(100)은 무어링 라인(10)의 앵커(11) 및 선체(1) 쪽 끝단 중 어느 하나 이상에 설치되는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 무어링 라인 체인의 굽힘 모멘트 저감구조.

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