KR102050614B1 - 선박의 라인들을 작동시키기 위한 견인 시스템 - Google Patents

Abstract

라인들(18), 특히 선박(1)의 무어링 라인들 및/또는 라이저 라인들을 작동시키기 위한 견인 시스템(11; 60)은 선박(1)의 적어도 두 개의 측들을 따라 분포되고 개별적인 작동 라인들(18)에 의해 맞물리는 적어도 두 개의 워크스테이션들(26)을 포함한다. 견인 시스템(11; 60)은 메인 견인 디바이스(14; 15, 17; 15A, 17), 상기 메인 견인 디바이스(14; 15, 17)에 연결된 듀티 라인(28)을 구비하는 전달 디바이스(36), 및 개별적인 작동 라인(18)에 부착을 위해 각각의 워크스테이션(26)에 듀티 라인(18)을 선택적으로 안내하기 위한 적어도 하나의 가이드 부재(24)를 포함한다. 무어링 라인들을 잡아 당기고 및/또는 듀티 라인의 부분들을 저장하기 위해 라인 저장 공간(22; 42, 44)이 제공되고, 메인 견인 디바이스, 전달 디바이스 및 라인 저장 공간은 부유식 생산 유닛의 일 측 가까이에 또는 일 측에 함께 위치된다.

Description

선박의 라인들을 작동시키기 위한 견인 시스템{TRACTION SYSTEM FOR OPERATING LINES OF A VESSEL}

본 발명은 선박의 라인들을 작동시키기 위한 견인 시스템에 관한 것이다. 추가적으로, 본 발명은 그러한 견인 시스템을 위한 방법에 관한 것이다.

부유식 저장 하역(FSO) 또는 부유식 원유생산 저장 하역(FPSO) 선박들과 같은 선박들 또는 일반적으로 부유식 해양 유닛들(floating offshore units)을 위한 무어링 시스템들(mooring systems)은 종래 기술의 보급으로부터 알려져 있다.

WO2010084420에는 특히 FPSO 선박의 무어링(mooring) 라인 내 기능 라인(function line)을 텐션하기(tensioning) 위한 시스템 및 방법에 대하여 개시된다. 작동 라인, 특히 무어링 라인을 위한 견인 방법은 다음의 단계들을 포함한다: 워크스테이션에서 도르래(sheave)를 통해 나아가는 메인 케이블의 소켓에 작동 라인의 말단 체인 부분(end chain portion)을 부착하는 단계; 도르래까지 메인 케이블의 소켓을 가져오기 위해, 윈치(winch)를 이용하여, 메인 케이블을 감아 올리는(reeling in) 단계; 체인 스토퍼(chain stopper)로 작동 라인을 고정하는 단계; 메인 케이블에 대한 당김(pull)을 감소시키기 위해 체인 스토퍼에 더 가까이 도르래를 이동시키고 메인 케이블을 느슨하게 하는 단계; 도르래를 통해 메인 케이블의 소켓을 나아가게 하기 위해 메인 케이블을 감아 올리고, -일단 메일 케이블의 소켓이 도르래를 통해 나아가면, 체인 스토퍼로부터 작동 라인을 해제시키는 단계, 및 윈치에 의해, 메인 케이블 및 그것에 연결된 작동 라인을 감아 올리는 단계.

WO2004050470에는 윈들러스 와일드캣(windlass wildcat) 뒤에 및 위에 장착된 와이어 로프 타입 윈치와 일체로 되는 수평 샤프트 타입 윈들러스 와일드캣을 제공하는 무어링 윈들러스/윈치 시스템이 개시된다. 결합된 윈들러스/윈치는 원형 기반(circular foundation) 상에 장착되어 윈들러스가 윈들러스 체인 로커(chain locker)의 중심선에 대해 수평 평면 내에서 회전하게 한다. 수평 평면으로 윈들러스 및 윈치가 향하게 하는 능력은 단일의 윈들러스가 많은 무어링 체인들을 다루게 한다.

도 1에서 도시된 것과 같이, 무어링 시스템(10)은 종래 기술로부터 (유압) 파워 유닛(power unit; 12), 체인 핸들러(chain handler; 14) 및 많은 턴-다운 도르래들(turn-down sheaves; 16)을 포함하는 것으로 알려져 있다. 턴-다운 도르래들(16)은 예를 들어 FPSO 같은 선박(1)의 일 측에 배치된다. 파워 유닛(12)은 체인 핸들러(14)에 전력을 공급하도록 배치되고, 개별적인 무어링 레그들(mooring legs) 또는 체인들(18)을 당기거나 풀어줄 수 있다. 무어링 레그들(18)은 체인 핸들러(14)로부터 각각의 턴-다운 도르래들(16) 위로 나아간다. 체인 핸들러(14)는 FPSO의 중심선(2)을 향해 그리고 턴-다운 도르래들(16)로부터 멀리 고정된 위치에 있고, 이러한 식으로 각각의 무어링 레그는 체인 핸들러와 다른 각도(β) 하에 있는다. 다른 각도들에 의해, 각각의 무어링 레그(18)에 대한 당김 특성들이 다르게 되고, 체인 핸들러(14)를 위한 비교적 넓은 전력 범위를 필요로 한다.

본 발명의 목적은 종래 기술로부터의 단점을 극복하는 것이다.

청구항 제1항에 정의된 견인 시스템에 의해 목적이 성취된다. 바람직한 실시예들은 종속항들에 의해 추가적으로 정의된다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

본 발명은 본 발명의 예시적인 실시예들이 도시된 도면들을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명된다. 본 발명의 진정한 사상으로부터 벗어나지 않고 실시하기 위해 본 발명의 다른 대안 및 균등한 실시예들이 고안될 수 있고 축소될 수 있다는 것은 통상의 기술자들에 의해 인식될 수 있으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 제한된다.
도 1은 종래 기술에 따른 견인 시스템을 구비하는 FPSO 선박의 데크(deck) 부분의 레이아웃을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 견인 시스템을 구비하는 FPSO 선박의 데크 부분의 레이아웃을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 견인 시스템을 구비하는 FPSO 선박의 데크 부분의 레이아웃을 도시한다.
도 4는 페어리드들(fairleads) 상에서 이동 가능한 체인 잭 스키드(chain jack skid)를 포함하는 실시예에 따른 견인 시스템의 평면도를 도시한다.
도 5는 페어리드들 상에서 이동 가능한 체인 잭 스키드를 포함하는 실시예에 따른 견인 시스템의 측단면도를 도시한다.
도 6은 추가적인 실시예에 따른 견인 시스템의 측단면도를 도시한다.
도 7은 결합된 페어리드들 및 체인 잭 스키드를 구비하는 모듈을 포함하는 실시예에 따른 견인 시스템의 전방 단면도를 도시한다.
도 8은 선박의 일 측으로부터 돌출하는 외부 체인 로커(external chain locker)의 단면도를 도시한다.
도 9는 수평으로 작용하는 체인 잭 스키드 시스템의 측면도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 견인 시스템을 사시도로 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 견인 시스템의 측면도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 견인 시스템의 단면도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 견인 시스템의 평면도를 도시한다.
도 14는 본 발명에 따른 견인 시스템을 위한 체인 잭 시스템을 도시한다.

본 발명은 선박을 위한 견인 시스템에 관한 것이다. 그러한 선박은 부유식 원유생산 저장 하역 유닛(FPSO)일 수 있으나, 또한 부유식 해양 유닛 또는 부유식 생산 유닛(FPU) 또는 부유식 저작 하역 유닛(FSO)과 연관될 수 있다. 본 발명의 범위에 대하여 제한 없이, 부유식 해양 유닛(floating offshore unit)은 또한 시추선들(drilling vessels), 반-잠수식(semi-subs), SPARS, FSRU's, Otec 시스템들, 부유식 발전소들, 부유식 호텔들(floating hotels)을 포함할 수 있다.

보급된 무어된(moored) FPSO 데크 공간은 모든 종류의 처리 유닛들을 구비하는 밀집 영역이다. 일반적으로 데크 상에서 도르래들을 통해 잡아 당기거나(hauling in) 풀어주는(paying out) 작동들을 위한 (라이저들(risers) 같은) 생산 라인들 및 무어링 라인들에 연결된 텐션된 케이블들(tensioned cables) 및 윈치들을 위한 공간이 없다.

FPSO 같은 부유식 해양 유닛에는 적어도 하나의, 바람직하게 네 개의 본 발명에 따른 견인 시스템들이 제공된다. FPSO에는 예를 들어 네 개의 무어링 텐셔닝 시스템들(mooring tensioning systems)(또는 견인 시스템들)이 제공되고 그것들은 FPSO의 네 개의 무어링 포치들(mooring porches) 중 하나 상에 위치된다. 선박의 각각의 코너에는 하나의 포치가 있을 수 있다: 좌현-선미(Port-Aft), 좌현-선수(Port-Fore), 우현-선미(Starboard-aft), 우현-선수(Starboard-Fore). 무어링 텐셔닝(mooring tensioning) 또는 견인 시스템들은 작동하면서 FPSO의 모션들 및 환경 조건들에 영향을 받기 쉽다.

또한, FPSO의 무어링 작동 동안, 견인 시스템은 외부 무어링 레그 체인들과 연결하는 것에 의해 무어링 레그들의 텐셔닝을 제공한다. 일반적으로, 각각의 무어링 레그 체인은 견인 시스템 내에 배치된 설치 체인(installation chain) 같은 듀티 라인(duty line)에 결합된다. 각각의 무어링 레그는 해수면으로부터 페어리드를 통해 위로 선박의 데크 레벨로 나아간다. 이어서, 견인 시스템은 무어링 레그 체인을 텐션시키고 그것을 선박의 측면 상의 고정된 위치로 가져온다. 결과적으로, 듀티 라인은 잡아 당겨지도록(haul-in) 옮겨지고 다음 무어링 레그 체인을 텐션시킨다.

그러므로 FPSO에는 견인 시스템이 제공되고, 견인 시스템은 부유식 생산 유닛의 일 측 가까이에 또는 일 측에 함께 모두 위치되는 전달 디바이스, 메인 견인 또는 텐셔닝 디바이스, 듀티 라인 및/또는 잡아 당겨진 무어링 라인들의 일부를 저장하기 위한 로커 공간(locker space)을 포함한다.

메인 견인 디바이스가 작동 시에 연결되는 워크스테이션 및 로커 공간 사이에 위치되고 메인 견인 디바이스 및/또는 가이드 부재가 선박의 일 측을 따라 위치된 트랙 상에서 이동 가능한 것이 바람직하다. 견인 시스템은 무어링 라인을 각각 수용하고 유지할 수 있는 적어도 두 개의 페어리드들(fairleads)을 포함하는 워크스테이션 상에서 트랙 또는 레일들 상에서 이동 가능하다. 바람직하게, 로커 공간은 부유식 생산 선박의 일 측에서 확장 부분(extension)이다. 게다가 메인 견인 디바이스, 워크스테이션 및 로커 공간은 하나의 모듈 내에 결합될 수 있어, 부유식 생산 유닛 안으로 그것의 빠른 통합을 촉진할 수 있다.

일 실시예에서, 견인 시스템의 모듈은 선박의 데크에 고정되고 선박의 데크 상에 장착되도록 배치된다. 바람직하게, 모듈은 선박 상에 장착되고 위치된 완성된 상태(completion) 후에 조립될 수 있다.

도 3-14를 참조하여 견인 시스템의 구성요소들이 상세히 설명될 것이다.

도 2는 선박 데크(vessel deck; 1) 상의 견인 시스템(traction system; 11)의 평면도를 도시하고, 견인 시스템은 체인 로커 공간(chain locker space; 22), 견인 디바이스(traction device; 14), 안내 요소(guiding element; 24), 네 개의 턴-다운 도르래들(turn-down sheaves; 16)을 구비하는 워크스테이션(workstation; 26)을 포함한다. 체인 로커 공간, 견인 디바이스, 가이드 도르래 안내 요소(guide sheave guiding element)는 워크스테이션(26)에 근접한, 선박(1)의 한쪽에 함께 그룹으로 된다. 각각의 턴-다운 도르래(16)는 (도시되지 않은) 페어리드(fairlead; 38)의 상부 개구 단부(upper opening end; 40)로부터 견인 디바이스(14)로 무어링 레그 체인(18)을 안내하도록 구성된다. 턴-다운 도르래들(16) 상에서 무어링 레그 체인들은 각각 듀티 라인(28)(설치 체인)에 연결할 수 있다. 듀티 라인(28)은 체인 로커 공간(22) 안으로 견인 디바이스(14) 및 가이드 도르래 안내 요소(24)를 따라 연장하고 있다. 일 실시예에서, 견인 디바이스(14)는 체인 텐셔너(chain tensioner; 15)이며, 이하에서 보다 상세히 설명된다.

안내 요소(24)는 원형 요소이고 매번 개별적인 방향 각도(β) 하에서, 각각의 턴-다운 도르래들(16) 상에서 듀티 라인(28)을 안내하게 한다.

견인 디바이스(14)는 스키딩 유닛(skidding unit; 32)을 위한 레일 트랙(rail track; 30)을 더 포함한다. 레일 트랙(30)은 도르래들(16)에 대해 실질적으로 평행하게 워크스테이션(16)으로 나아간다. 가이드 도르래 안내 요소(24)는 스키딩 유닛(32) 상에 배치되고 선택된 턴-다운 도르래(16)에 대해 위치되도록 트랙을 따라 이동할 수 있다(34). 이러한 방식으로, 그것의 개별적인 턴-다운 도르래 상에서 각각의 무어링 레그 체인을 위한 방향 각도는 실질적으로 동일하다.

도 3은 일 실시예에 따른 견인 시스템(11)의 평면도이다. 견인 시스템은 체인 로커 공간(22), 견인 디바이스(14), 안내 요소(24), 레일 트랙(30), 스키딩 유닛(32) 및 예를 들어 네 개의 턴-다운 도르래들(16)을 구비하는 워크스테이션(26)을 포함한다. 체인 로커 공간, 견인 디바이스, 가이드 도르래 안내 요소는 워크스테이션(26)에 근접한, FPSO의 한쪽에 함께 그룹으로 된다. 레일 트랙(30)은 도르래들(16)에 대해 실질적으로 평행하게 워크스테이션(26)으로 나아간다. 견인 디바이스(14)는 스키딩 유닛(32) 상에 배치되고 선택된 턴-다운 도르래에 대해 대응하는 동일한 위치 및 방향으로 위치되도록 트랙을 따라 이동될 수 있다(34). 각각의 선택된 턴-다운 도르래에서, 무어링 레그 체인의 방향 각도는 실질적으로 동일하다.

체인 로커 공간(22)의 측면에서, 견인 시스템(11)은 추가적으로 체인 로커 공간(22)으로부터 및 체인 로커 공간(22)으로 듀티 라인 또는 체인(18; 28)을 전달하기 위한 전달 디바이스(transmission device; 36)를 포함한다. 일 실시예에서, 전달 디바이스(36)는 전동 체인 휠(motorized chain wheel)일 수 있고, 또한 전동 체인 휠(36) 및 견인 디바이스(14) 사이에서 체인(18)에 대해 프리-텐션(pre-tension)을 유지하도록 선택권을 제공한다.

도 4 및 5는 일 실시예에 따른 견인 시스템의 평면도와 측면도를 각각 도시한다. 견인 시스템은 체인 로커 공간(22), 견인 디바이스(14), 안내 요소(24), 레일 트랙(30), 스키딩 유닛(32), 전달 디바이스(36) 및 예를 들어 여섯 개의 페어리드들(38)을 구비하는 워크스테이션(26)을 포함한다. 이 실시예에서, 레일 트랙(30)은 페어리드들(38)의 상단 개구들(40) 상에 및 상단 개구들(40)에 평행하게 나아간다. 전용 턴-다운 도르래들을 이용하는 대신에, 견인 디바이스(14)는 체인 텐셔서(15) 및 체인 안내 요소 같은 비-구동되는 체인 휠(17)의 배치이고, 그 배치는 스키딩 유닛(32) 상에 장착되고 스키딩 유닛의 레일 트랙(30)을 따라 이동될 수 있다(34). 견인 디바이스(14)는 선택된 페어리드(38) 상에 위치되도록 구성되어 비-구동되는 체인 휠(17)이 체인 텐셔너(15)로부터 선택된 페어리드(38)의 상단 개구(40) 안으로 체인(18)을 안내할 수 있다.

체인 로커 공간(22)의 측면에서 견인 시스템은 추가적으로 체인 로커 공간(22)으로부터 그리고 체인 로커 공간(22)으로 듀티 라인 또는 체인을 전달하기 위한 전달 디바이스(36)를 포함한다. 일 실시예에서, 전달 디바이스는 전동 체인 휠(36)일 수 있고, 또한 전동 체인 휠(36) 및 견인 디바이스(14) 사이에서 프리-텐션을 유지하도록 선택권을 제공한다.

이 실시예에서, 체인 로커 공간(22), 전동 체인 휠(36), 체인 텐셔너(15) 및 페어리드들 상단 개구들(40)은 바람직하게 서로 직렬로 되어 견인 시스템에 대한 측력(lateral forces)을 감소시킨다.

도 5는 본 발명에 따른 견인 시스템(체인 텐셔닝 시스템)의 일반적인 배치의 측면도를 도시한다. 이 실시예에서, 견인 시스템은 페어리드들(38) 상에서 이동 가능한(34) 체인 잭 스키드(15, 32)를 포함한다. 또한 체인 로커 공간(22)으로부터 체인(18)을 오버-보드(over-boarding)할 때 전동 체인 휠(36)에 대한 위치를 도시한다.

도 6은 추가적인 실시예에 따른 도 6의 견인 시스템의 측면도를 도시한다.

이 실시예에서 견인 시스템은 택일적으로 또는 추가적으로 레일 트랙(30)과 함께 직렬 방향으로 (만약 존재한다면 체인 로커(22)에 인접한) 견인 시스템의 외부 단부(23)에 배치된 발코니(balcony; 42)를 포함한다. 발코니(42)는 물(50) 위에서 선박의 헐(hull) 외부에 위치된다.

레일 트랙(30)은 발코니(42)의 적어도 일부 상에서 그리고 체인 로커(22) 상에서 연장된다. 전동 체인 휠(36)은 레일 트랙(30) 상에서 이동 가능하게 장착되어 발코니(42)의 적어도 일부 상에서 위치될 수 있다. 발코니에는 하나 또는 그 이상의 루프 내에 체인(18)의 단부에 부착하고 부착된 체인을 행 오프하기(hanging off) 위한 수단(44)이 제공된다. 이러한 방식으로, 체인(18)은 발코니로부터 물 안으로 또는 물 위로 행-오프(hang-off)될 수 있다.

발코니 상에 체인을 저장하는 것에 의해, 발코니는 체인 로커 공간과 균등하다. 일 실시예에서, 체인 로커 공간은 생략되고 오직 발코니만으로 교체될 수 있다.

도 7은 페어리드들(38) 중 하나를 통해 체인 텐셔너(15)로부터 나아가는 체인(18)을 구비하는 견인 시스템(11)의 단면도를 도시한다. 일 실시예에서, 체인 잭 스키드(15) 및 페어리드들(38)은 선박의 헐(48)에 부착된 모듈(46) 내에 결합된다.

도 8은 선박의 헐(48) 외부에 있는 체인 로커(22)의 단면도를 도시한다.

도 9는 레일 트랙(30) 상에서 스키딩 유닛(32) 상에 비-구동되는 체인 휠(17) 및 체인 텐셔너(15)의 배치의 개략적인 측면도를 도시한다.

스키딩 유닛(32)은 선택된 페어리드(38)에 대해 배치(14; 15, 17)를 위치시킨다. 체인 텐셔너(15)는 수평으로 작용하는 체인 잭 같이 배치되고, 항해 단부(sea-going end)에서 비-구동되는 체인 휠(17)에 결합된다. 체인 휠(17)은 체인 휠(17)이 위치되는 페어리드(38) 안으로 체인(18)을 안내한다.

도 10-13은 개별적으로 본 발명의 실시예에 따른 견인 시스템을 사시도, 측면도, 단면도 및 평면도로 도시한다.

이 실시예에서, 견인 시스템(60)은 워크스테이션(26) 상에 선박(1)의 일 측에 장착된 모듈식 구조이다. 모듈식 구조(60)는 체인 로커 공간(22), 견인 디바이스(14), 안내 요소(24), 레일 트랙(30), 스키딩 유닛(32), 전달 디바이스(36) 및 복수 개의 지지 빔들(62)을 포함한다. 임의적으로, 체인 로커(22)는 보다 상세히 전술된 것과 같이 행-오프 발코니(hang-off balcony; 42)를 포함하거나 행-오프 발코니(42)로 교체될 수 있다.

모듈식 구조(60)에 의해, 견인 시스템은 조립되고 무어링 레그 체인들(18)을 다루는 워크스테이션(26) 가까이에서 선박의 데크 상에 완성된 형태로 장착될 수 있다. 더욱이, 페어리드들(38) 상에 모듈식 구조(60)를 위치시키는 것에 의해 견인 시스템에 의해 차지되는 선박(1) 상의 영역이 최소화될 수 있다.

모듈식 구조(60)에서 복수 개의 지지 빔들(62)은 중간 공간들에 의해 분리되고 서로에 대해 평행하게 배치된다. 레일 트랙(30)은 레일 트랙의 길이에 대해 수직하게 나아가는 평행하는 지지 빔들(62) 상에 장착된다. 게다가 지지 빔들(62)은 레일 트랙의 일 측 상에서 그것들의 자유단들(free ends; 64)을 구비하여 연장하도록 배치된다. 레일 트랙(30)의 레일들 사이에서 개구들(40)은 워크스테이션(26) 내 페어리드들(38)을 위해 배치된다. 레일 트랙(30)의 일단에서 체인 로커(22)가 위치되고, 레일 트랙(30)은 체인 로커(22)의 상부 상에서 연장한다. 행-오프 발코니(42)가 모듈식 구조(60) 상에 장착되는 경우에, 레일 트랙(30)은 발코니 영역의 적어도 일부 상에서 연장하도록 구성된다. 레일 트랙(30) 상에서 전동 체인 휠(36)은 체인 로커(22) 개구(23) 또는 발코니 영역(42) 중 어느 하나 상에 위치된다. 바람직하게, 전동 체인 휠(36)은 레일 트랙(30)을 따라 이동될 수 있는 추가적인 스키딩 유닛 상에 장착된다.

이 실시예에서, 견인 디바이스(14)는 도 4-6을 참조하여 전술된 것과 같이 체인 안내 요소로서 수평으로 작용하는 체인 텐셔너(15) 및 비-구동되는 체인 휠(17)의 배치일 수 있다. 그 대신에, 견인 디바이스(14)는 도 10-13에 도시된 바와 같이 수직으로 작용하는 체인 텐셔너(15A) 및 비-구동되는 체인 휠(17)의 조합을 포함한다.

추가적인 실시예에서, 견인 시스템은 전동 체인 휠(36)에 반대되는 레일 트랙(30)의 단부에 보조 윈치(auxiliary winch; 66)를 포함한다. 보조 윈치(66)의 기능들은 이하에서 상세히 설명된다.

도 12 및 13은 견인 시스템(60)의 단면도 및 평면도를 도시하고, 지지 빔들(62)의 자유단들(64)은 예를 들어 용접에 의해, 선박의 데크(1)에 장착된다. 견인 디바이스(14), 체인 휠들(17, 36), 체인 로커(22) 및/또는 행-오프 발코니(42)를 유지하는 레일 트랙(30)은 물(50) 위에서 선박의 헐(48) 외부에 연장하고 있다.

도 14는 체인 잭 스키드 시스템(chain jack skid system; 15)의 측면도를 도시한다. 체인 잭 스키드 시스템(15)은 하부 래칫(lower ratchet; 152)을 구비하는 체인 잭 베이스 프레임(chain jack base frame; 151) 및 상부 래칫(upper ratchet; 154)을 구비하는 리프팅 프레임(lifting frame; 153)을 포함한다. 리프팅 프레임(153)과 베이스 프레임(151)을 결합시키는 평행하는 유압 액츄에이터들(155)에 의해, 리프팅 프레임은 베이스 프레임에 대해 이동할 수 있다. 하부 및 상부 래칫들(152, 154)의 협조되는 개방과 폐쇄 및 이동에 의해 체인(미도시)은 체인 잭 스키드 시스템에 의해 당겨지거나 풀릴 수 있다.

이하에서, 견인 시스템의 구성요소들의 추가적인 설명이 제공된다.

구성요소들

*유압 파워 유닛들( Hydraulic Power Units )

FPSO 상에는 또한 완성된 텐셔닝 시스템들의 장비를 작동시키기 위한 두 개의 전기로 작동되는 유압 파워 유닛들(HPU's)이 제공된다. 설치 기간 후에, 텐셔닝 시스템들이 더 이상 작동되지 않을 때, HPU's은 호스 릴들(hose reels)과 같은 다른 장비에 전력을 공급하도록 사용될 수 있다. 그러므로, 이러한 작동들은 동시에 일어나지 않는다.

설치 기간 동안, 전력을 소비하는 것들(power consumers)은 선박 상의 Aft & Fore, PS & SB 상에 위치된 네 개의 무어링 텐셔닝 시스템들을 포함하고, 그것들은 그것들 자체의 로컬 컨트롤 패널들(local control panels)에 의해 제어된다.

하나의 HPU는 선수(forward) PS 및 SB 시스템들의 작동을 위해 FPSO의 선수에 위치될 것이고, 다른 HPU는 선미 PS(aft) 및 SB 시스템들의 작동을 위해 FPSO의 선미에 위치될 것이다.

HPU와 전력 소비하는 것들 사이의 최대 거리는 90m이다. 각각의 무어링 텐셔닝 시스템 내 전력을 소비하는 것들은 (최소한) 다음과 같다: 체인 텐셔너, 전동 체인 휠, 스키딩 시스템 및 보조 윈치.

세 개의 별개의 무어링 텐셔닝 작동 경우들은 각각의 HPU에 대해 구별된다. 각각의 HPU는 한 번에 두 개의 연결된 체인 텐셔너 시스템들 중 하나를 작동시킨다. 모든 모션들은 그것들의 최대 특정 부하들 및 속도들에서 작동되게 할 수 있다.

- 체인 텐셔닝 작동들(Chain tensioning operations): 체인 로커 안에 체인을 덤핑(dumping)하고, (체인 펼침을 위해 전동 체인 휠을 위치시키면서) 체인 텐셔너와 전동 체인 휠과 스키딩 유닛을 작동시킴.

- 재위치 작동들(Relocation operations): (비-작동하는) 체인 텐셔너를 재위치시키기 위해 스키딩 유닛을 작동시킴.

- 로커로부터 체인 오버보딩(Chain overboarding from the locker): 전동 체인 휠을 이동시키기 위해 보조 윈치, 전동 체인 휠 및 스키딩 유닛을 작동시킴.

* 체인 텐셔너

체인 텐셔너(견인) 시스템은 무어링 체인들을 다루고 텐션하도록 설계된다.

텐셔너 스트로크(tensioner stroke)는 바람직하게 수평하나 또한 수직일 수 있다. (체인 텐셔너 스키드 내에 통합된) 비-구동되는 체인 휠을 통해, 체인은 수직하게 낮춰질 것이다.

체인 텐셔너 스키드는 초기 무어링 체인 설치 및 (재)텐셔닝 작동들 동안 사용된다. 체인 텐셔너는 스톨 당김 등급(stall pull rating)까지 부하된 체인을 당기고 풀 수 있다. 체인 텐셔너는 실린더 사이클 당 두 개의 체인 링크들을 리프트한다. 상부 및 하부 래칫들은 오직 "수평" 방향으로 있는 링크들을 유지하고, 수직 링크들은 관통하여 미끄러질 수 있다.

체인 텐셔너 구성요소들은 레일 상에서 나아가는 스키드 위에 장착된다. 레일은 (바람직하게) 기반 상부 플랜지(foundation top flange) 위에 용접된다.

체인 텐셔너는 일반적으로 하나의 무어링 레그로부터 다음 것으로 재위치시키기 위해, 스키딩 유닛에 의해 이동 가능하다. 체인 텐셔너의 바람직한 수평 방향에 의해, 충분한 가이드들이 체인 텐셔너 내에, 모든 래칫 엔트리들과 직렬로, 래칫들 안에 체인을 바람직하게 안내하기 위해, 통합되어야 한다.

체인은 비-구동되는 체인 휠을 통해 수직으로부터 수평 방향으로 안내된다.

도 14는 잭킹 실린더들(jacking cylinders), 리프팅 프레임 및 체인 래칫들을 도시한다. 체인 텐셔너 시스템의 요구되는 최소 유효 실린더 스트로크(minimum effective cylinder stroke)는 예를 들어 두 개의 체인 링크들이다. 잭의 스트로크는 개방된 체인 래칫들(opening chain ratchets)이 적절한 링크 상에 맞물리고 폐쇄할 수 있는 것을 담보하도록 추가를 포함한다. 유압 시스템은 두 개의 잭킹 실린더들 사이에 균등하게 부하를 분포시킨다.

잭킹 실린더들은 바람직하게 수평하게 위치되므로, 그것들은 또한 실린더들의 완전한 연장(full extension)에서 유발될 때, 상부 래칫과 체인 가선(chain catenary)의 자중(dead weights)으로부터 측면(수직) 부하들을 유지하도록 설계된다. 체인 텐셔너는 실린더 스트로크의 방향과 체인 당김(pull-in) 속도를 제어하기 위해 작업자에 의해 사용되도록 플로우 컨트롤 디바이스(flow control device)를 포함한다.

리프팅 프레임은 실린더 로드들의 단부들에 장착되고 상부 래칫을 지지하도록 설계된다. 체인을 절단하기 않고 (위로) 리프팅 프레임으로부터 체인을 취할 수 있다.

수평 체인 텐셔너 시스템은 두 개의 체인 래칫들, "상부" 및 "하부"를 수용한다. 래칫들은 양쪽 모두 동일한 방향을 가져, 체인이 상부 방향으로 시스템으로부터 취해지고 리프트되게 한다.

래칫들은 동일한 작동 부하들을 위해 설계된다. 체인 래칫들의 기능은 핸드-오버-핸드 당김 시스템(hand-over-hand pulling system) 같이 왕복 체인 잭들을 구비하여 협력하여(in tandem) 작용하는 것이다. 디바이스는 체인을 제 위치에 유지하도록 설치되고 잭킹 실린더들은 위로 다음 스트로크를 위해 (아래로) 후퇴된다(정상 텐셔닝 모드(normal tensioning mode)). 체인의 해제(releasing)를 위해 동일하게 적용되며, 반대의 경우도 마찬가지이다.

체인 래칫들은 체인의 프로파일(profile)에 어울리도록 기계 가공되고 이중으로 작용하는 유압 실린더들(double acting hydraulic cylinders)에 의해 작동된다. 래칫들은 체인을 당기거나 낮출 때 자동적으로 개방하고 폐쇄한다.

각각의 래칫 실린더에는 래칫들의 개방/폐쇄를 제어하기 위해 체인 잭 상에 플로우 컨트롤 디바이스(flow control device)가 제공된다. 래칫들의 상부 및 하부 세트를 작동시키기 위한 유압 전력 공급은 메인 HPU 공급(main HPU supply)으로부터 획득된다.

평형 밸브(Counterbalance valve)(들) 또는 다른 안전 시스템들은 유압 압력의 손실에 의해, 래칫들의 개방하기 위해, 또는 잭킹 실린더들이 부하를 낮추는 것을 방지하기 위해 체인 잭 상에 제공된다.

로커를 향해 또는 로커로부터 체인을 당기거나 낮출 때, 체인은 수평 위치로 체인 텐셔너에 들어갈 것이다. 래칫들 내에 적절한 체인 정렬을 보증하기 위해, 체인은 지지 디바이스에 의해 안내된다. 또한 체인 텐셔너 안에, 두 개의 래칫들 사이에, 체인은 지지되어 체인들이 정확하게 위치된 채로 있는 것을 보증한다. 체인의 적절한 당김 및 낮춤을 보증하기 위해 전동 체인 휠에 의해 프리텐션(pretension)이 발생된다.

체인 텐셔너 시스템들의 프레임은 트랙 기반 상에 부하들을 균등하게 분포시키기 위해, 그리고 트랙 상에서 스키드하기 위해, 잭킹 실린더들, 하부 체인 래칫 및 체인 휠을 위한 베이스로서 기능한다. 스키딩 패드들(Skidding pads)은 프레임 아래에 장착된다.

체인 텐셔너가 스키드 트랙 상에 정확한 위치에 위치될 때, 레일 프로파일 안에 낮춰지도록, 프레임 상에 로킹 핀들(locking pins)의 적용에 의해 제 위치에 고정된다.

* 스키딩 시스템

스키딩 시스템은 자동화된 핸드 오버 핸드 푸쉬 및 풀 유닛(automatic hand over hand push and pull unit)으로 이루어진다. 그것에는 스키드 레일에 맞추도록 두 세트의 유압 레일 그리퍼들(hydraulic rail grippers) (한 세트는 클램프되고(clamped) 다른 세트는 이동함) 및 슬라이딩 패드들(sliding pads)이 구비된다. 체인 텐셔너 시스템에 그리고 전동 체인 휠에 연결하도록 양단에 (수동으로) 핀 연결부들(pinned connections)을 구비한다. 스키드 시스템은 두 개의 모션들을 작동할 수 있다:

- 체인 텐셔너: 체인 텐셔너 스키드 프레임이 (앞서 체인 로커를 제외하고) 하나의 무어링 체인 위치로부터 트랙의 전체 길이 상에 다음으로 스키드되게 할 수 있다. 푸쉬/풀 유닛은 오직 체인이 부하되지 않을 때 체인 텐셔너를 운송할 필요가 있다.

- 전동 체인 휠: 로커 내 체인을 분포되게 하기 위해, 전동 체인 휠 프레임이 체인 로커 상에서 길이방향으로 스키드되게 할 수 있다. 스키딩 동안 최대 수평 부하는 예를 들어 15톤이다.

체인 텐셔닝 시스템의 구성요소들은 스키딩 트랙 상에서 스키드될 수 있다. 이러한 트랙은 모든 텐셔닝 시스템의 구성요소들에 대해 하나의 연속적인 스키드 트랙을 형성하기 위한 것이다: 체인 텐셔너, 스키딩 유닛, 및 전동 체인 휠. 각각의 트랙에는 2개의 레일들이 있다(총 8개의 레일들).

총 스키드 트랙의 길이는 예를 들어 35m이고 레일의 물질은 용접 가능한 스틸이다. 짝을 이루는 패드 물질들 및 설계들은 레일에 맞도록 선택될 수 있다.

레일들의 목적은 하나의 무어링 레그로부터 다음 것으로 체인 텐셔너의 스키딩을 수월하게 하는 것이다. 체인 텐셔너는 그것의 무어링 레그 위치들 상에 (수동으로) 핀-로크되게(pin-locked) 한다.

레일들은 또한 로커 내에 체인을 균등하게 분포시키기 위해 체인 로커 상에 전동 체인 휠의 스키딩을 수월하게 한다. 스키딩 시스템 그 자체 및 전동 체인 휠 스키드는 그런 다음 스키딩 시스템의 그리퍼들에 의해서만 트랙에 "클램프"된다.

레일들은 또한 공급 보트(supply boat)에 체인을 낮추기 위해 포치(porch)의 '가장자리를 향해' 전동 체인 휠의 스키딩을 수월하게 한다. 전동 체인 휠은 그런 다음 이 위치에서 (수동으로) 핀-로크된다. 레일들은 수직 지지를 위해 뿐만 아니라 스키딩 유닛을 위해 그리고 스키드들의 수평 안내를 위해 사용된다.

스키딩 시스템은 전동 체인 휠 스키드 및 체인 텐셔너 스키드에 양단부들에서 쉽게 수동으로 핀-연결되고/연결이 끊어진다.

체인 텐셔너 스키드 및 전동 체인 휠 스키드가 그것들의 바다-고정 위치들(sea-fastening positions)에 또는 그것들의 올바른 작업 위치들에 위치될 때, 모든 스키들은 선박 모션들을 견디기 위해, 레일 트랙에 수동으로 핀-연결될 수 있다.

전동 체인 휠의 주된 기능들은 다음과 같다:

- A. 로커 안으로 및 로커로부터 체인을 리프트한다. 체인 로커 안에 체인을 적절하게 분포시키기 위해, 전동 체인 휠은 스키딩 유닛에 의해 로커 상에 스키드된다.

전동 휠의 스키딩은 전동 휠이 텐션 하에서 체인 텐셔너를 향해 나아가는 체인(가선)을 유지하면서 기본적인 경우와 같이 일어날 것이다. 전동 체인 휠은 또한 체인 텐셔너를 향해 이 체인을 공급하고, 매몰된(buried) 체인 길이들의 "파냄(digging out)"과 결합하여, 로커로부터 체인 자중을 리프팅하기 위해 사용될 것이다.

- B. 프리-텐션을 제공한다. 전동 체인 휠은, 체인이 체인 텐셔너 시스템을 통해 리프트되거나 낮춰질 때, 체인 텐셔너의 방향으로 체인-로커로부터 체인을 안내하도록 사용되고 반대의 경우도 마찬가지이다. 시스템은 요구되는 프리텐션 레벨을 유지할 수 있다.

- C. 초과 체인(excess chain)을 터그보트(tugboat)에 핸드 오버한다. 시스템은 체인 로커로부터 초과 체인(일반적으로 60-80m)의 길이를 리프트하고 터그보트를 향해 그것을 낮출 수 있다.

*보조 윈치

보조 윈치는 스키드 트랙의 단부에 장착될 수 있다. 주된 기능들은 다음과 같다:

1. 체인 텐셔너 스키드를 향해 체인 핸들링. 설치 체인은 보조 윈치의 도움으로 체인 로커로부터 리프트될 수 있고, 체인 텐셔너를 통해 그리고 후퇴 가능한 체인-지지 테이블들(Retractable chain-support tables) 상에 당겨질 수 있어, 비-구동되는 체인 휠 상에서 스풀될(spooled) 수 있다. 설치 체인은 그런 다음 I-튜브들을 통해 미리 설치된, 메신저 체인(messenger chain)에 (데크 레벨에서) 연결될 것이다. 처짐(sagging)을 피하기 위해 후퇴 가능한 체인-지지들에 의해 지지되는, 체인들을 당길 때 보조 윈치 로프에 대한 부하가 생성된다. 총 측정된 당김 부하는 15톤일 수 있다.

2. 터그보트에 초과 체인을 핸드오버. 전동 체인 휠은 그러므로 트랙의 단부에 위치될 것이다. 초과 체인의 60-80m 길이의 조각들은 터그보트를 향해 낮춰질 것이다. 거의 모든 체인이 아웃보드될(outboard) 때, 보조 윈치는 전동 휠을 떠날 때 체인을 당기는 것을 돕는다. 보조 로프는 그런 다음 보조 윈치로부터, 전동 휠을 통해, 해수면으로, 터그보트의 윈치에 의해 당겨지도록 나아갈 것이다. 터그(tug)의 선상에서, 로프는 해제될 것이다.

*로컬 컨트롤 패널

각각의 체인 텐셔너 시스템은 로컬(휴대용) 컨트롤 콘솔(local (portable) control console)을 구비할 수 있다: 각각의 포치 상에 하나의 콘솔. 각각의 컨트롤 패널은 래칫들, 스키딩 시스템, 전동 휠, 보조 윈치 및 부속 HPU(두 개의 클러스터들(clusters)을 위한 하나의 HPU)를 포함하는 체인 텐셔너를 제어하기 위해 요구된다.

본 발명의 다른 실시예들이 본 발명의 진정한 사상으로부터 벗어나지 않고 실시되도록 고려되고 감축될 수 있다는 것은 통상의 기술자들에 의해 명백하며, 본 발명의 범위는 최종적으로 등록된 첨부된 청구항들에 의해서만 제한된다. 발명의 상세한 설명은 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다.

1: 선박
11; 60; 견인 시스템
14; 15, 17; 15A, 17: 메인 견인 디바이스
18: 작동 라인
22; 42, 44: 라인 저장 공간
24: 가이드 부재
26: 워크스테이션
36: 전달 디바이스

Claims (21)

1. 부유식 생산 유닛인 선박(1)에 있어서, 상기 선박(1)은 상기 선박(1)의 무어링(mooring) 라인들(18)을 위한 견인 시스템(11; 60)을 포함하고,
   상기 견인 시스템(11; 60)은 상기 선박(1)의 적어도 두 측들을 따라 분포되고 개별적인 무어링 라인들(18)에 의해 맞물리는 적어도 2개의 워크스테이션들(workstations; 26)을 포함하고,
   상기 견인 시스템(11; 60)은 메인 견인 디바이스(14; 15, 17; 15A, 17), 상기 메인 견인 디바이스(14; 15, 17)에 연결된 듀티 라인(duty line; 28)을 구비하는 전달 디바이스, 및 개별적인 무어링 라인(18)에 부착을 위해 각각의 워크스테이션(26)에 상기 듀티 라인(28)을 선택적으로 전달하기 위한 적어도 하나의 가이드 부재(24)를 포함하고,
   잡아당겨진 무어링 라인들 및 상기 듀티 라인의 부분들을 저장하기 위해 라인 저장 공간(22; 42; 44)이 제공되고, 상기 메인 견인 디바이스, 상기 전달 디바이스 및 상기 라인 저장 공간은 부유식 생산 유닛의 일 측 가까이에 또는 일 측에 함께 위치되고, 상기 가이드 부재(24) 또는 상기 메인 견인 디바이스(14; 15, 17; 15A)는 스키딩 유닛(32) 상에 배치되며, 상기 선박(1)의 일 측을 따라 위치된 선형 레일 트랙(30) 상에서 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 메인 견인 디바이스(14; 15, 17; 15A, 17)는 작동 중에 연결되는 상기 워크스테이션들(26) 중 하나와 상기 라인 저장 공간(22; 42; 44) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 메인 견인 디바이스(14; 15, 17; 15A, 17)는 상기 워크스테이션들(26) 중 하나 위에서 안내하는 상기 선형 레일 트랙(30) 상에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 워크스테이션들 중 하나는 개별적인 무어링 라인(18)을 안내하기 위한 복수 개의 페어리드들(fairleads; 38)을 포함하고, 각각의 페어리드는 상단 개구(40)를 구비하고, 상기 메인 견인 디바이스(14; 15, 17; 15A, 17)는 상기 워크스테이션들(26) 중 하나 내 선택된 페어리드(38)의 상기 상단 개구(40) 위의 위치에서 상기 선형 레일 트랙(30) 상에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 선형 레일 트랙은 상기 선박의 측면에 대해 평행한 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 워크스테이션들(26) 중 하나는 적어도 두 개의 페어리드들(38)을 포함하고 상기 페어리드들은 각각 무어링 라인(18)을 수용하고 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 워크스테이션들(26) 중 하나는 적어도 두 개의 라이저들을 수용하고 유지할 수 있는 라이저 데크(riser deck)를 포함하는 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 듀티 라인은 체인인 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 메인 견인 디바이스는 수평 당김을 할 수 있는 체인 잭 스키드(chain jack skid)인 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 메인 견인 디바이스는 수직 당김을 할 수 있는 체인 잭 스키드인 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 라인 저장 공간(22; 42, 44)은 상기 선박의 일 측에서 확장 부분인 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 워크스테이션(26)은 상기 선박의 일 측에서 확장 부분인 것을 특징으로 하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 메인 견인 디바이스(11; 60), 상기 워크스테이션(26) 및 라인 저장 공간(22; 42, 44)은 하나의 모듈(60)로 결합되어 상기 선박(1) 안으로 빠른 통합을 촉진하는 것을 특징으로 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 견인 시스템의 모듈(60)은 상기 선박(1)에 고정되고 상기 선박(1) 상에 장착되도록 배치되는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
    
15. 제1항에 있어서,
    상기 라인 저장 공간은 적어도 하나의 체인 로커 공간(chain locker space; 22) 및 행-오프 발코니(hang-off balcony; 42, 44)를 포함하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 행-오프 발코니는 물(50) 위 상기 선박의 헐(hull)의 외부에 위치되고, 하나 또는 그 이상의 루프들에 상기 라인의 단부를 부착하고 상기 부착된 라인을 행 오프하기(hanging off) 위한 수단이 제공되어 상기 라인을 저장하기 위한 발코니를 구성하는 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박.
    
17. 제1항에 따른 견인 시스템(11; 60)을 포함하는 선박을 구비하여 무어링 라인들(18)을 잡아당기기 위한 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 듀티 라인(28)을 상기 워크스테이션(26)을 통해 무어링 라인(18)에 연결하는 단계;
    상기 워크스테이션을 통해 상기 무어링 라인을 잡아당기기 위해 상기 견인 디바이스(11; 60)를 작동시키는 단계;
    상기 라인 저장 공간 안으로 잡아 당겨지는 무어링 라인 및 상기 듀티 라인의 부분을 저장하고(22; 42, 44) 안내하는(24; 17) 단계;
    상기 워크스테이션에 상기 무어링 라인을 고정하는 단계;
    상기 무어링 라인으로부터 상기 듀티 라인의 연결을 끊는 단계; 및
    상기 듀티 라인을 상기 워크스테이션을 통해 다음 무어링 라인에 연결하고 안내하는 단계; 및
    상기 단계들을 반복하는 단계;
    를 포함하는 무어링 라인들(18)을 잡아당기기 위한 방법.
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