KR102051114B1 - 오일 생산용 부유식 구조물 - Google Patents

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삼성중공업 주식회사
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Abstract

오일 생산용 부유식 구조물이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선체; 상기 선체에 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되는 레그; 상기 레그의 하단부에 제공되는 스퍼드 캔; 상기 스퍼드 캔에 제공되며, 해저에 마련된 유정에 결합되어 상기 유정으로부터 오일 또는 가스를 추출하는 추출 유닛; 상기 추출 유닛과 연결되며, 상기 오일 또는 가스가 상기 선체로 송유되도록 상기 레그를 따라 상기 선체까지 연장되는 송유관; 및 상기 오일 또는 가스를 저장 가능하도록 상기 선체에 마련되며, 상기 송유관과 연결되어 상기 송유관으로부터 상기 오일 또는 가스를 공급받는 원유 탱크를 포함하는, 오일 생산용 부유식 구조물이 제공될 수 있다.

Description

오일 생산용 부유식 구조물{FLOATING STRUCTURE OF PRODUCING OIL}
본 발명은 오일 생산용 부유식 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 부유식 구조물, 예를 들어 시추 기능을 갖는 잭업 플랫폼(Jack-up Platform)은 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup Mode)로 운용될 수 있다.
구체적으로, 잭업 플랫폼과 같은 부유식 구조물은 시추를 위한 데릭을 포함하며, 시추 작업을 수행하기 위해 항해 모드로 시추 위치까지 이동한 후, 잭업 모드로 전환될 수 있다.
잭업 모드 시에는 레그를 해수면 아래로 하강하여 해저에 침투시킨 후, 본체를 해수면으로부터 상승시킬 수 있다. 잭업 플랫폼은 본체가 해수면에서 이격된 상태에서 시추 작업을 수행하며, 시추 작업이 완료되면 위 순서의 역순으로 항해 모드로 전환되며, 다음 시추 위치까지 이동할 수 있다.
이러한 부유식 구조물은 잭업 모드에서 레그를 해저 지반에 침투(penetration)시킨다. 레그의 하단부에는 해저 지반으로의 침투를 용이하게 하고 파지력을 높이기 위한 스퍼드 캔(Spud-can)이 제공되며, 이에 따라 레그는 해저 지반으로 일정 깊이 침투함으로써 스퍼드 캔이 해저 지반에 고정된다.
그러나 상술한 바와 같은 종래의 부유식 구조물은 데릭을 이용한 시추 기능만을 수행하고 있었기 때문에 시추 완료 후 유정이 개발되고 나면 시추 기능만 제공하던 부유식 구조물의 이용 가치가 떨어지는 단점이 있다.
또한, 개발된 유정으로부터 오일을 생산(추출)하기 위해서는 오일 생산에 필요한 별도의 설비가 추가로 투입되어야 하지만, 오일 생산 설비를 별도로 투입하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다.
한국공개특허 제10-2016-35816호
본 발명의 실시예들은 시추 기능만을 제공하던 부유식 구조물의 이용 가치를 높이기 위한 것으로서 부유식 구조물에 구비된 스퍼드 캔을 통해 해저의 유정으로부터 오일 또는 가스를 추출할 수 있도록 하여 복잡한 설비의 추가나 많은 비용을 들이지 않고 간편하게 유정으로부터 오일을 생산할 수 있는 오일 생산용 부유식 구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체; 상기 선체에 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되는 레그; 상기 레그의 하단부에 제공되는 스퍼드 캔; 상기 스퍼드 캔에 제공되며, 해저에 마련된 유정에 결합되어 상기 유정으로부터 오일 또는 가스를 추출하는 추출 유닛; 상기 추출 유닛과 연결되며, 상기 오일 또는 가스가 상기 선체로 송유되도록 상기 레그를 따라 상기 선체까지 연장되는 송유관을 포함하는, 오일 생산용 부유식 구조물가 제공될 수 있다.
또한 상기 오일 또는 가스를 저장 가능하도록 상기 선체에 마련되며, 상기 송유관과 연결되어 상기 송유관으로부터 상기 오일 또는 가스를 공급받는 원유 탱크를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 선체에 제공되고, 상기 원유 탱크와 연결되어 상기 원유 탱크로부터 공급된 상기 오일 또는 가스를 정제 처리하는 오일 처리 설비를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 선체에 제공되고, 상기 오일 처리 설비와 연결되어 상기 오일 처리 설비로부터 공급된 정제유를 저장하는 정유 탱크를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 추출 유닛은, 상기 스퍼드 캔의 내부에 상하 방향을 따라 신축 가능하게 제공되며, 일단은 상기 송유관과 연결되고, 타단은 상기 스퍼드 캔의 하부면으로부터 하방으로 돌출되어 상기 유정의 접속부에 도킹되는 도킹 파이프 라인; 및 상기 유정의 위치를 감지하기 위해 상기 스퍼드 캔에 제공되는 위치 감지부를 포함할 수 있다.
또한 상기 도킹 파이프 라인은, 상기 유정을 향하여 텔레스코픽 구조로 길이 신축되도록 제공되는 복수의 마디부로 구성될 수 있다.
또한 상기 송유관은 외부와 간섭되거나 외부 충격으로부터 보호되도록 상기 레그의 내부에서 상기 레그의 높이 방향을 따라 배치될 수 있다.
또한 상기 스퍼드 캔의 하부면에는 상기 유정과의 접촉 충격을 완충하기 위한 댐퍼부가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에 의하면, 시추 기능을 갖는 부유식 구조물에 구비된 스퍼드 캔을 통해 해저의 유정으로부터 오일 또는 가스를 추출할 수 있도록 하여 복잡한 설비의 추가나 많은 비용을 들이지 않고 간편하게 유정으로부터 오일을 생산할 수 있는 바, 이에 따라 부유식 구조물의 이용 가치를 높이는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 생산용 부유식 구조물을 나타낸 측면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 "B" 부위를 확대한 추출 유닛의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 추출 유닛이 유정에 도킹되어 오일을 생산하는 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 생산용 부유식 구조물에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 생산용 부유식 구조물(10)은 크게 선체(100), 레그(200), 스퍼드 캔(300), 추출 유닛(400), 송유관(500) 및 원유 탱크(600)를 포함할 수 있고, 여기에 오일 처리 설비(700) 및 정유 탱크(800)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예가 위에서 나열된 구성들을 포함한다는 의미는 이들 구성으로만 이루어진다는 뜻이 아니라 이들 구성을 기본적으로 포함한다는 뜻으로, 이외에도 다른 구성(예컨대, 부유식 구조물에서 널리 알려진 공지기술(시추 설비 등))을 포함할 수 있다는 의미이지만, 공지기술에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
선체(100)는 부유 가능한 직사각형 형태의 평면 구조를 가질 수 있으며, 일반적인 상선(예컨대, 컨테이너선)에 비해 폭이 넓고 높이가 낮은 구조로 구성될 수 있다. 그러나, 이는 예시에 불과하며 본 발명의 기술 사상에 따른 선체(100)는 레그(200)가 설치될 수 있는 임의의 입체적 구조를 모두 가질 수 있다.
레그(200)는 선체(100)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되는 요소로서, 레그(200)는 선체(100)를 상하 방향으로 관통하여 설치되고, 작업 상태에서 선체(100)의 하중을 견딜 수 있을 정도의 강성을 보유할 수 있는바, 원기둥, 사각 트러스 구조, 삼각 트러스 구조 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
스퍼드 캔(300)은 레그(200)의 하단부에 제공되는 요소로서, 스퍼드 캔(300)은 선체(100)를 해저 지반에 고정시키기 위해 잭업 모드에서 해저 지반으로 일정 깊이 침투할 수 있도록 구성된다.
스퍼드 캔(300)은 부유식 구조물(10)의 제어에 따라 기 설정된 속도로 해저 지반으로 침투되며 레그(200)의 안정적인 고정을 위해 레그(200)의 평면적보다 더 넓은 평면적을 갖도록 구성될 수 있다.(도 2 참조)
이와 같이 잭업 모드에서 스퍼드 캔(300)이 해저 지반에 침투, 고정되면 선체(100)를 해수면으로부터 상승시키고, 부유식 구조물(100)은 필요한 소정의 작업을 수행할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 추출 유닛(400)은 스퍼드 캔(300)의 내부에 제공되는 것으로 스퍼드 캔(300)의 내부에서 필요에 따라 선택적으로 하방으로 돌출되어 해저(1)에 마련된 유정(2)에 결합됨으로써 유정(2)에서 나오는 오일 또는 가스를 추출할 수 있다.
여기서, 추출 유닛(400)은 도킹 파이프 라인(410) 및 위치 감지부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
도킹 파이프 라인(410)은 스퍼드 캔(300)의 내부에 설치되는 것으로서, 스퍼드 캔(300)의 내부에서 상하 방향을 따라 신축 가능하게 설치될 수 있다.
도킹 파이프 라인(410)의 일단은 송유관(500)과 연통 가능하게 연결되어 유정(2)으로부터 추출한 오일 또는 가스를 송유관(500)으로 보낼 수 있도록 구성된다.
또한 도킹 파이프 라인(410)의 타단은 도킹 파이프 라인(410)의 길이가 늘어나는 경우 스퍼드 캔(300)의 하부면으로부터 하방으로 돌출되어 해저에 개발해 놓은 유정(2)의 접속부(3)에 도킹될 수 있다.
즉, 스퍼드 캔(300)이 유정(2)의 소정 위치에 안착되고 나면, 스퍼드 캔(300)의 내부에 마련된 도킹 파이프 라인(410)이 길이 신장되어 그 타단이 유정(2)의 접속부(3)에 접속됨으로써 유정(2)으로부터 오일 또는 가스를 생산(추출)할 수 있고, 이렇게 생산된 오일 또는 가스는 송유관(500)으로 보내지게 된다.
여기서, 도킹 파이프 라인(410)은 유정(2)을 향하여 텔레스코픽 구조로 길이 신축되도록 복수의 마디부(411)를 포함할 수 있다. 마디부(411)는 어느 하나의 마디부(411)가 다른 마디부(411)에 삽입되어 수용 가능하도록 직경이 서로 다른 복수 개로 제공될 수 있다.
따라서, 큰 직경을 갖는 마디부(411)의 내부에 작은 직경의 마디부(411)가 수용되는 구조로 마련되는바, 이러한 구조가 텔레스코픽 구조이며, 이러한 텔레스코픽 구조는 도 3에 도시된 바와 같이 길이가 단축되어야 하는 경우에는 작은 직경의 마디부(411)가 큰 직경의 마디부(411) 내부에 수용되고 길이가 연장되어야 하는 경우에는 작은 직경의 마디부(411)가 큰 직경의 마디부(411)에서 인출될 수 있다. 여기서, 마디부(411)의 인입 또는 인출은 유압에 의해 이루어질 수 있다.
한편, 위치 감지부(420)는 유정(2)의 위치를 감지할 수 있도록 스퍼드 캔(300)에 제공될 수 있다. 유정(2)으로부터 오일을 생산하기 위해서는 추출 유닛(400)이 유정(2)에 정확하게 도킹되어야 하는바, 추출 유닛(400)의 정확한 도킹을 위해서 스퍼드 캔(300)이 유정(2) 근처로 먼저 접근해야 한다.
그러나, 유정(2)은 해저의 깊은 곳에 위치하기 때문에 스퍼드 캔(300)의 위치를 유정(2)에 정확하게 맞추기는 어려우므로, 유정(2)의 근처로 일단 스퍼드 캔(300)이 접근하고 나면 스퍼드 캔(300)의 일측에 설치된 위치 감지부(420)가 유정(2)의 정확한 위치를 감지하여 스퍼드 캔(300)이 유정(2)에 안착하도록 안내할 수 있다. 위치 감지부(420)의 종류에는 크게 제한이 없으나 초음파 센서, 레이저 센서, 광학 센서 등이 사용될 수 있다.
물론, 유정(2)의 기 설정된 위치에는 위치 감지부(420)가 유정(2)의 위치를 감지할 수 있는 인식부(2a)가 미리 설치되는바, 위치 감지부(420)는 유정(2)에 설치된 인식부(2a)를 감지함으로써 스퍼드 캔(300)이 유정(2)에 안착하기 적합한 위치를 찾아낼 수 있다.
또한, 추출 유닛(400)이 유정(2)에 도킹될 때 스퍼드 캔(300)의 하부면이 유정(2)과 충돌하여 스퍼드 캔(300) 또는 유정(2)이 파손 또는 손상되는 것을 예방하기 위해 스퍼드 캔(300)의 하부면에는 유정(2)과의 접촉 충격을 완충하기 위한 댐퍼부(310)가 제공될 수 있다.
댐퍼부(310)는 충격을 완충할 수 있는 탄성부재로 이루어질 수 있으며, 스퍼드 캔(300)의 하부면과 맞닿는 유정(2)의 상부면에 설치되는 것도 가능하지만, 본 실시예와 같이 스퍼드 캔(300)의 하부면에 설치될 수 있다.
한편, 송유관(500)은 추출 유닛(400)과 연결되어 추출 유닛(400)에서 추출한 오일 또는 가스를 전달 받으며, 이렇게 전달받은 오일 또는 가스가 선체(100)로 송유될 수 있도록 송유관(500)은 레그(200)를 따라 선체(100)까지 연장될 수 있다.
송유관(500)은 레그(200)를 따라 선체(100)까지 연장될 때 레그(200) 외부의 다른 구조물 또는 선박과 간섭되거나 외부 충격으로부터 손상되지 않고 보호되도록 도 2에 도시된 바와 같이 레그(200)의 내부에 배치될 수 있다.
송유관(500)이 레그(200)의 내부에 위치하면 강체인 레그(200)에 의해 보호되기 때문에 외부의 물리적 힘으로부터 송유관(500)이 보호되어 송유관(500)이 파손 또는 손상되는 것을 예방할 수 있다.
한편, 원유 탱크(600)는 도 1에 도시된 바와 같이 송유관(500)과 연결되어 송유관(500)을 통해 이송되는 오일 또는 가스를 1차 저장할 수 있다. 원유 탱크(600)는 선체(100)의 일측에 마련될 수 있으며, 유정(2)에서 생산한 오일 또는 가스를 원 상태 그대로 저장할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 생산용 부유식 구조물(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 오일 처리 설비(700) 및 정유 탱크(800)를 더 포함할 수 있다.
오일 처리 설비(700)는 선체(100)의 일측(예컨대, 선체(100)의 상부 데크)에 마련될 수 있으며, 원유 탱크(600)와 연결되어 원유 탱크(600)에서 공급된 오일 또는 가스를 공급받아 정제 처리할 수 있다. 오일 처리 설비(700)에서의 정제 처리에 따라 원유에 포함된 불순물이나 이물질이 정제될 수 있다.
또한 정유 탱크(800)는 선체(100)의 타측에 제공되며, 오일 처리 설비(700)와 연결되어 오일 처리 설비(700)에서 공급된 정제유를 공급받아 저장할 수 있다.
정유 탱크(800)는 원유 탱크(600)와 동일한 구조 및 구성으로 이루어질 수 있으나, 오일 처리 설비(700)를 통과하는 과정에서 1차 정제되었기 때문에 원유보다 불순물이나 이물질의 함유량이 낮은 고순도의 오일이나 가스가 저장될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변경이 가능한 바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.
1 : 해저 2 : 유정
3 : 접속부 10 : 부유식 구조물
100 : 선체 200 : 레그
300 : 스퍼드 캔 310 : 댐퍼부
400 : 추출 유닛 410 : 도킹 파이프 라인
411 : 마디부 420 : 위치 감지부
500 : 송유관 600 : 원유 탱크
700 : 오일 처리 설비 800 : 정유 탱크

Claims (8)

  1. 선체;
    상기 선체에 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되는 레그;
    상기 레그의 하단부에 제공되는 스퍼드 캔;
    상기 스퍼드 캔에 제공되며, 해저에 마련된 유정에 결합되어 상기 유정으로부터 오일 또는 가스를 추출하는 추출 유닛; 및
    상기 추출 유닛과 연결되며, 상기 오일 또는 가스가 상기 선체로 송유되도록 상기 레그를 따라 상기 선체까지 연장되는 송유관;을 포함하고,
    상기 추출 유닛은,
    상기 스퍼드 캔의 내부에 상하 방향을 따라 신축 가능하게 제공되며, 일단은 상기 송유관과 연결되고, 타단은 상기 스퍼드 캔의 하부면으로부터 하방으로 돌출되어 상기 유정의 접속부에 도킹되는 도킹 파이프 라인; 및
    상기 유정의 위치를 감지하기 위해 상기 스퍼드 캔에 제공되는 위치 감지부;
    를 포함하는, 오일 생산용 부유식 구조물.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 오일 또는 가스를 저장 가능하도록 상기 선체에 마련되며, 상기 송유관과 연결되어 상기 송유관으로부터 상기 오일 또는 가스를 공급받는 원유 탱크를 더 포함하는, 오일 생산용 부유식 구조물.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 선체에 제공되고, 상기 원유 탱크와 연결되어 상기 원유 탱크로부터 공급된 상기 오일 또는 가스를 정제 처리하는 오일 처리 설비를 더 포함하는, 오일 생산용 부유식 구조물.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 선체에 제공되고, 상기 오일 처리 설비와 연결되어 상기 오일 처리 설비로부터 공급된 정제유를 저장하는 정유 탱크를 더 포함하는, 오일 생산용 부유식 구조물.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 도킹 파이프 라인은, 상기 유정을 향하여 텔레스코픽 구조로 길이 신축되도록 제공되는 복수의 마디부로 구성되는, 오일 생산용 부유식 구조물.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 송유관은 외부와 간섭되거나 외부 충격으로부터 보호되도록 상기 레그의 내부에서 상기 레그의 높이 방향을 따라 배치되는, 오일 생산용 부유식 구조물.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 스퍼드 캔의 하부면에는 상기 유정과의 접촉 충격을 완충하기 위한 댐퍼부가 제공되는, 오일 생산용 부유식 구조물.
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