KR20010040670A - 수직 개구를 갖는 근해 작업용 선박 - Google Patents

Abstract

선체에 하나 이상의 수직 개구(문풀)를 구비한 근해 작업용 선박이 개시된다. 상기 개구들 사이 또는 상기 개구들과 상기 개구들에 인접한 다른것 사이 의 데크 및/또는 선체 영역은 선박의 횡방향 중립 축선에 인접한 위치로 선박의 데크 및/또는 선체 바닥 영역의 나머지에 대해 변위된다. 상기 선박의 데크 및 선체 바닥 영역들의 나머지와, 변위된 영역 또는 영역들사이의 영역은 점차 계단형태로 구성된다. 선택적으로, 선박의 개구에서 배치된 데크 사이의 영역 및/또는 선체 바닥 영역 또는 영역 및 데크의 나머지 및/또는 선체 바닥 영역은 하나이상의 계단으로 형성될 수 있거나 대략적인 선형 또는 아아크형상의 교차점으로서 형성될 수 있다.

Description

수직 개구를 갖는 근해 작업용 선박{SHIP FOR OFFSHORE OPERATIONS WITH VERTICAL OPENINGS}

드릴선(drill ship) 등으로 이용되는 선박의 선체의 개구는 오늘날 매우 일반적이며, 단독으로 및 수개로 형성되며, 다양한 작업에 이용된다. 임의의 상황에서, 특별한 작업을 수행하기 위하여 문풀 등의 근방에 고정적으로 설치되는 장치가 배치되는 것이 바람직하다. 상기 고정적으로 설치되는 장치는 예를 들면, 데릭, ROV 등을 진수하며 들어올리기 위한 크레인 장치, 또는 선체에서 상기 개구들을 통하여 작업을 수행하기 위한 다른 장치일 수 있다.

개구들은 보통 선박의 종방향 중앙 라인을 따라 배치되며 다양한 단면 형상 및 크기를 가질 수 있으며, 종종 개구들은 장방형 또는 거의 장방형이며, 수개의 개구들이 있는 경우, 이 수개의 개구들은 선박의 종방향 중앙 라인을 따라 차례로 배치되며 동일한 단면 형상 및 크기를 가진다. 개구들이 특정된 작업에 이용되지 않는 경우, 상기 개구들은 선박의 운동중에 임팩트(impact)를 가지기 위하여 선박의 내측으로 형성될 수 있다.

장방형 개구들은 선박이 파도 및 다른 하중에 의하여 발생되는 응력에 노출되 었을 때 특히 데크 및 선체 바닥 플레이트에 응력을 분포시키는 효과가 있다. 임의의 영역에서, 노치는 응력의 레벨이 데크 또는 선체 바닥 플레이트의 평균 응력보다 상당히 클 수 있는 위치에 응력을 집중시킬 수 있다. 개구의 코너가 노치 효과를 최소화하기 위하여 설계된 경우에도 응력 집중은 특히 장방향 개구의 코너에서 발생한다. 브래킷 플레이트 및 적절한 국부 보강을 설계함으로써 상기 상태를 완화시키는 것도 가능하지만, 응력 집중 인자는 종종 높으며, 2의 응력 집중 인자는 결코 일반적인 것은 아니다.

드릴선을 설계 및 건조할 때, 이 같은 국부 응력 집중을 고려하는 것이 필요하며, 이 같은 국부 응력 집중은 특히 선박의 피로 수명을 계산하는 것을 기본으로 하여 형성된다. 예를 들면 북해에서의 장기간의 작업과 같은, 임의의 작업 상태하에서, 피로는 드릴선의 통상적인 횡단면의 크기를 정하기 위한 결정적인 기준이 될 수 있다. 실제로, 이것은 데크 및 선체 바닥 플레이트의 크기가 피로 용량 기준을 충족시키기 위하여 상당히 증가되어야 한다는 것을 의미한다. 제작 공정이 더욱 복잡해질 뿐 만아니라, 이것은 비용이 상당히 높아지는 것을 포함한다. 더욱이, 예를 들면 선체 개구를 통하여 이용하기 위한 데릭이 응력 집중 영역, 또는 응력 집중 영역에 근접하여 고정적으로 설치될 때, 하중 픽쳐(load picture) 및 응력 분포는 더욱 복잡하며 불확실하다. 이러한 종류의 고정된 장치를 배치할 때, 이 배치 장소는 국부 응력 집중이 없거나 이러한 국부 응력 집중이 잠재적이지 않은 응력 및 응력 집중이 가장 적으며 가장 균일하여야 한다. 이것은 제조가 더 간단하며 차례로 선박의 제작과 관련된 비용을 감소시키는 설계에서 발생한다.

데크 및 선체 바닥 플레이트에서의 응력 분포의 보편적인 개념은 선박이 파도 및 다른 하중에 의하여 발생되는 응력에 노출될 때 데크 및 선체 바닥 플레이트에서의 응력이 선박의 횡방향 중립 축선으로부터 거리에 따라 거의 선형적으로 증가된다. 즉, 선박의 횡방향 중립 축선으로부터 가장 멀리 배치된 데크 및 선체 바닥 플레이트는 가장 높은 응력 레벨을 가진다. 더욱이, 설계에서 노치 효과를 발생시키는 부재가 포함된 경우, 응력은 데크 및 선체 바닥 플레이트의 설계 결과로서 국부 응력 집중이 강해진다. 상기 부재는 날카로운 코너, 개구, 용접된 장비 등일 수 있다. 그러므로, 상기 인자들을 기본으로하여, 응력 집중의 감소를 위한 두가지 해결책이 명백해진다. 상기 두가지 해결책중 하나의 해결책은 데크 및 선체 바닥 플레이트에서 노치 효과를 감소시키는 것이며, 본 발명의 다른 해결책은 예를 들면 선박의 횡방향 중립 축선에 관하여 장방형인 절단부의 위치에서 데크 및 선체 바닥 플레이트의 설계 및 배치상에 집중시키는 것이다.

본 발명은 선체, 소위 문풀(moonpool)에 하나 이상의 수직 개구를 가지는 근해 작업선에 관한 것이다.

도 1은 선박의 중앙 라인을 통하여 얻은 3개의 문풀을 가진 선체의 측단면도로서, 각각의 문풀 사이의 데크 및 선체 바닥 플레이트가 본 발명에 따라 배치된 도면이며,

도 2는 선박의 중앙 라인을 통하여 얻은 하나의 문풀을 가진 선박의 측단면도로서, 문풀의 전방 및 후방의 데크 및 선체 바닥 플레이트가 본 발명의 일 실시예에 따라 배치된 도면이며,

도 3은 선박의 중앙 라인을 통하여 얻은 하나의 문풀을 가진 선박의 측단면도로서, 데크 및 선체 바닥 플레이트가 본 발명의 일실시예에 따라 배치된 도면이며,

도 4는 도 1에 도시된 바와 같은 선체의 평면도이며,

도 5는 도 2에 도시된 바와 같은 선체의 평면도이며,

도 6은 도 3에 도시된 바와 같은 선체의 평면도이며,

도 7은 이중 바닥 및 이중 데크를 가지는 선박의 문풀의 중앙에서의 횡단면도로서, 데크 및 선체 바닥 플레이트가 본 발명에 따라 배치된 도면이며,

도 8은 이중 바닥 및 이중 데크를 가지는 선박의 문풀의 중앙에서의 횡단면도로서, 데크 및 선체 바닥 플레이트가 본 발명에 따라 배치된 도면이며,

도 9는 단일 바닥 및 단일 데크를 가지는 선박의 문풀의 중앙에서의 횡단면도로서, 데크 및 선체 바닥 플레이트가 본 발명에 따라 배치된 도면이며,

도 10은 이중 바닥이지만 이중 데크가 아닌 선박의 문풀의 중앙에서의 횡단면도로서, 문풀에서의 데크 플레이트가 본 발명에 따라 배치된 도면이다.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 공개되며, 청구항 1의 특징부에 공개된 특징을 가지는 선박에 관한 것이다. 본 발명의 추가 실시예는 다른 청구항에 공개된다.

문풀용 절단부를 가지는 선박의 데크 및 선체 바닥 플레이트가 횡방향 중립 축성에 더욱 밀접하게 배치된 경우, 평균 응력 레벨은 더 낮아지며, 노치로부터 초래된 응력 집중은 더욱 작아진다. 이것은 차례로 데크 및 선체 바닥 플레이트의 크기를 정할 때, 특히 동하중 및 피로 수명의 크기를 정하는 것에 관하여 중요하게 고려된다. 본 적용분야에 의하여 커버되는 것으로서, 문풀을 가지는 드릴선상에서, 개구 또는 소위 문풀이 데크 및 선체 바닥 플레이트를 관통하는 포인트에서 노치의 결과로서 항상 응력이 집중될 수 있다. 상기 데크 및 선체 바닥 플레이트를 변위시킴으로써, 또는 선박의 횡방향 중립 축선을 향하여 데크 플레이트 또는 선체 바닥 플레이트를 선택적으로 변위시킴으로써, 더 작은 평균 응력 레벨을 얻을 수 있다. 이것은 응력 피크를 더 작게 함으로써 플레이트 두께에 대한 요구를 감소시키며, 차례로 선박의 제조 비용이 줄어든다.

제안된 장치에서, 문풀 측부상의 데크 플레이트(상부 데크상의) 및 바닥 플레이트는 노치를 초래함으로써 응력 집중을 초래하는 임의의 절단부없이 연속된다.

본 발명은 후술되는 도면을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명된다.

본 발명의 일 실시예가 3개의 관통 수직 개구(2)를 가지는 선체의 중앙 라인을 통한 측 단면도인 도 1에 도시되며, 상기 관통 수직 개구는 문풀로서 공지되며, 종방향으로 차례로 배치된다. 본 발명에 따라, 각각의 개구(2)들 사이의 데크 영역(8) 및 선체 바닥 영역(4)은 데크 플레이트(8)가 선박의 횡방향 중립 축선(20)을 향하여 하방으로 배치되는 방식으로 배치되며, 유사하게 선체 바닥 플레이트(4)는 선박의 선체 바닥의 나머지에 선박의 횡방향 중립 축선(20)을 향하여 상대적으로 배치된다. 이것은 도 1과 동일한 구성이 평면도로 도시된 도 4에 도시되며, 도 4에는 개구 또는 문풀(2)이 개구 또는 문풀 사이의 데크 영역(8)을 구비한 선박의 중앙 라인을 따라 배치된다. 해치형 데크 영역(8)은 평균 응력이 낮아지는 영역으로 이동되며, 이 배치의 결과로서, 코너등의 노치 효과의 충격이 감소된다.

도 2는 중앙 라인을 통하여 얻은 문풀(2)을 구비한 선체의 측단면도이다. 문풀의 각 측부상의 데크 영역은 데크의 나머지에 대해 선박의 횡방향 중립 축선(20)을 향하여 배치되는 영역(9 및 10)으로 분할된다. 더욱이, 선체 바닥 플레이트(5 및 6)는 선박의 횡방향 중립 축선(20)을 향하는 수직 방향으로 배치된다. 도 1의 영역(4,8)의 배치와 같이, 이것은 데크 및 선체 바닥 플레이트에서 평균 응력이 낮아지게 한다. 도 2의 해결책은 도 1의 해결책과 상이한데, 즉 도 2에서는 배치되는 문풀(2)의 전방 및 후방 에지에서의 데크 및 선체 바닥 플레이트 영역인 반면, 도 1에서는 배치되는 각각의 개별적인 문풀 사이의 영역만 있다는 것이다. 상기 두개의 해결책은 별도의 문제로 하고, 하나 이상의 문풀을 가지는 선박에서의 조합을 생각할 수 있으며, 문풀들 사이의 데크 및 선체 바닥 영역은 선박의 횡방향 중립 축선(20)을 향하여 배치될 수 있는 반면, 문풀의 열(row)의 전방 및 후방 측부상의 데크 및 선체 바닥 영역은 선박의 횡방향 중립 축선(20)을 향하여 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 도면은 상부면이 도 5에 도시되어 있으며, 문풀(2)의 전후방 단부에서 데크 영역(9,10)은 선박의 데크 영역의 일부를 커버한다. 데크 플레이트(9,10)의 변위 및 선체 바닥 플레이트(5,6)의 변위가 계단식으로 배열되므로, 데크 플레이트(9) 및 선체 바닥 플레이트(5)는 데크 플레이트(10) 및 선체 바닥 플레이트(6)보다 선박의 횡방향 중립 축선(20)을 항해 보다 더 수직방향으로 변위된다. 이것은 노치효과를 추가로 감소시키며, 그러므로서 낮은 평균 응력레벨을 갖는 영역을 항해 변위하는 것 이외에 데크 영역 및 선체 바닥영역의 구조에서 응력집중을 감소시키는게 도움이 된다.

도 3에는 또다른 실시예가 도시되어 있으며, 중심라인을 통해 취해진 하나의 문풀(2)을 갖는 선체의 측면도가 도시되어 있다. 문풀(2)의 전후방 측면상의 데크영역은 데크영역(11a,11b)에서 본 발명을 따라 변위된다. 더욱이, 문풀(2)의 전후방측상의 선체 플레이트 영역은 선체 바닥 플레이트(7a,7b)에서 변위된다. 도 2에 도시된 해결책을 비교하면, 선체 바닥 플레이트 영역 및 주변 데크의 나머지 영역 과 변위된 영역 사이의 교차점(junction)은 문풀 주변의 영역에서 노치 효과를 감소시키기 위해 설계된 모델인 선형의 경사면(7b,11b)으로 표시된다. 이것은, 평균 응력 레벨이 낮아지는 선박의 횡방향 중립 축선(20)을 항한 데크영역의 변위 이외에도, 문풀(2)의 주변 영역을 항해 응력 집중을 줄이는 데 도움이 된다. 도 3에 도시된 도면은 상부면이 도 5에 도시되어 있다.

본 발명에 따르면, 선박의 횡방향 중립 축선(20)을 항한 선체 바닥 플레이트 또는 데크 플레이트 변위정도는 바람직한 평균 응력 레벨을 따라 변화할수도 있으며, 선박의 설계와 관련하여 실질적으로 고려하여야 할 사항은 상기 데크 및 선체 바닥 플레이트의 위치설정에 대한 것이다.

도 7은 2중 바닥 및 “2중" 데크와 중앙에 위치된 문풀(2)을 구비한 선박의 횡단부를 나타낸다. 본 발명에 따르면, 문풀의 전방 및/또는 후방측면에서 선체 바닥 영역 및 데크 영역은 선박의 횡방향 중립 축선을 항해 선체 바닥 영역 및 데크 영역의 나머지에 대하여 변위된다. 도 7에서, 이것은 2중 데크 영역 및 2중 바닥 구조에서 상부 데크 플레이트 및 하부 선체 바닥 플레이트 제거함으로써 이루어지며, 그러므로서 하부 데크 플레이트 및 상부 선체 바닥 플레이트의 위치에 대해 수직방향으로 선체 바닥 영역 및 데크 플레이트 영역을 변위시킨다. 문풀 주변의 국부적인 응력 노치는 횡단부에서의 평균적인 응력이 낮아지는 레벨로 이동하게 된다. 이러한 변위가 20 ~ 40%의 평균적인 응력의 감소가 이루어진다면, 대체로 100 내지 200%까지 피로 수명의 증가 효과가 나타난다.

도 8은 2중 데크 및 2중 바닥이 제공되는 문풀(2)을 갖는 선체의 횡단면도이다. 이경우, 문풀의 각측면상의 선체 하부 영역 및 데크 영역은 2중 데크 형상에서 상부 및 하부 데크사이 각각의 데크 레벨 및, 2중 하부 구조에서 상부 및 하부 바닥사이 각각의 선체 바닥 레벨을 설치함으로써 선박의 횡방향 중립 축선을 항한 수직방향으로 변위된다.

도 9는 단일 데크 및 단일 선체 바닥이 제공되는 문풀(2)을 갖춘 선체의 횡단면도이다. 이경우에, 문풀의 각측면상의 선체 하부 영역 및 데크 영역의 변위는 임의의 하부 데크 레벨 또는 상부 선체 바닥 레벨에 관계되지 않는다. 본 발명의 유익한 효과는 선박의 횡방향 중립 축선을 항해 수직방향으로 선체 바닥 영역 및 데크영역의 일부를 변위시킴으로써 단순하게 얻어질수 있다는 것이다. 선체 바닥 영역 및 데크 영역의 변위는 선박의 횡방향 중립 축선을 항해 등거리로 위치하므로서 대칭의 필요성이 없게 된다. 유사하게도, 도 10에 도시된 바와 같이, 데크 영역 및 선체 바닥 영역을 변위할 필요가 없게된다. 이 도면은 데크 영역만이 선박의 중앙 축선을 항해 수직방향으로 변위되는 문풀(2)을 갖는 선체의 횡 단면도이다.

상술된 바람직한 실시예의 영역내에서. 하나 이상의 문풀을 갖는 선박이 상상되며, 여기서, 문풀들 사이의 하나 이상의 영역은 선박의 횡방향 중립 축선을 항해 수직방향으로 변위된다. 상기 변위는 중앙 축선에 대하여 대칭일 필요가 없다. 예를들어, 데크 플레이트 및 선체 바닥 플레이트는 등거리로 변위될 필요가 없으며, 또는 이들의 하나만이 수직방향으로 변위된다. 더욱이, 두 문풀보다 많다면, 상이한 문풀들 사이의 상이한 수직 변위를 갖는데 적절하다. 선체에 제공되는 다수의 문풀에 관계없이, 선박의 선미에 가장 인접하게 위치된 문풀의 후방에 데크 영역 및 선체 바닥 영역을 변위하는데 적절하다. 상기 문풀의 전방은 종방향을 항한다. 선박의 변위는 동일한 크기가 필요하지 않으며, 여러 문풀들 사이의 선체 바닥 플레이트 및/또는 데크의 변위에 관련될 필요가 없다. 종축방향에서 극단에 위치된 문풀의 전후방에서 데크 플레이트 및 선체 바닥 플레이트의 수직방향으로의 변위는 변위된 영역 및 데크 및/또는 선체 바닥 영역의 나머지사이의 아아크 형상의 교차점 또는 선형의 교차점, 계단형으로 조합된다.

Claims (5)

1. 선체에 하나 이상의 전체 또는 일부 관통 개구(문풀)를 갖는 근해 작업용 선박에서,

   상기 개구들 사이 또는 상기 개구들과 상기 개구들에 인접한 다른것 사이 의 데크 및/또는 선체 영역은 선박의 횡방향 중립 축선에 인접한 위치로 선박의 데크 및/또는 선체 바닥 영역의 나머지에 대해 변위하는 것을 특징으로 하는 선박.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 선박의 데크 및 선체 바닥 영역들의 나머지와, 변위된 영역 또는 영역들사이의 영역은 점차 계단형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박.
3. 제 2 항에 있어서, 선박에서의 개구들에 변위된 데크 및 선체 바닥 영역 또는 영역들과, 데크 및/또는 선체 바닥 영역의 나머지사이의 영역은 하나 이상의 단계로 점차 계단형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박.
4. 제 2 항에 있어서, 선박에서의 개구들에 변위된 데크 및 선체 바닥 영역 또는 영역들과, 데크 및/또는 선체 바닥 영역의 나머지사이의 영역은 거의 선형의 교차점의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박.
5. 제 2 항에 있어서, 선박에서의 개구들에 변위된 데크 및 선체 바닥 영역 또는 영역들과, 데크 및/또는 선체 바닥 영역의 나머지사이의 영역은 거의 아아크 형상의 교차점 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박.