KR200480500Y1 - 부유식 생산 구조물 - Google Patents

Abstract

본 고안은 부유식 생산 구조물에 있어서: 원통형 단면을 지닌 부이(10); 상기 부이(10)의 모서리에서 대향하는 위치에 설치되는 빌지킬(20); 및 상기 빌지킬(20)의 형태를 변동하도록 설치되는 조절수단(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 바닥과 측벽이 만나는 부분에 빌지킬을 부착시켜 부이가 횡동요할 때 와류에 의한 점성감쇠력 증대로 공진시 운동 응답을 감소시켜 위치 및 자세를 안정적으로 유지하는 효과가 있다.

Description

부유식 생산 구조물{Floating type production structure}

본 고안은 해상의 부유식 생산 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소형유전의 생산 시스템에서 위치와 자세를 유지하는 부유식 생산 구조물에 관한 것이다.

부이를 사용한 소형유전의 생산 시스템에서는 안정적인 시추를 위해 극한 해상상태에서도 그 위치와 자세를 유지하는 것이 중요하다. 특히 소형 필드(field)에 적용하는 생산용 부이(production buoy)의 경우, 파랑의 영향을 크게 받기 때문에 파랑의 영향을 감소시키는 부가물을 필요로 한다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제1213755호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2010-0020342호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 부유식 구조물의 저부에 형성되어 수면을 향해 개방된 공간; 상기 공간에 형성되어 내부에 기체를 저장하는 기체저장부;를 포함하고, 상기 부유식 구조물의 횡동요 또는 상하동요시에 발생되는 외력에 의해 상기 기체저장부 내의 기체가 압축되거나 또는 상기 기체저장부 내에서 이동 가능하게 구성된다. 이에 따라, 작동 시스템이 간단하고, 유지보수도 간편하면서, 부체의 중량 증가도 최소화되는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 부유식 해양 구조물의 측면 하부에 길이방향으로 형성된 고정부; 및 상기 고정부에 돌출가능하게 수용되고, 복수개의 홀이 형성된 플레이트 형상의 가동부를 포함하는 가변식 빌지킬은 빌지킬의 폭길이가 변화되도록 고정부에 돌출가능하게 수용되는 가동부를 구비한다. 이에 따라, 감쇠력을 증가시켜 부유식 해양 구조물의 횡요를 감소시킬 수 있는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌 1에 의하면 구성적으로 복잡화되어 상대적으로 소형의 크기로 형성되는 소형유전 생산 시스템용 부이에 적용하기 곤란하고, 선행문헌 2의 경우에는 빌지킬의 돌출 길이를 가변하는 방식으로 원통형 단면을 지닌 부이의 횡동요를 감소하기에 한계성을 보인다.

1. 한국 등록특허공보 제1213755호 "횡동요 및 상하동요 저감을 위한 부유식 구조물" (공개일자 : 2010. 3. 31.) 2. 한국 공개특허공보 제2010-0020342호 "가변식 빌지킬 및 이를 구비한 부유식 해양 구조물" (공개일자 : 2010. 2. 22.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 고안의 목적은, 소형유전의 생산 시스템에서 원통형 단면을 지닌 구조물의 횡동요를 방지하여 위치와 자세를 유지하는 부유식 생산 구조물을 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 소형 유전의 생산을 위해 필요한 생산 시스템을 탑재 가능하게 하면서 파랑의 영향을 줄이는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 부유식 생산 구조물에 있어서: 원통형 단면을 지닌 부이; 상기 부이의 모서리에서 대향하는 위치에 설치되는 빌지킬; 및 상기 빌지킬의 형태를 변동하도록 설치되는 조절수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 빌지킬은 적어도 부분적으로 부이와 동일한 재질을 사용하여 폭이 변동되는 원호형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 빌지킬은 주판의 양측으로 회동 가능하게 연장되는 보조판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 조절수단은 보조판의 변부에 힌지를 개재하여 연결되는 구동축과, 상기 구동축에 전동기어를 개재하여 연결되는 구동모터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전동기어는 구동토크를 감소하면서 역전을 방지하도록 워엄기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 고안에 의하면, 바닥과 측벽이 만나는 부분에 빌지킬을 부착시켜 부이가 횡동요할 때 와류에 의한 점성감쇠력 증대로 공진시 운동 응답을 감소시켜 위치 및 자세를 안정적으로 유지하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 횡동요 감쇠기구를 나타내는 구성도
도 2는 본 고안에 따른 횡동요 감쇠기구를 평면에서 나타내는 구성도
도 3은 본 고안에 따른 횡동요 감쇠기구를 측면에서 나타내는 구성도
도 4는 본 고안에 따른 횡동요 감쇠기구의 작동상태를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 부유식 생산 구조물에 관하여 제안한다. 생산용 부이는 해양 자원을 시추하도록 설치되는 소형유전과 관련된다. 선박의 경우 횡동요는 복원력과 밀접한 관계가 있는 바, 부이와 같은 해양 구조물에 있어서도 설비의 생산성과 내구성에 영향을 끼친다.

본 고안에 따르면 원통형 단면을 지닌 부이(10)를 기반으로 한다. 부유식 생산용 부이(10)는 원통형 단면의 하부체(12) 상에 상부체(15)가 일체로 결합된 구조를 지닌다. 하부체(12)는 생산과 관련된 설비를 상부체(15)는 가스 배기와 관련된 설비를 수용한다. 선박의 경우 용골형 돌출재를 선저 만곡부 외판에 길이 방향으로 대략 1/3정도 범위로 부착한다. 그러나 부유식 생산용 부이(10)는 해수면과 원통형으로 조우하므로 이와 같은 구조로 적합하지 않다.

또, 본 고안에 따르면 빌지킬(20)이 상기 부이(10)의 모서리에서 대향하는 위치에 설치되는 구조이다. 도 1과 도 2에 예시하는 것처럼 빌지킬(20)은 원통형 단면의 하단부 가장자리인 모서리에 180˚ 간격으로 대항하도록 설치된다. 원통형 부이(10)의 경우 선박과 달리 롤링의 방향성이 없으므로 빌지킬(20)의 위치는 하부체(12)와 상부체(15)에 수용된 설비들의 배치를 고려하여 결정된다. 빌지킬(20)이 부이(10)의 수직선과 이루는 각도는 45˚ 내외로 설정한다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 빌지킬(20)은 적어도 부분적으로 부이(10)와 동일한 재질을 사용하여 폭이 변동되는 원호형으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 빌지킬(20)은 부이(10)와 동종의 재질을 사용하는 구성이 선호되지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 도 2에 예시하는 것처럼 빌지킬(20)의 형태는 중앙에서 폭이 크고 양측으로 갈수록 폭이 작아지는 초승달 형태의 원호형이다. 도시에는 생략하나 부이(10)와 빌지킬(20)의 접합부에는 강도 보강을 위한 다수의 리브(rib)를 설치한다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 빌지킬(20)은 주판(22)의 양측으로 회동 가능하게 연장되는 보조판(24)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 보조판(24)은 빌지킬(20)의 양측에 힌지(26)를 개재하여 회동하도록 연결된다. 보조판(24)이 상승한 상태에는 주판(22)과 동일한 평면에 위치하지만 보조판(24)이 하강한 상태에는 도 4와 같이 주판(22)과 예각을 이룬다. 이와 같이 하향된 보조판(24)은 부이(10)의 롤링을 억제하는 기능보다는 요잉을 억제하는 기능을 부가한다. 원통형 단면의 부이(10)는 요잉에 의하여 롤링을 심화할 수 있는 점을 고려한다.

또, 본 고안에 따르면 조절수단(30)이 상기 빌지킬(20)의 형태를 변동하도록 설치되는 구조를 특징으로 한다. 조절수단(30)은 보조판(24)의 상승과 하강을 위한 회동운동을 유발하여 빌지킬(20)의 전체적인 형태를 일(-)자에서 다른 모양으로 변동시킨다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 조절수단(30)은 보조판(24)의 변부에 힌지(26)를 개재하여 연결되는 구동축(32)과, 상기 구동축(32)에 전동기어(36)를 개재하여 연결되는 구동모터(34)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 구동축(32)은 보조판(24)의 변부에 회전 가능한 상태로 고정된다. 보조판(24)은 구동축(32)의 회전에 연동하여 힌지(26)를 중심으로 회동한다. 구동축(32)은 힌지(26)의 회동축으로 사용할 수 있다. 전동기어(36)는 부이(10)의 하단부에 수용되고 구동축(32) 및 전동기어(36)와 연결된다.

이때, 상기 전동기어(36)는 구동토크를 감소하면서 역전을 방지하도록 워엄기어를 포함하는 것을 특징으로 한다. 구동축(32)과 구동모터(34) 사이에 웜과 워엄휠을 개재시키면 구동모터(34)의 감속이 수행되어 구동토크가 줄어드는 동시에 구동모터(34)의 정지상태에서 보조판(24)은 현재의 회동 상태를 임의로 변동하지 않고 구속된다.

도시에는 생략하나, 제어수단에서 부이(10)의 롤링과 요잉을 검출하여 주판(22)에 대한 보조판(24)의 각도를 도 4의 부호 24′와 같이 변동한다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 부이 12: 하부체
15: 상부체 20: 빌지킬
22: 주판 24: 보조판
26: 힌지 30: 조절수단
32: 구동축 34: 구동모터
36: 전동기어

Claims (5)

1. 부유식 생산 구조물에 있어서:
   원통형 단면을 지닌 부이(10);
   상기 부이(10)의 모서리에서 대향하는 위치에 설치되는 빌지킬(20); 및
   상기 빌지킬(20)의 형태를 변동하도록 설치되는 조절수단(30);을 포함하여 이루어지되,
   상기 빌지킬(20)은 주판(22)의 양측으로 회동 가능하게 연장되는 보조판(24)을 구비하고,
   상기 조절수단(30)은 보조판(24)의 변부에 힌지(26)를 개재하여 연결되는 구동축(32)과, 상기 구동축(32)에 전동기어(36)를 개재하여 연결되는 구동모터(34)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부유식 생산 구조물.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 빌지킬(20)은 적어도 부분적으로 부이(10)와 동일한 재질을 사용하여 폭이 변동되는 원호형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 생산 구조물.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 전동기어(36)는 구동토크를 감소하면서 역전을 방지하도록 워엄기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 생산 구조물.

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