KR20110070847A - 바닥-표면 연결 파이프와 앵커 라인을 위한 2개의 부이와 끼워맞춰지는 터릿을 포함하는 부유 지지체 - Google Patents
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Abstract
앵커 라인을 계류하기 위한 두 부이와 바닥-표면 연결 파이프가 끼워맞춰진 터릿을 포함하는 부유 지지체가 제공된다.
오일 생산 부유 지지체(10)는 바닥-표면 연결 파이프(14) 및 해저면에 정박되는 앵커 라인을 계류하기 위한 계류 장치(1)를 포함하며, 이 장치는 각각 계류된 상기 바닥-표면 연결 파이프(14) 및 상기 앵커 라인(13)을 가지는 2개의 계류 부이(1-1, 1-2)를 포함하며, 상기 2개의 계류 부이는 터릿(2)에 연결 및 분리 가능하고 터릿 아래에 서로 독립적으로 고정되어 있다.
오일 생산 부유 지지체(10)는 바닥-표면 연결 파이프(14) 및 해저면에 정박되는 앵커 라인을 계류하기 위한 계류 장치(1)를 포함하며, 이 장치는 각각 계류된 상기 바닥-표면 연결 파이프(14) 및 상기 앵커 라인(13)을 가지는 2개의 계류 부이(1-1, 1-2)를 포함하며, 상기 2개의 계류 부이는 터릿(2)에 연결 및 분리 가능하고 터릿 아래에 서로 독립적으로 고정되어 있다.
Description
본 발명은 분리 가능 터릿에 고정된 부유 지지체에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 본 발명은 특히 북극이나 남극 지역과 같이 극한의 해양과 날씨 조건을 가지는 지역에서의 연안 오일 생산과 부유 지지체에서의 작업에 관한 것이다.
일반적으로, 오일 생산 부유 지지체(oil production floating support)는 해류, 바람, 및 너울의 영향에도 불구하고 위치를 유지할 수 있도록 앵커 수단을 갖는다. 또한 오일 생산 부유 지지체는, 일반적으로, 오프로딩 탱커(off-loading tankers)에 대하여 오프로딩하기 위한 수단과 함께, 드릴링 수단, 오일 저장 수단, 및 오일 처리 수단을 포함하며, 이 탱커는 규칙적인 간격으로 생산물을 가져가게 된다. 이런 부유 지지체나 선박은, 해저 깊은 곳에 위치한 유정에 대하여 드릴링 작업을 실시하기 위하여 사용될 때, 통상 부유식 생산 저장 및 오프로딩(FPSO) 선박(floating production storage off-loading vessels) 혹은 부유식 드릴링 및 생산 유닛(FDPU)(floating drilling & production units)으로 불린다. 이하, 약자로 FPSO 라고 한다.
폭풍이 몰아치는 도중과 같이, 너울, 바람, 및 해류와 같은 날씨 및 해상 조건이 심각하거나 극한일 때, 일반적으로 선박의 전방에 그리고 선박의 중심축선 상에 공지의 방식으로 위치되는 터릿을 통해 FPSO를 계류시키는 것이 바람직하며, 이때 선박은 바람, 해류, 및 너울의 영향 하에서 상기 터릿 주위에서 자유롭게 회전할 수 있다. 그러므로, 바람, 해류, 및 너울에 의해 선체 및 상부 구조물에 특정한 힘이 가해질 때, FPSO는 저항이 최소화되는 위치로 자연스럽게 수직축선 ZZ 주위에서 자유롭게 회전할 수 있다. 유정의 헤드(well heads)와 FPSO를 연결하는 파이프들은 일반적으로 터릿의 아랫부분에 연결되며, 이 파이프들은 상기 터릿의 축선 상에 있는 로터리 조인트(rotary joint)를 통해 FPSO에 연결된다. 북해, 멕시코만이나, 북극해 혹은 남극해와 같은 곳에서, 날씨 조건이 극한으로 변하면 FPSO는 일반적으로 파이프들을 분리할 수 있으며 대피한 후 돌아오기 적절한 작업 조건을 기다린다.
본 발명은 더욱 상세하게는 북극해나 남극해의 연안 오일 생산을 위한 부유 지지체에 관한 것으로서, 이 지지체는 선체의 아래에 분리 가능한 터릿을 끼워맞추고 있고 그 터릿으로부터 해저면에 연결되는 앵커 라인 및 바닥-표면 연결 파이프가 연장되며, 상기 선체는 수직으로 연장되는 실질적으로 평면인 측부를 길이방향을 따라 포함하며, 또한 종래 방식의 선수 및 선미 부분 (선박의 가장 앞과 뒷부분)을 포함하고 있을 수도 있는데 이 선수 및 선미는 수평면에 대하여 기울어져 있고 뾰족한 보강 스템을 형성하여 이 보강 스템의 아래를 지나는 유빙(pack ice)을 가압하여 구부림으로써 파괴할 수 있도록 하는 형상을 갖는다.
장점적으로, 부유 지지체는, 오일 저장 용량을 최적화하기 위해서, 또한 황파 (heavy sea)에서 더 나은 움직임을 위해서, 실질적으로 수직인 길이방향 측부를 갖는 선체를 가진다. 그러나 수직인 측부를 갖는 선체는 유빙에 대한 움직임에 대해서는 특히 불리하다. 따라서, 미국특허 US 4 102 288 호 및 US 4 571 125 호에서는, 부유 지지체가, 수평에 대해 경사진 스템을 가지는 선박의 이물(bow)에 대한 공지의 방식으로 쇄빙을 강화하도록, 만곡되거나 경사진 형태를 갖는 측부를 가지는 것을 제안한다.
공지의 방식에 있어서, 바닥-표면 연결 파이프와 해저면에 고정되어 있는 앵커 라인의 해제 가능한 계류 시스템을 포함하는 오일 생산 부유 지지체는 다음을 포함한다:
- 상기 앵커 라인과 바닥-표면 연결 파이프를 위한 계류 부이로서, 상기 부이는 바람직하게 환형 부이인 것;
- "터릿"이라고 불리는 타워(tower) 형태의 구조물을 포함하는 로터리 장치에 부유 지지체의 선체 아래에 고정된 상기 계류 부이로서, 상기 터릿은 부유 지지체의 선체의 전체 높이를 통과하는 캐비티(cavity) 내에서 선체와 협력하며, 상기 부유 지지체가 상기 터릿의 그리고 상기 캐비티의 실질적으로 수직인 축선 ZZ' 주위에서 회전하도록 지지하고 이때 상기 계류 부이가 동일한 수직 축선 ZZ'에 대해 회전하지 않도록, 상기 터릿은 적어도 하나의 롤링 또는 마찰 베어링(rolling or friction bearing), 바람직하게는 롤링 베어링을 통하여 상기 선체에 대해 회전가능하게 장착되는 것; 그리고
- 상기 바닥-표면 연결 파이프는 캐비티 내에서 복수의 상기 파이프를 위한 커플링(coupling)까지 솟아오르고, 상기 커플링은 부유 지지체의 갑판과 동일면에서 부유 지지체에 고정되어 있고, 로터리 조인트 커플링 타입인 상기 커플링이 회전하지 않는 상태에서 상기 부유 지지체가 회전하도록 상기 커플링은 회전 가능하게 장착되어 있다.
전술한 종래기술에 있어서, 롤링 베어링은 부유 지지체의 갑판과 동일면에 위치되거나, 혹은 수면 아래의 바닥부분에 위치되어 베어링이 물속에 잠겨 있거나, 상기 2가지 구성의 혼합으로 사용될 수도 있다.
단지 갑판과 동일면에만 롤링 베어링이 위치되는 실시형태는 상대적으로 작은 높이, 특히 15m보다 작은 부유 지지체에만 적당하다. 더 큰 높이를 갖는, 특히 20m 내지 25m 범위에 있는 높이를 가진 부유 지지체에서, 부유 지지체의 회전에서 기인한 터릿에서의 수평방향 힘은 터릿 구조물을 그 길이를 따라 구부러지게 하며, 그에 따라 상단 롤링 베어링을 기계적으로 압박(stressing)하여 작동의 신뢰성을 기계적으로 위험하게 한다. 게다가, 롤링 베어링이 터릿의 바닥 부분에서의 수중에 있을 때, 이렇게 롤링 베어링이 수중에 잠기는 것은 동작 신뢰성과 상기 롤링 베어링의 내구성에 영향을 주며, 상기한 모든 것들은 유지보수 작업에 어려움을 준다. 현장에서의 활동은 잠수컷부의 이용과 상당한 기술 수단을 필요로 하고, FPSO가 파이프들과 분리되고 난 다음 피오르드(fjord) 혹은 더 양호한 드라이 독(dry dock)와 같은 보호된 장소에서 이런 작업을 하는 것이 필요하다. 그러므로, FPSO가 수십 년 동안 드라이 독 혹은 보호된 장소에서 정해진 유지보수 분리 없이 같은 위치에 위치시킬 의도일 때는 이러한 타입의 터릿은 적당하지 않다.
상기 언급된 타입의 지지체는 영국특허 GB 2 291 389 호 및 유럽특허 EP 0 259 072 호에 공지되어 있다.
국제특허공개 WO 94/15828 호에는, 신속하게 연결하고 분리하는 계류 부이를 위한 시스템으로서, 계류 부이는 부유 지지체의 선체의 바닥에 연결되는 상단 부분, 더욱 상세하게는 부유 지지체를 통과하는 바닥-표면 연결 파이프를 가지는 부유 지지체의 선체의 전체 높이를 통과하는 캐비티의 바닥 끝부에 환형으로 연장하는 계류 캐비티를 통해 선체의 바닥에 연결되는 상단 부분 가지는 시스템이 개시되어 있다. 또한 계류 부이는 해저면으로 연장하는 바닥-표면 연결 파이프의 바닥 부분과 앵커 라인에 계류되어 있는 바닥 부분을 가지며, 상기 계류 부이의 바닥 부분은 완전하게 잠긴 롤링 베어링에 의해서 회전 가능하게 장착되며, 상기 바닥 부분이 선체에 고정된 계류 부이의 상단 부분에 대해 회전하도록 되어 있다.
완전하게 잠긴 롤링 베어링과 완전하게 잠긴 회전 부분을 가진 이 타입의 시스템은 다수의 계류 바닥-표면 연결 파이프에는 적당하지 않으며, 유지보수가 더 용이하고 제한이 더 적은 상황에서 작동할 수 있도록 설비되도록 최소 몇몇의 롤링 베어링이 물 밖에 위치하는 시스템이 바람직하다.
국제특허공개 WO 94/15828 호에서, 규정(provision)은 대기압 혹은 더 바람직하게는 진공 상태가 수립된 수평 부분의 넓은 영역을 제공하는 내부 탱크를 위한 선체의 바닥에 만들어졌다. 상기 내부 탱크는, 부이가 탱크에 고정된 상태에서, 계류 부이의 상단 부분을 갖는 수평 부분에 넓은 접촉 영역을 제공한다. 이러한 목적을 위하여, 사이 환형 구역(interstitial annular zone)은 선박의 선체의 바닥에서의 대기압인 탱크와 계류 부이와의 사이에 형성되고, 상기 구역은 2개의 동심 환형 개스킷에 의해 한정되고, 작은 체적의 환형 구역은 접촉 구역에 대해 가압되고 있는 바닥-표면 연결 파이프와 앵커 라인 및 계류 부이로 구성된 조립체를 위한 양성 부력(positive buoyancy)을 만들어내기 위해서 선박의 선체의 바닥에서 대기압의 챔버와 접촉한다.
어떤 조건에서, 상기 계류 부이에 계류되어 있는 상기 앵커 라인에 의해 계류되어 있는 상기 부유 지지체를 유지하면서 오로지 바닥-표면 연결 파이프만 분리하는 것이 바람직할 수도 있다.
이러한 종류의 환경은, 바닥-표면 연결 파이프가 앵커 라인보다 약하기 때문에 바닥-표면 연결 파이프를 일시적으로 보호할 것이 요구될 때, 특히 바닥-표면 연결 파이프가 해수면 아래에 잠긴 부이와 상기 계류 부이 사이의 연결을 제공하는 가요성 파이프를 포함하되, 상기 앵커 라인을 분리하는 것이 필요하지 않은 상태일 때 발생한다.
영국특허 GB-2-321 361 호에서와 같이, 상기 앵커 라인과 상기 연결 파이프 모두가 고정되는, 터릿에 고정되어 있는 단일 환형 계류 부이를 가지는 계류 시스템에서, 해양의 수중과 수면 모두가 거칠 때마다, 바닥-표면 연결 파이프가 계류되어 있는 계류 부이를 미리 낮추거나 분리하는 것 없이 바닥-표면 연결 파이프를 분리하는 것은 불가능하다. 부이로부터 분리된 동안 바닥-포면 연결 파이프를 손상시킬 위험이 없고 잔잔한 해양의 충분한 깊이로 낮추기 위해 처음에 계류 부이를 분리하는 것이 필요하다. 그렇지 않으면, 부이에 연결된 바닥-표면 연결 파이프의 상단 끝부에서의 커넥터를 손상시킬 위험이 있다. 그러나, 부이를 분리하는 것은 적어도 임시적으로는 부유 지지체가 더 이상 고정되어 있지 않다는 것을 의미하며, 그것은 언제나 바람직한 것은 아니다.
유럽특허 EP-0 831 023 호에는, 부유 지지체를 위한 상기 앵커 라인이 독점적으로 계류되는 환형의 제 1 부이를 구성하는 2개의 독립 부분으로 이루어져 있는 계류 부이와, 상기 제 1 부이에 해제 가능한 방식, 즉, 분리가능한 방식으로 동축선 상에 고정되어 있으며, 상기 제 1 부이의 중앙 오리피스(central orifice)를 점유하는 제 2 부이가 개시되어 있고, 여기에서 상기 바닥-표면 연결 파이프는 상기 제 2 부이에 독점적으로 계류되어 있다. 그렇지만, 유럽특허 EP-0 831 023 호에 개시된 실시형태에 있어서, 양쪽 모두의 부이는 부유 지지체의 선체 내의 캐비티에 완전히 들어가 연결되어 있으며, 그에 따라 기계적 잠금 수단에 의해 단독으로 분리하는 것은 힘이 많이 들어 이행하기 복잡하고 매우 어려우며, 이 힘은 5000 톤(t) 내지 6000t에 이르거나 초과할 수도 있다.
본 발명의 목적은 적어도 하나의 계류 부이를 포함하는 부유 지지체에 가역적으로 연결되는 계류 장치를 제공하고자 하는 것으로서, 이 장치는 상기 앵커 라인 및 바닥-표면 연결 파이프를 고정시키고 있으며, 상기 계류 장치는 터릿과 협력하며, 상기 계류 장치의 구조 및 동작은, 상기 앵커 라인을 통해서 부유 지지체가 계류되어 유지된 채로, 바닥-표면 연결 파이프가 손상될 우려 없이 독립적으로 분리될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 계류되어 있는 바닥-표면 연결 파이프 및/또는 앵커 라인과 계류 부이 사이의 양성 부력을 발생시키는 원리에 기초하여 신속한 상기 계류 장치용 연결/분리 시스템을 제공하고자 하는 것으로서, 이러한 부이의 연결/분리 시스템은 상기 계류 장치가 선박의 선체의 전체 높이를 통해서 바람직하게 연장하는 캐비티 내에서 로터리 터릿의 아래에 고정되는 실시형태에 적합할 필요가 있으며, 상기 계류 장치는 적어도 하나의 롤링 베어링을 사용하여 상기 선체에 대해 회전 가능하게 장착되며, 바람직하게 이 베어링은 작동시 물에 잠기기 쉽지 않다.
이를 위해서, 본 발명은 이하를 포함하는 오일 생산 부유 지지체를 제공한다. 즉,
- 해저면에 앵커 라인과 제 1 바닥-표면 연결 파이프를 계류하기 위한 계류 장치로서, 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프는 상기 계류 장치로부터 연장하여 해저면에 계류되며, 상기 계류 장치는 적어도 하나의 환형 계류 부이를 포함하며, 상기 계류 장치는 터릿에 가역적으로 연결되는 것;
- 수직 축선 ZZ' 주위에서 바람직하게 원형 단면인 적어도 하나의 방수 튜브형 구조물을 포함하며, 상기 방수 튜브형 구조물의 튜브형 측벽의 바닥 끝부에 방수 방식으로 조립된 바닥 벽을 가지는 상기 터릿으로서, 상기 터릿은 바람직하게 선체의 전체 높이까지 부유 지지체의 선체 내부를 통과하는 캐비티 내에서 연장하며, 상기 터릿은 수면 위 및/또는 물 밖에 바람직하게 위치되는 적어도 하나의 롤링 또는 마찰 베어링, 바람직하게는 롤링 베어링에 의해서 상기 선체에 대해 회전 가능하게 장착되어, 상기 부유 지지체가 상기 터릿 및 상기 캐비티의 실질적으로 수직인 축선 ZZ' 주위에서 회전하도록 하되, 상기 계류 부이가 동일한 수직 축선 ZZ'에 대해 회전하지 않도록 하는 것; 그리고
- 연결되어 있는 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프들의 상단 끝부와 부유 지지체의 갑판과의 사이의 제2 연결 파이프로서, 상기 제 2 연결 파이프는 방수 방식으로 터릿의 바닥벽을 통과하여 복수의 상기 제 2 파이프를 결합하기 위한 커플링까지 캐비티 내에서 올라가며, 상기 커플링은 부유 지지체의 갑판과 동일면에서 부유 지지체에 고정되어 있으며, 로터리 조인트 커플링 타입의 상기 커플링은 상기 커플링이 회전하지 않으면서 상기 부유 지지체가 회전하도록 회전 가능하게 장착되며, 터릿의 상기 바닥벽 아래의 상기 제 2 연결 파이프의 바닥 끝부는 밸브와 협력하는 커넥터에 의해서 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프의 상단 끝부에 연결되는 것; 을 포함하는 오일 생산 부유 지지체를 제공한다.
지지체는 다음과 같은 것을 특징으로 한다. 즉,
- 상기 계류 장치는 상기 터릿의 바닥벽의 축선 ZZ' 주위에서 서로 동축으로 배치되는 2개의 계류 부이를 포함하며, 제 1 부이는 그것에 계류된 상기 앵커 라인을 포함하는 환형 부이이며, 상기 환형 부이는 그것에 계류된 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프를 가지는 제 2 계류 부이를 포함하는 중앙 오리피스를 포함하며, 상기 제 2 계류 부이는 상기 밸브 및 커넥터가 상기 제 1 연결 파이프의 상단 끝부에 위치되는 상단 튜브형 벽을 가지며; 그리고
- 상기 부유 지지체는 터릿의 상기 바닥벽에 대해 각각 상기 제 1 및/또는 상기 제 2 계류 부이(들)를 연결/분리하되, 각각의 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이가 서로 독립적으로 연결/분리되도록 하는 연결/분리 시스템을 포함하며, 이 연결/분리 시스템은:
- 환형의 상기 제 1 부이의 상단면 상의 2개의 밀폐 개스킷으로서, 상기 개스킷은 상기 제 1 부이의 중앙 오리피스의 축선 ZZ' 주위에서 바람직하게 동축이고, 상기 터릿의 바닥벽에 대해 상기 제 1 부이의 상기 상단 면이 가압될 때 상기 제 1 부이의 상단면과 상기 터릿의 바닥벽 사이에서 제 1 방수 챔버 혹은 사이 환형 챔버를 구획형성하는 것;
- 제 2 부이의 상기 튜브형 상단벽의 상단 가장자리 상의 밀폐 개스킷이 상기 터릿의 바닥벽, 즉 그 아래쪽 면에 대해 가압될 때, 밸브 챔버로 불리는 제 2 방수 챔버를 구획형성하기 위해 상기 터릿의 바닥벽과 협력하는 상기 제 2 부이의 상기 튜브형 상단 벽;
- 상기 계류 부이, 바람직하게는 상기 제 2 계류 부이의 상기 튜브형 상단벽에 고정되는 호이스트 케이블과 같은 복수의 링크(links)로서, 상기 링크는 터릿 내측에서 바람직하게 연장하여 방수 방식으로 터릿의 바닥벽을 통과하는 것;
- 수면 위에 위치되는 높이로부터 터릿의 내측에서 수직으로 연장하여, 각각의 상기 제 1 및 제 2 챔버를 통해 방수 방식으로 터릿을 통과하는 적어도 2개의 벤트(vent) 튜브; 그리고
- 상기 제 1 및 제 2 부이가 터릿의 바닥벽에 대해 각각 가압될 때, 각각의 상기 제 1 및 제 2 챔버 내의 물을 펌핑하기 위한 펌프 수단; 을 포함하며,
- 앵커 라인과 상기 제 1 계류 부이의 데드 웨이트(dead weight) 그리고 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프와 상기 제 2 계류 부이 각각의 데드 웨이트는 물 부피(Vi) (Vi = Si × (H0 - H2i))의 중량보다 작으며, 여기서:
· H0는 수면에서 물의 높이;
· H2i는 상기 제 1 챔버 혹은 상기 제 2 챔버를 각각 구획형성하는 터릿의 바닥벽의 상단 부분의 높이;
· Si는 상기 제 1 챔버 혹은 상기 제 2 챔버 각각의 단면의 면적; 그리고
· 상기 제 1 부이와 상기 제 1 챔버일 때는 i = a 이고 상기 제 2 부이와 상기 제 2 챔버일 때는 i = b이다.
물 부피의 무게(Vi)는 상기 제 1 또는 제 2 챔버의 수평 단면(Si)에 작용하는 부력 쓰러스트(buoyancy thrust)에 상응한다.
따라서 선체에 대해서 영구적으로 고정되어 있는 계류 장치 및/또는 터릿의 부분은 없다.
본 발명의 계류 장치는, 계류되는 앵커 라인과 함께, 그리고 그에 따라 정박되어 유지되는 부유 지지체와 함께, 제 1 부이가 연결되어 유지되는 동안, 수면에서 그리고 수면 아래에서 난류(turbulence)로부터 제 1 연결 파이프를 보호하도록, 제 2 부이가 분리되어 부유 지지체 아래에 어느 정도 깊이로 가라앉게 스스로 하강하는 것이 가능하도록 한다.
게다가, 극한의 상황에서는, 계류되어 있는 제 1 부이에 대해 보다 강한 복귀력을 작용시키는 앵커 라인이 계류되어 있는 제 1 부이를 분리하지 않은 채, 예방 방식으로 제 1 바닥-표면 연결 파이프만을 지탱하는 제 2 부이를 분리하여 어느 정도 깊이로 가라앉히는 것이 안전하다는 것을 알 수 있을 것이다.
더구나 연결/분리 시스템은 특히 아래의 원리로 수행하기 용이하다.
제 1 부이의 상단 면 혹은 제 2 부이의 상단 벽의 상단 가장자리가 터릿의 바닥벽의 아래면에 대하여 접촉되어 가압되고, 상기 제 1 혹은 상기 제 2 챔버가 각각 물로 완전히 차있을 때, 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프와 상기 제 2 부이 각각 혹은 상기 앵커 라인과 상기 제 1 부이를 포함하는 조립체에서의 양성 부력을 야기시킴으로써 터릿의 상기 바닥벽과 상기 부이 사이에서 연결이 이루어진다. 이렇게 하기 위해서, 이러한 상황에서는, 이 경우에서 상기 가이드 튜브 내의 물의 높이가 H1i와 H2i의 범위 내에 있을 때까지 물이 상기 제 1 또는 제 2 챔버 내측으로부터 펌핑되는데, 여기에서 H1i는 물의 부피 V1i = Si × (H0 - H1i)가 상기 앵커 라인과 함께 상기 제 1 부이의 혹은 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프와 함께 상기 제 2 부이의 데드 웨이트와 같을 때의 높이에 상응하며, 이때 제 1 부이와 제 1 챔버에 대하여는 i = a이고, 제 2 부이와 제 2 챔버에 대하여는 i = b 이다. 터릿으로부터 상기 부이를 분리하기 위해서, 상기 제 1 또는 제 2 챔버는 물로 채워져 있고, 이렇게 채워져 있는 동안에, 상기 가이드 튜브 내의 물의 높이가 H1i보다 약간 위의 높이에 있을 때까지는, 상기 벤트 및 가이드 튜브(들)는 이 경우에서 실질적으로 대기압으로 상기 제 1 또는 제 2 챔버를 유지한다. 내부가 채워진 부이와 상기 제 1 연결 파이프 혹은 앵커 라인에 의해 구성된 조립체의 데드 웨이트가 물 부피 V1i = Si × (H0 - H1i)의 중량를 초과할 때, 부이는 자연스럽게 터릿으로부터 분리되어서 아래쪽으로 움직이기 시작한다. 부이는, 일단 터릿의 바닥으로부터 분리되면, 수중에서 수심에 상응하는 수압을 받고, 따라서 상기 부이는 그 자중, 즉 500t 내지 1500t에 상응하는 상당한 힘을 받아 빠르게 하강하고, 그로 인해 부유 지지체는 거의 순간적으로 터릿으로부터 분리된다.
바람직하게는, 부유 지지체는 선박의 갑판 혹은 수면 위에서 상기 터릿의 상단에 바람직하게 위치된 윈치로부터 연장하는 복수의 상기 호이스트 케이블을 포함하며, 적당한 곳에서 상기 케이블은 수면 위쪽의 높이로부터 터릿의 바닥까지 터릿 내측에서 수직으로 연장하는 복수의 벤트 및 가이드 튜브 내측에서 연장하며 방수 방식으로 터릿을 통과한다.
또한 바람직하게, 상기 제 1 및 제 2 부이 중 적어도 하나에 대하여, 바람직하게는 상기 제 1 및 제 2 부이 각각에 대하여, 상기 연결/분리 시스템은 상기 터릿의 원형 바닥의 중심 주위에서 바람직하게는 대칭으로 배치된 적어도 3개의 상기 가이드 튜브 및 적어도 3개의 상기 케이블을 포함하며, 그리고 바람직하게는 상기 제 1 부이에 대하여는 상기 터릿의 상기 튜브형 구조물의 외측면을 따라서 근접하거나, 또는 상기 제 2 부이에 대하여는 상기 터릿의 상기 튜브형 구조물의 내측면에 근접하게 상기 케이블의 바닥 끝부는 각각 상기 제 1 부이의 상단면 혹은 상기 제 2 부이의 상기 상단 튜브형 벽의 상단 가장자리에 고정된다.
재결합 단계 도중에 이러한 상기 케이블의 배열은, 상기 호이스트 케이블을 감는 윈치의 작동을 동기화함으로써, 상기 부이가 통제되고 안정된 방식으로 터릿의 바닥의 하부면으로 진행하고 접근하는 것을 가능하도록 한다.
더욱 상세하게는, i = a 혹은 b 일 때, 적어도 20m의, 특히 바람직하게는 20m 내지 50m의 상기 캐비티 내에서 H0 - H2의 잠김 깊이를 가지는 터릿에 대하여, 상기 가이드 튜브가 놓이는 터릿의 바닥벽 부분의 잠김 깊이와 상기 가이드 튜브의 직경은, 가이드 튜브의 내측 부피가 15 입방미터(㎥), 더욱 바람직하게는 5㎥보다 작게 되도록 한다.
더욱더 상세하게는, 상기 제 2 부이의 상기 상단 튜브형 끝부 벽은, 그 바닥 끝부에, 자동 커넥터 부분 및/또는 상기 밸브를 지지하는 밸브 챔버의 바닥벽을 형성하는, 방수 방식으로 조립되는 바닥 벽을 포함하고, 상기 부이는, 그 바닥 부분에, 밸브 챔버의 바닥 벽의 하부면에 대해 부유체(float)를 구성하는 부력 탱크를 포함한다.
제 2 부이의 튜브형 상단 벽은 제 1 및 제 2 파이프를 함께 연결하기 위한 자동 커넥터 및 상기 밸브를 설치하기에 필요하고 충분한 높이를 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다.
더욱더 상세하게는, 부유 지지체는 터릿을 구성하는 상기 방수 튜브형 구조물 내측의 바닥 부분에 바람직하게 위치되는 적어도 하나의 상기 펌프를 포함하며, 상기 펌프는 터릿의 상기 바닥 벽을 방수 방식으로 통과하는 흡입 파이프(suction pipe)와 협력하며, 상기 흡입 파이프는 상기 제 1 또는 제 2 부이가 각각 터릿의 상기 바닥 벽에 대하여 가압되는 위치에 있을 때 상기 제 1 및 제 2 챔버 각각의 벽에 인접하며, 상기 펌프는 상기 제 1 및 제 2 챔버 각각에 대하여 공급 파이프(delivery pipe)와 협력하며, 각각의 상기 공급 파이프는, 바람직하게 상기 터릿의 바닥 부분 내에서, 터릿을 구성하는 상기 방수 튜브형 구조물의 튜브형 측벽을 바람직하게 통과하여, 상기 캐비티 내에 개구된다.
장점적으로, 상기 터릿의 바닥 벽은:
- 상기 튜브형 측벽의 바닥 끝부 위에서 그리고 그 내측에서 상기 터릿의 상기 튜브형 측벽과 방수 방식으로 조립되는 바람직하게 원형인 중앙 부분, 및 상기 중앙 부분을 둘러싸는 주변 부분(peripheral portion)을 포함하며, 터릿의 상기 튜브형 측벽의 외측면에 또는 상기 튜브형 측벽의 바닥 끝부에 방수 방식으로 조립되는 바람직하게 환형인 주변 부분은, 바닥 벽의 상기 중앙 부분의 아래면에 커넥터 부분을 바람직하게 포함하는, 상기 제 2 링크 파이프의 바닥 끝부가, 터릿의 방수 튜브형 구조물의 튜브형 측벽의 바닥 끝부 위에 위치되는 방식으로 상기 중앙 부분에 대하여 아래쪽으로 오프셋된다.
본 실시형태는, 너울, 바람, 해류, 혹은 유빙으로 인한 큰 수평 움직임에 FPSO가 영향을 받을 때 상기 제 1 부이가 상당한 복귀력의 영향을 받는, 상기 제 1 부이의 분리시, 제 2 연결 파이프의 바닥 끝부, 특히 자동 커넥터 부분을 손상시킬 어떠한 우려도, 분리시, 상기 제 1 부이가 회피하도록 할 수 있다는 점에서 특히 유리하다. 따라서 제 1 부이는, 상기 제 1 부이의 중앙 오리피스로부터 상기 제 2 부이가 분리된 후까지 분리되지 않는다.
그러므로 제 2 파이프의 바닥 끝부, 특히 제 2 파이프의 바닥 끝부에서 커넥터 부분은 보호되어, 터릿의 바닥 벽의 상기 중앙 부분 아래에 위치되는 튜브형 측벽의 바닥 부분에 의해 보호된다.
상기 바닥벽의 주변 부분과 중앙 부분과의 사이의 이러한 오프셋은 바닥 벽의 중앙 부분의 하부면과 터릿의 튜브형 측벽의 내측면의 바닥 끝부에 의해 구획형성되는 캐비티를 형성한다.
이러한 케이싱(casing)은, 상기 커넥터에 의해 상기 제 1 및 제 2 연결 파이프가 함께 연결되게 하기 위해서 상기 바닥벽의 하부면에 대해 가압될 때 상기 제 2 계류 부이를 정위치에 유지시키고 끼워넣기(containing and wedging)에 적합한 센터링 가이드 부재를 형성한다.
상기 센터링 수단은, 터릿의 상기 바닥의 하부면으로 접근하여 상기 제 2 연결 파이프의 바닥 끝부와 함께 상기 제 2 챔버의 바닥 위에서 돌출하는 상기 바닥-표면 연결 파이프의 상단 끝부에 자동 커넥터의 암컷부와 수컷부를, 필요시, 연결하기 용이하게 함에 따라, 상기 터릿에 대해 상기 계류 부이의 튜브형 상단 벽을 센터링하는 것을 용이하게 한다는 것을 알 수 있을 것이다.
또한 장점적으로, 부유 지지체는:
- 상기 터릿의 바닥벽의 아래면에 대해 각각의 상기 제 1 및 제 2 계류 부이를 잠금 혹은 유지하기 위한, 전환가능한 기계적 안전 잠금 혹은 유지 수단
을 포함한다.
더욱더 바람직하게, 각각의 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이는, 상기 터릿의 바닥 벽에 대해 상기 제 1 및 제 2 부이가 가압될 때, 상기 개스킷의 평탄화(flattening)를 제한하고 상기 제 1 또는 제 2 부이와 터릿 사이의 수직 하중을 이전(transfer)시키기 위한 인접부 또는 보호 가이드 부재를 포함하며, 상기 환형 개스킷은 상기 터릿의 바닥 벽의 하부면과 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이와의 사이에서 압축되며, 상기 보호 가이드 부재는 상기 터릿의 바닥 벽의 하부면에 고정된 힌지식(hinged) 이동가능 안전 래치(latch)와 협력하기에 적합하여, 그에 따라 상기 안전 래치가 상기 보호 가이드 부재 아래에 맞물릴 때 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이는 상기 터릿에 고정된다.
따라서, 제 1 또는 제 2 챔버가 누수로 인해 해수에 의하여 침수되는 경우에, 계류 부이에 의한 부력의 총 손실은 상기 안전 래치를 이용해 얻어지는 고정으로 인해 보상되며 상기 계류 부이가 원치 않는 시점에 손상적인 방법으로 분리되는 위험이 없다.
바람직하게는, 제 2 부이의 상단 튜브형 벽 및/또는 상기 터릿의 방수 튜브형 구조물의 튜브형 측벽은 상기 밸브 챔버의 내측과 연통하도록 해수를 집어넣기 위한 필러 파이프(filler pipes)와 협력하는 필러 밸브(filler valve)를 포함하며, 바람직하게는 상기 밸브 챔버의 상기 튜브형 벽은 상기 밸브 챔버가 상기 해치의 개방시 거의 동시에 해수에 의하여 채워지는 것을 가능하게 하기에 적합한 큰 치수의 방수 해치를 포함한다.
더욱 상세하게는, 터릿의 바닥 벽은 상기 밸브 챔버를 점검하기 위한 점검 해치를 포함한다.
밸브 챔버를 비우는 것이 가능하기 때문에 유지보수의 목적으로 상기 챔버가 건조된 상태로 작업자가 활동하는 것을 가능하게 하며, 자동 커넥터와 제 1 및 제 2 파이프의 연결을 제공하는 밸브가 작동하는데 적당하다.
또한 본 발명은 본 발명의 부유 지지체를 작동하는 방법을 제공하며, 여기에서 제 1 또는 제 2 계류 부이는 아래와 같은 단계를 수행함으로써 상기 터릿의 바닥벽에 대해 하부면에 연결된다:
a) 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이를 물에 담그는 단계로서, 상기 앵커 라인 혹은 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프가 각각 계류되는 단계;
b) 호이스트 케이블의 바닥 끝부를 상기 제 1 또는 제 2 부이에 각각 고정하는 단계로서, 상기 부유 지지체는 제 1 또는 제 2 부이가 각각 실질적으로 상기 캐비티의 수직 축선 ZZ' 상에 있는 방식으로 위치되는 단계;
c) 상기 밀폐 개스킷, 특히 상기 제 1 계류 부이를 위한 O-링 또는 상기 제 2 계류 부이를 위한 상기 개스킷이 상기 터릿의 바닥 벽의 하부면에 대해 가압될 때까지 제 1 또는 제 2 부이를 상승시키고, 그에 따라 해수로 채워진 상기 제 1 또는 제 2 챔버를 각각 형성하기 위해 상기 윈치를 작동시키는 단계로서, 상기 제 1 또는 제 2 챔버와 각각 협력하는 상기 가이드 튜브는 실질적으로 수면에 대응하는 높이(H0)까지 해수로 채워지는 단계;
d) 상기 제 1 또는 제 2 챔버와 각각 협력하는 상기 가이드 튜브 내의 물의 높이가 각각 높이 H1i보다 낮거나, 바람직하게는 높이 H2i보다 낮거나 같을 때까지 상기 펌프 수단을 이용하여, 상기 제 1 또는 제 2 챔버 각각의 내측으로부터 물을 배출시키는 단계로서, 높이 H1i는, 제 1 부이 및 제 1 챔버에 대하여 i=a이고 제 2 부이 및 제 2 챔버에 대하여 i=b 일 때 물 부피 V1i = Si×(H0-H1i) 의 중량에 상응하는 부력이 상기 제 1 방수 챔버에 대하여 상기 앵커 라인 및 상기 제 1 계류 부이의 조립체의 중량보다 크거나 상기 제 2 방수 챔버에 대하여 상기 링크 파이프 및 상기 제 2 계류 부이의 조립체의 중량보다 각각 크게 되도록 하는 단계; 그리고
e) 상기 제 1 또는 제 2 챔버를 각각 바람직하게는 완전히 비우고 난 다음 방수 상태로 만드는 단계.
상기 언급된 바와 같이, H2b는 접촉시 터릿의 바닥 벽 부분의 하부면의 높이와 제 2 부이의 튜브형 상단 벽의 상단 가장자리의 해저면에 대한 높이를 나타내며, Sb는 접촉시 터릿의 튜브형 상단 벽의 상단 가장자리에 의해 구획형성되는 바와 같은 터릿의 바닥 벽의 면적 또는 상기 제 2 부이의 튜브형 상단 벽의 단면적이다. 마찬가지로, H2a는 접촉시 터릿의 바닥 벽의 주변 부분의 하부면의 높이와 제 1 부이의 상단 면의 높이의 해저면에 대한 높이를 나타내며, Sa는 터릿의 바닥 벽의 주변 부분의 하부면과 접촉시 제 1 부이의 상단 면의 2개의 개스킷에 의해 구획형성되는 바와 같은 상기 제 2 챔버의 단면의 환형 표면의 면적이다.
더욱 상세하게는, 상기 제 1 또는 제 2 챔버가 비워진 후, 상기 호이스트 케이블의 바닥 끝부는 제 1 또는 제 2 계류 부이로부터 각각 분리되고, 바람직하게는 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이를 기계적으로 유지하기 위한 유지 수단은 각각 맞물리며, 그에 따라 바람직하게는 터릿의 바닥 벽의 하부면과 각각의 제 1 또는 제 2 계류 부이 사이에서 압축되는 상기 밀폐 개스킷 혹은 상기 개스킷이 평탄화되는 것을 방지하는 보호 가이드 부재와 협력하기에 적합한 힌지식 이동가능 안전 래치를 사용해서, 상기 터릿의 바닥 벽에 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이를 고정한다.
또한 본 발명은 본 발명의 부유 지지체를 작동하는 방법을 제공하며, 여기에서 상기 터릿에 연결되는 상기 제 1 또는 제 2 부이는 분리되며, 상기 제 1 또는 제 2 부이로부터 상기 호이스트 케이블의 바닥 끝부가 분리된 후, 이 방법은 아래의 단계를 포함한다:
a) 제 1 챔버에 대하여 i=a이고 제 2 챔버에 대하여 i=b일 때, 각각 상기 제 1 또는 제 2 챔버와 각각 협력하는 상기 가이드 튜브 내의 물의 높이가 상기 높이 H2i보다 약간 높아지는 방식으로 적어도 상기 제 1 또는 제 2 방수 챔버 각각의 내부로 물의 유입을 야기시키는 단계;
b) 상기 제 2 부이를 분리하기 위하여, 상기 제 1 및 제 2 링크 파이프 사이의 자동 커넥터를 잠금해제 하는 단계;
c) 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이를 각각 터릿의 상기 바닥 벽으로부터 분리하기 위해 상기 기계적 유지 수단을 해제하는 단계; 그리고
d) 챔버와 연통하여 가이드 튜브를 채워서, 그에 따라 상기 부이가 분리되도록 야기시킴으로써 마치는 단계.
바람직하게, 상기 제 2 부이로부터의 분리를 위하여 아래와 같은 단계가 실행된다:
a) 상기 제 1 또는 제 2 바닥-표면 연결 파이프를 감압하는 단계;
b) 터릿의 바닥 벽의 하부면으로부터 상기 높이 H2b까지 상기 제 2 챔버 혹은 밸브 챔버를 채우고, 상기 밸브 챔버가 완전히 물로 채워지자마자 채우는 것을 멈추는 단계;
c) 상기 제 1 및 제 2 링크 파이프 사이의 자동 커넥터를 해제하는 단계;
d) 적절한 곳에서, 상기 기계적 안전 래치를 해제하는 단계; 그리고
e) 높이 H1b까지 가이드 튜브를 채우도록 상기 밸브 챔버를 채우는 것을 계속하고, 그에 따라 상기 제 2 부이를 분리하는 단계.
이 2-단계 분리 기술은, 단계 b)의 끝으로부터 단계 d)까지, 제 2 부이가 유체정역학 쓰러스트(hydrostatic thrust)에 의해 정위치에 유지되고 제 2 부이의 분리 절차가 챔버를 비움으로써 단지 가역적으로 남아있기 때문에 유리하다. 이것은 제 2 부이가 분리되어야 하는지 확실하지는 않지만, 필요하게 되면, 상기 분리를 최대한 신속하게 실행할 수 있게 준비되는 것이 바람직한 경우에 상기 단계 e)에 따라 가이드 튜브를 채움으로써 마쳐져서 중간 분리 단계 혹은 대기 단계를 제공하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 유빙 혹은 빙산의 부유 같이 갑작스럽지만 확실하지 않은 위험의 경우에, 가역이 여전히 가능한 준비 단계는 차분히 실행되며(단계 a) 내지 d)), 플레어 타워 (flare tower)를 통해 감압 가스를 연소해야 하는 것이 필요하다면 이 단계는 몇 시간이 걸릴 수도 있다. 분리가 필요하다는 것이 확정되면, 불가역 단계인 제 2 단계(단계 e)는 수십 초에서 수분 동안만 지속되며, 그로 인해 부이가 분리되는 것이 가능하게 되고 그래서 그것의 바닥/표면 연결로부터, 혹은 제 1 계류 부이가 관계된 그 앵커링으로부터 거의 순식간에 FPSO가 해제된다.
장점적으로, 본 발명의 방법에 있어서, 아래와 같은 단계가 실행된다:
1) 상기 제 1 부이가 상기 터릿에 연결된 상태를 유지하면서 상기 터릿에 대해 상기 제 2 부이를 분리하는 단계; 그리고
2) 제 1 링크 파이프가 제 2 부이에 계류된 상태를 유지하면서 상기 부유 지지체 아래의 어느 정도의 잠금 깊이까지 상기 제 2 부이를 하강시키는 단계.
본 발명의 다른 특징들과 장점들은, 도면을 참고하여, 제한하고자 하는 것이 아니라 예시로서 이루어지는 이어지는 상세한 설명으로 더욱 잘 나타난다.
도 1은 유빙 내에서의 FPSO 타입의 터릿에 고정된 부유 지지체의 측면도;
도 2는 표류하고 있는 유빙(31)에 의해서 강하게 수평 방향으로 FPSO가 떠밀리고 있는 측면도;
도 3은 FPSO는 제 2 고정 앵커 라인에 의해 위치가 유지되고 제 2 부이 지지 가요성 연결 파이프(14)에서 떨어진 모습의 측면도;
도 4는 FPSO를 유빙으로부터 떨어지기 위해서 순차적으로 상기 제 1 부이로부터 떨어진 모습의 측면도;
도 5는 앵커 라인(13)을 포함한 상기 제 1 부이와 재결합하기 위해서 상기 제 1, 제 2 부이의 수직 위로 위치하도록 돌아온 후, 상기 제 1 가요성 파이프 타입의 바닥-표면 연결 파이프에 고정되어 있는 제 2 부이와 재결합하는 FPSO의 측면도;
도 6은 FPSO를 통과하는 터릿, 상기 제 1 환형 부이를 지지하는 터릿의 바닥 벽에서 계류되어있는 앵커 라인을 지지하는 터닛의 바닥 벽, 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프가 연결된 밸브 챔버를 포함한 제 2 부이 1-2, 대기압이기 때문에 작업자(102)가 연속적인 작업 접근 가능한 밸브 챔버를 나타내고 있는 측단면도;
도 7은 케이블(20b와 21b)을 취급함으로써 동반하는 분리 절차 시 상기 밸브 챔버에 해수를 침수시킴으로써 터릿으로부터 상기 제 2 부이를 분리하는 측단면도;
도 8은 윈치와 케이블로 제 2 부이를 터릿으로 재연결하는 측단면도;
도 9는 도 8에서 상단 롤링 베어링을 통하는 I-I를 따른 단면도;
도 10은 밸브 챔버(30)에 상응하는 제 2 부이의 상단 부분의 빌지(bilge) 펌프를 이용하는 디밸러스팅(deballasting)을 보여주는 측단면도;
도 11은 분리 절차 시, 해수로 밸브 챔버를 침수시킴으로써 터릿에 대해 제 2 부이를 분리시키는 초기 절차의 측단면도;
도 12는 제 2 부이의 상단 부분과 터릿의 바닥면 사이의 잠금 장치 요소, 또한 해수로 밸브 챔버를 침수시키는 방법을 나타낸 측단면도;
도 13은 제 1 부이의 챔버의 상단 부분을 디밸러스트(deballast)하기 위해 빌지 펌프를 사용하는 장치의 측단면도;
도 14는 상기 제 1 부이가 분리되고 나서 제 1 부이를 침수시키는 장치의 측단면도; 그리고,
도 15는 동축 배치 시, 제 1 및 제 2 부이의 평면도이다.
도 2는 표류하고 있는 유빙(31)에 의해서 강하게 수평 방향으로 FPSO가 떠밀리고 있는 측면도;
도 3은 FPSO는 제 2 고정 앵커 라인에 의해 위치가 유지되고 제 2 부이 지지 가요성 연결 파이프(14)에서 떨어진 모습의 측면도;
도 4는 FPSO를 유빙으로부터 떨어지기 위해서 순차적으로 상기 제 1 부이로부터 떨어진 모습의 측면도;
도 5는 앵커 라인(13)을 포함한 상기 제 1 부이와 재결합하기 위해서 상기 제 1, 제 2 부이의 수직 위로 위치하도록 돌아온 후, 상기 제 1 가요성 파이프 타입의 바닥-표면 연결 파이프에 고정되어 있는 제 2 부이와 재결합하는 FPSO의 측면도;
도 6은 FPSO를 통과하는 터릿, 상기 제 1 환형 부이를 지지하는 터릿의 바닥 벽에서 계류되어있는 앵커 라인을 지지하는 터닛의 바닥 벽, 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프가 연결된 밸브 챔버를 포함한 제 2 부이 1-2, 대기압이기 때문에 작업자(102)가 연속적인 작업 접근 가능한 밸브 챔버를 나타내고 있는 측단면도;
도 7은 케이블(20b와 21b)을 취급함으로써 동반하는 분리 절차 시 상기 밸브 챔버에 해수를 침수시킴으로써 터릿으로부터 상기 제 2 부이를 분리하는 측단면도;
도 8은 윈치와 케이블로 제 2 부이를 터릿으로 재연결하는 측단면도;
도 9는 도 8에서 상단 롤링 베어링을 통하는 I-I를 따른 단면도;
도 10은 밸브 챔버(30)에 상응하는 제 2 부이의 상단 부분의 빌지(bilge) 펌프를 이용하는 디밸러스팅(deballasting)을 보여주는 측단면도;
도 11은 분리 절차 시, 해수로 밸브 챔버를 침수시킴으로써 터릿에 대해 제 2 부이를 분리시키는 초기 절차의 측단면도;
도 12는 제 2 부이의 상단 부분과 터릿의 바닥면 사이의 잠금 장치 요소, 또한 해수로 밸브 챔버를 침수시키는 방법을 나타낸 측단면도;
도 13은 제 1 부이의 챔버의 상단 부분을 디밸러스트(deballast)하기 위해 빌지 펌프를 사용하는 장치의 측단면도;
도 14는 상기 제 1 부이가 분리되고 나서 제 1 부이를 침수시키는 장치의 측단면도; 그리고,
도 15는 동축 배치 시, 제 1 및 제 2 부이의 평면도이다.
도 1은 상기 파이프를 지지하는 수면 아래 부유체(15)까지 내려가는 디핑(dipping) 현수(catenary) 구성의 제 1 바닥-표면 연결 파이프(14)라고 불리는 가요성 파이프를 통해 (표시 안 된) 해저 유정 헤드에 연결되어있는 제 2 부이(1-2)와 앵커 라인(13)에 고정되어있는 제 1 부이(1-1)을 포함하는 터릿(2)의 바닥 면에 꽉 끼워 맞추어져 있는 분리 가능한 계류 시스템(1)에 고정되어 있는 FPSO 타입의 선박 혹은 부유 지지체(10)를 부분으로 보여주는 측면도이다. 부유체(15)는 상기 가요성 파이프(14a)가 현수(catenary) 구조(14b)로 해저면(50)까지 연장되고, 상기 유정까지 연장되고 난 후, 해저면의 계류 블록 혹은 "데드맨(deadman)" (15b)에 연결되어있는 케이블(15a)에 의해서 유지된다.
상기 제 1 및 제 2 부이가 각자에게 독립적으로 터릿(2)에 대해서 연결/분리 방법과 구조는 아래에 더 상세히 묘사된다.
도 2는 FPSO가 부유하는 유빙(31)에 의해 밀려, 그에 따라 심각한 정도까지 왼쪽의 연결 파이프(14)의 현수 구성(14a)을 변경하는 영향을 갖는 오프셋(offset)δL까지 이르는 모습의 측면도이고, 힘 F는 제 1 부이(1-1)에 작용되어 정위치를 유지하는 FPSO의 터릿(2)에 전달된다.
도 3은 부이가 어느 정도 부유하고 나서 해저면(50)으로부터 Ha의 높이에서 안정되는, 분리된 제 2 부이(1-2)를 나타낸다. 제 2 부이(1-2)에 연결된 계류 블록(16)은 해저면(50)에 놓여져 있는 계류 블록(16)과 함께 제 2 부이가 높이 Ha에서 안정되게 하는 역할을 한다. 제 1 부이는 여전히 FPSO에 연결되어서 위치를 유지시킨다.
도 4에서, 제 1 계류 부이(1-1)가 갑자기 분리된다. 그것은 또한, 부유하여 해저면(50) 위로 Hb의 거리에 안정된다. FPSO는 대피처를 찾기 위해서 유빙으로부터 자유롭게 떠날 수 있다.
도 5는 FPSO가 제 1 계류 부이(1-1)에 그리고 나서 제 2 부이(1-2)에 성공적으로 회복하고 연결되어서, 안정된 제 1 및 제 2 부이가 각각 해저면(50)으로부터 높이 Hb와 Ha 수직 위로 FPSO가 위치하고 있는 측면도이다.
도 6은 계류 장치(1)의 측단면도이다. 이 장치는 상기 터릿의 바닥 벽(2b)의 축선 ZZ' 주위에서 하나가 다른 하나에 속하게 동축으로 배치되어 있는 2개의 부이(1-1 및 1-2)로 구성되어 있고, 제 1 부이(1-1)는 상기 앵커 라인(13)이 계류되어 있는 환형 부이이고, 상기 환형 부이는 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프(14)가 계류되는 제 2 계류 부이(1-2)를 포함한 중앙 캐비티(1-3)를 가지며, 상기 제 2 계류 부이(1-2)는 밸브 챔버라고 아래에 언급되는 상단 튜브형 벽(1a)을 가지며, 여기에서 상기 제 1 연결 파이프(14)의 상단 끝부에 상기 밸브(8) 및 커넥터(7)는 포함되어 있다.
상기 계류 장치(1)는 가역적으로 터릿(2)에 연결되어 있다. 상기 터릿은 상기 수직 축선 ZZ' 주위에서 원형 단면인 방수 튜브형 구조물(2)을 포함하며, 상기 방수 튜브 구조의 튜브 측벽(2a)의 바닥 끝부에 방수 방식으로 조립된 바닥 벽(2b)을 갖는다. 상기 터릿(2)은 부유 지지체의 선체의 전체 높이를 통과하는 캐비티(4) 내에서 연장된다. 상기 터릿은 세 개의 롤링 베어링(51, 52, 53)을 통해서 상기 선체에 대해 회전하도록 장착되며, 그것들 중 하나인, 51은 수면(32)보다 위에 위치하고 있다. 이 롤링 베어링들은, 상기 계류 장치가 상기 수직 축선 ZZ' 주위에서 회전하지 않으면서, 상기 부유 지지체가 상기 터릿의 그리고 상기 캐비티의 실질적으로 수직인 축선 ZZ' 주위에서 선회하도록 허용한다.
제 2 연결 파이프(14c)는, 연결된 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프(14)의 상단 끝부와 부유 지지체(101)의 갑판과의 사이에서 연장된다. 상기 제 2 연결 파이프(14c)는 방수형식으로 터릿(2)의 바닥 벽(2b)으로 통과하여 복수의 상기 제 2 파이프(14c)를 결합하기 위한 커플링(coupling)(3)까지 캐비티(4) 내에서 연장되며, 상기 커플링(3)은 상기 부유 지지체의 데크(101) 상에서 부유 지지체에 고정된다. 상기 커플링(3)은 상기 부유 지지체가 상기 커플링의 회전 없이 선회하게 하도록 갑판 상에 회전 가능하게 장착되는 로터리 조인트 커플링 타입(rotaty joint coupling type)이다. 터릿의 상기 바닥 벽의 아래 면에서 상기 제 2 연결 파이프의 바닥 끝부는 격리 밸브(8)와 협력하는 커넥터(7)를 통해 상기 제 1 연결 파이프(14)의 상단 끝부에 연결되어 있다.
해수는 터릿의 외부와 상기 FPSO의 캐비티(4) 내측에 존재한다.
터릿(2)은 그 상단 끝부에 튜브형 측벽(2)보다 큰 직경의 상단 플랫폼(platform) (2c)을 포함하며, 상기 플랫폼은 캐비티(4)의 상단 끝부에서 스텝(10a)에 대해 지지되는 튜브형 측벽(2) 너머로 돌출(project)되어 있는 주변 부분을 갖는다.
터릿에서 계류 시스템은 3개의 롤링 베어링을 갖는다. 즉:
- 상단 지지 베어링(51)과;
- 상단 측면 가이드(guide) 베어링(52)과;
- 바닥 측면 가이드 베어링(53).
상기 베어링(51, 52, 53)은 마찰 베어링이나 롤링 베어링이며, 바람직하게는 롤링 베어링이다. 더욱 상세하게는 다음의 사이에 개재되는 롤러 또는 휠을 포함할 수 있다. 즉:
- 측면 가이드 롤러 혹은 휠(52 및 53)에 대하여, 캐비티(4)의 내벽(41)과 튜브형 측벽의 외측면; 그리고
- 지지 베어링(51)에 대하여, 터릿(2)의 상단 플랫폼(2c)과 스텝(step) (10a).
적어도 상기 베어링에서, 상기 튜브형 구조물(2) 및 상기 캐비티 내측벽(41)은 원형 단면을 가진다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱 상세하게는 바닥 및 상단 측면 가이드 베어링(52 및 53)의 롤러 또는 휠은 수직 위치에서 그 회전 축선으로 배치된다. 상단 지지 베어링(51)에 대하여, 상기 롤러 혹은 휠은, 상기 롤러(51)의 상단 가장자리(edge)에 플랫폼(2c)이 놓이는 상태로, 스텝(1a)에 대해 지지되는 수평 위치에서 그 회전 축선으로 배치된다.
예를 들면, 모든 안전 및 통제 요소와 함께, 36 혹은 48개의 파이프(14)와 같이 가스, 원유, 유압식 엄빌리칼(hydraulic umbilicals), 및 전선을 위한 다수의 파이프를 설치하기 위해서, 터릿(2)의 상기 튜브형 구조물의 외경은 25미터를 넘을 수도 있고, 더욱 바람직하게는 그 직경이 10미터 내지 20미터가 될 수도 있고, 그것의 해수에 잠긴 높이는 일반적으로 20미터보다 클 수 있고, 부유 지지체의 선체가 높이 50 미터까지 커지면 25 미터나 그 이상이 될 수도 있다.
상기 제 1 및/또는 제 2 계류 부이(1-1, 1-2)를 연결/분리하기 위한 연결/분리 시스템은, 경우에 따라서는, 터릿의 상기 바닥 벽(2b)에 대해 각각의 제 1 또는 제 2 계류 부이가 서로 상대적이고 독립적으로 연결/분리되게 하는 것을 가능하게 한다.
상기 터릿의 바닥 벽(2b)은 다음을 포함한다:
- 상기 튜브형 측벽의 바닥 끝부(2c) 위에서 그리고 그 내측에서 상기 터립의 상기 튜브형 측벽(2a)과 함께 방수 방식으로 조립된 원형 중앙 부분(2b1); 그리고
- 상기 중앙 부분(2b1)으로 둘러싸인 환형 주변 부분(2b2)으로서, 터릿의 상기 튜브형 측벽의 외측면에 또는 상기 튜브형 측벽(2a)의 바닥 끝부(2c)에 방수 방식으로 조립되며, 바닥 벽(2b)의 상기 중앙 부분(2b1)의 하부면 옆에 위치하고 커넥터 부분(7b)을 바람직하게 포함하는, 상기 제 2 연결 파이프(14c)의 바닥 끝부가 터릿(2)의 방수 튜브형 구조물의 튜브형 측벽의 상단 끝부(2c) 위에 위치되도록, 상기 중앙 부분(2b1)에 대해서 아래쪽으로 오프셋되는 것.
2개의 동축 개스킷(gasket) (200a 및 200b), 바람직하게는 O-링은, 상기 제 1 환형 부이(1-1)의 상단 면(40a) 위에 위치되며, 상기 개스킷은 상기 제 1 부이의 중앙 오리피스(1-3)의 축선 ZZ'에 대하여 동축이고, 또한 상기 터릿의 바닥 벽에 대해 제 1 부이(1-1)의 상기 상단 면이 가압될 때, 상기 터릿의 바닥 벽(2b)의 주면 부분(2b2)과 상기 제 1 부이의 상단 면(40a) 사이에 제 1 방수 챔버 또는 사이 환형 챔버(40)를 구획형성한다. FPSO는 큰 면적 그리고 상당한 두께의 빙산 혹은 유빙(31)이 바다의 표면(32)을 떠다닐 수 있는 차가운 물에 있다. 폭풍이나 유빙이 커지면서 선박의 쇄빙형 노가 분쇄하지 못할 정도로 두꺼울 때와 같은 극한의 상태에서, 정상적인 상황으로 돌아올 때까지 대피할 수 있도록 FPSO를 분리하는 것이 필요하다. 이러한 목적으로, 어느 정도의 깊이로 상기 제 1 파이프를 낮추도록 상기 제 2 파이프가 분리된다. 그리고, 통상적으로 "스파이더 부이"라고 하는 제 1 부이가 분리된다.
더욱 상세하게는, 상기 제 1 및 제 2 부이의 내부 부력, 즉, 제 2 부이의 밸브 챔버(30)의 아랫면에 있는 잠함(caisson)(30b)의 부피와 제 1 부이(1-1) 내부의 빈 환형 잠함의 부피는 해저면 위에서의 상대적인 높이 Ha와 Hb에 상기 제 1 및 제 2 부이가 안정될 수 있도록 조정되는데, 예를 들어, 해수면(32) 아래 50 미터 내지 100 미터의 깊이에 상응하고, 그렇게 함으로써, 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이 모든 앵커 라인과 가요성 파이프들을 대피시킬 수 있다.
그럼에도, 본 발명에서는, 제 1 부이를 분리하지 않고 파이프(14)를 대피시키기 위해서 제 2 부이가 스스로 분리되는 것이 가능하고, 따라서 도 3에 도시된 바와 같이 고정된 부유 지지체를 떠나보낼 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 선박이 유빙, 너울, 바람 또는 해류에 의해 심각하게 응력을 받았을 시, 환형 계류 부이(11)에 연결되어 있는 앵커 시스템(13)이 선박의 위치를 유지한다. FPSO의 크기가 크다는 것을 고려할 때, 계류의 반발력이 터릿의 베이스에 수평 장력 F에서 큰 변화를 야기하는데, 이는 특히 FPSO의 측면으로 유빙이 진행할 때 5000톤 내지 7500톤에 이르며, 너울, 바람, 해류의 극한 상황에서는 1500톤 내지 3000톤에 이른다. 상기 환형 계류 부이에 의해 상기 터릿의 베이스까지 수평 힘이 전달된다.
더 명확하게, 도 6 내지 11은, 터릿의 바닥 벽(2c)의 바닥면에서 자동 커넥터(7)의 암컷부(female portion) (7b)로부터 터릿의 내측을 통과하는 단 하나의 상기 제 2 파이프(14c)와 함께 제 2 부이(1-2)를 보여준다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 부이는 케이블(20b), 적어도 2개의 케이블 그리고 바람직하게는 3개의 케이블에 의해 조작되며, 바람직하게는 튜브형 구조물(2)의 벽의 내부 원통형 표면에 대해 상기 터릿의 내부에 규칙적으로 일정하게 이격되며, 터릿에 고정되고 해수면(32)보다 현저히 위에서 그 상단 부위에 설치되는 윈치(20a)에 연결되며, 그리고 바람직하게는 플랫폼(2c) 위에 설치된다. 상기 케이블(20b)은 선박의 측면을 타격할 수도 있는 너울의 최대치로부터 몇 미터, 예를 들어, 5 미터만큼 돌출된 가이드 튜브(20c-2)를 통과하며, 상기 최대치는 도 7의 부재번호 32에 의해 제시되었듯이 수면이 잔잔할 때의 정도보다 현저히 위에 있다. 상기 가이드 튜브(20c-2)는 수직 아래로 연장하고, 터릿(2)의 바닥 벽(2b)의 중앙 부분(2b1)을 방수 방식으로 통과한다. 그러므로, 가이드 튜브(20c-2) 내의 해수 높이는 상기 도면과 같이 선박의 측면에서의 해수면(32) 즉, 상응하는 높이 H0에 실질적으로 유지된다. 큰 너울이나 폭풍이 있을 때, 상기 가이드 튜브(20c-2) 내의 수면 높이가 상기 튜브(20c-2)의 상단에 미치지 못하며 터릿(2) 내로 해수가 침투하는 위험이 없다.
터릿의 튜브형 측벽(2a)은 그 구조를 통과하는 가이드 튜브(20c-1)를 가지며, 터릿의 바닥벽(2b)의 주변 부분(2b2)을 통과함으로써 튜브형 측벽(2a)의 바닥 말단까지 플랫폼(2c)으로부터 연장하고, 규칙적으로 분배된 적어도 3개의 가이드 튜브를 가지는 것이 바람직하다. 상기 가이드 튜브 내에서 케이블(21b)은 상단 끝부가 플랫폼(2c)에 의해 지지되는 윈치(21a)에 고정되어 있고, 바닥 끝부가 상기 환형 제 1 부이의 평탄한 상단 면(40a)에 고정되게 연장된다.
그러므로, 제 1 계류 부이는 케이블(21b)을 이용해 조작되고, 케이블(21b)은 적어도 2개가 있고, 바람직하게는 상기 터릿의 튜브형 벽(2a) 내에서 규칙적이고 일정하게 3개의 케이블로 되어 있다.
제 1 부이(1-1)는 해저면 보다 위에서 높이 Ha에 휴지 위치(rest position)인 상태로, 그리고 제 2 부이(1-2)는 높이 Hb에 휴지 위치인 상태로, 도 5에 도시된 바와 같이, 윈치(21a)에서 풀림으로써 2개의 부이가 낮추어지면, FPSO는 2개의 부이 위에서 실질적으로는 수직 상방에 위치하고, 원격 작동 운송체(ROV, remotely-operated vehicle)가 케이블(21b)의 끝부를 상기 제 1 부이(1-1)에 연결하기 위해 사용된다. 그 다음, 제 1 부이는 터릿의 바닥 부분(2b2)과 부이의 상단 부분이 접할 때까지 모든 윈치가 완전히 감김으로써 터릿의 바닥(2b)를 향해 들어 올려진다. 그 다음, 상기 제 1 챔버(40)는 실질적으로 대기압이기 때문에, 제 1 챔버(40)는 도 13과 같이 펌프(22)를 이용하여 디밸러스트되고, 상기 제 1 부이는 두 개스킷(200a 및 200b) 사이의 표면에 작용하는 부력 쓰러스트(thrust)에 의해 터릿에 고정된다.
동일한 방식으로, 제 2 부이(1-2)가 해저면 위 높이 Hb에 휴지 위치인 상태로, ROV는 윈치(20a)에서 풀림으로써 원하는 소정의 깊이로 낮추어진 케이블(20b)의 바닥 끝부에 대해 상기 제 2 부이(1-2)의 상단 가장자리(1b)를 연결한다. 제 2 부이는 터릿의 바닥 부분(2b2)과 부이의 상단 부분이 접할 때까지 모든 윈치가 완전히 감김으로써 터릿의 바닥을 향해 들어 올려진다. 밸브 챔버(30)는 펌프(22)를 사용하여 도 10에 자세히 도시되어 있는 바와 같이 디밸러스트되고 나서, 상기 챔버(30)가 실질적으로 대기압이기 때문에 상기 부이는 개스킷(100)에 의해 구획형성된 표면 위에 작용하는 부력 쓰러스트에 의해 터릿에 고정된다.
제 1 부이와 제 2 부이가 연결되고 분리되는 방법은 유사하며, 이하의 묘사는 제 2 부이에 대하여 자세히 되어 있다.
챔버(30)의 바닥(30a)과 상기 밸브 챔버(30) 아래에 위치한 부력 잠함을 방수 방식으로 통과하는 제 1 파이프(14)의 상단 끝부를 포함하는 밸브 챔버(30) 혹은 제 1 챔버를 구획형성하는 상단 튜브형 벽(1a), 바람직하게는 원형인 부분에 의해 제 2 부이(1-2)의 상단 부분은 이루어져 있다. 상기 제 1 파이프(14)의 상단 끝부는 자동 커넥터(7)의 암컷부 혹은 수컷부(7a 혹은 7b) 및/또는 밸브(8)에 끼워 맞춰져 있다. 제 1 파이프(14)의 상단 끝부에서 자동 커넥터(7)의 수컷부와 밸브(8)는 밸브 챔버(30a)의 바닥 벽에 의해 지지된다.
원형 밀폐 개스킷(100), 바람직하게는 O-링은 제 2 부이(1-2)의 튜브형 상단 벽의 가장자리 면을 구성하는 상단 가장자리에 대해 가압된다.
제 2 부이에 고정된 가이드 부재(101)가 상기 개스킷이 압축되는 정도를 제한하고 터릿과 상기 제 2 부이에 사이의 부력에 의한 수직 로드(load)를 이전시키는 것을 돕는 상태로, 부이(1-2)에 고정되어 있는 원형의 탄성중합 개스킷(100)은 제 2 부이의 상단 부분과 터릿의 아랫부분 사이에 압축되어 있다.
이러한 가이드 부재(101)는, 튜브형 벽(1a)의 외벽에 대해 가압되고 있으며, 튜브형 벽(1a) 밑으로, 즉 계류 부이(1-2)가 영향받고 있는 수평 힘을 줄이기 위해 튜브형 구조물(2)의 바닥 벽(2c)의 아랫면의 높이 이하로 연장한다.
바닥 벽의 중앙 부분(2b2) 아래의 터릿의 튜브형 측벽(2a)의 바닥 끝부(27)는 터릿에 대해 상대적으로 제 2 부이를 중앙으로 가져오기 위한 가이드 수단(27)과 같이 기능하며, 그렇게 함으로써 자동 커넥터의 수컷부와 암컷부(7a 및 7b)의 연결을 용이하게 한다.
따라서 터릿의 튜브형 측벽(2a)의 바닥 끝부(27)는 계류 부이(1-2)가 영향 받고 있는 수평 힘을 취하도록 작용한다.
터릿에 대한 제 2 부이(1-2)의 도킹(docking)이 완료되었을 때, 케이블(20b와 21b) 내에서 장력이 유지되고, 밸브 챔버(30a)는 도 10을 참조하여 자세하게 설명되어 있는 것과 같이 디밸러스트된다.
이러한 목적으로, 펌프(22)는 터릿의 바닥(2c)을 방수 방식으로 통과하는 흡입 파이프(22a)를 통해 물을 빨아 들이고, 그 물은 터릿(2)을 방수 방식으로 통과하는 공급 파이프(22b)를 통해 바다로 배출된다. 펌핑의 시작시, 가이드 튜브(20c-1) 내의 물의 높이는 실질적으로는 해수면에 상응하는 높이 H0이지만, 수백 리터가 펌핑되어 배출되면, 파이프에 요구되는 직경은 호이스트(hoist) 케이블의 직경과 관련되고, 유리하게 최소로 유지되기 때문에, 물은 높이 H1b 까지 내려간다.
예를 들어, 20m의 높이 H0-H2b와 300m의 내부 직경을 가진 가이드 튜브는 대략 1㎥ 정도의 물의 부피에 상응한다. 즉, 4가닥(four-strand) 호이스트 시스템은 대략 4㎥의 총 부피에 상응한다. 가령 챔버가 5m의 높이와 22.5 미터의 직경이라면, 500 시간당 평방미터(㎥/h)로 작동하는 디밸러스팅(deballasting) 펌프는 대략 30초 내에 상기 가이드 튜브의 전체 높이를 비울 수 있고, 그리고 나서, 대략 2000㎥의 부피의 밸브 챔버를 비우기 시작할 수 있다.
그러므로, 처음 4㎥의 물이 비워 진 후, 즉, 대략 30초 후, 제 2 부이는 높이 H2b에, 즉, 부력 쓰러스트에 상응하는 수압 (hydrostatic pressure)에 의해 증가되고, 개스킷(100)에 의해 한정된 내부 면적 Sb의 부분에 상응하는 위로 향하는 수직력과 함께 터릿의 하부면에 대해 가압되고, Vb = Sb×(H0-H2b)인 물의 부피 V의 중량에 상응한다. 예를 들어, 상기 기재된 환형 부이는 개스킷(100)에 22.5m의 직경의 밸브 챔버를 가지고 깊이 H2b = 20m 에 위치해서 2 바(bar)의 압력에 실질적으로 상응하고, 대략 8000t의 위를 향하는 수직력으로 터릿에 가압된다. 밸브 챔버(30)가 비었을 때, 혹은 밸브 챔버가 비워지고 있거나 채워지고 있을 때, 대기압이며 제 2 부이가 분리되었을 때 폐쇄 위치에서 방수인 커버(24a)를 포함하는 맨홀(24)을 통해서 접근가능하다.
밸브 챔버(30)가 비워지고 나면, 호이스트 케이블은 더 이상 필요치 않고, 호이스트 케이블들은 바람직하게 분리되어 제 2 부이를 분리하기 쉽게 한다. 편리하게, 도 14에 도시된 바와 같이 안전 래치(latch) 장치는 터릿의 하부면에 위치하며, 예를 들어, 환형 부이에 고정된 가이드 부재(101)와 함께 작동하고 있는 상기 터릿 하부면에 고정된 이동 가능한 힌지 부분(102)에 의해 구성되어 있으며, 상기 가이드 부재는 예를 들어, 탄성중합체 개스킷(100)의 평탄화를 제한하는 인접부와 공통된 기능을 수행한다. 그러므로, 밸브 챔버가 침수되었을 때, 환형 부이의 부력의 손실은 안전 래치에 의해 보충되고, 상기 환형 부이가 원치 않거나 파괴적으로 분리될 위험성이 없다.
가령, 설치물 전체를 위협하는 유빙, 빙산 또는 폭풍으로 인해 FPSO의 제 2 부이를 분리하는 것이 필요하다면, 도 6과 12를 참고하여 제시된 바람직한 절차를 이용해 용이하게 분리가 수행된다:
- 밸브 챔버로의 접근 해치(24b)는 방수 방식으로 밀폐되어 있으며;
- 호이스트 케이블(20b)이 환형 부이로부터 분리되어 있고, 적절한 곳에서, 가이드 튜브(20c-2)에서 완전히 추출되어 있고, 안전 래치(102)는 여전히 결합한 채로, 밸브(25)는 열려있고, 도 11과 같이, 터릿의 바닥벽(2b)의 중앙 부분을 통과하고 터릿의 바닥 부분에 튜브형 측벽(2)을 각각 통과하는 필러(filler) 파이프(25a-25b)를 통해 상기 챔버를 해수와 접하게 하며, 그렇게 함으로써, 상기 필링 가동 동안 밸브 챔버를 실질적으로 대기압으로 유지하도록 벤트(vent)로서 기능하는 가이드 튜브(20c-2)와 함께 밸브 챔버를 채우기 시작하며; 그리고
- 밸브 챔버(30)가 완전히 채워졌을 때, 밸브(25)를 재밀폐함으로써 채우는 것이 멈춰지며, 이것은 상기 제시된 예시에서 대략 2000㎥의 해수의 부피를 나타낸다. 즉, 밸브 챔버 내의 물의 높이가 H2b에 이를 때이다.
이 위치에서, 제 2 부이는 여전히 유체정역학적 쓰러스트(hydrostatic thrust)에 의해 고정되고(F = 물의 부피 Vb = Sb×(H0-H2b) 의 중량), 분리 절차는 상기에 제시되었듯이 단지 챔버를 비움으로써 반대로 할 수 있다. 10분 내지 45분까지 소요될 수 있는 채우는 단계 동안 혹은 이전에, FPSO의 플레어 타워에 연소되기 위해 보내지는 가스로, 특히 아주 높은 압력 하의 가스 파이프나, 필러 (filler) 파이프(25a-25b)와 밸브(25)의 수에 따라, 그리고 각각의 파이프들의 직경에 따라, 유정까지 내려가는 모든 가요성 파이프(14)의 압력을 낮추는 것이 유리하다.
분리가 최종적인 방식으로 완료되면:
- 안전 래치(102)가 결속 위치(102a)에서 수축 위치(102b)로 선회해서 잠금해제되고;
- 적어도 밸브(25) 중 하나가, 상기 제시된 예시에서 수 ㎥ 정도의 작은 부피만을 나타내는, 가이드 튜브(20c)를 채우는 것을 끝내도록 넓게 개방된다.
물이 H1b 높이에 다다른 직후, 제 2 부이의 부력은 F3b 수치(물의 부피 V3b = Sb×(H0-H3b) 의 중량, 이때 H3b는 밸브 챔버(30)의 바닥면의 높이)에서 F1b 수치(물의 부피 V1b = Sb×(H0-H1b) 의 중량)까지 감소한다. 제 2 부이와 가요성 파이프들로 구성된 조립체의 데드 웨이트가 F1b 값을 초과할 시, 제 2 부이는 자연스럽게 터릿으로부터 분리되기 시작하고 결과적으로 상기 제 2 부이는 아래로 움직이기 시작하며, 개스킷(100)은 더 이상 밀폐를 제공하지 않고 거의 무제한의 속도로 해수를 통과하게 허용한다. 따라서 제 2 부이는 즉시 해수 높이 즉, H0에 상응하는 수압이 되고, 상기 제 2 부이는 데드 웨이트, 즉 500 t 내지 1500t에 상응하는 상당한 힘 으로 아래로 떨어지고, 그로 인해 준-순간적인 방식으로 터릿의 연결이 FPSO로부터 해제된다.
개시됨과 실제 효과와의 사이에, 이 최종 단계는 벤트로서 기능하는 가이드 튜브(20c-2)를 채우는 목적으로, 상기 제시된 예와 같이, 불과 3 ㎥ 내지 4 ㎥의 물을 이전시키는 것만이 요구되어, 불과 몇 초 정도, 길어도 몇십 초 소요된다. 수위 H1b에 다다르면, 제 2 부이는 아래로 이동하기 시작하지만, 개스킷(100)은 여전히 밀폐를 제공하면서 압축된 상태를 유지한다. 분리 작업을 계속하기 위해서, 개스킷의 압축이 풀릴 때까지 물을 유입시키는 것이 적절하고, 해수를 통과하게 허용하기 시작하며, 그로 인해 제 2 부이가 순간적으로 분리되게 한다. 예를 들어, 25mm의 두께 이상의 압축된 개스팃의 경우, 22.5m의 직경을 가진 밸브 챔버의 상기 예에서, 대략 10㎥의 부가적인 해수를 필요로 하고, 그래서 분리 시간을 현저히 증가시키지 않는다. 측면 밸브(26)와 도 12에 도시된 바와 같이 제 2 계류 부이(1-2)의 상기 상단 튜브형 벽(1a)을 통과하는 필러 파이프(26a-26b)를 이용해서 밸브 챔버(30a)를 채우는 것도 가능하다.
준-순간적 분리 (quasi-instantaneous disconnetion)를 달성하기 위해서, 밸브 챔버(30)의 상단 튜브형 벽(1a)에 방수 해치를 사용하는 것이 유리하며, 큰 용적의 해치(103)는 정상 작동할 때와 트리거(trigger) 장치나 격발 볼트에 의한 예비 분리 단계 동안 닫힌 상태로 유지되며, 상기 방수 해치를 해제하기 위한 알려진 방식으로 실질적으로 원격 실행되며, 이는 위치(103b)에 있는 순간 해수의 자유로운 유입을 허용한다. 그러면, 분리는 거의 동시에 일어난다.
상기 설명에 있어서, 제 2 계류 부이의 상기 상단 튜브형 벽(1a)은 바람직하게 원형 부분이고 수직 축선 ZZ'을 포함하는 원통 면에 의해 한정되도록 제시된다. 그러나, 수직 축선 ZZ'를 포함하고 축선 ZZ'에 대해 기울어지게 그어진 직선에 의한 자취의 회전의 면에 의해 한정될 수 있으며, 상기 상단 튜브형 벽은 원추대 형태를 보이고, 혹은 상기 그어진 선은 구부려 질 수도 있고, 필수적인 점은 터릿(2)의 바닥면(2b)의 중앙 부분(2b2)의 아래 면과 함께 접촉하기 용이한 상단 가장자리(1b)를 가지는 측벽이고, 또한 터릿(2)의 바닥면(2b)의 중앙 부분(2b1)과 상기 밸브 챔버의 측벽의 상단 가장자리가 접촉할 때 방수인 밸브 챔버(30a)를 구획형성하도록 챔버(30)의 바닥면의 주변 부분에 방수 방식으로 조립된 바닥면이라는 점이다.
다양한 도면의 묘사에 있어서, 윈치(20a-21a)는 FPSO의 갑판의 높이에 설치되어 보여지고, 상응하는 호이스트 케이블(20b-21b)은 가이드 튜브(20c-1,20c-2)를 따라 통과하고, 파이프 또한 벤트로서 기능하지만, 가령 윈치가 그 바닥에 터릿의 구조가 편입된다면, 여전히 발명의 취지 내에 유지된다. 윈치는 직접적으로 수중에 있고 케이블은 부이에 직접적으로 연결되어 있다: 적어도 하나의 파이프(20c-2, 20c-2)는 홀로 벤트로서 기능한다.
상기 제 1 부이(1-1)의 분리/결합을 위한 방법과 시스템은 제 2 부이를 위해서 상기에 제시된 것과 유사하다.
제 1 부이(1-1)를 연결하기 위해서, 펌프 수단은, 바닥 벽(2c)의 주변 부분(2b2)을 통과하는 흡입 파이프(22a) 및 튜브형 측벽(2a)을 통과하여 캐비티(4) 내로 공급되는 공급 파이프(22b)와 협력하며, 일단 제 1 부이가 터릿의 바닥 벽에 대해 가압되면, 상기 챔버(40)를 구획형성하는 2개의 개스킷(200a 및 200b) 사이의 사이 챔버(40)를 비우도록 작용한다.
제 1 환형 부이에 고정된 2개의 탄성중합 개스킷(200a-200b)은 제 1 부이의 상단 부분과 터릿의 하부면에 대해 압축된다.
가이드 부재(101a, 102b)는, 제 1 부이의 상단 면(40a)에 고정되고, 터릿의 바닥 벽(2b)의 주변 부분(2b2)의 하부면에 형성되고 끼워넣어지기(wedge) 적당한 보완 수컷부(101b)와 협력하는 수컷부(101a)를 포함한다.
유사하게, 인접부 혹은 가이드 부재(101a, 101b)는 개스킷(200a 및 200b)이 평탄화되는 범위를 제한하도록 작용할 수 있고, 이 가이드 부재들은 터릿의 바닥벽(2b)의 주변 부분(2b2)에 제 1 부이를 고정하기 위한 (보여지지 않은) 안전 래치와 협력할 수 있다.
이들 가이드 부재(101a 및 101b)는 터릿의 바닥벽에 대해 제 1 부이를 센터링하기 위한 수단으로서 기능하며 제 1 부이가 영향받는 수평 힘의 적어도 일부를 맡도록 작용한다.
제 1 부이(1-1)를 분리하기 위해서, 밸브(25)와 파이프(25a, 25b)는 터릿의 측벽(2a)을 통과하여, 캐비티(4) 내측으로부터 취해진 물로 챔버(40)를 채우도록 작용한다.
양쪽 모두의 부이에 대하여, 부력 쓰러스트는, 각각, 제 1 부이에 대하여 개스킷(200a-200b)에 의해 구획형성되고, 제 2 부이에 대하여 밀폐 개스킷(100)에 의해 구획형성되는 면적에 작용한다. 수직으로 위를 향하는 쓰러스트는 H0-H 차이의 함수이며, 이때 H는 가이드 튜브(20c-1, 20c-2) 내의 자유 수위이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 부이에 대하여, 높이 H=H1a는 정박 시스템을 갖는 계류 부이(1-1)의 하향 데드 웨이트와 상향 부력과의 사이의 평형점에 상응한다. 따라서, 상기 제 1 부이를 연결할 때, 펌프(22)는 가이드 튜브(20c-1) 내부의 수위를 신속하게 낮추도록 야기시키고, 높이 H1a에 도달하자마자, 상기 부이(1-1)는 터릿(2)의 하부면에 대해 가압된다. 계속되는 펌핑은 부력 쓰러스트를 상승시키는 효과가 있고, 시스템의 안전 인자는 높이 H1a-H2a의 함수이다.
동일한 방식으로, 평온한 날씨에서 제 1 부이를 분리할 때, 가이드 튜브(20c-1) 내부의 수위가 높이 H1a 이하로 유지된다면, 상기 부이는 터릿의 하부면에 대해 가압된 채로 유지되지만, 제 1 부이는 상기 레밸 H1a을 넘어 표면에 가까워지자마자 분리된다. 극한의 조건에서, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 분리는 높이 H1a 와 높이 H2a 사이에 놓인 높이 H에서 분리가 일어난다.
같은 방식이 제 2 부이에도 적용되며 평온한 날씨에는 높이 H1b에서 연결 혹은 분리되고, 극한의 상황에는 H1b와 H2b 사이에 놓인 높이 H에서 분리된다. 예를 들어, 22m의 H2a 에 대한 값과 관련되어서, 42m의 직경의 외부 주변 개스킷(200b)과 25m의 직경의 내부 주변 개스킷(200a)을 제공하는 제 1 부이(1-1)는 20m 깊이에 개스킷의 평평한 부분이 놓일 때 약 20,000톤의 상향 부력 쓰러스트에 영향을 받는다.
1 : 계류 장치
1-1, 1-2 : 계류 부이
1-3 : 중앙 오리피스
1a : 상단 튜브형 벽
2 : 터릿(방수 튜브형 구조물)
2a : 측벽
2b : 바닥 벽
3 : 커플링
4 : 캐비티
51, 52, 53 : 베어링
7 : 커넥터
8 : 밸브
10 : 부유 지지체
101 : 갑판
13 : 앵커 라인
14 : 제 1 바닥-표면 연결 파이프
20b, 21b : 링크
20c-1, 20c-2 : 벤트 튜브
22 : 펌프 수단
30 : 제 2 방수 챔버(밸브 챔버)
32 : 수면
40 : 제 1 방수 챔버(사이 환형 챔버)
200a, 200b : 밀폐 개스킷
1-1, 1-2 : 계류 부이
1-3 : 중앙 오리피스
1a : 상단 튜브형 벽
2 : 터릿(방수 튜브형 구조물)
2a : 측벽
2b : 바닥 벽
3 : 커플링
4 : 캐비티
51, 52, 53 : 베어링
7 : 커넥터
8 : 밸브
10 : 부유 지지체
101 : 갑판
13 : 앵커 라인
14 : 제 1 바닥-표면 연결 파이프
20b, 21b : 링크
20c-1, 20c-2 : 벤트 튜브
22 : 펌프 수단
30 : 제 2 방수 챔버(밸브 챔버)
32 : 수면
40 : 제 1 방수 챔버(사이 환형 챔버)
200a, 200b : 밀폐 개스킷
Claims (16)
- 오일 생산 부유 지지체(10)로서,
- 해저면에 앵커 라인(13)과 제 1 바닥-표면 연결 파이프(14)를 계류하기 위한 계류 장치(1)로서, 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프는 상기 계류 장치로부터 연장하여 해저면에 계류되며, 상기 계류 장치는 적어도 하나의 환형 계류 부이(1-1)를 포함하며, 상기 계류 장치(1)는 터릿(2)에 가역적으로 연결되는 것;
- 수직 축선 ZZ' 주위에서 바람직하게 원형 단면인 적어도 하나의 방수 튜브형 구조물(2)을 포함하며, 상기 방수 튜브형 구조물의 튜브형 측벽(2a)의 바닥 끝부에 방수 방식으로 조립된 바닥 벽(2c)을 가지는 상기 터릿으로서, 상기 터릿(2)은 바람직하게 선체의 전체 높이까지 부유 지지체의 선체 내부를 통과하는 캐비티(4) 내에서 연장하며, 상기 터릿은 수면(32) 위 및/또는 물 밖에 바람직하게 위치되는 적어도 하나의 롤링 또는 마찰 베어링(51, 52, 53), 바람직하게는 롤링 베어링에 의해서 상기 선체에 대해 회전 가능하게 장착되어, 상기 부유 지지체가 상기 터릿 및 상기 캐비티의 실질적으로 수직인 축선 ZZ' 주위에서 회전하도록 하되, 상기 계류 부이가 동일한 수직 축선 ZZ'에 대해 회전하지 않도록 하는 것; 그리고
- 연결되어 있는 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프(14)들의 상단 끝부와 부유 지지체의 갑판(101)과의 사이의 제2 연결 파이프(14c)로서, 상기 제 2 연결 파이프(14c)는 방수 방식으로 터릿(2)의 바닥벽(2b)을 통과하여 복수의 상기 제 2 파이프(14c)를 결합하기 위한 커플링(3)까지 캐비티(4) 내에서 올라가며, 상기 커플링(3)은 부유 지지체의 갑판(101)과 동일면에서 부유 지지체에 고정되어 있으며, 로터리 조인트 커플링 타입의 상기 커플링(3)은 상기 커플링이 회전하지 않으면서 상기 부유 지지체가 회전하도록 회전 가능하게 장착되며, 터릿의 상기 바닥벽 아래의 상기 제 2 연결 파이프의 바닥 끝부는 밸브(8)와 협력하는 커넥터(7)에 의해서 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프(14)의 상단 끝부에 연결되는 것;
을 포함하는 오일 생산 부유 지지체에 있어서,
- 상기 계류 장치(1)는 상기 터릿의 바닥벽(2b)의 축선(ZZ') 주위에서 서로 동축으로 배치되는 2개의 계류 부이(1-1, 1-2)를 포함하며, 제 1 부이(1-1)는 그것에 계류된 상기 앵커 라인(13)을 포함하는 환형 부이이며, 상기 환형 부이는 그것에 계류된 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프(14)를 가지는 제 2 계류 부이(1-2)를 포함하는 중앙 오리피스(1-3)를 포함하며, 상기 제 2 계류 부이(1-2)는 상기 밸브(8) 및 커넥터(7)가 상기 제 1 연결 파이프(14)의 상단 끝부에 위치되는 상단 튜브형 벽(1a)을 가지며; 그리고
- 상기 부유 지지체는 터릿의 상기 바닥벽(2b)에 대해 각각 상기 제 1 및/또는 상기 제 2 계류 부이(들)(1-1, 1-2)를 연결/분리하되, 각각의 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이가 서로 독립적으로 연결/분리되도록 하는 연결/분리 시스템을 포함하며, 이 연결/분리 시스템은:
- 환형의 상기 제 1 부이(1-1)의 상단면(40a) 상의 2개의 밀폐 개스킷(200a, 200b)으로서, 상기 개스킷은 상기 제 1 부이의 중앙 오리피스(1-3)의 축선(ZZ') 주위에서 바람직하게 동축이고, 상기 터릿의 바닥벽에 대해 상기 제 1 부이(1-1)의 상기 상단 면이 가압될 때 상기 제 1 부이의 상단면(40a)과 상기 터릿의 바닥벽(2b) 사이에서 제 1 방수 챔버 혹은 사이 환형 챔버(40)를 구획형성하는 것;
- 제 2 부이의 상기 튜브형 상단벽의 상단 가장자리(1b) 상의 밀폐 개스킷(100)이 상기 터릿의 바닥벽(2b), 즉 그 아래쪽 면에 대해 가압될 때, 밸브 챔버로 불리는 제 2 방수 챔버(30)를 구획형성하기 위해 상기 터릿의 바닥벽(2b)과 협력하는 상기 제 2 부이의 상기 튜브형 상단 벽(1a);
- 상기 계류 부이, 바람직하게는 상기 제 2 계류 부이의 상기 튜브형 상단벽(1a)의 상단 가장자리(1b)에 고정되는 호이스트 케이블과 같은 복수의 링크(links)(20b, 21b)로서, 상기 링크는 터릿 내측에서 바람직하게 연장하여 방수 방식으로 터릿의 바닥벽(2c)을 통과하는 것;
- 수면(32) 위에 위치되는 높이로부터 터릿의 내측에서 수직으로 연장하여, 각각의 상기 제 1 및 제 2 챔버(40, 30)를 통해 방수 방식으로 터릿을 통과하는 적어도 2개의 벤트 튜브(20c-1, 20c-2); 그리고
- 상기 제 1 및 제 2 부이가 터릿의 바닥벽(2b)에 대해 각각 가압될 때, 각각의 상기 제 1 및 제 2 챔버(40, 30) 내의 물을 펌핑하기 위한 펌프 수단(22); 을 포함하며,
- 앵커 라인(13)과 상기 제 1 계류 부이(1-1)의 데드 웨이트(dead weight) 그리고 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프(14)와 상기 제 2 계류 부이(1-2) 각각의 데드 웨이트는 상기 제 1 및 제 2 챔버의 부피에 상응하는 물 부피(Vi) (Vi = Si × (H0 - H2i))의 중량보다 작으며, 여기서:
· H0는 수면에서 물의 높이;
· H2i는 상기 제 1 챔버(H2a) 혹은 상기 제 2 챔버(H2b)를 각각 구획형성하는 터릿의 바닥벽(2c)의 상단 부분의 높이;
· Si는 상기 제 1 챔버(Sa) 혹은 상기 제 2 챔버(Sb) 각각의 단면의 면적; 그리고
· 상기 제 1 부이와 상기 제 1 챔버일 때는 i = a 이고 상기 제 2 부이와 상기 제 2 챔버일 때는 i = b 인 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1에 있어서,
복수의 상기 호이스트 케이블은 부유 지지체의 갑판 혹은 수면(32) 위에서 상기 터릿의 상단에 바람직하게 위치된 윈치(20a, 21a)로부터 연장하며, 적당한 곳에서 상기 케이블은 수면 위쪽의 높이로부터 터릿의 바닥(2c)까지 터릿 내측에서 수직으로 연장하는 복수의 벤트 및 가이드 튜브(20c-1, 20c-2) 내측에서 연장하며 방수 방식으로 터릿을 통과하는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 부이 중 적어도 하나에 대하여, 바람직하게는 상기 제 1 및 제 2 부이 각각에 대하여, 상기 연결/분리 시스템은 상기 터릿의 원형 바닥(2b)의 중심 주위에서 바람직하게는 대칭으로 배치된 적어도 3개의 상기 가이드 튜브(20c) 및 적어도 3개의 상기 케이블(20b, 21b)을 포함하며, 그리고 바람직하게는 상기 제 1 부이에 대하여는 상기 터릿의 상기 튜브형 구조물(2)의 외측면을 따라서 근접하거나, 또는 상기 제 2 부이에 대하여는 상기 터릿의 상기 튜브형 구조물의 내측면에 근접하게 상기 케이블(20b, 21b)의 바닥 끝부는 각각 상기 제 1 부이의 상단면(50) 혹은 상기 제 2 부이의 상기 상단 튜브형 벽(1a)의 상단 가장자리(1b)에 고정되는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
i = a 혹은 b 일 때, 적어도 20m의, 특히 바람직하게는 20m 내지 50m의 상기 캐비티 내에서 H0 - H2의 잠김 깊이를 가지는 터릿에 대하여, 상기 가이드 튜브가 놓이는 터릿의 바닥벽(2c) 부분의 잠김 깊이(H0 - H2i)와 상기 가이드 튜브(20c-1, 20c-2)의 직경은, 가이드 튜브의 내측 부피가 15㎥, 더욱 바람직하게는 5㎥보다 작게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 부이(1-2)의 상기 상단 튜브형 끝부 벽(1a)은, 그 바닥 끝부에, 자동 커넥터 부분(7a) 및/또는 상기 밸브(8)를 지지하는 밸브 챔버의 바닥벽을 형성하는, 방수 방식으로 조립되는 바닥 벽(30a)을 포함하고, 상기 부이는, 그 바닥 부분에, 밸브 챔버의 바닥 벽(30a)의 하부면에 대해 부유체(float)를 구성하는 부력 탱크(30b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
부유 지지체는 터릿(2)을 구성하는 상기 방수 튜브형 구조물 내측의 바닥 부분에 바람직하게 위치되는 적어도 하나의 상기 펌프(22)를 포함하며, 상기 펌프는 터릿의 상기 바닥 벽(2c)을 방수 방식으로 통과하는 흡입 파이프(suction pipe) (22a)와 협력하며, 상기 흡입 파이프는 상기 제 1 또는 제 2 부이가 각각 터릿의 상기 바닥 벽(2b)에 대하여 가압되는 위치에 있을 때 상기 제 1 및 제 2 챔버(40, 30) 각각의 벽에 인접하며, 상기 펌프(22)는 상기 제 1 및 제 2 챔버(40, 30) 각각에 대하여 공급 파이프(delivery pipe)(22b)와 협력하며, 각각의 상기 공급 파이프(22b)는, 바람직하게 상기 터릿의 바닥 부분 내에서, 터릿을 구성하는 상기 방수 튜브형 구조물(2)의 튜브형 측벽을 바람직하게 통과하여, 상기 캐비티(4) 내에 개구되는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터릿의 바닥 벽(2b)은:
- 상기 튜브형 측벽의 바닥 끝부(2c) 위에서 그리고 그 내측에서 상기 터릿의 상기 튜브형 측벽(2a)과 방수 방식으로 조립되는 바람직하게 원형인 중앙 부분(2b1), 및 상기 중앙 부분(2b1)을 둘러싸는 주변 부분(peripheral portion) (2b2)을 포함하며,
터릿의 상기 튜브형 측벽의 외측면에 또는 상기 튜브형 측벽(2a)의 바닥 끝부(2c)에 방수 방식으로 조립되는 바람직하게 환형인 주변 부분(2b2)은, 바닥 벽(2b)의 상기 중앙 부분(2b1)의 아래면에 커넥터 부분(7b)을 바람직하게 포함하는, 상기 제 2 링크 파이프(14c)의 바닥 끝부가, 터릿(2)의 방수 튜브형 구조물의 튜브형 측벽의 바닥 끝부(2c) 위에 위치되는 방식으로 상기 중앙 부분에 대하여 아래쪽으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
부유 지지체는, 상기 터릿의 바닥벽(2b)의 아래면에 대해 각각의 상기 제 1 및 제 2 계류 부이를 잠금 혹은 유지하기 위한, 전환가능한 기계적 안전 잠금 혹은 유지 수단(101, 102)을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 8에 있어서,
각각의 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이는, 상기 터릿의 바닥 벽(2b)에 대해 상기 제 1 및 제 2 부이가 가압될 때, 상기 개스킷의 평탄화(flattening)를 제한하고 상기 제 1 또는 제 2 부이와 터릿 사이의 수직 하중을 이전(transfer)시키기 위한 인접부 또는 보호 가이드 부재(101, 101a-101b)를 포함하며, 상기 환형 개스킷(100, 200a-200b)은 상기 터릿의 바닥 벽(2b)의 하부면과 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이와의 사이에서 압축되며, 상기 보호 가이드 부재(101a-101b)는 상기 터릿의 바닥 벽(2c)의 하부면에 고정된 힌지식(hinged) 이동가능 안전 래치(latch) (102)와 협력하기에 적합하여, 그에 따라 상기 안전 래치(102)가 상기 보호 가이드 부재(101, 101a-101b) 아래에 맞물릴 때 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이(1)는 상기 터릿에 고정되는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 부이(1-2)의 상단 튜브형 벽 및/또는 상기 터릿의 방수 튜브형 구조물(2)의 튜브형 측벽(2a)은 상기 밸브 챔버(30)의 내측과 연통하도록 해수를 집어넣기 위한 필러 파이프(filler pipes) (25a-25b 및 26a-26b)와 협력하는 필러 밸브(filler valve)를 포함하며, 바람직하게는 상기 밸브 챔버(30)의 상기 튜브형 벽(1a)은 상기 밸브 챔버가 상기 해치의 개방시 거의 동시에 해수에 의하여 채워지는 것을 가능하게 하기에 적합한 큰 치수의 방수 해치(103)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
터릿의 바닥 벽(2c)은 상기 밸브 챔버(30)를 점검하기 위한 점검 해치(24, 24a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 생산 부유 지지체. - 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 부유 지지체를 작동하는 방법으로서,
a) 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이를 물에 담그는 단계로서, 상기 앵커 라인(13) 혹은 상기 제 1 바닥-표면 연결 파이프(14)가 각각 계류되는 단계;
b) 호이스트 케이블(20b, 21b)의 바닥 끝부를 상기 제 1 또는 제 2 부이에 각각 고정하는 단계로서, 상기 부유 지지체는 제 1 또는 제 2 부이가 각각 실질적으로 상기 캐비티의 수직 축선(ZZ') 상에 있는 방식으로 위치되는 단계;
c) 상기 제 1 계류 부이를 위한 상기 밀폐 개스킷 또는 상기 제 2 계류 부이를 위한 상기 밀폐 개스킷이 상기 터릿의 바닥 벽(2c)의 하부면에 대해 가압될 때까지 제 1 또는 제 2 부이를 상승시키고, 그에 따라 해수로 채워진 상기 제 1 또는 제 2 챔버(40, 30)를 각각 형성하기 위해 상기 윈치를 작동시키는 단계로서, 상기 제 1 또는 제 2 챔버와 각각 협력하는 상기 가이드 튜브(20c-1, 20c-2)는 실질적으로 수면(32)에 대응하는 높이(H0)까지 해수로 채워지는 단계;
d) 상기 제 1 또는 제 2 챔버와 각각 협력하는 상기 가이드 튜브 내의 물의 높이가 각각 높이 H1i보다 낮거나, 바람직하게는 높이 H2i보다 낮거나 같을 때까지 상기 펌프 수단(22)을 이용하여, 상기 제 1 또는 제 2 챔버(40, 30) 각각의 내측으로부터 물을 배출시키는 단계로서, 높이 H1i는, 제 1 부이 및 제 1 챔버에 대하여 i=a이고 제 2 부이 및 제 2 챔버에 대하여 i=b 일 때 물 부피 V1i = Si×(H0-H1i) 의 중량에 상응하는 부력이 상기 제 1 방수 챔버에 대하여 상기 앵커 라인(13) 및 상기 제 1 계류 부이(1)의 조립체의 중량보다 크거나 상기 제 2 방수 챔버에 대하여 상기 링크 파이프(14) 및 상기 제 2 계류 부이의 조립체의 중량보다 각각 크게 되도록 하는 단계; 그리고
e) 상기 제 1 또는 제 2 챔버(40, 30)를 각각 바람직하게는 완전히 비우고 난 다음 방수 상태로 만드는 단계;
를 수행함으로써 제 1 또는 제 2 계류 부이는 상기 터릿의 바닥벽(2c)에 대해 하부면에 연결되는 부유 지지체의 작동방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 제 1 또는 제 2 챔버(40, 30)가 비워진 후, 상기 호이스트 케이블(20b, 21b)의 바닥 끝부는 제 1 또는 제 2 계류 부이로부터 각각 분리되고, 바람직하게는 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이를 기계적으로 유지하기 위한 유지 수단(101, 102)은 각각 맞물리며, 그에 따라 바람직하게는 터릿의 바닥 벽의 하부면과 각각의 제 1 또는 제 2 계류 부이 사이에서 압축되는 상기 밀폐 개스킷(100) 혹은 상기 밀폐 개스킷(200a-200b)이 평탄화되는 것을 방지하는 보호 가이드 부재(101, 101a-101b)와 협력하기에 적합한 힌지식 이동가능 안전 래치(102)를 사용해서, 상기 터릿(101, 102)의 바닥 벽(2b)에 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이를 고정하는 것을 특징으로 하는 부유 지지체의 작동방법. - 청구항 12 또는 청구항 13에 따른 부유 지지체를 작동하는 방법으로서, 여기에서 상기 터릿(2)에 연결되는 상기 제 1 또는 제 2 부이(1)는 분리되며, 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이(1-1, 2-2)로부터 상기 호이스트 케이블(20b)의 바닥 끝부가 분리된 후, 상기 방법은:
a) 제 1 챔버에 대하여 i=a이고 제 2 챔버에 대하여 i=b일 때, 각각 상기 제 1 또는 제 2 챔버와 각각 협력하는 상기 가이드 튜브(20c-1, 20c-2) 내의 물의 높이가 상기 높이 H1i보다 약간 높아지는 방식으로 적어도 상기 제 1 또는 제 2 방수 챔버(40, 30) 각각의 내부로 물의 유입을 야기시키는 단계;
b) 상기 제 2 부이를 분리하기 위하여, 상기 제 1 및 제 2 링크 파이프(14, 14c) 사이의 자동 커넥터(7)를 잠금해제 하는 단계;
c) 상기 제 1 또는 제 2 계류 부이를 각각 터릿의 상기 바닥 벽(2b)으로부터 분리하기 위해 상기 기계적 유지 수단(101, 101a-101b, 102)을 해제하는 단계; 그리고
d) 챔버와 연통하여 가이드 튜브를 채워서, 그에 따라 상기 부이가 분리되도록 야기시킴으로써 마치는 단계;
를 포함하는 부유 지지체의 작동방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 제 2 계류 부이로부터의 분리를 위하여,
a) 상기 제 1 또는 제 2 바닥-표면 연결 파이프를 감압하는 단계;
b) 터릿의 바닥 벽의 하부면으로부터 상기 높이 H2b까지 상기 제 2 챔버 혹은 밸브 챔버(30)를 채우고, 상기 밸브 챔버(30)가 완전히 물로 채워지자마자 채우는 것을 멈추는 단계;
c) 상기 제 1 및 제 2 링크 파이프(14, 14c) 사이의 자동 커넥터(7)를 해제하는 단계;
d) 적절한 곳에서, 상기 기계적 안전 래치(102)를 해제하는 단계; 그리고
e) 높이 H1b까지 가이드 튜브(20c-1, 20c-2)를 채우도록 상기 밸브 챔버를 채우는 것을 계속하는 단계;
가 수행되는 것을 특징으로 하는 부유 지지체의 작동방법. - 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
1) 상기 제 1 부이가 상기 터릿에 연결된 상태를 유지하면서 상기 터릿에 대해 상기 제 2 부이를 분리하는 단계; 그리고
2) 제 1 링크 파이프가 제 2 부이에 계류된 상태를 유지하면서 상기 부유 지지체 아래의 어느 정도의 잠금 깊이까지 상기 제 2 부이를 하강시키는 단계;
가 수행되는 것을 특징으로 하는 부유 지지체의 작동방법.
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