KR20120008246A - 부유식 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부유식 구조물에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체; 상기 선체에 제공되며, 시추를 위한 장비가 설치되는 데릭; 상기 선체에 회동 가능하게 제공되는 버너 붐; 상기 버너 붐을 지지하기 위한 상기 버너 붐 지지부; 및 상기 선체의 외벽에 제공되며, 상기 버너 붐 지지부가 고정되는 보강부가 포함되고, 상기 보강부에는, 상기 선체의 외벽으로부터 수직하게 연장되는 제 1 부재; 및 상기 제 1 부재에 수직하게 연결되는 제 2 부재가 포함되고, 상기 버너 붐 지지부는 상기 제 2 부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.

Description

부유식 구조물{Floating structure}
본 발명은 부유식 구조물에 관한 것이다.
해양 유전의 개발을 위해 시추 장비를 탑재한 시추선, 부유식 원유 생산 저장 하역 설비(Floating Product Storage Offshore, FPSO)과 같은 부유식 구조물이 개발되어 사용되고 있다.
상기와 같은 시추 장비를 탑재한 부유식 구조물에는 원유를 시추하는 과정에서 발생되는 폐가스를 연소시켜 소비하는 버너 붐(burner boom)이 설치된다.
일반적으로 상기 버너 붐은 선체의 엔진 룸(engine room) 근처에 위치되는 바, 화재 및 폭발 위험성을 낮추기 위해 선체의 외측 방향으로 돌출된 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 버너 붐의 자체 하중에 의한 변형을 방지하기 위해 상기 버너 붐을 사용하지 않는 경우에는 상기 선체에 제공된 버너 붐 지지부(burner boom rest)에 지지되도록 회동 가능하게 제공될 수 있다.
상세히, 상기 버너 붐은 철골 구조물로서 상당히 큰 하중을 갖는다. 따라서, 오랜 시간이 흐르게 되면 상기 버너 붐은 소성 변형 또는 파손될 수 있고, 이 경우 화염의 방향이 전환되거나 상기 엔진 룸으로 화염의 열이 전달되어 화재 또는 폭발 사고를 야기할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 상기 버너 붐을 사용하지 않는 경우에는 상기 버너 붐을 상기 버너 붐 지지부에 안착시킴으로서, 상기 버너 붐의 하중이 상기 선체 측으로 분산되도록 할 수 있다.
상기와 같은 종래의 버너 붐 및 버너 붐 지지부의 구조를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 버너 붐 및 버너 붐 지지부를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 선체 내부를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 1의 버너 붐 지지부와 선체의 연결 지점의 폰 마이즈 응력 분포를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 버너 붐(1)은 선체(3)의 일측에 회동 가능하게 제공되며, 사용되지 않을 경우 버너 붐 지지부(2)에 고정되어 지지될 수 있다.
상기 버너 붐(1)에는 유정으로부터 공급되는 폐가스가 이동되는 배관(미도시) 및 상기 배관의 단부에 제공되어 폐가스를 연소시키는 연소부(미도시)가 제공될 수 있다.
상기 버너 붐(1)의 무게 및 상기 선체(3)의 이동에 따른 힘은 상기 버너 붐 지지부(2)를 통해 상기 선체(3)에 전달될 수 있다. 따라서, 상기 버너 붐 지지부(2)와 상기 선체(3)가 연결되는 지점에는 큰 구조 하중이 가해지게 된다.
상기 버너 붐 지지부(2)가 상기 선체(3)의 엔진 룸의 측벽에 제공되는 경우, 일반적으로 상기 엔진 룸의 측벽은 외판 두께가 약 10mm 이내로 설계되는 바, 상기 버너 붐 지지부(2)에 상기 버너 붐(1)이 안착되는 경우의 구조 하중을 견디기 위해서는 상기 선체(3)의 외판 내부에 스트링거(stringer, 4)와 브래킷(5) 등의 보강재가 더 형성될 수 있다. 특히, 상기 스트링거(4) 등은 상기 버너 붐 지지부(2)와 상기 선체(3)의 연결 부위에 대응되는 위치에 모두 제공되어야 구조 하중을 안정적으로 견딜 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 버너 붐 지지부(2)와 상기 선체(3)의 연결 지점에 가해지는 최대 응력의 크기가 약 140MPa인 것을 알 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제가 있다.
상기 버너 붐 지지부(2)를 통해 상기 선체(3)에 전달되는 힘에 의한 구조 하중을 견디기 위해 상기 선체(3)의 외벽 내부에 과도한 보강 구조물들이 설치되어야 하고, 그로 인해 상기 선체(3)의 전체적인 중량이 증가한다는 문제가 있다.
또한, 상기 선체(3)의 외벽 내측에 보강 구조물들이 설치되는 바, 상기 선체(3) 내부의 공간 활용도가 감소하여 내부 공간을 효율적으로 사용할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은, 버너 붐 지지부를 통해 선체에 가해지는 구조 하중을 최소화시킴으로써 중량을 줄일 수 있는 부유식 구조물을 제공하고자 한다.
또한, 선체 내부 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 부유식 구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체; 상기 선체에 제공되며, 시추를 위한 장비가 설치되는 데릭; 상기 선체에 회동 가능하게 제공되는 버너 붐; 상기 버너 붐을 지지하기 위한 상기 버너 붐 지지부; 및 상기 선체의 외벽에 제공되며, 상기 버너 붐 지지부가 고정되는 보강부가 포함되고, 상기 보강부에는, 상기 선체의 외벽으로부터 수직하게 연장되는 제 1 부재; 및 상기 제 1 부재에 수직하게 연결되는 제 2 부재가 포함되고, 상기 버너 붐 지지부는 상기 제 2 부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제 1 부재는 상기 선체의 폭 방향 또는 길이 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제 1 부재는 상기 외벽으로부터 '+'자 형상으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 버너 붐 지지부는 트러스 구조로 제공되고, 상기 보강부는 상기 외벽에 다수 개 제공되어 상기 트러스의 직선 부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 보강부의 횡단면은 'T'자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 버너 붐 지지부와 선체의 연결 부위의 구조를 개선함으로써 선체에 가해지는 구조하중을 최소화하여 선체의 중량이 감소된 부유식 구조물을 제공할 수 있다.
또한, 선체 내부에 추가되던 보강재를 줄임으로써 선체 내부 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 버너 붐 및 버너 붐 지지부를 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 선체 내부를 보여주는 도면.
도 3은 도 1의 버너 붐 지지부와 선체의 연결 지점의 폰 마이즈 응력 분포를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물을 보여주는 사시도.
도 5는 도 4의 버너 붐 지지부와 선체의 연결 부위를 보여주는 부분 사시도.
도 6은 도 4의 버너 붐 지지부와 선체의 연결 지점의 폰 마이즈 응력 분포를 보여주는 도면.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물을 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 버너 붐 지지부와 선체의 연결 부위를 보여주는 부분 사시도이고, 도 6은 도 4의 버너 붐 지지부와 선체의 연결 지점의 폰 마이즈 응력 분포를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물(100)에는 선체(110), 상기 선체(110)에 제공되며 해저 시추 및 원유 채취를 위한 파이프를 연결하기 위한 장비가 설치되는 데릭(derrick, 120), 상기 선체(110)의 일 지점에 회동 가능하게 제공되는 버너 붐(130), 상기 선체(110)의 외벽(113)에 제공되는 보강부(140), 상기 보강부(140)에 고정되는 버너 붐 지지부(150)가 포함될 수 있다.
상기 데릭(120)은 대략 상기 선체(110)의 중앙부에 제공될 수 있으며, 문풀(미도시)을 통해 드릴링 파이프 및 라이저 파이프를 연결하여 시추 및 원유 채취를 할 수 있다.
상기 버너 붐(130)은 상기 라이저 파이프 등과 연결되어 유정으로부터 배출되는 폐가스를 연소할 수 있다. 상기 버너 붐(130)에는 유정으로부터 공급되는 폐가스가 이동되는 배관(미도시) 및 상기 배관의 단부에 제공되어 폐가스를 연소시키는 연소부(미도시)가 제공될 수 있다.
상기 버너 붐(130)은 상기 선체(110)의 선미측 단부에 제공될 수 있으며, 상기 선체(110)의 갑판에 대해 수평 방향으로 회동 가능하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 폐가스를 연소가 필요한 경우, 상기 버너 붐(130)은 상기 선체(110)의 외측 방향을 향해 돌출되도록 회동되어 사용될 수 있다(도 3의 상태). 상기 버너 붐(130)이 사용되지 않는 경우에는 상기 버너 붐 지지부(150)에 안착되어 지지될 수 있다(도 4의 상태). 예를 들면, 상기 버너 붐(130)은 상기 버너 붐 지지부(150)의 상측에 안착되어 고정될 수 있다.
한편, 상기 버너 붐 지지부(150)는 상기 선체(110) 중 엔진 룸(engine room)의 외벽에 설치될 수 있다.
상세히, 상기 버너 붐 지지부(150)는 상기 선체(110)의 외벽(113)에 제공된 상기 보강부(140)에 고정된다. 상기 버너 붐 지지부(150)는 다수 개의 파이프 또는 바(bar)로 이루어진 트러스(truss) 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 버너 붐 지지부(150)는 다수 개의 직선 부재(151)로 형성되며, 상기 직선 부재(151)의 일측 단부가 상기 보강부(140)에 고정될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 버너 붐 지지부(150)는 상기 외벽(113)으로부터 수평 방향으로 연장되는 경우를 예로 설명하겠다. 즉, 상기 버너 붐 지지부(150)는 상기 외벽(113)으로부터 상기 선체(110)의 폭 방향 또는 길이 방향으로 돌출되는 형태일 수 있다.
상기 보강부(140)는 상기 외벽(113)으로부터 수직하게 연장되는 제 1 부재(141)와 상기 제 1 부재(141)에 수직하게 연결되는 제 2 부재(142)로 구성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 부재(142)와 상기 외벽(113)은 서로 수평을 이룰 수 있다.
상기 제 1 부재(141)와 상기 제 2 부재(142)는 플레이트 형상으로 제공될 수 있으며, 상기 제 2 부재(142)는 상기 제 1 부재(141)를 덮는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 부재(141)는 상기 버너 붐 지지부(150)와 동일한 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 상기 제 1 부재(141)는 상기 외벽(113)으로부터 수평 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 제 2 부재(142)는 상기 제 1 부재(141)의 단면 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 상기 제 1 부재(141)가 '+'자 형상으로 형성되는 경우, 상기 제 2 부재(142)도 '+'자 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 보강부(140)의 횡단면은 'T'자 형상을 이룰 수 있다.
상기와 같은 상기 보강부(140)의 구조는 H빔 또는 T빔의 연결에 의해 제공될 수 있다.
상기 직선 부재(151)는 상기 제 2 부재(142)에 용접, 플랜지 연결, 별도의 브라켓 등의 부재를 이용한 결합, 그 밖의 다양한 방식에 의해 고정될 수 있다. 상기 보강부(140)는 하나의 상기 직선 부재(151) 당 하나씩 대응되도록 형성됨으로써, 보강부의 추가에 의한 원가 상승 및 선체의 하중 증가를 최소화할 수 있다. 즉, 상기 보강부(140)는 상기 외벽(113)으로 연장되는 상기 직선 부재(151)의 개수에 대응되도록 다수 개 제공될 수 있다.
상기 제 1 부재(141)와 상기 제 2 부재(142)는 용접, 플랜지 연결, 별도의 브라켓 등의 부재를 이용한 결합 등 다양한 방식에 의해 연결될 수 있으며, 일체로 형성될 수도 있다.
상기와 같이 상기 보강부(140)의 횡단면이 'T'자 형상을 갖고, 종단면이 '+'자 형상을 갖도록 형성되고, 상기 도 3의 실험과 통제 조건이 같을 경우, 상기 버너 붐 지지부(150)와 상기 선체(110)의 연결 지점인 상기 보강부(140) 주변의 응력 분포를 살펴보면, 상기 보강부(140) 주변의 최대 응력이 약 73MP로 나타나는 것을 알 수 있다.
이는 도 3에서 나타난 종래 기술에 의한 결과의 약 1/2에 불과하다. 즉, 상기 선체(110)의 외벽(113)에 가해지는 구조 하중의 크기가 줄어든 것이므로, 상기 선체(110)의 내측에 스트링거 또는 브라켓 등의 보강재가 불필요하거나 그 개수를 줄일 수 있다.
즉, 상기 선체(110)에 부착되던 보강재들을 삭제할 수 있으므로, 상기 선체(110)의 중량을 줄일 수 있다.
또한, 상기 선체(110) 내부에 배치되던 보강재들을 삭제할 수 있으므로, 여러 가지 배관 및 전기 설비의 배치에 있어서, 상기 선체(110) 내부 공간을 보다 더 효율적으로 사용할 수도 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 용이하게 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
100 : 부유식 구조물 110 : 선체
113 : 외벽 120 : 데릭
130 : 버너 붐 140 : 보강부
150 : 버너 붐 지지부

Claims (5)

  1. 선체;
    상기 선체에 제공되며, 시추를 위한 장비가 설치되는 데릭;
    상기 선체에 회동 가능하게 제공되는 버너 붐;
    상기 버너 붐을 지지하기 위한 상기 버너 붐 지지부; 및
    상기 선체의 외벽에 제공되며, 상기 버너 붐 지지부가 고정되는 보강부가 포함되고,
    상기 보강부에는,
    상기 선체의 외벽으로부터 수직하게 연장되는 제 1 부재; 및
    상기 제 1 부재에 수직하게 연결되는 제 2 부재가 포함되고,
    상기 버너 붐 지지부는 상기 제 2 부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 상기 선체의 폭 방향 또는 길이 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 상기 외벽으로부터 '+'자 형상으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버너 붐 지지부는 트러스 구조로 제공되고,
    상기 보강부는 상기 외벽에 다수 개 제공되어 상기 트러스의 직선 부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강부의 횡단면은 'T'자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
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