KR20120020689A - 문풀을 구비한 시추선 - Google Patents

Abstract

본원발명은 시추선의 문풀에 관한 것으로, 시추작업을 수행할 수 있도록 형성된 전방공간과 후방공간 및 상기 전방공간과 후방공간 사이에 형성되어 시추작업을 보조하는 중간공간으로 구성된 문풀에 있어, 상기 전방공간과 후방공간의 각 단은 원형과 같은 곡면으로 형성하도록 한다.

Description

문풀을 구비한 시추선{DRILLSHIP HAVING A MOONPOOL}

본 발명은 문풀을 구비한 시추선에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 문풀의 구조를 변경하여 해수의 유동에 의한 진동 및 저항을 감소시킨 문풀을 구비한 시추선에 관한 것이다.

국제적으로 급격하게 산업 및 공업이 발전함에 따라 석유등의 화석연료의 사용량이 증가하고 있으며, 국제 유가는 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 중요한 문제로 대두되고 있다.

이와 같은 이유로, 최근까지 기술적으로 시추가 어렵고, 경제성이 없어서 무시되어 왔던 군소의 심해저 유전들이 관심을 받게 되었고, 자원 개발기술의 발달과 더불어　이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 선박이 개발되고 있다.

종래의 해양 시추장비는 다른 예인선에 의해서만 이동이 가능하고 주로 계류장치에 의해서 해상의 일 점에 고정한 상태에서 시추작업을 하는 리그선이나 고정식 플랫폼등이 주로 사용되고 있다.

최근에는 첨단의 시추장비를 탑재하고 자체동력으로 항해할 수 있도록 보다 선박에 가깝게 만든 시추선(drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다. 이와 같은 시추선은 군소 유전 개발을 위해 위치를 자주 옮겨야 하는 조건 때문으로 시추성능뿐만 아니라 최적의 항해 성능을 가지도록 설계되어야 한다.

시추선에는 시추용 파이프를 아래로 내려보내기 위한 큰 개구부(이하, 문풀(moonpool)이라 함)가 설치되어 있는데 시추선의 용도에는 필수 불가결한 구조이지만, 항해 중 속도성능 면에서 매우 불리한 구조이다. 이러한 구조가 도 1에 도시되어 있는 바, 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 시추선(10)의 내부에 문풀(20)이 형성되어 있다.

즉, 문풀(20) 내부로 유입되고 유출되는 해수와 선체외부의 해수의 상대적인 운동으로 야기되는 문풀(20) 내부 수면의 주기적 진동현상(예를 들어, 상하운동 및 슬로싱운동 등)과 이에 따른 선체운동 등으로 인하여, 시추선(10)의 항해시에 저항이 증가하고 이로 인해 속도감소, 연료소모량 증가가 수반된다. 이 저항증가는 문풀(20)이 없는 경우에 비하여 크게는 50%까지 차이를 보이고 있다.

이러한 저항증가를 감소시킬 목적으로 지금까지 문풀 내부에 부착하는 부가물, 문풀 주위 선저 부가물, 문풀 내부의 가동 개폐장치등이 고안되어 왔고 실용화된 적이 있다. 그러나 내부 고정 부가물은 효과에 비해 그 구조가 복잡하며, 가동 부가물들은 가동부의 복잡성으로 인해 설치비와 유지비가 매우 고가이므로 널리 사용되지 않고 있다.

따라서, 본 발명의 출원인은 문풀의 구조를 단순 변경하여 상술한 바와 같은 기술적 문제를 해결할 수 있는 방안을 강구하게 되었다.

본원발명은 이와 같은 문제를 해소하기 위해 마련한 것으로, 본원발명의 목적은 시추선 운항시 저항을 최소화할 수 있으며, 또한 시추시 시추장비 운용에 하자가 없는 최적의 문풀형상을 구비하는 시추선을 제공하도록 한다.

본원발명은 상술한 바와 같은 기술적 문제를 해결하도록 하기 위해, 전후방 공간을 원형으로 형성하도록 한 문풀을 제공하도록 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본원발명의 문풀을 구비한 시추선은 시추작업을 수행할 수 있도록 형성된 전방공간과 후방공간; 및 상기 전방공간과 후방공간 사이에 형성되어 시추작업을 보조하는 중간공간;으로 구성된 문풀에 있어서, 상기 전방공간과 후방공간의 각 단은 곡면으로 형성된 것을 그 특징으로 한다.

본원발명의 문풀을 구비한 시추선의 상기 중간공간은 길이방향으로 일정길이를 갖도록 형성되되, 그 폭은 상기 전방공간과 후방공간의 반경보다 작게 형성하도록 한다.

본원발명의 문풀을 구비한 시추선의 상기 전방공간과 후방공간 및 중간공간으로 형성된 문풀은 아령과 같은 형상으로 형성할 수 있다.

상술한 본원발명의 목적은 이 기술분야에서 숙련된 당업자에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

상술한 바와 같이 본원발명의 문풀을 갖는 시추선은 문풀형상을 최적으로 설계하도록 하는 것에 의해 문풀에서 발생하는 문풀저항을 최소화함으로써 시추선의 운항속도를 증가시키도록 한다.

도 1은 문풀을 구비한 선박을 도시한다.
도 2는 본 발명에 일 실시예에 따른 문풀의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 문풀의 단면도이다.

도 2에는 본 발명에 따른 문풀의 일 실시예가 개시되어 있는 바, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 문풀을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 문풀(100)은 시추작업을 수행할 수 있도록 형성된 전방공간(110)과 후방공간(130) 및 상기 전방공간(110)과 후방공간(130) 사이에 형성되어 시추작업을 보조하는 중간공간(120)으로 형성되며, 특히, 상기 전방공간(110)과 후방공간(130)의 각 단은 곡면으로 형성한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 문풀(100)은 전방공간(110)과 후방공간(130)에 있어 종래 모서리에 해당하는 부위를 곡면으로 처리하도록 하는 것에 의해, 종래 직사각형 형상의 문풀의 모서리 부분에서 발생하는 저항을 최소화하도록 한 것을 특징으로 한다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 시추선에 있어 시추를 행하기 위해서는 시추선 선박의 상갑판에 시추를 행하기 위해 필요한 드릴플로어(140)가 설치되며, 상기 드릴플로어(140)는 드릴을 직접적으로 운영하는 라이저(150)와 다수의 라이저텐셔너(160)에 의해 연결되어 있다. 그리고, 상기 라이저(150)는 볼 조인트(180)에 의해 BOP(170, Blow Out Preventer)에 연결되어 형성된다.

시추선은 상술한 바와 같은 구성으로 형성된 시추장비를 이용하여 시추를 행하는 바, 구체적으로 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들면, 문풀(100)의 전방공간(110) 또는 후방공간(130)에서 라이저(150)를 통해 드릴작업을 수행하는 것에 의해 시추작업을 수행하게 되며, 주시추공에서 시추작업이 끝나게 되면, 상기 중간공간(120)을 통해 상기 라이저(150)를 보조시추공이 있는 다른 후방공간(130) 또는 전방공간(110)으로 이동하여 추가적인 시추작업을 수행하도록 한다.

기존의 문풀(100)은 사각형 형상으로 형성되어 있으나, 이와 같은 형상은 각 모서리에서 문풀 내부 유동에 의한 저항이 발생하는 관계로 인하여, 시추선 선박의 운항속도를 저감시키는 문제를 가져오고 있다. 따라서, 본 발명은 시추작업을 방해하지 않는 범위 내에서, 상기 문풀의 형상의 변형을 가져오도록 하는 것을 그 특징으로 하고 있는 바, 상기 문풀(100)의 전방공간(110)과 후방공간(130)의 모서리를 곡면으로 형성하도록 하는 것에 의해 이러한 문제를 해결하고 있다. 보다 구체적으로는, 상기 문풀(100)의 전방공간(110)과 후방공간(130)을 원형 또는 타원형으로 형성하도록 하는 것에 의해 상술한 문제를 해결하도록 한다.

예시적으로, 대형시추선에 일반적으로 사용되는 직사각형의 문풀은 길이 25.6m, 폭 12.48m이며, 전체 체적은 약 6,000m³가 된다. 이때, 본 발명에 개시된 바와 같이, 전체 폭은 동일하게 유지하고, 전방공간(110)과 후방공간(130)에 해당하는 공간부분을 곡면으로 형성하게 되면, 전체 체적은 약 5,400m³으로 약 10%정도 감소하게 되며, 이로 인한 체적감소 및 저항감소로 인하여, 시추선의 운항 속도 증가는 약 0.3 노트에 이르게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 문풀(100)은 기존의 시추선의 시추작업에 어떠한 영향을 주지 않으면서도, 전체 체적 및 저항을 감소하도록 하는 것에 의해, 운항속도의 증가를 가져오도록 한다.

도 3에는 본 발명에 따른 문풀의 다른 실시예가 도시되어 있는 바, 도면을 참고하여 이를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 문풀(100')은 시추작업을 수행할 수 있도록 형성된 전방공간(110')과 후방공간(130') 및 상기 전방공간(110')과 후방공간(130') 사이에 형성되어 시추작업을 보조하는 중간공간(120')으로 형성되며, 상기 전방공간(110')과 후방공간(130')의 각 단은 원형과 같은 곡면으로 형성하고, 상기 중간공간(120')은 길이방향으로 일정길이를 갖도록 형성되되, 그 폭(W)은 상기 전방공간(110')과 후방공간(130')의 반경보다 작게 형성하도록 한다.

상기 다른 실시예에 따른 발명은 중간공간(120')의 폭(W)을 줄이도록 한 것을 그 특징으로 하고 있는 바, 구체적으로, 시추작업을 수행하기 위해 요구되는 라이저(150)의 이동을 위해 필수적으로 요구되는 공간을 제외하고, 불필요한 공간부분을 제거하도록 한다. 구체적으로, 일반적으로 사용되는 라이저(150)의 외경은 약 1.5m이고, 상기 라이저(150)가 라이저텐셔너(160)에 의해 허용하는 각도는 약 5도가 됨으로, 상기 라이저(150)가 이동을 수행하기 위해 요구되는 최소한의 폭은 약 2m가 된다. 이때, 운송여유를 약 1.5m를 고려한다고 하더라도, 상기 중간공간의 최소폭은 약 5m를 가지면 된다.

이 경우, 상기 시추선의 문풀(100')의 체적감소는 약 20%정도에 달하며, 이로 인하여, 시추선의 운항속도의 증가는 약 0.5노트에 달하게 된다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 문풀(100')의 형상은 시추선의 시추작업을 수행하기 위한 최적의 형상을 제공하도록 하는 것에 의해 상기 형상변화만으로도, 문풀의 해수에 의한 저항을 감소를 감소시킴과 동시에 전체 문풀의 체적 감소를 가져오도록 함으로써, 시추선의 운항속도의 증가를 가져올 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 다른 실시예에 따른 문풀(100')은 상기 전방공간(110')과 후방공간(130') 및 중간공간(120')으로 형성된 문풀(100')을 아령과 같은 형상으로 형성하도록 하는 것에 의해 상술한 바와 같은 기술적 목적을 달성하도록 한다. 따라서, 본 발명은 상기 서술된 수치 범위로 한정되지 아니하며, 상기 아령과 같은 형상으로 형성될 수 있는 범위라면 그 수치가 특별히 정해지지 않는다.

이상에서의 서술은 특정의 실시예와 관련한 것으로, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100,100': 문풀 110,110': 전방공간
120,120': 중간공간 130,130': 후방공간
140: 드릴플로어 150: 라이저
160: 라이저텐셔너 170: BOP
180: 볼조인트

Claims (4)

1. 시추작업을 수행할 수 있도록 형성된 전방공간(110)과 후방공간(130); 및
   상기 전방공간(110)과 후방공간(130) 사이에 형성되어 시추작업을 보조하는 중간공간(120);으로 구성된 문풀(100)에 있어서,
   상기 전방공간(110)과 후방공간(130)의 각 단은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 문풀을 구비한 시추선.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 전방공간(110)과 후방공간(130)의 각 단은 원형 또는 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 문풀을 구비한 시추선.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 중간공간(120)은 길이방향으로 일정길이를 갖도록 형성되되, 그 폭은 상기 전방공간(110)과 후방공간(130)의 반경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 문풀을 구비한 시추선.
   
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 전방공간(110')과 후방공간(130') 및 중간공간(120')으로 형성된 문풀(100')은 아령과 같은 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 문풀을 구비한 시추선.
   

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