KR20140129711A - 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조 - Google Patents

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Abstract

극지용 부유식 해양구조물의 보강구조를 개시한다.
극지용 부유식 해양구조물의 보강구조는 유빙과 해저 지면과의 충돌로부터 부유식 원반형 시추선(Conical Drilling Vessel)의 선체 하부를 보호하기 위한 구조로서, 상기 선체 하부의 외주를 따라 보강 구조물이 설치된다.
극지용 부유식 해양구조물의 보강구조는 수면하부에 위치하는 선체 하부의 외주에 원형파이프의 보강 구조물이 설치됨으로써, 유빙이나 해저 면과의 충돌에 의한 부유식 원반형 시추선(Conical Drilling Vessel)의 선체 하부의 손상(일부 파손(crack)으로 인한 침수(flooding) 또는 외판의 찍힘(dent) 등)을 효과적으로 방지하여 손상에 대한 수선에 따른 비용이나 시간소비를 사전에 방지할 수 있다. 또한, 보강 구조물에는 빌지 킬이 해저 면을 향하여 30-45도 경사지게 설치됨으로써, 부유식 원반형 시추선의 횡 동요를 저감하고 유빙을 격리하여 선체 손상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 선체 하부의 저면에 덧판이 설치됨으로써, 외판의 찍힘(dent)을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

극지용 부유식 해양구조물의 보강구조{REINFORCE STRUCTURE OF CONICAL DRILLING VESSEL}
본 발명은 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 유빙이나 해저 면과의 충돌에 의한 부유식 원반형 시추선(Conical Drilling Vessel)의 선체 하부의 손상(일부 파손(crack)으로 인한 침수(flooding) 또는 외판의 찍힘(dent))을 효과적으로 방지하도록 수면하부에 위치하는 선체 하부의 외주에 원형파이프의 보강 구조물이 설치되는 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조에 관한 것이다.
일반적으로 극지환경에서 해양구조물이 안전한 작업을 수행하기 위해서는 독특한 설계방법이 필요하다. 빙하중과 수심 그리고 해저토질 특성이 극지용 해양구조물의 형식을 결정하는 기준이 된다. 극지용 해양구조물은 인공섬 형식, 고정식 구조물 및 부유식 구조물로 크게 분류할 수 있다. 그리고 고정식 구조물에는 자켓(jacket)과 같은 파일기초 구조물과 콘크리트 플랫폼과 같은 중력기초 구조물 및 두 가지가 섞인 형태의 혼합형 구조물로 세분할 수 있다.
극한지를 항해하는 선박 또는 착저 혹은 부유식을 포함하는 극지 해양구조물의 안전을 확보하기 위해 대형 유빙(遊氷)은 미리 탐지하여 파쇄하거나 회피하고, 대형 유빙의 파쇄 후 잔해 또는 중소형 유빙이 연차적으로 밀려오는 경우 유빙이 선박 또는 해양구조물에 부딪혀 선체 하부가 손상되는 문제점이 있다.
선체 하부의 손상을 보수하기 위하여 종래에는 손상부 전체를 제거하고 새로 제작된 블록으로 교체하는 방법을 사용하였으나, 공기가 길어지고, 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
한편, 본 발명자에 의해서 발명된 극한지 선박 또는 해양구조물의 내빙 구조체(특허 등록번호 10-1230253)에서는 장력 케이블에 의해 유빙 충돌을 방지하지만, 선체 하부가 유빙 및 해저 면과의 충돌에 의해서 손상되는 문제점이 여전히 남아 있다.
도 1은 종래 극지용 부유식 해양구조물의 선체 하부의 손상을 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 극지용 부유식 해양구조물은 유빙 또는 해저 면과의 충돌에 의해서 파선으로 보인 바와 같이 선체 하부에 손상이 발생한다.
도 2의 (a)(b)(c)는 극지용 부유식 해양구조물의 선체 하부 주위의 유빙 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 (a)는 선체 하부가 직각인 경우를 나타낸 것이고, 도 2의 (b)는 선체 하부가 둥근 모양인 경우를 나타낸 것이며, 도 2의 (c)는 선체 하부가 경사진 경우를 나타낸다.
도 2의 (a)(b)(c)에 보인 바와 같이, 유빙의 일부는 화살표(①)로 이동하고 유빙의 다른 일부는 화살표(②)로 이동하게 되는데, 이때, 화살표(②)로 이동하는 유빙이 선체 하부(2)와 충돌하여 선체 하부(2)가 심하게 손상된다.
이와 같이 설명한 바와 같이, 종래에는 유빙이 선박 또는 해양구조물에 부딪혀 선체 하부가 손상되는 문제점이 있고, 선체 하부 손상을 보수하기 위하여 손상부위 전체를 제거하고 새로 제작된 블록으로 교체하므로 공기가 길어지고, 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
특허 등록번호 10-1230253(극한지 선박 또는 해양구조물의 내빙 구조체)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 수면하부에 위치하는 선체 하부의 외주에 원형파이프의 보강 구조물이 설치됨으로써, 유빙이나 해저 면과의 충돌에 의한 부유식 원반형 시추선(Conical Drilling Vessel)의 선체 하부의 손상(일부 파손(crack)으로 인한 침수(flooding) 또는 외판의 찍힘(dent) 등)을 효과적으로 방지하여 손상에 대한 수선에 따른 비용이나 시간소비를 사전에 방지할 수 있는 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조는 유빙과 해저 지면과의 충돌로부터 부유식 원반형 시추선(Conical Drilling Vessel)의 선체 하부를 보호하기 위한 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조로서, 상기 선체 하부의 외주를 따라 보강 구조물이 설치되어 상기 선체 하부로 유빙이 침입하지 못하도록 구성된다.
상기 보강 구조물은 원형 파이프일 수 있으며, 상기 선체 하부의 모서리 부분에 설치될 수 있다.
상기 부유식 원반형 시추선의 횡 동요 저감 및 유빙 격리를 위해서 상기 보강 구조물에는 빌지 킬이 설치될 수 있다.
상기 빌지 킬은 수면을 기준으로 할 때, 해저 면을 향하여 30-45도 경사지게 설치될 수 있다.
상기 선체 하부의 저면에는 덧판이 설치될 수 있는데, 상기 덧판에 부력과 중력이 서로 같은 크기로 동일한 지점을 향해 작용하도록 설치됨으로써, 점 용접(Spot Welding)으로 고정 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 수면하부에 위치하는 선체 하부의 외주에 원형파이프의 보강 구조물이 설치됨으로써, 유빙이나 해저 면과의 충돌에 의한 부유식 원반형 시추선(Conical Drilling Vessel)의 선체 하부의 손상(일부 파손(crack)으로 인한 침수(flooding) 또는 외판의 찍힘(dent) 등)을 효과적으로 방지하여 손상에 대한 수선에 따른 비용이나 시간소비를 사전에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 보강 구조물에는 빌지 킬이 해저 면을 향하여 30-45도 경사지게 설치됨으로써, 부유식 원반형 시추선의 횡 동요를 저감하고 유빙을 격리하여 선체 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 선체 하부의 저면에 덧판이 설치됨으로써, 외판의 찍힘(dent)을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래 극지용 부유식 해양구조물을 보인 정면도
도 2의 (a)(b)(c)는 극지용 부유식 해양구조물의 선체 하부 주위의 유빙 이동을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조를 보인 종단면도
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조를 보인 종단면도
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조를 보인 종단면도
도 6은 보강 구조물과 덧판을 보인 평면도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조를 보인 종단면이다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조는 유빙과 해저 면과의 충돌로부터 부유식 원반형 시추선(Conical Drilling Vessel)의 선체 하부(2)를 보호하기 위한 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조로서, 상기 선체 하부(2)의 외주를 따라 보강 구조물(100)이 설치되어 상기 선체 하부로 유빙이 침입하지 못하도록 구성된다.
상기 보강 구조물(100)은 원형 파이프(도 3 참조) 또는 다른 형상, 예를 들어 타원형 파이프(미도시)일 수 있으며, 상기 선체 하부(2)의 모서리 부분을 감싸는 형태로 설치되는 것이 가장 바람직하다.
상기 보강 구조물(100)을 상기 선체 하부(2)의 모서리 부분을 감싸 설치하는 이유는 모서리 부분이 구조적으로 가장 취약하여 손상을 가장 많이 입기 때문이다.
상기 보강 구조물(100)은 유빙과 충돌됨은 물론 해저 면과의 충돌에 완충역할을 하고 파손되지 않아야 하므로 스틸 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 보강 구조물(100)을 상기 선체 하부(2)에 고정하는 방식은 여러 가지가 가능한데, 예를 들어 용접 고정하는 것이 견고성 측면에서 가장 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조에 있어서는, 선체 하부(2)에 원형파이프의 보강 구조물(100)이 설치됨으로써 유빙이 화살표(③)로 이동하게 되며, 유빙과 충돌, 해저 면과의 충돌시 완충역할을 하여 선체 하부(2)의 손상, 예를 들어 일부 파손(crack)으로 인한 침수(flooding) 또는 외판의 찍힘(dent) 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조를 보인 종단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조는 부유식 원반형 시추선의 횡 동요 저감 및 유빙 격리를 위해서 보강 구조물(100)의 외부에 빌지 킬(110)이 설치될 수 있다. 상기 빌지 킬(110)은 상기 보강 구조물(100)의 외주 면을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 빌지 킬(110)은 판상 체로서 유빙의 충돌은 물론 해저 면과의 충돌에 파손되지 않아야 하므로 스틸 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 빌지 킬(110)은 수면을 기준으로 할 때, 해저 면을 향하여 30-45도 경사지게 설치됨으로써, 극지용 부유식 해양구조물의 횡동요를 저감하고 유빙 격리 기능을 극대화할 수 있다.
상기 빌지 킬(110)의 경사각도를 30도 이하로 하는 경우에는 유빙에 의한 하중을 너무 많이 받게 되어 쉽게 파손될 수 있으며, 상기 빌지 킬(110)의 경사각도를 45도 이상으로 하는 경우에는 부유식 원반형 시추선의 횡 동요 저감 및 유빙 격리 기능이 떨어지게 되므로, 상기 빌지 킬(110)은 30-45도 범위에서 설치되는 것이 가장 바람직하다. 이러한 빌지 킬(110)의 각도에 의하여 유빙을 선체 바깥으로 이격시키는 기능을 극대화할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조에 있어서는, 선체 하부(2)에 원형파이프의 보강 구조물(100)이 설치됨으로써 유빙이 화살표(③)로 이동하게 되며, 유빙과 충돌, 해저 면과의 충돌시 완충역할을 하여 선체 하부(2)의 손상, 예를 들어 일부 파손(crack)으로 인한 침수(flooding) 또는 외판의 찍힘(dent) 등을 효과적으로 방지할 수 있음은 물론 상기 빌지 킬(110)이 일정 경사각도로 설치됨으로써, 부유식 원반형 시추선의 횡 동요를 효과적으로 저감할 수 있고, 유빙 격리 기능이 향상되어 선체 하부(2)의 손상을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조를 보인 종단면도, 그리고 도 6은 보강 구조물과 덧판을 보인 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조는 선체 하부(2)에 원형파이프의 보강 구조물(100)이 설치됨으로써, 유빙이 화살표(③)로 이동하게 되며, 유빙과 충돌, 해저 면과의 충돌시 완충역할을 하여 선체 하부(2)의 손상을 효과적으로 방지함은 물론, 선체 하부(2)의 저면 중 국부적인 손상을 받는 부위에 덧판(120)이 설치됨으로써, 점 용접으로 고정 가능하여 공기를 대폭 단축할 수 있다.
다시 말해서, 상기 덧판(120)에는 극지용 부유식 해양구조물의 하중이 하방으로 가해짐과 동시에 수면에 의한 부력이 상방으로 가해지므로, 부력과 중력이 서로 같은 크기로 동일한 지점을 향해 작용함으로써, 점 용접으로 만으로도 상기 덧판(120)을 선체 하부(2)의 저면에 설치할 수 있기 때문에 덧판 설치 공기를 대폭 단축할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 수면하부에 위치하는 선체 하부의 외주에 원형파이프의 보강 구조물이 설치됨으로써, 유빙이나 해저 면과의 충돌에 의한 부유식 원반형 시추선(Conical Drilling Vessel)의 선체 하부의 손상(일부 파손(crack)으로 인한 침수(flooding) 또는 외판의 찍힘(dent) 등)을 효과적으로 방지하여 손상에 대한 수선에 따른 비용이나 시간소비를 사전에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 보강 구조물에는 빌지 킬이 해저 면을 향하여 30-45도 경사지게 설치됨으로써, 부유식 원반형 시추선의 횡 동요를 저감하고 유빙을 격리하여 선체 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 선체 하부의 저면에 덧판이 설치됨으로써, 외판의 찍힘(dent)을 효과적으로 방지할 수 있다.
2: 선체 하부
100: 보강 구조물
110: 빌지 킬
120: 덧판

Claims (7)

  1. 유빙과 해저 지면과의 충돌로부터 부유식 원반형 시추선(Conical Drilling Vessel)의 선체 하부를 보호하기 위한 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조에 있어서,
    상기 선체 하부의 외주를 따라 보강 구조물이 설치되어 상기 선체 하부로 유빙이 침입하지 못하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강 구조물은 원형 파이프인 것을 특징으로 하는 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강 구조물은 상기 선체 하부의 모서리 부분을 감싸는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유식 원반형 시추선의 횡 동요 저감 및 유빙 격리를 위해서 상기 보강 구조물의 외부에는 빌지 킬이 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 빌지 킬은 수면을 기준으로 할 때, 해저 면을 향하여 30-45도 경사지게 설치되어 유빙을 상기 선체 바깥으로 이격시키는 기능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 선체의 외판 저면 중 국부적인 손상을 받는 부위에 덧판이 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 덧판에 부력과 중력이 서로 같은 크기로 동일한 지점을 향해 작용하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 부유식 해양구조물의 보강구조.
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