KR20150049742A - 시추선 - Google Patents

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김건호
이광민
류민철
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

시추선이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 시추선은, 해저의 자원을 시추할 수 있도록 시추장비가 설치되되, 시추 시에 위치정렬 가능토록 다이나믹 포지션닝 시스템(dynamic positioning system)이 탑재되는 선체; 및 선체의 양쪽에 배치되되, 내부에 벌크저장탱크가 탑재되는 폰툰유닛(pontoon unit)을 포함한다.

Description

시추선{DRILLSHIP}
본 발명은 시추선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해저로부터 자원을 개발할 수 있도록 마련되는 시추선에 관한 것이다.
세계적인 자원개발 기술의 발달과 해양자원의 중요성의 인식으로 인해 해양플랜트 분야의 지속적인 발전이 이루어져왔다. 육상에서만 이루어졌던 에너지 자원의 시추작업이 점차 해안으로, 해안에서 해양으로, 그리고 깊은 심해지역까지 실현 가능하게 되면서 많은 시추 장비들이 새롭게 개발되어 왔다.
이러한 해양자원의 개발을 위해서, 시추드릴이 승강가능하게 탑재된 특수선박 또는 해양구조물이 개발되어 왔다. 이들 중 시추선(Drillship)은 현재 해양시추에 반드시 필요한 시추용 리그선 중 하나로 굳건히 자리잡게 되었다.
또한 빙하지역에서 시추가 가능한 쇄빙선과 같은 특수한 목적의 시추선의 개발이 이어지는 등 시추선의 역할이 점차 중요시 되면서 추가적인 특수 기능을 겸비한 시추선의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
시추 선은 일반적인 선박과 달리, 탐색 및 시추 장비가 탑재되어 있어 자원의 매장 가능성이 높은 대륙붕이나 심해저를 탐색하고, 바다 밑바닥을 뚫어 그 지역에 매장된 광물이나 원유 등을 채굴할 수 있는 특수 선박이다.
최근의 시추 선은 바닥 깊은 지역의 원유, 천연 가스, 가스 하이드 레이트 등과 같은 에너지 자원을 개발할 수 있는 첨단의 시추 장비를 탑재했을 뿐만 아니라, 일반적인 선박과 같이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있는 소위 드릴 쉽(drill ship)으로 개발되어 있다.
이러한 드릴 쉽 등과 같은 선박은, 자원의 탐색과 채굴을 위해 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건 때문에, 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작된다.
그러나, 기존의 시추선은 주로 비교되는 반잠수 시추선(semi-submersible drilling rig)에 비해 벌크저장탱크(bulk storage tank)를 위한 공간이 부족하며, 시추 작업 시 안정성이 떨어지는 단점이 있었다. 기존의 반잠수 시추선은 컬럼(column) 내부 공간을 벌크저장탱크의 공간으로 활용하였다.
대한민국 특허출원 제1020090053780호
본 발명의 일 실시 예는, 가장 큰 부피를 차지하는 시추 장비 중 하나인 벌크저장탱크(bulk storage tank)를 선체와 독립된 측면 공간에 설치되는 폰툰(pontoon)에 적재하여, 시추선 내 공간을 확보시켜줌과 동시에 시추작업 시 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 시추선을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해저의 자원을 시추할 수 있도록 시추장비가 설치되되, 시추 시에 위치정렬 가능토록 다이나믹 포지션닝 시스템(dynamic positioning system)이 탑재되는 선체; 및 상기 선체의 양쪽에 배치되되, 내부에 벌크저장탱크가 탑재되는 폰툰유닛(pontoon unit)을 포함하는 시추선이 제공될 수 있다.
상기 폰툰유닛은, 상기 벌크저장탱크가 내부에 배치되며, 상기 선체의 양쪽에 배치되어 부력을 제공할 수 있도록 마련되는 폰툰본체; 및 상기 폰툰본체를 상기 선체에 결합시키는 결합모듈을 포함할 수 있다.
상기 결합모듈은, 일단부가 상기 선체에 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 상기 폰툰본체에 회전 가능하게 결합되는 복수의 회전 바; 및 상기 선체에 탑재되되, 상기 회전 바를 회전시킬 수 있도록 상기 회전 바에 결합되는 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 결합모듈은, 상기 선체로부터 외부로 혹은 상기 선체의 내부로 슬라이드 이동 가능하게 상기 선체에 탑재되는 복수의 슬라이드 바; 및 상기 선체에 탑재되되, 상기 슬라이드 바를 회전시킬 수 있도록 상기 슬라이드 바에 결합되는 슬라이드 구동부를 포함할 수 있다.
상기 폰툰유닛은, 상기 폰툰본체가 수면에 접하도록 상기 폰툰본체를 상하로 이동시킬 수 있는 상하이동모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 상하이동모듈은, 상기 폰툰본체를 상하로 이동시킬 수 있도록 상기 결합모듈에 결합되는 유압실린더; 및 상기 유압실린더에 의한 상기 폰툰본체의 상하 이동을 안내하도록 상기 폰툰본체와 상기 결합모듈 사이에 배치되는 승강가이드를 포함할 수 있다.
상기 폰툰유닛은, 상기 폰툰본체의 위치에서 추진력을 제공하여 상기 선체에 대한 위치 정렬할 수 있도록 마련되는 위치정렬추진모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 폰툰본체의 내부에는, 상기 벌크저장탱크가 안치되는 탱크배치통로가 마련되며, 상기 폰툰본체의 상부에는, 상기 탱크배치통로를 폐쇄 혹은 상기 벌크저장탱크의 분리가 가능하도록 해치가 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 가장 큰 부피를 차지하는 시추 장비 중 하나인 벌크저장탱크(bulk storage tank)를 선체와 독립된 측면 공간에 설치되는 폰툰(pontoon)에 적재하여, 시추선 내 공간을 확보시켜줌과 동시에 시추작업 시 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 시추선을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시추선의 개략도이다.
도 2는 도 1의 폰툰의 설치 평면도이다.
도 3은 도 2의 폰툰이 선체 측으로 접힌 상태도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시추선의 개략도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시추선(100)은, 해저의 자원을 시추할 수 있도록 시추장비(115)가 설치되되, 시추 시에 위치정렬 가능토록 추진유닛(120)이 연동되는 다이나믹 포지션닝 시스템(dynamic positioning system, DPS 또는 DP)이 탑재되는 선체(110)와, 선체(110)의 양쪽에 배치되되, 내부에 벌크저장탱크(135)가 탑재되는 폰툰유닛(130)(pontoon unit)을 포함한다.
이러한 본 실시 예에 따른 시추선(100)은, 가장 큰 부피를 차지하는 시추 장비 중 하나인 벌크저장탱크(135, bulk storage tank)를 선체(110)와 독립된 측면 공간에 설치되는 폰툰(pontoon)에 적재하여, 시추선(100) 내 공간을 확보시켜줌과 동시에 시추작업 시 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
시추선(100)은, 각종 벌크가 탑재되어 운용 및 운반될 수 있는데, 기존의 시추선(100)은 이러한 벌크가 저장되는 공간이 배치되어 선체(110) 내에 많은 공간을 차지하므로, 다른 장비 및 필요 자재들의 적재공간이 줄어들 수 있었다.
그러나 본 실시 예에 따른 시추선(100)은, 벌크저장탱크(135)가 선체(110)의 외부에 배치되는 폰툰유닛(130)에 배치되어 적재되므로, 선체(110)에 더 많은 공간이 확보될 수 있다.
물론, 선체(110) 내에도 벌크저장공간이 마련될 수 있으며, 이러한 폰툰유닛(130)의 벌크저장탱크(135)는 보조적으로 사용될 수 있다. 이때 폰툰유닛(130)은, 선체(110)의 양쪽 사이드의 연장선 상에 배치되어, 선체(110)의 중심이 좀더 안정적으로 유지될 수 있다.
즉 선체(110)에 파랑에 의한 롤링이 가해지더라도 양쪽에 배치되어 있는 폰툰유닛(130)에 의해 롤링운동이 제한된다. 이때 롤링운동은, 선수부터 선미까지 선체(110)의 부력중심을 통과하는 라인을 기준으로 발생된다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시추선(100)의 폰툰유닛(130)에 대한 상세구조를 설명한다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 폰툰유닛(130)은, 벌크저장탱크(135)가 내부에 배치되며, 선체(110)의 양쪽에 배치되어 부력을 제공할 수 있도록 마련되는 폰툰본체(131)와, 폰툰본체(131)를 선체(110)에 결합시키는 결합모듈(140)을 포함할 수 있다.
이러한 폰툰본체(131)의 내부에는, 벌크저장탱크(135)가 안치되는 탱크배치통로(132)가 마련되며, 폰툰본체(131)의 상부에는, 탱크배치통로(132)를 폐쇄 혹은 벌크저장탱크(135)의 분리가 가능하도록 해치(133)가 마련될 수 있다.
이때 폰툰본체(131)는, 내부가 비어 있으면서 중공된 원형의 격벽에 의해 탱크배치통로(132)가 별도로 마련될 수 있으며, 해치(133)는 폰툰본체(131)의 상부에 회전 가능하게 배치되어 탱크배치통로(132)의 개구를 폐쇄한 상태에서 탱크배치통로(132)의 상방으로 회전되어 개구를 개방시킬 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 결합모듈(140)은, 일단부가 선체(110)에 회전 가능하게 결합되며 타단부가 폰툰본체(131)에 회전 가능하게 결합되는 복수의 회전 바(141)와, 선체(110)에 탑재되되 회전 바(141)를 회전시킬 수 있도록 회전 바(141)에 결합되는 회전 구동부(142)를 포함할 수 있다.
이러한 회전 바(141)는, 회전 구동부(142)에 의해 회전되어 선체(110) 측으로 접히거나, 반대로 선체(110)로부터 펼쳐질 수 있다. 이에 따라 폰툰본체(131)는, 선체(110) 측에 인접하게 배치되거나 반대로 선체(110)로부터 이격되어 배치될 수 있다.
이때 회전 구동부(142)는, 도시되진 않았으나 회전 바(141)의 고정된 회전축을 회전시킬 수 있도록 마련되는 모터와, 모터에 연결되어 회전축을 회전시킬 수 있는 감속기를 포함할 수 있다. 회전 구동부(142)는 이러한 전동방식으로 제한되진 않으며, 유압 및 수동방식으로 마련될 수 있다.
본 실시 예에 따른 폰툰유닛(130)은, 회전 바(141)가 선체(110)로부터 펼쳐진 상태에서 폰툰본체(131)가 수면에 닿도록 구성될 수 있다. 이를 위해 폰툰유닛(130)은, 폰툰본체(131)가 수면에 접하도록 폰툰본체(131)를 상하로 이동시킬 수 있는 상하이동모듈(145)을 더 포함할 수 있다.
이러한 상하이동모듈(145)은, 폰툰본체(131)를 상하로 이동시킬 수 있도록 결합모듈(140)에 결합되는 유압실린더(146)와, 유압실린더(146)에 의한 폰툰본체(131)의 상하 이동을 안내하도록 폰툰본체(131)와 결합모듈(140) 사이에 배치되는 승강가이드(147)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 유압실린더(146)에 유압이 제공된 상태가 폰툰본체(131)가 수면으로부터 이격된 상태이며, 유압이 해제된 상태가 폰툰본체(131)가 승강가이드(147)를 따라 하강되어 수면에 접한 상태이다. 이러한 유압실린더(146)와 승강가이드(147)는 각각의 회전 바(141)에 배치될 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 폰툰유닛(130)은, 폰툰본체(131)의 위치에서 추진력을 제공하여 선체(110)에 대한 위치 정렬할 수 있도록 마련되는 위치정렬추진모듈(150)을 더 포함할 수 있다.
이러한 위치정렬추진모듈(150)은, 전술한 다이나믹 포지션닝 시스템의 추진유닛(120)과 거의 동일한 장치로서, 다이나믹 포지션닝 시스템에 연결되어 추진유닛(120)과 함께 작동될 수 있다.
이때 위치정렬추진모듈(150)은, 추진유닛(120)보다 선체(110)로부터 더 유격된 거리에서 선체(110)에 대해 추진력을 제공할 수 있으며, 선체(110)의 회전 시에 더 많은 회전력을 제공할 수 있다.
즉 위치정렬추진모듈(150)은, 추진유닛(120)보다 더 작은 추진력을 갖도록 마련될 수 있으나, 선체(110)에 대한 회전력의 제공 시에는 충분한 회전력을 제공할 수 있다. 이러한 위치정렬추진모듈(150)의 작용원리는, 모멘트의 크기가 팔 길이에 비례하는 원리에 기초한다.
이처럼 위치정렬추진모듈(150)은, 드릴에 의한 시추 과정 시에 선체(110)의 회전 움직임을 제한하여 일정위치로 유지할 때, 추진유닛(120)보다 선체(110)에 더 많은 회전력을 제공할 수 있으므로, 선체(110)의 위치안정에 상당한 기여를 할 수 있다.
전술한 결합모듈(140)은, 회전 바(141)가 회전식으로 구성되어 있지만, 본 발명의 결합모듈(140)은 이에 제한되진 않으면, 후술되는 바와 같이 슬라이드 방식으로 구성될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시추선(100)에 대해서 설명한다. 다른 실시 예에 따른 시추선(100)은, 전술한 실시 예와 결합모듈(140)의 구성에서 다른 뿐 거의 모든 구성요소가 대동소이하게 구성된다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 결합모듈(140)은, 선체(110)로부터 외부로 혹은 선체(110)의 내부로 슬라이드 이동 가능하게 선체(110)에 탑재되는 복수의 슬라이드 바(161)와, 선체(110)에 탑재되되, 슬라이드 바(161)를 회전시킬 수 있도록 슬라이드 바(161)에 결합되는 슬라이드 구동부(162)를 포함할 수 있다.
슬라이드 바(161)는, 선체(110)의 양쪽 사이드에 배치되어 폰툰본체(131)에 결합되며, 폰툰본체(131)는 슬라이드 바(161)에 대해서 전술한 상하이동모듈(145)에 의해 승강될 수 있다.
이러한 다른 실시 예에 따른 슬라이드 바(161)에 의해 폰툰본체(131)는, 선체(110)에 인접한 상태에서 선체(110)로부터 이격되어 배치될 수 있으며, 이처럼 폰툰본체(131)의 선체(110)로부터의 이격되는 위치는 슬라이드 바(161)의 슬라이드 거리에 따라 조정될 수 있다.
본 실시 예에 따른 슬라이드 구동부(162)는, 슬라이드 바(161)를 선체(110)의 사이드 측으로 이동시킬 수 있도록 마련되는 것으로서, 슬라이드 바(161)를 가압하여 움직일 수 있는 유압 실린더 또는 전동장치를 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
100: 시추선 110: 선체
115: 시추장비 120: 추진유닛
130: 폰툰유닛 131: 폰툰본체
132: 탱크배치통로 133: 해치
135: 벌크저장탱크 140: 결합모듈
141: 회전 바 142: 회전 구동부
145: 상하이동모듈 146: 유압실린더
147: 승강가이드 150: 위치정렬추진모듈
161: 슬라이드 바 162: 슬라이드 구동부

Claims (8)

  1. 해저의 자원을 시추할 수 있도록 시추장비가 설치되되, 시추 시에 위치정렬 가능토록 다이나믹 포지션닝 시스템(dynamic positioning system)이 탑재되는 선체; 및
    상기 선체의 양쪽에 배치되되, 내부에 벌크저장탱크가 탑재되는 폰툰유닛(pontoon unit)을 포함하는 시추선.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 폰툰유닛은,
    상기 벌크저장탱크가 내부에 배치되며, 상기 선체의 양쪽에 배치되어 부력을 제공할 수 있도록 마련되는 폰툰본체; 및
    상기 폰툰본체를 상기 선체에 결합시키는 결합모듈을 포함하는 시추선.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 결합모듈은,
    일단부가 상기 선체에 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 상기 폰툰본체에 회전 가능하게 결합되는 복수의 회전 바; 및
    상기 선체에 탑재되되, 상기 회전 바를 회전시킬 수 있도록 상기 회전 바에 결합되는 회전 구동부를 포함하는 시추선.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 결합모듈은,
    상기 선체로부터 외부로 혹은 상기 선체의 내부로 슬라이드 이동 가능하게 상기 선체에 탑재되는 복수의 슬라이드 바; 및
    상기 선체에 탑재되되, 상기 슬라이드 바를 회전시킬 수 있도록 상기 슬라이드 바에 결합되는 슬라이드 구동부를 포함하는 시추선.
  5. 제3 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 폰툰유닛은, 상기 폰툰본체가 수면에 접하도록 상기 폰툰본체를 상하로 이동시킬 수 있는 상하이동모듈을 더 포함하는 시추선.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 상하이동모듈은,
    상기 폰툰본체를 상하로 이동시킬 수 있도록 상기 결합모듈에 결합되는 유압실린더; 및
    상기 유압실린더에 의한 상기 폰툰본체의 상하 이동을 안내하도록 상기 폰툰본체와 상기 결합모듈 사이에 배치되는 승강가이드를 포함하는 시추선.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 폰툰유닛은, 상기 폰툰본체의 위치에서 추진력을 제공하여 상기 선체에 대한 위치 정렬할 수 있도록 마련되는 위치정렬추진모듈을 더 포함하는 시추선.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 폰툰본체의 내부에는, 상기 벌크저장탱크가 안치되는 탱크배치통로가 마련되며,
    상기 폰툰본체의 상부에는, 상기 탱크배치통로를 폐쇄 혹은 상기 벌크저장탱크의 분리가 가능하도록 해치가 마련되는 시추선.
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