KR20150055758A - 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물 - Google Patents

배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 운송 조건(transit condition)에서는 배수량부가부에 에어를 주입하여 배수량을 증대시킴으로써 화물을 더 많이 실을 수 있도록 하고, 운전 조건(operation condition)에서는 배수량부가부에 해수를 채워서 배수량을 줄임으로써 GM을 더 많이 확보하여 복원성을 향상시킬 수 있으며, 디멘션(dimension)이 지나치게 커지지 않도록 하여 컴팩트한 디멘션을 가질 수 있도록 하며, 운전 조건에서 배수량부가부가 커다란 빌지(bilge)의 역할을 함으로써 모션에 긍정적 영향을 줄 수 있는 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물은 부력을 제공하는 폰툰을 가지는 선체; 상기 폰툰에 배수량을 부가하기 위한 공간을 제공하도록 마련되는 배수량부가부; 및 상기 배수량부가부의 공간에 에어를 공급 또는 배출시킴으로써 상기 배수량부가부에 의해 부가되는 배수량을 가변시키는 배수량가변부를 포함한다.

Description

배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물{Displacement variable type semi submersible marine structure}
본 발명은 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 운송 조건(transit condition)에서 배수량을 늘릴 수 있고, 운전 조건(operation condition)에서 배수량을 줄일 수 있으며, 디멘션(dimension)이 지나치게 커지지 않도록 구성된 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 반잠수식 해양 구조물은 부력을 형성하는 폰툰(pontoon)과, 폰툰의 상측에 위치하는 메인데크(main deck)와, 푼툰과 메인데크를 연결하는 다수의 컬럼(column)을 포함하는데, 예컨대 해저에 매장된 원유와 가스를 시추하는 시추 설비로 사용됨으로써 안정된 시추 작업을 수행하도록 하며, 깊고 거친 바다에서도 시추 작업이 가능하도록 한다.
종래의 반잠수식 해양 구조물은 모든 장비들이 탑재된 상태에서 안정적으로 부유하도록 설계되어야 하는데, 이를 위해 한국공개특허 제10-2013-0051259호의 반잠수식 시추선이 있다. 이는 폰툰, 상부 갑판, 컬럼, 데릭 및 상부 갑판에 마련되는 거주구를 구비하는 반잠수식 시추선에 있어서, 상부 갑판의 하부에 형성되고 내부에 엔진이 설치되는 제 1 및 제 2 엔진룸, 상기 제 1 엔진룸과 상부 갑판의 하부 일측단 사이에 수평 방향으로 형성되는 제 1 파이프 통로, 상기 제 2 엔진룸과 상부 갑판의 하부 타측단 사이에 수평 방향으로 형성되는 제 2 파이프 통로 및 상기 제 1 및 제 2 파이프 통로에 설치되는 다수의 배기가스 파이프를 포함한다.
이와 같은 종래의 반잠수식 해양 구조물은 배기가스 파이프의 설치 구조를 변경하여, 중력의 수직 중심을 낮추도록 함으로써 안정성을 제공한다.
그러나 종래 기술로서 언급한 구조 뿐만 아니라 기존 구조의 반잠수식 해양 구조물은 운송 조건(transit condition)에서 폰툰만으로 부양이 가능하기 때문에 폰툰의 배수량이 클수록 유리하지만, 폰툰의 배수량을 증가시키면 운전 조건(operation condition)에서의 배수량 역시 커지는데, 배수량이 커지면 GM(메타센타높이)이 감소하여 복원력이 저하된다. 즉 반잠수식 해양 구조물은 컬럼의 크기가 고정되어 있으므로, 폰툰이 커지면 운송 조건에서 화물을 많이 싣는 것이 가능해지지만, 운전 조건에서는 GM이 감소되어 짐을 덜 싣게 된다. 또한 반잠수식 해양 구조물에서 폰툰을 증대시킬 경우, 운전 조건에서 GM이 감소되는 것을 상쇄하기 위하여 컬럼을 증대시키게 되고, 이는 중량의 증가를 초래하여 운송 조건에서 같은 화물을 싣기 위해서는 또 다시 폰툰을 증대시켜야 한다. 따라서 운송 조건와 운전 조건을 동시에 만족시키기 위해서는 설계의 어려움이 따르고, 디멘션(dimension)이 크게 증가하여야 하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 운송 조건(transit condition)에서는 선택적으로 푼툰의 배수량을 늘리도록 하고, 운전 조건(operation condition)에서는 폰툰의 배수량을 줄일 수 있도록 하며, 디멘션(dimension)이 지나치게 커지지 않도록 하여 컴팩트한 디멘션을 가지도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 부력을 제공하는 폰툰을 가지는 선체; 상기 폰툰에 배수량을 부가하기 위한 공간을 제공하도록 마련되는 배수량부가부; 및 상기 배수량부가부의 공간에 에어를 공급 또는 배출시킴으로써 상기 배수량부가부에 의해 부가되는 배수량을 가변시키는 배수량가변부를 포함하는 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물이 제공된다.
상기 배수량부가부는 상기 공간이 하방으로 개방되도록 형성되는 챔버로 이루어질 수 있다.
상기 배수량가변부는 상기 폰툰 내부로부터 상기 공간으로 에어가 주입되도록 형성되는 제 1 에어주입구; 및 상기 공간의 상부에 설치되고, 에어의 배출을 개폐시키는 제 1 제어밸브를 포함할 수 있다.
상기 배수량부가부는 상기 공간이 밀폐되도록 형성되는 튜브로 이루어질 수 있다.
상기 배수량가변부는 상기 폰툰 내부로부터 상기 공간으로 에어가 주입되도록 형성되는 제 2 에어주입구; 상기 공간의 상부에 설치되고, 에어의 배출을 개폐시키는 제 2 제어밸브; 및 상기 공간의 하부에 설치되고, 해수의 유입을 개폐시키는 제 3 제어밸브를 포함할 수 있다.
상기 배수량부가부는 상기 폰툰에 길이방향을 따라 연장되도록 마련될 수 있다.
상기 배수량부가부는 상기 선체에서 좌현과 우현이 대칭되도록 상기 폰툰 각각에 설치될 수 있다.
상기 배수량부가부는 상기 폰툰에 고정 및 보호를 위하여 프로텍션이 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 부력을 제공하는 폰툰을 가지는 선체; 및 상기 폰툰에 배수량을 부가하도록 마련되는 배수량부가부를 포함하고, 상기 배수량부가부에 채워지는 에어의 양을 조절함으로써 상기 배수량부가부의 배수량을 가변시키는 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물이 제공된다.
본 발명에 따르면, 운송 조건(transit condition)에서는 배수량부가부에 에어를 주입하여 배수량을 증대시킴으로써 화물을 더 많이 실을 수 있도록 하고, 운전 조건(operation condition)에서는 배수량부가부에 해수를 채워서 배수량을 줄임으로써 GM을 더 많이 확보하여 복원성을 향상시킬 수 있으며, 디멘션(dimension)이 지나치게 커지지 않도록 하여 컴팩트한 디멘션을 가질 수 있도록 하며, 운전 조건에서 배수량부가부가 커다란 빌지(bilge)의 역할을 함으로써 모션에 긍정적 영향을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물을 도시한 정면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물의 폰툰을 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물을 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물의 운송 조건인 경우를 도시한 부분 단면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물의 운전 조건인 경우를 도시한 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물을 도시한 측면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물의 폰툰을 도시한 평면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물의 운송 조건인 경우를 도시한 부분 단면도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물의 운전 조건인 경우를 도시한 부분 단면도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시례는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물을 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물의 폰툰을 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물을 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(100)은 부력을 제공하는 폰툰(pontoon; 111)을 가지는 선체(110)와, 폰툰(111)에 배수량을 부가하도록 마련되는 배수량부가부(120)를 포함하고, 배수량부가부(120)에 채워지는 에어(air)의 양을 조절함으로써 배수량부가부(120)의 배수량을 가변시킬 수 있다. 또한 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(100)은 배수량부가부(120)에 채워지는 에어의 양을 조절하는 배수량가변부(130)를 더 포함할 수 있다.
선체(110)는 부력을 제공하는 폰툰(111)과 함께, 컬럼(column; 112)과 메인데크(main deck; 113)가 마련될 수 있다.
폰툰(111)은 부력을 발생시키도록 하고, 일례로 한 쌍으로 이루어져서 양측에 종방향을 따라 각각 위치하도록 나란하게 설치될 수 있으며, 이 밖에도 다양한 개수와 배치 구조를 가질 수 있고, 밸러스팅(ballasting)을 위한 밸러스트 시스템(ballast system)이 설치될 수 있다. 또한 폰툰(111)은 구조적인 강도를 높이기 위하여 수평되게 설치되는 보강부재(114)에 의해 서로 연결될 수 있다.
컬럼(112)은 폰툰(111) 각각으로부터 상방으로 연장되도록 수직되게 설치되되, 예컨대 컬럼(112)마다 다수로 설치될 수 있고, 수직재와 경사재의 연결로 이루어지는 트러스 구조로 이루어질 수 있다.
메인데크(113)는 컬럼(112) 상에 지지되도록 설치되고, 작업을 위한 공간을 제공할 수 있다. 메인데크(113)는 일례로 시추를 위한 문풀(moon pool; 미도시)이 마련될 수 있고, 문풀의 상부에 데릭(derrick; 미도시)이 설치될 수 있으며, 그 밖에 거주구 등의 각종 시설물이나 장비 또는 자재가 설치 내지 적재될 수 있다.
배수량부가부(120)는 폰툰(111)에 배수량을 부가하기 위한 공간(121)을 제공하도록 마련되고, 일례로 폰툰(111)의 측부에 돌출되도록 마련될 수 있으며, 본 실시례에서처럼 공간(121)이 하부에 개구(122)를 형성함으로써 하방으로 개방되도록 형성되는 챔버(chamber)로 이루어질 수 있다. 따라서 배수량부가부(120)는 공간(121) 내부에 채워지는 에어의 양에 의해서 개구(122)를 통한 해수의 출입이 가능하도록 한다.
배수량부가부(120)는 본 실시례에서처럼 폰툰(111)에 길이방향을 따라 연장되도록 마련될 수 있고, 선체(110)에서 좌현과 우현이 대칭되도록 폰툰(111) 각각에 설치될 수 있다. 따라서 배수량부가부(120)에 의해 부가되는 배수량이 선체(110)에 균일하게 미칠 수 있도록 한다. 또한 배수량부가부(120)는 폰툰(111)에 고정 및 보호를 위하여 프로텍션(protection)이 설치될 수 있는데, 이에 대해서는 이후의 실시례에서 자세히 설명하기로 한다.
배수량가변부(130)는 배수량부가부(120)의 공간(121)에 에어를 공급 또는 배출시킴으로써 배수량부가부(120)에 의해 부가되는 배수량을 가변시킬 수 있도록 한다. 배수량가변부(130)는 본 실시례에서처럼 폰툰(111) 내부로부터 공간(121)으로 에어가 주입되도록 형성되는 제 1 에어주입구(131)와, 공간(121)의 상부에 설치되고, 에어의 배출을 개폐시키는 제 1 제어밸브(132)를 포함할 수 있다. 제 1 에어주입구(131)는 제 1 제어밸브(132)가 차단된 상태에서 폰툰(111) 측에 마련되는 밸러스트 시스템 또는 에어 주입 장치에 의해 에어를 공급받아 배수량부가부(120)의 공간(121)에 에어가 채워지도록 하며, 이로 인해 배수량부가부(120)에 의해서 배수량이 증가되도록 한다. 한편 제 1 에어주입구(131)에는 개폐를 제어하기 위한 제어밸브가 설치될 수 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니다. 제 1 제어밸브(132)는 배수량부가부(120)의 공간(121) 상부에 형성되는 배출구에 설치될 수 있고, 통제실에서 조작신호 또는 제어신호를 수신받아 동작할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(100)의 작용을 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 가변형 반잠수식 해양 구조물(100)은 운송 조건에서 제 1 제어밸브(132)를 차단하고, 폰툰(111)으로부터 제 1 에어주입구(131)를 통해서 배수량부가부(120)의 공간(121)에 에어를 주입함으로써 배수량을 증가시키도록 하며, 이로 인해 선체(110)에 보다 많은 화물을 실을 수 있도록 한다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 가변형 반잠수식 해양 구조물(100)은 운전 조건에서 제 1 제어밸브(132)를 개방시킴으로써 배수량부가부(120)의 공간(121)에 해수가 채워지도록 하여 배수량을 줄이도록 하고, 이로 인해 GM을 더 많이 확보하도록 한다. 또한 배수량부가부(120)는 운전 조건에서 커다란 빌지(bilge) 역할을 함으로써 선체(110)의 모션(motion)에 긍정적인 영향을 주게 된다. 따라서 운송 조건(transit condition)과 운전 조건(operation condition)에서의 흘수(draft)를 달리하게 된다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물을 도시한 측면도이고, 도 7은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물의 폰툰을 도시한 평면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(200)은 부력을 제공하는 폰툰(211)을 가지는 선체(210), 폰툰(211)에 배수량을 부가하기 위한 공간(221; 도 8에 도시)을 제공하도록 마련되는 배수량부가부(220) 및 배수량부가부(220)의 공간(221)에 에어를 공급 또는 배출시킴으로써 배수량부가부(220)에 의해 부가되는 배수량을 가변시키는 배수량가변부(230; 도 8에 도시)를 포함한다. 여기서 선체(210)는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(100)의 선체(210)에서 상세히 설명하였으므로 그 설명을 생략하기로 한다.
배수량부가부(220)는 제 1 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(100)의 배수량부가부(120)와 동일하되, 그 구조면에서 차이가 있다. 즉 본 실시례에서 배수량부가부(220)는 내부의 공간(221; 도 8에 도시)이 밀폐되도록 형성되는 튜브(tube)로 이루어질 수 있다. 또한 배수량부가부(220)는 폰툰(211)에 고정 및 보호를 위하여 프로텍션(222)이 설치될 수 있다. 프로텍션(222)은 배수량부가부(220)를 충격 등에 의한 손상 또는 부식 등으로부터 보호하도록 배수량부가부(220)의 외측면에 부착되는 시트나 플레이트 등의 판상부재, 메쉬, 또는 다양한 구조재 등으로 이루어질 수 있고, 나아가서 배수량부가부(220)의 외측면으로부터 폰툰(211)에 고정됨으로써 배수량부가부(220)와 폰툰(211)의 결합력에 도움을 주도록 한다.
배수량가변부(230)는 일례로 이전 실시례의 배수량가변부(130)에서 제 3 제어밸브(233)가 추가될 수 있다. 즉, 본 실시례에서 배수량가변부(230)는 폰툰(211) 내부로부터 배수량부가부(220)의 공간(221)으로 에어가 주입되도록 형성되는 제 2 에어주입구(231)와, 배수량부가부(220)의 공간(221) 상부에 설치되고, 에어의 배출을 개폐시키는 제 2 제어밸브(232)와, 배수량부가부(220)의 공간(221) 하부에 설치되고, 해수의 유입을 개폐시키는 제 3 제어밸브(233)를 포함할 수 있다. 여기서 제 3 제어밸브(233)는 제 2 제어밸브(232)와 마찬가지로, 통제실에서 조작신호 또는 제어신호를 수신받아 동작할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(200)의 작용을 설명하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(200)은 운송 조건에서, 제 2 제어밸브(232)를 차단하고, 제 3 제어밸브(233)를 개방시킨 상태에서, 폰툰(211)으로부터 배수량부가부(220)의 공간(221)에 에어가 주입되도록 하여 배수량을 증가시키게 되며, 이로 인해 보다 많은 화물을 싣고 이동할 수 있도록 한다. 한편 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(200)은 운송 조건에서 제 3 제어밸브(233)를 차단하여도 무방하다. 또한 도 9에 도시된 바와 같이, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물(200)은 운전 조건에서 제 2 및 제 3 제어밸브(232,233)를 개방시키고, 배수량부가부(220)의 공간(221)에 해수가 채워지도록 하여 배수량을 줄이고, 이로 인해 GM을 더 많이 확보하도록 한다. 따라서, 운송 조건(transit condition)과 운전 조건(operation condition)에서의 흘수(draft)를 달리하게 된다.
본 발명은 상기 실시례에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
110 : 선체 111 : 폰툰
112 : 컬럼 113 : 메인데크
114 : 보강부재 120 : 배수량부가부
121 : 공간 122 : 개구
130 : 배수량가변부 131 : 제 1 에어주입구
132 : 제 1 제어밸브 210 : 선체
211 : 폰툰 220 : 배수량부가부
221 : 공간 222 : 프로텍션
230 : 배수량가변부 231 : 제 2 에어주입구
232 : 제 2 제어밸브 233 : 제 3 제어밸브
234 : 프로텍션

Claims (9)

  1. 부력을 제공하는 폰툰을 가지는 선체;
    상기 폰툰에 배수량을 부가하기 위한 공간을 제공하도록 마련되는 배수량부가부; 및
    상기 배수량부가부의 공간에 에어를 공급 또는 배출시킴으로써 상기 배수량부가부에 의해 부가되는 배수량을 가변시키는 배수량가변부를 포함하는, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배수량부가부는,
    상기 공간이 하방으로 개방되도록 형성되는 챔버로 이루어지는, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 배수량가변부는,
    상기 폰툰 내부로부터 상기 공간으로 에어가 주입되도록 형성되는 제 1 에어주입구; 및
    상기 공간의 상부에 설치되고, 에어의 배출을 개폐시키는 제 1 제어밸브를 포함하는, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배수량부가부는,
    상기 공간이 밀폐되도록 형성되는 튜브로 이루어지는, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배수량가변부는,
    상기 폰툰 내부로부터 상기 공간으로 에어가 주입되도록 형성되는 제 2 에어주입구;
    상기 공간의 상부에 설치되고, 에어의 배출을 개폐시키는 제 2 제어밸브; 및
    상기 공간의 하부에 설치되고, 해수의 유입을 개폐시키는 제 3 제어밸브를 포함하는, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배수량부가부는,
    상기 폰툰에 길이방향을 따라 연장되도록 마련되는, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배수량부가부는,
    상기 선체에서 좌현과 우현이 대칭되도록 상기 폰툰 각각에 설치되는, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물.
  8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배수량부가부는,
    상기 폰툰에 고정 및 보호를 위하여 프로텍션이 설치되는, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물.
  9. 부력을 제공하는 폰툰을 가지는 선체; 및
    상기 폰툰에 배수량을 부가하도록 마련되는 배수량부가부를 포함하고,
    상기 배수량부가부에 채워지는 에어의 양을 조절함으로써 상기 배수량부가부의 배수량을 가변시키는, 배수량 가변형 반잠수식 해양 구조물.
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