KR20150057685A - 라이저 거치대 및 이를 포함하는 부유식 구조물 또는 선박 - Google Patents

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Abstract

라이저 거치대 및 이를 포함하는 부유식 구조물 또는 선박이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이저 거치대는, 라이저의 상단부에 결합되는 상부 조인트가 상부에서 하방으로 삽입되어 거치되되, 라이저의 요동에 따라 이동 가능하게 선체에 배치되는 거치유닛; 및 거치유닛에 결합되되, 거치유닛의 요동에 따른 충격을 흡수하도록 마련되는 충격흡수유닛을 포함한다.

Description

라이저 거치대 및 이를 포함하는 부유식 구조물 또는 선박{RISER STORAGE, AND FPSO OR SHIP COMPRISING THE SAME}
본 발명은 라이저 거치대 및 이를 포함하는 부유식 구조물 또는 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 라이저의 진동을 감쇠시킬 수 있는 라이저 거치대 및 이를 포함하는 부유식 구조물 또는 선박에 관한 것이다.
시추선에는, 심해의 석유 자원 개발용으로 라이저가 이용된다.
석유자원 개발에 사용되는 라이저는, 크게 석유 자원 생산용 라이저와 드릴링 라이저로 분류된다.
SPAR, TLP, FPSO, Semi-Sub 등의 부유체에 연결된 라이저는, 부유체의 운동응답 특성에 따라서 라이저의 구조에 심각한 손상을 줄 수 있다.
예를 들어, 해저면에 맞닿는 부근(Touch Down Region)의 경우에는, 심각한 피로 파괴를 유발할 수 있다.
더욱이, FPSO, Semi-Sub의 경우에는, SPAR 및 TLP에 비하여 상하 동요(Heave motion)가 훨씬 크기 때문에, 철재 케이블 라이저(Steel Catenary Riser)를 적용할 수 없으며, 차선책으로서 고가인 플렉서블 라이저(Flexible Riser)를 도입하여 왔다.
대한민국 특허출원 제10-2005-7016124 호
본 발명의 일 실시 예는, 라이저에 대해 부유체에 의한 상하 동요 운동의 영향을 감소시켜 라이저의 손상을 방지하는 라이저 거치대 및 이를 포함하는 부유식 구조물 또는 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 라이저의 상단부에 결합되는 상부 조인트가 상부에서 하방으로 삽입되어 거치되되, 상기 라이저의 요동에 따라 이동 가능하게 선체에 배치되는 거치유닛; 및 상기 거치유닛에 결합되되, 상기 거치유닛의 요동에 따른 충격을 흡수하도록 마련되는 충격흡수유닛을 포함하는 라이저 거치대가 제공될 수 있다.
상기 거치유닛은, 상기 상부 조인트가 삽입되어 지지되는 거치본체; 및 상기 거치본체에 결합되되, 상기 거치본체의 이동을 허용하는 이동바퀴를 포함할 수 있다.
상기 거치유닛은, 상기 이동바퀴의 이동을 상하로 안내하도록 상기 선체에 마련되는 가이드모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 충격흡수유닛은, 상기 거치본체에 연결되는 와이어; 및 상기 와이어가 감기도록 상기 선체에 마련되는 윈치모듈을 포함할 수 있다.
상기 라이저의 상부 조인트에 연결되는 플렉서블 호스와 연결되는 강관이 거치되도록 상기 선체 상에 마련되는 파이프 클램프를 더 포함할 수 있다.
상기 거치유닛은, 상기 상부 조인트가 삽입되어 지지되는 거치본체; 상기 거치본체가 상하로 이동 가능하게 결합되되, 상기 거치본체의 이동을 안내하도록 안내통로가 마련되는 가이드블록; 및 상기 거치본체를 상기 가이드블록에 이동 가능하게 결합시키는 슬라이드부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 해저로부터 물질을 흡입하도록 선체로부터 해수면 아래로 배치되는 라이저; 상기 라이저의 상부에 결합되되, 플레서블하게 마련되는 상부 조인트; 상기 상부 조인트와 연결되되, 상기 선체에 배치되는 강관에 연결되는 플렉서블 호스; 및 전술한 상기 라이저 거치대를 포함하는 부유식 구조물 또는 선박이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 라이저에 대해 부유체에 의한 상하 동요 운동의 영향을 감소시켜 라이저의 손상을 방지하는 라이저 거치대를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이저 거치대의 개략도이다.
도 2는, 도 1의 거치유닛과 충격흡수유닛에 대한 개략적인 정면도이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시 예에 라이저 거치대의 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.
이하에서 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이저 거치대(110)는, 라이저(100)가 설치된 선체의 유동에 따라 선체에 대해 상대 운동될 수 있다. 이러한 라이저(100)의 상대 운동이, 라이저(100)의 요동이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이저 거치대(110)는, 라이저(100)의 상단부에 결합되는 상부 조인트(112)가 상부에서 하방으로 삽입되어 거치되되 라이저(100)의 요동에 따라 이동 가능하게 선체에 배치되는 거치유닛(120)과, 거치유닛(120)에 결합되되 거치유닛(120)의 요동에 따른 충격을 흡수하도록 마련되는 충격흡수유닛(130)을 포함한다.
이러한 본 실시 예에 따르면, 라이저(100)에 가해지는 충격에 의한 라이저(100)의 요동이 충격흡수유닛(130)에 의해 흡수됨으로써 라이저(100)의 손상을 방지할 수 있으며, 라이저(100) 수명이 연장될 수 있다.
이를 위한 본 실시 예에 따른 거치유닛(120)은, 상부 조인트(112)가 삽입되어 지지되는 거치본체(122)와, 거치본체(122)에 결합되되 거치본체(122)의 이동을 허용하는 이동바퀴(124)를 포함할 수 있다.
라이저(100)는, 상부 조인트(112)에 의해 거치본체(122)에 지지되어 있으며, 라이저(100)의 요동에 따른 상부 조인트(112)의 요동이 거치본체(122)에 그대로 전달되어 거치본체(122)는 움직일 수 있다.
이때 거치본체(122)는 이동바퀴(124)에 의해 움직일 수 있으며, 라이저(100)의 요동이 거치본체(122) 측으로 전달되어 거치본체(122)의 움직임으로 전환된 후, 거치본체(122)의 운동에너지로 소비될 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 거치유닛(120)은, 이동바퀴(124)의 이동을 상하로 안내하도록 선체에 마련되는 가이드모듈(125)을 더 포함할 수 있다. 즉 거치본체(122)는, 가이드모듈(125)에 의해 이동바퀴(124)가 상하로만 이동 안내되도록 라이저(100)의 상하 요동에 따라 상하로 움직일 수 있다.
이러한 본 실시 예에 따른 거치유닛(120)의 움직임에 따른 충격을 흡수할 수 있도록 마련되는 충격흡수유닛(130)은, 거치본체(122)에 연결되는 와이어(131)와, 와이어(131)가 감기도록 선체에 마련되는 윈치모듈(135)을 포함할 수 있다.
와이어(131)는 윈치모듈(135)로부터 풀어진 상태에서 탄력적으로 다시 감기도록 윈치모듈(135)에 감겨 있다. 이에 따라 거치본체(122)의 상하 이동은, 와이어(131)에 의해 윈치모듈(135)로 전달되며, 와이어(131)의 탄력적인 풀림과 감김에 의한 운동에너지로 소비될 수 있다.
이처럼 라이저(100)의 상부 조인트(112)가 거치되는 거치본체(122)는, 와이어(131)에 연결된 상태에서 라이저(100)의 요동에 따라 상하로 이동될 수 있으며, 라이저(100)의 요동에 따른 충격이 윈치모듈(135)로 흡수될 수 있으며, 라이저(100)의 손상이 방지될 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 라이저 거치대(110)는, 라이저(100)의 상부 조인트(112)에 연결되는 플레서블 호스(150)와 연결되는 강관(152)이 거치되도록 선체 상에 마련되는 파이프 클램프(140)를 더 포함할 수 있다.
이러한 파이프 클램프(140)는, 라이저(100)의 상부 조인트(112)와 플레서블 호스(150)에 의해 연결된다. 이때, 라이저(100)의 요동에 따라 플레서블 호스(150)만 움직이며, 파이프 클램프(140) 상에 배치된 강관(152)은 그대로 고정된 상태가 유지된다. 이때 플레서블 호스(150)는, 라이저(100)의 요동에 따라 코일 형상의 구조가 수축 또는 이완될 수 있다.
한편, 도 3에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 라이저 거치대가 도시되어 있다. 이러한 다른 실시 예에 따른 라이저 거치대는, 거치유닛(220)을 제외하고는 전술한 실시 예와 거의 동일하므로, 이하에서는 거치유닛(220)에 대해서만 설명한다.
다른 실시 예에 따른 거치유닛(220)은, 상부 조인트(112)가 삽입되어 지지되는 거치본체(222)와, 거치본체(222)가 상하로 이동 가능하게 결합되되 거치본체(222)의 이동을 안내하도록 안내통로(226)가 마련되는 가이드블록(225)과, 거치본체(222)를 가이드블록(225)에 이동 가능하게 결합시키는 슬라이드부재(224)를 포함할 수 있다.
이러한 거치유닛(220)은, 상부 조인트(112)가 라이저(100)에 의해 진동될 때, 거치본체(222)가 슬라이드부재(224)에 의해 상하로 이동될 수 있다. 이때 슬라이드부재(224)는 가이드블록(225)의 안내통로(226)를 따라 상하로 이동될 수 있다.
거치본체(222)는, 상하 운동 시에 충격흡수유닛(130)에 의해 완충될 수 있다.
도 1내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 해저로부터 물질을 흡입하도록 선체로부터 해수면 아래로 배치되는 라이저(100)와, 라이저(100)의 상부에 결합되되 플레서블하게 마련되는 상부 조인트(112)와, 상부 조인트(112)와 연결되되 선체에 배치되는 강관(152)에 연결되는 플렉서블 호스(150)와, 전술한 라이저 거치대(110)가 설치되는 부유식 구조물 또는 선박이 제공될 수 있다.
이러한 부유식 구조물 또는 선박은, 라이저(100)의 요동에 따른 충격이 플레서블 호스(150)로 전달되어 플렉서블 호스(150)가 이완되며, 라이저 거치대(110)의 거치유닛(120, 220)이 상하로 이동되면서 충격이 흡수되므로, 라이저(100)의 손상이 방지되며, 라이저(100)의 수명이 연장될 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: 라이저
110: 라이저 거치대
112: 상부 조인트
120: 거치유닛
122: 거치본체
124: 이동바퀴
125: 가이드모듈
130: 충격흡수유닛
131: 와이어
135: 윈치모듈
140: 파이프 클램프
150: 플렉서블 호스
152: 강관

Claims (7)

  1. 라이저의 상단부에 결합되는 상부 조인트가 상부에서 하방으로 삽입되어 거치되되, 상기 라이저의 요동에 따라 이동 가능하게 선체에 배치되는 거치유닛; 및
    상기 거치유닛에 결합되되, 상기 거치유닛의 요동에 따른 충격을 흡수하도록 마련되는 충격흡수유닛을 포함하는 라이저 거치대.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 거치유닛은,
    상기 상부 조인트가 삽입되어 지지되는 거치본체; 및
    상기 거치본체에 결합되되, 상기 거치본체의 이동을 허용하는 이동바퀴를 포함하는 라이저 거치대.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 거치유닛은, 상기 이동바퀴의 이동을 상하로 안내하도록 상기 선체에 마련되는 가이드모듈을 더 포함하는 라이저 거치대.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 충격흡수유닛은,
    상기 거치본체에 연결되는 와이어; 및
    상기 와이어가 감기도록 상기 선체에 마련되는 윈치모듈을 포함하는 라이저 거치대.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 라이저의 상부 조인트에 연결되는 플렉서블 호스와 연결되는 강관이 거치되도록 상기 선체 상에 마련되는 파이프 클램프를 더 포함하는 라이저 거치대.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 거치유닛은,
    상기 상부 조인트가 삽입되어 지지되는 거치본체;
    상기 거치본체가 상하로 이동 가능하게 결합되되, 상기 거치본체의 이동을 안내하도록 안내통로가 마련되는 가이드블록; 및
    상기 거치본체를 상기 가이드블록에 이동 가능하게 결합시키는 슬라이드부재를 포함하는 라이저 거치대.
  7. 해저로부터 물질을 흡입하도록 선체로부터 해수면 아래로 배치되는 라이저;
    상기 라이저의 상부에 결합되되, 플레서블하게 마련되는 상부 조인트;
    상기 상부 조인트와 연결되되, 상기 선체에 배치되는 강관에 연결되는 플렉서블 호스; 및
    상기 제1 항 내지 제6 항 어느 한 항에 따른 상기 라이저 거치대를 포함하는 부유식 구조물 또는 선박.
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