KR20150059200A - 유빙 방지 장치를 구비한 반잠수식 시추선 - Google Patents

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Abstract

유빙에 의한 피해를 방지하기 위한 반잠수식 시추선이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 적어도 3개 이상의 칼럼, 칼럼의 하부에 연결되는 적어도 하나 이상의 폰툰 및 칼럼의 측면부에 연결되고 칼럼과 칼럼 사이에 형성되는 개방영역을 차폐하는 유빙 차단부를 포함하는 반잠수식 시추선이 제공될 수 있다.
이에 따라, 유빙의 침투 내지 유빙과의 충돌로 인한 반잠수식 시추선의 파손(예, 라이저의 좌굴 등)을 방지할 수 있다.

Description

유빙 방지 장치를 구비한 반잠수식 시추선{Semi-submersible drilling platform with device for preventing damage from drift ice}
본 발명은 반잠수식 시추선(semi-submersible drilling platform)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 극지방 등에서 원유 등의 해양 자원을 채취하는 반잠수식 시추선의 작업 수행 중 유빙(流氷)과의 충돌 또는 유빙의 침투에 따라 발생하는 피해를 방지하기 위한 장치를 구비한 반잠수식 시추선에 관한 것이다.
바다는 '무한의 보고'로 불린다. 말 그대로 육지와 비교도 할 수 없을 정도의 천연자원이 해저에 묻혀 있는데, 지형·기술적 제한으로 인해 채취가 가능한 자원은 극소수다. 이 문제를 해결해주는 장비가 부유식 해양 구조물이다.
부유식 해양 구조물은 그 용도 및 설계에 따라 반잠수식 시추선, 원유 및 액화천연가스(LNG) 생산저장하역설비 등으로 나뉜다.
예를 들어, 반잠수식 시추선은 심해로부터 석유, 가스 등을 채취하는데 이용되는 부유식 해양 설비이다. 이러한 반잠수식 시추선은 일반적으로 상부 갑판을 지탱하는 복수개의 칼럼(COLUMN)과 상기 칼럼(COLUMN)의 하부에 연결되는 바닥이 평평한 상자형 구조인 폰툰(pontoon)을 포함하고 있다. 이러한 폰툰(pontoon)의 역할 중 하나는 바다에 떠 있을 수 있도록 부력을 생성하는 것이다.
한편, 도 1은 종래기술에 따른 반잠수식 시추선의 사진이다. 이러한 반잠수식 시추선은 드릴십에 비해 원활한 이동은 불가능하지만 안정적 자원 채취가 가능하다는 장점이 있다.
도 1을 참조하면, 종래기술의 부유식 해양 구조물 중 하나인 반잠수식 시추선 역시 복수개의 칼럼(COLUMN)을 포함하고 있다. 이때, 복수개의 칼럼(COLUMN)의 사이에는 개방영역이 형성되는 것을 확인할 수 있다.
종래기술에 따르면 극지방에서 작업을 수행하는 반잠수식 시추선의 경우 전술한 개방영역을 통해 유빙이 침투하여 중앙의 라이저(RISER) 또는 드릴 파이프(DRILL PIPE)와 충돌이 빈번하고, 이에 따라 반잠수식 시추선의 일부분이 파손되는 상황이 발생하여 원활한 작업 수행에 걸림돌이 되고 있다.
또한, 유빙의 침투 또는 충돌에 의하여 반잠수식 시추선의 수명이 단축되는 문제가 있으며, 이는 곧바로 경제적 손실로 이어지고 있다.
아울러, 파이프라인이 파괴되는 경우 대량의 원유가 누출되는 심각한 환경 문제가 발생할 수 있음에도, 현재까지 유빙으로부터 반잠수식 시추선의 피해를 방지할 수 있는 기술이 개발되지 않은 실정이다.
이에 따라, 극지방에서 작업을 수행하는 반잠수식 시추선을 유빙으로 인한 피해로부터 안전하게 보호할 수 있는 기술에 대한 요구가 절실한 상황이다.
대한민국 공개특허 제2012-0004183호: 반잠수식 구조물의 폰툰(2012.01.12)
본 발명은 전술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시 예들에 따르면 칼럼(COLUMN)과 칼럼 (COLUMN) 사이에 유빙을 차단할 수 있는 수단을 개재함으로써, 유빙의 침투 내지 유빙과의 충돌로 인한 반잠수식 시추선의 파손(예, 라이저의 좌굴 등)을 방지하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 유빙과의 충돌이나 유빙의 침투를 미연에 방지함으로써, 반잠수식 시추선의 수명을 연장시키고 원유 누출 등에 의한 환경 오염 우려를 해소하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 반잠수식 시추선의 수면 위 높이 내지는 유빙의 속도와 크기 등에 근거하여 유빙을 차단할 수 있는 수단의 상하 위치를 조절함으로써, 시시각각 변화하는 극지방의 주변 환경에 대한 적응력을 높이고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 적어도 3개 이상의 칼럼, 상기 칼럼의 하부에 연결되는 적어도 하나 이상의 폰툰 및 상기 칼럼의 측면부에 연결되어 상기 칼럼과 칼럼 사이에 형성되는 개방영역을 차폐하는 유빙 차단부를 포함하는, 반잠수식 시추선이 제공된다.
또한, 상기 유빙 차단부는, 상기 칼럼과 칼럼 사이에 소정 높이(H)로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유빙 차단부는, 상기 복수의 칼럼들이 2개씩 조합된 각 칼럼 쌍의 칼럼들 각각을 연결시키고, 소정간격(d1) 만큼씩 이격되는 복수의 제1 방향 부재 및 상기 복수의 제1 방향 부재 중 적어도 2개 이상과 직교하면서, 소정간격(d2) 만큼씩 이격되는 복수의 제2 방향 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1 방향 부재와 상기 복수의 제2 방향 부재가 상호 연결되어 그물망 형상을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유빙 차단부는, 상기 각 칼럼의 측면부와 상기 복수의 제1 방향 부재 사이에 개재되는 코퍼댐을 더 포함하되, 상기 코퍼댐은, 상기 칼럼과 상기 복수의 제1 방향 부재를 상호 연결시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유빙 차단부는, 상기 코퍼댐과 상기 복수의 제1 방향 부재 사이에 개재되는 더블 플레이트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1 방향 부재 또는 상기 복수의 제2 방향 부재는 와이어(wire) 또는 파이프(pipe)일 수 있다.
또한, 상기 칼럼의 축 방향으로 상기 유빙 차단부의 위치를 조절하는 위치 조절 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치 조절 수단은, 유압 방식 또는 로프 방식을 통해 상기 칼럼의 축 방향으로 상기 유빙 차단부의 위치를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면 칼럼(COLUMN)과 칼럼(COLUMN) 사이에 유빙을 차단할 수 있는 수단을 개재함으로써, 유빙의 침투 내지 유빙과의 충돌로 인한 반잠수식 시추선의 파손(예, 라이저의 좌굴 등)을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 유빙과의 충돌이나 유빙의 침투를 미연에 방지함으로써, 반잠수식 시추선의 수명을 연장시키고 원유 누출 등에 의한 환경 오염 우려를 해소할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 반잠수식 시추선의 수면 위 높이 내지는 유빙의 속도와 크기 등에 근거하여 유빙을 차단할 수 있는 수단의 상하 위치를 조절함으로써, 시시각각 변화하는 극지방의 주변 환경에 대한 적응력을 높일 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 반잠수식 시추선의 사진이다.
도 2는 종래기술에 따른 반잠수식 시추선을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 시추선의 정면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 시추선의 평면도이다.
본 명세서에서 개시되는 실시 예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시 예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 임의의 실시 예는 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시 예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 종래기술에 따른 반잠수식 시추선(10)을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 반잠수식 시추선(10)은 복수개의 칼럼(COLUMN)(100) 및 폰툰(PONTOON)(200)을 포함할 수 있다.
폰툰(PONTOON)(200)은 목재, 강철재, 또는 철근 콘크리트 등으로 만든 바닥이 평평한 상자형 구조물로서, 칼럼(COLUMN)(100)의 하부와 연결된다.
한편, 종래기술에 따른 반잠수식 시추선(10)의 경우 복수개의 칼럼(COLUMN)(100) 사이에 개방영역(20)이 형성된다. 즉, 도 2를 참조하면 4개의 칼럼(COLUMN)(100)들 사이에 4개의 개방영역(20)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
극지방에 위치하는 반잠수식 시추선(10)의 경우, 이러한 개방영역(20)으로 유빙이 접근하여 충돌이 발생하고, 그 결과 반잠수식 시추선(10) 내로 해수가 침투하는 피해를 유발시킨다.
본 발명은 전술한 도 2의 반잠수식 시추선(10)을 포함하는 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 이하 도 3 및 도 4를 통해 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 시추선(10)의 정면도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 시추선(10)의 평면도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 시추선(10)은 칼럼(COLUMN)(100), 폰툰(PONTOON)(200) 및 유빙 차단부(300)를 포함한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따를 때 칼럼(COLUMN)(100)은 적어도 3개 이상이 포함된다. 이러한 칼럼(COLUMN)(100)은 상부 갑판을 지탱하는 기둥 역할을 수행한다.
폰툰(PONTOON)(200)은 칼럼(COLUMN)(100)의 하부와 연결되고, 부양력을 생성한다. 또한, 폰툰(PONTOON)(200)은 반잠수식 시추선(10)의 평형을 유지할 수 있다.
한편, 종래기술에 관한 도 2에는 하나의 폰툰(PONTOON)(200) 당 2개의 칼럼(COLUMN)(100)과 연결된 것으로 도시하였으나, 본 발명의 실시 예에 따르면 하나의 폰툰(PONTOON)(200) 당 하나의 칼럼(COLUMN)(100) 또는 3개 이상의 칼럼(COLUMN)(100)과 연결될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
칼럼(COLUMN)(100) 및 폰툰(PONTOON)(200)에 관한 기타 사항은 종래기술에 관하여 전술된 사항과 동일한 바, 생략하기로 한다.
유빙 차단부(300)는 칼럼(COLUMN)의 측면부에 연결되어 칼럼(COLUMN)과 칼럼(COLUMN) 사이에 형성되는 개방영역(20)을 차폐한다. 구체적으로, 유빙 차단부(300)는 복수의 칼럼(COLUMN)(100)들이 2개씩 조합된 각 칼럼 쌍의 칼럼(COLUMN)(100) 2개의 사이에 위치한다. 이러한 유빙 차단부(300)의 위치에 의해 칼럼(COLUMN)(100)과 칼럼(COLUMN)(100) 사이에 형성되는 개방영역(20)이 차폐됨으로써, 유빙이 반잠수식 시추선(10)의 중앙부로 침투하여 라이저(RISER) 또는 드릴 파이프(DRILL PIPE)(30)를 파손시키는 상황을 방지할 수 있다.
이러한 유빙 차단부(300)는 도 3(A)에 도시된 바와 같이 칼럼(COLUMN)(100)과 칼럼(COLUMN)(100) 사이에 소정 높이(H)로 형성될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 시추선(10)의 유빙 차단부(300)는 제1 방향 부재(310) 및 제2 방향 부재(320)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 방향 부재(310)와 제2 방향 부재(320) 각각은 복수개가 포함될 수 있다.
우선, 제1 방향 부재(310)는 복수의 칼럼(COLUMN)(100)들이 2개씩 조합된 각 칼럼 쌍의 칼럼(COLUMN)(100)들 각각을 연결시키는 구성이다. 또한, 복수의 제1 방향 부재(310) 각각은 서로 소정간격(d1) 만큼씩 이격될 수 있다. 이로써, 극지방의 환경변화 특히, 유빙의 크기와 속도에 따라 제1 방향 부재(310)들을 이격되는 소정간격(d1)을 달리하여 설치할 수 있다.
제2 방향 부재(320)는 각각 복수의 제1 방향 부재(310) 중 적어도 2개 이상과 직교하여 연결되는 구성이다. 또한, 복수의 제2 방향 부재(320) 각각은 서로 소정간격(d2) 만큼씩 이격될 수 있다. 제1 방향 부재(310)와 상기 복수의 제2 방향 부재(320)가 상호 연결됨으로써 그물망 형상을 형성하고, 외부로부터 유빙 차단부(300)에 가해지는 상하좌우의 외력에 대한 저항력을 높일 수 있다.
도 3c를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 시추선(10)의 유빙 차단부(300)는 코퍼댐(COFFERDAM)(330)을 더 포함할 수 있다.
코퍼댐(COFFERDAM)(330)은 각 칼럼(COLUMN)(100)의 측면부와 복수의 제1 방향 부재(310) 사이에 개재된다. 구체적으로, 코퍼댐(COFFERDAM)(330)은 칼럼(COLUMN)(100)과 복수의 제1 방향 부재(310)를 상호 연결시킨다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 시추선(10)의 유빙 차단부(300)는 더블 플레이트(DOUBLE PLATE)(340)를 더 포함할 수 있다.
더블 플레이트(DOUBLE PLATE)(340)는 일반적으로 접합이나 보강을 위하여 주판에 겹쳐 병용하는 판을 의미하는 것으로서, 본 발명의 실시 예에서는 도 3c에 도시된 바와 같이 코퍼댐과 복수의 제1 방향 부재(310) 사이에 개재될 수 있다. 이에 따라, 유빙과 반잠수식 시추선(10)이 충돌하는 경우, 이로 인한 충격을 코퍼댐(COFFERDAM)(330)과 더블 플레이트(DOUBLE PLATE)(340)가 순차적으로 완화시킬 수 있다.
한편, 복수의 제1 방향 부재(310)들 또는 제2 방향 부재(320)들은 각각 와이어(wire) 또는 파이프(pipe)일 수 있다. 와이어(wire) 또는 파이프(pipe)는 외력에 대한 일정 수준의 저항력을 가지고 있으며, 전술된 그물망 형상을 통해 유빙은 차단하되 해수의 이동을 허용하는 장점이 있다. 여기서, 상기 제1 방향과 제2 방향은 제1 방향 부재(310)와 제2 방향 부재가 서로 교차되는 것을 의미한다.
또한, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수의 칼럼(COLUMN)(100)에 유빙 차단부(300)가 설치되는 형태는, 유빙 차단부(300)가 연결되는 칼럼(COLUMN)(100)의 지점을 변경함으로써 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 시추선(10)은 위치 조절 수단(400)을 더 포함할 수 있다.
위치 조절 수단(400)(미도시)은 유빙 차단부(300)의 칼럼 축 방향 위치를 조절한다. 구체적으로, 극지방의 주변 환경은 시간 및 계절에 따라 시시각각 변화하는데, 그에 따라 반잠수식 시추선(10)로 접근하는 유빙의 속도와 크기는 물론 부유식 해양 구조물(10)의 수면 위 높이까지 달라질 수 있다.
위치 조절 수단(400)은 반잠수식 시추선(10)의 일부분에 설치되어 칼럼(COLUMN)(100)의 축 방향으로 유빙 차단부(300)의 위치를 조절함으로써 주변 환경 또는 상황에 따라 유빙에 의한 피해가 최소화되도록 할 수 있다.
예를 들어, 반잠수식 시추선(10)가 수면 위 높이가 해수면을 기준으로 미리 설정된 레벨 이하가 되면, 위치 조절 수단(400)이 유빙 차단부(300)를 현 위치에서 상향 이동시킬 수 있다.
이때, 위치 조절 수단(400)은 공지의 유압 방식(hydraulic system) 또는 로프 방식(예, 엘리베이터의 구동 방식 등)으로 유빙 차단부(300)의 상하 위치를 칼럼(COLUMN)(100)의 축 방향으로 조절할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 반잠수식 시추선 20: 개방영역
30: RISER & DRILL PIPE 100: 칼럼
200: 폰툰 300: 유빙 차단부
310: 제1 방향 부재 320: 제2 방향 부재
330: 코퍼댐 340: 더블 플레이트
400: 위치 조절 수단

Claims (9)

  1. 적어도 3개 이상의 칼럼;
    상기 칼럼의 하부에 연결되는 적어도 하나 이상의 폰툰; 및
    상기 칼럼의 측면부에 연결되어 상기 칼럼과 칼럼 사이에 형성되는 개방영역을 차폐하는 유빙 차단부;
    를 포함하는, 반잠수식 시추선.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유빙 차단부는,
    상기 칼럼과 칼럼 사이에 소정 높이(H)로 형성되는 것을 특징으로 하는, 반잠수식 시추선.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유빙 차단부는,
    상기 복수의 칼럼들이 2개씩 조합된 각 칼럼 쌍의 칼럼들 각각을 연결시키고, 소정간격(d1) 만큼씩 이격되는 복수의 제1 방향 부재; 및
    상기 복수의 제1 방향 부재 중 적어도 2개 이상과 직교하면서, 소정간격(d2) 만큼씩 이격되는 복수의 제2 방향 부재;
    를 포함하는, 반잠수식 시추선.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1 방향 부재와 상기 복수의 제2 방향 부재가 상호 연결되어 그물망 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는, 반잠수식 시추선.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 유빙 차단부는,
    상기 각 칼럼의 측면부와 상기 복수의 제1 방향 부재 사이에 개재되는 코퍼댐;
    을 더 포함하되,
    상기 코퍼댐은, 상기 칼럼과 상기 복수의 제1 방향 부재를 상호 연결시키는 것을 특징으로 하는, 반잠수식 시추선.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유빙 차단부는,
    상기 코퍼댐과 상기 복수의 제1 방향 부재 사이에 개재되는 더블 플레이트;
    를 더 포함하는, 반잠수식 시추선.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 방향 부재 또는 상기 복수의 제2 방향 부재는 와이어(wire) 또는 파이프(pipe)인 것을 특징으로 하는, 반잠수식 시추선.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 칼럼의 축 방향으로 상기 유빙 차단부의 위치를 조절하는 위치 조절 수단;
    을 더 포함하는, 반잠수식 시추선.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 위치 조절 수단은,
    수압 방식, 유압 방식 또는 로프 방식을 통해 상기 칼럼의 축 방향으로 상기 유빙 차단부의 축 방향 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는, 반잠수식 시추선.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107117269A (zh) * 2017-04-18 2017-09-01 江苏科技大学 一种适用于北极的新型半潜式海洋平台及使用方法
CN111846129A (zh) * 2020-07-27 2020-10-30 深洋海工技术(深圳)有限公司 一种新型极地冰区半潜式钻井平台

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