KR20160038376A - 부유식 구조물 - Google Patents

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KR20160038376A
KR20160038376A KR1020140131383A KR20140131383A KR20160038376A KR 20160038376 A KR20160038376 A KR 20160038376A KR 1020140131383 A KR1020140131383 A KR 1020140131383A KR 20140131383 A KR20140131383 A KR 20140131383A KR 20160038376 A KR20160038376 A KR 20160038376A
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하영수
김홍현
주성호
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 부유식 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본체; 상기 본체에 제공되고, 상기 본체의 외측 또는 내측으로 이송될 수 있는 캔틸레버; 상기 캔틸레버를 상기 본체의 외측 또는 내측으로 이송시키는 이송부; 및 상기 캔틸레버의 외측 단부에 상방향의 장력을 제공하는 장력 제공부를 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.

Description

부유식 구조물{FLOATING STRUCTURE}
본 발명은 부유식 구조물에 관한 것이다.
부유식 구조물, 예를 들어 시추 기능을 갖는 잭업 플랫폼(Jack-up Platform)은 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup Mode)로 운용될 수 있다. 구체적으로, 잭업 플랫폼은 시추를 위한 데릭(Derrick)을 포함하며, 항해 모드로 시추 위치까지 이동한 후, 잭업 모드로 전환될 수 있다. 잭업 모드 시에는 레그를 해수면 아래로 내려 해저에 박은 후, 본체를 레그를 따라 들어올린다. 잭업 플랫폼은 본체가 해수면에서 이격된 상태에서 시추 작업을 수행하며, 시추 작업이 완료되면 위의 순서의 역순으로 항해 모드로 전환되며, 다음 시추 위치까지 이동할 수 있다.
한편, 잭업 플랫폼이 캔틸레버를 포함할 경우 시추 작업의 효율성이 향상 될 수 있다. 구체적으로 캔틸레버의 외측 단부에는 데릭과 같은 시추 장비가 탑재될 수 있으며, 캔틸레버는 스키드 장치 등에 의해 잭업 플랫폼의 외측 및 내측으로 이송될 수 있다. 즉, 잭업 플랫폼 상의 캔틸레버 위치를 이동시킴으로써 시추 장비의 위치를 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 잭업 플랫폼 전체의 위치를 바꾸지 않고도 시추 위치를 조정할 수 있다.
그런데 캔틸레버가 잭업 플랫폼의 외측으로 이동될 경우, 캔틸레버의 무게 중심 역시 잭업 플랫폼의 외측으로 이동될 수 있다. 이 경우 캔틸레버를 지지 및 이송시키는 스키드 장치에는 과도한 압축 하중 및 인장 하중이 작용할 수 있으며, 이로 인해 스키드 장치가 파손될 수 있다.
또한, 캔틸레버의 무게 중심이 외측으로 이동될 경우 캔틸레버가 외측으로 처질 수 있으며, 더 나아가 캔틸레버가 전복되는 사고가 발생될 수도 있다.
공개특허공보 제10-1986-0001274호
본 발명의 실시예들은, 캔틸레버의 수평 상태를 유지시킬 수 있는 부유식 구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본체; 상기 본체에 제공되고, 상기 본체의 외측 또는 내측으로 이송될 수 있는 캔틸레버; 상기 캔틸레버를 상기 본체의 외측 또는 내측으로 이송시키는 이송부; 및 상기 캔틸레버의 외측 단부에 상방향의 장력을 제공하는 장력 제공부를 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 장력 제공부는, 상기 캔틸레버의 외측 단부에 연결되는 와이어; 및 상기 와이어에 장력을 부가하는 장력 발생기를 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 본체에 제공되고, 상기 와이어 및 상기 장력 발생기 사이에 배치되어 상기 와이어 및 상기 캔틸레버 간에 소정의 각도를 형성하는 각도 조절부를 더 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 각도 조절부는, 상기 본체에 상방향으로 연장되게 배치될 수 있고 상기 와이어 및 상기 장력 발생기 사이에 제공되는 지주를 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 지주는 상기 본체에 대해 회동 가능하게 장착되는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 본체의 상면에는 상기 지주의 하부를 수용할 수 있는 가이드 볼 장착홈이 형성되고, 상기 지주 하부에는 상기 가이드 볼 장착홈에 장착되고, 상기 가이드 볼 장착홈 상에서 구를 수 있는 가이드 볼을 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 각도 조절부는, 상기 지주의 회동 각도를 고정시킬 수 있는 고정핀을 더 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 각도 조절부는, 상기 본체에 제공되고 원주 방향으로 배치된 다수 개의 각도 조절 홀이 형성된 각도 조절판; 및 상기 각도 조절 홀에 삽입되는 고정핀을 더 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 캔틸레버에는 상기 캔틸레버의 기울기를 감지할 수 있는 기울기 감지부를 더 포함하고, 상기 장력 제공부 미 상기 각도 조절부는 상기 기울기 감지부에 의해 감지된 기울기에 따라 상기 장력 또는 상기 각도를 조절하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 캔틸레버의 수평 상태를 유지시킬 수 있는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 부유식 구조물을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 캔틸레버, 장력 제공부 및 각도 조절부의 구조를 자세히 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 평면도이다.
도 4는 도 1의 지주가 본체에 장착되는 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 지주가 본체에 대해 회전된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 캔틸레버가 본체의 외측으로 이동된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2의 캔틸레버가 본체의 내측으로 이동된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 3의 지주가 본체 상면에 안착된 모습을 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 기술 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예들에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 아울러, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 부유식 구조물(10)을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 캔틸레버(200), 장력 제공부(500) 및 각도 조절부(400)의 구조를 자세히 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 부유식 구조물(10)은 해상에서 부유할 수 있는 본체(100), 캔틸레버(200), 이송부(300), 장력 제공부(500) 및 각도 조절부(400)를 포함할 수 있다.
부유식 구조물(10)의 본체(100)에는 본체(100)를 관통할 수 있고, 본체(100)와 수직 방향으로 상대운동을 할 수 있는 레그(101)가 장착될 수 있다. 이를 통해, 부유식 구조물(10)은 항해모드와 잭업모드로 운용될 수 있다. 그러나, 여기서 설명되는 부유식 구조물(10)은 이러한 잭업 플랫폼에 한정되는 것은 아니며, 캔틸레버(200)가 사용되는 선박 및 해양 구조물을 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나 본체(100) 상에는 선원 거주구나 각종 크레인같은 구조물이 제공될 수 있으며, 본체(100) 중 후술되는 지주(410)가 장착되는 부분에는 가이드 볼 장착홈(110)이 형성될 수 있다.
캔틸레버(200)에는 데릭(Derrick)과 같은 시추 장비 또는 기타 장비(이하, 위치 조정 대상물: 210)가 탑재될 수 있으며, 위치 조정 대상물(210)의 위치를 조정할 수 있다.
캔틸레버(200)는 본체(100)의 외측 또는 내측, 즉 도 1을 기준으로 좌측 또는 우측으로 이송될 수 있으며, 전체적으로 일 방향으로 길게 연장된 직육면체 형태를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 캔틸레버(200)가 본체(100)의 외측을 향하는 부분은 '외측 단부', 그리고 본체(100)의 내측을 향하는 부분은 '외측 단부'라고 하겠다.
위치 조정 대상물(210)은 캔틸레버(200) 외측 단부 상면에 탑재될 수 있으며, 캔틸레버(200)가 본체(100) 외측으로 이동됨에 따라 위치 조정 대상물(210)이 위치될 수 있는 지점이 본체(100) 외측으로 연장될 수 있다.
캔틸레버(200)의 상측에는 장력 제공부(500)의 와이어(520)가 연결될 수 있는 연결 부재(201)가 제공될 수 있으며, 연결 부재(201)는 일 예로 후크 등과 같은 고리 형태일 수 있다. 그리고 캔틸레버(200) 저면에는 캔틸레버(200)의 기울기 상태를 감지할 수 있는 기울기 감지부(600)가 제공될 수 있다. 기울기 감지부(600)는 일예로 틸트 센서(Tilt Sensor), 자이로 센서(Gyro Sensor) 등일 수 있으며, 캔틸레버(200) 상에 장착되는 기울기 감지부(600)의 위치는 변경될 수 있다.
한편, 이송부(300)는 캔틸레버(200)를 이송시키는 기능을 갖는 것으로, 스키드 레일(310) 및 스키드 박스(320)를 포함할 수 있다.
스키드 레일(310)은 캔틸레버(200)의 이동 경로를 안내하는 기능을 갖는것으로, 본체(100)의 상면 또는 캔틸레버(200)의 저면에 제공될 수 있다. 또한, 스키드 레일(310)은 본체(100)의 상면과 캔틸레버(200)의 저면에 각각 제공되고, 서로 교차하게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 스키드 레일(310)이 본체(100)의 상면에 제공된 것을 일 예로 하여 설명한다.
스키드 레일(310)은 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 한 쌍의 스키드 레일(310)은 본체(100)의 상면에 서로 이격되게 제공될 수 있다. 그러나 스키드 레일(310)의 수량이 한 쌍으로 한정되는 것은 아니며, 캔틸레버(200)를 더욱 안정적으로 지지하기 위해 3개 이상으로 구성된 스키드 레일(310)이 제공될 수도 있다. 스키드 레일(310)은 본체(100)에 용접 또는 볼트 등에 의해 결합될 수 있으며, 캔틸레버(200)의 방향 또는 위치 조정이 필요할 경우 본체(100)로부터 분리된 후 본체(100)의 다른 위치에 재 장착될 수도 있다.
각 스키드 레일(310)은 일정 길이를 갖는 막대 형태일 수 있으며, 스키드박스(320)를 안정적으로 이송시킬 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 스키드 레일(310)은 'I-빔(Beam)' 형태일 수 있다.
스키드 박스(320)는 캔틸레버(200)와 스키드 레일(310) 사이에 제공되며, 캔틸레버(200)를 본체(100)의 외측 또는 내측으로 이송시킬 수 있다. 스키드 박스(320)는 스키드 레일(310) 상에 적어도 한 개 이상 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 스키드 레일(310)에 한 쌍의 스키드 박스(320)가 제공된 것을 일 예로 하여 설명한다.
스키드 박스(320)는 스키드 레일(310) 상에서 이동할 수 있는 유압 실린더 또는 푸시 풀 그리퍼 잭(Push Pull Griper Jack) 등을 포함할 수 있다.
한편, 장력 제공부(500)는 캔틸레버(200)의 외측 단부에 상방향의 장력을 제공하는 것으로, 캔틸레버(200)의 연결 부재(201)에 연결되는 와이어(520) 및 와이어(520)의 장력을 조절하는 장력 발생기(510)를 포함할 수 있다. 장력 제공부(500)는 하측으로 기울어지는 캔틸레버(200)의 외측 단부를 상측으로 들어올리기 위한 상방향의 장력을 제공하며, 이를 위해 장력 제공부(500)는 캔틸레버(200) 보다 상측에 배치되거나, 또는 후술되는 각도 조절부(400)를 통해 상방향의 장력을 제공할 수 있다.
장력 발생기(510)는 와이어(520)의 장력을 조절할 수 있는 다양한 구동 장치일 수 있으며, 일 예로 와이어(520)를 감거나 풀 수 있는 윈치(Winch)일 수 있다. 그러나 장력 발생기(510)는 윈치 이외에도 다양한 구동 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 부유식 구조물(10)은 장력 발생기(510)의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어부는 기울기 감지부(600)로부터 기울기 정보를 전송 받을 수 있으며, 전송 받은 기울기 정보에 따라 장력 발생기(510)의 구동 상태를 제어할 수 있다.
도 4는 도 1의 지주(410)가 본체에 장착되는 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 지주(410)가 본체에 대해 회전된 모습을 나타낸 도면이다.
각도 조절부(400)는 캔틸레버(200)와 와이어(520) 간의 각도를 조절할 수 있는 것으로, 지주(410), 풀리(420), 각도 조절판(431), 고정핀(433)을 포함할 수 있다.
지주(410)는 본체(100)에 상방향으로 연장되게 배치될 수 있으며, 지주(410)의 하부는 본체(100)에 대해 회전 가능하게 연결될 수 있다. 지주(410)의 하부는 볼 형태의 가이드 볼(411)을 포함할 수 있으며 상기 본체(100)의 가이드 볼 장착홈(110) 상에 구를(rolling) 수 있게 장착될 수 있다. 그리고 지주(410)의 상측에는 와이어(520)의 이동을 안내하는 풀리(420)가 제공될 수 있다.
각도 조절판(431)은 지주(410)의 각도를 조절할 수 있는 것으로, 각도 조절판(431)에는 원주 방향으로 다수 개의 각도 조절홀(432)이 제공될 수 있으며, 각도 조절홀(432) 및 지주(410)에 고정핀(433)이 삽입됨으로써 본체(100) 상면에 대한 지주(410)의 각도가 조절될 수 있다.
그러나 본 실시예에 따른 지주(410)는 본체에 힌지 결합에 의해 회전될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 일 측면에 따른 부유식 구조물(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 6은 도 2의 캔틸레버가 본체의 외측으로 이동된 모습을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 2의 캔틸레버가 본체의 내측으로 이동된 모습을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 3의 지주(410)가 본체 상면에 안착된 모습을 나타낸 도면이다.
부유식 구조물(10)의 본체(100)에 제공된 캔틸레버(200)는 캔틸레버(200)에 장착된 위치 조정 대상물(210)이 해수면 상에서 위치 조정이 되어야 할 경우, 본체(100)의 외측 또는 내측으로 이송될 수 있다.
위치 조정 대상물(210)의 위치가 본체(100) 외측에 위치돼야 할 경우, 캔틸레버(200)는 도 6에서와 같이 스키드 박스(320)의 구동에 의해 스키드 레일(310)을 따라 본체 외측으로 이송될 수 있다.
캔틸레버(200)가 본체(100)의 외측으로 이동할 경우, 위치 조정 대상물(210)의 하중과 캔틸레버(200) 자체의 하중에 의해서 캔틸레버(200)의 외측 단부에는 하방향의 압축 하중이 작용하게 된다. 그리고 이러한 압축 하중에 의해 캔틸레버(200) 외측 단부가 하측으로 기울어질 수 있다.
캔틸레버(200) 외측 단부가 하측으로 기울어질 경우, 캔틸레버(200)에 제공된 기울기 감지부(600)는 캔틸레버(200)의 기울기를 감지할 수 있으며, 이러한 기울기 정보는 제어부로 전달될 수 있다. 제어부는 전달된 기울기 정보에 따라 장력 발생기(510)의 구동 상태를 제어할 수 있다. 장력 발생기(510)가 윈치인 경우, 윈치는 와이어(520)를 감을 수 있다.
그리고 캔틸레버(200) 외측 단부를 보다 효율적으로 들어올리기 위해서 와이어(520)의 각도, 즉 캔틸레버(200)에 가해지는 장력의 각도가 조절될 수 있다. 구체적으로, 캔틸레버(200) 외측 단부를 들어올리기 위해서는 장력이 상방향을 향할수록 효율적일 수 있으므로, 지주(410)를 캔틸레버(200) 외측 단부를 향해 회전시킨 후 고정핀(433)을 다시 새로운 위치의 각도 조절홀(432)에 삽입시킬 수 있다.
반면에, 도 7에서와 같이 캔틸레버(200)가 본체(100) 내측으로 이송될 경우, 캔틸레버(200) 외측 단부와 장력 발생기(510) 간의 거리는 감소될 수 있으므로 장력 발생기(510)는 와이어(520)를 감을 수 있다. 그리고 이와 동시에 캔틸레버(200) 외측 단부가 하측으로 기울어지는 현상은 감소될 수 있으므로, 지주(410)를 캔틸레버(200) 내측 단부 측으로 회전시킨 후 고정핀(433)을 다시 새로운 위치의 각도 조절홀(432)에 삽입시킴으로써 캔틸레버(200) 외측 단부에 가해지는 장력의 크기가 조절될 수 있다.
본 실시예에 따른 부유식 구조물(10)은 캔틸레버(200)의 기울기에 따라 캔틸레버(200)에 장력을 제공하여 캔틸레버(200)의 수평 상태를 유지할 수 있다. 또한, 와이어(520)의 장력 조절이 장력 발생기(510)뿐만 아니라 지주(410)에 의해서도 이루어질 수 있다. 또한, 지주(410)의 각도가 변경될 수 있으므로 캔틸레버(200) 외측 단부에 장력이 효율적으로 작용할 수 있다.
또한, 캔틸레버(200)의 사용이 완료되거나 유지 보수 등이 필요한 경우, 지주(410)는 도 8에서와 같이 본체(100) 내측을 향해 회전될 수 있으며, 본체(100) 상면에 안착될 수 있다. 이 경우, 지주(410)의 유지 보수 등이 용이하게 이루어질 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 기술 사상의 일부 예를 설명한 것에 불과하고, 본 기술 사상의 범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 본 기술 사상의 범위 내에서의 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이고, 그와 같은 실시는 모두 본 기술 사상의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 부유식 구조물 100: 본체
200: 캔틸레버 300: 이송부
310: 스키드 레일 320: 스키드 박스
400: 각도 조절부 410: 지주
411: 가이드볼 431: 각도 조절판
432: 각도 조절홀 433: 고정핀
500: 장력 제공부 510: 장력 제공기
520: 와이어

Claims (9)

  1. 본체;
    상기 본체에 제공되고, 상기 본체의 외측 또는 내측으로 이송될 수 있는 캔틸레버;
    상기 캔틸레버를 상기 본체의 외측 또는 내측으로 이송시키는 이송부; 및
    상기 캔틸레버의 외측 단부에 상방향의 장력을 제공하는 장력 제공부를 포함하는 부유식 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장력 제공부는,
    상기 캔틸레버의 외측 단부에 연결되는 와이어; 및
    상기 와이어에 장력을 부가하는 장력 발생기를 포함하는 부유식 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 본체에 제공되고, 상기 와이어 및 상기 장력 발생기 사이에 배치되어 상기 와이어 및 상기 캔틸레버 간에 소정의 각도를 형성하는 각도 조절부를 더 포함하는 부유식 구조물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각도 조절부는,
    상기 본체에 상방향으로 연장되게 배치될 수 있고 상기 와이어 및 상기 장력 발생기 사이에 제공되는 지주를 포함하는 부유식 구조물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지주는 상기 본체에 대해 회동 가능하게 장착되는 부유식 구조물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 본체의 상면에는 상기 지주의 하부를 수용할 수 있는 가이드 볼 장착홈이 형성되고,
    상기 지주 하부에는 상기 가이드 볼 장착홈에 장착되고, 상기 가이드 볼 장착홈 상에서 구를 수 있는 가이드 볼을 포함하는 부유식 구조물.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 각도 조절부는,
    상기 지주의 회동 각도를 고정시킬 수 있는 고정핀을 더 포함하는 부유식 구조물.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 각도 조절부는,
    상기 본체에 제공되고 원주 방향으로 배치된 다수 개의 각도 조절 홀이 형성된 각도 조절판; 및
    상기 각도 조절 홀에 삽입되는 고정핀을 더 포함하는 부유식 구조물.
  9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캔틸레버는 상기 캔틸레버의 기울기를 감지할 수 있는 기울기 감지부를 더 포함하고,
    상기 장력 제공부 및 상기 각도 조절부는 상기 기울기 감지부에 의해 감지된 기울기에 따라 상기 장력 또는 상기 각도를 조절하는 부유식 구조물.
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