KR20160045417A - 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물 - Google Patents

동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 외측으로 돌출 가능하게 상기 선체에 설치되는 캔틸레버; 상기 캔틸레버와 상기 선체의 사이에 제공되며, 상기 캔틸레버를 상기 선체 상에서 이동시키는 제1 스키드박스 및 제2 스키드박스; 상기 제1 스키드박스와 상기 제2 스키드박스 사이의 거리 및 상대적인 각도 중 적어도 하나를 측정하는 센싱유닛; 및 상기 센싱유닛에서 측정된 값을 기초로 상기 제1 스키드박스 및 상기 제2 스키드박스의 이동량이 동일한지 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.

Description

동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물{FLOATING STRUCTURE HAVING SYNCHRONOUS CONTROL TYPE CANTILEVER}
본 발명은 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 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.
잭업 플랫폼은 항해 모드로 시추 위치까지 이동한 후, 잭업 모드로 전환하여 레그를 내려 해저에 박고, 선체를 레그를 따라 들어올린다. 이후, 잭업 플랫폼은 선체가 해수면에서 이격된 상태에서 시추 작업을 수행하고, 시추 작업이 완료되면 위의 순서의 역순으로 진행하여 다음 시추 위치까지 이동할 수 있다.
잭업 플랫폼은 시추 작업의 효율성을 증대하기 위하여 캔틸레버를 포함할 수 있다. 즉, 캔틸레버는 잭업 플랫폼의 외측으로 이동 가능하고, 캔틸레버에는 시추 데릭이 제공될 수 있는데, 시추 데릭의 위치는 캔틸레버의 이동에 의해 조정될 수 있다. 이에 따라, 드릴링 위치(well center)는 잭업 플랫폼 전체의 위치를 바꾸지 않고도, 캔틸레버를 통해 조정될 수 있다.
그리고 잭업 플랫폼은 캔틸레버의 시추 위치 조정을 위해 잭업 플랫폼에서 이동할 수 있도록 하는 스키드 장치(skid apparatus)를 포함할 수 있다. 스키드 장치는 일정 간격 이격되게 배치된 복수개의 스키드박스(skid box)를 포함할 수 있으며, 서로 이격된 복수의 스키드박스는 캔틸레버를 안정적으로 지지할 수 있다.
이러한 캔틸레버는 선체의 외측으로 이동하기 때문에, 이동시 잭업 플랫폼 전체의 전복이 발생할 수 있는 바, 캔틸레버 운용에 상당한 주의가 요구된다. 따라서, 캔틸레버를 안정적으로 이송시키기 위해서는 일정 거리 서로 떨어져 있는 복수 개의 스키드박스가 캔틸레버에 동일한 동력을 제공하여 캔틸레버가 마치 하나의 동력장치에 의해 움직이는 것처럼 동일한 변위로 움직이는 것이 중요하다.
종래의 스키드 장치에서는, 각각의 스키드박스가 개별적으로 이동되었기 때문에 동기제어를 하기 어려웠고, 이를 위한 모니터링 방법이 없어 각각의 스키드박스의 이동 변위 간에 미세한 편차가 발생될 수 있었다. 그 결과, 스키드 장치가 고장나거나 심한 경우 파손될 수 있으며, 나아가 캔틸레버가 전복되는 사고를 초래할 수도 있다.
공개특허공보 제10-1986-0001274호(1986. 02. 24 공개)
본 발명의 실시예들은 복수개로 제공되는 스키드박스의 동기화 여부를 확인할 수 있는 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 외측으로 돌출 가능하게 상기 선체에 설치되는 캔틸레버; 상기 캔틸레버와 상기 선체의 사이에 제공되며, 상기 캔틸레버를 상기 선체 상에서 이동시키는 제1 스키드박스 및 제2 스키드박스; 상기 제1 스키드박스와 상기 제2 스키드박스 사이의 거리 및 상대적인 각도 중 적어도 하나를 측정하는 센싱유닛; 및 상기 센싱유닛에서 측정된 값을 기초로 상기 제1 스키드박스 및 상기 제2 스키드박스의 이동량이 동일한지 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 센싱유닛에서 측정된 값을 동기화 기준값과 비교하여, 상기 제1 스키드박스와 상기 제2 스키드박스의 이동량의 동일 여부를 판단하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 센싱유닛에서 측정된 값과 상기 동기화 기준값이 상이한 경우, 그 차이를 기 설정된 오차 허용 범위와 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 스키드박스와 상기 제2 스키드박스의 이동량이 동일한지 여부를 판단하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 센싱유닛은, 상기 제1 스키드박스에 마련되어 빛을 조사하는 발광부와, 상기 제2 스키드박스 상의 제1 점 및 제2 점에 각각 마련되고, 상기 조사된 빛이 입사되는 한 쌍의 수광부를 포함하고, 상기 발광부 및 상기 한 쌍의 수광부 사이의 거리를 각각 측정하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 센싱유닛은, 상기 발광부 및 상기 제1 점에 마련된 수광부 사이의 거리와, 상기 발광부 및 상기 제2 점에 마련된 수광부 사이의 거리를 기초로 상기 제1 스키드박스와 상기 제2 스키드박스의 상대적인 각도를 산출하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 각 스키드박스의 이동 변위 간 편차 또는 비틀림 정도가 소정 범위 내로 유지될 수 있도록 스키드 장치를 모니터링할 수 있고, 비동기화로 인해 스키드 장치가 고장나거나 캔틸레버가 전복되는 등의 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물에 포함된 스키드 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 부유식 구조물에서 캔틸레버의 이동 시 스키드박스의 이동 변위 편차가 발생된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 부유식 구조물에서 캔틸레버의 이동 시 스키드박스의 비틀림이 발생된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물을 도시한 평면도이다. 또한, 도 3은 도 1의 동기 제어식 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물에 포함된 스키드 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예의 동기 제어식 캔틸레버(100)를 갖는 부유식 구조물은, 선체(10), 캔틸레버(100) 및 상기 캔틸레버(100)의 이동을 위한 스키드 장치(200)를 포함할 수 있다. 여기서, 부유식 구조물은 시추 기능을 갖는 선체(10)가 레그(20)를 따라 승강가능한 잭업 플랫폼일 수 있고, 선체(10)의 위치를 바꾸지 않고서도 스키드 장치(200)를 이용하여 캔틸레버(100)의 위치를 조정함으로써 드릴링 위치(well center)를 조절할 수 있다.
본 명세서에서는 부유식 구조물이 시추 기능을 갖는 잭업 플랫폼(Jack-up Platform)인 것을 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 부유식 부조물은 캔틸레버(100)가 사용되는 선박 및 해양 구조물을 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
선체(10)는 부유식 구조물의 기본 구성을 이루며 해상에 부유될 수 있는 구조물로, 선체(10)에는 레그(20)가 장착될 수 있다. 레그(20)는 선체(10)를 관통하여 승강될 수 있고, 선체(10)에 대하여 수직방향으로 상대 운동할 수 있다.
캔틸레버(100)는 선체(10)의 상부에 의해 일단이 지지되는 구조체를 지칭할 수 있으며, 선체(10)의 상부에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 예컨대, 캔틸레버(100)는 평상시 선체(10) 상부의 내측에 위치하고 있다가, 필요한 경우 상기 일단의 반대측 타단이 부유식 구조물의 외측, 보다 상세하게는 선체(10)의 바깥쪽으로 돌출될 수 있는 위치로 이동될 수 있다. 여기서, 캔틸레버(100)가 정위치되어 있다고 함은 캔틸레버(100)가 선체(10)의 상부의 내측에 파킹(parking)되어 있다는 것을 의미할 수 있다.
캔틸레버(100)에는 해저 시추 및 원유 채취를 위한 타워 형태의 데릭(Derrick, 30)이 마련될 수 있다. 데릭(30)에는 파이프 연결 장비 및 시추 관련 장비 등이 설치될 수 있다. 그리고 데릭(30)에서는 드릴링 파이프 및 라이저 파이프를 통해 해저 시추 및 원유 채취가 실시될 수 있다.
본 실시예에서, 캔틸레버(100)의 상기 일단은 스키드 장치(200)를 통해 선체(10)에 의해 지지될 수 있으며, 또한, 스키드 장치(200)를 통해 선체(10)의 상부에서 이동될 수 있다. 상기 스키드 장치(200)는, 복수의 스키드박스(210), 각각의 스키드박스(210)를 이동시키기 위한 액츄에이터(220), 하나 이상의 센싱유닛(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.
스키드박스(210)는 선체(10)의 상면에 제공되는 하측 스키드레일(41) 상에 설치되는 한편, 캔틸레버(100)의 저면에 제공되는 상측 스키드레일(42)을 지지하여, 캔틸레버(100)를 선체(10)의 내, 외방향, 또는 그에 대한 수직방향(이하, 좌우방향)으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다. 스키드박스(210)의 하부는 하측 스키드레일(41)과 결합하고, 상부는 상측 스키드레일(42)과 결합할 수 있다. 스키드박스(210)는, 하측 스키드레일(41)과 상측 스키드레일(42)에 대하여 선택적으로 슬라이딩 이동할 수 있다.
여기서, 하측 스키드레일(41)은 선체(10)의 상면에 고정되는 레일로서, 선체(10)의 좌우방향으로 나란하게 연장되는 한 쌍의 스키드레일을 포함할 수 있다. 한편, 상측 스키드레일(42)은 캔틸레버(100)의 저면에 설치되는 레일로서, 캔틸레버(100)의 길이방향으로 나란하게 연장되는 한 쌍의 스키드레일을 포함할 수 있다. 상측 스키드레일(42)과 스키드박스(210)의 상대적인 슬라이딩 이동에 의해 캔틸레버(100)가 선체(10)의 내, 외측방향으로 이동될 수 있고, 하측 스키드레일(41)과 스키드박스(210)의 상대적인 슬라이딩 이동에 의해 캔틸레버(100)가 선체(10)의 좌우방향으로 이동될 수 있다.
스키드박스(210)는, 캔틸레버(100)를 안정적으로 지지하는 한편 캔틸레버(100)의 이동을 원활하게 이동시킬 수 있도록, 복수개로 제공될 수 있다. 복수의 스키드박스(210)는 서로 이격되게 배치될 수 있으며, 하나의 스키드레일에 대해 복수개의 스키드박스(210)가 서로 이격되게 제공될 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 상측 스키드레일(42)과 한 쌍의 하측 스키드레일(41)이 교차할 때 형성되는 4개의 교차점에 각각 스키드박스(210)가 제공될 수 있다. 이 경우, 각각의 하측 스키드레일(41)은 한 쌍의 제1 스키드박스(210a) 및 한 쌍의 제2 스키드박스(210b)를 지지하고, 상측 스키드레일(42)은 각각 하나의 제1 스키드박스(210a)와 하나의 제2 스키드박스(210b)에 의해 지지될 수 있다.
본 실시예에서는, 복수의 스키드박스(210)가 한 쌍의 제1 스키드박스(210a)와 한 쌍의 제 2 스키드박스(210)를 포함하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되지는 아니하며, 스키드박스(210)의 개수 및 설치 위치는 캔틸레버(100)의 중량, 설치 환경 등에 따라 변경될 수 있다.
액츄에이터(220)는 각각의 스키드박스(210a, 210b)에 제공될 수 있으며, 스키드박스(210)에 동력을 전달함으로써 캔틸레버(100)를 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 액츄에이터(220)는 스키드박스(210)와 상측 또는 하측 스키드레일(41) 사이의 상대적인 직진 운동을 가능하게 하도록 각각의 스키드박스(210a, 210b)에 마련되는 하나 이상의 유압실린더로 이루어질 수 있다. 여기서, 액츄에이터(220)는 하측 스키드레일(41) 상에서 스키드박스(210)를 선체(10)의 좌우방향으로 직진 이동시키거나 캔틸레버(100)에 제공된 상측 스키드레일(42)을 스키드박스(210)에 대해 선체(10)의 내, 외측방향으로 직진 이동시킬 수 있다.
복수의 스키드박스(210)에 각각 마련되는 액츄에이터(220)들은 후술되는 제어부(240)의 작동신호에 의해 선택적으로 작동될 수 있다. 예컨대, 복수의 스키드박스(210) 간의 동기화를 위해, 제1 스키드박스(210a)에 설치된 액츄에이터만이 작동되거나, 제2 스키드박스(210b)에 설치된 액츄에이터만이 작동될 수 있다.
센싱유닛(230)은 하나의 스키드박스(210)에서부터 다른 하나의 스키드박스(210)까지의 거리를 측정할 수 있다. 예를 들어, 센싱유닛(230)은 한 쌍의 제1 스키드박스(210a) 중 어느 하나에서부터 한 쌍의 제2 스키드박스(210b) 중 어느 하나까지의 거리를 측정할 수 있다. 또는, 센싱유닛(230)은 한 쌍의 제1 스키드박스(210a) 중 어느 하나에서부터 다른 하나까지의 거리를 측정하거나, 한 쌍의 제2 스키드박스(210b) 중 어느 하나에서부터 다른 하나까지의 거리를 측정할 수 있다. 센싱유닛(230)에서 측정된 거리를 기초로 스키드박스(210) 간의 이동 변위의 편차가 추정될 수 있으며, 후술하는 제어부(240)에서 복수의 스키드박스(210) 간의 동기화 여부가 판단될 수 있다.
더 나아가, 센싱유닛(230)은 하나의 스키드박스(210)와 다른 하나의 스키드박스(210)의 상대적인 각도를 더 측정할 수 있다. 이를 위해, 센싱유닛(230)은 하나의 스키드박스(210)의 기준점에서부터 다른 하나의 스키드박스(210) 상의 제1 점 및 제2 사이의 거리를 각각 측정할 수 있다. 상기 기준점과 제1 점 사이의 거리를 제1 거리 값이라 하고, 상기 기준점과 제2 점 사이의 거리를 제2 거리 값이라 할 때, 센싱유닛(230)은 상기 제1 거리 값과 상기 제2 거리 값을 기초로 두 개의 스키드박스(210)의 상대적인 각도를 산출할 수 있다. 예컨대, 모든 스키드박스(210)의 위치가 고정된 상태에서 상기 제1 거리 값과 상기 제2 거리 값이 동일한 경우, 두 개의 스키드박스(210)는 서로 평행하게 놓인 것이며, 상대적인 각도는 0˚로 산출될 수 있다. 센싱유닛(230)에서 측정된 상대적인 각도를 기초로 스키드박스(210)의 비틀림 여부가 추정될 수 있으며, 후술하는 제어부(240)에서 복수의 스키드박스(210) 간의 동기화 여부가 판단될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센싱유닛(230)은 레이저 거리 센서(LDS, Laser Distance Sensor)일 수 있으며, 이 경우 센싱유닛(230)은 발광부(231)와 수광부(233)를 포함할 수 있다. 상기 발광부(231)와 상기 수광부(233)는 각각 동일한 스키드박스(210)에 마련되거나, 서로 상이한 스키드박스(210)에 마련될 수 있다. 하나의 스키드박스(210)에 마련된 발광부(231)가 다른 하나의 스키드박스(210)를 향해 레이저 빛을 조사하면, 조사된 빛이 상기 다른 하나의 스키드박스(210)에서 반사된 후 수광부(233)로 입사되거나 상기 다른 하나의 스키드박스(210)에 마련된 수광부(233)에 입사될 수 있다. 이를 기초로, 상기 두 개의 스키드박스(210) 사이의 거리가 측정될 수 있다. 센싱유닛(230)이 두 개의 스키드박스(210) 간 상대적인 각도까지 측정하는 경우, 발광부(231)에서 조사된 빛은 상기 다른 하나의 스키드박스(210) 상에 형성된 제1 점과 제2 점에서 각각 반사된 후 수광부(233)에 입사되거나, 또는 제1 점과 제2 점에 각각 마련된 수광부(233)에 입사될 수 있다.
상술한 바와 같이 센싱유닛(230)은 스키드박스(210)에 마련될 수 있으나, 센싱유닛(230)의 설치 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 센싱유닛(230)은 선체(10), 캔틸레버(100), 상측 또는 하측 스키드레일(41) 등에 마련되는 것도 가능하다.
한편, 제어부(240)는 센싱유닛(230)에서 측정된 스키드박스(210) 간 거리 및 상대적인 각도 중 적어도 하나를 기초로 복수의 스키드박스(210) 간의 동기화 여부를 판단할 수 있다. 더 나아가, 제어부(240)는 상기 판단 결과에 따라 액츄에이터(220)를 선택적으로 제어할 수 있다. 여기서, 동기화 여부는, 각 스키드박스(210a, 210b)의 상측 또는 하측 스키드레일에 대한 상대적인 이동량이 동일한지 여부를 의미할 수 있다. 상기의 상대적인 이동량은, 이는 스키드박스(210)가 고정된 스키드레일 상에서 이동할 때 스키드박스(210)가 이동하는 정도와, 스키드박스(210)가 정지된 상태에서 스키드레일이 이동될 때 스키드레일이 이동하는 정도를 모두 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(240)는 센싱유닛(230)으로부터 실시간으로 측정된 두 개의 스키드박스(210) 사이의 거리에 대한 거리 데이터를 전달받을 수 있다. 이 때, 제어부(240)가 전달받는 거리 데이터는, 캔틸레버(100)의 이동 방향과 수직인 방향으로 놓인 두 개의 스키드박스(210), 즉 캔틸레버(100)의 이동방향을 기준으로 마주보게 놓인 두 개의 스키드박스(210) 사이의 거리에 대한 것일 수 있다. 예컨대, 캔틸레버(100)가 선체(10)의 좌우 방향으로 이동중인 경우, 제어부(240)는 선체(10)의 내, 외측 방향으로 놓인 어느 두 개의 스키드박스(210), 즉 제1 스키드박스(210a) 중 어느 하나와 그와 마주보게 배치된 제2 스키드박스(210b) 사이의 거리에 대한 거리 데이터를 실시간으로 전달받을 수 있다. 이를 위해, 제어부(240)는 여러 센싱유닛(230) 중 상기 제1 스키드박스(210a)와 제2 스키드박스(210b) 사이의 거리를 측정하는 센싱유닛(230)만이 작동하도록 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제어부(240)는 센싱유닛(230)으로부터 실시간으로 측정된 두 개의 스키드박스(210)의 상대적인 각도에 대한 각도 데이터를 전달받을 수 있다. 이 때, 제어부(240)가 전달받는 각도 데이터는 캔틸레버(100)의 이동 방향과 평행한 방향으로 놓인 두 개의 스키드박스(210) 사이의 상대적인 각도와, 캔틸레버(100)의 이동 방향과 수직인 방향으로 놓인 두 개의 스키드박스(210) 사이의 상대적인 각도를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 캔틸레버(100)가 선체(10)의 내, 외측 방향으로 이동중인 경우, 제어부(240)는 한 쌍의 제1 스키드박스(210a) 중 어느 하나와 다른 하나의 상대적인 각도 및 제1 스키드박스(210a) 중 어느 하나와 그와 마주보게 배치된 제2 스키드박스(210b)의 상대적인 각도에 대한 각도 데이터를 실시간으로 전달받을 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제어부(240)는 상술된 거리 데이터와 각도 데이터를 모두 전달받을 수도 있다.
복수의 스키드박스(210) 간의 동기화 여부 판단을 위해, 제어부(240)에는 동기화 기준값이 설정될 수 있다. 여기서, 상기 동기화 기준값은 스키드박스(210) 간의 동기화 여부 판단을 위한 기준이 되는 값으로, 소정의 길이값 또는 각도값일 수 있다. 이 때, 상기 소정의 길이 또는 각도는, 복수의 스키드박스(210)가 이상적으로 동기화되었을 때의 어느 두 개의 스키드박스(210) 사이의 거리 또는 0˚의 각도일 수 있다. 제어부(240)는 센싱유닛(230)으로부터 전달받은 데이터를 상기 동기화 기준값과 비교함으로써 복수의 스키드박스(210) 간 동기화 여부를 판단할 수 있다.
상기 동기화 기준값은 캔틸레버(100)의 이동 방향에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 캔틸레버(100)가 선체(10)의 좌우 방향으로 이동할 때의 스키드박스(210) 간 동기화 여부를 판단하기 위한 동기화 기준값은 소정의 길이값인데 반해, 캔틸레버(100)가 선체(10)의 내, 외측 방향으로 이동할 때의 동기화 기준값은 소정의 각도값일 수 있다.
더 나아가, 제어부(240)에는 오차 허용 범위가 더 설정될 수 있다. 상기 오차 허용 범위는 상술된 동기화 기준값을 기준으로 한 소정 길이 또는 각도 범위로서, 스키드박스(210)의 동기화 여부를 결정하기 위한 기준이 되는 범위일 수 있다. 즉, 실시간으로 측정된 어느 두 개의 스키드박스(210) 사이의 거리 또는 상대적인 각도가 상기 동기화 기준값과 상이하더라도, 상기 오차 허용 범위 내에 속한다면 복수의 스키드박스(210)는 동기화된 것으로 판단될 수 있다.
제어부(240)는 센싱유닛(230)으로부터 전달받은 거리 데이터 또는 각도 데이터가 상기 기 설정된 동기화 기준값과 일치하는지 여부를 비교할 수 있다. 전달받은 데이터와 동기화 기준값이 서로 일치하면, 제어부(240)는 복수의 스키드박스(210)가 서로 동기화되고 있는 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는 모든 액츄에이터(220)에 작동신호를 계속하여 인가할 수 있다.
반면에, 전달받은 데이터와 동기화 기준값이 서로 불일치하면, 제어부(240)는 복수의 스키드박스(210)가 서로 동기화되지 못하고 있는 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는 액츄에이터(220)에 작동신호를 인가하던 것을 정지하여 캔틸레버(100)의 이동을 정지시킬 수 있다. 이로써, 복수의 스키드박스(210)가 동기화되지 못함에도 불구하고 캔틸레버(100)의 이동을 계속 진행함으로써 스키드 장치(200)가 고장나거나 캔틸레버(100)가 전복되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 전달받은 데이터와 동기화 기준값이 서로 불일치하더라도, 기 설정된 오차 허용 범위 내에 속하는 경우에는, 제어부(240)는 복수의 스키드박스(210)가 서로 동기화되고 있는 상태인 것으로 판단할 수 있다. 만약 전달받은 데이터와 동기화 기준값이 서로 불일치하되 그 차이가 상기 오차 허용 범위를 벗어나는 경우에는, 제어부(240)는 복수의 스키드박스(210)가 서로 동기화되지 못하고 있는 상태인 것으로 판단할 수 있다. 상기와 같이 오차 허용 범위를 설정함으로써, 복수의 스키드박스(210)가 동기화되고 있음에도 불구하고 측정 오차 등에 의해 측정된 데이터가 동기화 기준값과 불일치하게 되는 경우 캔틸레버(100)의 이동이 불필요하게 정지되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 상술된 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 도 4 및 도 5를 참조한 설명은 상술된 실시예의 예시에 불과하며, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 도 1의 부유식 구조물에서 캔틸레버의 이동 시 스키드박스의 이동 변위 편차가 발생된 상태를 도시한 도면이다. 도 4에서는 캔틸레버가 선체의 좌우방향으로 이동하는 경우가 도시되었으며, 이 경우 스키드박스는 하측 스키드레일(41) 위를 슬라이딩 이동할 수 있다.
도 4를 참조하면, 캔틸레버(100)를 선체(10)의 좌우방향으로 이동시키기 위해, 한 쌍의 제1 스키드박스(210a)와 한 쌍의 제2 스키드박스(210b)가 하측 스키드레일(41) 상에서 이동할 수 있다. 이 때, 같은 쌍의 스키드박스(210)는 각각 서로 다른 상측 스키드레일(42)과 체결되는데, 두 개의 상측 스키드레일(42)은 캔틸레버(100)에 고정되어 있으므로, 같은 쌍의 스키드박스(210) 사이의 거리는 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 같은 쌍의 스키드박스(210) 사이의 거리는 별도의 동기화 제어 없이도 일정하게 유지될 수 있다. 이에 반해, 제1 스키드박스(210a)와 제2 스키드박스(210b)의 관계에서는, 서로 동기화되지 못한 경우 도 4에 도시된 것과 같이 하측 스키드레일(41)을 따라 서로 다른 거리만큼 이동할 수 있으며, 이에 따라 한 쌍의 제1 스키드박스(210a)와 한 쌍의 제2 스키드박스(210b) 사이에 이동 변위 편차가 발생할 수 있다.
상기와 같이 스키드박스(210)들이 서로 동기화되지 못하는 경우를 검출하기 위해, 센싱유닛(230)은 한 쌍의 제1 스키드박스(210a) 중 어느 하나와 그와 마주보게 배치된 제2 스키드박스(210b) 사이의 거리를 실시간으로 측정할 수 있다. 일 예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 좌측 아래에 위치한 제1 스키드박스(210a)에 설치된 발광부(231)로부터 우측 아래에 위치한 제2 스키드박스(210b)에 설치된 수광부(233)에 레이저 빛을 조사함으로써 두 개의 스키드박스(210) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
센싱유닛(230)에서 측정된 거리 데이터는 제어부(240)로 전달될 수 있다. 제어부(240)는 상기 전달받은 거리 데이터를 기 설정된 동기화 기준값 및 허용 오차 범위와 비교하여 제1 스키드박스(210a)와 제2 스키드박스(210b) 사이의 동기화 여부를 판단할 수 있다. 도 4의 경우라면, 제1 스키드박스(210a)보다 제2 스키드박스(210b)가 도면의 위쪽으로 더 이동하여 네 개의 스키드박스(210)가 평행사변형 모양을 이룬 상태이므로, 상기 거리 데이터는 동기화 기준값, 즉 네 개의 스키드박스(210)가 직사각형 모양을 이룬 상태일 때의 제1 스키드박스(210a) 및 그와 마주한 제2 스키드박스(210b) 사이의 거리값보다 더 클 것이다. 제어부(240)는 상기 거리 데이터와 상기 동기화 기준값의 차가 상기 허용 오차 범위에 속하는지를 판단하고, 상기 허용 오차 범위를 벗어난다면 동기화가 이루어지지 못한 것으로 판단하여 액츄에이터(220)의 동작을 정지시킬 수 있다.
상기에서는 캔틸레버가 선체의 좌우방향으로 이동하는 경우를 전제로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 캔틸레버가 선체의 내, 외측 방향으로 이동하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 스키드박스가 하측 스키드레일에 대해 상대적으로 이동하는 경우를 전제로 설명하였지만, 스키드박스가 상측 스키드레일에 대해 이동하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
한편, 도 5는 도 1의 부유식 구조물에서 캔틸레버의 이동 시 스키드박스의 비틀림이 발생된 상태를 도시한 도면이다. 도 5에서는 캔틸레버가 선체의 내, 외측방향으로 이동하는 경우가 도시되었으며, 이 경우 상측 스키드레일(42)이 스키드박스에 대해 상대적으로 슬라이딩 이동할 수 있다.
도 5를 참조하면, 캔틸레버(100)를 선체(10)의 내, 외측방향으로 이동시키기 위해, 각각의 스키드박스(210a, 210b)의 위치가 고정된 상태에서, 각 스키드박스(210a, 210b)에 마련된 액츄에이터(220)가 상측 스키드레일(42)을 밀 수 있다. 이 때, 스키드박스(210)들이 서로 동기화되지 못한 경우 각각의 상측 스키드레일(42)의 이동 변위가 서로 달라질 수 있으며, 이 경우 도 5에 도시된 바와 같이 상측 스키드레일(42)이 회전되면서 일부 스키드박스(210)에 비틀림이 발생할 수 있다. 각 스키드박스(210a, 210b)에 발생한 비틀림은 서로 상이할 수 있으며, 그에 따라 두 개의 스키드박스(210) 사이에는 상대적인 각도(θ)가 발생할 수 있다.
상기와 같이 스키드박스(210)들이 서로 동기화되지 못하는 경우를 검출하기 위해, 센싱유닛(230)은 하나의 스키드박스(210)와 다른 하나의 스키드박스(210)의 상대적인 각도(θ)를 측정할 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 우측 상부에 위치한 제2 스키드박스(210b)에 설치된 발광부(231)로부터 우측 아래에 위치한 제2 스키드박스(210b)에 설치된 두 개의 수광부(233a, 233b)로 레이저 빛을 조사하여 각각의 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리값을 기초로 두 개의 제2 스키드박스(210b)의 상대적인 각도(θ)를 측정할 수 있다.
센싱유닛(230)에서 측정된 각도 데이터는 제어부(240)로 전달될 수 있다. 제어부(240)는 상기 전달받은 각도 데이터를 기 설정된 동기화 기준값 및 허용 오차 범위와 비교하여 두 개의 제2 스키드박스(210b) 사이의 동기화 여부를 판단할 수 있다. 두 개의 제2 스키드 박스 중 어느 하나라도 비틀린 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 스키드박스(210)의 상대적인 각도가 0이 아닌 값으로 측정될 것이며, 따라서 상기 각도 데이터는 동기화 기준값과 상이할 것이다. 제어부(240)는 상기 각도 데이터와 상기 동기화 기준값의 차가 상기 허용 오차 범위에 속하는지를 판단하고, 상기 허용 오차 범위를 벗어난다면 동기화가 이루어지지 못한 것으로 판단하여 액츄에이터(220)의 동작을 정지시킬 수 있다.
상기 예는 캔틸레버가 선체의 내, 외측방향으로 이동하는 경우를 전제로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 캔틸레버가 선체의 좌우방향으로 이동하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 스키드박스가 상측 스키드레일을 미는 경우를 전제로 설명하였지만, 스키드박스가 하측 스키드레일을 미는 경우에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
또한, 상기에서는 두 개의 스키드박스 사이의 거리를 측정함으로써 동기화 여부를 판단하는 기술과 상대적인 각도를 측정함으로써 동기화 여부를 판단하는 기술을 각각 설명하였지만, 두 기술은 동시에 사용될 수도 있다. 이 경우, 스키드박스의 이동 변위 편차와 함께 각각의 스키드박스가 비틀린 정도를 함께 검출할 수 있어, 동기화 여부에 대한 판단의 신뢰성이 더 높아질 수 있다.
상술된 실시예들에 따르면, 두 개의 스키드박스 사이의 거리 또는 상대적인 각도를 실시간으로 모니터링 함으로써, 복수개로 제공된 스키드박스의 동기화 여부를 확인할 수 있다. 이를 통해, 캔틸레버의 이동 시 스키드 장치의 동작 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있고, 비동기화로 인해 스키드 장치가 고장나거나 캔틸레버가 전복되는 등의 사고를 미연에 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
10: 선체 20: 레그
41: 하측 스키드레일 42: 상측 스키드레일
100: 캔틸레버 200: 스키드 장치
210: 스키드박스 210a: 제1 스키드박스
210b: 제2 스키드박스 220: 액츄에이터
230: 센싱유닛 240: 제어부

Claims (5)

  1. 선체의 외측으로 돌출 가능하게 상기 선체에 설치되는 캔틸레버;
    상기 캔틸레버와 상기 선체의 사이에 제공되며, 상기 캔틸레버를 상기 선체 상에서 이동시키는 제1 스키드박스 및 제2 스키드박스;
    상기 제1 스키드박스와 상기 제2 스키드박스 사이의 거리 및 상대적인 각도 중 적어도 하나를 측정하는 센싱유닛; 및
    상기 센싱유닛에서 측정된 값을 기초로 상기 제1 스키드박스 및 상기 제2 스키드박스의 이동량이 동일한지 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 부유식 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센싱유닛에서 측정된 값을 동기화 기준값과 비교하여, 상기 제1 스키드박스와 상기 제2 스키드박스의 이동량의 동일 여부를 판단하는 부유식 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 센싱유닛에서 측정된 값과 상기 동기화 기준값이 상이한 경우, 그 차이를 기 설정된 오차 허용 범위와 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 스키드박스와 상기 제2 스키드박스의 이동량이 동일한지 여부를 판단하는 부유식 구조물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱유닛은,
    상기 제1 스키드박스에 마련되어 빛을 조사하는 발광부와,
    상기 제2 스키드박스 상의 제1 점 및 제2 점에 각각 마련되고, 상기 조사된 빛이 입사되는 한 쌍의 수광부를 포함하고,
    상기 발광부 및 상기 한 쌍의 수광부 사이의 거리를 각각 측정하는 부유식 구조물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 센싱유닛은,
    상기 발광부 및 상기 제1 점에 마련된 수광부 사이의 거리와, 상기 발광부 및 상기 제2 점에 마련된 수광부 사이의 거리를 기초로 상기 제1 스키드박스와 상기 제2 스키드박스의 상대적인 각도를 산출하는 부유식 구조물.
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