KR20160112502A - 반잠수식 해양구조물 - Google Patents

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Abstract

반잠수식 해양구조물이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물은 반잠수식 본체; 상기 본체를 해저에 대해 지지하는 복수의 텐던; 상기 각 텐던을 상기 본체에 대해 지지하고, 상기 본체에 승강 가능하게 설치되는 복수의 포치; 및 상기 각 포치를 승강시키기 위한 구동력을 제공하는 승강구동부를 포함한다.

Description

반잠수식 해양구조물{Semi-submersible marine structure}
본 발명은 반잠수식 해양구조물에 관한 것이다.
최근 해저 유전 또는 가스전에 대한 시추 작업 또는 생산 작업을 수행하기 위해 반잠수식 해양구조물인 TLP(Tension Leg Platform)가 활발히 사용되고 있다.
종래의 TLP는 폰툰(potoon)과 컬럼(column) 등으로 구성된 선체(hull)와 선체를 해저에 지지하는 텐던(Tendon)으로 이루어진다.
시추나 생산 작업은 선체에서 해저로 연장되는 라이저(riser)를 통해 수행되는데 작업 안정성 측면에서 선체의 움직임이 최소화되어야 한다. 텐던은 선체를 해저에 대해 지지함으로써, 선체의 움직임을 최소화한다.
텐던이 선체의 움직임을 최소화하기 위해서는 텐던에 적정한 수준의 장력이 유지되어야 한다. 예컨대, 텐던의 장력이 너무 작으면 선체의 움직임을 제어할 수 없고, 텐던의 장력이 너무 크면 텐던이 손상될 수 있다.
따라서 텐던의 장력을 적정한 수준으로 유지하는 것이 매우 중요하다.
본 발명의 실시예는, 텐던의 장력을 조절하도록 구성된 반잠수식 해양구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 반잠수식 본체; 상기 본체를 해저에 대해 지지하는 복수의 텐던; 상기 각 텐던을 상기 본체에 대해 지지하고, 상기 본체에 승강 가능하게 설치되는 복수의 포치; 및 상기 각 포치를 승강시키기 위한 구동력을 제공하는 승강구동부를 포함하는, 반잠수식 해양구조물이 제공될 수 있다.
상기 반잠수식 해양구조물은 상기 각 텐던의 장력을 측정하는 센서부; 및 상기 센서부의 측정 결과를 기초로 상기 각 텐던의 장력이 설정값을 갖도록 상기 각 포치의 승강 위치를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 승강구동부는, 승강구동원; 및 상기 승강구동원의 구동력을 상기 포치 측으로 전달하는 전달부를 포함할 수 있다.
상기 본체에는 측 방향으로 연장되고 상호 이격 배치되는 복수의 연장부재가 형성되고, 상기 각 연장부재에는 상기 복수의 포치 중 적어도 하나 이상이 설치되고, 상기 각 연장부재는 상기 본체에 승강 가능하게 설치되고, 상기 승강구동부는 상기 각 연장부재를 승강시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다.
상기 본체는, 폰툰; 상기 폰툰의 상측에 배치되는 데크; 및 상기 데크를 상기 폰툰에 대해 지지하는 복수의 컬럼을 포함할 수 있다.
상기 각 포치는 상기 각 컬럼에 승강 가능하게 설치될 수 있다.
상기 각 연장부재는 박스 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 텐던을 지지하는 포치의 승강 위치를 조절하여 텐던의 장력이 설정값을 갖도록 함으로써, 본체가 해저에 효과적으로 지지되고, 텐던의 파손이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물을 나타내는 측면에서 바라본 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물의 승강구동부를 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물의 운용시스템을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물을 나타내는 측면에서 바라본 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물의 승강구동부를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 반잠수식 해양구조물(100)은 본체(110)와, 텐던(Tendon)(130)과, 포치(140)와, 승강구동부(150)를 포함한다. 반잠수식 해양구조물(100)은 해상에서 원유, 가스 등의 시추 또는 생산 작업을 수행한다.
본체(110)는 반잠수식 구조물로서 폰툰(111)과, 데크(112)와, 컬럼(113)을 포함할 수 있다.
폰툰(111)은 부력체로서 수면 아래에 위치할 수 있다. 폰툰(111)에는 발라스트 탱크(미도시)가 형성되어 부력 조절이 가능하다.
본 실시예에서, 폰툰(111)은 정사각형 링 형상을 가지나 이는 예시에 불과하고 다양한 다각형 링 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
데크(112)는 수면 위에 위치한다. 데크(112)에는 시추 설비 또는 생산 설비 등 각종 장비(115)가 탑재된다.
폰툰(111)과 데크(112) 사이에 컬럼(113)이 개재된다. 컬럼(113)은 데크(112)와 폰툰(111)을 상호 연결하고, 폰툰(111)에 대하여 데크(112)를 지지한다. 컬럼(113)은 복수로 제공될 수 있다.
텐던(130)은 본체(110)를 해저에 대해 지지한다. 텐던(130)은 강관 형태를 가지나 이에 국한되지 않는다. 텐던(130)은 복수로 제공되고 상호 이격되어 배치된다.
본체(110)에는 포치(140)가 설치된다. 포치(140)는 텐던(130)을 지지하기 위한 구조로서 본체(110)의 표면에 설치된다. 일례로, 포치(140)는 텐던(130)의 일부를 압착하는 방식으로 텐던(130)을 지지할 수 있다.
본 실시예에서 포치(140)는 본체(110)에 대해 승강 가능하게 설치된다. 일례로, 포치(140)는 컬럼(113)의 측면을 따라 승강할 수 있다. 나아가 포치(140)는 컬럼(113)과 연결되는 폰툰(111)의 측면을 따라 승강할 수 있다.
도 2를 참조하면, 포치(140)는 본체(110)에 상하방향으로 연장된 레일(117)을 따라 승강할 수 있다. 이때, 포치(140)는 레일(117)에 슬라이딩 가능한 결합구조를 가진다.
도 2를 참조하면, 포치(140)는 승강구동부(150)에 의해 승강한다. 승강구동부(150)는 승강구동원(151)과 전달부(152)를 포함한다.
일례로, 승강구동원(151)은 윈치를 포함한다. 전달부(152)는 포치(140)의 일측에 고정되고 윈치에 의해 권취되는 연결라인을 포함한다. 연결라인은 와이어, 로프 또는 체인 등의 형태를 가질 수 있다.
윈치가 연결라인을 감으면 포치(140)는 상승하고 윈치가 연결라인을 풀면 포치(140)는 하강한다.
대안적으로 랙-피니언 방식 또는 다양한 방식의 승강구동원이 제안될 수 있음은 물론이다.
포치(140)의 승강으로 인해 텐던(130)에 걸리는 장력이 가변한다.
예컨대, 포치(140)가 상승하여 승강 위치가 높아지면 텐던(130)의 장력이 커지고, 포치(140)가 하강하여 승강 위치가 낮아지면 텐던(130)의 장력이 작아진다.
본 실시예에서, 포치(140)의 승강 위치를 조절하여 텐던(130)의 장력이 설정값을 갖도록 한다. 여기서 설정값이란 텐던(130)이 본체(110)를 지지하기 위한 장력의 크기로서 수치해석적, 경험적 또는 실험적으로 결정될 수 있다. 설정값은 특정 수치 또는 수치 범위를 가질 수 있다.
이와 같이 포치(140)의 승강 위치를 조절하여 텐던(130)의 장력이 설정값을 유지하면, 본체(110)가 해저에 효과적으로 지지되고, 텐던(130)의 파손이 방지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물의 운용시스템을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 반잠수식 해양구조물은 센서부(160)와 제어부(170)를 더 포함 수 있다.
센서부(160)는 각 텐던(130)의 장력을 측정한다.
제어부(170)는 센서부(160)의 측정 결과를 기초로 각 텐던(130)의 장력이 설정값을 갖도록 각 포치(도 1의 140)의 승강 위치를 조절한다. 이때, 제어부(170)는 각 포치(140)를 승강시키는 승강구동부(150)에 작동을 명령한다.
위와 같은 운용시스템은 자동으로 포치(140)의 승강 위치를 조절하여 텐던(130)의 장력이 설정값을 갖도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물은 본체(110)와, 연장부재(120)와, 텐던(Tendon)(130)과, 포치(140)와, 승강구동부(미도시)를 포함한다.
본 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물(200)은 연장부재(120)를 더 포함한다는 점에서 앞선 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물(100)과 상이하다.
연장부재(120)는 본체(110)에서 측 방향으로 연장된다. 연장부재(120)는 텐던(130)을 지지한다. 이때, 연장부재(120)에는 포치(140)가 고정 설치된다. 텐던(130)은 포치(140)를 매개로 연장부재(120)에 지지된다. 하나의 연장부재(120)에는 하나 이상의 포치(140)가 설치될 수 있다.
이와 같이 텐던(130)이 본체(110)의 측 방향으로 연장된 연장부재(120)에 지지되면, 본체(110)의 중심에서 텐던(130)이 보다 멀리 위치하게 되어 본체(110)는 보다 안정적으로 해저에 지지될 수 있다.
연장부재(120)는 박스 형상으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 연장부재(120)는 본체(110)에 추가적인 부력을 제공할 수 있다.
본 실시예에서 연장부재는(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 컬럼(113)에서 측 방향으로 연장된다. 연장부재(120)는 복수로 제공될 수 있다.
연장부재(120)는 본체(110)에 승강 가능하게 설치된다. 본 실시예에서 연장부재(120)는 본체(110)에 대해 승강 가능하게 설치된다. 일례로, 연장부재(120)는 컬럼(113)의 측면을 따라 승강할 수 있다. 나아가 연장부재(120)는 컬럼(113)과 연결되는 폰툰(111)의 측면을 따라 승강할 수 있다.
연장부재(120)가 본체(110)에 대해 승강하기 위한 구조는 도 2에 도시된 포치(140)의 승강 구조와 동일한 형태를 가질 수 있다.
연장부재(120)를 승강시키기 위한 승강구동부는 도 2에 도시된 승강구동부(150)와 동일한 형태를 가질 수 있다.
본 실시예에서, 텐던(130)이 지지되는 연장부재(120)의 승강 위치를 조절하여 텐던(130)의 장력이 설정값을 갖도록 한다. 이 경우, 본체(110)가 해저에 효과적으로 지지되고, 텐던(130)의 파손이 방지될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 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 포함된다고 할 것이다.
100 : 반잠수식 해양구조물
110 : 본체 111 : 폰툰
112 : 데크 113 : 컬럼
120 : 연장부재 130 : 텐던
140 : 포치 150 : 승강구동부
160 : 센서부 170 : 제어부

Claims (5)

  1. 반잠수식 본체;
    상기 본체를 해저에 대해 지지하는 복수의 텐던;
    상기 각 텐던을 상기 본체에 대해 지지하고, 상기 본체에 승강 가능하게 설치되는 복수의 포치; 및
    상기 각 포치를 승강시키기 위한 구동력을 제공하는 승강구동부를 포함하는, 반잠수식 해양구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 텐던의 장력을 측정하는 센서부; 및
    상기 센서부의 측정 결과를 기초로 상기 각 텐던의 장력이 설정값을 갖도록 상기 각 포치의 승강 위치를 조절하는 제어부를 더 포함하는, 반잠수식 해양구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 승강구동부는,
    승강구동원; 및
    상기 승강구동원의 구동력을 상기 포치 측으로 전달하는 전달부를 포함하는, 반잠수식 해양구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체에는 측 방향으로 연장되고 상호 이격 배치되는 복수의 연장부재가 형성되고,
    상기 각 연장부재에는 상기 복수의 포치 중 적어도 하나 이상이 설치되고,
    상기 각 연장부재는 상기 본체에 승강 가능하게 설치되고,
    상기 승강구동부는 상기 각 연장부재를 승강시키기 위한 구동력을 제공하는, 반잠수식 해양구조물.
  5. 제1항 내지 제4항에 있어서,
    상기 본체는,
    폰툰;
    상기 폰툰의 상측에 배치되는 데크; 및
    상기 데크를 상기 폰툰에 대해 지지하는 복수의 컬럼을 포함하는, 반잠수식 해양구조물.
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