KR20170021143A - 반잠수식 fpu를 재활용한 고정식 해양구조물, 설치방법 및 이를 가지는 해양플랜트 - Google Patents

반잠수식 fpu를 재활용한 고정식 해양구조물, 설치방법 및 이를 가지는 해양플랜트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 활용도가 떨어진 반잠수식 FPU(Floating Production Uint)를 중력식 구조물에 연결시켜 재사용할 수 있는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물, 설치방법에 관한 것으로, 원유 및 가스를 채굴하기 위한 반잠수식 FPU(Floating Production Uint)와, 상기 반잠수식 FPU를 연결시키는 중력식 구조물과, 상기 반잠수식 FPU와 중력식 구조물을 연결시킬 수 있도록 하는 연결수단을 포함한다.
또한, 본 발명은 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 설치방법으로서, 반잠수식 FPU(Floating Production Unit)를 미리 준비된 중력식 구조물 위치로 이동시키는 단계와, 상기 반잠수식 FPU를 밸러스트수를 이용하여 중력식 구조물 상부로 하강시키는 단계와, 상기 반잠수식 FPU를 중력식 구조물 상부의 구조물 컬럼에 안착시키는 단계를 포함한다.

Description

반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물, 설치방법 및 이를 가지는 해양플랜트{FIXED TYPE OFFSHORE STRUCTURE AND INSTALL METHOD FOR RECYCLING SEMI-SUBMERSIBLE FPU AND OFFSHORE PLANT HAVING THE SAME}
본 발명은 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물, 설치방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 활용도가 떨어진 반잠수식 FPU(Floating Production Uint)를 중력식 구조물에 연결시켜 재사용할 수 있는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물, 설치방법에 관한 것이다.
접근이 용이한 지역의 원유 및 가스가 고갈되어 감에 따라, 추크치해(Chukchi海), 보퍼트해(Beaufort海) 등 다량의 원유가 매장된 북극해에 대한 시추 및 탐사가 활발해지는 움직임을 보이고 있다.
그런데 북극해와 같은 극지에 고정식 원유 및 천연가스 시추설비를 설치하는 경우, 고정식 시추설비가 유빙과 충돌하여 파손되거나, 동절기에 해수의 동결에 의한 빙하중(氷荷重, Ice Load)의 증가로 고정식 시추설비 지지부가 좌굴(挫屈) 되는 등의 문제가 발생된다.
따라서, 극지에서는 고정식 시추설비를 사용하는 것이 부적절하다.
또한, 하나의 시추공에서 채굴할 수 있는 원유의 양이 많지 않은 소규모의 해상 유정에 고정식 시추설비를 설치하는 것은 비경제적이므로, 부유식 원유시추설비(FPU: Floating Production Unit)와 같은 부유식 시추설비를 사용한다.
그리고, 원유 채굴이 자체적으로 가능하고 이동이 자유로운 부유식 원유시추설비의 건조 및 사용도 증가되고 있는 추세이다.
그런데, FPU는 부유식 설비이므로, 바람, 파도 및 조류 등에 의한 환경하중(Environmental Loads)에 의해 일정 한 위치에 정지해 있기 어렵다.
따라서, 원유 또는 가스를 시추 또는 채굴하는 동안 FPU가 소정의 범위 내에 머물러 있도록 계류 시스템(Mooring System)을 사용하게 된다.
부유식 해양플랜트에서는 바다 위에서의 시추, 생산 등의 작업을 위해 해저 면에 계류 시스템(Mooring System)을 내려 플랜트의 위치를 고정시킨다.
이러한 계류 시스템 중 해양에서 많이 사용되는 방식에는 Spread Mooring(다점 계류), External Turret Mooring(외부 회전 계류), Internal Turret Mooring(내부 회전 계류)이 있다.
상기와 같은 부유식 원유시추설비(FPU)는 설계 수명이 다하거나, 주변 유정 개발을 모두 마쳐 활용도가 떨어지게 되면 폐선되거나, 그 용도를 달리하여 개조하는 경구가 많다.
이러한 경우 고가의 장비를 활용할 수 없게 된 뿐만 아니라 기존의 장비를 제거하고 새로운 용도로 개조하기 위해서 막대한 개조비용이 소요되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0067868호(2015.06.19.공개) 대한민국 공개실용신안공보 제20-2015-0000399호(2015.01.27.공개)
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 활용도가 떨어진 반잠수식 FPU의 생산장비를 그대로 활용하기 위해서 중력식 구조물과 조합하여 기존의 장비를 그대로 사용할 수 있는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물, 설치방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물로서, 원유 및 가스를 채굴하기 위한 반잠수식 FPU(Floating Production Uint)와, 상기 반잠수식 FPU를 연결시키는 중력식 구조물과, 상기 반잠수식 FPU와 중력식 구조물을 연결시킬 수 있도록 하는 연결수단을 포함할 수 있다.
상기 반잠수식 FPU는 부력을 형성하는 폰툰(pontoon)과, 상기 폰툰의 상부에 설치되는 복수개의 컬럼(column)과, 상기 컬럼 상부에 설치되는 상부갑판을 포함하되 상기 폰툰의 하부에 연결수단이 설치될 수 있도록 연결부가 형성될 수 있다.
상기 연결부는 중력식 구조물에 설치되는 각각의 구조물 컬럼이 연결될 수 있도록 복수개로 형성될 수 있다.
상기 중력식 구조물은 부력을 형성하는 구조물 폰툰과, 상기 구조물 폰툰의 상부에 적어도 하나 이상으로 설치되는 구조물 컬럼을 포함할 수 있다.
상기 중력식 구조물의 구조물 컬럼 상부에는 중력식 구조물과 반잠수식 FPU가 결합시 손상을 방지할 수 있도록 탄성베어링패드가 설치될 수 있다.
상기 연결수단은 중력식 구조물의 구조물 컬럼 외측부에 설치되는 제1스토퍼와, 상기 반잠수식 FPU의 폰툰에 설치되는 연결부의 내벽면에 설치되는 제2스토퍼와, 상기 제1스토퍼와 제2스토퍼 사이의 갭에 결합되는 간격컨트롤부재를 포함할 수 있다.
상기 제1스토퍼와 제2스토퍼는 구조물 컬럼 외측부와 연결부 내벽면에 적어도 하나 이상으로 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 설치방법으로서, 반잠수식 FPU(Floating Production Unit)를 미리 준비된 중력식 구조물 위치로 이동시키는 단계와, 상기 반잠수식 FPU를 밸러스트수를 이용하여 중력식 구조물 상부로 하강시키는 단계와, 상기 반잠수식 FPU를 중력식 구조물 상부의 구조물 컬럼에 안착시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 반잠수식 FPU를 중력식 구조물 상부에 안착시킨 다음 연결수단으로 중력식 구조물에 반잠수식 FPU를 연결시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 반잠수식 FPU를 중력식 구조물 상부의 구조물 컬럼에 안착시키는 단계에 있어, 상기 반잠수식 FPU의 밸러스트(Ballast)를 충분하게 두어 반잠수식 FPU가 상부로 들리지 않도록 한다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기한 활용도가 떨어진 반잠수식 FPU를 중력식 구조물의 상부에 연결시켜 고정식 해양구조물로 재사용할 수 있도록 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물을 가지는 해양플랜트를 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물에 의하면, 활용도가 떨어진 반잠수식 FPU를 중력식 구조물과 조합하여 재사용할 수 있게 되어 계류선 및 계류장비가 필요 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 반잠수식 FPU의 하부만 개조하면 됨으로써 적은 비용으로 시추장비를 이용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 반잠수식 FPU의 개조작업이 많지 않으므로 작업 유정으로 신속한 투입이 가능하며, 유정 개발이 완료되면 다른 유정으로 이동이 가능하기 때문에 지속적인 활용이 가능하게 되어 제품 및 작업의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 분리사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 결합 전 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 결합된 상태를 도시한 정면도이다.
도 4는 도 3의 "A"부 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 설치순서를 도시한 전개도이다.
도 6은 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 설치방법을 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 분리사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 결합 전 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 결합된 상태를 도시한 정면도이며, 도 4는 도 3의 "A"부 확대도이고, 도 5는 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 설치순서를 도시한 전개도이며, 도 6은 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 설치방법을 도시한 블록도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물로서, 반잠수식 FPU(Floating Production Unit)(100)와, 중력식 구조물(200)과, 연결수단(300)을 포함하게 된다.
상기 반잠수식 FPU(100)는 해상에 떠있으면서 원유 및 가스를 채굴하기 위한 것으로, 부력을 형성하면서 밸러스트에 따라 수선면(10)에 근접하거나 잠기게 되는 폰툰(pontoon,110)과, 상기 폰툰(110)의 상부에 설치되는 컬럼(120)과, 상기 컬럼(120) 상부에 설치되는 상부갑판(130)을 포함하게 된다.
상기 컬럼(120)은 폰툰(110)의 상부에 상부갑판(130)을 지지하기 위해 설치되며, 상기 상부갑판(130)을 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 복수개로 설치되어지게 된다.
즉, 상기 컬럼(120)은 폰툰(110)과 상부갑판(130) 사이의 각 모서리부에 설치되어 상부갑판(130)을 지지하게 된다.
한편, 상기 상부갑판(130)에는 시추를 위한 각종 장비들이 설치된다.
상기 폰툰(110)의 하부에는 하기에 설명된 연결수단(300)이 설치될 수 있도록 연결부(111)가 형성되어지게 된다.
이때, 상기 연결부(111)는 중력식 구조물(200)에 설치되는 각각의 구조물 컬럼(220)이 장입되면서 연결될 수 있도록 복수개로 형성되어지게 된다.
즉, 상기 중력식 구조물(200)에 설치되는 구조물 컬럼(220)의 갯수 만큼 연결부(111)를 설치하게 되어 각각의 구조물 컬럼(220) 전체가 연결부(111)에 장입될 수 있도록 한다.
상기 중력식 구조물(200)은 반잠수식 FPU(100)의 하부에 설치되어 반잠수식 FPU(100)를 연결시키게 된다.
상기 중력식 구조물(200)은 부력을 형성하는 구조물 폰툰(210)과, 상기 구조물 폰툰(210)의 상부에 설치되는 구조물 컬럼(220)을 포함하게 된다.
이때, 상기 구조물 컬럼(220)은 구조물 폰툰(210)의 상부에 일정 간격을 두고 적어도 하나 이상으로 설치되어지게 된다.
상기 중력식 구조물(200)의 구조물 컬럼(220) 상부에는 중력식 구조물(200)과 반잠수식 FPU(100)가 결합 시 손상을 방지할 수 있도록 탄성베어링패드(230)가 설치되어지게 된다.
이에 상기 반잠수식 FPU(100)가 중력식 구조물(200)에 결합되어질 때 상기 중력식 구조물(200)의 구조물 컬럼(220)이 연결부(111)에 장입되면서 탄성베어링패드(230)에 의해 탄성적으로 결합되어 구조물의 손상을 방지할 수 있게 된다.
상기의 탄성베어링패드(230)는 중력식 구조물(200)에 반잠수식 FPU(100)가 손상 없이 안정적으로 결합될 수 있도록 중력식 구조물(200)의 구조물 컬럼(220) 각각에 설치되어지게 된다.
상기 연결수단(300)은 중력식 구조물(200) 상부에 결합되는 반잠수식 FPU(100)를 연결시키게 된다.
상기 연결수단(300)은 중력식 구조물(200)의 구조물 컬럼(220) 외측 상부에 설치되는 제1스토퍼(310)와, 상기 반잠수식 FPU(100)의 폰툰(110) 하부에 설치되는 연결부(111)의 내벽면에 설치되는 제2스토퍼(311)를 포함하게 된다.
상기 제1스토퍼(310)는 중력식 구조물(200)의 구조물 컬럼(220) 외측부에 적어도 하나 이상으로 설치되어지게 된다.
상기 제2스토퍼(311)는 연결부(111)의 내벽면에 적어도 하나 이상으로 설치되어지게 된다.
즉, 상기 제1스토퍼(310)와 제2스토퍼(311)가 중력식 구조물(200)의 구조물 컬럼(220)과 연결부(111)에 동일한 위치로 설치되어짐으로써 중력식 구조물(200)에 반잠수식 FPU(100)의 견고한 고정이 가능하게 된다.
또한, 상기 제1스토퍼(310)와 제2스토퍼(311) 사이의 결합 포인트에 갭(gap,321)이 형성되어 상기 갭(321)에 대한 컨트롤이 가능하도록 간격컨트롤부재(320)가 갭(321)에 결합되어지게 된다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물을 설치하는 방법은, 반잠수식 FPU(100)를 미리 준비된 중력식 구조물(200) 위치로 이동시키는 단계(S100)와, 상기 반잠수식 FPU(100)를 중력식 구조물(200) 위치로 이동되면 반잠수식 FPU(100)를 밸러스트수(Ballast water)를 이용하여 중력식 구조물(200) 상부로 하강시키는 단계(S200)와, 상기 반잠수식 FPU(100)를 중력식 구조물(200) 상부의 구조물 컬럼(220)에 안착시키는 단계(S300)를 포함하게 된다.
또한, 상기 반잠수식 FPU(100)를 중력식 구조물(200) 상부에 안착시킨 상태에서 상기 연결부(111)와 구조물 컬럼(220)에 설치되는 연결수단(300)으로 중력식 구조물(200)에 반잠수식 FPU(100)를 연결시키는 단계(S400)를 더 포함하게 된다.
그리고, 상기 반잠수식 FPU(100)를 중력식 구조물(200) 상부의 구조물 컬럼(220)에 안착시키는 단계(S300)에 있어, 상기 반잠수식 FPU(100)의 밸러스트(Ballast)를 충분하게 두어 중력식 구조물(200)로부터 반잠수식 FPU(100)가 상부로 들리지 않도록 하게 된다.
이에 상기 반잠수식 FPU(100)의 설계 수명이 다하거나 활용도가 떨어지면 상기 반잠수식 FPU(100)를 폐선시키지 않고 중력식 구조물(200)의 위치로 이동시키고 밸러스트수를 조절하여 상기 반잠수식 FPU(100)를 중력식 구조물(200) 상부로 결합시킨 다음 연결수단(300)으로 연결시켜 반잠수식 FPU(100)를 재활용하면서 고정식 해양구조물로 재사용할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 전술한 설계 수명이 다하거나 주변 유정 개발을 모두 마치고 난 활용도가 떨어진 반잠수식 FPU(100)를 폐선시키지 않고 중력식 구조물(200)의 상부에 연결시켜 기존의 장비를 그대로 활용할 수 있도록 하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물을 가지는 해양플랜트에 적용되어지게 된다.
즉, 상기 반잠수식 FPU(100)의 폰툰(110) 하부에 연결부(111)를 형성하여 개조하고 상기 반잠수식 FPU(100)를 중력식 구조물(200) 상부로 연결시킬 때 중력식 구조물(200)의 구조물 컬럼(220)이 연결부(111)로 결합되며 구조물 컬럼(220)과 연결부(111)에 연결수단(300)을 설치하여 상기 연결수단(300)에 의해 중력식 구조물(200) 상부에 연결되는 반잠수식 FPU(100)가 중력식 구조물(200)과 고정되면서 반잠수식 FPU(100)를 다시 재사용할 수 있는 모든 해양플랜트에 적용할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물의 작용상태를 살펴보면 아래와 같다.
상기 반잠수식 FPU(100)의 설계 수명이 다하거나 주변 유정 개발을 모두 마쳐서 활용도가 떨어지게 되면 상기 반잠수식 FPU(100)를 중력식 구조물(200) 위치로 이동시키게 된다.
그리고, 상기 반잠수식 FPU(100)를 밸러스트수(Ballast water)를 이용하여 중력식 구조물(200) 상부로 하강시켜 중력식 구조물(200) 상부에 반잠수식 FPU(100)를 연결시키게 된다.
또한, 상기 중력식 구조물(200) 상부에 반잠수식 FPU(100)가 연결되면 상기 연결수단(300)으로 중력식 구조물(200)과 반잠수식 FPU(100)를 고정시키게 된다.
이와 같이, 활용도가 떨어진 반잠수식 FPU(100)를 중력식 구조물(200)에 연결시키게 되어 상기 반잠수식 FPU(100)를 그대로 다시 재사용할 수 있게 된다.
이와 함께. 본 발명은 활용도가 떨어진 반잠수식 FPU(100)의 하부만 일부 개조하여 중력식 구조물(200)과 조합하여 재사용할 수 있어 적은 비용으로 시추장비를 이용할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 : 반잠수식 구조물 110 : 폰툰
111 : 연결부 120 : 컬럼
130 : 상부갑판 200 : 중려식 구조물
210 : 구조물 폰툰 220 : 구조물 컬럼
230 : 탄성베어링패드 300 : 연결수단
310 : 제1스토퍼 311 : 제2스토퍼
320 : 간격컨트롤부재 321 : 갭

Claims (11)

  1. 원유 및 가스를 채굴하기 위한 반잠수식 FPU(Floating Production Unit);
    상기 반잠수식 FPU를 연결시키는 중력식 구조물; 및
    상기 반잠수식 FPU와 중력식 구조물을 연결시킬 수 있도록 하는 연결수단;
    을 포함하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반잠수식 FPU는 부력을 형성하는 폰툰(pontoon)과, 상기 폰툰의 상부에 설치되는 복수개의 컬럼(column)과, 상기 컬럼 상부에 설치되는 상부갑판을 포함하되 상기 폰툰의 하부에 연결수단이 설치될 수 있도록 연결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결부는 중력식 구조물에 설치되는 각각의 구조물 컬럼이 연결될 수 있도록 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중력식 구조물은 부력을 형성하는 구조물 폰툰과, 상기 구조물 폰툰의 상부에 적어도 하나 이상으로 설치되는 구조물 컬럼을 포함하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 중력식 구조물의 구조물 컬럼 상부에는 중력식 구조물과 반잠수식 FPU가 결합 시 손상을 방지할 수 있도록 탄성베어링패드가 설치되는 것을 특징으로 하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결수단은,
    상기 중력식 구조물의 구조물 컬럼 외측 상부에 설치되는 제1스토퍼;
    상기 반잠수식 FPU의 폰툰에 설치되는 연결부의 내벽면에 설치되는 제2스토퍼; 및
    상기 제1스토퍼와 제2스토퍼 사이의 갭에 결합되는 간격컨트롤부재;
    를 포함하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1스토퍼와 제2스토퍼는 구조물 컬럼 외측부와 연결부 내벽면에 적어도 하나 이상으로 설치되는 것을 특징으로 하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물.
  8. 반잠수식 FPU(Floating Production Unit)를 미리 준비된 중력식 구조물 위치로 이동시키는 단계;
    상기 반잠수식 FPU를 밸러스트수를 이용하여 중력식 구조물 상부로 하강시키는 단계; 및
    상기 반잠수식 FPU를 중력식 구조물 상부의 구조물 컬럼에 안착시키는 단계;
    를 포함하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물 설치방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반잠수식 FPU를 중력식 구조물 상부에 안착시킨 다음 연결수단으로 중력식 구조물에 반잠수식 FPU를 연결시키는 단계를 더 포함하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물 설치방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 반잠수식 FPU를 중력식 구조물 상부의 구조물 컬럼에 안착시키는 단계에 있어, 상기 반잠수식 FPU의 밸러스트를 충분하게 두어 반잠수식 FPU가 상부로 들리지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물 설치방법.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 활용도가 떨어진 반잠수식 FPU를 중력식 구조물과 조합하여 재활용할 수 있는 반잠수식 FPU를 재활용한 고정식 해양구조물을 가지는 해양플랜트.
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WO2018214334A1 (zh) * 2017-05-25 2018-11-29 广船国际有限公司 一种半潜船浮箱水上吊装定位方法

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