KR20200073526A - 해양 구조물 - Google Patents

Abstract

해양 구조물이 개시된다. 해양 구조물은, 하부 구조물, 하부 구조물의 상부에 위치하는 상부 구조물 및 하부 구조물과 상부 구조물의 사이에 위치되어 상부 구조물을 지지하는 컬럼부를 포함하는 본체, 본체에 제공되고, 본체를 계류시키기 위한 체인과 페어리드 유닛을 포함하는 계류 장치 및 상부 구조물 내에 제공되고, 체인을 격납하기 위한 공간을 가지는 체인 로커를 포함하되, 페어리드 유닛은, 이동 가능한 구조로 제공된다.

Description

해양 구조물{OFFSHORE STRUCTURE}

본 발명은 해양 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해양 구조물의 계류를 위한 체인 및 페어리드 유닛을 구비한 해양 구조물에 관한 것이다.

심해에서 운용하는 반잠수식 해양 구조물은 체인과 앵커에 의해 일정 해역에서 계류된 상태에서 시추 등의 작업을 수행할 수 있다. 체인은 컬럼부(Column)의 상부에 위치하는 winch/windlass 시스템 및 컬럼부의 하부에 위치하는 페어리드(Fairlead)에 의해 적절한 초기 장력이 유지되도록 한다. 반잠수식 해양 구조물은 본선에 체인을 저장할 수 있는 체인 로커(chain locker)가 구비되어 있으며, 수백 미터 이상의 수심을 갖는 심해에서 작업시 체인을 격납하기 위해 본선 공간의 상당 부분을 체인 로커로 할당해야 한다. 이러한 체인 로커는 컬럼부의 하부 내에 형성되는데, 큰 규모의 체인 로커는 본선의 공간 활용도를 떨어뜨리는 요인이 된다.

또한, 심해에서 작업하는 해양 구조물의 경우 체인의 길이 및 무게가 상당하므로, 페어리드에 지속적으로 큰 하중이 작용하여, 페어리드에 피로 파괴(Fatigue Fracture)가 발생하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 페어리드가 이동 가능한 해양 구조물을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 구조물은, 하부 구조물, 상기 하부 구조물의 상부에 위치하는 상부 구조물 및 상기 하부 구조물과 상기 상부 구조물의 사이에 위치되어 상기 상부 구조물을 지지하는 컬럼부를 포함하는 본체, 상기 본체에 제공되고, 상기 본체를 계류시키기 위한 체인과 페어리드 유닛을 포함하는 계류 장치 및 상기 상부 구조물 내에 제공되고, 상기 체인을 격납하기 위한 공간을 가지는 체인 로커를 포함하되, 상기 페어리드 유닛은, 이동 가능한 구조로 제공된다.

여기서, 상기 페어리드 유닛은, 상기 체인의 이동 방향을 전환하는 페어리드부 및 상기 페어리드부를 상기 컬럼부의 길이 방향과 수직인 방향으로 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 구동부는, 상기 컬럼부 내에 제공될 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 컬럼부의 외부에 돌출되어 제공될 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 유압 펌프로 제공될 수 있다.

또한, 상기 페어리드 유닛은, 상기 페어리드부에 작용하는 하중을 측정하는 측정부 및 상기 측정부에서 측정된 하중에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 측정부에서 측정된 하중이 기설정된 허용 범위를 벗어나는 경우, 상기 측정된 하중에 대응되는 거리만큼 상기 페어리드부를 이동시킬 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 페어리드 유닛이 이동 가능한 구조로 제공되어, 페어리드 유닛에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 구조물의 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1에서 A-A' 선에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 페어리드 유닛을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 페어리드 유닛을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 페어리드 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 페어리드 유닛의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

종래의 해양 구조물의 경우 체인의 길이 및 무게가 상당하여 페어리드에 지속적으로 큰 하중이 작용하여, 페어리드에 피로 파괴(Fatigue Fracture)가 발생하는 문제가 있었는데, 본 발명은 페어리드 유닛을 이동 가능한 구조로 제공하여 페어리드에 작용하는 하중을 줄일 수 있으며, 특히, 페어리드부가 컬럼부의 길이 방향과 수직인 방향으로 이동하여 페어리드에 작용하는 하중을 효과적으로 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 구조물의 개략적인 측면도이다. 도 2는 도 1에서 A-A' 선에 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 구조물(100)은 본체(110), 계류 장치(120) 및 체인 로커(130)를 포함한다.

본체(110)는 하부 구조물(112), 하부 구조물(112)의 상부에 위치하는 상부 구조물(114) 및 하부 구조물(112)과 상부 구조물(114) 사이에 위치되어 상부 구조물을 지지하는 컬럼부(116)를 포함한다.

하부 구조물(112)은 해수 중에 배치되어 상부 구조물(114)을 해상에 부유시키기 부력을 제공하는 폰툰(pontoon)을 구비할 수 있다.

상부 구조물(114)에는 해양 구조물(100)의 목적 및 용도 등에 따라 시추 등의 작업을 위한 각종 설비들이 제공될 수 있다. 예컨대, 상부 구조물(114)에는 원유, 가스, 해저광물 등의 탐사, 채취, 저장, 가공, 수송 등을 위한 설비, 원유 등의 탐사를 위한 시추 설비, 원유 등의 가공을 위한 정제 설비, 가스 등의 재기화 설비, 해상 자원의 저장이나 수송을 위한 터미널 설비 등이 탑재될 수 있다. 또한, 상부 구조물(114)에는 체인(122)을 저장할 수 있는 체인 로커(130)가 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 구조물(100)은 체인 로커(130)가 하부 구조물(112)이 아닌 상부 구조물(114)에 설치되어, 본체(110)의 공간 활용도를 높일 수 있다.

컬럼부(116)는 하부 구조물(112)과 상부 구조물(114)을 연결하는 구조물로, 상하 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 컬럼부(116)는 하부 구조물(112)을 구성하는 폰툰의 길이 방향을 따라 복수 개 마련될 수 있다. 컬럼부(116)의 개수는 해양 구조물의 규모 등에 따라 다양하게 증감 변동될 수 있으며, 컬럼부(116)의 단면 형상은 원형이나 다각형 등 다양하게 변형될 수 있다.

계류 장치(120)는 본체(110)를 계류시키기 위한 체인(122), 앵커(124), 양묘기(126) 및 페어리드 유닛(140)을 포함할 수 있다. 체인(122)은 체인 통로를 통해 체인 로커(130)로부터 양묘기(126)로 연장되며, 양묘기(126)는 체인(122)을 구동하여 체인(122)과 연결된 앵커(124)를 내리거나 감아 올릴 수 있다. 페어리드 유닛(140)은 체인의 이동 방향을 전환하는 페어리드부(142) 및 페어리드부(142)를 컬럼부(116)의 길이 방향과 수직인 방향(좌우 방향)으로 이동시키는 구동부(144)를 포함할 수 있다. 페어리드 유닛(140)은 구동부(144)에 의해 컬럼부(116)의 길이 방향과 수직인 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라, 페어리드 유닛(140)에 가해지는 하중을 감소시켜 피로 파괴를 방지할 수 있다. 계류 장치(120)는 본체(110)의 규모나 형상 등에 따라 본체(110)에 하나 또는 복수 개로 제공될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 페어리드 유닛을 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 페어리드 유닛(140)은 페어리드부(142)에 의해 체인(122)의 이동 방향을 전환하며, 구동부(144)는 페어리드부(142)를 컬럼부(116)의 길이 방향과 수직인 방향으로 이동시킬 수 있다. 구동부(144)는 컬럼부(116) 내에 제공될 수 있으며, 유압 펌프로 제공될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 페어리드 유닛(140)은 일정한 범위 내의 하중에서는 페어리드부(142)가 컬럼부(116)에 밀착하여 위치하여, 체인(122)이 페어리드부(142)에 접촉하기 전에 수직으로 이동하므로, 페어리드부(142)의 구동에 안정성을 확보할 수 있으며, 일정한 범위를 벗어나는 하중이 페어리드부(142)에 작용하는 경우에는 구동부(144)에 의해 페어리드부(142)를 컬럼부(116)의 길이 방향과 수직인 방향으로 이동시켜 페어리드부(142)에 작용하는 하중을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 페어리드부(142)의 피로 파괴를 방지할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 페어리드 유닛을 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 페어리드 유닛(140)은 페어리드부(142)와 구동부(144)가 모두 컬럼부(116)의 외부에 돌출되어 제공되며, 페어리드부(142)에 작용하는 하중에 따라 구동부(144)를 구동하여 페어리드부(142)를 컬럼부(116)의 길이 방향과 수직인 방향으로 이동시킬 수 있다. 페어리드 유닛(140)은 페어리드부(142)에 작용하는 하중을 감지하여, 페어리드부(142)에 작용하는 하중이 일정 범위 이내인 경우 구동부(144)를 구동하지 않고, 페어리드부(142)에 작용하는 하중이 일정 범위를 벗어나는 경우에만 구동부(144)를 구동하여 페어리드부(142)를 컬럼부(116)의 길이 방향과 수직인 방향으로 이동시켜 페어리드부(142)에 작용하는 하중을 감소시킬 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 페어리드 유닛(140)은 페어리드부(142)에 작용하는 하중을 측정하는 측정부(146) 및 측정부(146)에서 측정된 하중에 기초하여 구동부(144)를 제어하는 제어부(148)를 포함할 수 있다. 제어부(148)는 측정부(146)에서 측정된 하중이 기설정된 허용 범위 내인 경우 구동부(144)를 구동하지 않으며, 측정부(146)에서 측정된 하중이 기설정된 허용 범위를 벗어나는 경우 구동부(144)를 구동하여 측정부(146)에서 측정된 하중에 대응되는 거리만큼 페어리드부(142)를 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 페어리드 유닛(140)은 측정부(146)에서 페어리드부(142)에 작용하는 하중을 측정하고, 측정된 하중이 기설정된 허용 범위를 벗어나는 경우에만 구동부(144)를 구동하여 페어리드부(142)를 컬럼부(116)의 길이 방향과 수직인 방향으로 이동시키며, 측정부(146)에서 측정된 하중에 대응되는 거리만큼 페어리드부(142)를 이동시키므로, 페어리드 유닛(140)의 구동 안정성을 확보하면서 페어리드 유닛(140)의 피로 파괴를 효과적으로 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 페어리드 유닛의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 우선, 페어리드부에 작용하는 하중을 측정한다(S810). 이어서, 측정된 하중이 기설정된 허용 범위 내인지 여부를 판단한 후(S820), 측정된 하중이 허용 범위 내인 경우(S820:Y), 페어리드 유닛의 동작을 종료하고, 측정된 하중이 허용 범위를 벗어나는 경우(S820:N), 측정된 하중에 대응되는 거리만큼 페어리드부를 이동시킨다(S830).

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 페어리드 유닛이 이동 가능한 구조로 제공되어, 페어리드 유닛에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있다.

전술한 페어리드 유닛의 동작 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 장치 등이 있다.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

100: 해양 구조물 110: 본체
112: 하부 구조물 114: 상부 구조물
116: 컬럼부 120: 계류 장치
122: 체인 124: 앵커
126: 양묘기 130: 체인 로커
140: 페어리드 유닛 142: 페어리드부
144: 구동부 146: 측정부
148: 제어부

Claims (6)

1. 하부 구조물, 상기 하부 구조물의 상부에 위치하는 상부 구조물 및 상기 하부 구조물과 상기 상부 구조물의 사이에 위치되어 상기 상부 구조물을 지지하는 컬럼부를 포함하는 본체;
   상기 본체에 제공되고, 상기 본체를 계류시키기 위한 체인과 페어리드 유닛을 포함하는 계류 장치; 및
   상기 상부 구조물 내에 제공되고, 상기 체인을 격납하기 위한 공간을 가지는 체인 로커;를 포함하되,
   상기 페어리드 유닛은, 이동 가능한 구조로 제공되는 해양 구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 페어리드 유닛은,
   상기 체인의 이동 방향을 전환하는 페어리드부; 및
   상기 페어리드부를 상기 컬럼부의 길이 방향과 수직인 방향으로 이동시키는 구동부;를 포함하는 해양 구조물.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동부는, 상기 컬럼부 내에 제공되는 해양 구조물.
4. 제2항에 있어서,
   상기 구동부는, 상기 컬럼부의 외부에 돌출되어 제공되는 해양 구조물.
5. 제2항에 있어서,
   상기 페어리드 유닛은,
   상기 페어리드부에 작용하는 하중을 측정하는 측정부; 및
   상기 측정부에서 측정된 하중에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 해양 구조물.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 측정부에서 측정된 하중이 기설정된 허용 범위를 벗어나는 경우, 상기 측정된 하중에 대응되는 거리만큼 상기 페어리드부를 이동시키는 해양 구조물.
   
   

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