KR20210082125A - 부유 시추기 - Google Patents

Abstract

부유 시추기는 선체, 주 갑판, 주 갑판으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 상측 원통형 측면 부분, 상측 절두 원추형 측면 부분, 원통형 목 부분, 원통형 목 부분으로부터 연장되어 있는 하측 타원형 부분, 및 바닥 표면의 외부의 하외측 부분에 고정되는 핀(fin)형 부속물을 갖는다. 상측 절두 원추형 측면 부분은 상측 원통형 측면 부분의 아래쪽에 위치되며 또한 부유 시추기의 운반 깊이에 대해 수선 위쪽에 유지되고 또한 부유 시추기의 작업 깊이에 대해서는 부분적으로 수선 아래쪽에 유지된다.

Description

부유 시추기

본 실시예는 일반적으로 부유 시추기, 특히, 부유 시추, 생산, 저장 및 하역(FDPSO) 선박을 위한 선체 설계 및 하역 시스템에 관한 것이다.

하운(Haun)에게 허여되어 있고 참조로 관련되어 있는 미국 특허 6,761,508("'508 특허")는 본 발명과 관련 있고, 심수 오일 및/또는 가스 생산과 같은 근해 에너지 시스템의 개발에 관한 이하의 배경 정보를 제공한다. 수중 웰(well)과 호스트 플랫폼 사이에서 긴 유동 라인, 파워 케이블 및 제어 엄빌리컬(umbilical)이 자주 요구된다. 연장된 길이는 에너지 손실, 압력 강하 및 생산의 어려움을 준다. 심수용 구조물의 비용은 높고, 또한 그 구조물이 제작되는 외국 장소로 인해 비용이 자주 증가된다. 심수 근해 작업과 관련된 다른 어려움은, 특히 탱크 내의 액체 역학과 관련된 경우에 사람과 효율에 영향을 주는 부유 선박 운동으로 인해 생긴다. 근해 석유 화학 작업과 관련된 주요 운동 관련 문제는 대형 수평 선박에서 일어나는데, 이러한 선박에서는 액위(liquid level)가 진동하고 잘못된 신호를 액위 기구에 제공하여, 처리의 중단 및 작업에 대한 전체적인 비효율을 야기하게 된다.

계류되는 부유 선박의 운동 특성을 개선하기 위해 수정될 수 있는 주 요소는 흘수, 수면 면적 및 드래프트 변화율, 무게 중심(CG)의 위치, 작은 진폭의 롤(roll) 및 피칭(pitching) 운동이 일어나는 경심(metacentric) 높이, 바람, 조류 및 파도가 작용하는 전방 면적과 형상, 계류 요소로서 작용하면서 해저와 접촉하는 파이프 및 케이블의 시스템 응답, 및 추가 질량과 감쇠의 유체역학적 파라미터이다.

후자의 값은, 부유 선박의 상세한 특징부 및 부속물에 대해 적분되고 동시에 포텐셜 소스 강도에 대해 풀어지는 포텐셜 유동 방정식의 복잡한 해로 결정된다.

여기서, 추가 질량 및/또는 감쇠가 특정한 조건에 대해 "조정"될 수 있게 해주는 특징부의 추가에 의해, 원하는 특성을 제공하기 위해 여러 특징부가 조합적으로 또는 더 바람직하게는 독립적으로 수정될 수 있을 필요가 있다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 선박이 수직 축 대칭성을 갖는 경우에 최적화가 크게 단순화되며, 그 수직 축 대칭성으로 인해 6개의 운동 자유도가 4개로 줄어든다(즉, 롤=피치=추 운동, 흔들림=서지(surge)=횡방향 운동, 요(yaw)=회전 운동, 및 상하 요동=수직 방향 운동).

유체역학적 설계 특징부들이 분리되어 공정을 선형화하고 또한 이상적인 해결책 연구를 용이하게 할 수 있다면 최적화가 더 단순화된다.

'508 특허는, 개선된 유체역학적 특성을 가지며 또한 연장된 깊이에서 계류하여 깊은 물에서 위성 플랫폼을 제공하여 수중 트리(tree)에서 플랫폼 시설까지 이르는 유동라인, 케이블 및 엄빌리컬을 더 짧게 할 수 있는 근해 부유 시설을 제공한다. 그 설계는 후퇴 가능한 중심 어셈블리를 포함하며, 이 어셈블리는 유체역학적 사항을 향상시키는 특징부를 포함하고 또한 양과 크기에 있어 수직 분리기의 통합적 사용을 가능하게 하여 개별적인 전시간 웰 유동 모니터링 및 연장된 유지.시간에 대한 가능성을 제공한다.

'508 특허에 설명되어 있는 선박의 주 특징부는 선체 내의 후퇴 가능한 중심 어셈블리인데, 이는 현장에서 상승 또는 하강될 수 있어 얕은 영역에서의 이동을 가능하게 해준다. 후퇴 가능한 중심 어셈블리는 피치 운동 감쇠 수단, 선택적인 밸러스트의 포함, 저장, 수직 압력 또는 저장 용기를 위한 큰 부피의 공간, 또는 추가 지원 선박에 대한 필요 없이 다이빙 또는 원격 작동식 차량(ROV) 비디오 작업을 전개하기 위한 중심 위치 문 풀(moon pool)을 제공한다.

'508 특허에 설명되어 있는 선박의 유체역학적 운동 개선은, 기본적인 선체 구성; 선체 기부에 있는 연장된 스커드 및 반경 방향 핀(fin); 기부 및 중간 장착 유체역학적 스커트와 핀을 갖는 후퇴 가능한 중심 부분을 연장하는 중심 어셈블리(현장에서 하강됨)(분리기의 질량이 선체 갑판 아래에 있음으로 해서 무게 중심이 낮아짐)에 의해, 또한 및 강 카테나리 라이저(catenary riser), 케이블, 엄빌리컬 및 계류 라인을 무게 중심 근처에서 선체 기부에 부착함으로써 제공된다. 언급된 특징부는 선박 안정성을 개선하고, 증가된 추가 질량 및 감쇠를 제공하며, 이로써 환경적인 부하 하에서 시스템의 전체적인 응답이 개선된다.

'508 특허에 설명되어 있는 선박의 선체의 평면도는 육각 형상을 보여준다. 미국 특허 출원 공보 2009/0126616(발명자로서 스리니바산(Srinivasan)을 두고 있음)에는, 평면도에서 볼 때 오각형 선체를 갖는 부유 시추기가 나타나 있다.

청구 범위에서 스리니바산의 부유 시추기는, 얼음 판을 자르고 얼음에 저항하고 그것을 깨고 또한 얼음 압력 리지(ridge)를 선박으로부터 멀어지게 이동시키는 예리한 코너를 갖는 다각형 외부 측벽 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.

스메달(Smedal) 등에게 허여되어 있고 참조로 관련되어 있는 미극 특허 6,945,736("'736 특허")는, 평평한 바닥 및 원형 단면을 갖는 원통의 형상을 갖는 반잠수형 플랫폼 본체로 이루어진 시추 및 생산 플랫폼에 관한 것이다.

'736 특허의 선박은 실린더의 하측 부분에서 주변 원형 절취부 또는 오목부를 가지며, 그 특허의 진술에 따르면, 설계에 의해 피칭 및 롤링 운동이 감소 된다. 부유 시추기는 생산 라이저에 연결될 수 있고 또한 일반적으로 폭풍 조건에서도 안정적일 필요가 있으므로, 선박 선체 설계의 개선에 대한 필요성이 남아 있다.

또한, 부유 시추기로부터 생산물을 선박 또는 유조선에 하역하는 일의 개선에 대한 필요성이 있고, 그 선박 또는 유조선은 생산물을 부유 시추기로부터 육상 시설에 운반하게 된다.

하역 시스템의 일부분으로서, 카테나리 앵커 레그 계류(CALM) 부표가 일반적으로 부유 시추기 근처에 정착된다. 햄프톤(Hampton)에게 허여된 미국 특허 5,065,687은 하역 시스템에 있는 부표의 예를 제공하며, 그 부표는 근처의 하역 시추기로부터 최소의 거리를 제공하도록 해저에 정착된다.

이 예에서, 한 쌍의 케이블이 부표를 부유 시추기에 부착하며, 하역 호스가 부유 시추기로부터 부표까지 연장되어 있다. 유조선이 부표에 임시로 계류되며, 부표를 통해 연결되는 호스를 통해 부유 시추기로부터 생산물을 받기 위해 호스가 유조선으로부터 부표까지 연장된다. 상당한 풍속을 갖는 폭풍과 같은 나쁜 날씨 조건이 하역 작업 동안에 생기면, 유조선에 작용하는 바람 및 조류의 힘에 의한 그 유조선의 움직임으로 인해 문제가 일어날 수 있다. 따라서, 일반적으로 부유 시추기에 저장되어 있는 생산물을 유조선에 전달하는데 사용되는 하역 시스템의 개선에 대한 필요성이 또한 있다.

다양한 실시예는 부유 시추기를 제공하고, 이 부유 시추기는, (a) 선체 평면도에서 볼 때 원형 또는 다각형이며, (ⅰ) 바닥 표면; (ⅱ) 정상 갑판 표면; 및 (ⅲ) 상기 바닥 표면과 정상 갑판 표면 사이에 결합하는 적어도 2개의 연결된 부분을 포함하는 선체(hull)(적어도 2개의 연결된 부분은 직렬로 연결되고 또한 수직 축선에 대해 대칭적으로 구성되어 있으며, 연결된 부분 중의 하나는 상기 정상 갑판 표면으로부터 아래쪽으로 상기 바닥 표면 쪽으로 연장되어 있고, 적어도 2개의 연결된 부분은, (1) 프로파일도 또는 단면도에서 볼 때 정상 갑판 부분으로부터 연장되어 있는 경사진 측면을 갖는 상측 부분; (2) 프로파일도에서 볼 때 원통형 목 부분; 및 (3) 프로파일도에서 볼 때 상기 원통형 목 부분으로부터 연장되어 있는 경사진 측면을 갖는 하측 원추형 부분 중의 적어도 2개를 가짐); 및 (b) 상기 바닥 표면 쪽으로 경사져 있는 상측 핀 표면을 가지며 선체에 고정되고 또한 그 선체로부터 연장되어 있는 적어도 하나의 연장 핀(fin)을 포함하고, 적어도 하나의 연장 핀은 선형 및 이차(quadratic) 감쇠를 통해 유체역학적 성능을 제공하도록 구성되어 있고, 또한 선체는 선체에 대한 선형 및 이차 감쇠를 통해 개선된 유체역학적 성능을 갖는 추가 질량을 제공하며, 부유 시추기는 피치, 롤 및 상하 요동을 제어하기 위해 후퇴 가능한 중심 칼럼을 필요로 하지 않는다.

아래에 주어지는 예시적인 실시예에 대한 상세한 설명을 첨부 도면과 함께 고려하면 본 발명을 더 잘 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부유 시추기 및 이 부유 시추기에 계류되어 있는 유조선의 상평면도이다.
도 2는 도 1의 부유 시추기의 측면도이다.
도 3은 도 2에 나타나 있는 부유 시추기의 측면도의 확대 상세 버젼이다.
도 4는 도 1에 나타나 있는 부유 시추기의 상평면도의 확대 상세 버젼이다.
도 5는 본 발명에 따른 부유 시추기를 위한 선체의 대안적인 실시예의 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 부유 시추기를 위한 선체의 대안적인 실시예의 측면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 부유 시추기의 대안적인 실시예의 측면도로, 부유 시추기의 선체를 통과하는 보어에 수용되어 있는 중심 칼럼을 나타낸다.
도 8은 8-8 선을 따라 본 도 7의 중심 칼럼의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른, 중심 칼럼의 대안적인 실시예를 나타내는 도 7의 부유 시추기의 측면도이다.
도 10은 10-10 선을 따라 본 도 9의 중심 칼럼의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른, 도 9의 10-10 선을 따라 본 중심 칼럼 및 매스 트랩의 대안적인 실시예이다.
도 12는 본 발명에 따른 가동 밧줄 연결부의 상평면도이다.
도 13은 13-13 선을 따라 본 부분 단면으로 나타낸 도 12의 가동 밧줄 연결부의 측면도이다.
도 14는 14-14 선을 따라 본 부분 단면으로 나타낸 도 13의 가동 밧줄 연결부의 측면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 선박의 측면도이다.
도 16은 16-16 선을 따라 본 도 15의 선박의 단면도이다.
도 17은 단면으로 나타나 있는 도 15의 측면도이다.
도 18은 도 17의 18-18 선을 따라 본 도 17의 선박의 단면도이다.
도 19는 부양 구조물의 사시도이다.
도 20은 부양 구조물의 선체의 수직 프로파일도 도이다.
도 21은 작업 깊이에 있는 부유 부양 구조물의 확대 사시도이다.
도 22는 동적 가동 텐더링 기구 중 하나의 상승 사시도이다.
도 23은 부양 구조물의 선체에 있는 Y-형 터널의 상면도이다.
도 24는 원통형 목부를 갖는 부양 구조물의 측면도이다.
도 25는 원통형 목부를 갖는 부양 구조물의 상세도이다.
도 26은 운반 구성으로 있는 원통형 목부를 갖는 부양 구조물의 절취도이다.
본 실시예는 열거된 도를 참조하여 아래에서 상세히 설명된다.

본 장치를 상세히 설명하기 전에, 본 장치는 특정한 실시예에 한정되지 않고 다양한 방식으로 실시되거나 실행될 수 있음을 이해할 것이다.

여기서 개시되는 특정한 구조적 및 기능적 상세 내용은 한정적인 것으로 해석되어서는 안 되고, 단지 청구 범위의 기초 및 본 발명을 다양하게 사용할 수 있도록 당업자를 가르쳐 주기 위한 대표적인 기초로서 해석되어야 한다.

본 발명은 여러 개의 대안적인 선체 설계, 여러 개의 대안적인 중심 칼럼 설계 및 하역 작업을 위한 가동 밧줄 시스템을 갖는 부유 시추기를 제공하고, 가동 밧줄 시스템은 유조선이 부유 시추기에 대해 넓은 원호에 걸쳐 배향될 수 있게 해준다.

부유 시추기는 원형 또는 다각형인 선체 평면도를 갖는 선체를 갖는다. 선체는 바닥 표면, 정상 갑판 표면, 및 바닥 표면 및 정상 갑판 표면과 결합하는 적어도 2개의 연결된 부분을 갖는다.

연결된 부분은 직렬로 결합되고 또한 수직 축선에 대해 대칭적으로 구성되어 있으며, 연결된 부분 중의 하나는 정상 갑판 표면으로부터 아래쪽으로 바닥 표면 쪽으로 연장되어 있다.

연결된 부분은, 평면도에서 볼 때 정상 갑판 부분으로부터 연장되어 있는 경사진 측면을 갖는 상측 부분, 평면도에서 볼 때 원통형 목 부분, 및 평면도에서 볼 때 원통형 목 부분으로부터 연장되어 있는 경사진 측면을 갖는 하측 원추형 부분 중의 적어도 2개를 포함한다.

다양한 실시예에서, 부유 시추기는 하측 원추형 부분을 형성하는 복수의 경사진 연결된 측면을 포함할 수 있고, 각 경사진 연결된 측면은 각 경사진 측면에 대한 동일한 각도 및 각 경사진 측면에 대한 상이한 각도 중의 적어도 하나를 갖는다. 예컨대, 부유 시추기는 복수의 경사진 연결된 측면 사이에 있는 경사진 연장 세그먼트를 포함할 수 있다. 경사진 연장 세그먼트는 복수의 세그먼트를 포함할 수 있고, 이 세그먼트는 전체 구조를 제한함이 없이 다수의 경사 구성을 가질 수 있다.

부유 시추기는 또한 적어도 하나의 연장 핀(fin)을 가지며, 이 연장 핀은 바닥 표면 쪽으로 경사져 있는 상측 핀 표면을 가지며 선체에 고정되며 또한 그로부터 연장되어 있다.

핀은 선형 및 이차(quadratic) 감쇠를 통해 유체역학적 성능을 제공하도록 구성된다.

부유 시추기의 선체는 선형 및 이차 감쇠를 통해 개선된 유체역학적 성능을 갖는 추가 질량을 제공한다.

선형 감쇠 및 이차 감쇠 둘 다는 비압축성의 균질한 뉴톤 유체에서 부유체의 유체역학적 거동을 정량화하기 위한 경험적인 접근법이다. 다양한 실시예에서, 부유 시추기의 핀 및 선체 각각은 선형 및 이차 감쇠를 통해 유체역학적 성능을 제공하도록 설계 및 구성되며, 이는 점성 감쇠의 정확한 추정치를 결정하기 위한 수치적 방법(선형적인 또는 비선형적인 방법)을 이용함으로써 수치적 평가 및 실험을 포함한다.

이들 특성으로 인해 부유 시추기는 피치, 롤 및 상하 요동을 제어하기 위해 후퇴 가능한 중심 칼럼을 필요로 하지 않는다. 다시 말해, 다양한 실시예에 따른 부유 시추기는 유리하게도 피치, 롤 및 상하 요동을 제어하기 위해 그 후퇴 가능한 중심 칼럼을 갖지 않을 수 있다.

이제 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 부유 시추기가 도 1에 평면도로 또한 도 2에서는 측면도로 나타나 있다. 부유 시추기(10)는 선체(12)를 가지며, 중심 칼럼(14)이 그 선체(12)에 부착되고 아래쪽으로 연장될 수 있다.

부유 시추기(10)는 물(W)에서 부유하고, 지구에서 채취된 자원, 예컨대, 원유와 천연 가스를 포함하는 탄화수소 및 용액 채광으로 채취될 수 있는 것과 같은 광물의 생산, 저장 및/또는 하역에 사용될 수 있다. 부유 시추기(10)는 알려져 있는 방법(선박 건조와 유사함)을 사용하여 육상에서 조립될 수 있고, 근해 위치로 견인되어, 일반적으로, 그 근해 위치 아래에서 지구에 있는 유전 및/또는 가스전의 위쪽에 있게 된다.

해저(나타나 있지 않음)에 있는 앵커에 체결될 앵커 라인(16a - 16d)이 부유 시추기(10)를 원하는 위치에 계류시킨다. 앵커 라인은 일반적으로 앵커 라인(16)이라고 하고, 서로 유사하게 관련되어 있는 여기서 설명되는 요소들이 공통의 식별 번호를 공유할 것이고 또한 접미 문자로 서로 구별될 것이다.

부유 시추기(10)에 대한 전형적인 용례에서, 원유는 부유 시추기(10) 아래의 해저 아래 지구로부터 생산되어, 선체(12) 안으로 전달되어 그 선체에 임시로 저장되고, 육상 시설로의 운반을 위한 유조선(T)에 하역된다.

유조선(T)은 하역 작업 동안에 밧줄(hawser)(18)에 의해 부유 시추기(10)에 임시로 계류된다. 호스(20)가 원유 및/또는 다른 유체를 부유 시추기(10)로부터 유조선(T)에 전달하기 위해 선체(12)와 유조선(T) 사이에 연장된다.

도 3은 부유 시추기(10)의 측면도이다.

도 4는 부유 시추기(10)의 상평면도이고, 각 도는 대응하는 도 2 및 1 보다 더 크고 또한 더 상세히 나타나 있다.

부유 시추기(10)의 선체(12)는 원형 정상 갑판 표면(12a), 이 갑판 표면(12a)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 상측 원통형 부분(12b), 이 상측 원통형 부분(12b)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있고 내측으로 테이퍼져 있는 상측 원추형 부분(12c), 상측 원추형 부분(12c)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 원통형 목 부분(12d), 목 부분(12d)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있고 외측으로 벌어져 있는 하측 원추형 부분 (12e), 및 하측 원추형 부분(12e)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 하측 원통형 부분(12f)을 갖는다. 여기서 하측 원추형 부분(12e)은 역 원추 형상을 갖는 또는 상측 원추형 부분(12c)과 반대인 역 원추 형상을 갖는 것으로 설명되며, 여기서 상측 원추형 부분은 정(regular) 원추 형상을 갖는 것으로 설명된다. 부유 시추기(10)는 바람직하게는, 물의 표면이 정 상측 원추형 부분(12c)과 교차하도록 부유하며, 여기서 이는 수선(waterline)이 정 원추 형상 상에 있다라고 말한다.

부유 시추기(10)는 바람직하게는 수선을 정 상측 원추형 부분(12c)의 바닥 부분에 유지시키도록 로딩 및/또는 밸러스팅된다.

부유 시추기(10)가 적절히 설치되어 부유하고 있을 때, 임의의 수평면을 통과하는 선체(12)의 단면은 바람직하게 원형이다.

선체(12)는 특정한 용례의 요건을 만족하도록 설계되고 크기 결정될 수 있고, 특정한 용례에 대한 설계 요건을 만족하도록 최적화된 설계 파라미터를 제공하기 위해 네덜란드의 해양 연구소(Marin)으로부터 서비스가 요청될 수 있다.

이 실시예에서, 상측 원통형 부분(12b)은 목 부분(12d)과 대략 동일한 높이를 가지며, 하측 원통형 부분(12f)의 높이는 상측 원통형 부분(12b)의 높이 보다 약 3 내지 4 배 더 크다. 하측 원통형 부분(12f)은 상측 원통형 부분(12b) 보다 더 큰 직경을 갖는다. 상측 원추형 부분(12c)은 하측 원추형 부분(12e) 보다 더 큰 높이를 갖는다.

도 5 및 6은 선체에 대한 대안적인 설계를 나타내는 측면도이다. 도 5는, 상측 원추형 부분(12j)의 정상부에서 원형 정상 갑판 표면(12i)(정상 갑판 표면(12a)과 본질적으로 동일함)을 갖는 선체(12h)를 나타내며, 그 상측 원추형 부분은 아래쪽으로 연장됨에 따라 내측으로 테이퍼져 있다.

원통형 목 부분(12k)이 상측 원추형 부분(12j)의 하단부에 부착되어 있고 이 상측 원추형 부분(12j)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있다. 하측 원추형 부분(12m)이 목 부분(12k)의 하단부에 부착되어 있고, 외측으로 벌어지면서 목 부분(12k)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있다.

하측 원통형 부분(12h)이 하측 원추형 부분(12m)의 하단부에 부착되어 있고 하측 원추형 부분(12m)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있다.

선체(12h)와 선체(12) 사이의 중요한 차이는, 선체(12h)는 선체(12)에 있는 상측 원통형 부분(12b)에 대응하는 상측 원통형 부분을 갖지 않는다는 것이다. 그렇지 않은 경우, 상측 원추형 부분(12j)은 상측 원추형 부분(12c)에 대응하고, 목 부분(12k)은 목 부분(12d)에 대응하며, 하측 원추형 부분(12m)은 하측 원추형 부분(12e)에 대응하며, 그리고 하측 원통형 부분(12n)은 하측 원통형 부분(12f)에 대응한다.

하측 원통형 부분(12n)과 하측 원통형 부분(12f) 각각은 원형 바닥 갑판(나타나 있지 않음)을 가지며, 이 갑판은, 중심 부분(14)이 원형 바닥 갑판으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 것을 제외하고, 원형 정상 갑판 표면(12a)과 유사하다.

도 6은 선체(12p)의 측면도로, 이 선체는 정상 갑판 표면(12a)과 비슷한 정상 갑판(12q)을 갖는다. 상측 원통형 부분(12r)은 정상 갑판(12q)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있고, 상측 원통형 부분(12b)에 대응한다.

상측 원추형 부분(12s)이 상측 원통형 부분(12r)의 하단부에 부착되어 있고 내측으로 테이퍼지면서 아래쪽으로 연장되어 있다. 상측 원추형 부분(12s)은 도 1의 상측 원추형 부분(12c)에 대응한다.

도 6의 선체(12p)는 도 3의 원통형 목 부분(12d)에 대응하는 원통형 목 부분을 갖지 않는다. 대신에, 하측 원추형 부분(12t)의 상단부는 상측 원추형 부분(12s)의 하단부에 연결되고, 하측 원추형 부분(12t)은 외측으로 벌어지면서 아래쪽으로 연장되어 있다.

도 6의 하측 원추형 부분(12t)은 도 3의 하측 원추형 부분(12e)에 대응한다. 하측 원통형 부분(12u)은 상단부에서 예컨대 용접으로 하측 원추형 부분(12t)의 하단부에 부착되고, 아래쪽으로 연장되어 있으며, 크기 및 구성에 있어서 본질적으로 도 3의 하측 원통형 부분(12f)에 대응한다.

바닥 플레이트(12v)(나타나 있지 않음)는 하측 원통형 부분(12u)의 하단부를 에워싸며, 도 3의 선체(12)의 하단부와 도 5의 선체(12h)는 유사하게 바닥 플레이트에 의해 에워싸이며, 각 바닥 플레이트는 도 3의 중심 칼럼(14)에 대응하는 각각의 중심 칼럼을 수용하도록 되어 있을 수 있다.

이제 도 7 - 11을 참조하면, 중심 칼럼에 대한 대안적인 실시예가 도시되어 있다.

도 7은 본 발명에 따른 중심 칼럼(14)을 나타내기 위해 부분적으로 절취되어있는 부유 시추기(10)의 측면도이다. 부유 시추기(10)는 중심 칼럼(14)이 통과할 수 있는 개구(120b)를 갖는 정상 갑판 표면을 갖는다. 이 실시예에서, 중심 칼럼(14)은 후퇴될 수 있고, 중심 칼럼(14)의 상단부는 정상 갑판 표면 위로 상승될 수 있다.

중심 칼럼(14)이 완전히 후퇴되면, 부유 시추기(10)는, 중심 칼럼(14)이 완전히 연장되어 있는 경우 보다 더 얕은 물을 통해 움직일 수 있다.

하운(Haun)에게 허여된 미국 특허 6,761,508은, 본 발명의 이 양태 및 다른 양태와 관련된 추가의 상세를 제공하며 전체적으로 참조로 관련되어 있다.

도 7은 부분적으로 후퇴되어 있는 중심 칼럼(14)을 나타내고, 중심 칼럼(14)은, 상단부가 부유 시추기(10)의 최하측 원통형 부분(20c) 내에 위치되는 깊이까지 연장될 수 있다.

도 8은 도 7의 8 - 8 선을 따라 본 중심 칼럼(14)의 단면이고, 도 8은 중심 칼럼(14)의 바닥 단부에 위치되는 매스 트랩(24)의 평면도를 나타낸다. 매스 트랩(24)(이 실시예에서는 평면도에서 볼 때 육각 형상을 갖는 것으로 나타나 있음)은, 부유 시추기(10)가 물에서 부유하고 바람, 파도, 조류 및 다른 힘을 받을 때 그 부유 시추기를 안정화시키기 위해 물로 가중된다. 도 8에서 중심 칼럼(14)은 육각형 단면을 갖는 것으로 나타나 있지만, 이는 설계 선택적인 것이다.

도 9는 본 발명에 따른, 중심 칼럼(14)을 나타내기 위해 부분적으로 절취되어 있는 도 7의 부유 시추기(10)의 측면도이다. 중심 칼럼(14)은 도 7의 중심 칼럼(14) 보다 짧다.

중심 칼럼(14)의 상단부는 부유 시추기(10) 내의 개구(120b) 내에서 상하로 움직일 수 있고, 중심 칼럼(14)으로, 부유 시추기(10)는, 중심 칼럼(14)의 2미터 또는 몇 미터만 부유 시추기(10)의 바닥 아래로 돌출해 있는 상태에서 작동될 수 있다.

부유 시추기(10)를 안정화시키기 위해 물로 채워질 수 있는 매스 트랩(24)이 중심 칼럼(14)의 하단부에 고정된다.

도 10은 도 9의 10 - 10 선을 따라 본 중심 칼럼(14)의 단면이다. 중심 칼럼의 이 실시예에서, 중심 칼럼(14)은 정사각형 단면을 가지며, 매스 트랩(24)은 도 10의 평면도에서 볼 때 오각 형상을 갖는다.

10 - 10 선을 따라 본 도 9의 중심 칼럼의 대안적인 실시예에서, 중심 칼럼(14) 및 매스 트랩(24)은 도 11에서 상평면도로 나타나 있다. 이 실시예에서, 중심 칼럼(14)은 횡단면에서 볼 때 삼각 형상을 가지며, 매스 트랩(24)은 상평면도에서 볼 때 원 형상을 갖는다.

도 3을 참조하면, 부유 시추기 선체(12)는 가상선으로 나타나 있는 공동부 또는 오목부(12x)를 가지며, 이는 부유 시추기의 선체(12)의 하측 원통형 부분(12f)의 바닥 부분 안으로 들어가는 중심 개구이다.

중심 칼럼(14)의 상단부는 오복부(12x)의 본질적으로 전체 깊이 안으도 돌출한다. 도 3에 도시되어 있는 실시예에서, 중심 칼럼(14)은 구멍에 고정되어 있는 기둥과 많이 비슷하게 하측 원통형 부분(12f)의 바닥으로부터 효과적으로 외팔보 형태로 있는데, 하지만 중심 칼럼(14)은 부유 시추기의 선체가 부유하는 물속으로 아래쪽으로 연장된다.

선체를 안정화시키기 위해 물 중량체를 담기 위한 매스 트랩(24)이 중심 칼럼(14)의 하단부에 부착된다. 중심 킬럼의 다양한 실시예를 설명했지만, 중심 칼럼은 선택적인 것이고, 완전히 없어도 되거나, 부유 시추기(10)의 바닥으로부터 돌출하여 선박을 안정화시키는데 도움을 주는 다른 구조물로 대체될 수 있다.

도 3에 도시되어 있는 부유 시추기(10)에 대한 한 용례는, 지구 및/또는 물로부터 채취되거나 획득될 수 있는 원유와 천연 가스와 같은 탄화수소 및 관련 유체와 광물 및 다른 자원의 생산 및 저장이다.

도 3에 나타나 있는 바와 같이, 생산 라이저(P1, P2, P3)는 파이프 또는 관이며, 예컨대 원유가 지구 내부 깊은 곳에서 그 파이프 또는 관을 통해 부유 시추기(10)까지 흐를 수 있고, 그 부유 시추기는 선체 내부의 탱크 내에서 상당한 저장 용량을 갖는다. 도 3에서, 생산 라이저(P1, P2, P3)는 선체의 외측 표면에 위치되어 있는 것으로 도시되어 있고, 생산물은 정상 갑판 표면(12a)에 있는 개구를 통해 선체(12) 안으로 유입할 것이다.

대안적인 구성이 도 7 및 9에 나타나 있는 부유 시추기(10)에 이용 가능한데, 부유 시추기(10)의 바닥으로부터 부유 시추기(10)의 정상부로 가는 개방된 통로를 제공하는 개구(120a, 120b) 내부에 생산 라이저를 위치할 수 있다. 생산 라이저는 도 7 및 9에 나타나 있지 않지만, 선체의 외측 표면에 또는 개구(120b) 내부에 위치될 수 있다. 생산 라이저의 상단부는 선체에 대해 원하는 위치에서 끝날 수 있고, 그래서 생산물이 선체 내부의 원하는 저장 탱크 안으로 직접 유입할 수 있다.

도 7 및 9의 부유 시추기(10)는, 자원, 특히 원유 및 천연 가스와 같은 탄화수소를 찾거나 채취하기 위해 지구 안으로 시추하기 위해 사용될 수 있으며, 그래서 선박은 부유 시추기가 된다.

이 용례를 위해, 매스 트랩(24)은, 정상 표면으로부터 바닥 표면(11)까지 이르는 중심 개구를 가질 것이며, 드릴 스트링이 그 개구를 통과할 수 있으며, 그 드릴 스트링은 생산 라이저를 부유 시추기(10)의 개구(120b) 내부에 수용하기 위해 사용될 수 있는 구조적 설계물이다.

드릴 파이프 및 조립된 드릴 스트링을 취급하고 하강시키며 회전시키고 또한 상승시키기 위한 데릭 기중기(나타나 있지 않음)가 부유 시추기(10)의 정상 갑판 표면에 제공될 것이며, 그 드릴 파이프 및 조립된 드릴 스트링은 데릭 기중기로부터 아래쪽으로 연장되어, 부유 시추기(10)의 개구(120b), 중심 칼럼(14)의 내부, 매스 트립(24)의 중심 개구(나타나 있지 않음) 및 물을 통과하여 아래의 해저 속으로 들어가게 된다.

시추가 성공적으로 완료된 후에, 생산 라이저가 설치될 수 있고, 원유 및/또는 천연 가스와 같은 자원이 부유 시추기 내부에 위치되는 탱크에 수용되어 저장될 수 있다.

스리니바산이 유일한 발명자인 미국 특허 출원 공보 2009/0126616는 오일 및 물 밸러스트의 저장을 위해 부유 시추기의 선체에 탱크를 배치하는 것을 설명하고, 참조로 관련되어 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 적철석과 물의 슬러리와 같은 무거운 밸러스트가 바람직하게 외측 밸러스트 탱크에 사용될 수 있다.

슬러리가 바람직하며, 바람직하게는 1부(part)의 적철석 및 3부의 물이지만, 콘크리트와 같은 영구적인 밸러스트가 사용될 수 있다. 적철석, 중정석, 갈철석, 자철석, 강 펀칭 및 강구와 같은 무거운 골재를 갖는 콘크리트가 사용될 수 있지만, 바람직하게는 고밀도 재료가 슬러리 형태로 사용될 수 있다. 이렇게 하여, 본 발명의 부유 시추, 생산, 저장 및 하역 선박의 시추, 생산 및 저장 양태가 설명되었지만, 부유 시추기의 하역 기능에 대한 설명은 남아 있다.

본 발명의 부유 시추기의 하역 기능으로 돌아가면, 도 1 및 2는 밧줄(18)(로프 또는 케이블)에 의해 부유 시추기(10)에 계류되어 있는 운반 유조선(T)을 도시하며, 호스(20)가 부유 시추기(10)로부터 유조선(T)까지 연장되어 있다.

부유 시추기(10)는 앵커 라인(16a, 16b, 16c, 16d)을 통해 해저에 정착되며, 유조선(T)의 위치 및 배향은 풍향과 풍력, 파도의 작용과 힘 및 조류의 방향에 의해 영향을 받는다. 따라서, 유조선(T)은 부유 시추기(10)에 대해 배향되는데, 이는 유조선의 선수가 부유 시추기(10)에 계류되고 선미는 힘의 평형으로 결정되는 정렬을 이루기 때문이다. 바람, 파도 및 조류의 힘이 변함에 따라, 유조선(T)은 가상선(A)으로 표시된 위치 또는 가상선(B)으로 표시된 위치로 움직일 수 있다. 유조선(T)이 부유 시추기(10)로부터 멀어지는 방향이 아닌 부유 시추기(10) 쪽으로 가게 하는 정미(net) 힘이 변하는 경우에, 끌배 또는 임시 정착 시스템(둘다 나타나 있지 않음)을 사용하여 유조선(T)을 부유 시추기(10)로부터 최소한의 안전 거리에 유지시킬 수 있고, 그래서 밧줄(18)이 팽팽하게 유지된다.

바람, 파도, 조류의 힘(및 다른 힘)이 정적이고 일정하게 유지된다면, 유조선(T)은, 이 유조선에 작용하는 모든 힘이 평형 상태로 있는 위치로 배향되며 또한 유조선(T)은 그 위치에 유지될 것이다. 그러나, 이는 일반적으로 자연적인 환경에서의 경우는 아니다. 특히, 바람의 방향과 속도 또는 힘은 때때로 변하고, 유조선(T)에 작용하는 힘의 변화로 인해, 유조선(T)은 다양한 힘이 다시 평형을 이루는 다른 위치로 움직이게 된다. 따라서, 유조선(T)에 작용하는 다양한 힘(예컨대, 바람, 파도 및 조류의 작용으로 인한 힘)이 변함에 따라, 유조선(T)은 부유 시추기(10)에 대해 움직이게 된다.

도 12 - 14는, 도 1 및 2와 함께, 본 발명에 따른 부유 시추기(10)에 있는 가동 밧줄 연결부(40)를 도시하며, 이 연결부는 부유 시추기(10)에 대한 운반 유조선의 움직임을 수용하는데 도움을 준다.

도 12 - 14는 가동 밧줄 연결부(40)의 평면도를 부분 단면으로 나타낸 것이다.

도 12 - 14에 나타나 있는 바와 같이, 한 실시예에서 가동 밧줄 연결부(40)는, 직사각형 단면 및 선체의 측벽(12b)에 있는 길이 방향 슬롯을 가지며 거의 완전히 에워싸인 관형 채널(42); 관형 채널(42)을 수평으로 도 1 - 4의 선체(12)의 외측 상측 벽(12w)에 연결하는, 스탠드-오프(44a, 44b)를 포함하는 일 세트의 스탠드오프; 관형 채널(42) 내부에서 포획되어 움직일 수 있는 트롤리(46); 트롤리(46)에 부착되어 있고 연결점을 제공하는 트롤리 새클(shackle)(48); 및 플레이트 새클(52)을 통해 트롤리 새클(48)에 회전 가능하게 부착되는 플레이트(50)를 포함한다. 플레이트(50)는 대략적으로 삼각형인 형상을 가지며, 이 삼각형의 꼭지점 부분은 플레이트 새클(50)에 있는 구멍을 통과하는 핀(54)을 통해 플레이트 새클(52)에 부착된다. 플레이트(50)는 삼각형의 다른 점에 인접하는 구멍(50a) 및 삼각형의 최종 점에 인접하는 구멍(50b)을 갖는다.

도 12 - 14는 이중 연결점(51a, 51b)으로 끝나는 밧줄(18)을 나타내며, 이 연결점은 구멍(50a, 50b)을 각각 통과하여 플레이트(50)에 연결된다. 대안적으로, 이중 단부(51b, 51c), 플레이트(50) 및/또는 새클(52)은 제거될 수 있고, 밧줄(18)은 새클(48)에 직접 연결될 수 있고, 밧줄(18)이 트롤리(46)에 연결되는 방법의 다른 변형예도 이용 가능하다.

도 13은 도 12의 13 - 13 선을 따라 본 부분 단면으로 나타낸 가동 밧줄 연결부(40)의 측면도이다.

관형 채널(42)의 측면도가 단면으로 나타나 있다. 관형 채널의 벽은 비교적 높은 슬롯, 수직 외벽, 및 같은 높이를 갖는 반대편 내벽의 외측 표면을 가질 수 있다.

스탠드-오프(44a, 44b)는 예컨대 용접으로 내벽(45c)의 외측 표면에 부착된다. 수직 벽은 관형 채널(42)의 거의 전체 길이에 걸쳐 연장되어 있는 수평의 길이 방향 슬롯을 갖는다는 것을 제외하고, 서로 대향하고 비교적 짧은 한 쌍의 수평 벽(45d, 45e)이 수직 벽(45b, 45a) 사이에 연장되어 있어 관형 채널(42)을 완전히 에워싼다.

도 12 - 14는 트롤리(46)의 측면을 나타내기 위해 부분 단면으로 나타낸 관형 채널(42)의 측면도이다. 트롤리(46)는 4개의 직사각형 개구(41a - 41d)를 갖는 기부 플레이트(46e)를 포함하며, 그 직사각형 개구는 4개의 축(47j - 47m)에 장착되는 4개의 바퀴(46a - 46d)를 각각 수용하기 위한 것이며, 그 4개의 축은 스탠드-오프를 통해 기부 플레이트(46a)에 부착된다.

유조선(T)은 밧줄(18)을 통해 도 1 - 4의 부유 시추기(10)에 계류되며, 그 밧줄은 플레이트(50) 및 새클(48, 52)을 통해 가동 트롤리(46)에 부착된다. 트롤리(46)는 관형 채널(42) 내에서 수평면에서 앞뒤로 자유롭게 구르기 때문에, 바람, 파도, 조류 및/또는 다른 힘이 유조선(T)에 작용함에 따라, 그 유조선(T)은 밧줄(18)의 길이에 의해 결정되는 반경으로 부유 시추기(10) 주위에서 원호를 그리면서 움직일 수 있다.

도 4에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 관형 채널(42)은 부유 시추기(10)의 선체(12) 주위에 약 90도의 원호로 연장되어 있다. 관형 채널(42)은 서로 대향하는 단부를 가지며, 이들 단부 각각은 트롤리에 대한 스탑을 제공하기 위해 에워싸여 있다. 스탠드-오프(44a, 44b, 44c, 44d)는 길이가 같기 때문에, 관형 채널(42)은 선체(12)의 외측 벽(12w)의 곡률 반경에 일치하는 곡률 반경을 갖는다. 트롤리(46)는 에워싸인 관형 채널(42) 내부에서 각 관형 채널(42)의 단부 사이에서 앞뒤로 자유롭게 구른다. 스탠드-오프(44a, 44b, 44c, 44d)에 의해 관형 채널은 선체(12)의 외측 벽(12w)으로부터 이격되어 있고, 호스(20) 및 앵커 라인(16c)이 외측 벽(12w)과 관형 채널(42)의 내측 벽(42c) 사이에 형성된 공간을 통과한다.

일반적으로, 바람, 파도 및 조류의 힘에 의해 유조선(T)이 부유 시추기(10)에 대한 위치(여기서는 부유 시추기(10)에 대한 풍하(downwind) 위치라고 함)에 위치될 것이다. 유조선(T)을 정지되어 있는 부유 시추기(10)로부터 멀어지게 풍하 방향으로 움직이게 하는 힘이 바람, 파도 및 조류의 작용에 의해 유조선(T)에 가해짐에 따라, 밧줄(18)은 팽팽하게 인장된 상태로 있게 된다. 트롤리(46)가 움직이는 경향을 중화시키는 힘의 평형 때문에, 트롤리(46)는 관형 채널(42) 내부에서 멈추게 된다. 바람의 방향이 바뀌면, 유조선(T)은 부유 시추기(10)에 대해 움직일 수 있고, 유조선(T)이 움직임에 따라, 바퀴(46f, 46g)가 관형 채널(42)의 벽의 내측 표면에 눌리면서, 트롤리(46)가 관형 채널(42) 내부에서 구를 것이다. 바람이 그의 새로운 고정된 방향으로 계속됨에 따라, 트롤리(46)는 관형 채널(42) 내부에 정착할 것이며, 트롤리(46)를 구르게 하는 힘이 중화된다. 하나 이상의 끌배를 사용하여 유조선(T)의 움직임을 제한하여, 예컨대, 바람 방향의 실질적인 변화로 인해 유조선(T)이 부유 시추기(10)에 너무 가깝게 움직이거나 부유 시추기(10) 주위를 에워싸는 것을 방지할 수 있다.

바람 방향을 수용함에 있어서의 유연성을 위해, 부유 시추기(10)는 바람직하게는 가동 밧줄 연결부(40)의 반대편에 위치되는 제2 가동 밧줄 연결부(60)를 갖는다. 유조선(T)은, 어느 것이 유조선(T)을 부유 시추기(10)의 풍하 방향으로 더 잘 수용하는지에 따라, 가동 밧줄 연결부(40) 또는 가동 밧줄 연결부(60)에 계류될 수 있다. 가동 밧줄 연결부(60)는 설계 및 구성에 있어서 가동 밧줄(40)과 본질적으로 동일하며, 자체의 슬롯형 관형 채널 및 이 관형 채널의 슬롯을 통과하는 새클을 갖는 잡힌 자유 구름 트롤리 카(car)를 가지고 있다.

각 가동 밧줄 연결부(40, 60)는 약 270도의 원호 내에서의 유조선(T)의 움직임을 수용할 수 있는 것으로 생각되며, 그래서, 단일 하역 작업(가동 밧줄 연결부 중 하나의 내부에서 일어나는 트롤리의 운동에 의한) 동안 및 (서로 반대편에 있는 가동 밧줄 연결부 사이에서 선택할 수 있음으로 해써) 한 하역 작업에서 다른 하역 작업으로 변경되는 동안에 큰 유연성이 제공된다.

바람, 파도 및 조류의 작용은 특히 폭풍 또는 돌풍 동안에 유조선(T)에 큰 힘을 가할 수 있고, 그 폭풍 또는 돌풍은 트롤리(46)에 큰 힘을 가하며 그리고 이 힘은 관형 채널(42)의 슬롯형 벽(도 13)에 큰 힘을 가하게 된다. 슬롯(42)은 벽을 약화시키고, 충분한 힘이 가해지면, 벽이 휘어질 수 있고, 그래서, 트롤리(46)가 관형 채널(42) 밖으로 비집어 나오기에 충분히 넓게 슬롯(42a)이 열릴 수 있다.

관형 채널(42)은 예상된 힘을 견딜 수 있도록 설계되고 만들어질 필요가 있을 것이다. 관형 채널(42) 내의 내측 코너는 보강을 위해 강화될 수 있고, 구형의 바퀴를 사용할 수 있다. 관형 채널은 가동 밧줄 연결부를 제공하기 위한 단지 하나의 수단이다. I-비임(중심 웨브에 부착되는 상호 대향 플랜지를 가짐)이 관형 채널 대신에 레일로서 사용될 수 있고, 트롤리 카 또는 다른 구름 또는 슬라이딩 장치가 외측 플랜지에 잡혀 있고 그 플랜지 상에서 움직일 수 있다. 갠트리 크레인은 수직 방향 힘을 수용하도록 되어 있다는 점을 제외하고,가동 밧줄 연결부는 그 갠트리 크레인과 유사하며, 가동 밧줄 연결부는 밧줄(18)을 통해 가해지는 수평 방향 힘을 수용하도록 되어 있을 필요가 있다.

트롤리 또는 임의의 종류의 구르는 가동 또는 슬라이딩 장치가 레일, 채널 또는 트랙 상에서 길이 방향으로 움직일 수 있고 그렇지 않은 경우에는 잡혀 있다면, 임의의 종류의 레일, 채널 또는 트랙이 가동 밧줄 연결부에 사용될 수 있다. 이하의 특허는, 이 특허에 교시되어 있는 모든 사항, 특히 가동 연결부를 설계하고 만드는 방법에 대해 교시되어 있는 바에 대해 참조로 관련되어 있다. 미국 특허 5,595,121(발명의 명칭 "Amusement Ride and Self-propelled Vehicle Therefor", Elliott 등에게 허여됨); 6,857,373(발명의 명칭 "Variably Curved Track-Mounted Amusement Ride", Checketts 등에게 허여됨); 3,941,060(발명의 명칭 "Monorail System", Morsbach에게 허여됨; 4,984,523(발명의 명칭 "Self-propelled Trolley and Supporting Track Structure", Dehne 등에게 허여됨); 및 7,004,076(발명의 명칭 "Material Handling System Enclosed Track Arrangement", Traubenkraut 등에게 허여됨) 모두는 전체적으로 모든 목적을 위해 참조로 관련되어 있다. 여기에 그리고 참조로 관련되어 있는 특허에 설명되어 있는 바와 같이, 관형 채널(42) 내부에 잡혀 있는 중에 수평 방향으로 앞뒤로 구르는 예컨대 트롤리(46)에 의한 횡방향 움직임을 제공하면서, 유조선(T)으로부터 밧줄(18)을 통해 부유 시추기(10)에 가해지는 힘과 같은 수평 방향 힘에 저항하기 위해 다양한 수단이 사용될 수 있다.

바람, 파도 및 조류는 FDPSO 또는 본 발명의 부유 시추기에 많은 힘을 가하며, 이 힘에 의해, 다른 움직임 외에도, 수직 상하 방향의 움직임 또는 상하 요동이 일어나게 된다.

생산 라이저는, 해저의 웰헤드(wellhead)로부터 FDPSO 또는 부유 시추기(여기서 통칭적으로 부유 시추기라고 함)까지 연장되어 있는 파이프 또는 관이다. 생산 라이저는 해저에 고정되고 또한 부유 시추기에 고정될 수 있다. 부유 시추기의 상하 요동에 의해 생산 라이저에 인장력과 압축력이 번갈아 가해지게 되며, 그리하여, 생산 라이저에 피로와 파손이 생길 수 있다. 본 발명의 한 양태는 부유 시추기의 상하 요동을 최소화하는 것이다.

도 15는 본 발명에 따른 부유 시추기(10)의 측면도이다. 부유 시추기(10)는 선체(82)와 원형 정상 갑판 표면(82a)을 가지며, 선체(82)가 부유하고 정지되어 있을 때 임의의 수평면을 통과하는 선체(82)의 단면은 바람직하게는 원형이다.

상측 원통형 부분(82b)은 갑판 표면(82a)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있고, 상측 원추형 부분(82c)은 상측 원통형 부분(82b)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있고 또한 내측으로 테이퍼져 있다. 부유 시추기(10)는, 상측 원추형 부분(82c)로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 원통형 목 부분(82d)을 가질 수 있지만(그래서 도 3에 있는 부유 시추기(10)와 더 유사함), 그러한 원통형 목 부분을 갖지 않는다. 대신에, 하측 원추형 부분(82e)이 상측 원추형 부분(82c)으로부터 아래쪽으로 연장되어 외측으로 벌어져 있다. 하측 원통형 부분(82f)은 하측 원추형 부분(82e)로부터 아래쪽으로 연장되어 있다. 선체(82)는 바닥 표면(82g)을 갖는다.

하측 원추형 부분(82e)은 여기서 역 원추 형상을 갖는 또는 상측 원추형 부분(82c)과 반대인 역 원추 형상을 갖는 것으로 설명되며, 여기서 상측 원추형 부분은 정 원추 형상을 갖는 것으로 설명된다. 부유 시추기(10)는, 로딩 및/또는 밸러스팅될 때 물의 표면이 상측 원통형 부분(82b)과 교차하도록 부유하는 것으로 나타나 있다. 이 실시예에서, 상측 원추형 부분(82c)은 하측 원추형 부분(82e) 보다 실질적으로 큰 수직 방향 높이를 가지며, 상측 원통형 부분(82b)은 하측 원통형 부분(82f) 보다 약간 더 큰 수직 방향 높이를 갖는다.

상하 요동을 감소시키고 그렇지 않은 경우에는 부유 시추기(10)를 안정시키기 위해, 도 15에 나타나 있는 바와 같이, 일 세트의 핀(fin)(84)이 하측 원통형 부분(82f)의 하외측 부분에 부착되어 있다.

다시 말해, 적어도 하나의 연장 핀(예컨대, 일 세트의 핀(84))은, 부유 시추기의 상하 요동 제어를 개선하는 추가적인 유체 변위를 일으키는 추가 질량을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 연장 핀은 구조물(즉, 부유 시추기의 선체)에 부착되고, 선형/이차 감쇠를 제공하면서, 조류에 의한 유체역학적 하향력의 영향을 관리할 수 있다. 종래의 핀(예컨대, 반경 방향 핀)과는 대조적으로, 적어도 하나의 연장 핀은 주 선체 구조물에 안전하게 부착될 수 있도록 크기 결정 및 성형된다.

도 16은 도 15의 16 - 16 선을 따라 본 부유 시추기(10)의 단면이다. 도 16에서 볼 수 있는 바와 같이, 핀(84)은 4개의 핀 부분(84a, 84b, 84c, 84d)을 포함하고, 이들 핀 부분은 틈(86a, 86b, 86c, 86d)(통칭적으로 틈(86)이라고 함)에 의해 서로 분리되어 있다. 틈(86)은 핀 부분(84a, 84b, 84c, 84d) 사이의 공간이고, 이 틈은 핀(84)과의 접촉 없이 선체(82)의 외부에서 생산 라이저 및 앵커 라인을 수용하는 장소를 제공한다.

도 15 및 16에 있는 앵커 라인(88a, 88b, 88c, 88d)은 틈(86a, 86b, 86c, 86d)에 각각 수용되고, 부유 시추기(10)를 해저에 고정시킨다. 생산 라이저(90a, 90b, 90c, 90d, 90e, 90f, 90g, 90h, 90i, 90j, 90k, 90l)는 틈(86a - 86c)에 수용되고, 원유, 천연 가스 및/또는 침출된 광물과 같은 자원을 해저 아래의 지구로부터 부유 시추기(10) 내의 탱크에 전달한다. 중심 부분(92)이 선체(82)의 바닥(82g)으로부터 연장되어 있다.

도 17은 수직 단면으로 나타낸 도 15의 측면도로, 선체(82) 내의 탱크의 단순화된 도를 단면으로 나타낸다. 생산 라이저를 통해 흐르는 생산된 자원은 내부 환형 탱크 안에 저장된다.

중심 수직 탱크(82i)가 예컨대 오일, 물 및/또는 가스를 분리하기 위한 그리고/또는 저장을 위한 분리기 용기로서 사용될 수 있다.

상측 원추형 부분(82c) 및 하측 원추형 부분(82e)의 형상에 맞는 외측 벽을 갖는 외측 환형 탱크(82j)는 밸러스트 물을 유지하고/유지하거나 생산된 자원을 저장하기 위해 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 외측의 링형 탱크(82k)는, 정상부에서 하측 원추형 부분(82e)에 의해 그리고 수직 내측벽과 수평 하측 바닥 벽을 갖는 하측 원통형 부분(82f)에 의해 규정되는 불규칙한 사다리꼴의 단면을 갖는 공동부이며, 하지만 탱크(82k)는 밸러스트 및/또는 저장을 위해 사용될 수 있다.

정사각형 또는 직사각형 단면을 갖는 와셔 또는 도너츠처럼 성형되는 원환형 탱크(82m)가 선체(82)의 최하측 최외측 부분에 위치된다. 탱크(82m)는 생산된 자원 및/또는 밸러스트 물의 저장에 사용될 수 있다. 한 실시예에서, 탱크(82m)는 적철석과 물의 슬러리를 유지하고, 다른 실시예에서 탱크(82m)는 약 1부의 적철석 및 약 3부의 물을 수용한다.

상하 요동을 감소시키기 위한 핀(84)이 도 17에 단면으로 나타나 있다. 핀(84)의 각 단면은 수직 단면에서 직각 삼각형의 형상을 가지며, 90°각도는 선체(82)의 하측 원통형 부분(82f)의 최하측 외측 벽에 인접하여 위치되며, 그래서 삼각형의 바닥 가장자리(84e)는 선체(82)의 바닥 표면(82g)과 공면적이며, 도 17에서 알 수 있는 바와 같이, 삼각형의 빗변(84f)은 삼각형의 바닥 가장자리(84e)의 원위 단부(84g)로부터 위쪽으로 그리고 내측으로 연장되어, 하측 원통형 부분(82)의 외측 벽의 최하측 가장자리 보다 약간 더 높은 지점에서 하측 원통형 부분(82f)의 외측 벽에 부착된다.

최적의 효과를 얻기 위한 핀(84)의 크기를 결정하기 위해 실험이 필요할 수 있다. 출발점은, 바닥 가장자리(84e)가 하측 원통형 부분(82f)의 수직 방향 높이의 대략 절반인 거리로 반경 방향 외측으로 연장되고 빗변(84f)은 선체(82)의 바닥(82g)으로부터 하측 원통형 부분(82f)의 수직 방향 높이의 대략 1/4인 지점에서 하측 원통형 부분(82f)에 부착되는 것이다. 다른 출발점은, 하측 원통형 부분(82f)의 반경이 R 이면, 핀(84)의 바닥 가장자리(84e)는 반경 방향 외측으로 추가 0.05 내지 0.20 R, 바람직하게는 약 0.10 내지 0.15 R, 더 바람직하게는 약 0.125 R 만큼 연장되는 것이다.

도 18은 도 17의 18 - 18 선을 따라 본 부유 시추기 및/또는 부유 시추기(80)의 선체(82)의 단면이다.

반경 방향 지지 부재(94a, 94b, 94c, 94d)는 내측 환형 탱크(83h)를 위한 구조적 지지를 제공하고, 그 탱크는 반경 방향 지지 부재(94)에 의해 분리되는 4개의 격실을 갖는 것으로 나타나 있다. 반경 방향 지지 부재(96a, 96b, 96c, 96d, 96e, 96f, 96g, 96h, 96i, 96j, 96k, 96l)는 외측 환형 탱크(82j) 및 탱크(82k, 82m)를 위한 구조적 지지를 제공한다. 외측 환형 탱크(82j) 및 탱크(82k, 82m)는 반경 방향 지지 부재(96)에 의해 구분된다.

부유 시추기와 같은 본 발명에 따른 부유 시추기는, 종래의 선박 건조 재료 및 기술을 사용하여 육상에서 바람직하게는 조선소에서 만들어질 수 있다.

부유 시추기는 바람직하게는 평면도에서 원 형상을 갖지만, 건조 비용 면에서는 다각 형상이 유리하며, 그래서 플레이트를 원하는 곡률로 구부리지 않고, 납작하고 평평한 금속 플레이트를 사용할 수 있다.

미국 특허 6,761,508(하운(Haun)에게 허여되어 있고 참조로 관련되어 있음)에 설명되어 있는 바와 같은, 평면도에서 볼 때 패싯(facet)을 갖는 다각 형상을 갖는 부유 시추기의 선체가 본 발명에 포함된다.

다각 형상이 선택되고 또한 가동 밧줄 연결부가 바람직한 경우에, 관형 채널 또는 레일은 적절한 곡률 반경으로 설계될 수 있고 또한 가동 밧줄 연결부를 제공하도록 적절한 스탠드오프로 장착될 수 있다. 부유 시추기가 도 1 - 4의 부유 시추기(10)의 설명에 따라 만들어지는 경우, 중심 칼럼 없이 부유 시추기를 그의 최종 목적지까지 이동하고 부유 시추기를 그의 원하는 위치에 정착시키고, 또한 부유 시추기가 이동되어 제위치에 정착된 후에 중심 칼럼을 근해에 설치하는 것이 바람직할 수 있다. 도 7 및 9에 도시되어 있는 실시예의 경우, 부유 시추기가 육상에 있을 때 중심 칼럼을 설치하고 그 중심 칼럼을 최상측 위치로 후퇴시키며 또한 중심 칼럼이 완전히 후퇴되어 설치된 상태에서 부유 시추기를 그의 최종 목적지까지 견인하는 것이 바람직할 것이다. 부유 시추기가 그의 원하는 위치에 위치된 후에, 중심 칼럼이 원하는 깊이로 연장될 수 있고, 중심 칼럼의 바닥에 있는 매스 트랩이 충전되어 바람, 파도 및 조류의 작용에 대해 선체를 안정화시키는데 도움을 줄 수 있다.

부유 시추기가 정착되고 그렇지 않은 경우 부유 시추기의 설치가 완료된 후에, 데릭 기중기가 설치되어 있으면 부유 시추기는 탐사 또는 생산 웰을 뚫는데 사용될 수 있고, 또한 자원 또는 생산물의 생산 또는 저장에 사용될 수 있다. 부유 시추기에 저장되어 있는 유체 화물을 하역하기 위해, 운반 유조선이 부유 시추기 근처로 보내진다. 도 1 - 4를 참조하면, 메신저 라인이 릴(70a 및/또는 70b) 상에 보관될 수 있다.

메신저 라인의 일 단부가 파이로테크닉 건(pyrotechnic gun)에 의해 부유 시추기(10)로부터 유조선(T)까지 쏘이며 유조선(T)에 있는 사람에 의해 잡힌다. 메신저 라인의 다른 단부는 밧줄(18)의 유조선 단부(도 2)에 부착될 수 있고, 유조선에 있는 사람이, 밧줄(18)의 밧줄 단부(18c)를 유조선(T)으로 끌어당길 수 있고, 유조선에서 그 단부는 유조선(T)의 적절한 구조물에 부착될 수 있다.

그런 다음에 유조선(T)에 있는 사람은 메신저 라인의 한 단부를 부유 시추기에 있는 사람에게 쏠 수 있고, 그 사람은 메신저 라인의 그 단부를 호스(20)의 유조선 단부(20a)(도 2)에 걸게 된다. 그런 다음에 유조선에 있는 사람은 호스(20)의 유조선 단부를 유조선으로 끌어당겨, 부유 시추기와 유조선 사이의 유체 연통을 위해 유조선의 적절한 연결부에 체결할 수 있다. 전형적으로, 화물이 부유 시추기에 있는 저장부로부터 유조선에 하역될 것이지만, 그 반대로 할 수도 있는데, 이 경우에는 유조선의 화물이 저장을 위해 부유 시추기에 하역된다.

호스는 예컨대 20 인치 직경 처럼 클 수 있지만, 호스 걸기 및 하역 작업은 긴 시간, 전형적으로는 많은 시간, 하지만 하루 미만이 걸릴 수 있다. 이 시간 동안에, 바람 방향이 변함에 따라 유조선(T)은 전형적으로 부유 시추기의 풍하 방향으로 배향될 것이고 주위로 약간 움직이게 되며, 이는 가동 밧줄 연결부를 통해 부유 시추기에 수용되어, 하역 작업의 중단 없이 유조선은 아마도 270도 원호의 범위에서 부유 시추기에 대해 크게 움직일 수 있다. 큰 폭풍 또는 돌풍이 일어나는 경우, 하역 작업은 중단될 수 있고, 원하는 경우, 유조선은 밧줄(18)을 풀어 부유 시추기로부터 분리될 수 있다.

전형적이고 순조로운 하역 작업이 완료된 후에, 호스 단부는 유조선으로부터 분리될 수 있고, 호스 릴(20b)을 사용하여 호스(20)를 부유 시추기에 있는 호스 릴(20b) 상에 다시 감아 들일 수 있다.

제2 호스 및 호스 릴(72)이 부유 시추기(10)의 반대 측에 있는 제2 가동 밧줄 연결부(60)와 함께 사용되기 위해 부유 시추기에 제공되어 있다. 그런 다음에 밧줄(18)의 유조선 단부(18c)가 분리될 수 있어, 유조선(T)이 멀어지게 움직여, 받은 화물을 육상의 항구 시설로 운반할 수 있다. 메신지 라인을 사용하여 밧줄(18)의 유조선 단부(18c)를 다시 부유 시추기로 끌어당길 수 있고, 그 밧줄은 부유 시추기에 인접하여 물에 부유할 수 있고 또는 밧줄(18)의 유조선 단부(18c)가 부유 시추기(10)의 갑판(12a)에 있는 릴(나타나 있지 않음)에 부착될 수 있고, 밧줄(18)의 이중 단부(51ba, 51c)(도 12)가 가동 밧줄 연결부(40)에 연결되어 유지된 상태에서, 밧줄(18)은 부유 시추기에서의 보관을 위해 릴 상으로 감길 수 있다.

위에서 본 발명을 설명한 바와 같이, 기술, 절차, 재료 및 장비의 다양한 변화가 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 범위와 정신 내에 있는 모든 그러한 변화가 첨부된 청구 범위의 범위 내에 포함된다.

부양 구조물에 형성되어 있는 터널에 복수의 동적 가동 텐더링(tendering) 기구를 제공하여 배로부터 운동 에너지를 흡수할 수 있는 능력을 제공하는 부양 구조물에 대한 필요성이 존재한다.

부양 구조물에 형성되어 있는 터널 내에서 파도 감쇠 및 파도 분열을 제공하는 부양 구조물에 대한 추가 필요성이 존재한다.

터널에서 배의 선체에 마찰력을 제공하는 부양 구조물에 대한 필요성이 존재한다.

본 실시예는 바다의 파도 높이가 4 피트 내지 40 피트인 가혹한 근해 물 환경과 양호한 근해 환경 모두에서 배를 부양 구조물 안으로 안전하게 진입시킬 수 있다.

본 실시예는, 사람을 부양 구조물 내에 수용하기 위해 배를 수용하고 보호하는 터널을 제공하여, 부양 구조물에서 장비가 떨어져 사람이 부상을 입는 것을 방지한다.

본 실시예는 허리케인 또는 쓰나미가 접근하는 경우에 많은 사람이 동시에 근해 구조물에서 신속하게 나갈 수 있게 해주는 근해 필드에 위치되는 부양 구조물을 제공한다.

본 실시예는 화재 발생시 200 내지 500 명의 사람과 같은 많은 사람을 1시간 미만의 시간 내에 인접 플랫폼으로부터 부양 구조물로 안전하게 또한 신속하게 전달하는 수단을 제공한다.

본 실시예는 근해 구조물이 근해 재난으로 견인될 수 있게 하고 또한 지령 센터로서 작동하게 하여 재난의 통제를 용이하게 해주며 또한 병원 또는 환자 선별 치료 센터로서 작용할 수 있게 해준다.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른, 근해 탐사, 시추, 생산 및 저장 설비를 작업 지원하기 위한 부양 구조물을 나타낸다.

도 19 및 20은 함께 봐야 한다. 부양 구조물(210)은 상부 구조물(213)을 지탱할 수 있는 선체(212)를 포함할 수 있다. 상부 구조물(213)은, 지원받을 근해 작업의 종류에 따라, 생활 구역 및 승무원 숙박시설(258), 장비 보관소, 헬리포트(254)와, 많은 다른 구조물, 시스템 및 장비와 같은 다양한 장비와 구조물을 포함할 수 있다. 크레인(253)은 상부 구조물에 장착될 수 있다. 선체(212)는 많은 카테나리 계류 라인(216)에 의해 해저에 계류될 수 있다. 상부 구조물은 항공기 격납고(250)를 포함할 수 있다. 통제탑(251)이 상부 구조물에 만들어질 수 있다. 통제탑은 동적 위치 시스템(257)을 가질 수 있다.

부양 구조물(210)은 터널 외부의 위치에서 선체(212)에 있는 터널 개구를 갖는 터널(230)을 가질 수 있다.

부양 구조물(210)이 작업 깊이(271)에 있을 때 터널(230)은 물을 수용할 수 있다.

부양 구조물은 고유한 선체 형상을 가질 수 있다.

도 19 및 20을 참조하면, 부양 구조물(210)의 선체(212)는, 원형일 수 있는 주 갑판(212a), 및 높이(H)(도 20에 나타나 있음)를 가질 수 있다. 도 20에 나타나 있는 상측 절두 원추형 부분(214)이 주 갑판(212a)으로부터 아래쪽으로 연장될 수 있다.

도 19 및 20의 실시예에 따르면, 상측 절두 원추형 부분(214)은 주 갑판(212a)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 상측 원통형 측면 부분(212b), 및 이 상측 원통형 측면 부분(212b) 아래에 위치되어 있고 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c)에 연결되어 있는 내향 테이퍼형 상측 절두 원추형 측면 부분(212g)을 가질 수 있다.

부양 구조물(210)은 또한, 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있고 외측으로 벌어져 있는 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)을 가질 수 있다. 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c) 및 하측 절두 원추형 측면 부분(212d) 둘 다는 작업 깊이(271) 아래에 있을 수 있다.

하측 타원형 부분(212e)이 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)로부터 아래쪽으로 연장될 수 있고 매칭 타원형 용골(keel)(212f)을 갖는다.

도 19 및 도 20 둘 다를 참조하면, 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c)은, H2로 나타나 있는 하측 절두 원추형 측면 부분(212d) 보다 실질적으로 큰 수직 방향 높이(H1)를 가질 수 있다. 상측 원통형 측면 부분(212b)은 H4로 나타나 있는 하측 타원형 부분(212e) 보다 약간 더 큰 수직 방향 높이(H3)를 가질 수 있다.

도 19 및 도 20에 나타나 있는 바와 같이, 상측 원통형 측면 부분(212b)은 내향 테이퍼형 상측 절두 원추형 측면 부분(212g)에 연결되어, 상부 구조물(213)과 함께 선체 반경 보다 큰 반경을 갖는 주 갑판을 제공하며, 상부 구조물은 둥글거나, 정사각형이거나 반달 같은 다른 형상일 수 있다. 내향 테이퍼형 상측 절두 원추형 측면 부분(212g)은 작업 깊이(271) 위쪽에 위치될 수 있다.

터널(230)은 적어도 하나의 폐쇄 가능한 도어를 가질 수 있고, 2개의 폐쇄 가능한 도어(234a, 234b)가 이들 도에 나타나 있는데, 그 도어는 대안적으로 또는 조합적으로 터널(230)에 대한 날씨 및 물 보호를 제공할 수 있다.

핀(fin)형 부속물(284)이 선체 외부의 하외측 부분에 부착될 수 있다. 도 20은 선체(212)로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있는 핀의 일부분에서 평평한 면을 갖는 핀형 부속물을 갖는 실시예를 나타낸다. 도 20에서, 핀형 부속물은 하측 타원형 부분(212e)으로부터 거리 "r"로 연장되어 있다.

선체(212)는 부양 구조물을 계류시켜 계류 전개를 생성하기 위한 복수의 카테나리 계류 라인(216)을 갖는 것으로 나타나 있다.

도 20의 더 단순화된 도에 2개의 상이한 깊이, 작업 깊이(271) 및 이동 깊이(270)가 나타나 있다.

동적 가동 텐더링 기구(224d, 224h)는, 터널 바닥(235) 위쪽에서 배향될 수 있고, 작업 깊이(271) 위쪽에 위치되고 또한 터널(230) 내부에서 작업 깊이(271) 아래에서 연장되어 있는 부분을 가질 수 있다.

주 갑판(212a), 상측 원통형 측면 부분(212b), 내향 테이퍼형 상측 절두 원추형 측면 부분(212g), 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c), 하측 절두 원추형 측면 부분(212d), 하측 타원형 부분(212e), 및 매칭 타원형 용골(212f)모두는 공통의 수직 축선(2100)과 동축일 수 있다. 실시예에서, 선체(212)는 임의의 높이에서 수직 축선(2100)에 수직하게 취할 때 타원형 단면을 특징으로 할 수 있다.

타원형 윤곽으로 인해, 선체(212)의 동적 응답은 파도의 방향에 대해 독립적이고(계류 시스템, 라이저 및 수중 부속물에서의 비대칭성을 무시하면), 그래서 파도 유도 요력(yaw force)이 최소화된다. 추가적으로, 선체(212)의 원추 형태는 구조적으로 효율적이어서, 전통적인 선박형 근해 구조물과 비교하여 강의 톤당 높은 탑재량 및 저장 부피를 제공한다. 선체(212)는 반경 방향 단면에서 타원형인 타원형 벽을 가질 수 있지만, 그러한 형상은, 플레이트를 원하는 곡률로 구부리지 않고, 많은 수의 평평한 금속 플레이트를 사용하여 근사화될 수 있다. 타원형 선체 윤곽이 바람직하지만, 대안적인 실시예에 따라 다각형 선체 윤곽이 사용될 수 있다.

실시예에서, 선체(212)는 원형, 계란형 또는 타원형이어서 타원형 윤곽을 형성할 수 있다.

부양 구조물이 다른 근해 플랫폼에 가까이 인접하여 계류되어 두 구조물 사이에 통로를 형성할 때 타원 형상이 유리할 수 있다. 타원형 선체는 물의 간섭을 최소화하거나 없을 수 있다.

아래에서 설명하는 바와 같이, 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c) 및 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)의 특정한 설계에 의해, 상당한 양의 방사선 감쇠가 일어나, 어떤 파도 주기에 대해서도 상하 요동 진폭이 거의 생기지 않는다.

하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c)은 파도 영역에 위치될 수 있다. 작업 깊이(271)에서, 수선(waterline)은 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c) 상에서 상측 원통형 측면 부분(212b)과의 교차부 바로 아래에 위치될 수 있다. 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c)은 수직 축선(2100)에 대해 10도 내지 15도의 각도(α)로 경사져 있을 수 있다. 선체(212)의 하향 운동은 수면 면적을 증가시키기 때문에, 수선에 도달하기 전의 내향 벌어짐(flare)은 하향 상하 요동을 상당히 감쇠시킨다. 다시 말해, 수면을 부수는 수직 축선(2100)에 수직인 선체 영역은 하향의 선체 움직임에 따라 증가할 것이며, 그러한 증가된 영역은 공기 및/또는 물 계면의 반대 저항을 받게 된다. 10도 내지 15도의 벌어짐이 선박을 위한 저장 부피를 너무 많이 희생시킴이 없이 하향 상하 요동에 대한 바람직한 양의 감쇠를 제공하는 것으로 밝혀졌다.

유사하게, 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)은 상향 상하 요동을 감쇠시킨다. 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)은 파도 영역 아래에(수선 보다 약 30 미터 아래에) 위치될 수 있다. 전체 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)은 수면 아래에 있을 수 있기 때문에, 상향 감쇠를 달성하기 위해서는 더 큰 영역(수직 축선(2100)에 수직임)이 바람직하다. 따라서, 하측 선체 부분의 제1 직경(D1)은 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c)의 제2 직경(D2) 보다 클 수 있다. 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)은 수직 축선(2100)에 대해 55도 내지 65도의 각도(g)로 경사져 있을 수 있다. 하측 부분은 55도 이상의 각도로 외측으로 벌어져 있어 상하 요동 롤 및 피치 운동에 대해 더 큰 관성을 제공할 수 있다. 증가된 질량은 예상되는 파도 에너지 보다 높은 상하 요동 피치 및 롤에 대한 고유 주기에 기여한다. 65도의 상한은 설치시의 초기 밸러스팅 동안에 안정성의 갑작스런 변화를 피하기 위한 목적에 근거한 것이다. 즉, 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)은 수직 축선(2100)에 수직일 수 있고, 원하는 양의 상향 상하 요동 감쇠를 달성할 수 있지만, 그러한 선체 프로파일은 설치시의 초기 밸러스팅 동안에 안정성의 바람직하지 않은 단계적 변화를 초래할 것이다. 상측 절두 원추형 부분(214)과 하측 절두 원추형 측면 부분(212d) 사이의 연결점은 제1 직경(D1)과 직2 직경(D2) 보다 작은 제3 직경(D3)을 가질 수 있다.

이동 깊이(270)는 선체가 근해의 작업 위치로 이동되고 있을 때 그 선체(22)의 수선을 나타낸다. 당업계에서 이동 깊이는, 물과 접촉하는 부양 구조물의 프로파일을 감소시켜 부양 선박을 물 위의 거리를 가로질러 이동시킬 때 요구되는 에너지의 양을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 이동 깊이는 대략 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)과 하측 타원형 부분(212e)의 교차부이다. 그러나, 날씨 및 바람 조건 때문에, 안전 가이드라인을 만족하거나 물 위의 한 위치로부터 다른 위치로의 신속한 전개를 이루기 위해 상이한 이동 깊이가 필요할 수 있다.

실시예에서, 근해 선박의 무게 중심은 그의 부력 중심 아래에 위치되어 고유의 안정성을 제공할 수 있다. 무게 중심을 낮추기 위해 선체(212)에 밸러스트를 추가한다. 선택적으로, 상부 구조물의 구성이 어떻든 간에 또한 선체(212)에 의해 지탱되는 탑재량이 얼마이든 간에 무게 중심을 부력 중심 아래로 낮추기 위해 충분한 밸러스트를 추가할 수 있다.

선체는 비교적 높은 경심(metacenter)을 특징으로 한다. 하지만, 무게 중심(CG)이 낮기 때문에, 경심 높이가 더 높아져 복원 모멘트가 더 커지게 된다. 추가로, 고정 밸러스트의 주변 위치가 복원 모멘트를 더 증가시킨다.

부양 구조물은 롤과 피치에 공격적으로 저항하고 "강직하다"라고 말해진다. 강직한 선박은, 큰 복원 모멘트가 피치와 롤에 대항함에 따라, 일반적으로 갑작스런 격동(jerky) 가속도를 특징으로 한다. 그러나, 특히 고정 밸러스트에 의해 높아지는, 부양 구조물의 높은 총 질량과 관련된 관성이 그러한 가속도를 완화시킨다. 특히, 고정 밸러스트의 질량은 부양 구조물의 고유 주기를 가장 통상적인 파도의 주기 보다 높게 증가시켜, 모든 자유도의 파도 유도 가속도를 제한한다.

일 실시예에서, 부양 구조물은 스러스터(thruster)(299a - 299d)를 가질 수 있다.

도 21은 주 갑판(212a) 및 이 주 갑판 위에 있는 상부 구조물(213)을 갖는 부양 구조물(210)을 나타낸다.

실시예에서, 크레인(253)은 상부 구조물(213)에 장착되고, 이 상부 구조물은 헬리포트(254)를 포함할 수 있다.

복수의 카테나리 계류 라인(216a - 216e, 216f - 216j)이 상측 원통형 측면 부분(212b)으로부터 나와 있는 것으로 나타나 있다.

정박 시설(260)이 선체(212)에서 내향 테이퍼형 상측 절두 원추형 측면 부분(212g)의 일부분에 있는 것으로 나타나 있다. 내향 테이퍼형 상측 절두 원추형 측면 부분(212g)은 하측 내향 테이퍼형 절두 원추형 측면 부분(212c) 및 상측 원통형 측면 부분(212b)에 연결되어 있는 것으로 나타나 있다.

도 21은 선체의 확대 사시도를 나타내는데, 이 선체에는 배(2200)를 수용하기 위한 개구(230)가 있다. 터널(230)은 적어도 하나의 폐쇄 가능한 도어(234a, 234b)를 가질 수 있고, 이 도어는 대안적으로 또는 조합적으로 터널(230)에 대한 날씨 및 물 보호를 제공할 수 있다.

동적 가동 텐더링 기구가 터널 바닥(235) 위쪽에서 배향될 수 있고, 작업 깊이(271) 위쪽에 위치되고 또한 터널(230) 내에서 그 작업 깊이(271) 아래에 연장되어 있는 부분들을 가질 수 있다.

도 22는 플레이트(243)에 있는 복수의 개구(252a - 252ae)가 선체의 개구(230)에서 파도 작용을 감소시킬 수 있는 것을 보여준다.

복수의 개구 각각은 0.1 미터 내지 2 미터의 직경을 가질 수 있다. 실시예에서, 복수의 개구(252)는 타원형으로 성형될 수 있다.

부양 구조물은 이동 깊이와 작업 깊이를 가질 수 있고, 작업 깊이(271)는, 구조물을 이동 깊이에서 작업 위치로 이동시킨 후에 밸러스트 펌프를 사용하여 선체 내의 밸러스트 탱크를 물로 채움으로써 얻어질 수 있다.

이동 깊이는 약 7 미터 내지 약 15 미터일 수 있고, 작업 깊이는 약 45 미터 내지 약 65 미터일 수 있다. 터널은 이동 중에 물 밖에 있을 수 있다.

선체에 있는 곧은 부분, 만곡된 부분 또는 테이퍼형 부분이 터널을 형성할 수 있다.

실시예에서, 플레이트, 폐쇄 가능한 도어 및 선체는 강으로 만들어질 수 있다.

도 22는 동적 가동 텐더링 기구 중 하나의 상승 사시도이다. 추가의 파도 감쇠를 위한 보조 플레이트(238a)가 주 플레이트(243)에 고정되어 있다. 앞의 도면과 유사한 요소가 또한 표시되어 있다.

도 23은 부양 구조물의 선체에 있는 Y-형 터널의 상면도이다. 개구(230)는, 선체를 통과하는 제1 개구(231) 및 선체를 통과하는 제2 개구(232a, 232b)를 갖는 것으로 나타나 있다.

도 24는 원통형 목부(2228)를 갖는 부양 구조물의 측면도이다.

부양 구조물(210)은 주 갑판(212a)을 갖는 선체(212)를 갖는 것으로 나타나 있다.

부양 구조물(210)은, 주 갑판(212a)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 상측 원통형 측면 부분(212b) 및 상측 원통형 측면 부분(212b)로부터 연장되어 있는 상측 절두 원추형 측면 부분(212g)을 갖는다.

부양 구조물(210)은 상측 절두 원추형 측면 부분(212g)에 연결되는 원통형 목부(2228)를 갖는다.

하측 절두 원추형 측면 부분(212d)은 원통형 목부(2228)로부터 연장되어 있다.

하측 타원형 부분(212e)이 하측 절두 원추형 측면 부분(212d)에 연결된다.

타원형 용골(212f)이 하측 타원형 부분(212e)의 바닥에 형성되어 있다.

핀형 부속물(284)이 타원형 용골(212f)의 외부의 하외측 부분에 고정되어 있다.

도 25는 원통형 목부(2228)를 갖는 부양 구조물(210)의 상세도이다.

핀형 부속물(284)이 타원형 용골의 외부의 하외측 부분에 고정되어 있는 것으로 나타나 있고 타원형 용골로부터 물 속으로 연장된다.

도 26은 원통형 목부(2228)가 운반 구성으로 있는 부양 구조물(210)의 절취도이다.

실시예에서, 부양 구조물(210)은 움직일 수 있는 추(2116)를 가질 수 있다. 실시예에서, 그 추는 선택적이고 또한 선체 내에 부분적으로 포함되어 전체 선체 성능에 대한 선택적인 조절을 제공할 수 있다.

이 도에서, 추(2116)는 운반 깊이에 있는 것으로 나타나 있다.

실시예에서, 가동 추는 운반 깊이와 작업 깊이 사이에서 움직이도록 구성될 수 있고, 추는 배가 물에서 옆으로 움직일 때 그 배의 운동을 감쇠시키도록 구성될 수 있다.

실시예에서, 선체는 바닥 표면 및 갑판 표면을 가질 수 있다.

실시예에서, 선체는 바닥 표면과 갑판 표면 사이에 결합하는 적어도 2개의 연결된 부분을 사용하여 형성될 수 있다.

실시예에서, 적어도 2개의 연결된 부분은 직렬로 연결될 수 있고 또한 수직 축선에 대해 대칭적으로 구성될 수 있으며, 연결된 부분이 갑판 표면으로부터 아래쪽으로 바닥 표면 쪽으로 연장되어 있다.

추가의 실시예에서, 연결된 부분은 상측 원통형 부분, 목 부분, 및 하측 원추형 부분 중의 적어도 2개일 수 있다.

이들 실시예는 실시예를 강조하여 설명되었지만, 첨부된 청구 범위 내에서 실시예는 여기서 구체적으로 설명된 바와는 다르게 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (13)

1. 부유 시추기로서,
   a. 선체 평면도에서 볼 때 원형 또는 다각형이며,
   (ⅰ) 바닥 표면;
   (ⅱ) 정상 갑판 표면; 및
   (ⅲ) 상기 바닥 표면과 정상 갑판 표면 사이에 결합하는 적어도 2개의 연결된 부분을 포함하는 선체(hull) - 상기 적어도 2개의 연결된 부분은 직렬로 연결되고 또한 수직 축선에 대해 대칭적으로 구성되어 있으며, 상기 연결된 부분 중의 하나는 상기 정상 갑판 표면으로부터 아래쪽으로 상기 바닥 표면 쪽으로 연장되어 있고, 적어도 2개의 연결된 부분은,
   (1) 측면도 또는 단면도에서 볼 때 정상 갑판 부분으로부터 연장되어 있는 경사진 측면을 갖는 상측 부분;
   (2) 측면도에서 볼 때 원통형 목 부분; 및
   (3) 측면도에서 볼 때 상기 원통형 목 부분으로부터 연장되어 있는 경사진 측면을 갖는 하측 원추형 부분
   중의 적어도 2개를 가짐 -; 및
   b. 상기 바닥 표면 쪽으로 경사져 있는 상측 핀 표면을 가지며 선체에 고정되고 또한 그 선체로부터 연장되어 있는 적어도 하나의 연장 핀(fin)을 포함하고,
   상기 적어도 하나의 연장 핀은 선형 및 이차(quadratic) 감쇠를 통해 유체역학적 성능을 제공하도록 구성되어 있고, 또한 선체는 선체에 대한 선형 및 이차 감쇠를 통해 개선된 유체역학적 성능을 갖는 추가 질량을 제공하며, 상기 부유 시추기는 피치, 롤 및 상하 요동을 제어하기 위해 후퇴 가능한 중심 칼럼을 필요로 하지 않는, 부유 시추기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 선체는 원 내부에 접하는 형상을 갖는, 부유 시추기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 부유 시추기의 위치 설정을 제공하기 위한 스러스터(thruster)를 갖는 동적 위치 설정 시스템을 포함하는 부유 시추기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 연장 핀은 부유 시추기의 상하 요동 제어를 개선하는 추가적인 유체 변위를 일으키는 추가 질량을 포함하는, 부유 시추기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하측 원추형 부분을 형성하는 복수의 경사진 연결된 측면을 포함하고, 각 경사진 연결된 측면은 각 경사진 측면에 대한 동일한 각도 및 각 경사진 측면에 대한 상이한 각도 중의 적어도 하나를 갖는, 부유 시추기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 경사진 연결된 측면 사이에 있는 경사진 연장 세그먼트를 포함하는 부유 시추기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 연장 핀은, 서로 정렬되어 있고 원주 방향으로 상기 선체 주위에 부착되어 있는 복수의 분할된 연장 핀인, 부유 시추기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 연장 핀은 핀의 원위 단부에서 평평한 면을 포함하며, 이 평평한 면은 부유 시추기의 수직 축선과 평행한, 부유 시추기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 선체에 있는 오목부를 포함하고, 오목부는 문 풀(moon pool)인, 부유 시추기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 연장 핀은 상기 선체로부터 연장되어 있는 테이퍼형 플레이트인, 부유 시추기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 선체의 다각 형상은 선체의 곡률을 형성하는 복수의 납작하고 평평한 금속 플레이트를 포함하는, 부유 시추기.
12. 제1항에 있어서,
    상기 연장 핀은 탱크인, 부유 시추기.
13. 제1항에 있어서,
    상기 선체의 움직임을 감소시키는 상기 연장 핀으로부터 연장되어 있는 연장 바닥 가장자리를 포함하는 부유 시추기.

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