KR101613216B1 - 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반잠수식 해양 구조물의 컬럼 외측에 체인 로커를 마련함으로써, 컬럼 내부의 배치 공간 활용을 극대화하며, 안정성이 향상되고 예비 부력을 확보할 수 있는 반잠수식 해양 구조물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폰툰, 상기 폰툰의 상부에 설치되는 데크 박스, 상기 폰툰과 상기 데크 박스를 연결하는 복수의 컬럼을 구비한 반잠수식 해양 구조물에 설치되는 앵커링 시스템은 상기 컬럼 외측에 장착되는 체인 로커; 상기 체인 로커에 수납되거나 인출되는 앵커 체인; 상기 앵커 체인에 연결되어 해저 또는 폰툰에 고정되는 앵커; 및 상기 컬럼의 상부에 설치되어 앵커 체인을 중개하는 윈들라스를 포함한다.

Description

반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템{Anchoring system of semi-submersible marine structure}
본 발명은 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반잠수식 해양 구조물의 컬럼 외측에 체인 로커를 장착함으로써, 컬럼 내부의 배치 공간 활용을 극대화하며, 안정성이 향상되고 예비 부력을 확보할 수 있는 반잠수식 해양 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 육상에서만 이루어졌던 에너지 자원의 시추 작업이 해안에서 이루어지고 있고, 점차 해안에서 해양까지 확대되고 있다. 특히 해양에서 시추 작업은 깊은 심해 지역까지 실현 가능하게 되면서, 많은 시추 장비들이 새롭게 개발되어 왔다. 그 중에서 시추 작업에 사용되는 반잠수식(semi-submersible) 해양 구조물은 드릴쉽(drillship)과 더불어, 현재 해양 시추에 반드시 필요한 시추용 리그선 중의 하나로 자리잡아 가고 있으며, 깊은 바다에서도 시추가 가능한 심해 세미 리그(deep-sea semi-rig)와 같은 특수한 목적의 리그선 개발이 이어지는 등 그 역할이 점차 중요시되고 있으며, 그에 따라 이동성 및 안정성이 향상되도록 지속적인 개발이 이루어지고 있는 추세이다.
도1은 일반적인 반잠수식 해양 구조물인 세미 리그의 구성도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 반잠수식 해양 구조물은 부력을 제공하기 위하여 잠수식 구조물 즉, 폰툰이 구비되는데, 폰툰은 4면이 서로 연결되어 단일로 이루어지는 구조를 가지거나, 한 쌍의 독립된 구조를 가지며, 폰툰에 다수의 컬럼(column)으로 지지되는 워킹 플랫폼(working platform)이 마련되고, 유정지 도착하게 되면 폰툰(pontoon)에 물을 채워서 수면 위의 높이를 낮추도록 하여 해상에서의 안정성을 높이도록 한다. 한편, 한 쌍의 독립된 구조를 가지는 폰툰의 경우 선수, 선미측으로 폰툰이 돌출되어 있는 형상을 가진다.
이와 같은 반잠수식 해양 구조물은 조류, 파도, 바람 등으로부터 해양 구조물의 움직임을 고정하기 위하여 임의의 수면에서 정해진 위치에서 앵커(anchor)의 파지력에 의해 고정하는 앵커링 시스템(anchoring system)을 사용하게 된다.
도 2는 종래 체인로커 장치를 구비한 세미 리그의 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래에는 세미 리그(10)의 다수의 컬럼(2) 내부에 각각 하나 이상의 체인 로커(3)를 구비한다. 앵커 체인은 소정의 견인 수단에 의해 체인 로커(3)에 적층된다. 따라서 앵커가 해수면 아래에 고정될 경우 앵커 체인이 견인 수단에 의해 체인 로커(3)로부터 외부로 인출되고, 앵커가 세미 리그에 위치될 경우 앵커 체인이 체인 로커(3)의 내부에 수납된다.
이와 같은 종래 기술은 컬럼 내부에 체인 로커를 장착함으로써 컬럼 내부의 배치에 있어 제약을 가지는 단점이 있었다.
한국공개특허 제 10-2011-0121355 호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반잠수식 해양 구조물의 컬럼 외측에 체인 로커를 장착함으로써, 컬럼 내부의 배치 공간 활용을 극대화할 수 있으며, 반잠수식 해양 구조물의 안정성이 향상되고 예비 부력을 확보할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시례에 따른 폰툰, 상기 폰툰의 상부에 설치되는 데크 박스, 상기 폰툰과 상기 데크 박스를 연결하는 복수의 컬럼을 구비한 반잠수식 해양 구조물에 설치되는 앵커링 시스템에 있어서, 상기 컬럼 외측에 장착되는 체인 로커; 상기 체인 로커에 수납되거나 인출되는 앵커 체인; 상기 앵커 체인에 연결되어 해저 또는 폰툰에 고정되는 앵커; 및 상기 컬럼의 상부에 설치되어 앵커 체인을 중개하는 윈들라스를 포함하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템을 제공한다.
상기 체인 로커 외측에 장착되어 앵커 체인을 안내하는 페어 리드를 더 포함할 수 있다.
상기 폰툰에 설치되어 앵커를 고정시키는 앵커볼스터를 더 포함할 수 있다.
상기 윈들라스는 상기 체인 로커에 상기 앵커 체인을 수납되도록 하거나 상기 체인 로커로부터 인출되도록 상기 앵커 체인을 중개하는 것이 바람직하다.
상기 체인 로커는 수밀되어 부력 기능을 가지는 것이 바람직하다.
상기 체인 로커 내부 하단에는 물을 배출하기 위한 다수의 관통 홀이 구비된 칸막이 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 칸막이 부재를 통해 배출된 물을 외부로 배출하기 위해 상기 체인 로커의 바닥에 구비된 맨홀을 구비하거나 상기 컬럼 내부와 연결된 빌지 시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 체인 로커에는 유지보수를 위한 개구부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 폰툰, 상기 폰툰의 상부에 설치되는 데크 박스, 상기 폰툰과 상기 데크 박스를 연결하는 복수의 컬럼을 구비한 반잠수식 해양 구조물에 설치되는 앵커링 시스템은 상기 컬럼 외측에 장착되는 체인 로커를 통해 앵커 체인이 수납되거나 인출되도록 하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템을 제공한다.
상기 체인 로커는 수밀되어 부력 기능을 가지는 것이 바람직하다.
상기 체인 로커의 상부에는 앵커 체인이 수납되거나 인출되도록 중개하는 윈들라스를 더 포함할 수 있다.
상기 체인 로커 외측 또는 상기 폰툰 외측에 장착되어 앵커 체인을 안내하는 페어 리드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 체인 로커를 컬럼 외측에 배치함으로써 컬럼내부의 배치 공간 활용을 극대화할 수 있고, 컬럼 외측에 배치된 체인 로커로 인해서 반잠수식 해양 구조물의 수선면적이 넓어지고 체인 로커를 수밀하게 형성하여 반잠수식 해양 구조물의 안정성(stability)을 향상시키고 예비 부력(reserve buoyancy)이 확보될 수 있다.
도 1은 일반적인 반잠수식 해양 구조물인 세미 리그의 구성도이고,
도 2는 종래 체인로커 장치를 구비한 세미 리그의 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 반잠수식 해양 구조물의 선수와 선미측에 장착된 앵커 시스템을 선수측에서 바라본 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 반잠수식 해양 구조물의 선수와 선미측에 장착된 앵커 시스템을 좌현측에서 바라본 도면이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시례에 따른 반잠수식 해양 구조물의 좌현과 우현측에 장착된 앵커 시스템을 좌현측에서 바라본 도면이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시례에 따른 반잠수식 해양 구조물의 좌현과 우현측에 장착된 앵커 시스템을 선수측에 바라본 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 체인 로커를 도시한 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시례는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 반잠수식 해양 구조물의 선수와 선미측에 장착된 앵커 시스템을 선수측에서 바라본 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 반잠수식 해양 구조물의 선수와 선미측에 장착된 앵커 시스템을 좌현측에서 바라본 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 반잠수식 해양 구조물은 일반적으로 부력을 형성하는 2개의 폰툰(pontoon, 110)을 구비한다. 2개의 폰툰(110)은 한 쌍의 브레이스(brace, 112)에 의해 연결된다. 폰툰(110)의 상부에는 시추에 필요한 각종 장비들이 설치되며 중앙부에 시추 작업이 가능하도록 문풀(moonpool)이 형성되는 데크 박스(deck box)(120)가 설치된다. 폰툰(110)과 데크 박스(120)를 연결하는 위치에는 복수의 컬럼(column)(130)이 설치된다.
한편, 도 3 및 도4에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물의 앵커 시스템(100)은 컬럼(130) 외측, 즉 컬럼(130)의 선수측 우현과 좌현, 또는 컬럼(130)의 선미측 우현과 좌현에 체인 로커(140)가 장착되고, 상기 체인 로커(140)에 수납되거나 인출되는 앵커 체인(160), 앵커 체인(160)에 연결되어 해저나 반잠수식 해상 구조물(100)에 고정되는 앵커(170), 상기 앵커 체인(160)을 상기 체인 로커(140)에 수납되도록 하거나 상기 체인 로커(140)로부터 인출되도록 하기 위하여 데크 박스(120) 또는 컬럼(130) 상부에 장착되는 윈들라스(150)를 포함한다.
앵커(170)는 해저에 박히거나 걸리도록 하여 반잠수식 해양 구조물을 고정시키도록 하고, 앵커(170)의 다른 끝단은 앵커 체인(160)에 연결된다.
앵커 체인(160)은 예컨대 체인 부재로 이루어질 수 있고, 체인 로커(140)를 관통하여 반잠수식 해양 구조물의 데크 박스(120) 또는 컬럼(130) 상부에 장착된 윈들라스(150)를 거쳐 앵커(170)에 연결될 수 있다.
체인 로커(140)는 앵커 체인(160)이 수납되기 위한 장소로서, 본 실시예에서처럼 컬럼(130) 외측에 폭방향을 기준으로 양측에 각각 위치하는 2개의 공간으로 이루어질 수 있는데, 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 컬럼(130) 중심부에 단일로, 또는 다수의 공간으로 마련될 수 있다. 체인 로커(140)는 상부에 앵커 체인(160)이 통과하도록 출입구(미도시)가 마련되되, 앵커 체인(160)이 수납시 내측의 모서리에서부터 적층되도록 가이드하기 위하여 앵커(170)의 배치 방향으로 배열되도록 마련될 수 있다.
윈들라스(150)는 앵커 체인(160)을 체인 라커(140)에 수납되도록 하거나 체인 라커(140)로부터 인출되도록 중개하기 위하여, 앵커(170)에 대응하여 반잠수식 해상 구조물의 데크 박스(120) 또는 컬럼(130) 상부에 설치될 수 있다. 윈들라스(150)는 앵커 체인(160)을 감거나 풀면서 앵커(170)가 해수로 투하되거나 끌어 올려지도록 구동력을 제공하는데, 예컨대 전동모터나 유압모터 등으로 이루어진 구동부와, 구동부에 의해 회전하는 체인드럼을 포함할 수 있고, 체인드럼이 앵커 체인(160)과 맞물려서 구동부에 의해 회전함으로써 앵커 체인(160)을 감아 올리도록 하며, 앵커(170)를 투하하는 경우 자유로이 회전하도록 구성될 수 있다.
앵커볼스터(180)은 앵커(170)를 고정하기 위해 마련되며, 앵커 체인(160)을 고정하기 위해 체인 스토퍼(미도시)가 윈들라스 측에 마련되어 앵커 체인(160)을 하강시키거나 상승시킬 때 앵커 체인(160)의 이동을 가이드하며, 앵커(170)가 해저 바닥에 고정되거나 반잠수식 해양 구조물 등에 안착되어 있을 때 앵커 체인(160)을 고정시키도록 하는데, 이를 위해 일례로 회전 동작에 의해 앵커 체인(160)의 이동을 가이드하는 롤러와 앵커 체인(160)의 마디가 걸려 고정되는 도그를 포함할 수 있으며, 이 밖에도 앵커 체인(160)의 고정을 위한 다양한 구조 및 방식을 가질 수 있다.
한편, 체인 스토퍼와 앵커(170) 사이에는 체인분리장치(미도시)가 각각 설치될 수 있다. 체인분리장치는 반잠수식 해양 구조물의 데크 박스(120) 상에 접근이 용이한 위치에 설치됨으로써 조작뿐만 아니라 유지 및 보수가 편리하도록 하고, 예컨대 조작부의 수동 조작에 체인 스토퍼 각각을 연동시킴으로써 앵커 체인(160)이 반잠수식 해양 구조물로부터 강제로 분리되도록 하거나, 체인 스토퍼와는 별개로 이루어져서 비상시 조작레버의 조작에 의한 가압력에 의해 앵커 체인(160)이 반잠수식 해양 구조물로부터 분리되도록 할 수 있다.
체인 로커(140)가 선수 또는 선미측 컬럼(130) 외측에 장착되는 경우 폰툰(110)이 돌출되어 있어서 체인 로커(140)에서 인출되는 앵커 체인(160)이 폰툰(110)과 부딪힐 수 있다. 즉, 앵커 체인(160)이 반잠수식 해양 구조물과 부딪혀서 손상되는 일을 막기 위해 페어 리드(190)가 체인 로커(140) 외측 또는 폰툰(110)의 외측에 마련되어 앵커 체인(160)을 가이드할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시례에 따른 반잠수식 해양 구조물의 좌현과 우현측에 장착된 앵커 시스템을 좌현측에서 바라본 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시례에 따른 반잠수식 해양 구조물의 좌현과 우현측에 장착된 앵커 시스템을 선수측에 바라본 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물의 앵커 시스템(100)은 컬럼(130) 외측, 즉 컬럼(130)의 좌현측 선수와 선미, 또는 컬럼(130)의 우현측 선수와 선미에 체인 로커(140)가 장착될 수 있다. 체인 로커(140)가 좌현 또는 우현측 컬럼(130) 외측에 장착되는 경우 앞서 설명한 일 실시례와 달리 구조상 폰툰(110)이 돌출되어 있지 않으므로, 체인 로커(140)에서 인출되는 앵커 체인(160)이 폰툰(110)과 부딪힐 가능성은 낮다. 앵커 체인(160)을 가이드 하는 페어 리드(190)는 체인 로커(140) 외측 또는 폰툰(110)의 외측에 마련되어 앵커 체인(160)을 가이드할 수 있다. 그외 구성은 앞서 설명한 일 실시례에 따른 앵커링 시스템과 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
이와 같은 앵커 시스템(100)은 하나의 컬럼(130)에 한 개 이상 장착될 수 있으며, 체인 로커(140)의 체적화된 위치 및 갯수는 전반적인 반잠수식 해양 구조물의 배치와 그에 따른 안정성, 운동성능의 평가에 따라 달라질 수 있다.
도 7는 본 발명에 따른 일 실시례에 체인 로커를 도시한 정단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 컬럼(130) 외측에 장착된 체인 로커(140)는 수밀하게 형성되어 부력 기능을 가지며, 체인 로커(140) 내부 하단에는 물을 배출하기 위한 다수의 관통 홀이 구비된 칸막이 부재(200)를 포함할 수 있다. 또한 칸막이 부재(200)를 통해 배출된 물을 외부로 배출하기 위해 상기 체인 로커(140)의 바닥에 맨홀(210)을 구비하거나 컬럼(130) 내부와 연결된 빌지 시스템(bilge system)에 의해 배출될 수 있다.
또한, 체인 로커(140)에는 유지보수를 위한 개구부(220)를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템의 작용을 설명하기로 한다.
반잠수식 해양 구조물의 앵커볼스터(180)에 의해 고정된 앵커(170)가 컬럼(130) 외측에 구비된 체인 로커(140)에서 인출되는 앵커 체인(160)에 의해 서로 연동되어 컬럼(130) 상부에 위치한 윈들라스(150)에 의해 중개되고 페어 리드(190)에 의해 안내되면서 해저에 박히거나 걸리도록 하여 반잠수식 해양 구조물을 고정시키도록 한다.
체인 로커(140)가 칼럼(130) 외측에 장착됨으로써, 컬럼(130) 내부의 배치 공간 활용을 극대화할 수 있고, 컬럼(130) 외측에 체인 로커(140)가 장착되어 반잠수식 해양 구조물의 수선면적이 넓어지고 체인 로커가 수밀하게 형성되어 부력 기능을 가지므로 반잠수식 해양 구조물의 안정성을 향상시키고 예비 부력이 확보될 수 있다.
본 발명은 상기 실시례에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100 : 앵커 시스템 110 : 폰툰
120 : 데크 박스 130 : 컬럼
140 : 체인 로커 150 : 윈들라스
160 : 앵커 체인 170 : 앵커
180 : 앵커볼스터 190 : 페어 리드
200 : 칸막이 부재 220 : 개구부

Claims (12)

  1. 폰툰, 상기 폰툰의 상부에 설치되는 데크 박스, 상기 폰툰과 상기 데크 박스를 연결하는 복수의 컬럼을 구비한 반잠수식 해양 구조물에 설치되는 앵커링 시스템에 있어서,
    상기 컬럼 외측에 장착되는 체인 로커;
    상기 체인 로커에 수납되거나 인출되는 앵커 체인;
    상기 앵커 체인에 연결되어 해저 또는 폰툰에 고정되는 앵커; 및
    상기 컬럼의 상부에 설치되어 앵커 체인을 중개하는 윈들라스를 포함하며,
    상기 체인 로커는 수밀되어 부력 기능을 가지며, 상기 컬럼 외측에 배치되어 상기 컬럼 내부의 배치 공간 활용을 극대화하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 체인 로커 외측에 장착되어 앵커 체인을 안내하는 페어 리드를 더 포함하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 폰툰에 설치되어 앵커를 고정시키는 앵커볼스터를 더 포함하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 윈들라스는 상기 체인 로커에 상기 앵커 체인을 수납되도록 하거나 상기 체인 로커로부터 인출되도록 상기 앵커 체인을 중개하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 1항에 있어서,
    상기 체인 로커 내부 하단에는 물을 배출하기 위한 다수의 관통 홀이 구비된 칸막이 부재를 더 포함하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  7. 청구항 6항에 있어서,
    상기 칸막이 부재를 통해 배출된 물을 외부로 배출하기 위해 상기 체인 로커의 바닥에 맨홀을 구비하거나 상기 컬럼 내부와 연결된 빌지 시스템을 더 포함하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  8. 청구항 1항에 있어서,
    상기 체인 로커에는 유지보수를 위한 개구부를 더 포함하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  9. 폰툰, 상기 폰툰의 상부에 설치되는 데크 박스, 상기 폰툰과 상기 데크 박스를 연결하는 복수의 컬럼을 구비한 반잠수식 해양 구조물에 설치되는 앵커링 시스템은 상기 컬럼 외측에 장착되는 체인 로커를 통해 앵커 체인이 수납되거나 인출되도록 하며,
    상기 체인 로커는 수밀되어 부력 기능을 가지며, 상기 컬럼 외측에 배치되어 상기 컬럼 내부의 배치 공간 활용을 극대화하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  10. 청구항 9항에 있어서,
    상기 체인 로커는 수밀되어 부력 기능을 가지는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  11. 청구항 10항에 있어서,
    상기 체인 로커의 상부에는 앵커 체인이 수납되거나 인출되도록 중개하는 윈들라스를 더 포함하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
  12. 청구항 11항에 있어서,
    상기 체인 로커 외측 또는 상기 폰툰 외측에 장착되어 앵커 체인을 안내하는 페어 리드를 더 포함하는, 반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템.
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