KR101863824B1 - 부유식 구조물 - Google Patents

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KR101863824B1
KR101863824B1 KR1020170044786A KR20170044786A KR101863824B1 KR 101863824 B1 KR101863824 B1 KR 101863824B1 KR 1020170044786 A KR1020170044786 A KR 1020170044786A KR 20170044786 A KR20170044786 A KR 20170044786A KR 101863824 B1 KR101863824 B1 KR 101863824B1
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박주신
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

캔틸레버의 전면부 쪽에서 드릴링 동작과 관련된 작업을 수행할 수 있는 사이드 크래인을 포함하는 부유식 구조물을 제공된다. 상기 부유식 구조물은 헐(hull)의 상면에, 적어도 일부가 상기 헐로부터 돌출되도록 이동 가능한 캔틸레버; 상기 캔틸레버 상에 설치되어, 드릴링 동작을 수행하는 데릭 타워; 상기 캔틸레버의 측벽의 적어도 일부에 설치된 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 움직이며, 상기 드릴링 동작과 관련된 작업을 수행하는 사이드 크래인(side crane)을 포함한다.

Description

부유식 구조물{Floating Marine Structure}
본 발명은 부유식 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 부유식 구조물, 예를 들어 시추 기능을 갖는 잭업 플랫폼(jack-up platform)은 항해 모드(transit mode)와 잭업 모드(jackup mode)로 운용될 수 있다.
구체적으로, 잭업 플랫폼은 시추를 위한 데릭을 포함하며, 항해 모드로 시추 위치까지 이동한 후, 잭업 모드로 전환될 수 있다. 잭업 모드 시에는 레그를 해수면 아래로 하강하여 해저에 박은 후, 본체를 해수면으로부터 상승시킬 수 있다. 잭업 플랫폼은 본체가 해수면에서 이격된 상태에서 시추 작업을 수행하며, 시추 작업이 완료되면 위 순서의 역순으로 항해 모드로 전환되며, 다음 시추 위치까지 이동할 수 있다.
한편, 잭업 플랫폼은 시추 작업의 효율성을 증대하기 위하여 캔틸레버를 포함할 수 있다. 구체적으로, 캔틸레버는 잭업 플랫폼으로부터 돌출되도록 이동 가능하다. 이를 통해 잭업 플랫폼 전체의 위치를 바꾸지 않고도 드릴링 위치(well center)의 조정이 가능하다. 예를 들어, 캔틸레버의 상면에는 데릭 타워가 설치될 수 있으며, 캔틸레버의 이동에 의해 데릭 타워의 위치가 조정될 수 있다.
대한민국 공개특허번호 10-2016-0050386호
전술한 것과 같이, 캔틸레버는 드릴링 및 생산을 위해서, 잭업 플랫폼으로부터 돌출될 수 있다. 데릭 타워 내에서 드릴링 파이프가 연결되고, 연결된 드릴링 파이프는 해저로 이동된다. 그런데, 드릴링 파이프가 완전히 도킹(docking)되지 않은 상태에서, 유체력에 의해서 파이프의 움직임이 과도하게 발생하여 기준치 이상의 변위가 발생하면, 드릴링 동작이 중단된다. 이러한 상황에서, 기존 드릴링 파이프의 회수 등에 필요한 여러가지 장비의 이동/운용에 크래인(crane)이 필요하다. 그런데, 기존 잭업 플랫폼에 설치되어 있는 크래인은, 캔틸레버의 전면부 쪽에 닿지 않는다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 캔틸레버의 전면부 쪽에서 드릴링 동작과 관련된 작업을 수행할 수 있는 사이드 크래인을 포함하는 부유식 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 부유식 구조물의 일 면(aspect)은, 헐(hull)의 상면에, 적어도 일부가 상기 헐로부터 돌출되도록 이동 가능한 캔틸레버; 상기 캔틸레버 상에 설치되어, 드릴링 동작을 수행하는 데릭 타워; 상기 캔틸레버의 측벽의 적어도 일부에 설치된 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 움직이며, 상기 드릴링 동작과 관련된 작업을 수행하는 사이드 크래인(side crane)을 포함한다.
상기 캔틸레버는 전면부, 후면부 및 측면부를 포함하되, 상기 전면부는 해양 측을 바라보고, 상기 후면부는 상기 헐 측을 바라보고, 상기 측면부는 상기 전면부와 상기 후면부를 연결하고, 상기 가이드 레일은 상기 전면부에 설치된다.
상기 가이드 레일은 상기 측면부의 적어도 일부에 더 설치된다.
상기 캔틸레버는 상기 헐과 오버랩되는 비돌출 영역과, 상기 헐과 오버랩되지 않는 돌출 영역을 포함하고, 상기 데릭 타워는 상기 돌출 영역에 설치되고, 상기 가이드 레일은 상기 데릭 타워의 적어도 일부를 둘러싸도록, 상기 돌출 영역에 설치된다.
상기 사이드 크래인은, 드릴링 파이프를 회수에 필요한 장비의 이동 및 운용에 사용된다.
상기 사이드 크래인은 상기 가이드 레일을 따라 움직이는 구동부와, 상기 구동부에 설치되는 회전 베어링과, 상기 회전 베어링에 연결되어 연장 가능한 텔레스코픽 프레임(telescopic frame)을 포함한다.
상기 헐 상에 설치된 다수의 크래인을 더 포함하고, 상기 다수의 크래인의 작업 영역은 상기 캔틸레버의 전면부에 닿지 않는다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 부유식 구조물을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 캔틸레버를 더 자세히 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 사이드 크래인을 더 자세히 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 사이드 크래인의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 부유식 구조물을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 캔틸레버를 더 자세히 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 사이드 크래인을 더 자세히 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 부유식 구조물(10)은 잭업 플랫폼(jack-up platform), 풍력발전기 설치선(WTIV, Wind Turbine Installation Vessel)과 같은 MODU(Mobile Offshore Drilling Unit) 등일 수 있다. 부유식 구조물(10)은 자체적 추진력을 가지고 있어 이동 가능할 수도 있고, 자체적 추진력이 없어서 다른 선박에 의해서 예인(towing)될 수도 있다. 부유식 구조물(10)은 캔틸레버(210)가 적용된 구조물이면, 어떠한 형태의 선박이라도 무방하다. 본 명세서에서는 예시적으로, 잭업 플랫폼을 이용하여 설명한다.
이러한 부유식 구조물(10)은 헐(hull)(101), 다수의 레그(105a, 105b, 105c), 다수의 크래인(110a, 110b, 110c), 캔틸레버(cantilever)(210), 데릭 타워(derrick tower)(240), 가이드 레일(230), 사이드 크래인(250) 등을 포함한다.
헐(101)의 데크에는 해상에 설치될 다양한 완성품 또는 부품이 적재될 수 있고, 이들을 운반 또는 설치하기 위한 각종 장치/구조물 등이 설치될 수 있다. 또한, 각종 장치/구조물은 다수의 크래인(110a, 110b, 110c), 선원 거주구, 윈치, 컨베이어 등일 수 있다.
도면에서는 헐(101)이 전체적으로 삼각형 형상인 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 헐(101)은 사각형, 오각형 등일 수도 있다.
또한, 다수의 레그(105a, 105b, 105c)는 헐(101)을 관통하는 레그웰 내에 설치된다. 따라서, 레그(105a, 105b, 105c)도 헐(101)를 관통하도록 설치된다. 이러한 레그(105a, 105b, 105c)의 하단부에는 베이스 플레이트(또는 스푸드캔(spudcan))가 마련된다. 베이스 플레이트는 레그(105a, 105b, 105c)가 하강하였을 때 해저면에 접하여 헐(101)의 하중이 해저면에 의해 견고히 지지되도록 하는 역할을 한다. 또한, 부유식 구조물(10)이 해수면 위로 상승되었을 때, 헐(101)의 하중이 다수의 레그(105a, 105b, 105c)에 고루 분산된다. 그 결과, 다수의 레그(105a, 105b, 105c)는 헐(101)을 안정적으로 지지한다.
캔틸레버(210)는 헐(101)의 상면에 위치할 수 있으며, 캔틸레버(210) 상에는 데릭 타워(240)와 같은 시추 구조물 또는 기타 장비가 장착될 수 있다. 데릭 타워(240)는 드릴링 및 생산 동작을 수행한다. 예를 들어, 데릭 타워(240) 내에서 드릴링 파이프가 연결되고, 연결된 드릴링 파이프는 해저로 이동된다.
여기서, 도 2를 참조하면, 캔틸레버(210)는 적어도 일부가 헐(101)로부터 해양 쪽으로 돌출되도록 이동할 수 있다(도면부호 A 참조). 별도로 도시하지 않았으나, 캔틸레버(210)와 헐(101) 사이에는, 스키드 박스(skid box)가 위치할 수 있고, 스키드 박스(그 내부의 유압 실린더)에 의해 캔틸레버(210)는 이동할 수 있다.
또한, 캔틸레버(210)는 전체적으로 직육면체 형상을 가질 수 있다. 캔틸레버(210)의 길이 방향의 일 단부는 헐(101)의 내측에 배치되고, 타 단부는 헐(101)의 외측으로 돌출되게 배치될 수 있다. 달리 설명하면, 캔틸레버(210)는 헐(101)과 오버랩되는 비돌출 영역(OVR)과, 헐(101)과 오버랩되지 않는 돌출 영역(NOVR)로 구분될 수 있다. 데릭 타워(240)는 헐(101)의 외측으로 돌출된 영역, 즉, 돌출 영역(NOVR)에 설치될 수 있다.
또는, 캔틸레버(210)는 전면부(210F), 후면부(210B) 및 측면부(210S)를 포함하되, 전면부(210F)는 해양 측을 바라보고, 후면부(210B)는 헐(101) 측을 바라보고, 측면부(210S)는 전면부(210F)와 후면부(210B)를 연결한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 가이드 레일(230)은 캔틸레버(210)의 측벽의 적어도 일부에 설치될 수 있다.
구체적으로, 가이드 레일(230)은 데릭 타워(240)의 적어도 일부를 둘러싸도록, 돌출 영역(NOVR)에 설치될 수 있다.
또는, 가이드 레일(230)은 캔틸레버(210)의 전면부(210F)에 설치될 수 있다. 추가적으로, 가이드 레일(230)은 캔틸레버(210)의 측면부(210S)의 적어도 일부에 더 설치될 수 있다.
여기서 도 1 내지 도 3을 참조하면, 사이드 크래인(250)은 가이드 레일(230)을 따라 움직이며, 드릴링 동작과 관련된 작업을 수행한다. 사이드 크래인(250)은 가이드 레일(230)을 따라 움직이기 때문에, 캔틸레버(210)의 전면부(210F) 또는 측면부(210S)에서 작업을 수행할 수 있다. 달리 표현하면, 사이드 크래인(250)은 캔틸레버(210)의 돌출 영역(NOVR)에서 작업을 수행할 수 있다.
예를 들어, 드릴링 파이프가 완전히 도킹(docking)되지 않은 상태에서, 유체력에 의해서 파이프의 움직임이 과도하게 발생하여 기준치 이상의 변위가 발생하면, 드릴링 동작이 중단될 수 있다. 이러한 상황에서, 사이드 크래인(250)은 캔틸레버(210)의 전면부(210F) 및/또는 측면부(210S)에서 움직이면서, 드릴링 파이프의 회수 등에 필요한 여러가지 장비의 이동/운용에 관련된 작업을 한다.
여기서, 도 3을 참조하면, 헐(101) 상에 설치된 다수의 크래인(110a, 110b, 110c)은, 각각의 작업 영역(120a, 120b, 120c)을 포함한다. 작업 영역(120a, 120b, 120c)은 크래인(110a, 110b, 110c)의 붐(boom)이 움직일 수 있는 범위이다. 따라서, 작업 영역(120a, 120b, 120c) 내에서 크래인(110a, 110b, 110c)은 동작하게 된다.
그런데, 캔틸레버(210)는 헐(101)로부터 돌출되어 있을 뿐 아니라, 캔틸레버(210)의 상면에는 높은 데릭 타워(240)가 설치되어 있기 때문에, 캔틸레버(210)의 전면부(210F) 부근에서, 다수의 크래인(110a, 110b, 110c)이 작업할 수 없다. 즉, 다수의 크래인(110a, 110b, 110c)의 작업 영역(120a, 120b, 120c)의 캔틸레버(210)의 전면부(210F)에 닿지 않는다.
전술한 것과 같이, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 부유식 구조물(10)에서, 사이드 크래인(250)은 다수의 크래인(110a, 110b, 110c)이 작업할 수 없는 영역(즉, 캔틸레버(210)의 전면부(210F) 부근)에서 다양한 작업을 수행할 수 있다.
또한, 데릭 타워(240)의 설치 및 동작을 방해하지 않도록, 사이드 크래인(250)은 캔틸레버(210)의 측벽을 따라 움직인다. 즉, 캔틸레버(210)의 측벽의 적어도 일부에 가이드 레일(230)을 설치하고, 가이드 레일(230)을 따라 사이드 크래인(250)이 움직인다.
도 4는 도 1에 도시된 사이드 크래인의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 사이드 크래인(250)은 구동부(251), 회전 베어링(253) 및 텔레스코픽 프레임(telescopic frame)(255) 등을 포함한다.
구동부(251)는 가이드 레일(230)을 따라 움직이다(도면부호 B 참조). 회전 베어링(253)은 구동부(251)에 설치된다. 텔레스코픽 프레임(255)은 회전 베어링(253)에 연결되어 연장 가능하다. 회전 베어링(253)에 따라서, 텔레스코픽 프레임(255)은 호 운동을 할 수 있다(도면부호 C 참조). 텔레스코픽 프레임(255)은 유압 또는 전원 등을 이용하여 늘어나거나 줄어드는 운동을 할 수 있다.
도 4에 도시된 사이드 크래인(250)은 예시적인 것에 불과하고, 가이드 레일(230)을 따라서 이동 가능한 구조체이면 어떤 형상이든 가능하다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 부유식 구조물
105a, 105b, 105c: 레그
110a, 110b, 110c: 크래인
210: 캔틸레버
230: 가이드 레일
240: 데릭 타워
250: 사이드 크래인

Claims (7)

  1. 헐(hull)의 상면에, 적어도 일부가 상기 헐로부터 돌출되도록 이동 가능한 캔틸레버;
    상기 캔틸레버의 상면에 설치되어, 드릴링 동작을 수행하는 데릭 타워;
    상기 캔틸레버의 측벽의 적어도 일부에 설치된 가이드 레일; 및
    상기 가이드 레일을 따라 움직이며, 상기 드릴링 동작과 관련된 작업을 수행하는 사이드 크래인(side crane)을 포함하되,
    상기 캔틸레버는 전면부, 후면부 및 측면부를 포함하되, 상기 전면부는 해양 측을 바라보고, 상기 후면부는 상기 헐 측을 바라보고, 상기 측면부는 상기 전면부와 상기 후면부를 연결하고,
    상기 헐 상에 설치된 다수의 크래인을 더 포함하고, 상기 다수의 크래인의 작업 영역은 상기 캔틸레버의 전면부에 닿지 않고,
    상기 가이드 레일은 상기 전면부에 설치되어, 상기 사이드 크래인은 상기 캔틸레버의 전면부에서 움직이며 작업을 수행하는 부유식 구조물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 상기 측면부의 적어도 일부에 더 설치되고,
    상기 사이드 크래인은 상기 가이드 레일이 설치된 상기 전면부 및 상기 측면부에서 움직이며 작업을 수행하는 부유식 구조물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 캔틸레버는 상기 헐과 오버랩되는 비돌출 영역과, 상기 헐과 오버랩되지 않는 돌출 영역을 포함하고,
    상기 데릭 타워는 상기 돌출 영역에 설치되고,
    상기 가이드 레일은 상기 데릭 타워의 적어도 일부를 둘러싸도록, 상기 돌출 영역에 설치되는 부유식 구조물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 사이드 크래인은, 드릴링 파이프를 회수에 필요한 장비의 이동 및 운용에 사용되는 부유식 구조물.
  6. 제 1항, 제3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이드 크래인은
    상기 가이드 레일을 따라 움직이는 구동부와,
    상기 구동부에 설치되는 회전 베어링과,
    상기 회전 베어링에 연결되어 연장 가능한 텔레스코픽 프레임(telescopic frame)을 포함하는 부유식 구조물.
  7. 삭제
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