KR20130053028A

KR20130053028A - 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치

Info

Publication number: KR20130053028A
Application number: KR1020110118490A
Authority: KR
Inventors: 이승한
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2013-05-23

Abstract

본 발명은 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치에 관한 것으로, 문풀로 인한 선체의 저항 증가, 속도 저하, 소요 마력 증가, 연료소모증가, 선체의 손상 등을 최소화하기 위해 일정한 작업위치로 선박을 이동시킬 때까지는 문풀을 폐쇄하고, 시추시에는 문풀을 개방하며, 주변 구조물과 간섭을 일으키지 않으면서 간단한 방법으로 개폐 동작함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치는, 회전축을 매개로 하여 절첩 가능하게 연결되는 2개 이상의 개폐판(11,12)을 이루어지며 일측이 시추시설에 형성된 문풀(2)의 주변에 회전축으로 연결되는 절첩식 해치 커버(10)와; 상기 절첩식 해치 커버의 절첩을 안내하는 안내수단과; 상기 해치 커버에 연결되며 크레인을 포함하는 인양기에 연결되거나 분리되며 상기 절첩식 해치 커버의 절첩을 안내하는 개폐 안내 와이어(20)를 포함하여 구성된다.

Description

시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치{APPARATUS FOR OPENING AND CLOSING MOON-POOL OF DRILL SHIP}

본 발명은 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 문풀을 개폐하되, 주변 구조물과 간섭을 일으키지 않으면서 간단한 방법으로 개폐 동작할 수 있는 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치에 관한 것이다.

국제적으로 급격하게 산업 및 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추시설이 개발되어 있다.

즉, 종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫홈이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위, 시추선(Drill ship)이나 해양 구조물인 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading) 등이 사용되고 있다.

도 1에서 보이는 바와 같이, 이와 같은 시추선(1)이나 해양 구조물에는 시추용 드릴 또는 채굴용 파이프 등을 해저면으로 내려 보내기 위해 선체를 수직하게 관통하는 개구부로 문풀(moon pool)(2)이 구비된다.

이러한 문풀은 시추 등의 용도측면에서는 필수 불가결하지만, 선박의 정박 및 항해 안정성이나 추진 성능의 측면에서는 매우 불리한 구조물에 해당한다.

특히, 시추선에 있어 문풀 내에 유입되어 있는 해수와 선체 외부로부터 문풀로 유입되는 해수 사이의 상대적인 유동에 의해 발생되는 슬로싱(sloshing) 현상은 갑판의 침수를 야기할 뿐만 아니라, 시추선의 항해 또는 정박시에 저항을 증가시켜 선속을 저하시키고 소요 마력 증가에 따른 과도한 연료 소모를 초래하게 된다.

이에 따라, 문풀을 개폐하는 개폐장치가 제안된 바 있다.

종래 개폐장치의 일 예로, 다수의 개폐판으로 구성된 개폐장치가 있다. 상기 개폐판은 문풀에 결합되거나 제거되어 상기 문풀을 폐쇄하거나 개방하는 것으로, 작업자가 일일이 덮고 여는 작업을 할 수밖에 없으므로 작업이 매우 번거롭고 불편할 뿐만 아니라 개폐작업시 작업자가 문풀을 통해 해양에 빠지는 문제점도 있다.

문풀 개폐장치의 다른 예로서, 회전식이 있다. 상기 회전식 개폐장치는 회전축을 통해 선체에 회동 가능하게 결합되는 다수의 해치로 구성되며, 이러한 회동식 해치에 따르면, 문풀 주변에 상기 회동식 해치가 회동할 수 있는 공간을 확보하여야 하는데, 현실적으로 문풀 주변에는 각종 시추 장비가 탑재되고 또한 작업자가 수시로 이동하기 때문에 회동식 해치는 주변 구조물과 작업자로부터 간섭을 받게 되어 사용되지 못하는 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-016009호 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0102988호 대한민국 등록실용신안공보 제20-0309052호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 문풀로 인한 선체의 저항 증가, 속도 저하, 소요 마력 증가, 연료소모증가, 선체의 손상 등을 최소화하기 위해 일정한 작업위치로 선박을 이동시킬 때까지는 문풀을 폐쇄하고, 시추시에는 문풀을 개방하며, 주변 구조물과 간섭을 일으키지 않으면서 간단한 방법으로 개폐 동작할 수 있는 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치는, 회전축을 매개로 하여 절첩 가능하게 연결되는 2개 이상의 개폐판을 이루어지며 일측이 시추시설에 형성된 문풀의 주변에 회전축으로 연결되는 절첩식 해치 커버와; 상기 절첩식 해치 커버의 절첩을 안내하는 안내수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 상기 해치 커버에 연결되며 크레인을 포함하는 인양기에 연결되거나 분리되며 상기 절첩식 해치 커버의 절첩을 안내하는 개폐 안내 와이어가 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치에 의하면, 문풀로 인한 선체의 저항 증가, 속도 저하, 소요 마력 증가, 연료소모증가, 선체의 손상 등을 최소화하기 위해 일정한 작업위치로 선박을 이동시킬 때까지는 문풀을 폐쇄하고, 시추시에는 문풀을 개방함으로써 슬로싱을 방지할 수 있고, 절첩식 해치 커버가 문풀 내부에서 절첩되어 문풀 주변의 데크 상부를 점유하지 않기 때문에 시추 장비 등과 간섭을 일으키지 않으므로 사용이 매우 현실적이다.

그리고, 개폐 안내 와이어를 크레인에 연결하거나 분리하는 작업만을 수행하고, 이 작업은 데크에서 충분히 이루어지므로 문풀의 개폐시 작업자가 문풀을 통해 해상에 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 문풀이 갖추어진 시추선의 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치의 설치 상태 측면도.
도 3은 본 발명에 의한 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치에 적용된 제1,2개폐판의 연결 상태 확대도.
도 4는 본 발명에 의한 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치에 적용된 안내수단을 보이기 위한 평면도.
도 5와 도 6은 본 발명에 의한 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치에 적용된 록킹수단을 보인 측면도와 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치에 의한 개폐 과정도.

도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치는, 문풀(2)을 개폐하는 절첩식 해치 커버(10)가 포함되며, 2셋트의 절첩식 해치 커버(10)가 적용된 것을 예로 들어 도시하고 설명한다.

절첩식 해치 커버(10)는 2개 이상(도면에는 2개를 예로 들어 도시함)의 제1,2개폐판(11,12)으로 구성된다.

절첩식 해치 커버(10)는 해수에 의해 오염 내지 부식되지 않는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

제1,2개폐판(11,12)은 회전축(13)을 통해 서로 절첩 가능하게 연결되며, 문풀(2)측에 대응되는 제1개폐판(11)은 회전축(14)을 통해 절첩 가능하게 연결된다. 제1,2개폐판(11,12)이 일정 각도 이상으로는 접히거나 펼쳐지지 않도록 스토퍼가 구성될 수 있다. 이러한 스토퍼는 당업자라면 충분히 실시할 수 있는 것이므로 구체적인 설명과 도면을 생략한다.

즉, 절첩식 해치 커버(10)는 제1개폐판(11)이 회전축(14)을 통해 절첩되고 제1,2개폐판(11,12)이 회전축(13)을 통해 절첩되어 접힌 상태(열림 상태)에서 문풀(2)의 벽면측에 벽면과 동일한 수직방향으로 배열되면서 문풀(2) 상부의 데크쪽으로 돌출되지 않으므로 시추 장비를 간섭하지 않는다.

절첩식 해치 커버(10)의 절첩이 안정적으로 이루어지도록 안내수단이 적용된다. 도 2와 도 4에서 보이는 것처럼, 상기 안내수단은 문풀(2)의 둘레부 양측에 각각 형성되는 레일(3), 절첩식 해치 커버(10)(바람직하게 절첩식 해치 커버(10)의 자유단부측인 제2개폐판(12)의 단부)에 장착되며 레일(3)을 따라 왕복 이동하는 안내롤러(15)로 구성된다.

레일(3)은 안내롤러(15)가 안정적으로 직선 왕복 이동할 수 있는 모든 구조가 가능하다.

이상의 구조에 따르면, 절첩식 해치 커버(10)는 회전축(14)과 안내롤러(15)를 통해 지지되는 것이며, 제1,2개폐판(11,12)이 자중에 의해 회전축(13)을 통해 접히면서 문풀(2)을 개방하는 방식이다. 제1,2개폐판(11,12)의 이음부에 접힘방지 핀 등을 결합함으로써 제1,2개폐판(11,12)이 접히지 않도록 할 수도 있다. 물론, 절첩식 해치 커버(10)를 개방 동작하기 전에 접힘방지 핀을 제1,2개폐판(11,12)에서 분리하여 제1,2개폐판(11,12)의 접힘이 가능하도록 한다.

이와 같은 구조에 따라 수동과 자동에 의해 제1,2개폐판(11,12)을 강제로 접거나 펼칠 수 있다. 예를 들어, 제1,2개폐판(11,12)이 접히지 않도록 록킹한 상태에서 록킹을 해제한 후 제2개폐판(12)을 잡고 이동함으로써 절첩시킬 수 있고, 실린더(유압실린더, 에어실린더)를 통해 제1,2개폐판(11,12)을 절첩시킬 수도 있다.

절첩식 해치 커버(10)는 자중에 의해 접히도록 구성되며, 즉, 크레인을 포함하는 인양기를 통해 절첩식 해치 커버(10)가 부드럽게 접히고 강제로 펼칠 수 있도록 구성된다.

물론, 크레인이 절첩식 해치 커버(10)에 직접 연결될 수 있으나, 이렇게 되면 크레인을 항상 절첩식 해치 커버(10)에 연결하여야 하고, 따라서, 크레인을 효율적으로 사용할 수 없으므로 개폐 안내 와이어(20)를 사용한다.

개폐 안내 와이어(20)는 일측이 절첩식 해치 커버(10)(도면에는 제2개폐판(12)에 연결되도록 고리(12a)가 형성된 것으로 도시됨)에 연결되며 타측이 문풀(2) 주변에 고정되거나 크레인에 연결된다. 즉, 크레인에 개폐 안내 와이어(20)를 연결한 후 크레인을 서서히 내리게 되면 제1,2개폐판(11,12)은 자중과 회전축(13)을 통해 접히게 된다. 이와 같은 동작에 의해 절첩식 해치 커버(10)의 열림 동작이 완료되면 개폐 안내 와이어(20)를 크레인에서 분리한 후 문풀 주변에 매달아 고정한다.

반대로, 열린 상태의 절첩식 해치 커버(10)를 닫기 위하여 개폐 안내 와이어(20)를 크레인에 연결한 후 크레인을 통해 절첩식 해치 커버(10)를 인양하면 제1,2개폐판(11,12)이 펼쳐지면서 문풀(2)을 폐쇄하고, 폐쇄동작이 완료되면 개폐 안내 와이어(20)를 크레인에서 분리한 후 문풀(2) 주변에 매달아 고정함으로써 닫힘 상태가 유지되도록 한다.

개폐 안내 와이어(20)는 체인 등 다양한 것이 사용 가능하다.

본 발명은 절첩식 해치 커버(10)의 열림 상태를 고정하는 록킹수단으로 록커(40)(도 5와 도 6참고)가 적용된다.

록커(30)는 제2개폐판(12)에 장착된 안내롤러(15)의 구속을 통해 절첩식 해치 커버(10)를 접힌 상태로 록킹시키는 것이며, 안내롤러(15)의 축(15a)(회전축 또는 회전안내축)을 감싸 고정하도록 일측이 후크 형태로 형성되면서 타측이 회동 가능하게 장착된다. 이때, 록커(30)는 절첩식 해치 커버(10)를 열림 상태로 유지하도록 탄성부재를 통해 설치될 수 있다.

또한, 록커(30)를 수작업으로 조작하여 안내롤러(15)의 축(15a)에서 이격되도록 수동 레버(31)가 연결될 수 있다. 수동 레버(31)는 유연성이 있는 와이어나 체인 등이 사용 가능하다.

2셋트의 절첩식 해치 커버(10)가 적용되는 경우 절첩식 해치 커버(10)들을 더욱 견고하게 고정할 수 있도록 절첩식 해치 커버(10)의 마주하는 부분에 고정핀 등이 결합될 수 있다.

본 발명에 의한 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치의 작용은 다음과 같다. 절첩식 해치 커버(10)의 개폐 동작시 안내수단, 록킹수단 등의 세부 구성에 의한 작용은 구성의 설명시 충분하게 설명되었으므로 하기에서는 생략하기로 한다.

도 7에서 보이는 바와 같이, 절첩식 해치 커버(10)에 의해 문풀(2)이 폐쇄된 상태를 기준으로 할 때, 절첩식 해치 커버(10)의 개폐 안내 와이어(20)는 문풀(2) 주변 데크의 구조물에 고정되어 절첩식 해치 커버(10)가 폐쇄 상태를 유지하도록 한다.

문풀(2)을 개방하기 위하여 개폐 안내 와이어(20)를 크레인(4)에 매달아 연결한다. 초기에는 절첩식 해치 커버(10)가 접히지 않도록 크레인(4)의 높이를 조절한다.

이어서, 크레인(4)의 높이를 서서히 낮추면 절첩식 해치 커버(10)의 제1,2개폐판(11,12)이 접히면서 문풀(2)이 개방된다.

제1,2개폐판(11,12)이 완전히 접히면 제1,2개폐판(11,12)은 문풀(2)의 측벽쪽에 나란하게 붙게 된다. 물론, 제1,2개폐판(11,12)의 두께만큼 문풀(2)에 돌출되지만 이 두께는 크지 않기 때문에 시추 장비와 간섭을 일으키지 않는다.

절첩식 해치 커버(10)의 개방 동작이 완료되면 개폐 안내 와이어(20)를 크레인(4)에서 분리한 문풀(2) 주변의 구조물에 걸어 고정한다.

한편, 문풀(2)이 개방된 상태에서 문풀(2)을 폐쇄할 경우 개폐 안내 와이어(20)를 크레인(4)에 걸고, 크레인(4)을 통해 제2개폐판(12)을 상부로 인양하면 제1,2개폐판(11,12)이 펼쳐지면서 문풀(2)이 서서히 폐쇄된다.

문풀(2)의 폐쇄가 완료되면 개폐 안내 와이어(20)를 크레인(4)에서 분리한 후 문풀(2) 주변의 구조물에 고정하여 문풀(2)을 폐쇄한다.

즉, 크레인(4)을 항상 절첩식 해치 커버(10)에 연결하여 절첩식 해치 커버(10)의 전용으로 사용하지 않고 문풀(2)의 개폐 동작시에만 사용하여 크레인(4)을 효율적으로 사용할 수 있다.

10 : 절첩식 해치 커버, 11,12 : 제1,2개폐판
13,14 : 회전축, 15 : 안내롤러
20 : 개폐 안내 와이어, 30 : 록커
31 : 수동 레버,

Claims

회전축을 매개로 하여 절첩 가능하게 연결되는 2개 이상의 개폐판(11,12)을 이루어지며 일측이 시추시설에 형성된 문풀(2)의 주변에 회전축으로 연결되는 절첩식 해치 커버(10)와;
상기 절첩식 해치 커버의 절첩을 안내하는 안내수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 안내수단은 상기 문풀의 둘레부 양측에 각각 형성되는 레일(3), 상기 절첩식 해치 커버의 자유단부에 장착되며 상기 절첩식 해치 커버의 절첩시 상기 레일을 따라 직선 왕복 이동하는 안내롤러(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 해치 커버에 연결되며 크레인을 포함하는 인양기에 연결되거나 분리되며 상기 절첩식 해치 커버의 절첩을 안내하는 개폐 안내 와이어(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 절첩식 해치 커버의 열림 상태를 고정하는 록킹수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 록킹수단은, 상기 안내레일의 단부에 회동 가능하게 설치되며 상기 안내롤러의 축을 걸어 고정하는 록커(30)인 것을 특징으로 하는 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치.
청구항 5에 있어서, 상기 록커는 수작업에 의해 록킹 또는 해제 동작되도록 수동 레버(41)가 연결되는 것을 특징으로 하는 시추시설의 폴딩 타입 문풀 개폐 장치.