KR20140092992A - 반잠수식 해상구조물 - Google Patents

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Abstract

반잠수식 해상구조물이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 해수 중에 부유되는 적어도 하나의 폰툰, 폰툰에 의해 해상에 부유되는 플랫폼, 폰툰과 플랫폼 간을 연결하는 복수개의 컬럼을 구비하는 반잠수식 해상구조물에 있어서, 폰툰의 길이방향으로 배치된 각 컬럼 사이에 마련되며, 플랫폼의 하부면과 해수면 사이의 에어 갭에 배치되어, 플랫폼의 하부면으로 작용되는 파랑을 흡수 또는 쇄파시키는 제 1 소파장치를 포함하되, 제 1 소파장치는, 상호 이격 배치된 복수개의 차폐판과, 각 차폐판 사이에 형성된 개구부를 구비하는 반잠수식 해상구조물이 제공된다.

Description

반잠수식 해상구조물 {SEMI-SUBMERGIBLE OFFSHORE STRUCTURE}
본 발명은 반잠수식 해상구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해수 중에 부유 또는 반부유(semi-submergible)되도록 설치되는 반잠수식 해상구조물에 관한 것이다.
시추 등 해상에서의 작업을 위한 구조물의 일종으로 반잠수식 해상구조물이 알려져 있다. 반잠수식 해상구조물의 경우, 선박형 해상구조물에 비해 수선면적이 작기 때문에 파랑에 의한 영향을 적게 받으며, 상대적으로 수직방향의 동요가 적어 극한환경의 해역에도 투입 및 운용될 수 있는 장점이 있다. 최근 원유, 가스 등의 채굴지가 연안지역에서 극지방이나 심해지역으로 이동되면서, 이와 같이 극한환경에 적응성이 뛰어난 반잠수식 해상구조물의 수요는 점차 증대되고 있는 실정이다.
그러나 반잠수식 해상구조물의 경우, 선박형 해상구조물 등에 비해 상대적으로 건현(free board)이 낮게 설계되기 때문에, 파랑 등에 의해 상부 플랫폼이 손상되거나 구조 강도가 저하되는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서 반잠수식 해상구조물의 설계나 운용시에는 플랫폼 하부면과 해수면과의 에어 갭(air-gap) 확보나, 파랑이 구조물에 미치는 영향 등이 충분히 고려되어야 한다. 이와 같은 일환으로, 공개특허공보 제10-2011-0026091호에는 반잠수식 시추선의 파랑 감쇄장치를 제안한 바 있다.
공개특허공보 제10-2011-0026091호 (2011년 03월 15일 공개)
본 발명의 실시예들은, 파랑으로 인한 플랫폼 하부면의 손상이나 구조 강도 저하에 의한 작업 중단을 방지할 수 있는 반잠수식 해상구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해수 중에 부유되는 적어도 하나의 폰툰, 상기 폰툰에 의해 해상에 부유되는 플랫폼, 상기 폰툰과 상기 플랫폼 간을 연결하는 복수개의 컬럼을 포함하는 반잠수식 해상구조물에 있어서, 상기 폰툰의 길이방향으로 배치된 상기 각 컬럼 사이에 마련되며, 상기 플랫폼의 하부면과 해수면 사이의 에어 갭 예상 위치에 배치되어, 상기 플랫폼의 하부면으로 작용되는 파랑을 흡수 또는 쇄파시키는 제 1 소파장치를 포함하되, 상기 제 1 소파장치는, 상호 이격 배치된 복수개의 차폐판과, 상기 각 차폐판 사이에 형성된 개구부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 반잠수식 해상구조물은, 상기 플랫폼의 좌우현 방향으로 이격 배치된 상기 각 컬럼 사이에 마련되는 제 2 소파장치를 더 포함하되, 상기 제 2 소파장치는, 상호 이격 배치된 복수개의 차폐판과, 상기 각 차폐판 사이에 형성된 개구부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 차폐판 및 상기 개구부는, 상기 폰툰의 길이방향 또는 상기 플랫폼의 좌우현 방향을 따라 상호 교번하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 차폐판은, 지지부에 의해 상기 각 컬럼 사이에 지지되고, 상호 연결되되, 상기 지지부는, 유연한 로프 또는 와이어로 형성될 수 있다.
또한, 상기 반잠수식 해상구조물은, 상기 컬럼의 일측에 마련되어 상기 지지부를 상방으로 굴곡되도록 지지하는 가이드와, 상기 지지부의 단부에 체결되어 소정정도의 인장력을 가하는 텐셔너를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 반잠수식 해상구조물은, 플랫폼 하부의 에어 갭에 파랑의 흡수 또는 쇄파가 가능한 제 1, 2 소파장치를 구비함으로써, 파랑으로 인한 플랫폼 하부면의 손상이나 구조 강도 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 반잠수식 해상구조물은, 플랫폼의 건현 등을 높이지 않고도 파랑의 접근을 방지할 수 있어, 건조비용을 최소화하면서도 플랫폼의 구조적 안전성을 확보할 수 있으며, 기 제작 및 설계된 반잠수식 해상구조물에도 적용이 가능하여 작업 성능을 향상시키는 등 기술적 호환성 및 활용도가 높다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반잠수식 해상구조물의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 반잠수식 해상구조물의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 반잠수식 해상구조물에 가이드 및 텐셔너가 부가된 모습을 보여주는 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물(100)은, 작업공간을 구비하는 플랫폼(110), 플랫폼(110)을 해상에 부유시키기 위한 부력을 제공하는 폰툰(130), 플랫폼(110)의 지지를 위한 컬럼(120)을 포함할 수 있다.
플랫폼(110)은 상부면에 소정정도의 작업공간을 구비할 수 있다. 플랫폼(110)에는 용도에 따른 각종 작업설비가 탑재될 수 있다. 예컨대, 플랫폼(110)에는 원유, 가스, 해저광물 등의 탐사, 채취, 저장, 가공, 수송 등을 위한 작업설비가 탑재될 수 있다. 또는, 플랫폼(110)에는 원유 등의 탐사를 위한 시추설비, 원유 등의 가공을 위한 정제설비, 가스 등의 재기화설비, 해상자원의 저장이나 수송을 위한 터미널설비 등이 탑재될 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물(100)은, 필요에 따른 작업설비를 플랫폼(110)에 탑재하고 다양한 용도나 목적으로 활용될 수 있으며, 특정 용도나 목적에 한정되지는 않는다.
폰툰(130)은 상자형의 부유체로 형성될 수 있다. 폰툰(130)은 해수 중에 배치되어 플랫폼(110)을 해상에 부유시키기 위한 부력 또는 지지력을 제공할 수 있다. 폰툰(130)은 플랫폼(110)의 좌우현 측에 각각 배치될 수 있다. 또는, 폰툰(130)은 한 쌍이 횡방향으로 소정간격 이격 배치될 수 있다. 다만, 필요에 따라, 폰툰(130)은 셋 이상의 복수개가 마련될 수도 있으며, 본 실시예에서 예시한 바에 한정되지는 않는다.
컬럼(120)은 폰툰(130)과 플랫폼(110)을 연결하는 구조물로 상하방향으로 연장 형성될 수 있다. 컬럼(120)은 폰툰(130)의 길이방향을 따라 복수개가 마련될 수 있다. 본 실시예의 경우, 플랫폼(110) 좌우현의 폰툰(130)에 각각 세 개씩의 컬럼(120)이 마련된 경우를 예시하였다. 다만, 컬럼(120)의 개수는 필요에 따라 증감 변동될 수 있음은 물론이다.
컬럼(120)은 하단이 폰툰(130) 상부에 체결되고, 상단이 플랫폼(110) 하부에 체결되어, 플랫폼(110)을 하측에서 지지할 수 있다. 컬럼(120)에 의해 플랫폼(110)의 하부면은 해수면에서 소정간격 이격될 수 있다. 이하에서는, 플랫폼(110)의 하부면과 해수면 간의 이격된 공간을 '에어 갭(air-gap)'으로 지칭하기로 한다.
상기와 같은 에어 갭의 충분한 확보는, 파랑 등으로 인한 플랫폼(110)의 손상을 방지하기 위한 중요 인자 중 하나이다. 다시 말하면, 에어 갭의 확보가 미흡하면, 해수 중의 파랑 등에 의해 플랫폼(110) 하부면에 슬래밍(slamming) 하중이 가해질 수 있으며, 이로 인해, 플랫폼(110)의 강성 저하가 문제될 수 있다. 한편, 에어 갭의 충분한 확보를 위하여 컬럼(120)의 높이를 높이는 방안이나, 플랫폼(110)의 건현(freeboard)을 높이는 방안 등이 고려될 수 있으나, 이는 결국 건조비용의 상승으로 이어진다는 문제가 있다.
본 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물(100)은, 플랫폼(110) 하부의 에어 갭에 제 1 소파장치(140) 및 제 2 소파장치(150)를 구비하도록 함으로써, 건조비용의 상승을 수반하지 않고도 충분한 에어 갭의 확보 또는 슬래밍에 의한 플랫폼(110)의 강성 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
다시 말하면, 본 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물(100)은, 플랫폼(110) 하부의 에어 갭 상에 배치된 제 1, 2 소파장치(140, 150)를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 반잠수식 해상구조물의 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 반잠수식 해상구조물의 평면도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 3에서는 컬럼(120) 상부의 플랫폼(110)을 생략하고 도시하였음을 알려둔다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 제 1 소파장치(140)는 플랫폼(110)의 하부면으로 접근되는 파랑을 소파(小破, wave adsorbing)시켜, 파랑으로 인한 플랫폼(110) 하부의 손상이나 강성 저하를 방지하기 위한 것으로, 일종의 그물이나 커튼과 같은 형태로 형성될 수 있다. 제 1 소파장치(140)는 폰툰(130)의 길이방향을 따라 배치될 수 있으며, 폰툰(130)의 길이방향을 따라 배치된 각 컬럼(120) 사이에 마련될 수 있다. 제 1 소파장치(140)는 폰툰(130)의 상부면 또는 플랫폼(110)의 하부면에 수평하게 배치될 수 있으며, 양 단이 각 컬럼(120)에 체결되어 지지될 수 있다.
또한, 제 1 소파장치(140)는 복수개가 구비될 수 있다. 예컨대, 제 1 소파장치(140)는 폰툰(130)의 길이방향을 따라 마련된 모든 컬럼(120) 사이에 마련될 수 있으며, 필요에 따라, 일부 컬럼(120) 사이에만 마련될 수도 있다. 본 실시예의 경우, 각 컬럼(120) 사이에 모두 제 1 소파장치(140)가 마련되어, 플랫폼(110)의 좌우현 측에 각각 두 개씩의 제 1 소파장치(140)가 구비된 경우를 예시하였다.
제 2 소파장치(150)는 제 1 소파장치(140)와 유사하게 파랑으로 인한 플랫폼(110) 하부의 손상이나 강성 저하를 방지하기 위한 것으로, 일종의 그물이나 커튼과 같은 형태로 형성될 수 있다. 제 2 소파장치(150)는 플랫폼(110)의 좌우현 방향으로 배치될 수 있다. 또는, 제 2 소파장치(150)는 플랫폼(110)의 좌우현 방향으로 상호 소정간격 이격된 각 컬럼(120) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 소파장치(150)는 양 단이 좌우현 측 컬럼(120)에 각각 체결되어 지지될 수 있으며, 배치위치나 방향 등을 제외하고는 제 1 소파장치(140)와 유사하게 형성될 수 있다.
제 2 소파장치(150) 또한 복수개가 구비될 수 있다. 예컨대, 제 2 소파장치(150)는 대응되는 좌우현 측 컬럼(120) 사이에 모두 마련되거나, 필요에 따라, 일부 컬럼(120) 사이에만 마련될 수 있다. 본 실시예의 경우, 대응되는 좌우현 측 컬럼(120) 사이에 제 2 소파장치(150)가 모두 마련되어, 총 세 개의 제 2 소파장치(150)가 구비된 경우를 예시하였다.
한편, 제 1, 2 소파장치(140, 150)는 배치위치나 방향 등을 제외하고는 상호 동일유사하게 형성될 수 있는 바, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제 1 소파장치(140)를 중심으로 설명하도록 한다.
먼저 도 2에 도시된 바를 참고하면, 제 1 소파장치(140)는 해수면과 플랫폼(110) 하부면 사이의 에어 갭에 마련될 수 있다. 제 1 소파장치(140)는 해수면에서 플랫폼(110) 하부면으로 작용하는 파랑을 소정정도 차단하기 위한 것인 바, 해수면보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 또는, 제 1 소파장치(140)는 반잠수식 해상구조물(100)의 흘수선을 고려하여, 만재흘수선보다 높은 위치에 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 바를 참고하면, 제 1 소파장치(140)는 복수개의 차폐판(142)을 구비할 수 있으며, 각 차폐판(142) 간에는 개구부(141)가 형성될 수 있다. 복수개의 차폐판(142)은 상호 소정간격 이격되어 배치될 수 있으며, 이로 인해, 각 차폐판(142) 사이에는 해수의 상하 유통경로를 제공하는 개구부(141)가 형성될 수 있다. 다시 말하면, 제 1 소파장치(140)는 길이방향 및 횡방향으로 차폐판(142) 및 개구부(141)가 교대로 배치되어 형성될 수 있다.
차폐판(142)은 연질 또는 경질의 플레이트(plate)로 형성될 수 있다. 예컨대, 차폐판(142)은 소정정도의 강성을 가지는 플레이트로 형성되거나, 고무 등을 재질로 한 연질의 플레이트로 형성될 수 있다. 또는, 차폐판(142)은 조밀한 그물망으로 형성되거나, 유연한 부재가 직조(weaving)되어 형성될 수 있다. 따라서 차폐판(142)는 플랫폼(110)의 하부면을 향해 접근하는 파랑에 충돌되어, 파랑을 소정정도 쇄파시키거나 흡수하게 되며, 파랑이 플랫폼(110)의 하부면에 직접 충돌되는 것을 방지하게 된다.
개구부(141)는 각 차폐판(142) 사이에 배치되어 파랑이나 해수가 소정정도 유통될 수 있도록 한다. 이는 차폐판(142)만으로 완전히 밀폐된 면을 형성하는 경우, 파랑으로 인한 하중이 지나치게 크게 작용될 수 있으며, 이로 인해, 제 1 소파장치(140) 등이 파랑에 의해 쉽게 파손될 수 있음을 고려한 것이다.
한편, 복수개의 차폐판(142)은 지지부(143)에 의해 지지 및 상호 연결될 수 있다. 이때, 지지부(143)는 강직(rigid)한 구조의 바(bar)나 앵글(angle) 구조물 등으로 형성되어, 복수개의 차폐판(142)을 각 컬럼(120) 사이에 지지 및 상호 연결시킬 수 있다. 또는, 지지부(143)는 유연한 로프나 와이어 등으로 형성되어, 복수개의 차폐판을 각 컬럼(120) 사이에 지지하는 한편, 각 차폐판(142)을 소정정도 유동 가능한 구조로 상호 연결시킬 수 있다. 후자와 같은 경우, 파랑의 작용시 각 차폐판(142)이 소정정도 유동될 수 있어, 파랑으로 인한 제 1 소파장치(140)의 파손이나 손상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
본 실시예의 경우, 지지부(143)가 유연한 로프의 형태로 형성된 경우를 예시하였다. 이와 같은 경우, 지지부(143)는 길이방향으로 연장되어 양 단이 각 컬럼(120)에 체결되는 한 쌍의 길이방향 로프와, 상기 한 쌍의 길이방향 로프 간에 횡방향으로 마련되는 복수개의 횡방향 로프로 형성될 수 있으며, 각 차폐판(142)은 상기와 같은 길이방향 로프 및 횡방향 로프에 체결 및 지지될 수 있다.
한편, 상기에서는 제 1 소파장치(140)를 중심으로 설명하였으나, 전술한 바와 같이 제 2 소파장치(150) 또한 이와 동일 유사하게 형성될 수 있음은 물론이다.
도 4는 도 1에 도시된 반잠수식 해상구조물에 가이드 및 텐셔너가 부가된 모습을 보여주는 측면도이다.
도 4를 참고하면, 필요에 따라, 본 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물(100)은, 제 1, 2 소파장치(140, 150)에 적절한 텐션이 유지될 수 있도록 가이드(161) 및 텐셔너(162)를 더 포함할 수 있다. 이는 지지부(143)가 유연한 로프 등으로 형성되는 경우, 제 1, 2 소파장치(140, 150)가 하부측으로 쳐지는 것을 방지하기 위함이다.
가이드(161)는 각 컬럼(120)에 돌기나 바(bar) 형태로 돌출 형성될 수 있다. 로프 형태의 지지부(143)는 가이드(161)에 접촉 및 지지되어 상방으로 굴곡될 수 있다. 텐셔너(162)는 플랫폼(110) 상부 등에 배치될 수 있으며, 가이드(161)에 의해 안내된 로프 형태의 지지부(143)와 체결되어 지지부(143)에 적절한 인장력이 가해지도록 한다.
한편, 상기와 같은 가이드(161) 및 텐셔너(162)는 각 컬럼(120) 사이마다 마련되거나, 복수개의 컬럼(120) 사이에 마련될 수 있다. 본 실시예의 경우, 폰툰(130)의 길이방향으로 배치된 최전단의 컬럼(120)과 최후단의 컬럼(120) 사이에 한 쌍의 가이드(161) 및 텐셔너(162)가 마련된 경우를 예시하였다.
이상에서 설명한 바, 본 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물(100)은, 플랫폼(110) 하부의 에어 갭에 파랑의 흡수 또는 쇄파가 가능한 제 1, 2 소파장치(140, 150)를 구비함으로써, 파랑으로 인한 플랫폼(110) 하부면의 손상을 방지할 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물(100)은 플랫폼(110)의 건현 등을 높이지 않고도 파랑의 접근을 소정정도 방지할 수 있어, 건조비용을 최소화하면서도 플랫폼(110)의 구조적 안전성을 확보할 수 있게 된다. 나아가, 본 실시예에 따른 반잠수식 해상구조물(100)은, 제 1, 2 소파장치(140, 150)의 부가를 통해 기 제작 및 설계된 반잠수식 해상구조물에도 적용이 가능한 바, 기술적 호환성 및 활용도가 높다는 이점이 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 반잠수식 해상구조물 110: 플랫폼
120: 컬럼 130: 폰툰
140: 제 1 소파장치 150: 제 2 소파장치

Claims (5)

  1. 해수 중에 부유되는 적어도 하나의 폰툰, 상기 폰툰에 의해 해상에 부유되는 플랫폼, 상기 폰툰과 상기 플랫폼 간을 연결하는 복수개의 컬럼을 포함하는 반잠수식 해상구조물에 있어서,
    상기 폰툰의 길이방향으로 배치된 상기 각 컬럼 사이에 마련되며, 상기 플랫폼의 하부면과 해수면 사이의 에어 갭(air gap)에 배치되어, 상기 플랫폼의 하부면으로 작용되는 파랑을 흡수 또는 쇄파시키는 제 1 소파장치를 포함하되,
    상기 제 1 소파장치는, 상호 이격 배치된 복수개의 차폐판과, 상기 각 차폐판 사이에 형성된 개구부를 포함하는 반잠수식 해상구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랫폼의 좌우현 방향으로 이격 배치된 상기 각 컬럼 사이에 마련되는 제 2 소파장치를 더 포함하되,
    상기 제 2 소파장치는, 상호 이격 배치된 복수개의 차폐판과, 상기 각 차폐판 사이에 형성된 개구부를 포함하는 반잠수식 해상구조물.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 차폐판 및 상기 개구부는, 상기 폰툰의 길이방향 또는 상기 플랫폼의 좌우현 방향을 따라 상호 교번하여 배치된 반잠수식 해상구조물.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 복수개의 차폐판은, 지지부에 의해 상기 각 컬럼 사이에 지지되고, 상호 연결되되,
    상기 지지부는, 유연한 로프 또는 와이어로 형성된 반잠수식 해상구조물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 컬럼의 일측에 마련되어 상기 지지부를 상방으로 굴곡되도록 지지하는 가이드와, 상기 지지부의 단부에 체결되어 소정정도의 인장력을 가하는 텐셔너를 더 포함하는 반잠수식 해상구조물.
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