KR20150082967A - 해양구조물의 운동 감소 장치 - Google Patents

Abstract

해양구조물의 운동 감소 장치가 개시된다. 운동 감소 장치는, 해양구조물의 하부구조물인 폰툰에 설치되는 부체 및 양측에 형성된 체결부가 체결수단에 의해 상기 폰툰에 체결되어 상기 부체를 에워싸서 상기 폰툰에 고정시키는 고정망을 포함할 수 있다.

Description

해양구조물의 운동 감소 장치{Movement reducing device during towing offshore structure}

본 발명은 해양구조물의 운동 감소 장치에 관한 것이다.

심해에서 운용하는 반잠수식 시추선과 같은 반잠수식 해양구조물(Semi-submersible offshore structure)은 건조 후 설치 해역으로의 예인을 위해 터그 보트와 예인 라인을 이용하게 된다. 한국공개특허 제1987-0004876호에는 반잠수식 해양구조물이 개시되어 있다.

일반적으로 예인을 위해서는 두 개의 흘수가 필요하며, 낮은 흘수로 운반을 하다가 파도가 거칠어지면 운동 감소를 위해 발라스팅을 통해 흘수를 깊게 잠기게 한다. 이 때 운동이 심하게 되면, 상부구조물의 가속도 증가로 인해 설계 유효 값을 초과하여 해양구조물 자체에 심각한 상황이 발생할 가능성이 있다.

따라서, 운동 감소를 위해서는 깊은 흘수가 유리하지만, 침수 표면적 증가로 인해 저항이 증가하여 예인 과정에서 예인 속도가 저감되는 단점이 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한국공개특허 제1987-0004876호

본 발명은 반잠수식 해양구조물의 예인 중 저항 증가 없이 흘수의 조절을 최소화할 수 있는 운동 감소 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 파도에 의한 구조 안정성을 극대화하고, 추가적인 부체 설치를 통해 부력이 보충되며, 건조 후 설치 해역으로 예인하는 반잠수식 해양구조물의 예인 중 운동 증가로 인한 상부구조물 손상을 방지할 수 있는 운동 감소 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해양구조물의 하부구조물인 폰툰에 설치되는 부체; 및 양측에 형성된 체결부가 체결수단에 의해 상기 폰툰에 체결되어 상기 부체를 에워싸서 상기 폰툰에 고정시키는 고정망을 포함하는 운동 감소 장치가 제공된다.

상기 고정망은 그물 구조의 프레임으로 이루어지며, 상기 프레임 사이에 형성된 메쉬는 개방되어 있거나 막혀 있을 수 있다.

상기 부체는 곡면이 상기 폰툰의 외부를 향하도록 하고 평면이 상기 폰툰의 상면에 부착되도록 설치될 수 있다.

상기 부체가 길이 방향으로 전후진 이동이 가능하여 일렬 배치된 복수의 운동 감소 장치 중 이웃하는 운동 감소 장치와의 사이 공간을 막는 것이 가능하다.

이 때 상기 부체는 해수가 상기 폰툰 상부에 유입된 이후 상기 사이 공간을 막도록 이동하여 상기 폰툰 상부를 폐쇄 공간으로 만들어 줌으로써 상기 유입된 해수가 매스로 작용하도록 할 수 있다.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 해양구조물의 하부구조물인 폰툰에 설치되며, 양측에 형성된 체결부가 체결수단에 의해 상기 폰툰에 체결되는 고정망을 포함하되, 상기 고정망은 그물 구조의 프레임으로 이루어지며, 상기 프레임 사이에 형성된 메쉬는 막혀 있는 형식인 운동 감소 장치가 제공된다.

상기 고정망을 덮어주는 케이스를 더 포함하되, 상기 케이스는 길이 방향으로 전후진 이동이 가능하여 일렬 배치된 복수의 운동 감소 장치 중 이웃하는 운동 감소 장치와의 사이 공간을 막는 것이 가능하다.

이 때 상기 케이스는 해수가 상기 폰툰 상부에 유입된 이후 상기 사이 공간을 막도록 이동하여 상기 폰툰 상부를 폐쇄 공간으로 만들어 줌으로써 상기 유입된 해수가 매스로 작용하도록 할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 반잠수식 해양구조물의 예인 중 저항 증가 없이흘수의 조절을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 파도에 의한 구조 안정성을 극대화하고, 추가적인 부체 설치를 통해 부력이 보충되며, 건조 후 설치 해역으로 예인하는 반잠수식 해양구조물의 예인 중 운동 증가로 인한 상부구조물 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치가 설치된 반잠수식 해양구조물의 일부 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치가 설치된 반잠수식 해양구조물의 일부 측면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치가 설치된 반잠수식 해양구조물의 일부 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치의 확대 사시도,
도 5는 폰툰에 설치되는 운동 감소 장치의 다양한 실시예를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운동 감소 장치의 확대 사시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치가 설치된 반잠수식 해양구조물의 일부 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치가 설치된 반잠수식 해양구조물의 일부 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치가 설치된 반잠수식 해양구조물의 일부 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치의 확대 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치는 반잠수식 해양구조물의 폰툰(pontoon) 상부에 설치되어 유체의 교란을 돕고 황천 중에 폰툰 상부에 해수를 일시적으로 가두어 둠으로써 일시적인 매스(mass)로 작용하도록 하여 추가적인 운동 증가를 방지하는 것을 특징으로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 반잠수식 해양구조물(10), 상부구조물(16), 컬럼(14), 폰툰(12), 운동 감소 장치(100), 부체(110), 고정망(120), 체결부(130), 체결수단(140), 예인 라인(20)이 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 운동 감소 장치(100)는 해상에서 부유된 채 사용되는 반잠수식 해양구조물(10), 특히 하부에 위치되는 구조물인 폰툰(12)의 상부에 설치된다. 폰툰(12) 상에는 복수의 컬럼(14)이 세워지고, 컬럼(14) 상에 상부데크 및 상부데크에 설치되는 각종 장치 및 설비들을 포함하는 상부구조물(16)이 설치되어 있다.

반잠수식 해양구조물(10)은 예를 들어 석유나 천연가스를 시추하기 위한 드릴링 리그선(drilling rig) 등의 부유식 구조물일 수 있다. 부유식 구조물은 자력으로 항해가 가능한지 여부를 불문하고 해상에 떠 있는 것이 가능한 모든 구조물을 의미한다.

반잠수식 해양구조물(10)은 예인 라인(tug line)(20)을 통해 터그 보트에 의해 건조 후 설치 해역으로 예인되는데, 본 실시예에서는 이 과정에서 하부 구조물인 폰툰(12) 및 컬럼(14)의 하부가 일시적으로 해수면에 잠기는 상태에 있게 되는 현상을 이용한다.

본 실시예에서 반잠수식 해양구조물(10)의 하부구조물은 4개의 폰툰(12)이 만나 사각형 구조를 이루며, 사각형의 꼭지점 부분에 컬럼(14)이 세워진다.

그리고 각 폰툰(12)의 중앙부 상면의 모서리 부분에 하나 이상의 운동 감소 장치(100)가 소정 간격 이격되면서 일렬로 설치된다.

운동 감소 장치(100)는 폰툰(12)의 상면 중에서 내외측 모서리에 설치되며, 폰툰(12)의 상면 상에 유입된 해수가 일시적으로 가두어질 수 있도록 할 수 있다.

도 4를 참조하면, 운동 감소 장치(100)는 유선형의 부체(110)와, 부체(110)를 에워싸는 고정망(120)을 포함한다. 고정망(120)에는 하나 이상의 체결부(130)가 형성되어 있어, 폰툰(12)의 상면 및 측면에서 체결수단(140)에 의해 고정망(120)이 체결됨으로써 그 내부에 부체(110)가 고정되도록 한다.

체결부(130)에는 관통홀이 형성되어 있어, 볼트와 같은 체결수단(140)이 폰툰(12)의 상면 및 측면에서 관통홀에 상응하여 형성된 너트홈 내에 삽입 고정됨으로써, 고정망(120)도 함께 고정되도록 할 수 있다. 이는 고정망(120)의 체결 방법에 관한 일 실시예로, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

고정망(120)은 그물 구조의 프레임으로 이루어지며, 프레임 사이에 형성된 메쉬(mesh)는 개방되어 있거나 혹은 막혀 있을 수 있다. 메쉬가 막혀 있는 경우에는 고정망(120)만으로도 유체의 흐름을 막을 수 있기에 부체(110)가 생략될 수도 있다.

부체(110)는 폰툰(12)의 측면과 만나는 지점에서부터 유선형 모양을 가지는 형상으로, 도 4에서는 반원통 형상을 가지는 것으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라 1/4 원통 형상을 가질 수도 있을 것이다. 부체(110)가 유선형을 가짐으로써 폰툰(12)의 상부로 해수의 진입을 용이하게 하는 것이 가능하다.

부체(110)의 곡면이 상측 중 폰툰(12)의 외부를 향하도록 하고, 평면이 폰툰(12)의 상면에 부착되도록 하여 유선형 형상을 가지도록 할 수 있다. 이 경우 외부라 함은 폰툰(12)을 중심으로 표현된 것으로, 폰툰(12)을 벗어난 부분(반잠수식 해양구조물(10)의 외부 혹은 폰툰(12)들에 의해 생성된 사각형의 내부 공간 방향을 의미한다.

폰툰(12)의 상부에 진입한 해수가 다시 흘러 내려가는 과정에서 운동 감소 장치(100)에 의해 그 흐름이 교란되어 일시적으로 폰툰(12)의 상부에 가두어 지는 효과를 나타내게 되며, 이는 반잠수식 해양구조물(10)의 하부구조물에 대해서 일시적인 매스로 작용하게 된다. 이로 인해 반잠수식 해양구조물(10)은 발라스팅과 유사한 효과를 가지게 되고, 별도의 발라스팅 없이도 황천 중에서 깊은 흘수를 가지도록 할 수 있다.

또한, 고정망(120) 내에 삽입 고정되는 부체(110)에 의해 반잠수식 해양구조물(10)의 부력이 보충될 수도 있다.

폰툰(12)의 상부에 일시적으로 가두어지는 해수의 양은 부체(110)의 높이, 부체(110)의 길이 등에 상응하게 된다. 부체(110)의 높이가 높고 길이가 길수록 운동 감소를 위해 작용하는 매스로서 작용하는 해수의 양이 많아질 수 있다.

도 5는 폰툰에 설치되는 운동 감소 장치의 다양한 실시예를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 운동 감소 장치의 단면은 반원(semi-circle) 형상(100a), 1/4 원(quarter circle) 형상(100b) 등을 가질 수 있다.

모서리 부분에서부터 유선형을 가짐으로써 해수가 폰툰(12)의 상부로 용이하게 유입될 수 있도록 할 수 있다.

또한, (b)에 도시된 것과 같이 1/4 원 형상을 가지는 경우에는 폰툰(12)의 상부에 유입된 해수가 외부로 쉽사리 빠져나가지 못해 가두어진 해수가 매스로 작용하는 시간을 증가시킬 수 있다.

또한, 운동 감소 장치(100)는 내외측 모서리 부분 이외에 중심 부분에도 설치될 수 있다((c) 참조). 중심 부분에 설치된 운동 감소 장치(100c)는 폰툰(12) 상부에서 해수를 교란시켜 폰툰(12) 상부로 유입된 해수가 외부로 빠져나가는 것을 어렵게 함으로써 매스로 작용하는 시간을 증가시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운동 감소 장치의 확대 사시도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 운동 감소 장치는 전술한 실시예의 운동 감소 장치(100)와 비교할 때 상호 이격된 이웃하는 운동 감소 장치(100)와의 사이 공간을 커버해주는 케이스(200)를 더 구비하고 있다.

케이스(200)는 아케이드 구조를 가지고 있어 내부에 운동 감소 장치(100)가 수용될 수 있으며, 운동 감소 장치(100)의 길이 방향으로 전후진이 가능한 구조를 가진다.

케이스(200)를 전후진시키기 위한 구동부(미도시)가 폰툰(12)에 설치되어 있을 수 있다. 구동부로는 예를 들어 랙 및 피니언 구조를 가지는 모터, 선형 구동이 가능한 LM 가이드, 볼-스크류 등이 이용될 수 있다.

해수의 유입 시에는 케이스(200)가 운동 감소 장치(100) 상에 위치하다가 해수가 유입된 이후 케이스(200)가 이동하여 서로 이웃하는 운동 감소 장치(100) 사이에 위치함으로써 폰툰(12)의 상부를 일정 높이 이하에서는 폐쇄 공간으로 만들어 줄 수 있게 된다.

폐쇄 공간이 만들어지는 경우 폰툰(12) 상부에 유입된 해수가 폐쇄 공간 내에 갇혀 외부로 빠져 나가지 못하게 되므로, 원하는 시간 동안 매스로 작용되도록 함으로써 발라스팅과 유사한 운동 감소 효과를 거둘 수 있게 된다.

이후 운동 감소가 불필요하게 된 경우에 케이스(200)를 운동 감소 장치(100) 상에 원위치시킴으로써 폰툰(12) 상부 공간에 개구를 형성하여 갇혀 있던 해수가 외부로 유출되도록 할 수 있다.

또 다른 실시예에서 고정망(120)의 메쉬가 막혀 있는 경우, 내부에 있는 부체(110)가 전술한 케이스(200)와 같이 전후진 가능한 구조를 가지고 있어 케이스(200) 대신에 전후진 이동함으로써 케이스(200)와 같은 역할을 수행할 수도 있을 것이다.

본 실시예들에서 운동 감소 장치(100)에 의해 폰툰(12)의 상부가 유선형 구조를 통해 용이하게 유입된 해수가 교란에 의해 쉽사리 빠져나가지 못하게 되어 일시적으로 발라스트 탱크와 같은 기능을 수행하게 되어, 예인 중에 반잠수식 해양 구조물(10)의 운동을 감소시킬 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 반잠수식 해양구조물 12: 폰툰
14: 컬럼 16: 상부구조물
100: 운동 감소 장치 110: 부체
120: 고정망 130: 체결부
140: 체결수단 200: 케이스

Claims (8)

1. 해양구조물의 하부구조물인 폰툰(pontoon)에 설치되는 부체; 및
   양측에 형성된 체결부가 체결수단에 의해 상기 폰툰에 체결되어 상기 부체를 에워싸서 상기 폰툰에 고정시키는 고정망을 포함하는 운동 감소 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정망은 그물 구조의 프레임으로 이루어지며,
   상기 프레임 사이에 형성된 메쉬는 개방되어 있거나 막혀 있는 운동 감소 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 부체는 곡면이 상기 폰툰의 외부를 향하도록 하고 평면이 상기 폰툰의 상면에 부착되도록 설치되는 운동 감소 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 부체가 길이 방향으로 전후진 이동이 가능하여 일렬 배치된 복수의 운동 감소 장치 중 이웃하는 운동 감소 장치와의 사이 공간을 막는 것이 가능한 운동 감소 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 부체는 해수가 상기 폰툰 상부에 유입된 이후 상기 사이 공간을 막도록 이동하여 상기 폰툰 상부를 폐쇄 공간으로 만들어 줌으로써 상기 유입된 해수가 매스로 작용하도록 하는 운동 감소 장치.
6. 해양구조물의 하부구조물인 폰툰(pontoon)에 설치되며, 양측에 형성된 체결부가 체결수단에 의해 상기 폰툰에 체결되는 고정망을 포함하되,
   상기 고정망은 그물 구조의 프레임으로 이루어지며, 상기 프레임 사이에 형성된 메쉬는 막혀 있는 형식인 운동 감소 장치.
7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
   상기 고정망을 덮어주는 케이스를 더 포함하되,
   상기 케이스는 길이 방향으로 전후진 이동이 가능하여 일렬 배치된 복수의 운동 감소 장치 중 이웃하는 운동 감소 장치와의 사이 공간을 막는 것이 가능한 운동 감소 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 케이스는 해수가 상기 폰툰 상부에 유입된 이후 상기 사이 공간을 막도록 이동하여 상기 폰툰 상부를 폐쇄 공간으로 만들어 줌으로써 상기 유입된 해수가 매스로 작용하도록 하는 운동 감소 장치.

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