KR102027904B1 - 문풀 프로텍터가 구비된 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박은 선체에 상하방향으로 마련되는 문풀; 상기 문풀이 형성된 선체 저면에 일측이 힌지결합되어 상기 선체 저면에 수평 방향으로 접히거나 수직 방향으로 펼쳐지는 프로텍터; 상기 선체에 마련되고, 상기 프로텍터가 접힌 상태에서 상기 프로텍터를 구속하는 고정장치;를 포함하고, 상기 프로텍터는 프레임과, 상기 프레임 상에 마련되어 상기 프레임에 끼인 이물을 제거하는 회동부재를 포함할 수 있다.

Description

문풀 프로텍터가 구비된 선박{SHIP EQUIPPED MOON POOL PROTECTER}

본 발명은 선박에 마련되는 문풀을 통해 유입되는 이물질의 유입을 방지하기 위한 문풀 프로텍터가 구비된 선박에 관한 것이다.

국제적으로 급격하게 산업 및 공업이 발전함에 따라 석유 등의 화석연료의 사용량이 증가하고 있으며, 국제 유가는 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 중요한 문제로 대두되고 있다. 이같은 이유로, 최근까지 기술적으로 시추가 어렵고 경제성이 없어 무시되었던 군소의 심해저 유전들이 관심을 받게 되었고, 자원 개발기술의 발달과 더불어　이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 선박이 개발되고 있다.

종래의 해양 시추장비는 다른 예인선에 의해서만 이동이 가능하고 주로 계류장치에 의해서 해상의 일점에 고정한 상태에서 시추작업을 하는 리그선이나 고정식 플랫폼 등이 주로 사용되었다.

최근에는 첨단의 시추장비를 탑재하고 자체동력으로 항해할 수 있도록 보다 선박에 가깝게 만든 시추선(drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다. 이같은 시추선은 군소 유전 개발을 위해 위치를 자주 옮겨야 하는 조건 때문에 시추성능 뿐만 아니라 최적의 항해 성능을 가지도록 설계되어야 한다. 이러한 시추선, 드릴쉽에는 시추용 파이프를 아래로 내려 보내기 위한 큰 개구부(이하, '문풀(문풀) 이라 함)가 설치되어 있는데 시추선의 용도에는 필수 불가결한 구조이지만, 항해 중 속도성능 면에서 매우 불리한 구조이다.

한편, 드릴쉽(Drillship)을 극(Arctic) 지역에서 운용시 시추 작업 해역 주변을 떠돌던 유빙이 파도 등의 영향으로 드릴쉽의 문풀(문풀) 내부에 유입되어 시추 작업의 효율성 저하에 상당한 영향을 미치고 심한 경우 드릴 파이프(Drill Pipe)나 라이저(Riser)등의 장비와 문풀 선체까지 파손시킬 수 있다.

또한 지역적으로 거친 환경(Harsh Environment)에서 작업하는 경우 심한 파도로 인해 문풀 내의 유동이 심해지고 파도가 문풀 외벽을 타고 데크(Deck) 위로 넘어오는 경우도 있는데 이 경우 유빙도 파도와 함께 데크 위로 넘어올 수 있기 때문에 작업자의 안전을 심각하게 위협하고 데크 상부의 장비까지도 파손시킬 수 있다.

나아가, 문풀에는 드릴 파이프(Drill Pipe) 및 케이싱(Casing)의 이동 등 시추와 관련된 모든 작업이 이루어지기 때문에 문풀 내부의 안전 확보 및 효율적인 작업을 위한 환경을 유지하는 것이 매우 중요하다.

대한민국 등록특허 제10-1296802

본 발명은 유빙의 문풀 유입을 막는 문풀 프로텍터가 구비된 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 상하방향으로 마련되는 문풀; 상기 문풀이 형성된 선체 저면에 일측이 힌지결합되어 상기 선체 저면에 수평 방향으로 접히거나 수직 방향으로 펼쳐지는 프로텍터; 상기 선체에 마련되고, 상기 프로텍터가 접힌 상태에서 상기 프로텍터를 구속하는 고정장치;를 포함하고, 상기 프로텍터는 프레임과, 상기 프레임 상에 마련되어 상기 프레임에 끼인 이물을 제거하는 회동부재를 포함하는 문풀 프로텍터가 구비된 선박이 제공될 수 있다.

상기 프레임은 선체 저면에 수직 방향으로 마련되는 수직 프레임; 및 상기 수직 프레임을 수직으로 연결하는 수평 프레임;을 포함하여 격자형으로 마련되는 문풀 프로텍터를 구비할 수 있다.

상기 회동부재는 상기 수직 프레임의 길이방향으로 배치되는 회전봉과, 상기 회전봉에 마련되고 상기 수평 프레임의 길이방향으로 배치되는 회전날개를 포함하는 문풀 프로텍터를 구비할 수 있다.

상기 프로텍터는 선체 진행방향에 대하여 비스듬히 선체 저면에 마름모꼴로 설치되는 문풀 프로텍터를 구비할 수 있다.

상기 고정장치는 상기 선체에 마련되는 레일과, 상기 레일을 따라 이동가능한 후크를 포함하고, 작동 시 상기 프로텍터가 접힌 상태에서 상기 후크가 상기 레일을 따라 이동하여 상기 프로텍터의 회전을 방지하는 문풀 프로텍터를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박은 선체 하부 문풀 주변으로 그리드 타입(Grid Type)의 프로텍터를 설치하여 유빙의 문풀 유입을 막을 수 있다.

또한, 프로텍터는 운항 시 선체 하부 면에 접하여 고정되어 있다가 시추 해역에 도착하여 사용할 때는 선체 하부 면에 수직으로 펼쳐 필요시에만 사용할 수 있으므로 운항시 저항을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박의 측면도이다.
도 2은 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박의 저면 사시도이다.
도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터의 정면도이다.
도 4은 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터의 제1 작동도이다.
도 6는 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터의 제2 작동도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박의 저면도이다.
도 9은 도 8의 A-A 단면에 대한 확대도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터(100)가 구비된 선박의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터(100)가 구비된 선박의 저면 사시도이고, 도 3과 도 4은 각각 문풀 프로텍터(100)의 정면도와 평면도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터(100)의 제1 작동도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 문풀 프로텍터(100)의 제2 작동도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박(10)은, 선체(11)에 상하방향으로 마련되는 문풀(13), 문풀(13)이 형성된 선체(11) 저면에 일측이 힌지결합되어 선체(11) 저면에 수평 방향으로 접히거나 수직 방향으로 펼쳐지는 프로텍터(100)를 포함하고, 프로텍터(100)는 프레임(110)과, 프레임(110) 상에 마련되어 프레임(110)에 끼인 이물을 제거하는 회동부재(130)를 포함할 수 있다.

선박(10)은 자항 및 시추 파이프(12)를 이용한 해저 드릴링과 시추가 가능한 드릴쉽일 수 있다. 허나, 본 발명은 반드시 드릴쉽에 한정된 것은 아니며, 문풀(13)이 형성된 선박(10) 또는 해상구조물이라면 어떤 것이던지 적용이 가능하다. 예를 들어, 선박(10)은 해상에 부유하거나 고정되어 물류 수송, 원유 생산 및 운송 등을 하는 구조물일 수 있고, 자체 동력 또는 다른 추진체의 도움을 받아 이동이 가능한 선박, 원유를 정제하고 이를 저장해서 수송하는 부유식 생산설비(FPSO) 및 해양의 조사나 자원 개발을 위한 해양구조물일 수 있다. 이때 선박(10)은 갑판이 마련되는 선체(11)와, 선체(11)에 마련되어 설비 기자재들이 오르내릴 수 있도록 하는 갑판에 형성된 문풀(13)을 포함할 수 있다.

프로텍터(100)는 선체(11) 하부 문풀(13) 주변에 펜스 형태로 마련되어 선박(10)의 진행방향으로 해수면에 떠다니는 유빙(I)이 문풀(13)로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 프로텍터(100)는 선체(11) 진행방향에 마련되는 제1 프로텍터(101)와 선체(11) 진행방향에 수직으로 마련되는 제2 프로텍터(102)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 프로텍터(101)와 제2 프로텍터(102)는 문풀(13) 둘레를 따라 유빙(I)의 유입을 막을 수 있다.

프레임(110, 120)은 선체(11) 저면에 법선 방향, 즉 수직으로 마련되는 수직 프레임(110), 및 수직 프레임(110)을 서로 연결하는 수평 프레임(120)을 포함하는 격자 구조로 마련될 수 있다. 선체(11) 하부에 마련되는 프레임(110, 120)은 파도나 해류에 접하는 면적이 크고, 이는 DP(Dynamic Positioning) 관점에서 좋지 않은 영향을 미칠 수 있기 때문에, 그 구조를 그리드 타입(Grid Type)으로 적용하여 유체에 대한 저항을 최소화하는 것이다. 이때 프레임(110, 120)을 이루는 사이사이 공간은 해수는 통과하되 유빙(I)을 포함하는 이물질은 통과하지 못하는 크기로 형성될 수 있다.

회동부재(130)는 수직 프레임(110)의 길이방향으로 배치되는 회전봉(131)과, 회전봉(131)에 마련되고 수평 프레임(120)의 길이방향으로 배치되는 회전날개(132)를 포함한다. 이러한 회동부재(130)는 격자 구조의 프레임(110, 120)에 유빙(I)이 끼는 경우, 이를 제거하기 위하여 작동할 수 있다.

도 5와 6을 참조하여 작동방식을 설명하면, 프레임(110, 120)은 선체(11) 진행방향으로 떠다니는 유빙(I)이 문풀(13) 내측으로 유입되는 것을 막을 수 있다. 한편, 이 과정에서 선체(11) 진행방향에 수직으로 마련되는 제1 프로텍터(101)에는 격자 구조의 프레임(110, 120) 사이 공간으로 유빙(I)이 끼어 빠져나오지 못할 수 있다.

이 경우, 회동부재(130)는 프레임(110, 120) 사이사이에 끼인 유빙(I)을 제거할 수 있다. 모터 등을 이용하여 회전봉(131)을 작동시키고, 회전봉(131) 중간에 마련된 회전날개(132)가 유빙(I)을 타격하게 하여 그 힘으로 프레임(110, 120) 사이에 끼인 유빙(I)을 제거하는 것이다. 이때, 회동부재(130)의 작동 시기는 수중의 문풀(13) 및 프로텍터(100) 주변을 ROV나 수중 CCTV 카메라 등으로 유빙(I)이 프로텍터(100)에 끼었는지를 관찰하여 만약 유빙(I)이 끼었을 경우에만, 즉 필요시에만 사용될 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박은 유빙(I)의 문풀(13) 내부 유입을 방지함으로써 문풀(13) 내부에 안전한 작업환경을 유지할 수 있고 그로 인해 안전한 시추작업 및 작업의 효율성, 작업자와 장비의 안전을 확보할 수 있다.

도 7과 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박의 정면도와, 저면도이다. 그리고 도 9은 도 8의 A-A 단면에 대한 확대도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 문풀 프로텍터가 구비된 선박은, 선체(11)에 상하방향으로 마련되는 문풀(13), 문풀(13)이 형성된 선체(11) 저면에 일측이 힌지결합되어 선체(11) 저면에 수평 방향으로 접히거나 수직 방향으로 펼쳐지는 프로텍터(200), 선체(21)에 마련되고, 프로텍터(200)가 접힌 상태에서 프로텍터(200)를 구속하는 고정장치(240)를 포함하고, 프로텍터(200)는 프레임(210)과, 프레임(210) 상에 마련되어 프레임(210)에 끼인 이물을 제거하는 회동부재(230)를 포함할 수 있다.

프로텍터(200)는 선체 진행방향에 대하여 비스듬히 선체 저면에 마름모꼴로 설치될 수 있다. 제1 프로텍터(201)와 제2 프로텍터(202)가 각각 선체(11) 진행방향에 대하여 사선방향으로 설치되고, 그를 통해 전면부에 부딪히는 유빙(I)이 그 빗면을 따라 미끄러지도록 할 수 있다. 이처럼 프로텍터(200)는 사각 문풀 형상에 대하여 45도 회전된 마름모 꼴 형상으로 마련될 수 있으나 이에 한정하지 않고, 문풀 형상에 따라 직사각형 또는 5각/6각형 등으로도 적용 가능하다.

프레임(210, 220)은 선체(11) 저면에 수직 방향으로 마련되는 수직 프레임(210), 및 수직 프레임(210)을 수직으로 연결하는 수평 프레임(220)을 포함하여 격자형으로 마련될 수 있다. 이때 프레임(210) 격자구조 사이사이 공간은, 그 크기가 유체는 통과하되 유빙(I)을 포함하는 이물질은 통과하지 못하도록 형성될 수 있다.

회동부재(230)는 수직 프레임(210)의 길이방향으로 배치되는 회전봉(231)과, 회전봉(231)에 마련되고 수평 프레임(220)의 길이방향으로 배치되는 회전날개(232)를 포함할 수 있다. 이러한 회동부재(230)는 격자 구조의 프레임(210, 220)에 유빙(I)이 끼는 경우, 이를 제거하기 위하여 작동할 수 있다.

고정장치(240)는 선체(11)에 마련되는 레일(241)과, 레일(241)을 따라 이동가능한 후크(242)를 포함하고, 작동 시 프로텍터(200)가 접힌 상태에서 후크(242)가 레일(241)을 따라 이동하여 힌지부(200a)를 중심으로 회전하는 프로텍터(200)의 이동을 구속할 수 있다. 따라서, 프로텍터(210, 220)는 운항 시 고정장치(240)에 의해 선체(11) 하부 면에 접하여 고정되어 있다가 시추 해역에 도착하여 사용할 때는 선체(11) 하부 면에 수직으로 펼쳐 필요시에만 사용할 수 있으므로 운항시에는 저항을 줄일 수 있다. 이때 고정장치(240)는 착탈 가능하여 드릴쉽이 유빙(I)이 있는 극 지역에서 운용할 계획이 있을 때에만 일시적으로 부착하여 사용될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 선박 11: 선체
12: 시추 파이프 13: 문풀
100: 프로텍터 101: 제1 프로텍터
102: 제2 프로텍터 110: 수직 프레임
120: 수평 프레임 130: 회동부재
131: 회전봉 132: 회전날개
200: 프로텍터 200a: 힌지부
201: 제1 프로텍터 202: 제2 프로텍터
210: 수직 프레임 220: 수평 프레임
230: 회동부재 231: 회전봉
232: 회전날개 240: 고정장치
241: 레일 242: 후크

Claims (5)

1. 선체에 상하방향으로 마련되는 문풀;
   상기 문풀이 형성된 선체 저면에 일측이 힌지결합되어 상기 선체 저면에 수평 방향으로 접히거나 수직 방향으로 펼쳐지는 프로텍터;
   상기 선체에 마련되고, 상기 프로텍터가 접힌 상태에서 상기 프로텍터를 구속하는 고정장치;를 포함하고,
   상기 프로텍터는 프레임과, 상기 프레임 상에 마련되어 상기 프레임에 끼인 이물을 제거하는 회동부재를 포함하고,
   상기 프레임은 선체 저면에 수직 방향으로 마련되는 수직 프레임; 및 상기 수직 프레임을 수직으로 연결하는 수평 프레임;을 포함하여 격자형으로 마련되고,
   상기 회동부재는 상기 수직 프레임에 평행하게 배치되는 회전봉과, 상기 회전봉에 마련되고 상기 수평 프레임에 평행하게 배치되는 회전날개를 포함하는 문풀 프로텍터가 구비된 선박.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 프로텍터는 선체 저면에 선체 진행방향에 대하여 빗면을 갖는 마름모꼴로 설치되는 문풀 프로텍터가 구비된 선박.
5. 제1항에 있어서,
   상기 고정장치는 상기 선체에 마련되는 레일과, 상기 레일을 따라 이동가능한 후크를 포함하고,
   작동 시 상기 프로텍터가 접힌 상태에서 상기 후크가 상기 레일을 따라 이동하여 상기 프로텍터의 이동을 구속하는 문풀 프로텍터가 구비된 선박.

Images