KR20160042644A

KR20160042644A - 부유식 구조물

Info

Publication number: KR20160042644A
Application number: KR1020140136828A
Authority: KR
Inventors: 박주신; 구정본; 김홍현; 주성호; 하영수
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: KR102235030B1

Abstract

부유식 구조물이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선체 외부로 돌출 가능하게 설치되는 캔틸레버부; 상기 선체를 상하 방향으로 관통하는 레그; 상기 레그를 지지하며, 상기 선체와 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 복수의 지지유닛을 포함하는 레그 지지부; 상기 캔틸레버부에 설치되는 기울기 감지부; 상기 레그에 대한 상기 선체의 상대 각도를 조절하여 상기 선체의 기울기를 조절하는 기울기조절유닛; 및 상기 기울기 감지부에서 측정된 값이 설정된 범위를 벗어나면 상기 기울기조절유닛을 통해 상기 선체의 기울기를 조절하는 제어부를 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.

Description

부유식 구조물{FLOATING STRUCTURE}

본 발명은 부유식 구조물에서 선체 외부로 돌출된 캔틸레버의 처짐을 감소시키기 위한 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, 선체를 해수면으로부터 상승시킬 수 있다. 잭업 플랫폼은 선체가 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 플랫폼의 외부로 이동 가능한데, 이를 통해 잭업 플랫폼 전체의 위치를 바꾸지 않고도 드릴링 위치(well center)의 조정이 가능하다. 일 예로 캔틸레버의 일측에는 시추 데릭이 제공될 수 있으며, 캔틸레버의 이동에 의해 시추 데릭의 위치가 조정될 수 있다.

캔틸레버가 시추 위치를 조정하기 위해 잭업 플랫폼에서 이동할 수 있도록 잭업 플랫폼은 스키드박스(skid box)를 포함할 수 있다. 스키드박스는 캔틸레버를 안정적으로 지지하기 위해 복수 개가 기 설정된 간격으로 이격 배치될 수 있다.

캔틸레버를 갖는 부유식 구조물은 잭업 모드에서 레그를 해저 지반에 침투시킬 수 있다. 레그의 하단부에는 해저 지반으로의 침투를 용이하게 하고 파지력을 높이기 위한 스퍼드캔(spud-can)이 제공되며, 레그는 해저 지반으로 일정 깊이 침투함으로써 스퍼드캔이 해저 지반에 고정될 수 있다.

통상, 캔틸레버는 선체로부터 일정 길이로 돌출된 상태로 장기간(예컨대, 2~3년) 머물면서 시추 작업을 수행하는데, 캔틸레버는 그 무게가 대략 수천톤에 달하는 외팔보 형태의 구조물이기 때문에 장기간 시추 작업을 수행하게 되면 캔틸레버의 처짐이 발생하는 문제를 초래할 수 있다.

한국공개특허 제10-1986-0001274호

본 발명의 실시예들은, 부유식 구조물의 시추 작업시 캔틸레버에서 발생하는 처짐을 최소화하기 위한 부유식 구조물을 제공하고자 한다.

또한, 캔틸레버의 처짐 발생시 선체의 기울기를 조절하여 캔틸레버의 처짐을 감소할 수 있는 부유식 구조물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체 외부로 돌출 가능하게 설치되는 캔틸레버부를 갖는 부유식 구조물에서 상기 캔틸레버부의 처짐을 감소하기 위하여, 상기 선체 외부로 돌출된 상기 캔틸레버부의 일단부를 상기 선체에 위치한 타단부보다 상승시켜 상기 캔틸레버부를 전체적으로 기울여 상기 캔틸레버부 일단부에 작용하는 수직 하중을 감소시킴으로써 상기 캔틸레버부의 처짐을 감소시키는, 부유식 구조물의 캔틸레버 처짐 감소방법을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 캔틸레버부가 설치된 상기 선체의 일단부가 선체 타단부보다 상승되어 상기 선체가 전체적으로 기울어지도록 상기 선체를 상하방향으로 이동시키는 레그의 승강높이를 조절할 수 있다.

한편 상기 캔틸레버부가 설치된 상기 선체의 일단부가 상기 선체의 타단부보다 상승되어 상기 선체가 전체적으로 기울어지도록 상기 선체에 설치된 밸러스트탱크 중 상기 선체 일단부 측 밸러스트탱크는 배수시키고 상기 선체 타단부 측 밸러스트탱크는 주수할 수 있다.

한편, 상기 캔틸레버부가 설치된 상기 선체의 일단부가 상기 선체의 타단부보다 상승되어 상기 선체가 전체적으로 기울어지도록 상기 선체 일단부 측 레그보다 상기 선체 타단부 측 레그를 해저로 더 침투시킬 수 있다.

한편, 상기 캔틸레버부의 일단부가 상기 캔틸레버부의 타단부보다 상승되도록 상기 캔틸레버부의 타단부 측에 설치된 밸러스트탱크에 물을 주입할 수 있다.

또한 상기 캔틸레버부의 일단부가 상기 캔틸레버부의 타단부보다 상승되도록 상기 캔틸레버부 일단부에 공기보다 가벼운 기체가 들어 있는 애드벌룬을 설치할 수 있다.

또한 상기 캔틸레버부의 일단부가 상기 캔틸레버부의 타단부보다 상승되도록 상기 캔틸레버부 일단부에 가스탱크를 설치하고, 상기 가스탱크에 공기보다 가벼운 기체를 주입할 수 있다.

한편, 선체 외부로 돌출 가능하게 설치되는 캔틸레버부; 상기 선체를 상하 방향으로 관통하는 레그; 상기 레그를 지지하며, 상기 선체와 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 복수의 지지유닛을 포함하는 레그 지지부; 상기 캔틸레버부에 설치되는 기울기 감지부; 상기 레그에 대한 상기 선체의 상대 각도를 조절하여 상기 선체의 기울기를 조절하는 기울기조절유닛; 및 상기 기울기 감지부에서 측정된 값이 설정된 범위를 벗어나면 상기 기울기조절유닛을 통해 상기 선체의 기울기를 조절하는 제어부를 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.

또한 상기 기울기 감지부는, 상기 캔틸레버부에서 상기 선체 외부로 돌출되는 곳에 설치되며, 상기 캔틸레버부에서 처짐 발생시 상기 캔틸레버부의 기울기를 감지할 수 있다.

또한 상기 레그는 상하 방향으로 연장되는 복수의 기둥부와, 상기 기둥부에 제공되는 랙기어를 포함하고, 상기 지지유닛은 잭케이스에 고정되며 상기 랙기어와 치합되어 연동하는 구동기어일 수 있다.

또한 상기 기울기조절유닛은, 상기 잭케이스 내부에 측방향으로 연장 설치된 레일; 상기 구동기어가 고정되고, 상기 레일을 따라 슬라이딩 이동 가능한 고정부재; 상기 잭케이스 내부에 고정되는 바디; 및 상기 고정부재와 연결되어 상기 바디 내부로 인출입되는 것에 의해 상기 고정부재를 이동시키는 로드를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 의하면, 부유식 구조물의 시추 작업시 캔틸레버에서 발생하는 처짐을 최소화하기 위한 부유식 구조물의 캔틸레버 처짐 감소 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 캔틸레버의 처짐 발생시 이를 감지하여 선체 기울기를 조절함으로써 캔틸레버의 처짐을 감소할 수 있다.

도1은 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물을 나타낸 측면도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 구조물에서 선체 및 캔틸레버를 기울임으로써 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도,
도3은 도1의 부유식 구조물에서 일측 레그의 침투 깊이를 달리하여 선체 및 캔틸레버를 기울임으로써 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도,
도4는 도1의 부유식 구조물에서 캔틸레버의 밸러스트탱크에 주수를 통해 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도,
도5는 도1의 부유식 구조물에서 캔틸레버에 애드벌룬을 설치하여 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도,
도6은 도1의 부유식 구조물에서 캔틸레버에 설치된 가스탱크에 공기보다 가벼운 가스를 주입하여 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도,
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 구조물을 나타낸 측면도,
도8은 도7에 따른 부유식 구조물의 제어관계를 나타낸 블록도,
도9는 도7에 따른 부유식 구조물의 캔틸레버부 처짐을 감소하기 위하여 선체가 기울어진 상태를 나타낸 측면도,
도10 및 도11은 도7에 따른 부유식 구조물에서 기울기조절유닛을 통해 선체의 기울기를 조절하는 동작을 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 캔틸레버를 갖는 부유식 구조물을 나타낸 측면도이다.

먼저 도1을 참조하면, 부유식 구조물(100)은 캔틸레버부(200)가 설치된 잭업 플랫폼일 수 있으며, 상기 캔틸레버부(200)의 하부에는 스키드박스(300)가 설치되어 캔틸레버부(200)의 하중을 지지하고, 필요에 따라 기 설정된 방향으로 배치되어 있는 레일부를 따라 이동되어 상기 캔틸레버부(200)가 부유식 구조물(100) 상에서 전후, 좌우 방향으로 이송될 수 있도록 한다.

상기 스키드박스(300)는 캔틸레버부(200)를 안정적으로 지지하기 위해 적어도 2개 이상(예컨대, 4개) 복수 개로 마련될 수 있고, 그 복수개의 스키드박스(300)는 캔틸레버부(200)의 하부에 일정 거리 이격되게 배치될 수 있다.

한편, 상기 부유식 구조물(100)에는 선체를 승강시키기 위한 레그(400)가 설치될 수 있는바, 상기 레그(400)는 선체를 상하방향으로 이동시키고, 레그(400)의 하단부에는 스퍼드캔(40)이 구비될 수 있다.

상기 레그(400)는 선체(101)를 상하방향으로 관통하여 설치되고, 시추 작업 중에 선체(101)의 하중을 견딜 수 있을 정도의 강성을 보유하며, 원기둥, 사각 트러스 구조, 삼각 트러스 구조 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

상기 레그(400)에 구비된 스퍼드캔(40)은 부유식 구조물(100)을 해저 지반에 고정시키기 위한 구성으로, 잭업 모드에서 해저 지반으로 일정 깊이 침투할 수 있다. 상기 스퍼드캔(40)은 레그(400)의 하단부에 연결되며 부유식 구조물(100)의 제어에 따라 기 설정된 속도로 침투할 수 있다.

이와 같이 상기 스퍼드캔(40)이 해저 지반에 고정되면, 도1에 도시된 바와 같이 부유식 구조물(100)의 선체(101)를 해수면으로부터 상승시키고 시추 위치를 정한 후 그 시추 위치에 맞게 상기 캔틸레버부(200)를 선체(101) 외부로 돌출시켜 시추 작업을 수행할 수 있다.

통상, 시추 작업은 장기간(예컨대, 2~3년)에 걸쳐 이루어지기 때문에 선체(101) 외부로 돌출된 외팔보 구조의 캔틸레버부(200)에는 처짐이 발생할 수 있다. 본 실시예들은 상기 캔틸레버부(200)에 발생하는 처짐 현상을 감소시킬 수 있는 다양한 방법들을 제공할 수 있다.

도2는 도1의 부유식 구조물에서 선체 및 캔틸레버를 기울임으로써 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도이고, 도3은 도1의 부유식 구조물에서 일측 레그의 침투 깊이를 달리하여 선체 및 캔틸레버를 기울임으로써 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 캔틸레버 처짐 감소방법은 상기 선체(101) 외부로 돌출된 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)를 상기 선체(101) 상에 위치한 타단부(220)보다 상승시켜 상기 캔틸레버부(200)를 전체적으로 기울여 상기 캔틸레버부(200) 일단부(210)에 작용하는 수직하중을 감소시킴으로써 캔틸레버부(200)의 처짐을 줄일 수 있다.

도1에 도시된 바와 같이 상기 캔틸레버부(200)가 수평하게 배치된 상태에서는 상기 캔틸레버부(200) 일단부(210)에 수직하중만 작용하기 때문에 캔틸레버부(200)의 처짐이 증가되지만, 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)를 타단부(220)보다 상승시켜 캔틸레버부(200)를 전체적으로 기울이면 상기 캔틸레버부(200) 타단부(220) 쪽으로 향하는 분력이 나타나기 때문에 상기 캔틸레버부(200) 일단부(210)에 작용하는 수직하중은 감소될 수 있다. 따라서, 도1에서와 같이 상기 캔틸레버부(200)가 수평하게 배치된 상태보다 경사지게 배치된 상태에서 처짐은 줄어들 수 있다.

예를 들면, 도1과 같이 상기 캔틸레버부(200)가 수평 배치된 상태에서 그 일단부(210)에 작용하는 수직하중이 100이라 가정할 때, 상기 캔틸레버부(200)가 경사지게 배치되면 그 일단부(210)의 수직하중은 70으로 줄어드는 반면 나머지 30에 해당하는 하중은 캔틸레버부(200)의 타단부(220) 쪽에 나타날 수 있는바, 이로부터 볼 때 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)에서 발생하는 처짐 현상은 종래보다 감소될 수 있다.

이와 같이 상기 캔틸레버부(200)를 전체적으로 기울이기 위한 방법의 일환으로 도2에 도시된 바와 같이, 상기 캔틸레버부(200)가 설치된 상기 선체(101)의 일단부가 선체(101)의 타단부보다 상승되어 상기 선체(101)가 전체적으로 기울어지도록 상기 선체(101)를 상하방향으로 이동시키는 레그(400)의 승강높이를 조절할 수 있다.

예컨대, 도2에서 보듯이 상기 캔틸레버부(200)가 도면상 선체(101)의 좌측에 설치된 경우, 상기 레그(400)의 승강 높이를 조절하여 선체(101) 좌측이 선체(101) 우측보다 상승되도록 할 수 있다.

또한, 상기 캔틸레버부(200)가 설치된 상기 선체(101)의 일단부(110)가 상기 선체(101)의 타단부(120)보다 상승되어 상기 선체(101)가 전체적으로 기울어지도록 상기 선체(101)에 설치된 밸러스트탱크(130) 중 상기 선체(101) 일단부(110) 측에 설치된 밸러스트탱크(131)에는 물을 배수시켜 무게를 줄이고, 상기 선체(101) 타단부(120) 측에 설치된 밸러스트탱크(132)에는 물을 주입하여 무게를 증가시킬 수 있다.

한편, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 캔틸레버부(200)가 설치된 상기 선체(101)의 일단부(110)가 상기 선체(101)의 타단부(120)보다 상승되어 상기 선체(101)가 전체적으로 기울어지도록 상기 선체(101) 일단부(110) 측에 설치된 레그(410)보다 상기 선체(101) 타단부(120) 측에 설치된 레그(420)를 해저로 더 침투시킬 수 있다.

레그(400)와 선체(101)는 상대적인 각도 변경이 가능하므로(일반적으로 현재 운용 중인 부유식 구조물은 약 2도 내지 3도 정도의 상대 각도가 허용됨) 상기 선체(101)가 전체적으로 기울어져도 상기 레그(400)는 선체(101)를 지지할 수 있다.

한편, 도4 내지 도6은 모두 선체(101)는 수평 상태를 유지하면서 상기 캔틸레버부(200)만 경사 배치되어 캔틸레버부(200)의 처짐을 감소하는 방법이 제시된다.

도4는 도1의 부유식 구조물에서 캔틸레버의 밸러스트탱크에 주수를 통해 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도이고, 도5는 도1의 부유식 구조물에서 캔틸레버에 애드벌룬을 설치하여 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도이며, 도6은 도1의 부유식 구조물에서 캔틸레버에 설치된 가스탱크에 공기보다 가벼운 가스를 주입하여 캔틸레버의 처짐을 감소시키는 방법을 제시한 측면도이다.

도4에 도시된 바와 같이, 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)가 캔틸레버부(200)의 타단부(220)보다 상승되도록 상기 캔틸레버부(200)의 타단부(220) 측에 밸러스트탱크(230)를 설치하고, 그 밸러스트탱크(230)에 물을 주수하여 무게를 증가시킴으로써 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)가 위로 들리도록 할 수 있다.

또한, 이와 다른 방법으로 도5에 도시된 바와 같이, 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)가 타단부(220)보다 상승되도록 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)에 애드벌룬(240)을 설치할 수 있다.

상기 애드벌룬(240)에는 공기보다 가벼운 기체가 주입되어 있어 위로 뜨려고 하는 힘이 작용하며, 상기 애드벌룬(240)이 용이하게 설치될 수 있도록 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)에는 마운팅브래킷(241)이 설치될 수 있다. 도5에서는 상기 마운팅브래킷(241)이 상기 캔틸레버부 일단부(210)의 양 측면에 설치된 것으로 도시되었으나, 이는 예시에 불과하며 캔틸레버부(200)의 일단부(210)라면 어느 곳에 설치되어도 무방하다.

한편, 이와 또 다른 방법으로 도6에 도시된 바와 같이, 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)가 타단부(220)보다 상승되도록 상기 캔틸레버부(200)의 일단부(210)에는 가스탱크(250)가 설치될 수 있다. 또한 상기 가스탱크(250)에 가스를 필요에 따라 주입하거나 배출할 수 있는 가스공급기(251)가 상기 선체(101) 일측에 설치될 수 있다.

상기 가스탱크(250)에 주입되는 가스는 공기보다 가벼운 기체로서 상기 캔틸레버부 일단부(210)의 무게를 감소시켜 부력에 의해 일단부(210)가 타단부(220)보다 상승될 수 있다.

또한, 도4 내지 도6을 통해 설명한 상기 실시예들은 모두 선체(101)가 수평을 유지하도록 하면서 캔틸레버부(200)만 기울어지도록 하는 방법들을 제시하고 있는바, 제시한 방법들에 의해 상기 캔틸레버부(200)만 효과적으로 기울어질 수 있도록 상기 캔틸레버부(200)의 하부에는 캔틸레버부의 일단부(210)를 상승시킬 수 있는 리프터(260)가 제공될 수 있다.

상기 리프터(260)는 예컨대 유압실린더로 구성될 수 있으며 상기 캔틸레버부(200) 하부에 설치되어 상기 캔틸레버부 일단부(210)를 밀어 올려 캔틸레버부(200)가 기울어지는 것을 도울 수 있다. 즉, 상기 밸러스트탱크(230), 상기 애드벌룬(240), 상기 가스탱크(250)에 의하여 하중의 크기가 감소된 캔틸레버부 일단부(210)를 상기 리프터(260)가 들어 올려 상기 캔틸레버부(200)가 보다 용이하게 기울어질 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 구조물에 대해 설명한다.

도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 구조물을 나타낸 측면도이고, 도8은 도7에 따른 부유식 구조물의 제어관계를 나타낸 블록도이며, 도9는 도7에 따른 부유식 구조물의 캔틸레버부 처짐을 감소하기 위하여 선체가 기울어진 상태를 나타낸 측면도이고, 도10 및 도11은 도7에 따른 부유식 구조물에서 기울기조절유닛을 통해 선체의 기울기를 조절하는 동작을 보여주는 도면이다.

먼저 도7 내지 도9를 참조하면, 본 실시예에 따른 부유식 구조물은 선체(101), 캔틸레버부(200), 레그(400), 레그 지지부(430), 기울기 감지부(500), 기울기조절유닛(600) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.

상기 선체(101)는 물에 부유할 수 있으며, 일반적인 상선(예: 컨테이너선)에 비해 폭이 넓고 높이가 낮으며 길이가 짧은 구조로 형성될 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상에 따른 선체(101)는 레그(400) 및 레그 지지부(430)가 설치될 수 있는 임의의 입체적 구조를 가질 수 있다.

상기 캔틸레버부(200)는, 선체(101) 외부로 돌출 가능하게 설치되는 구성으로서, 시추 작업에 필요한 경우 선체(101) 외곽보다 돌출되게 이동될 수 있는바, 상기 캔틸레버부(200)는 필요에 따라 전, 후, 좌, 우로 움직이면서 시추 위치를 조정할 수 있다.

캔틸레버부(200)에는 예컨대, 데릭(Derrick,201)과 같은 시추 장비가 장착될 수 있으며, 정확한 시추 지점에 데릭(201)을 위치시키기 위해 상기 선체(101)는 움직이지 않고 고정된 상태에서 상기 캔틸레버부(200)가 선체(101)에 대하여 전, 후, 좌, 우로 움직이면서 시추 작업을 수행할 수 있다.

또한, 상기 레그(400)는 부유식 구조물의 사용 목적에 따라 다수 개가 제공될 수 있다. 레그(400)는 선체(101)를 상하방향으로 관통하도록 설치되며, 선체(101)에는 레그(400)가 통과하는 레그웰(w)(도10 참조)이 형성된다. 레그(400)는 선체(101)의 하방으로 이동하여 해저에 고정될 수 있고, 잭업 상태에서 선체(101)의 하중을 견딜 수 있을 정도의 강성을 갖도록 형성되며, 원기둥, 사각 트러스 구조, 삼각 트러스 구조 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

상기 레그 지지부(430)는 레그(400)가 통과할 수 있도록 레그웰(w)에 대응하는 위치에 설치되며, 레그(400)와 선체(101)가 상하 방향으로 상대 운동할 수 있도록 레그(400)를 지지한다.

구체적으로, 레그 지지부(430)는 잭케이스(31)를 포함하며, 각 잭케이스(31) 내의 구동장치의 작동에 의해 레그(400)를 선체(101)에 대해 상하 방향으로 이동시키거나, 선체(101)를 레그(400)에 대해 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 잭케이스(31)의 내부에는 구동기어(35) 및 모터가 설치되고, 레그(400)에는 랙기어(24)가 형성되어, 구동기어(35)와 랙기어(24)의 연동에 의해 레그(400)와 선체(101)의 상하 방향의 상대 운동이 이루어질 수 있다.

본 실시예에서 레그(400)와 선체(101)의 "상하 방향의 상대 운동"은 레그(400)가 선체(101)에 대해 상하 방향으로 이동하는 것과, 선체(101)가 레그(400)에 대해 상하 방향으로 이동하는 것을 모두 포함하는 개념일 수 있다.

상기 레그(400)는 상하 방향으로 연장되는 복수 개의 기둥부(22)와, 상기 기둥부(22)에 설치되는 랙기어(24)를 포함할 수 있다. 상기 랙기어(24)는 기둥부(22)의 양측에 각각 형성될 수 있으며 기둥부(22)의 연장 방향을 따라 연장될 수 있다. 하나의 기둥부(22)에 제공되는 한 쌍의 랙기어(24)는 레그(400)가 레그 지지부(430)에 안정적으로 지지될 수 있도록 서로 대칭 형태로 배치될 수 있다.

레그 지지부(430)에는 랙기어(24)와 연동할 수 있는 구동기어(35)와, 구동기어(35)를 회전시키는 모터 등의 구동장치가 수용되는 잭케이스(31)가 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 구동기어(35)는 랙기어(24)와 치합되는 피니언기어일 수 있고, 잭케이스(31)는 하나의 기둥부(22)의 양측에 형성된 랙기어(24) 각각에 대해 제공될 수 있다.

한편, 상기 기울기 감지부(500)는 캔틸레버부(200)에서 처짐이 발생하는 곳에 설치되어 캔틸레버부(200)의 처짐이 발생할 때 캔틸레버부(200)의 기울기를 감지할 수 있다.

상기 기울기 감지부(500)는 캔틸레버부(200)에서 상기 선체(101) 외부로 돌출되는 곳에 설치되는 것이 캔틸레버부(200)의 처짐 발생시 기울기를 감지하는데 유리할 수 있다. 상기 기울기 감지부(500)가 기울기를 감지하는 원리는 일반적으로 널리 알려진 공지기술에 속하므로 자세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 기울기조절유닛(600)은 상기 레그(400)에 대한 상기 선체(101)의 상대 각도를 조절하여 상기 선체(101)의 전체 기울기를 조절할 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 캔틸레버부(200)에서 처짐이 발생하고 이를 감지하게 되면, 상기 기울기조절유닛(600)을 통해 상기 선체(101) 외부로 돌출된 상기 캔틸레버부(200)의 일단부가 상기 선체(101) 상에 위치한 타단부보다 상승되도록 상기 선체(101)를 전체적으로 기울여 상기 캔틸레버부(200) 일단부에 작용하는 수직하중을 감소시킴으로써 캔틸레버부(200)의 처짐을 줄일 수 있다.

구체적으로, 상기 기울기조절유닛(600)은 도10 및 도11을 참조하여 설명한다.

상기 기울기조절유닛(600)은 잭케이스(31)의 내부에 측방향으로 연장되게 설치되는 레일(610)과, 구동기어(35)가 고정되고 레일(610)을 따라 슬라이딩 이동 가능한 고정부재(620), 잭케이스(31) 내부에 고정되는 바디(630), 고정부재(620)와 연결되어 바디(630) 내부로 인출입되는 것에 의해 고정부재(620)를 이동시키는 로드(640)를 포함할 수 있다.

여기서, 잭케이스(31)의 내부에는 내부 공간을 상하방향으로 구분하는 격벽이 측방향으로 형성될 수 있고, 레일(610)은 상기 격벽 상에 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 바디(630)와 로드(640)는 유압실린더의 실린더와 피스톤 로드(640)일 수 있으며, 바디(630)가 잭케이스(31) 내부에서 고정됨에 따라 로드(640)는 그 내부의 유체 충진 상태에서 따라 왕복 직선 운동을 할 수 있다. 로드(640)가 운동함에 따라 이에 고정된 고정부재(620)가 함께 움직이고, 결과적으로 해당 고정부재(620)에 고정된 구동기어(35)가 이동할 수 있다. 고정부재(620)의 하단에는 볼 롤러 등의 롤러가 제공되고, 상기 롤러가 레일(610)에 삽입됨으로써 고정부재(620)가 레일(610)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있다.

이 경우, 기울기조절유닛(600)은 레그 지지부(430)의 각 잭케이스(31) 내부에 각각 복수개가 제공될 수 있으며, 복수의 기울기조절유닛(600)은 상하방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 일 예로, 복수의 기울기조절유닛(600)은 상하방향으로 배치된 복수의 구동기어(35)에 각각 연결될 수 있다. 즉, 하나의 구동기어(35)에 하나의 기울기조절유닛(600)이 연결될 수 있고, 기울기조절유닛(600)은 그와 연결된 구동기어(35)를 이동시킬 수 있다. 도10 및 도11에서는 일측의 랙기어(24)에 대해 3개의 구동기어(35)가 배치되고, 그에 대응되게 3개의 기울기조절유닛(600)이 배치되는 것을 예시한다.

한편, 도10에 도시된 바와 같이 선체(101)가 레그(400)에 대해 수평한 상태에서, 상기 각 로드(640)는 각 구동기어(35)가 레그(400)와 맞물리도록 동일한 길이로 인출되고, 도11에 도시된 바와 같이 선체(101)를 기울이기 위해서는 상기 각 로드(640)가 서로 다른 길이로 인출되어 상기 잭케이스(31)를 회전시킴으로써 선체(101)가 전체적으로 기울어지도록 할 수 있다.

예컨대, 도11에 도시된 바와 같이 상기 잭케이스(31)를 도면상 시계방향으로 회전시키고자 하는 경우 상기 레그(400)를 기준으로 우측 상부에 있는 로드(640)와 좌측 하부에 있는 로드(640)는 인출시키고, 우측 하부에 있는 로드(640)와 좌측 상부에 있는 로드(640)는 인입시키면 상기 잭케이스(31)가 시계방향으로 회전하면서 선체(101)의 기울기가 조절될 수 있다.

한편, 상기 제어부(700)는 기울기 감지부(500)에서 측정된 값이 기 설정된 범위를 벗어나면 상기 기울기조절유닛(600)을 통해 상기 선체(101)를 기울여 캔틸레버부(200)의 처짐을 감소할 수 있다.

캔틸레버부(200)에서 처짐이 발생하게 되면, 처짐이 발생한 캔틸레버부(200)의 기울기가 변화되는바, 상기 기울기 감지부(500)는 캔틸레버부(200)의 기울기를 감지하여 상기 제어부(700)에 감지된 값을 송출할 수 있다.

상기 제어부(700)는 기울기 감지부(500)에서 측정된 값을 기준값과 비교하여 기 설정된 범위를 벗어나면 캔틸레버부(200)에서 처짐이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라 상기 제어부(700)는 기울기조절유닛(600)을 제어하여 선체(101)의 기울기를 변화시키게 되는데, 상기 선체(101)) 외부로 돌출된 상기 캔틸레버부(200)의 일단부가 상기 선체(101) 상에 위치한 타단부보다 상승되도록 상기 선체(101)를 전체적으로 기울여 상기 캔틸레버부(200) 일단부에 작용하는 수직하중을 감소시킴으로써 궁극적으로 캔틸레버부(200) 처짐을 줄일 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변경이 가능한 바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

100 : 부유식 구조물 101 : 선체(101)
110 : 선체 일단부 120 : 선체 타단부
130 : 선체의 밸러스트탱크 200 : 캔틸레버부(200)
210 : 캔틸레버부 일단부 220 : 캔틸레버부 타단부
230 : 캔틸레버부의 밸러스트탱크 240 : 애드벌룬
250 : 가스탱크 300 : 스키드박스
400 : 레그 500 : 기울기 감지부
600 : 기울기조절유닛 610 : 레일
620 : 고정부재 630 : 바디
640 : 로드 700 : 제어부

Claims

선체 외부로 돌출 가능하게 설치되는 캔틸레버부;
상기 선체를 상하 방향으로 관통하는 레그;
상기 레그를 지지하며, 상기 선체와 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 복수의 지지유닛을 포함하는 레그 지지부;
상기 캔틸레버부에 설치되는 기울기 감지부;
상기 레그에 대한 상기 선체의 상대 각도를 조절하여 상기 선체의 기울기를 조절하는 기울기조절유닛; 및
상기 기울기 감지부에서 측정된 값이 설정된 범위를 벗어나면 상기 기울기조절유닛을 통해 상기 선체의 기울기를 조절하는 제어부;를 포함하는 부유식 구조물.
제1항에 있어서,
상기 레그는 상하 방향으로 연장되는 복수의 기둥부와, 상기 기둥부에 제공되는 랙기어를 포함하고,
상기 지지유닛은 잭케이스에 고정되며 상기 랙기어와 치합되어 연동하는 구동기어인, 부유식 구조물.
제2항에 있어서,
상기 기울기조절유닛은,
상기 잭케이스 내부에 측방향으로 연장 설치된 레일;
상기 구동기어가 고정되고, 상기 레일을 따라 슬라이딩 이동 가능한 고정부재;
상기 잭케이스 내부에 고정되는 바디; 및
상기 고정부재와 연결되어 상기 바디 내부로 인출입되는 것에 의해 상기 고정부재를 이동시키는 로드를 포함하는 부유식 구조물.