시추선의 윈드월(A Windwall for Drillship)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2014-0062762
(43) 공개일자 2014년05월26일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B63B 35/44 (2006.01) B63B 17/00 (2006.01)
E21B 15/02 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2012-0129538
(22) 출원일자 2012년11월15일
심사청구일자 없음
(71) 출원인
현대중공업 주식회사
울산광역시 동구 방어진순환도로 1000 (전하동)
(72) 발명자
조혜민
울산 북구 염포로 459, 108동 2104호 (양정동, 양
정힐스테이트)
(74) 대리인
최영규, 허조영, 장순부
전체 청구항 수 : 총 5 항
(54) 발명의 명칭 시추선의 윈드월
(57) 요 약
본 발명은 스웨이지 공법을 적용하여 간략한 구조로 강성을 확보한 강판을 시추선의 윈드월에 적용하고, 바다의
환경에 맞게 설계된 윈드월 구조에 관한 것이다.
본 발명은 문풀(30)이 형성된 드릴플로어(10) 상에 설치되는 윈드월(40)이 드릴플로어 상에 간격을 두고 세워진
칼럼(42); 및 상기 칼럼 사이에서 칼럼과 연결되며 드릴플로어 상에 설치되는 강판(44);을 구비하고, 상기 강판
(44)에는 일방향으로 등간격 스웨이지부(46)가 형성되어 있으며, 상기 강판(44)은 상기 강판 상에 형성된 스웨이
지부(46)가 드릴플로어와 수직이 되도록 상기 드릴플로어 상에 설치되고, 등간격 형성되는 복수의 상기 스웨이지
부(46)는 강판(44)의 어느 일면에 대해만 볼록하게 형성되며, 상기 인접하는 칼럼의 상부에는 상부보강재(43)의
양단이 연결되고, 상기 상부보강재(43)는 상기 상부보강재(43)의 길이방향을 따라 상기 강판(44)의 상부와 연결
되는 윈드월이다.
대 표 도 - 도3
공개특허 10-2014-0062762
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특허청구의 범위
청구항 1
문풀(30)이 형성된 드릴플로어(10) 상에 설치되는 윈드월(40)에 있어서,
상기 윈드월(40)은,
드릴플로어 상에 간격을 두고 세워진 칼럼(42); 및
상기 칼럼 사이에서 칼럼과 연결되며 드릴플로어 상에 설치되는 강판(44);
을 구비하고,
상기 강판(44)에는 일방향으로 등간격 스웨이지부(46)가 형성되어 있으며,
상기 강판(44)은 상기 강판 상에 형성된 스웨이지부(46)가 드릴플로어와 수직이 되도록 상기 드릴플로어 상에
설치되게 구성된 것을 특징으로 하는 윈드월.
청구항 2
청구항 1에 있어서,
상기 칼럼들 사이에는 서로 인접하는 칼럼 사이에 상기 강판이 설치되지 아니한 구간이 존재하는 것을 특징으로
하는 윈드월.
청구항 3
청구항 2에 있어서,
상기 칼럼들 사이의 거리는 소정의 강판을 기준으로 상기 강판이 설치되지 아니한 구간에 가까울수록 더 짧아지
는 것을 특징으로 하는 윈드월.
청구항 4
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
등간격 형성되는 복수의 상기 스웨이지부(46)는 강판(44)의 어느 일면에 대해만 볼록하게 형성되는 것을 특징으
로 하는 윈드월.
청구항 5
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인접하는 칼럼의 상부에는 상부보강재(43)의 양단이 연결되고, 상기 상부보강재(43)는 상기 상부보강재
(43)의 길이방향을 따라 상기 강판(44)의 상부와 연결되는 것을 특징으로 하는 윈드월.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 시추선의 윈드월에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스웨이지 공법을 적용하여 간략한 구조로 강성을[0001]
확보한 강판을 시추선의 윈드월에 적용하고, 시추선의 시추 환경에 맞게 설계된 윈드월 구조에 관한 것이다.
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배 경 기 술
종래에는 유전을 육지에서 개발하는 것이 일반적이었으나, 육지에 매장된 원유가 고갈되어 가면서 사람들은 연[0002]
안에서, 그리고 멀리 원양에서 유전을 개발하는 시대가 도래하였다. 원양에서 유전을 개발하는 선체로서는 바지
선에 의해 인양되어 바다 한가운데에 머무르는 서브머지나, 시추를 위한 모든 장비가 구비된 시추선이
이용된다.
한편 도 1을 참조하면 이러한 서브머지나 시추선에는 해저로 파이프가 전진할 수 있도록 드릴플로어(10) 상에[0003]
문풀(30)이 설치되어 있고, 문풀의 상부에 상기 파이프를 전진시킬 수 있는 각종 장비들이 설치된 데릭(20)이
세워져 있다.
데릭에는 많은 장비가 설치되어 있고, 종래에 이들의 조작은 거의 인력에 의존하였으나, 최근에는 상당부분이[0004]
자동화되기에 이르렀다. 하지만 시추작업에는 그래도 여전히 인력의 손길이 많이 요구되고 있는 실정이다.
따라서 시추작업을 하는 인부들은 데릭 근처에 많이 상주하게 된다. 하지만 서브머지나 시추선의 경우 원해에[0005]
나가 위치를 잡고 시추작업을 하기 때문에, 원해의 기후 영향을 받게 된다. 원해에는 일반적으로 바람이 세고
파도가 거세기도 하기 때문에 앞서 설명한 데릭 근처의 드릴플로어에 파도가 들이치거나 바람이 거세게 부는 일
이 많고, 이러한 환경은 인부들의 작업을 방해하거나 인부들을 위험에 몰아넣기도 한다. 가령 문풀은 바다로 뚫
린 부분인데 바람이나 파도에 인부가 휩쓸러 문풀에 빠지게 되면 인부는 곧장 바다로 빠지게 된다. 또한 인부가
장비 등에 부딪혀 다칠 위험성도 많다.
따라서 종래에는 이러한 데릭 근처에 상술한 파도나 바람이 들이치는 것을 방지하기 위해 윈드월(wind wall)을[0006]
설치하였다. 도 1에는 종래의 윈드월(80)의 구조가 나타나 있다. 윈드월(80)은 일정 간격으로 세워진 칼럼(82)
들 사이에 강판(84)을 세우는 구조로 드릴플로어(10) 상에 설치된다. 이러한 강판의 두께는 우리가 공사장 주변
에서 볼 수 있는 펜스용 강판과 비교하였을 때 많은 차이가 있다. 즉 드릴플로어 상에 설치되는 강판의 두께는
6mm 전후로 상당히 두꺼운 반면, 흔히 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 펜스용 강판의 두께는 1mm 내외로 채 2mm
에 못미친다.
하지만 아무리 강판의 두께가 상당하다 하더라도 단순히 평평한 강판을 세우는 것만으로는 거센 바람과 파도에[0007]
대항할만한 충분한 강성을 확보하기 어렵다. 이러한 이유로 상기 강판(84)의 일측 또는 양측 면에는 도 2에 도
시된 바와 같이 일정 간격을 두고 스티프너(86)를 용접 설치하거나, T바(88)를 용접 설치하였다.
하지만 이렇게 강판에 스티프너(86)나 T바(88)를 용접하여 설치하는 구조는 작업이 많이 필요할 뿐만 아니라,[0008]
부품수가 많고 강재의 소비가 많아 경제적으로 매우 불리한 구조였다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) 국내 실용신안공개공보 20-2011-11375(2011.12.09) [0009]
발명의 내용
해결하려는 과제
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 강판에 별도의 보강구조체를 결합하는 작업을 생략하여[0010]
부품수를 줄이고 공임을 줄이며, 이에 대한 대비책으로 강판의 강성을 확보하기 위해 강판 상에 스웨이지 가공
을 함으로써, 간단한 구조로 강성을 확보하고 설치하기 용이한 시추선의 윈드월의 구조를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 작업자가 드나들 수 있는 출입구가 마련된 윈드월을 제공하는데 있다.[0011]
또한 본 발명의 다른 목적은 윈드월에 형성된 출입구로 인해 출입구와 인접한 윈드월 부위에 과중한 외력이 작[0012]
용하여도 견딜 수 있도록 하는 윈드월 구조를 제공하는데 있다.
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또한 본 발명의 다른 목적은 원해의 환경 특성에 맞는 윈드월 구조를 제공하는데 있다.[0013]
과제의 해결 수단
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 문풀이 형성된 드[0014]
릴플로어 상에 설치되는 윈드월이 드릴플로어 상에 간격을 두고 세워진 칼럼과, 상기 칼럼 사이에서 칼럼과 연
결되며 드릴플로어 상에 설치되는 강판을 구비하고, 상기 강판에는 일방향으로 등간격 스웨이지부가 형성되어
있으며, 상기 강판은 상기 강판 상에 형성된 스웨이지부가 드릴플로어와 수직이 되도록 상기 드릴플로어 상에
설치된 것을 특징으로 하는 시추선의 윈드월을 제공함으로써 달성된다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 칼럼들 사이에는 서로 인접하는 칼럼 사이에 상기 강판이 설치되지 아니한[0015]
구간이 존재할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 칼럼들 사이의 거리는 소정의 강판을 기준으로 상기 강판이 설치되지 아니[0016]
한 구간에 가까울수록 칼럼들 사이의 간격이 더 짧아질 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 등간격 형성되는 복수의 상기 스웨이지부는 강판의 어느 일면에 대해만 볼[0017]
록하게 형성될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 인접하는 칼럼의 상부에는 상부보강재의 양단이 연결되고, 상기 상부보강재[0018]
는 상기 상부보강재의 길이방향을 따라 상기 강판의 상부와 연결될 수 있다.
발명의 효과
상기와 같은 본 발명은, 강판의 강성구조가 강판 상에 형성된 스웨이지부로 완성되므로, 별도의 다른 부품을 구[0019]
비한다거나 이들을 용접 가공을 통해 강판과 연결하는 작업을 생략할 수 있어 매우 효율적이라는 장점과,
강판 상에 단순히 한번의 스웨이지 가공으로 형성될 수 있는 스웨이지부를 두어 강판의 가공공정을 단순하게 할[0020]
수 있다는 장점과,
강판의 양단을 지지하는 칼럼들 중 일부 칼럼들 사이에는 강판을 배치하지 아니하여, 작업자들이 드나들 수 있[0021]
는 통로를 제공할 수 있고, 이러한 통로로 인해 통로 근처의 윈드월에 집중되는 외력에도 윈드월이 견딜 수 있
도록 하였다는 장점과,
원해의 환경과 윈드월의 설치환경에 맞도록 스웨이지부를 배향함으로써 윈드월이 효율적으로 외력에 견딜 수 있[0022]
다는 장점과,
윈드월을 타고 넘어가는 파도나 바람에 의해 강판의 상단에 집중되는 외력으로 인해 강판이 변형되는 것을 방지[0023]
할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 윈드월 설치구조를 나타낸 정면도이고,[0024]
도 2는 도 1의 A-A 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 윈드월의 설치구조를 나타낸 정면도이고,
도 4는 도 3의 B-B 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
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이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명[0025]
을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수
있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 윈드월의 설치구조를 나타낸 정면도, 그리고 도 4는 도 3의 B-B 단면도이[0026]
다. 도 3에는 문풀과 데릭의 중심인 센터라인(C)을 기준으로 좌측의 윈드월만을 도시한 것이며, 비록 생략하였
지만 센터라인의 우측에는 좌측의 윈드월과 대칭되는 윈드월이 존재한다.
본 발명은 문풀(30)이 형성된 드릴플로어(10) 상에 설치되는 윈드월(40)에 관한 것이다. [0027]
이러한 윈드월(40)의 구조를 도 3을 참고하여 자세히 살피면, 본 발명의 윈드월(40)은 드릴플로어 상에 간격을[0028]
두고 세워진 칼럼(42), 상기 칼럼 사이에서 칼럼과 연결되며 드릴플로어 상에 설치되는 강판(44), 그리고 상기
인접하는 칼럼의 상부에 그 양단이 연결되고 길이방향을 따라 상기 강판(44)의 상부와 연결되는 상부보강재(4
3)를 포함한다.
먼저 칼럼(42)을 살펴보면, 칼럼은 드릴플로어 상에 수직으로 고정되는 250×250×9/14의 H형강으로서, 형강의[0029]
웹 부분은 강판의 설치방향과 수직을 이루고 형강의 플랜지 부분은 강판의 설치방향과 평행하게 된다. 칼럼이
드릴플로어 상에 고정될 때에는, 가령 칼럼의 하단에 평판 형상의 브라켓을 일체로 형성하고, 이 브라켓을 드릴
플로어와 함께 볼트-너트 등의 체결수단으로 체결할 수 있다.
다음으로 상부보강재(43)를 살펴보면, 상부보강재 역시 250×250×9/14의 H형강이 사용되며, 상부 양단이 각 칼[0030]
럼들 사이에서 칼럼들과 용접 결합된다. 이 때 형강의 웹 부분은 드릴플로어(10)와 평행하게, 그리고 형강의 플
랜지부분은 드릴플로어(10)와 수직하며 강판과 평행하게 배치되어 설치된다. 물론 칼럼과 상부보강재가 반드시
용접 결합되어야 하는 것은 아니며, 충분한 체결력을 제공할 수 있는 다른 구조(가령, 볼트-너트 체결 구조)를
채택할 수도 있다.
한편 강판(44)은 상기 칼럼(42)과, 상부보강재(43)와 드릴플로어(10)에 의해 구획되는 직사각형의 공간에 설치[0031]
되는데, 강판(44)의 양단부는 칼럼(42)의 플랜지 사이에 배치된 상태에서 웹부분과 접하며, 칼럼에 용접 등으로
접합된다. 이때 강판과 칼럼 사이에 유동이 생기지 않도록, 강판의 단부를 칼럼의 플랜지와 웹이 둘러싸면서 만
드는 형상에 대응하도록 형성하여, 이러한 강판의 단부를 칼럼의 플랜지 사이의 공간에 끼워 맞추며 볼트와 너
트 등으로 체결하여도 좋다.
또한 강판(44)의 상부는 상부보강재(43)와 체결되는데, 용접, 볼트-너트 결합 등 적절한 체결수단을 통해 상부[0032]
보강재의 플랜지 등과 강판을 체결할 수 있다.
다음으로 상기 강판(44)이 단순히 평판 형상일 경우에는 강성이 약하여 좌굴 등이 일어날 가능성이 있다. 따라[0033]
서 상기 강판(44)에는 상하방향을 따라 스웨이지부(46)를 가공 형성하고, 이러한 스웨이지부(46)를 좌우방향으
로 등 간격 복수 개 가공한다. 도시된 바와 같이 스웨이지부(46)는 드릴플로어와 수직이 되도록 상기 강판에 형
성되어 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 강판(44)은 6mm의 두께를 가진 스틸 플레이트로서, 700mm 간격으로 스웨이지부(4[0034]
6)가 가공된다. 스웨이지부의 단면 형상은 대략 반경 30mm의 외곡부, 그리고 반경 45mm의 내곡부를 가지며, 내
곡부의 최외곽부가 강판의 평평한 부분으로부터 대략 75mm 정도 오프셋 된 형상이다. 이정도의 형상일 경우 하
나의 스웨이지부는 한 번의 스웨이지 가공으로 형성할 수 있다. 따라서 본 발명의 강판은 적절한 강성을 유지하
면서도 간단하게 제작할 수 있다. 이렇게 스웨이지부가 형성된 강판은 코러게이션이 형성된 강판과는 제작과정
은 물론 다른 부재와의 체결방식에도 많은 차이가 있다. 즉 코러게이션은 요철을 형성하기 위해 많은 횟수의 가
공이 요구된다는 점에서 강판 당 2~3번의 스웨이지 가공을 하는 본 발명의 강판과 큰 차이가 있고, 아울러 코러
게이션은 평평한 부위가 없어 다른 부재와 용이하게 체결하기 어렵다.
본 발명의 일실시예에서 등 간격으로 가공되는 복수의 상기 스웨이지부(46)는 강판(44)의 어느 일면에 대해만[0035]
볼록하게 형성되는데, 이는 주로 일측 방향으로 작용하는 외력의 작용환경, 그리고 상부보강재(43)와의 체결을
위한 것이다. 강판 상에 일면과 타면을 향해 번갈아 볼록한 스웨이지부를 가공한다면 강판의 평평한 부분과 상
부보강재(43)의 플랜지 부분이 접할 수 없게 되어 두 부재 간 체결을 용이하게 할 수 없다. 또한 어차피 본 발
명의 윈드월이 설치되는 환경에서는 외부에서 데릭 방향을 향해 파도가 바람이 불어오게 되므로, 스웨이지부가
데릭의 반대방향으로 돌출되도록 강판을 배치한 상태에서 강판의 평평한 부분과 상부보강재를 체결하면 특수한
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환경에 적합한 강성을 가질 수 있게 된다.
한편 도 3을 참조하면 상기 칼럼들 사이에는 서로 인접하는 칼럼 사이에 상기 강판이 설치되지 아니한 구간이[0036]
존재한다. 이는 데릭에 작업자가 드나들기 위해, 또 데릭에 각종 장비가 드나들기 위한 출입구로서의 기능을 하
게 된다. 그런데 바람이 불어오면 바람은 윈드월(40)을 타고 윈드월의 상부를 넘어가거나 아니면 상술한 바와
같이 강판이 설치되지 아니한 칼럼들 사이의 공간으로 지나가게 된다.
윈드월(40)을 타고 넘어가는 바람 등에 의해서는 윈드월(40)의 상부에 보다 많은 외력이 작용하게 되고, 이는[0037]
앞서 설명한 상부보강재(43)의 강성으로 감당할 수 있게 된다. 하지만 강판이 설치되지 아니한 부분에 가까이
있는 윈드월 부분에 집중되는 외력에 대해서는 별도의 보강이 필요하다.
본 발명은 이를 위해, 강판이 설치되지 아니한 부분에 가까이 있는 윈드월 부분에는 칼럼을 가깝게 배치하는 방[0038]
식을 통해 보강을 하였다. 도 3에 도시된 바와 같이 5번 강판의 우측에는 강판이 존재하지 않는다. 따라서 이렇
게 강판이 존재하지 않는 구간에 가까운 5번 강판은 그 폭이 작고, 이에 따라 칼럼의 간격이 가깝게 된다. 본
발명의 실시예에서는 4번 강판을 기준으로 양쪽으로 갈수록 점점 강판의 폭이 좁아지도록 하였고, 가령 1번 강
판은 그 폭이 1777mm, 2번 강판은 그 폭이 2290mm, 3번 강판은 그 폭이 2650mm, 4번 강판은 그 폭이 3085mm,
그리고 5번 강판은 그 폭이 2270mm이다. 또한 문풀을 중심으로 다음 윈드월까지의 거리는 5360mm가 된다. 이러
한 수치는 참고적인 것일 뿐, 본 발명이 이러한 수치에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗[0039]
어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한
것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
부호의 설명
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>[0040]
(10) : 드릴 플로어 (20) : 데릭
(30) : 문풀 (40, 80) : 윈드월
(42, 82) : 칼럼 (43) : 상부보강재
(44, 84) : 강판 (46) : 스웨이지부
(86) : 스티프너 (88) : T바
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도면
도면1
도면2
공개특허 10-2014-0062762
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도면3
도면4
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