KR20060039871A

KR20060039871A - 감소된-상승 부유 구조물을 제조하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20060039871A
Application number: KR1020057024667A
Authority: KR
Inventors: 롤드 티. 로켄; 워드 제이. 터너
Original assignee: 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2006-05-09

Abstract

본 발명은 부유 구조물(floating structure)(10)상에 무거운 판(100)을 설치하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 바다에서 상기 부유 구조물상에 무거운 판의 설치를 제공하면서, 해안에서 상기 부유 구조물(10)과 무거운 판(100)의 제조를 허용한다.

부유 구조물, 상승 플레이트, 형판, 선체, 베셀, 부력

Description

감소된-상승 부유 구조물을 제조하기 위한 방법{METHOD FOR FABRICATING A REDUCED-HEAVE FLOATING STRUCTURE}

본 발명은 부유 구조물, 예를 들면 스파(spar)상에 상승 플레이트(heave plate)를 설치하기 위한 방법과, 상기 방법으로 제작된 부유 구조물에 관한 것이다. 상기 방법은 근해의 결합 지점에 상승 플레이트와 부유 구조물을 제공하는 단계와, 부유 구조물에 상승 플레이트를 연결하는 방법을 제공하는 단계를 포함한다.

석유 산업이 하이드로카본(hydrocarbons) 자원을 찾기 위해서 심해(deep-water)의 근해 위치들을 탐사할 때에, 이러한 하이드로카본을 회수하기 위한 기술이 개발되어야만 한다. 하부-기초(bottom-founded) 구조물과는 반대인 더욱 많은 부유 구조물들이 이러한 심해 적용에 사용된다. 심해 작업에서 석유 산업에 사용되는 특정한 부유 구조물은 스파 또는 심해용 케이슨 베셀(deep-draft caisson vessel)(DDCV)이며, 상기 스파 또는 DDCV-형 구조물은 부유 작동 위치에 존재할 때에, 긴 수직-배치형 부유 선체(hull)나 케이슨(caisson)을 구비하며, 드릴링 및/또는 생산 데크를 지원하는 워터 라인상의 상부 부분과, 선체와 데크를 위하여 부력(buoyancy)을 제공하는 해양 워터 라인 아래의 하부 부분을 구비한다. 스파 또는 DDCV는 정박 라인(mooring line)을 사용하여 해저에 정박될 수 있다. 라이저 (risers)로 공지된 수직 파이프는 하이드로카본의 생산을 위한 도관(conduits)으로 기능하거나 및/또는 드릴링이나 개수 작업들(workover activities)을 위한 접근을 제공하기 위하여 바닷속의 우물(well)과 상기 스파나 DDCV를 연결하는데 사용될 수 있다.

통상적으로, 스파 선체는 실린더형이며, 통상적으로 그 상부 단부에는 부력 구역, 중간에는 스커트(skirt) 구역, 및 하부 단부에는 소프트 탱크(soft tank) 구역을 구비한다. 통상적으로, 부력 구역은 스파 플랫폼에 요구되는 부력을 제공하며 수압(hydrostatic pressure)을 견딜 수 있는 하드 탱크이다. 상기 소프트 탱크는 초기의 수평적인 인양(tow)과 차후의 어펜딩(upending)을 위한 부력을 제공한다. 일단, 적소에 위치하게 되면, 스커트 구역과 소프트 탱크 모두는 바닷물로 채워질 수 있다. 그것들은 선체의 저부에서 바다로 개방되어 있다. 몇몇 경우에, 상기 소프트 탱크는 추가적인 안정성을 위해서 광석(ore)이나 콘크리트와 같은 무거운 물질들로 밸러스팅(ballasted)될 수 있다.

통상적으로, 수역의 파도 영역 아래로 연장할 수 있는 스파의 심해 선체는 근해의 파력에 의해서 발생되는 상승(heave)이나 수직 운동과 같은 양호한 전체적인 이동 응답을 제공한다. 이러한 운동의 감소는 필드를 생산하는데 사용되는 우물들을 위한 표면의 양호한-제어 트리(well-control trees)를 갖는 상부-인장형(top-tensioned) 라이저를 사용하는 능력을 포함하는 몇몇 기능적인 잇점을 제공하며, 이는 작업자에게 효율성 및 감소된 비용에 대한 보다 많은 옵션들을 제공한다.

몇몇 근해 환경들의 격렬함(severity) 때문에, DDCV 구조물의 상승, 피치 및 롤 운동의 추가적인 감소는 요구될 수 있다. DDCV 선체에 수평으로 배치된 상승 플레이트의 부착을 포함하는 많은 해결법들이 제안되어 왔다. 예를 들면, "심해용 기구"의 미국 특허 제 5,558,467호 및 "근해의 생산과 드릴링을 위한 부유 케이슨"의 미국 특허 제5,722,797호를 참조하라. 상승 플레이트는 해양의 표면 근처에 배치된 활동적인 파도 작용 아래의 깊이에서 수평 표면을 증가시킴으로써 추가된 질량과 부유 구조물에 대한 댐핑(damping)을 제공한다.

그러나, 상승 플레이트 컨셉을 실행함에 있어서 병참 문제(logistical problem)가 존재한다. 편리함과 비용 효율성 때문에, 근해 부유 구조물은 항상 육지에서 제작된 후 설치를 위해 바다로 수송된다. 이는 종종 상당한 비용이 소요되며(cost-prohibitive), 바다에서 근해 부유 구조물을 제조하는데 병참적으로 어려움이 존재한다. 상승 플레이트 구조에 관해서, 육지에서의 스파 선체와 상승 플레이트를 제작하고 조합하는 것은 유사한 능률(efficiency)과 비용 절감을 제공할 수 있다. 그러나, 감소된-상승 구조물은 여전히 설치를 위해서 바다로 수송되어야만 한다. 상승 플레이트 구조에 의해서 발생되는 상당한 드래프트 요구 때문에, 해상의 제작 지점에서 근해의 설치 지점으로 상기 스파의 수송은 상당히 비실용적(impractical)이다.

따라서, 요구되는 것은 DDCV 또는 스파 구조물과 같은 부유 구조물상에 수평으로 배치된 상승 플레이트를 제공하는 방법이며, 이는 근해의 설치 지점이나 그 근처에서 부유 구조물에 상승 플레이트의 부착을 제공하면서, 육지에서 상승 플레이트와 부유 구조물의 제작을 허용한다. 본 발명은 이러한 요구를 만족시킨다.

추가적인 정보를 위해서, 미국 특허 제 3,101,798호, 해양 드릴링 기구; 미국 특허 제 3,572,041호, 스파형 부유 생산 시설; 미국 특허 제 3,921,557호, 부유 저장 유닛; 미국 특허 제 4,606,673호, 생산 및 오일 저장 시설을 갖는 스파 부이(buoy) 구조 및 작동 방법; 미국 특허 제 4,702,321호, 드릴링, 생산, 및 심해용 오일 저장 케이슨; 로우드, 저슨 디.(Lowd, Judson D.)와 힐, 이.씨.(Hill, E. C.), 임시 생산 공정을 위해 설계된 스파 부이의 사용, 근해 기술 회의, OTC 1333, 1971년 5월; 미국 특허 제 5,558,467호, 심해의 근해 기구; 미국 특허 제 5,722,797호, 근해의 생산과 드릴링을 위한 부유 케이슨; 미국 특허 제 6,206,614호, 부유 근해 드릴링/생산 구조; 타나카, 케이.(Tanaka, K.) 등, 심해에서 잠긴 케이슨의 설치에 대한 연구, 근해 기술 회의, OTC 5606, 1987년 5월; 워커, 에스.(Walker, S.) 등, STAPLA - 다양한 드래프트 반잠수형 해양 굴착 장치(semi- submersible)의 부유 생산 베셀의 설계, 제 1차 유럽 근해용 기계 심포지움의 회보(proceedings), 1990년 8월; 미국 특허 제 5,609,442호, 오일 작업을 위한 근해용 기구 및 방법; 미국 특허 제 5,924,822호, 근해용 하부 구조(offshore substructure)상에 데크 설치를 위한 방법을 참조하라.

본 발명은 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 근해의 결합 지점에 상승 플레이트와 부유 구조물을 제공하는 단계를 포함한다. 상승 플레이트는 부유 구조물의 수평 단면을 수용할 수 있는 형판(template)를 포함한다. 상기 방법은 공통의 수직축을 따라서 상승 플레이트와 부유 구조물을 수직으로 배치하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 부유 구조물을 상승 플레이트의 형판에 연결시키는 단계와 부유 구조물에 상승 플레이트를 연결하는 단계를 포함한다.

도 1a는 통상적인 DDCV 또는 스파 구조물의 측면도.

도 1b는 도 1a의 DDCV 또는 스파 구조물의 선체(hull)의 평면도.

도 2a는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 상승 플레이트(heave plate)의 일 실시예의 평면도.

도 2b는 도 2a의 개략도.

도 3a는 근해의 결합 지점에 제공된 부유 구조물과 상승 플레이트의 측면도.

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 구조물과 상승 플레이트의 수직 배치를 도시하는 개략도.

도 3c는 가이드 라인이 잠긴(submerged) 상승 플레이트의 이동을 제어하는데 사용되는 일 실시예의 개략도.

도 4는 상승 플레이트가 부유 구조물의 하부 단부 아래에 배치되어 있는 본 발명의 일 실시예의 개략도.

도 5는 부유 구조물에 상승 플레이트의 연결이 그사이의 환형부(annulus)를 그라우팅(grouting)함으로써 만들어지는 본 발명의 일 실시예의 개략도.

도 6a는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 상승 플레이트의 일 실시예의 개략도.

도 6b는 도 6a의 상승 플레이트의 측단면도.

도 7a는 근해의 결합 지점에 제공되는 상승 플레이트의 일 실시예를 도시하는 측면도.

도 7b는 근해의 결합 지점에 제공되는 상승 플레이트의 다른 실시예를 도시하는 측면도.

도 8은 상승 플레이트가 데크(deck)를 수송하기 위한 베셀(vessel)로서 기능하는 근해의 결합 지점에 제공되는 상승 플레이트의 일 실시예를 도시하는 측면도.

도 9는 본 발명에 따른 상승 플레이트와 선체의 수직 배치를 도시하는 측면도.

도 10은 상승 플레이트가 선체의 상부 단부 위에 배치되어 있는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 측면도.

도 11a 내지 도 11c는 선체의 상부 단부에서 하부 단부로의 상승 플레이트의 배치를 도시하는 본 발명의 일 실시예의 측면도.

도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용될 수 있는 상승 플레이트를 도시하는 평면도.

도 12b는 도 12a의 상승 플레이트의 개략도.

도 13a 내지 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용될 수 있는 스플릿 베셀(split vessel)의 형태인 상승 플레이트의 측면도.

본 발명은 바람직한 실시예들과 연계하여 설명될 것이다. 그러나, 하기의 설명이 본 발명의 특정 실시예나 특정한 사용에 대하여 설명하는 정도에 대해서, 이는 단지 예시적인 것으로 의도되어 있으며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되는 것이 아니다. 반대로, 첨부된 청구항에 의해서 한정된 바와 같이, 이는 본 발명의 정신 및 범위에 포함되는 모든 대안물, 변경물, 및 동등물들을 커버하도록 의도되어 있다.

본원과 청구항에서 사용될 때에, "부유 구조물(floating structure)"이라는 용어는 수역(a body of water)에서 뜰 수 있는 임의의 구조물을 인용하는 것을 의미한다. 부유 구조물은 그 최종 설치 위치에 존재할 때에 부유하는 구조물을 인용하지만, 이러한 구조물은 또한 예를 들어, 밸러스팅(ballasting)에 의해서 수체(water body)에 가라앉을 수 있다. 제한하는 것은 아니지만, 부유 구조물의 예시들은 근해(offshore) 부유 구조물, 스파(spars), 기존의(classic) 스파, 심해용 케이슨 베셀(caisson vessels), 트러스 스파, 셀 스파, 파이프 스파 및 근해 석유 산업에 사용되는 다른 구조물들을 포함한다.

본원 및 청구항에서 사용될 때에, "스파"라는 용어는, 제한하는 것은 아니지만, 기존의 스파, 심해용 케이슨 베셀, 트러스 스파, 셀 스파 및 파이프 스파를 포함하는 임의의 스파형 부유 구조물을 인용하는 것을 의미한다.

본원 및 청구항에서 사용될 때에, "상승 플레이트(heave plate)"라는 용어는 부유 구조물에 부착하기에 적합한 임의의 장치를 인용하는 것을 의미하며, 추가된 질량을 제공하고 수체의 활동적인 파도 영역 아래의 깊이에서 수평적인 표면 구역을 증가시킴으로써 부유 구조물을 댐핑(damping)하는데 유용하다. 상승 플레이트 는 임의의 형태, 예를 들면 직사각형, 원형, 다각형, 타원형의 상대적으로 평면 부재이거나, 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 형태일 수 있다. 상승 플레이트는 형판(template)으로 사용될 수 있는 배출 구역(void area)을 포함할 수 있으며, 부유 구조물에의 부착을 용이하게 할 수 있다.

본원 및 청구항에서 사용될 때에, "형판"이라는 용어는 상승 플레이트의 절단 부분을 인용하는 것을 의미한다. 형판은 상승 플레이트를 통해서 부분적으로 또는 완전히 관통할 수 있다. 형판이 상승 플레이트를 통해서 완전히 통과한 대안적인 경우에, 상기 상승 플레이트에 홀이나 배출구가 형성된다. 형판이 상승 플레이트를 통해서 부분적으로만 관통하는 대안적인 경우에, 상기 상승 플레이트에 웰(well)이나 오목부(depression)가 생성된다. 또한, 형판은 상승 플레이트의 몇몇 부분을 부분적으로 관통하고, 예를 들면 스파의 저부에 부착되는 상승 플레이트내의 문풀 개구(moonpool opening)를 허용하기 위해서 상승 플레이트의 일 부분을 완전히 관통하도록 설계될 수 있다. 형판은 상승 플레이트가 부유 구조물 주위에 고정되도록 임의의 형태와 크기로 설계될 수 있다.

본원 및 청구항에서 사용될 때에, "선체(hull)"와 "케이슨(caisson)"이라는 용어들은 부력(buoyancy)과 안정성을 제공하는 스파의 수중 부분을 설명하기 위해서 상호교환가능하게 사용된다.

대안적인 일 실시예에서, 본 발명에 적용할 수 있는 부유 구조물은 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같은 DDCV 또는 스파 구조물이다. "부유" 구조물에 의해서, 상기 구조물은 그 최종 설치 위치에 존재할 때에 부유하는 것을 의미한다. 본 원에서 설명된 바와 같이, 상승 플레이트를 부착하는 방법은 상기 부유 구조물에 작용하는 수직 또는 상승(heave) 운동을 제거하거나 완충(dampen)시키기 위해서 임의의 부유 구조물에 사용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 상기 상승 플레이트는 DDCV 또는 스파 구조물상에 설치되며, 이는 통상적으로 데크(deck)(40)를 지지하는 해양(30)의 표면 위의 상부 부분(20)과, 해양(30)의 표면 아래의 하부 부분(50)을 갖는 반드시 실린더형은 아닌 실질적으로 강성의 바디(10)를 구비한다. 상기 스파 구조물은, 예를 들면 실린더형, 다중 실린더형, 다각형, 다중 다각형, 타원형(oval), 8각형 또는 10각형 형태의 상이한 기하학적 디자인들일 수 있다. 앵커 라인(anchor line)(25)은 해저(seafloor)에 상기 부유 구조물을 고정하거나 정박(moor)시키는데 사용된다. 도 1b는 도 1a에 도시된 스파의 평면도이다. 이 도면은 스파 선체와 상기 스파를 통해서 연장하는 상기 문풀(71)의 단면도(70)를 도시한다. 상기 문풀은 드릴링 장비와 생산 라이저(production riser)를 수용하도록 크기설정될 수 있다.

이제, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 상승 플레이트(100)는 상기 부유 구조물(10)의 수평 단면(70)(도 1b에 도시된 바와 같은) 보다 상당히 큰 대형 수평면 구역을 구비한다. 상기 상승 플레이트(100)의 특정 크기는 상기 부유 구조물의 크기와 설명되는 환경적 영향에 기초하여 당업계의 종래 기술 중 하나에 의해서 결정될 수 있다. 상기 상승 플레이트(100)는 원형, 사각형, 직사각형, 또는 다른 임의의 형태일 수 있는 임의의 특정 형상에 제한되지 않는다. 상기 상승 플레이트(100)는 하기에 설명된 바와 같이, 상기 부유 구조물(10)의 수평 단면(70)을 수용 할 수 있는 단면을 갖는 개구의 형태인 형판(110)을 포함할 수 있다. 용어 "수평"은 그 최종 설치 위치에서의 상기 부유 구조물에 관련해서 사용되며, 즉 상기 수평 단면(70)은 도 1b에 도시된 바와 같이 실린더형으로 형성된 DDCV나 스파 부유 구조물의 종방향 축에 수직하다. 상승 플레이트(100)는 상기 스파 선체의 저부 및/또는 중간 레벨에 부착될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 대안적인 실시예를 도시한다. 상기 부유 구조물(10)과 상승 플레이트(100)는 근해 결합 지점(5)에 제공되어 있다. 상기 근해 결합 지점은, 반드시 그런것은 아니지만, 상기 부유 구조물의 최종 설치 위치, 즉 결합 작업 이후에 견인 거리(towing distance)를 최소화하기 위한 필드 또는 생산 위치 근처에 우선적으로 존재한다.

도 3b를 참조하면, 상기 상승 플레이트(100)는 상기 상승 플레이트(100)와 부유 구조물이 수직하게 정렬되었다면, 상기 상승 플레이트(100)와 상기 부유 구조물의 저부 사이에 충분한 수직 간극(clearance)(130)을 제공할 수 있는 깊이로 해양의 표면 아래로 하강된다. 베셀 표면(surface vessel)(150)에서 상기 상승 플레이트(100)까지 부착된 가이드 라인(160)(도 3c에 도시됨)은 이러한 하강 프로세스에서 상기 상승 플레이트(100)의 정렬과 깊이를 제어하기 위해서 사용될 수 있다. 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 부유 구조물(10)은 수직하게(이미 수직한 위치가 아니라면) 배치될 수 있으며, 상기 상승 플레이트(100)와의 공통 수직축을 따라서 정렬될 수 있으므로, 상기 형판(110)은 상기 부유 구조물(10)의 선체 아래에 존재한다. 이어서, 상기 부유 구조물(10)은 상기 상승 플레이트의 형판(110)내로 밸러스팅되고 하강될 수 있다. 또한, 가이드 라인(160)은 상기 부유 구조물(10)을 연결시키기 위해서 상기 상승 플레이트 형판(110)을 상승시키는데 사용될 수 있다. 래칭 장치(latching devices)(170)는 상기 부유 구조물(10) 및/또는 상승 플레이트(100)상에 존재할 수 있으며, 이는 상기 2개의 구조물들의 결합으로 작동될 수 있다. 이제, 도 5를 참조하면, 일단 상기 상승 플레이트(100)가 상기 부유 구조물(10)의 하부 단부에 배치되면, 최종 연결은 상기 형판(110)과 부유 구조물(10) 사이의 환형부(annulus)(180)를 그라우팅(grouting)함으로써 달성될 수 있다. 또한, 기계적 수단들은 상기 부유 구조물의 하부 단부와 상승 플레이트 사이의 최종 연결을 만들기 위해서 사용될 수 있다.

상기 상승 플레이트(100)가 상기 부유 구조물(10)에 구조적으로 연결된 이후에, 조합된 구조, 즉 감소된-상승 케이슨 베셀(reduced-heave caisson vessel)은 필요시 필드 위치로 견인되어 설치될 수 있다. 데크의 제공과 필드 위치에서 설비(facility)의 설치는 종래의 기술들을 사용하여 달성될 수 있다.

이제, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 실시예를 위한 하나의 대안적인 형판(110A)은 상기 부유 구조물(10)의 수평 단면(70)을 수용할 수 있는 상승 플레이트(100A)내의 개구를 형성한다. 대안적으로, 형판(110A)을 형성하는 상기 개구는 상기 상승 플레이트(100A)의 일 부분을 통해서만 연장할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 형판은 상기 전체 상승 플레이트(100A) 두께를 통해서 상기 부유 구조물(10)의 수평 단면(70)을 수용할 수 있는 상기 상승 플레이트내의 개구를 대안적으로 포함할 수 있다. 상기 형판 개구(110A)가 상기 상승 플레이트(100A)를 통해서 일부 경로로만 연장하는 대안적인 실시예에 있어서, 상기 형판 개구(100A)의 표면 구역의 일 부분은 전체 상승 플레이트를 통해서 대안적으로 연장할 수 있으며, 드릴링 장비와 라이저 파이프의 통로를 위한 문풀-크기의 개구(111A)를 포함하도록 크기설정될 수 있다. 예를 들면, 도 6a 및 도 6b에 도시된 상기 문풀 크기의 개구는 도 1b에 도시된 상기 문풀(71)과 일치하도록 크기설정될 수 있다.

이제, 도 7a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 유용한 상기 상승 플레이트(100)는 부력 및 내향성(seaworthy)이 존재할 수 있도록 구성될 수 있으며, 대안적으로는 수면상에서 수송될 수 있는 베셀(100B)로서 사용될 수 있다. 상기 상승 플레이트/베셀(100B)은 근해 결합 지점(5)으로 인양하기 위해서 독립적인 동력과 항해 시스템(navigation system)을 통합할 수 있지만, 상기 상승 플레이트/베셀(100B)이 또한 상기 상승 플레이트(100)와 같이 상기 부유 구조물(10)상에 설치될 수 있기 때문에, 상기 베셀(100B)이 간소화된 바지선(barge)이고, 제 2 베셀을 사용하여 상기 결합 지점(5)으로 수송되는 것이 바람직하다. 상기 베셀(100B)은 다양한 부력을 위한 용량을 갖도록 구성될 수 있으며, 예를 들면, 상기 베셀(100B)은 도시되지 않은 범람하기 쉬운 챔버(floodable chamber)나 해양의 표면 아래로 상기 베셀(100B)을 잠수시키도록 밸라스트를 추가하기 위한 다른 수단들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 상승 플레이트(100)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 트러스나 대들보 강화된 플레이트(girder stiffened plate)(100C)와 같이 부력없이 구성될 수 있다. 이러한 부력없는 상승 플레이트(100A)는 예를 들면, 수송 바지선(190C)상에서, 또는 다른 수단들에 의해서 설치 지점으로 수송될 수 있다.

이제, 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 상기 상승 플레이트(100D)가 먼저 상기 데크(40)를 상기 결합 지점(5)으로 수송하기 위한 베셀로서 사용되는 것으로 도시되어 있다. 상기 데크(40)의 중량이 상기 상승 플레이트/베셀(100D)에서 상기 부유 구조물(10)로 전달된 이후에, 상기 상승 플레이트/베셀(100D)은 상승 플레이트로서 사용하기 위해서 상기 부유 구조물(10)의 선체의 깊이를 따라서 소정 지점에 배치 및 부착된다.

본 발명의 이러한 실시예를 실행하기 위해서, 상기 상승 플레이트(100) 및 부유 구조물(10) 모두는 상기 결합 지점(5)에 제공된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 상승 플레이트(100)는 드릴링 및 생산 데크(40), 또는 상부측을 상기 결합 지점(5)으로 수송하기 위한 베셀(100D)로서 사용된다. 상기 데크(40)와 베셀(100D)은 표준 기술을 사용하여 육상에서(onshore) 제조 및 작동될 수 있으며, 이는 근해에서 상기 데크를 작동시키는 것과는 반대로 비용 절감을 제공할 수 있다.

이제, 도 9를 참조하면, 상기 부유 구조물(10)은 상기 결합 지점(5)에 제공될 수 있으며, 이미 수직한 위치에 존재하지 않는다면 수직으로 배치되며, 해양(30)의 표면 아래로 잠긴다. 상기 부유 구조물(10)을 수직하게 배치하고 잠기게 하는 단계들은 다양한 공지된 기술들을 사용하여 달성될 수 있다. 상기 부유 구조물이 잠길 수 있는 깊이는 상기 잠긴 부유 구조물(10)과 상기 상승 플레이트/베셀(100D) 사이에 충분한 수직 간극(130D)을 제공하도록 선택된다. 상기 잠긴 구조물(10)은 도 9에 도시된 바와 같이 해저부(sea floor)상에 남아 있을 수 있거나, 선 택된 경로로 부유할 수 있다. 따라서, 이러한 대안적인 실시예에서, 상기 부유 구조물(10)과 베셀(100D) 사이의 충분한 수직 간극(130D)이 제공될 수 있다. 도 10을 참조하면, 상기 상승 플레이트/베셀(100D)은 상기 잠긴 부유 구조물(10) 위로 수직하게 배치될 수 있으므로, 상기 형판(110D)은 상기 잠긴 구조물(10)을 통해서 실질적으로 정렬된다. 결합 라인(250)은 상기 부유 구조물(10)과 형판(110D)을 연결시키는데 사용될 수 있다. 상기 부유 구조물(10)과 데크(40)가 연결한 이후에, 상기 부유 구조물(10)은 디밸러스팅(deballasted)될 수 있으며, 상기 데크(40)의 중량은 상기 상승 플레이트/베셀(100D)에서 상기 부유 구조물(10)로 전달된다. 이러한 중량 전달 이후에, 상기 상승 플레이트/베셀(100D)의 부력은 감소되며, 예를 들면 상기 베셀(100D)은 범람(flooding)에 의해서 밸러스팅되고, 도 11a 내지 도 11c에 도시된 바와 같이, 선체의 길이를 따라서 상기 부유 구조물(10)의 하부 단부로 하강된다. 이후에, 상기 베셀(100D)은 상기 부유 구조물(10)의 저부로, 또는 임의의 다른 소정 깊이로 구조적으로 연결되며, 상기 상승 플레이트(100)로서 사용된다. 예를 들면, 상기 상승 플레이트(100D)는 도 11b에 도시된 위치에 도달한 이후에 마지막으로 연결될 수 있다.

상기 상승 플레이트(100D)가 상기 부유 구조물(10)에 구조적으로 연결된 이후에, 상기 감소된-상승 케이슨 베셀 및 데크는 필드 위치로 인양될 수 있으며, 필요시, 종래 기술을 사용하여 설치될 수 있다.

이제, 도 12a를 참조하면, 상기 상승 플레이트/베셀(100D)은 상기 부유 구조물(10)의 수평 단면(70)을 수용할 수 있는 상기 상승 플레이트/베셀(100D)내의 개 구를 형성하는 형판(110D)을 포함할 수 있다. 명백한 바와 같이, 이러한 실시예를 위한 상기 형판(110B)을 형성하는 개구는 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 상승 플레이트/베셀(100D)의 높이를 통해서 연장한다.

상기 부유 구조물(10)이 상기 부유 구조물(10)의 상부에서 하부 단부로 상기 상승 플레이트/베셀(100D)의 전달을 방해할 수 있는 그 선체의 외부상에 장비나 방해물을 포함한다면, 예를 들면 상기 형판(110D)내의 페이리드(fairleads)나 스틸의 쇠사슬형 라이저 포치(steel catenary riser porches)가 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 상승 플레이트(100D)의 방해하지 않는 전달을 허용하기 위해서 제공될 수 있다.

이제, 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 이러한 실시예에 유용한 상기 상승 플레이트/베셀은 상부 부분(200)과 하부 부분(210)을 포함하는 스플릿 베셀(split vessel)(100E)을 포함할 수 있다. 상기 스플릿 베셀(100E)은 드릴링 및 생산 데크(40)를 상기 연결 지점(5)으로 수송하기 위한 내향성 베셀로서 사용될 수 있다. 상기 스플릿 베셀(100E)의 상부 부분(200)은 데크 구조물로서 상기 부유 구조물(10)의 상부 단부에 남을 수 있지만, 상기 스플릿 베셀(100E)의 하부 부분(210)은 플레이트로서 사용되도록 상기 부유 구조물(10)의 길이를 따라서 하강되거나 상승될 수 있다.

DDCV나 스파 구조물상에 상승 플레이트를 제공하는 다른 잠재적인 잇점은 베셀의 선체가 크기에 있어서 보다 작게 설계되어 궁극적으로 보다 작게 제작될 수 있으므로, 제작시 비용 절감을 제공한다는 것이다. 일반적으로, 상기 베셀의 선체 는 상기 데크와 선체의 중량에 대한 충분한 부력을 제공하기 위한 충분한 크기와, 상승 운동을 최소화하기 위한 충분한 길이로 이루어져야만 한다. 선체의 길이를 감소시키기 위한 제한적인 요소는 상승 운동일 수 있다. 달리 말해서, 선체 길이를 감소시키는 것은 상승 운동이 부력 문제를 발생시키기 전에 용인하기에는 너무 큰 상승 운동을 발생시킬 수 있다. 이러한 운동을 감소시키기 위해서 수평으로 배치된 상승 플레이트를 추가함으로써, 길이에 있어서 보다 짧은 DDCV 또는 스파 구조물을 제작할 수 있으며, 동시에 충분한 부력을 유지하면서 대응하는 비용 절감을 얻을 수 있다.

본원에 설명된 방법론들(methodologies)은 근해에서 하이드로카본 자원(hydrocarbon resources)을 탐사 및 생산하는데 사용하기 위한 근해용 부유 구조물들을 제작하는데 사용될 수 있다. 근해용 부유 구조물은, 예를 들면 데크나 생산 또는 수출 라이저(export riser)를 구비하는 기존의 스파(예를 들면, 심해용 케이슨 베셀("DDCV") 또는 트러스 스파)일 수 있다. 상기 스파의 경우에, 상기 데크는 근해의 하이드로카본 자원(즉, 오일 및 가스) 탐사, 드릴링 및 생산 작업을 지원할 수 있다. 상기 데크는 근해의 지진 데이터 수집(seismic data collection)을 수행하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 데크는 오일 및/또는 가스 드릴링 작업을 위한 근해용 드릴링 장비를 지원할 수 있다. 또한, 상기 데크는 오일 및 가스 천연 자원의 생산을 위한 오일 및/또는 가스 생산 장비를 지원할 수 있다. 이후에, 생산된 오일 및/또는 가스는, 예를 들어 해안으로의 파이프라인 또는 수송선이나 바지선에 의해서 상기 데크로부터 오프로드(offload)될 수 있으며, 이어서 해안 으로 이동될 수 있다. 그 다음, 상기 오일 및 가스는, 예를 들면 천연 가스, 액화(liquefied) 석유 가스, 가솔린, 제트 연료, 디젤 연료, 가열 오일 또는 다른 석유 생산품들과 같은 사용가능한 석유 생산품으로 정제될 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예들과 관련하여 설명되어 있다. 그러나, 하기의 설명이 본 발명의 특정 실시예나 특정 사용에 대해서 설명된 정도에 대해서, 이는 단지 설명적인 것으로 의도되어 있으며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 만들어진 것이 아니다. 반대로, 이는 첨부된 청구항에 의해서 정의된 바와 같이, 본 발명의 정신 및 범위내에 포함되는 모든 대안물, 변경물 및 동등물들을 커버하도록 의도되어 있다.

본원에 설명된 모든 문서들은 모든 권한들(jurisdiction)을 위하여 참조로서 완전히 통합되어 있으며, 이러한 통합은 그 권한내에서 허용되며, 그 범위에서 이러한 설명과 모순(inconsistent)되지 않는다. 비록, 몇몇 종속항들이 미국 실정법(U.S. practice)에 따라 단일의 종속항들을 갖지만, 임의의 종속항들에서의 각 특징들은 동일한 독립항 또는 독립항들에 따라 하나 이상의 다른 종속항의 각 특징들과 조합될 수 있다. 본 발명의 특정한 특징들은 한 세트의 수치적인 상위 제한들과 한 세트의 수치적인 하위 제한들로 설명되어 있다. 이러한 제한들의 임의의 조합에 의해서 형성된 범위들이 다른 방법으로 지시되지 않는다면 본 발명의 범위내에 존재한다는 것을 인식해야만 한다.

Claims

근해용 부유 구조물(offshore floating structure)상에 상승 플레이트(heave plate)를 설치하기 위한 방법으로서,

(a) 근해의 결합 지점(offshore joining site)에 상기 부유 구조물의 수평 단면의 적어도 일 부분을 수용할 수 있는 형판(template)을 포함하는 상기 상승 플레이트와 상기 부유 구조물을 제공하는 단계와,

(b) 공통 수직축을 따라서 상기 상승 플레이트와 상기 부유 구조물을 수직으로 배치하는 단계와,

(c) 상기 상승 플레이트의 상기 형판과 상기 부유 구조물을 연결시키는 단계와,

(d) 상기 부유 구조물에 상기 상승 플레이트를 연결하는 단계를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 1항에 있어서, 상기 부유 구조물은 스파(spar)인 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 2항에 있어서, 상기 상승 플레이트는 상기 부유 구조물에 연결되므로, 상기 상승 플레이트는 수평으로 배치되는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 3항에 있어서, 상기 상승 플레이트는 다양한 부력(variable buoyancy)을 수용할 수 있는 베셀(vessel)인 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 4항에 있어서, 상기 근해용 부유 구조물은 데크(deck)를 추가로 포함하며,

상기 다양한 부력을 갖는 상기 베셀은 상기 데크를 상기 근해의 결합 지점으로 수송하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 3항에 있어서, 상기 상승 플레이트는 부력이 없는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 6항에 있어서, 상기 부력이 없는 상승 플레이트는 베셀상에서 상기 근해의 결합 지점으로 수송되는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 3항에 있어서, 상기 수직 배치 단계는 상기 상승 플레이트를 잠기게 하는 단계와, 상기 부유 구조물 아래에 상기 상승 플레이트를 배치하는 단계를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 8항에 있어서, 상기 상승 플레이트내의 상기 형판은 상기 상승 플레이트의 높이의 일 부분을 통해서 연장하는 개구(opening)를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 8항에 있어서, 상기 연결시키는 단계는 상기 형판의 상부와 상기 부유 구조물의 하부 단부를 연결시키는 단계를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 8항에 있어서, 상기 연결시키는 단계는 가이드 라인(guide lines)의 사용을 추가로 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 3항에 있어서, 상기 수직 배치 단계는 상기 부유 구조물을 잠기게 하는 단계와, 상기 상승 플레이트 아래에 상기 부유 구조물을 배치하는 단계를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 12항에 있어서, 상기 상승 플레이트내의 상기 형판은 상기 상승 플레이트의 높이를 통해서 연장하는 개구를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 12항에 있어서, 상기 연결시키는 단계는 결합 라인의 사용을 추가로 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 12항에 있어서, 상기 연결시키는 단계는 상기 형판의 저부와 상기 부유 구조물의 상부 단부를 연결시키는 단계를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 15항에 있어서, 상기 상승 플레이트를 상기 부유 구조물에 연결시키는 상기 단계 이전에, 상기 부유 구조물의 상부 단부에서 상기 부유 구조물의 하부 단부까지 상기 상승 플레이트를 재배치하는 단계(re-positioning)를 추가로 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 3항에 있어서, 상기 연결시키는 단계는 상기 상승 플레이트를 상기 부유 구조물에 래칭(latching)하는 단계를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 3항에 있어서, 상기 연결시키는 단계는 상기 상승 플레이트와 상기 부유 구조물 사이의 환형부(annulus)를 그라우팅(grouting)하는 단계를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 3항에 있어서, 결합된 부유 구조물과 상승 플레이트를 상기 근해의 결합 지점에서 근해의 생산 위치(offshore production position)로 견인(towing)하는 단계를 추가로 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 5항에 있어서, 상기 수직 배치 단계는 상기 부유 구조물을 잠기게 하는 단계와, 상기 상승 플레이트 아래에 상기 부유 구조물을 배치하는 단계를 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 3항에 있어서,

(e) 상기 부유 구조물을 사용하여 근해의 하이드로카본 자원(hydrocarbon resource)을 생산하는 단계를 추가로 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 21항에 있어서,

(f) 해안으로 상기 하이드로카본 자원을 수송하는 단계를 추가로 포함하는 근해용 부유 구조물상에 상승 플레이트를 설치하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 따라 제조된 부유 구조물.