KR20230029830A

KR20230029830A - 해양 탄화수소 생산, 저장 및 하역을 위한 무인 선박

Info

Publication number: KR20230029830A
Application number: KR1020237002316A
Authority: KR
Inventors: 마크 반브룩; 토드 빈센트 카리코; 닐 페더스톤
Original assignee: 싱글 뷰이 무어링스 인크.
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2023-03-03
Also published as: CN115734914A; BR112022027042A2; WO2022002850A1

Abstract

수역에 위치하는 해양 탄화수소 생산 저장 및 하역 선박에 있어서, 선박-유형 선체, 탄화수소 공정 장비 및 계류 시스템을 포함한다. 선박은 선미로부터 선수까지 길이 방향으로 연장되는 탄화수소 공정 장비를 수용하고 적어도 3개의 섹션으로 배치되는 상부 구조물을 포함하고, 비탄화수소 공정 모듈은 제 1 섹션에, 저압 / 낮은 폭발 위험 탄화수소 공정 모듈은 제 2 섹션에, 그리고 고압 탄화수소 가스 및 독성 화합물 공정 모듈은 제 3 섹션에 설치된다. 선박은 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물을 구비한다. 트랙은 섹션들의 상위 층에 또는 최상위 층에 구비되고 상기 하나 이상의 구조물을 수용하고 상기 트랙 상에서 상기 구조물의 이동을 허용하도록 구성된다.

Description

해양 탄화수소 생산, 저장 및 하역을 위한 무인 선박

본 발명은 해양 탄화수소 생산, 저장 및 하역을 위한 선박에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 선박을 제조하는 방법에 관한 것이다.

해양 산업에서 무인 유정 시설(unmanned wellhead facilities)은 매우 잘 구축되어 있고 40년의 실적을 가지고 있지만, 공정 요소(분리, 탈수 또는 압축)가 해양에서 발생하는 최소 인력 시설(manned facilities)은 훨씬 적다. 특히, 부유식 탄화수소 생산, 저장 및 하역 플랫폼 또는 선박과 같은 부유식 시설(floating facilities)의 운영에는, 예를 들어 생산 인력, 유지 보수 및 지원 직원으로 구성된 대규모 승무원이 여전히 필요하다. 일반적으로, 선박 또는 플랫폼, 이하 FPSO, 은 해안에서 멀리 떨어져 있고 승무원은 상대적으로 오랜 시간 동안 FPSO에 탑승한다. 결과적으로, FPSO의 상대적으로 많은 부분이 승무원을 지원하는 시설에 사용된다.

또한, 종래 기술에서 공정 장비는 작업이 인간에 의해 수행될 수 있는 방식으로 배치 및 레이아웃(layout)되는데, 이는 탄화수소 공정을 위한 최적의 레이아웃이 아닐 수 있다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하거나 완화하는 것이다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

상기 목적은, 선박-유형 선체(vessel-type hull), 탄화수소 공정 장비 및 계류 시스템을 포함하고 수역(body of water)에 위치하는 해양 탄화수소 생산 저장 및 하역 선박에 의해 달성되고,

선박은 선미(aft)로부터 선수(bow)까지 길이 방향으로 연장되는 탄화수소 공정 장비를 수용하고 적어도 3 개의 섹션으로 배치되는 상부 구조물(topsides structure)을 포함하고, 비탄화수소 공정 모듈은 제 1 섹션에, 저압 / 낮은 폭발 위험 탄화수소 공정 모듈은 제 2 섹션에, 그리고 고압 탄화수소 가스 및 독성 화합물 공정 모듈은 제 3 섹션에 설치되고, 제 2 섹션은 제 1 및 제 3 섹션 사이에 위치하고,

선박은 하나 이상의 이동 가능한 중앙 핸들링(central handling) 및/또는 유지 보수 구조물(maintenance structures)을 구비하고;

섹션들의 상위 층에 또는 최상위 층에 트랙이 구비되고;

트랙은 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물을 수용하고 상기 트랙 상에서 상기 구조물의 이동을 허용하도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 트랙은 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물이 이동할 수 있는 레일 및/또는 판 구조물(plated structure)을 포함하는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 트랙이 선박의 길이를 따라 실질적으로 연장되는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 트랙이 선체의 측벽 또는 선박의 중심선을 따라 배치되는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물이 상부 구조물 상에 하나 이상의 로봇 장치를 배치(deployment)할 수 있는 기능 및 대용량 인양 장비를 갖춘 유지 보수 구조물인, 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물이 로봇 장치가 장착된 하나 이상의 로봇 암을 갖춘 유지 보수 구조물인, 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 상부 구조물이 하나의 공정 갑판 또는 서로 다른 층에 위치한 복수 개의 공정 갑판을 포함하고, 선택적으로 각각의 공정 모듈들 사이 및 각각의 공정 모듈들을 따라 각각의 공정 갑판 상에 서비스 통로들(service aisles)이 구비되고, 각각의 서비스 통로가 로봇 장치에 의한 접근을 위해 구성되는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 각각의 공정 갑판이 로봇 장치를 수용하기 위한 정비소(garage)를 포함하고, 그리고 선택적으로 정비소가 공정 갑판들의 다른 층 사이에서 로봇 장치의 이동을 허용하기 위한 엘리베이터를 구비하는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

정비소는 사용되지 않을 때 로봇 장비를 위한 도크(dock)를 제공하고 해양 환경으로부터 로봇 장비를 보호한다. 또한, 정비소에는 로봇 장비에 의해 사용되는 예비 장비 및 도구를 보관하기 위한 공간이 있다. 또한, 정비소는 로봇 장치의 에너지 수준을 복원하기 위해 연결할 수 있는 전원 공급 장치를 구비할 수 있다.

엘리베이터는 로봇 장비가 한 공정 갑판 층(process deck level)에서 다른 공정 갑판 층으로 전송될 수 있도록 한다. 이러한 방식으로 필요한 경우 장비는 다양한 갑판 층 사이에서 공유될 수 있다. 또한, 로봇 장비가 다양한 갑판 층 사이를 자율적으로 이동할 수 있는 방식으로, 엘리베이터는 로봇 장비에 의해 제어될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 공정 갑판 상에 적어도 발전기 및 압축기를 포함하는 고에너지 회전 장비가 상기 선체 측벽에 인접한 상기 각각의 공정 모듈의 외부에 배치되고, 고에너지 장비가 공정 모듈의 다른 구성요소에 탈착 가능하게 결합하기 위한 커플러(coupler)로 구성되고 크레인을 위한 장비 상에 커넥터를 포함하는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

이 배치는 일반적으로 로봇 장비의 서비스 기능을 초과할 수 있는 상대적으로 빈번한 유지 관리 및/또는 교체를 필요로 하는 유형의 장비에 상대적으로 쉽게 접근할 수 있도록 한다. 장비에 크레인을 위한 커넥터를 구비함으로써, 장비는 선박 상의 크레인에 의해 제거되거나 교체될 수 있지만 대안적으로 또한 지원 선박(support vessel) 상의 크레인에 의해 제거되거나 교체될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 공정 갑판 상에 정적 장비가 선체 측벽의 반대쪽을 향하는 공정 모듈의 내부에 배치되는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다. 이 장비는 일반적으로 유지 관리나 교체가 덜 필요하므로 지원 선박으로부터 더 멀리 떨어진 위치에 배치될 수 있다. 또한, 이러한 유형의 장비는 로봇 장비에 의해 완전히 서비스될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 공정 갑판이 길이 방향으로 연장되는 중앙 복도(central corridor)를 포함하고 트랙이 중앙 복도 위에 배치되는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 중앙 복도가 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물로부터 배치된 로봇 장치(들)를 위한 적어도 하나의 서비스 통로를 포함하는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 선체가 생산 위치에서 해저 탄화수소 유정 및 상기 탄화수소 공정 장비 사이의 연결을 위한 라이저(risers)의 배치 및 수용을 위한 중앙 수직 통로를 구비하고, 선택적으로 제 3 섹션은 선수에 인접하고 중앙 통로의 위에 위치하는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

본 실시예에 따른 FPSO는 다점 계류(spread mooring)를 위해 구성되어, 해양 탄화수소 산지 위의 위치에서 고정된 방향을 갖게 된다. 여전히 선체 내부의 중앙 통로는 라이저, 선 등이 선박에 들어갈 수 있도록 구비된다. 라이저의 이러한 배치는 라이저 발코니(riser balconies)를 제거하여 선체 측면을 따라 선박 간 접근을 위한 공간을 확보할 수 있다. 이는 지원 선박이 유지 보수 또는 기타 필요한 개입에 의한 캠페인을 위해 양쪽에서 FPSO에 자유롭게 접근할 수 있도록 유연성을 제공한다. 더욱이, 다양한 운영 위험이 있는 3 개의 다른 구역에 공정 장비를 배치하면 공정 흐름은 구역 배치를 실질적으로 따르기 때문에 탄화수소 생산 공정이 더 안전해진다.

일 실시예에 따르면, 선박은 플레어 타워(flare tower)를 더 포함하고, 플레어 타워는 공정 모듈의 제 1 섹션에 인접한 선미에 위치하고, 및/또는 적어도 계량 유닛, 적어도 하나의 보조 발전기 및 펌프 유닛을 포함하는 보조 장비 모듈(auxiliary equipment module)을 포함하고, 보조 장비 모듈은 선미 및 공정 모듈의 제 1 섹션 사이에 위치하고, 및/또는 셔틀 탱커(shuttle tanker)에 결합하기 위한 부유 호스(floating hose)를 지니고 바람직하게는 선미에 위치한 하역 장비를 더 포함하고, 하역 장비는 셔틀 탱커에 결합되지 않을 때 부유 호스의 자유 단부를 도킹하기 위한 도킹 스테이션(docking station)을 포함한다.

플레어 타워를 선미 및 제 1 섹션에 배치함으로써 플레어는 화재에 노출되었을 때 상대적으로 높은 폭발 위험을 갖는 공정 장비의 제 2 및 제 3 섹션으로부터 격리된다. 종래 기술에 따르면, 보조 장비는 선체 내부에 배치될 것이다. 이 실시예에서, 장비를 갑판에 배치함으로써, 탄화수소 생산 공정에 사용되는 액체 화학물질을 위한 유체 저장을 위해 상대적으로 더 많은 선체 체적을 사용할 수 있다.

요구 사항에 따라, 동일한 섹션 내에서 비슷한 위험이 있는 장비를 배치할 수 있도록 장비를 쌓을 수 있다.

일부 실시예에서, 각각의 공정 모듈들 사이 및 각각의 공정 모듈들을 따라 각각의 공정 갑판 상에 서비스 통로들이 구비되고, 각각의 서비스 통로는 로봇 장비에 의한 접근을 위해 구성된다. 공정 모듈들 사이 및 공정 모듈들을 따라 서비스 통로들이 존재하면 공정 모듈과 상호 작용하도록 설계된 로봇 장비에 의해 유지 보수 절차가 수행될 수 있다. 필요한 유지 보수에 따라 로봇 장비에는 유지 보수를 수행하기 위한 특정 도구가 구비된다.

일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 공정 갑판이 공정 데크 상의 공정 모듈 내의 다양한 장비 사이의 하나 이상의 상호 연결 파이프 랙(interconnecting pipe racks)을 위한 영역을 포함하고 길이 방향으로 연장되는 중앙 복도를 포함하는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 중앙 복도가 로봇 장비를 위한 적어도 하나의 서비스 통로를 포함하는 전술한 바와 같은 선박이 구비된다.

일부 실시예에서, 바람직하게는 선미에 위치하고 셔틀 탱커에 결합하기 위한 부유 호스를 지닌 하역 장비를 더 포함하는 전술한 바와 같은 선박이 구비되고, 하역 장비는 셔틀 탱커에 결합되지 않은 경우 부유 호스의 자유 단부를 도킹하기 위한 도킹 스테이션을 포함한다.

일부 실시예에서, 선체가 통로(gangway)에 의해 각 선체 측벽에서 워크-투-워크(walk-to-work) 선박에 의한 접근을 허용하도록 구성되는 전술한 바와 같은 선박이 구비되고, 바람직하게는 선외로 연장되는 승강장(landing porch)을 구비한다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

본 발명은 그의 예시적인 실시예가 도시된 도면을 참조하여 이하에서 더 상세히 설명될 것이다. 도면은 설명의 목적으로만 사용된다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 제시된 정의에 의해서만 제한된다.
도 1은 일 실시예에 따른 선박의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 선박의 선체 부분의 사시도를 도시한다.
도 3a, 3b는 각각 선박의 공정 모듈 영역에 대한 사시도 및 평면도를 도시한다.
도 4는 선박에 있는 공정 모듈 영역의 단면도를 도시한다.

도 1은 일 실시예에 따른 선박(100)의 사시도를 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 해양 탄화수소 생산 저장 및 하역 선박(100)은 유전 및/또는 가스전 위의 해상 위치에 계류하기 위해 구비된다. 선박은 여기에 도시되지 않은 해저 앵커(또는 말뚝)에 부착된 계류 라인(110)을 사용하여 다점 계류에 의해 그 위치에 계류된다. 대안적으로, 선박(100)은 터렛 계류(turret mooring) 시스템으로 구성될 수 있다.

선박(100)에서 탄화수소 공정 장비는 하나 이상의 공정 갑판 층을 포함하는 공정 갑판 상의 상부 구조물 상에 위치한다. 공정 갑판은 적어도 3개의 섹션(20, 21, 22, 23)을 포함한다.

제 1 섹션(20)에는 탄화수소 공정에 관여하지 않는 공정과 관련된 비탄화수소 공정 모듈이 설치된다.

제 2 섹션(21)에는 상대적으로 낮은 압력 및/또는 낮은 폭발 위험에서 실행되는 공정에서 공급물로부터의 탄화수소 공정과 관련된 저압 / 낮은 폭발 위험 탄화수소 공정 모듈이 설치된다.

고압 탄화수소 가스 및 독성 화합물과 관련된 공정은 탄화수소 공정 모듈의 제 3 섹션(22)에서 실행된다.

제 1, 2 및 3 섹션들은 선박의 길이 방향으로 배치된다. 중간 폭발 위험이 있는 제 2 섹션(21)은 제 1 섹션(20)과 제 3 섹션(22) 사이에 위치한다.

일 실시예에서, 제 3 높은 위험 섹션(22)은 중앙 통로의 부근 및/또는 위에 위치한다. 낮은 위험 제 1 섹션(21)은 선박의 선미에 인접하여 위치한다.

추가 섹션(23)은 추가 섹션에서 실행되는 공정과 관련된 위험에 따라 제 3 섹션 또는 제 1 섹션의 측면에 있는 상부 구조물에 설치될 수 있다.

예를 들어, 추가 섹션(23)은 고압 탄화수소의 유입을 위한 장비를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 추가 섹션(23)은 제 3 섹션(22)에 인접하게 위치한다.

일 실시예에 따르면, 상부 구조물에서 섹션들을 서로로부터 보호하기 위해 섹션들 사이에 분리(separations)가 구비된다.

상부 구조물은 하나 이상의 크레인(26, 도 2 참조)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 섹션들(20, 21, 22, 23)의 상위 층에 또는 최상위 층에 트랙(70)이 구비되고, 이는 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(미도시)의 이동을 위해 구성된다. 트랙은 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물이 이동할 수 있는 레일 및/또는 판 구조물을 포함할 수 있다.

바람직한 실시예에서 트랙(70)은 실질적으로 선박의 길이를 따라 연장된다. 트랙은 예를 들어 섹션의 상부 구조물의 레이아웃에 따라 선체의 측벽을 따라 또는 선박의 중심선을 따라 배치될 수 있다.

이러한 방식으로 이동 가능한 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물은 섹션 위의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물의 기능은 도 2 내지 도 4를 참조하여 더 자세히 설명될 것이다.

도 2는 도 1의 선박의 길이방향 단면도를 도시한다.

트랙(70) 상에는, 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물이 위치한다.

예시적인 실시예에서 2개의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(71, 72)이 구비된다.

이 예에서, 제 1 구조물(71)은 대용량 인양 장비 및 적어도 하나의 로봇 장치의 배치 기능을 갖춘 유지 보수 구조물이다. 이 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(71)은 선체 상의 위치, 예를 들어 로봇이 유지 보수와 같은 일부 작업을 수행할 수 있는 섹션들 중 하나의 위치에서 로봇(73)을 배치하도록 구성된다.

더욱이, 제 2 구조물(72)은 트랙 상의 다른 위치에 배치된다. 제 2 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(72)에는 하나 이상의 로봇 암(74)이 장착되어 있다. 따라서, 제 2 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(72)은 로봇 암(들)(74)에 의해 하나 이상의 섹션에서 국부 작업을 수행하도록 구성된다. 제 1 구조물(71)과 유사하게 제 2 구조물(72)은 로봇 암(들)에 의한 작업이 요구되는 트랙 상의 선택된 위치로 이동 가능하다.

로봇(들) 및/또는 로봇 암(들)은 자율적으로 또는 유선(전기 또는 광학) 연결 또는 무선 연결을 통해 원격 제어로 작동하도록 구성된다. 일 실시예에서 무선 연결은 위성 링크에 의해 구비된다.

일 실시예에 따르면, 플레어 드럼(flare drums)을 포함하는 플레어 타워(28)는 상대적으로 중간 및 더 높은 폭발 위험을 갖는 제 2 및 제 3 섹션(21, 22, 23)으로부터 떨어진 선박의 선미(25)에 위치한다.

선체 내부에서, 선박은 탄화수소 및 부산물을 위한 저장 탱크(30, 31, 32)를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 하역 시스템(33, 34)은 선박의 선미에 배치된다. 하역 시스템은 펌핑 시스템(33) 및 일단에서 선박의 하역 지점에 연결되는 적어도 (33) 부유 호스(34)를 포함한다. 수면에 부유하도록 구성된 다른 자유 단부는 하역 공정 동안 셔틀 탱커에 연결되도록 배치된다. 사용하지 않을 때는, 부유 호스의 자유 단부는 급수관 근처의 선박에 연결될 수 있다. 영구적으로 부유하는 부유 호스를 사용하면 탱커와의 연결 절차가 상대적으로 쉬워지고 하역 과정의 시간이 단축된다.

전형적으로, 부유 호스는 선박과 탱커 사이의 안전한 거리를 허용하기 위해 적어도 250 미터의 길이를 가질 수 있다.

선택적으로, 선박의 선체(10)는 유전 및/또는 가스전으로부터의 라이저가 들어가고 산지로부터 처리된 오일 및 가스를 제공하기 위해 선박 상의 탄화수소 공정 장비에 연결되는 중앙 수직 통로(27)가 구비한다. 또한, 전력선 또는 통신선과 같은 해저 장비에 대한 다른 연결은 중앙 통로를 통해 선박으로 들어가도록 배치될 수 있다. 중앙 통로 내의 라이저 및 다른 선로의 이러한 대안적인 배치에 의해, 선체(10)의 측벽 상의 해저 라이저를 연결하기 위한 라이저 발코니의 배치가 필요하지 않다. 측벽을 자유롭게 유지함으로써, 지원 선박은 각 측벽의 선박에 직접 계류할 수 있다. 선박 간 접근은 이 선택적 배치에서 개선될 것이다. 선체(10) 내부에는 해저 유정(subsea well, 120, 125)을 선박에 탑재된 탄화수소 공정 장비에 연결하는 라이저를 위한 통로 역할을 하는 중앙 통로(27)가 배치된다. 또한, 중앙 통로(27)는 전력선, 통신선, 급수선 등의 다른 선로 및 도관의 통로로 사용될 수 있다. 중앙 통로(27)는 문풀(moon pool)일 수 있거나 선체를 관통하는 하나 이상의 파이프를 갖는 선체(10)의 중앙 섹션으로 구성될 수 있다.

도 3a, 3b는 각각 선박 상의 공정 모듈 영역(40)의 사시도 및 평면도를 도시한다.

도 3a에서 일 실시예에 따른 상부 구조물(20; 21; 22; 23)이 도시된다. 상부 구조물은 선체의 상부 갑판으로부터 다양한 층에서 서로 위에 위치하는 복수 개의 공정 갑판(42, 43, 44)을 포함한다. 공정 갑판 상에는 도 1을 참조하여 상술한 바와 같이 (탄화수소) 공정 장비(45, 46)가 설치된다. 공정 장비에 필요한 영역에 따라 공정 갑판의 층의 수는 1개에서 3개 이상까지 다양할 수 있다.

일 실시예에서, 트랙(70)은 최상층 갑판(42)의 측면에 배치되어, 트랙은 선박의 길이를 따라 연장되고 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(들)(71; 72)은 측면을 따라 이동할 수 있다.

공정 갑판의 각 층(42, 43, 44)에서, 기반구조(50)는 제 1 구조물(71)에 의해 배치된 로봇 장비(51, 52)를 갑판 상의 위치, 예를 들어 서비스 공정 장비(service process equipment, 45, 46)로 가이드하도록 레이아웃된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 공정 갑판 상에는 로봇 장비(51, 52)에 의해 감지 가능한 통로(50)를 포함하는 기반구조가 존재한다. 추가적으로, 기반구조는 내비게이션을 위해 로봇 장비에 의해 감지 가능한 다수의 (전자) 비컨(beacon, 53)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 섹션이 각 층에 수직 풀업 개구부(verical pull-up openings, 75)를 구비하는 경우에, 제 1 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(71)의 인양 장비는 공정 섹션(20; 21; 22; 23)에서 임의의 층(42, 43, 44)으로 로봇을 이송하도록 구성된다.

기반구조에는 로봇이 모듈 상에 특정 유지 보수 또는 서비스를 수행하기 위해 공정 모듈 근처의 기 설정된 위치에 자신을 배치할 수 있는 레이-아웃이 있다.

로봇(51, 52)은 특정 유지 보수 작업을 위한 전용 도구로 구성될 수 있다. 대안적으로, 로봇은 수행할 실제 유지 보수 작업에 따라 도구를 교환하도록 배치될 수 있다.

로봇이 제 2 구조물(72)의 로봇 암에 부착된 경우, 제 2 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(72)은 로봇 암(들)에 장착된 로봇 도구(73)가 작업할 수 있는 대상 장비의 위치로 트랙(70)을 따라 이동될 수 있다. 로봇 암은 일반적으로 로봇 도구를 대상 장비에 배치하고 정렬하는 조작기로 구성된다.

상부 구조물은 다양한 층의 공정 갑판에 로봇 장비를 보관하기 위한 하나 이상의 정비소(54)를 더 포함한다(도 3a 참조). 로봇 장비가 정비소의 위치에 도달할 수 있도록 정비소는 공정 갑판의 레이아웃에 포함된다.

일 실시예에 따르면, 공정 갑판의 다양한 층에 있는 정비소는 서로 위에 위치하고 로봇 장비가 공정 갑판의 한 층에서 다른 층으로 이동할 수 있도록 엘리베이터로 구성된다.

대안적인 실시예에서, 정비소(들) 및 엘리베이터(들)는 별도의 유닛이다.

일 실시예에 따르면, 사용하지 않는 로봇 장비를 보관 및 보호하기 위해 공정 갑판 상에 하나 이상의 정비소(54)가 배치될 수 있다. 또한, 정비소는 로봇 장비에 의해 사용되는 다양한 도구의 보관 및 교환으로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 정비소(들)는 로봇 장비에 에너지를 제공하기 위한 하나 이상의 도크를 포함한다.

도 4는 선박(100) 상의 공정 모듈 영역(40)의 단면도를 도시한다.

도 4에서 상부 구조물은 선박을 가로지르는 가로 방향으로 도시된다.

이 예시적인 실시예에서, 상부 구조물은 3개 층의 공정 갑판(42, 43, 44)을 포함한다. 복도(55)는 파이프-랙(56)과 로봇 및 운송 장비를 위한 길이방향 통로(57)를 상호 연결하기 위한 영역을 포함하는 선박(100)의 중심선을 따라 배열된다. 복도의 각 측면에는 공정 장비(45, 46)가 공정 갑판 층 상에 배치된다. 트랙(70)은 복도(55) 위에 배열되어 하나 이상의 이동 가능한 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(71, 72)이 트랙의 양쪽에서 로봇식(robotic) 유지 보수를 수행할 수 있도록 한다. 전술한 바와 같이 구조물(71)은 공정 섹션의 임의의 층(42, 43, 44)에서 로봇 장치를 배치하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 트랙(70)은 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물(71, 72)이 서로 통과할 수 있게 하는 폭을 갖는다.

일 실시예에 따르면, 공정 장비는 장비의 유지 보수를 위한 (추정된) 요구 사항에 대응하여 측벽과 복도 영역 사이에 분포된다. 요구 사항이 더 높은 공정 장비는 측벽에 인접한 공정 갑판의 외부 부분(60)에 배치되고, 다른 장비는 복도 영역에 더 가까운 내부 부분(61)에 배치된다. 또한, 외부 부분의 공정 장비는 크레인을 사용하여 지원 선박에 의해 제거되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 유지 보수 또는 수리를 위해 장비를 제거하고, 지원 선박(미도시)에서 제공하는 다른 장비로 교체할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 크레인(26)은 선박(100)에 위치될 수 있다.

유지 보수 요구 사항이 더 높은 공정 장비는 발전기, 펌프 등 회전 장비와 같은 동적 장비(dynamic equipment)로 구성된다. 유지 보수 요구 사항이 더 낮은 장비는 분리기, 스크러버, 저장 탱크, 밸브 장비 등과 같은 정적 장비(static equipment)로 구성된다.

전술한 바와 같은 해양 탄화수소 생산 저장 및 하역 선박은 또한 생산 위치에서 다점 계류를 위해 구성된 원형 FPSO 유형 선박(circular FPSO type vessel)으로 구현될 수 있고, 이는 생산 위치에서 해저 탄화수소 유정과 탄화수소 공정 장비 사이의 연결을 위한 라이저를 배치하고 수용하기 위한 중앙 통로를 구비하는 선체를 가질 수 있음이 이해될 것이다.

원형 FPSO는 적어도 3개의 섹션으로 분할된 탄화수소 공정 장비를 수용하는 상부 구조물로 구성되고, 제 1 섹션에는 비탄화수소 공정 모듈이 설치되고, 제 2 섹션에는 저압 / 낮은 폭발 위험 탄화수소 공정 모듈이 설치되고, 제 3 섹션에는 고압 탄화수소 가스 및 독성 화합물 공정 모듈이 설치된다. 차폐를 위해 섹션들 사이에 분리벽이 배치될 수 있다.

전술한 바와 유사한 방식으로, 상부 구조물은 하나의 공정 갑판 또는 서로 다른 층에 위치한 복수 개의 공정 갑판들을 포함한다.

각각의 공정 모듈들 사이 및 각각의 공정 모듈들을 따라 각각의 공정 갑판 상에 서비스 통로가 구비될 수 있고, 각 서비스 통로는 로봇 장비에 의한 접근을 위해 구성된다. 각각의 공정 갑판은 엘리베이터에 의해 다른 공정 갑판에 연결될 수 있는 로봇 장비를 수용하기 위한 정비소를 포함할 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었다. 전술한 상세한 설명을 읽고 이해할 때 당업자에게 명백한 수정 및 변경이 발생할 것이다. 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 있는 한 이러한 모든 수정 및 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

수역에 위치하는 해양 탄화수소 생산 저장 및 하역 선박에 있어서, 선박-유형 선체, 탄화수소 공정 장비 및 계류 시스템을 포함하고,
상기 선박은 선미로부터 선수까지 길이 방향으로 연장되는 상기 탄화수소 공정 장비를 수용하고 적어도 3 개의 섹션으로 배치되는 상부 구조물을 포함하고, 비탄화수소 공정 모듈은 제 1 섹션에, 저압 / 낮은 폭발 위험 탄화수소 공정 모듈은 제 2 섹션에, 그리고 고압 탄화수소 가스 및 독성 화합물 공정 모듈은 제 3 섹션에 설치되고, 상기 제 2 섹션은 상기 제 1 및 제 3 섹션 사이에 위치하고, 상기 선박은 하나 이상의 이동 가능한 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물을 구비하고;
상기 섹션들의 상위 층에 또는 최상위 층에 트랙이 구비되고,
상기 트랙은 상기 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물을 수용하고 상기 트랙 상에서 상기 구조물의 이동을 허용하도록 구성되는, 선박.
제 1 항에 있어서,
상기 트랙은 상기 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물이 이동할 수 있는 레일 및/또는 판 구조물을 포함하는, 선박.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 트랙은 상기 선박의 길이를 따라 실질적으로 연장되는, 선박.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트랙은 상기 선체의 측벽 또는 상기 선박의 중심선을 따라 배치되는, 선박.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물은, 상기 상부 구조물 상에 하나 이상의 로봇 장치를 배치할 수 있는 기능 및 대용량 인양 장비를 갖춘 유지 보수 구조물인, 선박.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물은, 로봇 장치가 장착된 하나 이상의 로봇 암을 갖춘 유지 보수 구조물인, 선박.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 구조물은 하나의 공정 갑판 또는 서로 다른 층에 위치한 복수 개의 공정 갑판을 포함하고, 선택적으로 상기 각각의 공정 모듈들 사이 및 상기 각각의 공정 모듈들을 따라 각각의 공정 갑판 상에 서비스 통로들이 구비되고, 각각의 서비스 통로는 로봇 장치에 의한 접근을 위해 구성되는, 선박.
제 7 항에 있어서,
각각의 공정 갑판은 상기 로봇 장치를 수용하기 위한 정비소를 포함하고, 선택적으로 상기 정비소는 상기 공정 갑판들의 상기 다른 층 사이에서 상기 로봇 장치의 이동을 허용하기 위한 엘리베이터를 구비하는, 선박.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 공정 갑판 상에 적어도 발전기 및 압축기를 포함하는 고에너지 회전 장비가 상기 선체 측벽에 인접한 상기 각각의 공정 모듈의 외부에 배치되고, 상기 고에너지 장비는 상기 공정 모듈의 다른 구성요소에 탈착 가능하게 결합하기 위한 커플러로 구성되고 크레인을 위한 상기 장비 상에 커넥터를 포함하는, 선박.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 공정 갑판 상에 정적 장비는 상기 선체 측벽의 반대쪽을 향하는 상기 공정 모듈의 내부에 배치되는, 선박.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 공정 갑판은 길이 방향으로 연장되는 중앙 복도를 포함하고 상기 트랙은 상기 중앙 복도 위에 배치되는, 선박.
제 11 항에 있어서,
상기 중앙 복도는 상기 하나 이상의 중앙 핸들링 및/또는 유지 보수 구조물로부터 배치된 로봇 장치(들)를 위한 적어도 하나의 서비스 통로를 포함하는, 선박.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선체는 생산 위치에서 해저 탄화수소 유정 및 상기 탄화수소 공정 장비 사이의 연결을 위한 라이저의 배치 및 수용을 위한 중앙 수직 통로를 구비하고,
선택적으로 상기 제 3 섹션은 상기 선수에 인접하고 상기 중앙 통로의 위에 위치하는, 선박.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
플레어 타워를 더 포함하고, 상기 플레어 타워는 상기 공정 모듈의 상기 제 1 섹션에 인접한 상기 선미에 위치하고, 및/또는
적어도 계량 유닛, 적어도 하나의 보조 발전기 및 펌프 유닛을 포함하는 보조 장비 모듈을 포함하고, 상기 보조 장비 모듈은 상기 선미 및 상기 공정 모듈의 상기 제 1 섹션 사이에 위치하고,
및/또는
셔틀 탱커에 결합하기 위한 부유 호스를 지니고 바람직하게는 상기 선미에 위치한 하역 장비를 더 포함하고, 상기 하역 장비는 상기 셔틀 탱커에 결합되지 않을 때 상기 부유 호스의 자유 단부를 도킹하기 위한 도킹 스테이션을 포함하는, 선박.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 전원 케이블, 제어 및 통신 케이블은 상기 중앙 수직 통로를 통해 상기 선박으로 들어가는, 선박.