KR20210077691A - 위치와 요, 롤 및 피치 회전운동을 이용한 선박계류 모니터링 시스템과 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환경조건의 독립적인 지식을 요구하지 않고, 요, 롤 및/또는 피치의 하나 이상의 선체회전운동을 측정하여 부유식 선박 선체 계류시스템을 모니터링 하기 위한 시스템과 방법에 관한 것이다. 안전하고 온전한 계류시스템의 선체회전운동은 특정 지리적 위치에서 선체회전운동을 특징화하도록 선체의 운동을 측정함으로써 장시간 동안 경험적으로 계산되고 또는 설정될 수 있다. 손상된 계류시스템은 요, 롤 및/또는 피치 중에서 하나 이상의 상이한 선체회전운동의 결과를 보일 것이다. 특정 지리적 위치를 이론값(및/또는 선행기록값)에 비교하도록 선체회전운동을 모니터링함으로써, 계류시스템의 적어도 일부가 손상되었다는 것을 평가할 수 있고 일부의 실시형태에서는 계류시스템의 부분이 손상되었음을 나타낸다.

Description

위치와 요, 롤 및 피치 회전운동을 이용한 선박계류 모니터링 시스템과 방법

본 발명은 2018년 10월 22일자 미국특허가출원 제62/748,787호를 기반으로 하는 우선권주장의 출원이다.

본 발명은 부유식 선박을 위한 계류시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 선체의 위치에 대한 선체회전운동에 기초하여, 해양석유탐사플래트폼, 부유식 해양석유 저장 및 하역설비와, 기타 선박 등을 포함하는 부유식 선박의 선체를 위한 계류시스템의 조건을 모니터링하는 것에 관한 것이다.

해양석유 및 가스생산의 분야에서, 선체를 갖는 다양한 부유식 선박이 해저로부터 지지하는 것이 불가능한 심해에서 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 부유식 선박은 예를 들어 부유식 시추 및/또는 생산장치(FPU), 딥 드래프트 플로터(Spars와 같은 DDF), 텐션 레그 플래트폼(TLP), 반잠수형(Semi) 부유식 해양석유 저장 및 하역설비(FPSO), 부유식 저장 및 하역설비(FSO) 및 유사하게 정박할 수 있는 기타 다른 선박 등을 포함한다. 전형적으로, 석유생산(시추)을 위한 부유식 선박은 선박의 선체로부터 직접 또는 간접적으로 중간구조물을 통하여 해저 앵커에 연결되는 다수의 계류라인에 의하여 해저에 계류된다. 전형적으로, 이러한 앵커는 파일 앵커(pile anchor), 석션 앵커(suction anchor), 또는 통상적인 형태인 자기매립형(self-burying) 앵커일 수 있으며, 부유식 선박을 요구된 장소에 정박시킬 수 있도록 한다. 일부의 선박은 터렛(turret)을 갖추고 있는바, 이로부터 라이저(riser)나 기타 다른 생산장비가 해저유정에 결합되는 한편, 선박 자체는 터렛을 중심으로 하여 회전될 수 있다. 터렛은 생산설비의 안정화를 위하여 계류된다. 계류라인시스템은 토트(Taut) 또는 세미-토트(Semi-Taut) 또는 토트 캐터너리(Taut Catenary) 또는 순수 캐터너리 시스템일 수 있다.

스파(Spar)용의 전형적인 계류시스템의 예가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1은 부유식 선박에 사용되는 전형적인 계류시스템의 개략적인 측면도이다. 도 2는 부유식 선박의 전형적인 계류시스템의 개략적인 평면도이다. 선박(2)은 비교적으로 안정적인 위치에 놓인 한편, 계류시스템(4)을 통하여 해류를 따라 부유하고 이동할 수 있게 되어 있다. 다수의 계류라인(6)이 해저(8)까지 방사상 외측으로 연장되고 파일 또는 다른 앵커장치(10)의 계류포인트(11)(고리 또는 기타 다른 부착수단)에 고정된다. 다수의 계류라인이 특정 방향으로 연장되고 특히 도 2에서 보인 바와 같이 선박으로부터 여러 방향으로 연장될 수 있다.

계류시스템은 라인이 손상되었는지, 해저의 앵커링 포인트로부터 느슨해지지는 않았는지 또는 앵커링 포인트가 움직이지는 않았는지 하는 것을 측정하기 위하여 모니터링하는 것이 중요하다. 만약 단일 계류라인 또는 그 앵커링 포인트가 손상된 경우, 선박의 위치에 대한 효과가 특별히 나타나지는 않을 것이지만, 이러한 손상은 추가 손상이 선박을 계류상태로부터 풀리도록 하거나 또는 생산에 결정적인 라이저/익스포트 시스템(riser/export system)에 대한 손상을 유발하기 전에 개선책이 수립될 수 있도록 조기에 인식될 수 있어야 한다.

종래, 전형적인 계류시스템의 장애는 잠수부나 원격조종장비 ROV에 의한 검사중에 발견되었다. 일부의 시스템은 계류라인이나 안내/지지장비 또는 텐셔닝 시스템(tensioning system)에 배치된 로드 셀 또는 압축셀에 의하거나 또는 계류라인을 따라 인클리노메타(inclinometer)를 설치하거나 또는 선박의 하측으로 전개되는 소나(sonar)를 설치함으로써 계류라인의 무결성을 모니터한다. 이러한 모니터링 시스템은 고가이고 설치 및 유지가 복잡하며 이들이 수중에 설치되거나 해수면 가까이 설치되는 것을 고려할 때 손상되기 쉽다.

계류시스템을 모니터링하기 위한 다른 제안이 특허문헌으로써 미국특허공개번호 제2010/0186652호에 기술되어 있다. 이러한 특허문헌의 초록에서는 선박계류시스템의 모니터링 방법이 계류포인트로부터 원격한 선박의 지정포인트의 지리적 위치를 측정하고 선박의 선수방위를 측정하는 것을 포함하는 것으로 언급하고 있다. 그리고 계류포인트의 지리적 위치가 지정위치 및 선박 선수방위의 측정된 위치로부터 계산된다. 계류포인트의 위치는 계류라인 또는 앵커의 고장을 확인하기 위하여 계류포인트의 하나 이상의 예상된 위치와 비교된다. 지리적 위치는 해류의 흐름과 방향, 풍속과 방향 등과 같은 환경조건에 따라 변화하며, 계류시스템을 모니터링 하는 것에 관련된 지리적 위치는 그 자체가 정확성에 제한이 있음을 보인다.

선박은 이들의 계류시스템의 강성(剛性)에 주로 관련된 스웨이(sway)및 서지(surge)(수평적 변위)에서 고유주기를 갖는다. 계류시스템은 스웨이 고유주기가 방향(즉, 대상물의 선수가 향하는 방향과 진북(眞北)과 같은 기준방향 사이의 각도로써 정의되는 "선수방위(heading)")에 따라서 변화할 수 있도록 한다. 다양한 부유식 선박은 다양한 선수방위에서 다양한 운동모드를 갖는다. 또한, 도 2의 라이저(12)와 같은 전형적인 라이저의 존재는 저위에서 일부 방향종속성을 갖는 고유주기의 스웨이에 대한 선박의 비대칭 경사의 결과를 보여준다.

2003년 휴스턴 텍사스의 오프셔 테크놀로지 컨퍼런스(Offshore Technology Conference)에서 OTC 15243-MS로 발간한 논문 "Mooring Design for Directional Spar Hull VIV"(http://www.onepetro.org/conference-paper/OTC-15243-MS에서 구독가능함)에서는 스파에 선체잠수부분의 외면에 나선형 스트레이크(strake)가 구비되었을 때 스파계류시스템에서 와류유도진동(VIV)의 효과와 고유주기의 효과를 언급하고 있다. 이 논문의 2 페이지에서는 가하여진 환경적 해류부하에 의한 스파 오프셋트와 선체 VIV에 의한 방향 및 드레그 부하를 계산하는 하나의 방법론을 언급하고 있다. 스파 스웨이 고유주기는 계산된 오프셋트와 계류강성에 기초하여 계산되고, 스웨이가 계류라인에 대하여 일치하는가 또는 벗어났는가 하는 것에 따라 달라진다. 저하에 대하여 계류시스템을 모니터링하는 것을 교시하지 않는 상기 논문에 부가하여, 고유주기의 방면에서 상기 논문은 특허문헌 미국특허공개번호 제2010/0186652호와 같이 그 결과를 얻기 위하여 환경적 요인의 분석을 요구한다.

최근의 특허문헌 US 9,671,231은 환경조건에 관계없이 고유주기의 시간을 이용하는 부유식 선박용 계류시스템을 모니터링하는 시스템과 방법을 기술하고 있다. 고유주기는 안전하고 온전한 계류시스템의 특정 지리적 위치에서 고유주기를 설정하기 위하여 장시간동안 경험적으로 선박의 운동을 측정하여 계산되거나 설정될 수 있다. 고유주기는 고유주기 완료시간을 기초로 하여 모니터될 수 있다. 고장, 신장, 계류라인 무결성의 저하, 또는 앵커링 포인트의 현저한 변위 등에 의한 계류라인 강성의 변화는 다른 시간의 다른 고유주기로 전환될 것이다. 특정 지리적 위치(그리고 이에 상응하는 선수방위)를 이론값(및/또는 선행기록값)에 비교하도록 고유주기를 모니터링함으로써, 계류시스템의 적어도 일부가 고장인지 또는 현저한 손상이 발생되었는지를 평가할 수 있다. 특정 지리적 위치(그리고 이에 상응하는 선수방위)를 위한 고유주기의 사용은 환경조건을 직접 고려하는 것을 피하였다.

그러나, 보다 간단하고 예상가능한 계류시스템의 모니터링 시스템과 방법을 제공하기 위한 필요성이 남아 있다.

본 발명은 독립적인 환경조건의 지식을 요구하지 않고, 요, 롤 및/또는 피치의 하나 이상의 선체회전운동을 측정하여 부유식 선박 선체 계류시스템을 모니터링 하기 위한 시스템과 방법에 관한 것이다. 안전하고 온전한 계류시스템의 선체회전운동은 특정 지리적 위치에서 선체회전운동을 특징화하도록 선체의 운동을 측정함으로써 장시간 동안 경험적으로 계산되고 또는 설정될 수 있다. 예를 들어, 요는 GPS 모니터링 시스템 또는 기타 다른 위치측정시스템에 의하여 측정될 수 있으며, 롤 및/또는 피치는 인클리노메타 또는 관성측정유닛 또는 "IMU"로 알려진 관성운동유닛과 같은 센서에 의하여 경험적으로 측정될 수 있다. 이러한 접근방법은 독립적인 환경조건의 모니터링을 요구하지 않는다. 대신에, 변수가 계류중에 선박 선체의 부유상황의 직접측정에 의하여 측정될 수 있다. 손상된 계류시스템은 요, 롤 및/또는 피치 중에서 하나 이상의 상이한 선체회전운동의 결과를 보일 것이다. 고장, 신장, 계류라인 무결성의 저하, 또는 앵커링 포인트의 현저한 변위 등에 의한 계류라인 강성의 변화는 선체의 요, 롤 및/또는 피치의 다른 값으로 전환될 것이다. 특정 지리적 위치를 이론값(및/또는 선행기록값)에 비교하도록 선체회전운동을 모니터링함으로써, 계류시스템의 적어도 일부가 손상되었다는 것을 평가할 수 있고 일부의 실시형태에서는 계류시스템의 부분이 손상되었음을 나타낸다.

본 발명은 선체와 하나 이상의 계류라인이 결합되는 계류포인트를 갖는 앵커 사이에 결합된 하나 이상의 계류라인을 갖는 부유식 선체용 계류시스템에서 변화를 모니터링하는 방법을 제공하는바, 상기 방법이 기준의 지리적 위치를 설정하기 위하여 선체에서 위치설정점(locating point)의 지리적 위치를 측정하고 기록하는 단계; 관련 기준의 선체회전운동을 설정하기 위하여 기준의 지리적 위치에서 선체의 관련 회전운동의 하나 이상의 형태를 측정하고 기록하는 단계와; 계류라인 강성, 계류라인의 프리텐션(pre-tension), 앵커위치 또는 그 조합의 변화를 나타낼 수 있도록 운영상의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 손상되지 않은 계류시스템에 해당하는 기준의 지리적 위치 및 관련 기준의 선체회전운동의 기준데이터에 비교하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 계류라인 강성변화, 계류라인이 연결되는 계류포인트를 갖는 계류된 선체의 계류라인 물질크리핑(material creeping), 또는 그 조합을 모니터링하는 방법을 제공하는바, 상기 방법이 지리적 위치와 선체의 관련 선체회전운동의 하나 이상의 형태를 측정하는 단계와; 계류라인의 강성변화를 측정하기 위하여 지리적 위치와 관련 선체회전운동의 측정된 변화를 이용하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 계류라인이 연결되는 계류포인트를 갖는 계류된 선체의 라이저/익스포트 시스템 강성변화를 모니터링하는 방법을 제공하는바, 상기 방법이 지리적 위치와 선체의 관련 선체회전운동의 하나 이상의 형태를 측정하는 단계와; 라이저/익스포트 시스템의 강성변화를 측정하기 위하여 지리적 위치와 관련 선체회전운동의 측정된 변화를 이용하는 단계를 포함한다.

본 발명은 선체와 하나 이상의 계류라인이 결합되는 계류포인트를 갖는 앵커 사이에 결합된 하나 이상의 계류라인을 갖는 부유식 선체용 계류시스템의 변화를 모니터링하기 위한 시스템을 제공하는바, 상기 시스템이 위성측위장치와 데이터처리시스템을 포함하며, 위성측위장치로부터 선체의 위치설정점의 지리적 위치를 측정하고, 특정 지리적 위치에서 선체의 관련 선체회전운동의 하나 이상의 형태를 측정하며, 계류라인의 강성 또는 앵커의 변화를 나타낼 수 있도록 예상된 데이터 셋트에 대하여 선체의 지리적 위치와 그 관련 선체회전운동을 비교할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 부유식 선박을 위한 계류시스템은 선체의 위치에 대한 선체회전운동에 기초하여, 해양석유탐사플래트폼, 부유식 해양석유 저장 및 하역설비와, 기타 선박 등을 포함하는 부유식 선박의 선체를 위한 계류시스템의 조건을 모니터링할 수 있다.

도 1은 부유식 선박을 위하여 사용된 전형적인 계류시스템의 개략 측면도.
도 2는 부유식 선박을 위하여 사용된 전형적인 계류시스템의 개략 평면도.
도 3은 본문에 사용된 요, 롤 및 피치에 대한 x, y z-축 좌표계를 보인 설명도.
도 4는 본문에 참고하게 위하여 선체의 도식적인 계류시스템을 보인 개략 설명도.
도 5는 본 발명의 선체회전운동 계류 모니터링 시스템이 결합되어 있는 선박을 보인 개략 정면도.
도 6은 선체계류시스템의 조건을 모니터링 하기 위하여 선체의 요, 롤 및/또는 피치를 이용하는 방법을 예시적으로 설명하는 흐름도.
도 7a는 수중에서 운동하는 계류시스템을 가지고 도 4에서 보인 하나 이상의 손상된 계류라인을 갖는 선체의 x-축의 평균 스웨이, y-축의 평균 서지와, z-축의 평균 요에 대한 계산된 회전운동모델의 도식적인 구성을 보인 개략 3차원 도표.
도 7b는 수중에서 운동하는 계류시스템을 가지고 도 4에서 보인 하나 이상의 손상된 계류라인을 갖는 선체의 x-축의 평균 스웨이와 y-축의 평균 서지의 계산된 도 7a의 회전운동모델의 도식적인 구성을 보인 개략 2차원 도표.
도 8은 수중에서 운동하는 계류시스템을 가지고 도 4에서 보인 하나 이상의 손상된 계류라인을 갖는 선체의 x-축의 평균 스웨이, y-축의 평균 서지와, z-축의 평균 롤에 대한 계산된 회전운동모델의 도식적인 구성을 보인 개략 3차원 도표.
도 9는 수중에서 운동하는 계류시스템을 가지고 도 4에서 보인 하나 이상의 손상된 계류라인을 갖는 선체의 x-축의 평균 스웨이, y-축의 평균 서지 및 z-축의 평균 피치의 계산된 회전운동모델의 도식적인 구성을 보인 개략 3차원 도표.
도 10은 본 발명의 실시형태에 따라서 선체회전운동을 자동적으로 측정하고 선체회전운동을 모니터링하기 위한 단계를 수행하는 컴퓨터 시스템을 보인 예시도.
도 11은 컴퓨터 네트워크에서 하나 이상의 서버 중에서 하나로 사용될 수 있는 예시적인 서버를 보인 설명도.

본 발명에서 도면과 이후 상세히 설명되는 특별한 구조와 기능은 출원인이 발명한 내용의 범위 또는 첨부된 청구범위의 범위를 제한하기 위하여 제시된 것이 아니다. 오히려, 도면과 상세한 설명은 당업자에게 본 발명이 특허의 보호에 요구되는 것으로 교시하도록 제공된다. 당업자는 본 발명의 상업적 실시형태의 모든 특징이 명확하게 이해될 수 있도록 설명되거나 도시되어 있음을 이해할 것이다. 당업자는 또한 본 발명의 관점에 부합하는 실질적인 상업적 실시형태의 개발이 상업적 실시형태에 대한 개발자의 최종목표를 달성하기 위해 여러 구현-특정의 결정을 필요로 할 것임을 인식할 것이다. 이러한 구현-특정의 결정은 특별한 구현 또는 위치 또는 시간에 의하여 달라질 수 있는 시스템-관련, 비즈니스-관련, 행정-관련의 제약 또는 기타 다른 제약을 따라야 하는 것을 포함하고 이에 국한되지 않을 수 있다. 개발자의 노력은 절대적인 의미에서 복잡하고 시간이 많이 소요될 수 있지만, 그럼에도 불구하고 이러한 노력은 본 발명의 이점을 갖는 이러한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 일상적인 작업일 것이다. 본 명세서에 개시되고 교시된 발명은 다양한 수정 및 대안적인 형태를 허용할 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 용어에서 "단수"의 단어를 사용한 것은 그 대상의 수를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한, 시스템의 여러 방법과 실시형태는 개시된 방법 및 실시형태의 변형실시형태를 구성하는데 서로 조합하여 포함될 수 있다. 단수의 요소에 대한 설명은 복수의 요소를 포함할 수 있으며 그 반대도 마찬가지이다. 적어도 하나의 대상이라 함은 하나 이상의 대상을 포함하는 것이다. 또한, 실시형태의 다양한 관점은 본 발명을 이해할 수 있도록 하는 것에 대하여 서로 관련하여 이용될 수 있다. 문맥상 달리 요구하지 않는 한, "포함하다"라는 용어 또는 "포함한" 또는 "포함하는" 것과 같이 변화시켜 사용한 용어는 적어도 언급된 요소 또는 단계 또는 요소 그룹 또는 단계 또는 그와 동등한 요소의 포함을 의미하는 것으로 이해되어야 하며 더 많은 수효 또는 다른 요소 또는 단계 또는 요소 그룹 또는 단계 또는 그와 동등한 요소의 제외를 의미하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 용어 "결합된", "결합하는", "결합체" 등의 용어는 본 명세서에서 포괄적으로 사용되며, 고착, 체결, 접착, 고정, 부착, 결속, 삽입, 형성, 연통 또는 그 이외에 연합 등, 예를 들어, 기계적, 자기적, 전기적, 화학적, 작동적, 직접적 또는 간접적으로 중간요소, 부재의 하나 이상의 부분에 연합하는 것등을 포함하고, 일체형 방식으로 하나의 기능성 부재를 다른 부재와 일체로 형성하는 것을 제한없이 더 포함할 수 있다. 결합은 회전방향을 포함하여 어느 방향에서나 이루어질 수 있다. 장치 또는 시스템은 다양한 방향과 배향에서 사용될 수 있다. 단계의 순서는 달리 특별히 제한되지 않는 한 다양한 순서로 이루어질 수 있다. 본문에 설명된 다양한 단계는 다른 단계와 결합되고, 언급된 단계와 연결되거나 또는 다중단계로 분할될 수 있다. 일부 요소는 간명한 설명을 위하여 장치의 명칭으로 정하여지고, 당업자에게는 알려져 있어 특별히 언급하지 않은 연관된 구성요소의 처리시스템을 포함하는 프로세서와 같은 시스템 또는 분야를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 다양한 기능을 수행하고 형상이나 크기 등에 제한이 없는 다양한 실시예가 상세한 설명과 도면에 제공되고 있는바, 이러한 실시예는 예시적인 구성으로 당업자는 잘 알 수 있는 바와 같이 본문에 포함된 교시내용으로부터 변경될 수 있는 것이다.

본 발명은 환경조건에 관계없이 선체의 요, 롤 또는 피치 또는 그 조합을 이용하여 부유식 선박의 선체용 계류시스템을 모니터링하는 시스템과 방법을 제공한다. 이들 변수는 계류라인의 무결성의 간단하지만 중요한 결정요인을 나타낸다. 예를 들어, 요는 GPS 모니터링 시스템 또는 기타 다른 위치측정시스템에 의하여 측정되고, 롤 및/또는 피치는 인클리노메타 또는 관성측정유닛, 즉 "IMU"로 알려진 관성운동유닛과 같은 센서에 의하여 경험적으로 측정된다. 관성측정유닛(IMU)은 가속도계, 자이로스코프, 때로는 자력계의 조합을 사용하여 물체의 비력, 각속도, 때로는 물체의 방향을 측정하고 보고할 수 있는 전자장치이다. 관성측정유닛은 하나 이상의 가속도계를 사용하여 선형가속도를 감지하고 하나 이상의 자이로스코프를 사용하여 회전가속도(각속도)를 감지한다. 또한 상기 언급된 바와 같이 일반적으로 사용되는 자력계를 포함할 수도 있다. 전형적인 구성은 3개의 기본축의 각각인 피치, 롤 및 요의 축 당 하나의 가속도계, 자이로스코프 및 때때로 자력계를 포함한다. 만약 각 축에 대하여 가속도계와 자이로스코프 만 사용되는 경우, 측정 및 결정은 자유도가 6개일 수 있으며, 자력계가 각 축에 추가되면 측정 및 결정은 자유도가 9개일 수 있다. 이러한 접근방식은 환경조건을 직접 모니터링할 필요가 없다. 오히려, 선박 또는 그 선체가 계류되어 있는 동안에 선체의 부유성능을 직접 측정함으로써 변수가 결정될 수 있다. 고장, 신장, 계류라인 무결성의 저하, 또는 앵커링 포인트의 현저한 변위에 의한 계류라인 강성의 변화는 선체의 요, 롤 및/또는 피치의 다른 값으로 전환된다. 예를 들어, 선체의 요, 롤 또는 피치는 중소규모 해상상태에서 계류라인 무결성에 대한 좋은 지표가 될 수 있지만, 대규모의 해상상태의 경우 둘 이상의 변수를 조합하여 사용함으로써 환경의 방향을 알지는 못하여도 고도의 정확도를 얻을 수 있다. 계류시스템의 적어도 일부가 고장인지 또는 상당한 손상이 발생하였는지를 평가하기 위하여 선체의 요, 롤 및/또는 피치 각도가 이론값 (및/또는 선행기록값)과 비교될 수 있다.

도 3은 본문에 사용된 용어인 요, 롤 및 피치에 대한 x, y, z-축 좌표계의 개략도이다. 선박의 운동은 6 개의 자유도로 정의된다. 모든 선박에는 종축선(선체 전-후 또는 선수-선미)(x-축), 횡축선(좌우측면 또는 좌현-우현)(y-축) 및 수직축선(z-축)의 3 개의 특수한 축을 갖는다. 3 개의 운동은 횐전운동이고 3 개의 운동은 병진운동이다. 종축선, 횡축선 및 수직축선을 중심으로 하는 3 개의 회전운동이 롤, 피치 및 요로 알려진 것이다. 롤은 선박의 종축선/x-축을 중심으로 하는 선박의 경사회전이다. 피치는 선박의 횡축선/y-축을 중심으로 하는 선박의 상/하 회전이다. 요는 선박의 수직축선/z-축을 중심으로 하는 선박의 방향선회 회전이다. 종축선, 횡축선 및 수직축선을 중심으로 하는 3 개의 병진운동은 서지(surge), 스웨이(sway) 및 히브(heave)로 알려진 것이다. 서지는 종축선/x-축을 따른 선형운동이다. 스웨이는 횡축선/y-축을 따른 선형운동이다. 히브는 수직축선/z-축을 따른 수직(상/하)운동이다. 본 발명은 주로 선박의 계류시스템을 모니터링하기 위하여 회전운동의 이용하는데 있다.

본 발명은 계류시스템 조건을 측정하기 위하여 특정 선체위치에서 선체(2)의 요, 롤 및/또는 피치 각도를 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 선박(2A) 자체가 계류중인 상태에서 해저방향으로 연장된 라이저 또는 기타 다른 석유생산설비를 갖는 대부분의 선박(2A)의 경우, 선체의 요, 롤 및 피치 각도는 선체(2)의 요, 롤 및 피치 각도로 정의된다. FPSO와 같은 일부 선박은 해저방향으로 연장된 라이저 및 기타 다른 석유생산설비를 갖는 터렛 또는 다른 유사한 생산설비(2B)를 갖는다. 이들 실시형태에서, 일반적으로 생산설비는 안정을 위하여 계류되고, 선박(2A)은 생산설비(2B)에 대하여 회전될 수 있게 되어 있다. 계류시스템을 모니터링하기 위하여, 생산설비를 중심으로 하는 보다 자유로운 선박(2A)의 회전운동 보다는 생산설비(2B)의 운동에 초점이 맞추어져 있음을 이해할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 선체의 생산설비(2B)의 요, 롤 및 피치 각도는 선체(2)의 요, 롤 및 피치 각도로서 정의된다. 따라서, 본문에 사용된 "선체"라는 용어는 선박의 선체이거나, 생산설비가 계류되는 경우, 선박 선체의 생산설비를 일컫는다.

도 4는 본문에 언급되는 도표에 참조하기 위한 도식적인 선체의 계류시스템을 개략적으로 보인 도면이다. 선체(2)는 이러한 예에서 4 개의 계류그룹을 갖는 것으로 도시되어 있다. 계류그룹과 계류라인의 수는 사용된 선박에 따라 달라지며, 어떠한 그룹이 손상되었을 때, 요, 롤 및 피치의 변화와 관련된 선체의 운동을 보여주는 다음 도표를 설명하기 위하여 예시한 것이다. 도면의 방향에서, 계류그룹 1(MG1)은 선체의 우측하단 위치에 표시되어 있다. 계류그룹 2(MG2)는 선체의 좌측하단 위치에 표시되어 있다. 계류그룹 3(MG3)은 선체의 좌측상단 위치에 표시되어 있다. 계류그룹 4(MG4)는 선체의 우측상단 위치에 표시되어 있다.

도 5는 본 발명의 선체회전운동 계류 모니터링 시스템이 결합된 도식적인 선체의 정면을 보인 것이다. 선체(2)는 여러가지 형태의 앵커장치(10)("앵커"라 함)의 계류포인트(11)에서 해저(8)에 결합된 계류라인(6)을 갖는 계류시스템(4)으로 정박되어 있다. 선체회전운동 모니터링 시스템(14)는 선체(2)에 결합될 수 있다. 본 발명은 "건식(dry)" 시스템, 즉, 설비가 해수면 상부측에 배치되고 민감한 설비가 예를 들어 통제환경내에 배치되는 시스템이며, 손상의 우려가 현저히 감소되고 수중에 배치되는 시스템에 비하여 유지가 용이하게 이루어질 수 있는 것이다. 또한, 선체회전운동 모니터링 시스템(14)의 하나 이상의 부분이 선체로부터 원격한 위치에 배치될 수 있으며, 안테나(16), 케이블, 레이저, 광섬유 또는 기타 다른 통신수단을 통하여 데이터, 음성 및/또는 다른 정보의 송수신을 위하여 선체와 통신할 수 있다. 또한 시스템(14)은 모든 선체회전운동과 연계될 수 있는 선체위치를 설정하기 위한 지리적 위치 측정장치를 포함할 수 있다. 지리적 위치의 측정은 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(30)을 이용하는 것과 같은 위성항법시스템에 의하여 이루어질 수 있다.

도 6은 선체의 계류시스템을 모니터링하기 위하여 선체의 요, 롤 및/또는 피치를 이용하는 방법을 도식적으로 보인 도면이다. 실제 선체위치와 관련 선체회전운동데이터가 예상된(이론적 및/또는 선행하여 기록된) 기준데이터와 일치하는지의 여부가 실시간으로 평가될 수 있다. 선체회전운동 모니터링 시스템(14)은 선체의 선체회전운동과 계류시스템 조건의 관계에 관한 데이터를 처리하고 이러한 데이터에 응답하기 위한 프로세서, 데이터베이스 및 입출력수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, GPS 또는 DGPS 수신기(18)가 시간의 함수로서 선체회전운동을 분석하여 선체의 지리적 위치에서 관련 선체회전운동을 설정하도록 다양한 시간에 선체의 지리적 위치를 추적하는데 이용될 수 있다. 선체회전운동은 요, 롤 및/또는 피치에 관련될 수 있다. 자이로스코프(18')가 GPS 수신기(18)에 부가하여 또는 이를 대신하여 방향을 측정하는데 사용될 수 있다. 선체회전운동을 측정하기 위한 IMU를 포함하는 다른 시스템 및 장치(18")가 단계(20)에서 해당위치에서 관련 선체회전운동을 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 마찬가지로 IMU는 특히 어떠한 시간동안 선형가속도를 측정하는 것과 같이 지리적 위치에서의 변화를 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 대안적으로, 선체회전운동은 단계(22)에서 선체의 알려진 공식과 파라메타를 이용하여 단계(22)에서 이론적으로 모델화될 수 있다. 일정한 시간이 지난 후에, 증강된 후처리는 기록된 실제값으로 이론값을 대체할 수 있으며, 이에 따라 선체회전운동에 관련된 예상의 지리적 위치에 대한 일반적으로 보다 정확하고 현실적인 기준데이터 셋트를 얻을 수 있다. 모델화된 정보가 단계(20)의 실제 선체회전운동 측정에 관련하여 또는 이에 대신하여 단계(24)에서 주어진 위치 R_P 에서 선체회전운동을 설정하도록 제공될 수 있다. 선체회전운동이 설정되었을 때, 시스템은 단계(26)에서 모든 변화에 대하여 주기적으로 주어진 지리적 위치에 대한 작동상의 선체회전운동을 모니터링할 수 있다. 만약 변화가 없다면, 시스템은 추후 다시 시스템을 모니터링하도록 설정된다. 만약 단계(28)에서 주어진 지리적 위치에 대한 선체회전운동의 변화가 있는 경우, 시스템은 이러한 시스템을 선체제어/경보시스템에 결합하는 것을 포함하는 부가적인 작동을 위하여 사용자 및/또는 프로세서나 다른 장치에 변화를 나타낼 수 있다.

만약 실제의 데이터가 예상된 데이터와 일치하지 않는 경우, 계류라인 또는 앵커가 손상되었음을 나타낼 수 있다. 계류라인 또는 앵커의 대략적인 표시는 손상된 계류시스템에 대한 라인고장사례 (또는 가능한 경우 실제값)를 고려하여 선체분석모델을 이용하여 계산된 이론값과 실제 데이터를 비교하여 얻을 수 있다. 일부 시스템에서는 다른 계류라인에서 자동변경을 수행하여 계류시스템의 강성을 재설정하고 변경전에 선체회전운동을 재설정할 수 있다.

계류라인 및 앵커의 고장탐지 이외에도, 선체회전운동 모니터링 시스템(14)은 폴리머 계류라인이 사용될 때와 같이 신장/크리핑이 발생할 때를 나타내기 위해 사용될 수 있고, 하나 이상의 계류라인의 재장력화가 필요하다. 예를 들어, 기준위치에 대한 선체의 작동위치의 비교는 계류라인의 앵커링 포인트로부터 선체의 계류포인트의 거리를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 유사하게, 본 발명은 라이저/익스포트 시스템 강성의 변화를 연관시키는 데 사용될 수 있다. 또한 모니터링 시스템은 선체 구성요소의 피로를 추정하는데 사용될 수 있다. 평균위치의 부근에서 변화를 보이는 선체의 지리적 위치와 이에 상응하는 회전운동의 정확한 기록은 모델링에 기초한 기준데이터베이스를 이용하는 향상된 후처리를 통하여 선체의 운동에 의하여 직접적으로 영향을 받는 선체 구성요소의 피로를 축적할 수 있도록 한다. 이러한 피로분석은 지속적으로 실제 피로 소모량과 회전운동에 의한 관련된 잔여수명의 측정이 가능하도록 한다.

도 7a는 수중에서 운동하는 계류시스템을 가지고 도 4에서 보인 하나 이상의 손상된 계류라인을 갖는 선체에서 x-축의 평균 스웨이, y-축의 평균 서지와, z-축의 평균 요에 대한 계산된 회전운동 모델의 도식적인 구성을 보인 개략 3차원 도표이다. 도 7b는 수중에서 운동하는 계류시스템을 가지고 도 4에서 보인 하나 이상의 손상된 계류라인을 갖는 선체에서 x-축의 평균 스웨이와 y-축의 평균 서지의 계산된 도 7a의 회전운동모델의 도식적인 구성을 보인 개략 2차원 도표이다. 도표는 특정 스웨이와 서지에 대한 선체회전운동의 하나로써 요의 변화를 설명하는 5 개의 패턴을 보이고 있다. 패턴 I는 계류라인이 손상되지 않고 설계된 바와 같은 기능을 할 때의 선체회전운동을 보인 것이다. 계류라인이 손상되지 않고 설계된 바와 같은 기능을 할 때, 패턴 I는 도표의 거의 중앙에 표시된다. 패턴 P1은 MG1에서 하나 이상의 계류라인이 손상되었을 때 일반적으로 선체운동이 도 4에서 보인 계류시스템 도면의 좌측상단으로 옮겨진 변화된 선체회전운동을 보이고 있다. 패턴 P2는 MG2에서 하나 이상의 계류라인이 손상되었을 때 일반적으로 선체운동이 도 4에서 보인 계류시스템 도면의 우측상단으로 옮겨진 변화된 선체회전운동을 보이고 있다. 패턴 P3은 MG3에서 하나 이상의 계류라인이 손상되었을 때 일반적으로 선체운동이 도 4에서 보인 계류시스템 도면의 우측하단으로 옮겨진 변화된 선체회전운동을 보이고 있다. 패턴 P4는 MG4에서 하나 이상의 계류라인이 손상되었을 때 일반적으로 선체운동이 도 4에서 보인 계류시스템 도면의 좌측하단으로 옮겨진 변화된 선체회전운동을 보이고 있다.

패턴은 일반적으로 움직임이 적고 잔잔한 바다를 나타내는 중심영역(38)을 갖는다. 잔잔한 바다에서 중심영역(38)의 요는 계류그룹이 손상되고 잠재적인 심각성을 가짐을 나타내므로 조언이 있는 경우 시정조치를 취하여야 한다. 도 7a 및 도 7b에서 보인 바와 같이, 잔잔한 바다에서 중심영역의 위치는 계류그룹이 손상되고 잠재적인 심각성을 가짐을 나타내므로 조언이 있는 경우 시정조치를 취하여야 한다. 스웨이 및/또는 서지가 증가하는 격랑의 바다에서는 중심영역(38)으로부터 연장된 확산영역(40, 42)에서 확산데이터로 나타낸 바와 같이 패턴은 강도가 확산되기 시작한다. 패턴이 확산될 때 패턴이 겹치기 시작하여 다른 계류그룹의 데이터 포인트가 혼합된다. 이들 조건하에서, 요는 계류라인의 상태와 손상된 경우 어떤 계류라인이 손상되었는지를 결정하는데 이들 모델화된 조건(그리고 유사하게 다른 조건하에서 각각 롤과 피치의 다른 회전운동)만으로는 불충분할 수 있다. 계류시스템의 무결성 및 손상된 계류라인의 위치를 더 명확하게 하기 위하여 하나 이상의 다른 회전운동이 해류회전운동에 부가하거나 대신하여 사용될 수 있다.

도 8은 수중에서 운동하는 계류시스템을 가지고 도 4에서 보인 하나 이상의 손상된 계류라인을 갖는 선체의 x-축의 평균 스웨이, y-축의 평균 서지와, z-축의 평균 롤에 대한 계산된 회전운동모델의 도식적인 구성을 보인 개략 3차원 도표이다. 도 8은 도 7a 및 도 7b의 요와 동일한 조건하에서 선체회전운동 중 하나로 롤에 초점을 맞추고 패턴은 유사하게 부호를 붙였다. 패턴은 일반적으로 움직임이 적은 잔잔한 바다를 나타내는 중심영역(38)을 갖는다. 잔잔한 바다에서 중심영역의 롤은 계류그룹이 손상되고 잠재적인 심각성을 가짐을 나타내므로 조언이 있는 경우 시정조치를 취하여야 한다. 특별히 모델화된 조건의 경우, 스웨이 및/또는 서지가 증가하는 격랑의 바다에서는 중심영역(38)으로부터 연장된 확산영역(40, 42)에서 확산데이터로 나타낸 바와 같이 패턴은 강도가 확산되기 시작한다. 그러나, 확산효과는 패턴이 확산영역(42)에서 패턴 P1 및 패턴 P2의 부분 사이에서 잠재적인 중첩이 이루어진 것을 제외하고는 현저히 중첩이 이루어지지 않도록 한다. 모델화된 조건에서, 패턴들은 이들이 더 강도 높은 조건으로 확산되더라도 서로 어느 정도 분리된 상태를 유지한다. 모델화된 조건하에서, 롤은 계류라인의 상태와 손상된 경우 어떤 계류라인이 손상되었는지를 결정하는데 이들 모델화된 조건만으로는 불충분할 수 있다. 보다 나은 정확성이 요구되는 경우, 계류시스템의 무결성 및 손상된 계류라인의 위치를 더 명확하게 하기 위하여 하나 이상의 다른 회전운동 파라메타를 입력하거나 측정할 수 있다.

도 9는 수중에서 운동하는 계류시스템을 가지고 도 4에서 보인 하나 이상의 손상된 계류라인을 갖는 선체의 x-축의 평균 스웨이, y-축의 평균 서지 및 z-축의 평균 피치의 계산된 회전운동모델의 도식적인 구성을 보인 개략 3차원 도표이다. 도 9는 도 7a 및 도 7b의 요와 도 8의 롤과 동일한 조건하에서 선체회전운동 중 하나로 피치에 초점을 맞추고 패턴은 유사하게 부호를 붙였다. 패턴들은 일반적으로 움직임이 적고 잔잔한 바다를 나타내는 중심영역(38)을 갖는다. 특별히 모델화된 조건의 경우, 잔잔한 바다에서 중심영역의 피치는 계류그룹을 쌍으로 분리하여 패턴 P1 과 P4가 패턴 P2 및 P3로부터 분리된다. 스웨이 및/또는 서지가 증가하는 격랑의 바다에서는 중심영역(38)으로부터 연장된 확산영역(40, 42)에서 확산데이터로 나타낸 바와 같이 패턴은 강도가 확산되기 시작한다. 그러나, 확산효과는 패턴 P1 및 패턴 P4의 쌍이 다른 패턴 P2 및 P3의 쌍과 현저히 중첩이 이루어지지 않도록 한다. 모델화된 조건에서, 이들 패턴의 쌍은 이들이 더 강도 높은 조건으로 확산되더라도 서로 어느 정도 분리된 상태를 유지한다. 모델화된 조건하에서, 피치는 한쌍의 계류그룹의 상태와 손상된 경우 어떤 계류라인이 손상되었는지를 결정하는데 충분할 수 있다. 이와 같이, 실제의 데이터가 P1 또는 P4에 유사하나 P2 또는 P3에는 유사하지 않은 패턴을 보인 경우, 작업자는 잠재적인 수정수리를 위하여 계류그룹 MG1 및 MG4에 초점을 맞추어야 함을 이해할 수 있을 것이다. 보다 나은 정확성이 요구되는 경우, 계류시스템의 무결성 및 손상된 계류라인의 위치를 더 명확하게 하기 위하여 하나 이상의 다른 회전운동 파라메타를 입력하거나 측정할 수 있다.

모델화된 조건으로부터의 결과를 보인 예시적인 도표에서, 만약 잔잔한 바다라면 제1 분석은 계류시스템 무결성에 대하여 도 7a 및 도 7b에서 보인 바와 같은 요를 분석하는 것일 수 있다. 요의 결과가 혼합될 때 격랑의 바다에서는, 도 8에서 보인 바와 같은 롤이 계류그룹의 조건을 보다 잘 나타내는 지표가 될 것이며, 만약 손상이 있다면 계류그룹은 수정이 필요할 것이다. 만약 롤 분석에서 패턴 P1 및 P2로부터 계류그룹 MG1 또는 MG2의 어느 하나 또는 이들 모두에서 손상상태를 나타내나 도 8에서 보인 일부 상태에 혼합에 의한 것이 어느 것인지 명확하지 않으면, 도 9에서 보인 바와 같은 피치의 추가분석이 도움을 줄 것이다. 도 9는 패턴 P1 및 P2를 다른 쌍으로 분리하고 이로써 실제의 결과는 MG1 또는 MG2가 구성되는 것을 구별하기 위하여 이들 쌍 중 하나에 속할 가능성이 높다. 요약컨데, 3 개 회전운동 중에서 하나 이상을 확인함으로써 계류시스템의 무경성이 모니터링될 수 있다. 만약 손상상태가 나타나면, 모니터링 시스템은 어떤 계류그룹을 표시하거나 최소한 어떤 계류그룹의 범위를 좁혀서 권고가 있을 경우 검사하고 수정할 수 있다.

물론, 여러 계류그룹과 시스템은 해양조건에 의하여 생성된 차이에 부가하여 상이한 결과로써 신장, 중첩 및 패턴의 다른 그룹과 쌍을 이루는 것 등을 생성할 것이다. 도면의 도표는 계류시스템 무결성을 측정하기 위하여 3 개의 선체회전운동을 단독 및/또는 하나 이상의 조합으로 이용하는 개념을 설명한다. 분석할 수 있는 회전운동의 예는 요, 롤, 피치, 요 및 롤, 요 및 피치, 롤 및 피치, 그리고, 요, 롤 및 피치가 있다.

도 10은 개시된 실시형태에 따라 선체회전운동을 자동으로 측정하고 선체회전운동을 모니터링하는 단계가 설명되는 컴퓨팅 시스템의 실시예를 보인 것이다. 도시된 바와 같이, 이 시스템은 네트워크 연결(104)을 통하여 네트워크(106)에 연결될 수 있는 하나 이상의 사용자처리장치(102)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 사용자처리장치(102)는 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰 및 기타 다른 처리장치일 수 있으며, 네트워크 연결(104)은 유선 및/또는 무선 네트워크 연결일 수 있다. 대안적으로, 사용자처리장치(102)는 네트워크 또는 네트워크 서버와 연결되지 않는 독립형 시스템일 수 있다. 하나 이상의 네트워크 서버(108)가 이러한 네트워크 서버(108)내에 수용된 내부 데이터베이스 또는 특별한 구현형태의 제약(예를 들어, 크기, 속도 등)에 따라 이러한 네트워크 서버(108)(여기에 도시됨)로부터 물리적으로 분리된 위치에 놓인 데이터베이스일 수 있는 하나 이상의 데이터베이스(110)를 갖는 네트워크(106)에 연결될 수 있다. 여기서 "서버"라는 용어는 기존의 서버뿐만 아니라 고급 컴퓨터, 워크스테이션, 메인프레임, 슈퍼컴퓨터 등을 포함하는 데 사용된다. 유사하게, 하나 이상의 데이터베이스(110)는 선체회전운동 및 이러한 선체회전운동으로부터의 변화를 측정하기 위한 위치정보를 포함하는 데이터 및 정보를 저장할 수 있는 관계형 데이터베이스, 운영 데이터베이스, 또는 다른 적절한 데이터베이스일 수 있다.

도 11은 컴퓨팅 네트워크(106)에서 하나 이상의 서버(108)로 사용될 수 있는 서버를 도식적으로 보이고 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 이러한 서버(108)는 하이-엔드 서버, 워크스테이션, 메인프레임, 슈퍼컴퓨터 등을 포함하는 것으로, 당업자에게 알려진 임의의 적절한 데이터처리시스템일 수 있다. 이러한 서버(108)는 일반적으로 서버(108)내에서 정보를 전송하기 위한 버스(128) 또는 다른 통신메커니즘과, 정보를 처리하기 위하여 버스(128)와 결합된 CPU(112)를 포함한다. 서버(108)는 또한 CPU(112)에 의하여 실행될 컴퓨터판독가능 명령어를 저장하기 위하여 버스(128)에 결합된 랜덤 액세스 메모리("RAM") 또는 다른 동적 저장 장치와 같은 메인 메모리(114)를 포함 할 수 있다. 메인 메모리(114)는 또한 CPU(112)에 의하여 실행될 명령을 실행하는 동안 임시변수 또는 다른 중간정보를 저장하는 데 사용될 수 있다. 서버(108)는 또한 CPU(112)에 대한 정적정보 및 명령어를 저장하기 위하여 버스(128)에 결합된 읽기전용 메모리("ROM")(116) 또는 다른 정적 저장장치를 더 포함할 수 있다. CPU(112)에 정보 및 명령어를 저장하기 위하여, 자기디스크, 광디스크 또는 솔리드 스테이트 메모리장치와 같은 컴퓨터 판독 가능 저장장치(118)가 버스(128)에 결합될 수 있다.

상기한 바와 같이 사용된 "컴퓨터판독가능 명령어"라는 용어는 CPU(112) 및/또는 다른 구성요소에 의하여 수행될 수 있는 임의의 명령어를 말한다. 유사하게, 용어 "컴퓨터판독가능 매체"는 컴퓨터판독가능 명령어를 저장하는데 사용될 수 있는 임의의 저장매체를 말한다. 이러한 매체는 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 많은 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 매체는 예를 들어 저장장치(118)와 같은 광학 또는 자기 디스크를 포함 할 수 있다. 휘발성 매체는 메인 메모리(114)와 같은 동적 메모리를 포함할 수 있다. 전송매체는 동축케이블, 구리선 및 광섬유를 포함할 수 있다. 전송 자체는 무선주파수("RF") 및 적외선("IR") 데이터 통신 중에 생성되는 것과 같은 음향 또는 광파의 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터판독가능 매체의 일반적인 형태는 예를 들어 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 기타 자기매체, CD ROM, DVD, 기타 광학매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH EPROM, 기타 메모리 칩 또는 카트리지 또는 컴퓨터가 읽을 수있는 기타 매체를 포함한다.

또한 CPU(112)는 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위하여 버스(128)를 통해 디스플레이(120)에 연결될 수 있다. 영숫자(英數字) 등의 키보드, 마우스, 트랙볼, 커서방향키 등을 포함하는 하나 이상의 입력장치(122)가 정보 및 명령어 선택을 CPU(112)에 전달하기 위하여 버스(128)에 연결될 수 있다. 네트워크 인터페이스(124)는 네트워크(106)를 통하여 서버(108)와 다른 컴퓨터 사이에 쌍방향 통신을 제공한다. 한 예에서, 네트워크 인터페이스(124)는 데이터통신 연결이 상응하는 형태의 전화선에 제공될 수 있도록 사용되는 통합서비스 디지털 네트워크("ISDN") 카드 또는 모뎀일 수 있다. 다른 예로서, 네트워크 인터페이스(124)는 호환가능한 근거리통신망("LAN")에 대한 데이터통신 연결이 이루어질 수 있도록 하는 근거리통신망 LAN 카드일 수있다. 또한 무선링크가 네트워크 인터페이스(124)를 통하여 구현될 수 있다. 요약컨데, 네트워크 인터페이스(124)의 주요기능은 다양한 유형의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림을 운반하는 전기, 전자기, 광학 또는 기타 신호를 송수신하는 것이다.

본 발명의 실시형태에 따라서, 선체의 선체회전운동을 측정 및/또는 모니터링하기 위한 애플리케이션(126) 또는 이를 위한 컴퓨터판독가능 명령어가 저장장치(118)에 구비될 수 있다. 애플리케이션(116)을 위한 컴퓨터판독가능 명령어는 선체회전운동을 측정하고 이러한 선체회전운동으로 선체의 순응상태를 모니터하기 위하여 CPU(112) 및/또는 서버(108)의 다른 구성요소에 의하여 실행될 수 있다. 이러한 애플리케이션(126)은 본문에 언급된 알고리즘의 단계를 수행하기 위하여 당업자에게 알려진 임의의 적절한 애플리케이션 개발환경 및 프로그래밍 언어를 사용하여 구현될 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 여러 실시형태에서, 애플리케이션(126)은 다른 애플리케이션들과 독립적으로 실행될 수 있는 독립형 애플리케이션일 수 있거나, 기존 소프트웨어 패키지 등에 대한 플러그인 모듈의 형태일 수 있다.

상기 설명된 본 발명의 하나 이상의 관점을 이용하는 다른 실시형태 또는 추가 실시형태는 출원인의 발명의 기술사상으로부터 벗어남이 없이 창안될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 범위내에서 다른 변형이 있을 수 있는 것과 함께, 다른 유형의 지리적 위치 측정장치, 경보, 원격감지용 소프트웨어, 선체 제어/경보 시스템과 연결된 전용 소프트웨어 등과 같은 다양한 장비가 선체회전운동 모니터링 시스템의 작동 및 통보를 향상시킬 수 있도록 하는데 사용될 수 있다.

또한, 시스템의 여러 방법과 실시형태는 개시된 방법 및 실시형태의 변형실시형태를 구성하는데 서로 조합하여 포함될 수 있다. 단수의 요소에 대한 설명은 복수의 요소를 포함할 수 있으며 그 반대도 마찬가지이다. 적어도 하나의 대상이라 함은 하나 이상의 대상을 포함하는 것이다. 또한, 실시형태의 다양한 관점은 본 발명을 이해할 수 있도록 하는 것에 대하여 서로 관련하여 이용될 수 있다. 문맥상 달리 요구하지 않는 한, "포함하다"라는 용어 또는 "포함한" 또는 "포함하는" 것과 같이 변화시켜 사용한 용어는 적어도 언급된 요소 또는 단계 또는 요소 그룹 또는 단계 또는 그와 동등한 요소의 포함을 의미하는 것으로 이해되어야 하며 더 많은 수효 또는 다른 요소 또는 단계 또는 요소 그룹 또는 단계 또는 그와 동등한 요소의 제외를 의미하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 장치 또는 시스템은 다양한 방향 또는 배향에서 사용될 수 있다. 용어 "결합된", "결합하는", "결합체" 등의 용어는 본 명세서에서 포괄적으로 사용되며, 고착, 체결, 접착, 고정, 부착, 결속, 삽입, 형성, 연통 또는 그 이외에 연합 등, 예를 들어, 기계적, 자기적, 전기적, 화학적, 작동적, 직접적 또는 간접적으로 중간요소, 부재의 하나 이상의 부분에 연합하는 것등을 포함하고, 일체형 방식으로 하나의 기능성 부재를 다른 부재와 일체로 형성하는 것을 제한없이 더 포함할 수 있다. 결합은 회전방향을 포함하여 어느 방향에서나 이루어질 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시실시형태 및 다른 실시형태의 맥락에서 설명되었으나, 본 발명의 모든 실시형태가 설명된 것은 아니다. 기술된 실시형태에 대한 명백한 수정 및 변형실시형태는 당업자에 의하여 용이하게 구현될 수 있을 것이다. 본문에 기술되었거나 기술되지 않은 실시형태는 출원인에 의하여 제안된 발명의 범위 또는 적용가능한 범위을 제한하거나 제한하기 위한 것이 아니라, 특허법에 따라 출원인은 다음의 청구범위의 범위내에 속하는 이러한 수정 및 개선의 내용과 이들의 등가물을 포함하는 모든 것을 완전히 보호하고자 한다.

2: 선체, 2A: 선박, 2B: 생산설비, 4: 계류시스템, 6: 계류라인, 8: 해저, 10: 앵커장치, 11: 계류포인트, 14, 14': 선체회전운동 모니터링 시스템, 16: 안테나, 18: GPS 또는 DGPS 리시버 18': 자이로스코프, 18": 기타 시스템 및 장치, 20, 22, 24, 26, 28: 단계, 38: 중심영역, 40, 42: 확산영역, 102: 사용자처리장치, 104: 네트워크 연결, 106: 네트워크, 108: 네트워크 서버, 110: 데이터베이스, 112: CPU, 114: 메인 메모리, 116: ROM, 118: 컴퓨터판독가능 저장장치, 120: 디스플레이, 124: 네트워크 인터페이스, 126: 애플리케이션, 128: 버스.

Claims (19)

1. 선체와 하나 이상의 계류라인이 결합되는 계류포인트를 갖는 앵커 사이에 결합된 하나 이상의 계류라인을 갖는 부유식 선체용 계류시스템에서 변화를 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 방법이
   기준의 지리적 위치를 설정하기 위하여 선체에서 위치설정점의 지리적 위치를 측정하고 기록하는 단계;
   관련 기준의 선체회전운동을 설정하기 위하여 기준의 지리적 위치에서 선체의 관련 회전운동의 하나 이상의 형태를 측정하고 기록하는 단계와;
   계류라인 강성, 계류라인의 프리텐션, 앵커위치 또는 그 조합의 변화를 나타낼 수 있도록 운영상의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 손상되지 않은 계류시스템에 해당하는 기준의 지리적 위치 및 관련 기준의 선체회전운동의 기준데이터에 비교하는 단계;
   를 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
2. 제1항에 있어서, 회전운동이 선체의 요, 롤, 피치운동 및 이들의 조합 중의 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
3. 제1항에 있어서, 운영상의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 기준의 지리적 위치 및 관련 기준의 선체회전운동의 기준데이터에 비교하는 단계가 관성운동유닛을 이용하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
4. 제3항에 있어서, 관성운동유닛을 이용하는 단계가 관성운동유닛의 가속도계, 자이로스코프 및 자력계 중의 하나 이상을 이용하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
5. 제4항에 있어서, 관성운동유닛을 이용하는 단계가 각 선체의 축에 대하여 관성운동유닛의 가속도계, 자이로스코프 및 자력계 중의 하나 이상을 이용하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
6. 제1항에 있어서, 운영상의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 기준의 지리적 위치 및 관련 기준의 선체회전운동의 기준데이터에 비교하는 단계가 다수의 선체의 요, 롤 및 피치운동, 또는 이들의 조합을 비교하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
7. 제1항에 있어서,
   관련 기준의 선체회전운동을 설정하기 위하여 기준의 지리적 위치에서 선체의 관련 회전운동의 하나 이상의 형태를 측정하고 기록하는 단계가 기준의 지리적 위치에서 다수의 선체 운동 자유도를 측정하는 단계를 포함하고,
   운영상의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 기준의 지리적 위치 및 관련 기준의 선체회전운동의 기준데이터에 비교하는 단계가 운영상의 지리적 위치에서 다수의 선체 운동 자유도를 측정하는 단계를 포함함을
   특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
8. 제1항에 있어서, 계류라인 또는 앵커가 변화되었음을 나타내기 위하여 운영상의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 손상된 계류시스템에 일치하는 기준데이터에 비교하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
9. 제1항에 있어서, 위치설정점의 하나 이상의 지리적 위치가 위성항법시스템에 의하여 측정됨을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
10. 제1항에 있어서, 운영상 환경조건에 관계없이 운영상의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 기준의 지리적 위치 및 관련 기준의 선체회전운동에 비교하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 방법이 관성운동유닛으로 하나 이상의 지리적 위치를 측정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
12. 제11항에 있어서, 선체의 운영상 지리적 위치를 일련의 예상된 지리적 위치에 비교하는 단계가 예상된 지리적 위치로부터 선체의 편위를 측정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 방법이
    선체의 일련의 예상된 지리적 위치와 관련 선체회전운동으로 기준데이터의 적어도 일부를 설정하기 위하여 장시간 동안 선체의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 기록하는 단계와;
    선체의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 선체의 일련의 예상된 지리적 위치와 관련 선체회전운동에 비교하는 단계;
    를 더 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
14. 제1항에 있어서, 선체의 운동에 의하여 직접적으로 영향을 받는 선체 구성요소의 피로를 축적하기 위하여 장시간 동안 선체의 지리적 위치와 관련 선체회전운동을 기록하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템 변화의 모니터링 방법.
15. 제1항의 방법을 수행할 수 있도록 구성된 데이터처리시스템.
16. 제1항의 방법을 수행할 수 있도록 구성된 데이터처리시스템에 명령어를 제공할 수 있도록 구성된 컴퓨터 소프트웨어.
17. 계류라인 강성변화, 계류라인이 연결되는 계류포인트를 갖는 계류된 선체의 계류라인 물질크리핑 또는 그 조합을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 방법이
    지리적 위치와 선체의 관련 선체회전운동의 하나 이상의 형태를 측정하는 단계와;
    계류라인의 강성변화를 측정하기 위하여 지리적 위치와 관련 선체회전운동의 측정된 변화를 이용하는 단계;
    를 포함함을 특징으로 하는 계류라인 모니터링방법.
18. 계류라인이 연결되는 계류포인트를 갖는 계류된 선체의 라이저/익스포트 시스템 강성변화를 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 방법이
    지리적 위치와 선체의 관련 선체회전운동의 하나 이상의 형태를 측정하는 단계와;
    라이저/익스포트 시스템의 강성변화를 측정하기 위하여 지리적 위치와 관련 선체회전운동의 측정된 변화를 이용하는 단계;
    를 포함함을 특징으로 하는 계류선체의 라이저/익스포트 시스템 강성변화 모니터링방법.
19. 선체와 하나 이상의 계류라인이 결합되는 계류포인트를 갖는 앵커 사이에 결합된 하나 이상의 계류라인을 갖는 부유식 선체용 계류시스템의 변화를 모니터링하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템이
    위성측위장치로부터 선체의 위치설정점의 지리적 위치를 측정하고,
    특정 지리적 위치에서 선체의 관련 선체회전운동의 하나 이상의 형태를 측정하며,
    계류라인의 강성 또는 앵커의 변화를 나타낼 수 있도록 예상된 데이터 셋트에 대하여 선체의 지리적 위치와 그 관련 선체회전운동을 비교할 수 있도록 구성된 위성측위장치와 데이터처리시스템
    을 포함함을 특징으로 하는 부유식 선체용 계류시스템의 변화를 모니터링하기 위한 시스템.

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