KR100316291B1 - 수중 하강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바지선에 장착된 2개의 철주구조물을 이용하는 수중 하강장치에 관한 것으로, 각 철주구조물은 보관윈치에 감겨 있는 당김 와이어로프를 갖추며, 이 당김줄은 철주구조물의 상부 및 하부 도르래를 통해 견인윈치로 지나가고, 각 당김줄의 상응하는 끝은 평형빔에 서로 연결되는 한편, 연결장치부가 크레인으로부터의 하중이동을 이행하는 개의 뒷다리 같이 구부러진 중심부를 갖춘 스프레더 바로부터 매달려 있는데, 상기 하중을 지지하는 하강수단이 이 연결장치부에 직접 수용되고, 줄매기 작업을 할 필요없이 하강장치로 하중을 전달하게 된다.

Description

수중 하강장치 {Deep Water Lowering Apparatus}

본 발명은 해양생산설비를 위한 수중구조물용 부재들의 설치에 관련된 것으로, 특히 수심이 깊은 곳에서 이러한 부재들의 설치를 위한 수중 하강장치에 관한 것이다.

통상, 템플레이트(template)와, 말뚝, 컨덕터(conductor), 타워 바닥부와 같은 해양생산설비를 위한 수중구조물용 부재들은 데릭(derrick) 바지선의 크레인을 사용함으로써 설치되는 바, 상기 템플레이트는 해저바닥으로부터 개펄 위의 약 30피트(feet)까지 연장하는 말뚝과 컨덕터 안내부 및 설비용 플랫폼(platform)으로 작용하는 관형상의 강철틀이고, 상기 말뚝은 템플레이트나 타워 바닥부를 해저바닥에 확실히 고정하면서 600피트에 이르기까지 해저바닥을 관통하는 큰 강철관으로 이루어진다. 또한, 상기 컨덕터는 구멍을 뚫기 위해 사용되는 템플레이트에 연결된 안내부를 통해 해저바닥으로 박히는 강철파이프이며, 상기 타워 바닥부는 큰 해양플랫폼의 하부이다.

수중의 템플레이트와 말뚝 및 컨덕터를 설치하는 가장 일반적인 수단은 데릭 바지선에 장착된 크레인을 사용하는 것으로, 이 크레인은 수중블록(block)에 대해 용량제한이 있으며, 대분분의 데릭 바지선의 크레인은 수중블록이 설치되어 있지 않다. 이러한 크레인을 사용하면 크레인으로부터 다른 장치로의 하중이동이 필요하지 않게 되는 장점이 있는 한편, 크레인의 사용은 수중블록의 용량제한 때문에 비교적 가벼운 하중과 얕은 지역의 수중설치에 한정되는 단점이 있고, 크레인 사용의 다른 단점은 크레인의 하강작업 동안 다른 작업을 할 수 없으며, 돌발사태 발생시 제한적인 도움만 제공할 수 있다는 것이다.

제 2설치수단은 맞물림장치와 이동하는 도르래블록 조립체를 갖춘 당김장치인데, 이 장치의 일반적인 장점은 당김장치와 당김줄의 크기에 따라 크레인 보다 무거운 하중을 취급할 수 있는 반면, 이 장치의 단점은 크레인으로부터 당김장치와 도르래 장치로의 하중이동을 필요로 하며, 다른 단점은 크레인의 하강작업 동안 다른 작업을 할 수 없으며, 돌발사태 발생시 크레인이 임의의 도움을 줄 수 있는 성능을 제한한다는 것이다.

제 3장치는 다른 작업을 하도록 바지선의 크레인을 자유롭게 하는 장점을 제공하고, 깊은 물에서 무거운 하중까지의 수중설치를 향상시키는 다중 호이스트 (hoist) 장치인데, 이의 단점으로는 크레인으로부터 다중 호이스트 장치로의 하중이동이 필요하고, 각 윈치(winch)에 한 작업자가 필요하며, 호이스트들은 상이하고 느린 속도로 작동된다. 또한, 모든 호이스트 드럼을 동시에 작동시키는 주 제어조작반이 없으며, 와이어로프들 사이의 차등적인 하중과 신장율 및 변화가능한 호이스트의 속도를 제어하는 평형빔이 없어서, 별도의 해양승강장치가 장치의 각 부품을 위해 필요하게 되고, 해양조립체(offshore assembly)를 필요로 하게 된다.

이러한 기술의 현재 상황은 심해의 해양생산설비용 부품들을 하강시키는 데에 부딪치게 되는 요구를 충분히 만족시키지 못하고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 감안해서 이에 역점을 두고 안출된 것으로, 바지선에 장착된 2개의 철주구조물을 사용하는 심해의 수중 하강장치를 제공하게 되는 바, 각 철주는 보관윈치에 감겨 있는 당김 와이어로프를 갖추고 있으며, 각 당김줄은 철주구조물의 상부 및 하부 도르래를 통해 견인윈치로 지나가고, 상기 하부 도르래는 스프레더 바(spreader bar)와 연결장치부에 연결되는데, 이는 단일한 하강지점을 제공하게 된다. 각 당김줄의 상응하는 끝은 평형빔에 서로 연결되어 있으며, 상기 연결장치부는 크레인으로부터의 하중이동을 이행하는 개의 뒷다리 같이 구부러진 중심부를 구비하고 있는 스프레더 바에 매달려 있는데, 상기 하중을 지지하는 하강수단은 연결장치부에 직접 수용되어 있고, 줄매기 작업을 할 필요없이 하중을 하강장치에 전달한다.

본 발명의 목적과 특징을 더욱 잘 이해하기 위해 첨부도면과 함께 다음 설명을 참조로 하는데, 도면에서 동일한 부분은 동일한 참조번호를 부여한다.

도 1은 바지선의 크레인을 사용하는 종래기술의 측면도,

도 2는 바지선의 당김장치를 사용하는 종래기술의 사시도,

도 3은 바지선의 다중 호이스트장치를 사용하는 종래기술의 평면도,

도 4는 하중을 하강시키는 데에 사용되는 본 발명의 측면도,

도 5는 본 발명의 하강기구를 도시한 개략도,

도 6은 본 발명의 측면도,

도 7은 본 발명의 평면도,

도 8은 본 발명의 스프레더 바와 연결장치부를 도시한 평면도,

도 9a 및 도 9b는 스프레더 바와 연결장치부를 설치하는 순서를 도시한 정면도,

도 10a는 설치구조물의 무거운 하중과 함께 본 발명의 하강부로 이동하는 본 발명의 하강수단의 움직임을 도시한 정면도,

도 10b는 도 10a의 10B-10B선도,

도 11a는 본 발명의 연결장치부로 이동되는 본 발명의 하강수단을 도시한 정면도,

도 11b는 도 11a의 11B-11B선도,

도 12a는 본 발명으로부터 크레인부분의 해제를 도시한 정면도,

도 12b는 도 12a의 12B-12B선도,

도 13은 본 발명과 함께 2 또는 4개의 당김줄이 사용되는 삼중판의 정면도,

도 14는 본 발명과 함께 2개의 당김줄이 사용되는 형태의 도 13에 도시된 삼중판의 정면도이다.

도 1은 데릭 바지선(3)에 장착된 크레인(1)을 사용하는 종래기술을 도시한 것으로, 크레인은 전형적으로 수중블록(5)에 대해 제한을 받고 있다.

도 2는 바지선(3)에 장착된 당김장치(7)를 사용하는 종래기술을 도시한 것으로, 당김장치(7)의 맞물림부(9)와, 크레인블록(13)의 이동하는 상부 도르래블록(11 ), 이동하는 하부 도르래블록(15) 및, 종점지지부(17)는 템플레이트로 도시된 하중 (21)과 당김줄(19)을 제어하는 데에 사용된다.

도 3은 2개의 이중 호이스트 드럼(23)을 사용하는 바지선에 장착된 다중 호이스트장치를 사용하는 종래기술을 도시한 것으로, 각 드럼은 그 당김줄(19)이 타워(27)에 장착된 도르래장치(25)로 나아가게 한다.

도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 참조번호 10으로 표시되는 바, 수중 하강장치(10)는 2개의 철주(12)와, 2개의 보관윈치(14), 2개의 견인윈치(16), 2세트의 상부 및 하부 도르래블록(18,20), 스프레더 바(22), 연결장치부(24), 하강수단(26) 및, 평형빔(28)을 구비하고 있다. 설명을 쉽게 할 필요가 있어서, 본 발명의 이중품목 중 하나만 참조로 설명된다.

본 발명은 바지선(3)상에 받쳐 있는 스키드(skid;30)에 장착되는데, 이는 본 발명이 이동될 수 있게 하며, 이 장치는 필요할 때 배에서 배로 이동될 수 있다. 하나의 철주(12)와, 보관윈치(14), 견인윈치(16) 및, 일련의 상부와 하부 도르래블록(18)은 서로 일직선이 되도록 스키드(30)에 장착되는 한편, 다른 철주(12)와, 보관윈치(14), 견인윈치(16) 및, 일련의 상부와 하부 도르래블록(18,20)도 서로 일직선이 되도록 스키드(30)에 장착된다. 2세트의 철주와 이와 관련된 장치들은 서로 평행하면서 이격되도록 스키드(30)에 장착되는데, 이 스키드(30)는 철주가 바지선 (3)의 끝에 있게 되도록 위치하며, 상기 스키드(30) 사이에 설치된 작업실(32)로부터 작업이 제어된다.

바람직하기로는 와이어로프인 당김줄(34)은 각 보관윈치(14)에 감겨 있는 바, 도 5의 개략도에 아주 잘 도시된 바와 같이 보관윈치로부터의 당김줄(34)은 견인윈치(16)의 양쪽 드럼의 주위와, 고정된 도르래(36A)의 아래, 상부 도르래블록 (18)의 도르래(38A)의 위, 하부 도르래블록(20)의 도르래(40A)의 아래, 상부 도르래블록(18)의 도르래(38B)의 위, 하부 도르래블록(20)의 도르래(40B)의 아래, 상부 도르래블록(18)의 상부 도르래(38C)의 위, 고정된 도르래(36B)의 아래, 평형빔(28)의 한 끝에 수직하게 늘어선 이중의 도르래(42) 주위로 지나간다. 각 보관윈치(14)로부터의 당김줄(34)의 끝은 참조번호 44로 표시되어 있다. 연결선(pendant line; 46)은 각 보관윈치로부터의 당김줄(34)의 양끝에 고정된 각 끝을 갖추고, 평형빔 (28)의 반대편 끝에서 도르래(48) 주위로 지나간다.

상기 당김줄(34)은 바람직하기로 한쪽 보관윈치에는 왼쪽으로 꼬인 케이블 (cable)이고, 다른쪽 보관윈치에는 오른쪽으로 꼬인 케이블인데, 반대로 감겨진 당김줄을 사용하면 각 당김줄에서 와이어비틀림의 균형을 잡게 하여서, 하강 또는 승강작업 동안 하중의 선회를 방지하고, 스프레더 바와 연결장치부(이동조립체)의 선회도 방지하게 된다.

상기 평형빔의 도르래들 주위로 당김줄(34)과 연결선(46)의 설치는 불균일한베어링 마찰이나 상이한 윈치속도와 같은 변수로 생길 수 있는 작업중의 줄 본래의 비틀림에 저항하도록 작용한다.

도 8은 스프레더 바(22)와 연결장치부(24)를 도시한 것으로, 이 스프레더 바는 일반적인 방식으로 사용되어 적어도 2개의 승강줄 사이의 간격을 유지하도록 되어 있는데, 종래의 스프레더 바는 곧은 형상인 반면, 본 발명의 스프레더 바(22)는 개의 뒷다리 같이 구부러진 형상의 중심부(50)를 갖추고 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 연결장치부(24)는 U형상 개구부(52)를 갖추는 바, 이 U형상부는 수평한 평면에 위치되고, 바지선(3)의 측면으로부터 멀리 스프레더 바(22)의 개의 뒷다리 같이 구부러진 형상의 중심부(50)와 같은 방향으로 향한 U형상의 개방된 끝을 갖추고 있다. 스프레더 바(22)의 개의 뒷다리 같이 구부러진 중심부(50)와 연결장치부(24)의 U형상 개구부의 목적은 아래에 설명된다.

도 9a와 도 9b는 스프레더 바(22)와 연결장치부(24)의 설치를 도시하고 있는 바, 줄(54)은 크레인블록(13)으로부터 조종용 바(56)까지 연장하는데, 이 조종용 바(56)는 스프레더 바(22)에 고정되어 있다. 연결장치부(24)는 슬링(sling;58)에 의해 스프레더 바에 매달려 있으며, 이 스프레더 바(22)의 끝은 도 9b에 도시된 바와 같이 이 스프레더 바가 핀연결과 같은 임의의 적당한 수단으로 연결판(60)에 고정될 수 있도록 각 연결판(60)과 일직선으로 되어 있으며, 그 후에 이 장치는 설치될 구조물의 하중을 전달하기 위해 준비하게 된다. 바지선의 크레인으로부터 본 발명의 장치로 설치된 구조물의 하중을 이동하고 전달하는 작업은 도 10 내지 도 12에 도시되어 있는데, 철주와 같은 부재들은 도해를 쉽게 하기 위해 이들 도면에서 생략되어 있다.

도 10a는 연결장치부(24)로의 하강수단(26)과 하중의 이동을 도시하고 있는데, 이 단계에서 설치될 구조물의 하중은 바지선의 크레인(1)에 의해 완벽하게 지탱된다. 슬링(61)이 크레인블록(13)과 크레인 내부승강장치(64)의 하나 이상의 고리(65) 사이에 고정되는데, 상기 내부승강장치는 하강수단(26)에 분리가능하게 고정되는 한편, 다른 슬링(67)은 하강수단(26)의 하부끝에 연결된 하나 이상의 고리(65)와 도시되지 않은 하중 사이에 고정된다. 도 10b는 연결장치부와 함께 하강수단(26)의 배치를 도시하고 있다.

도 11a는 연결장치부(24)로 이동되는 하강수단(26)를 도시하고 있는 바, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 하강수단(26)은 연결장치부의 U형상 개구부내에 수용되는 크기로 되어 있으며, 이 하강수단(26)은 연결장치부(24)의 U형상 개구부(52 ) 보다 큰 직경을 갖는 어깨부(62)도 구비하고 있다. 상기 하강수단(26)이 U형상 개구부(52)에 수용된 후 이 하강수단(26)은 상기 어깨부(62)가 연결장치부(24)의 상부 위에 안착될 때까지 하강되고, 연결장치부(24)로 하중의 무게를 전달하는데, 이는 상기 하중이 본 발명의 장치로 직접 이동되도록 한다.

도 12a와 도 12b에 도시된 바와 같이, 일단 하중이 이동되면, 크레인(1)은 하강수단(26)으로부터 크레인 내부승강장치(64)를 해제함으로써 간단히 하강작업으로부터 벗어나게 된다. 상기 하강수단(26)은 상부끝이 적합하게 되어 크레인 내부승강장치(64)를 수용하게 되는데, 이 크레인 내부승강장치(64)는 당해분야의 공지된 방식으로 하강수단(26)의 적소에 체결된다. 따라서, 하중은 통상적으로 요구되었던 줄매기작업을 할 필요없이 신속하고 안전한 방법으로 크레인으로부터 본 발명의 하강장치로 이동되고, 이후에 상기 하강작업은 일반적으로 도 4에 도시되고 윈치의 사용에 대해 전술한 바와 같이 이행된다.

도면들은 각 하부 도르래블록(20)에서 4개의 당김줄(34)의 형태로 사용되는 본 발명을 도시하고 있으나, 하중의 무게와 수심에 따라 2 또는 4개의 당김줄의 형태로 승강 및 하강작업을 이행하는 것이 바람직하다. 도 13은 하부 도르래블록(20)에 다른 판으로 교환하거나 장치를 다시 끼울 필요없이 사용될 수 있는 형태로 된 삼중판(66)을 도시하고 있는데, 도 13에서 이 삼중판(66)은 4줄 형태를 제공하도록 각 도르래의 하부블록(20)에 고정되어 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 삼중판 (66)의 한쪽은 줄을 매는 사람이 필요없이 유압수단에 의해 핀을 간단히 제거함으로써 도르래로부터 분리될 수 있는데, 이는 상기 삼중판(66)이 2줄 형태로 한 도르래의 아래쪽으로 선회되게 할 수 있다. 고리(68)는 줄의 고정을 위한 위치로 선회되어 하중을 지지한다. 2줄 형태에 의해서, 하중은 4줄 형태의 2배의 거리와 속도로 이동될 수 있는 반면, 2줄 형태는 단지 4줄 형태의 절반의 무게를 취급할 수 있다.

여러 가지의 다른 실시예들이 여기에서 보여준 본 발명의 범주내에서 이루어지고, 많은 변형이 법의 설명요구에 따라 상세히 설명된 실시예에서 이루어질 수 있기 때문에, 상세하게 설명되되 제한하는 의미로 설명되지는 않는다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 바지선에 장착된 2개의 철주구조물을 사용하는 수중 하강장치를 제공하여서, 줄매기 작업을 할 필요없이 하중을 하강장치에 전달하는 한편, 크레인이 하강작업 동안 다른 작업을 하지 못하도록 제한되지 않으며, 돌발사태 동안 도움을 제공하게 되는 효과가 있게 된다.

Claims (4)

1. 크레인을 갖춘 바지선에 구비되는 것으로,

   서로 평행하게 되도록 바지선에 장착된 2개의 철주구조물과; 각 철주구조물에 장착된 상부 도르래블록; 각 철주구조물로부터 매달려 있는 하부 도르래블록; 각 철주구조물과 함께 배치된 견인윈치; 각 철주구조물과 함께 배치된 보관윈치; 상기 철주구조물 사이에 배치되되, 이 철주구조물에 인접한 평형빔 끝의 2개의 도르래와 상기 보관윈치에 인접한 평형빔 끝의 하나의 도르래를 갖춘 평형빔; 이 평형빔의 하나의 도르래 주위로 지나가는 연결선; 각 보관윈치에 감겨지면서 상기 견인윈치와, 상부와 하부 도르래블록 및, 평형빔의 2개의 도르래 중 하나의 주위로 지나가면서, 각 당김줄의 끝이 상기 연결선의 한 끝에 고정된 당김줄; 상기 하부 도르래블록에 고정된 스프레더 바; 이 스프레더 바에 고정된 연결장치부; 및 이 연결장치부에 수용되도록 적합하게 되면서 상기 연결장치부로 직접 하중을 이동시키는 하강수단을 구비한 수중 하강장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스프레더 바는 개의 뒷다리 같이 구부러진 중심부를 갖추는 것을 특징으로 하는 수중 하강장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연결장치부는 하강수단을 수용하는 U형상 개구부를 갖추는 것을 특징으로 하는 수중 하강장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 하강장치는 이동가능하도록 스키드상에 장착되는 것을 특징으로 하는 수중 하강장치.