KR100952670B1 - 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법에 관한 것으로, 고정식 해양 구조물을 설치함에 있어서 공정 상의 지연을 유발하지 않으면서 상부 구조물의 무게 중심 위치를 조정할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 해저 지면에 고정된 재킷 위에, 시추 및 채굴 설비를 갖는 상부 구조물을 설치하여 지지하는 고정식 해양 구조물을 설치함에 있어서, 상기 상부 구조물에 중량물을 추가로 설치하여 상기 상부 구조물의 무게 중심 위치를 조정하는 것을 특징으로 한다.

해양 구조물, 재킷, 상부 구조물, 무게 중심, 중량물

Description

고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법 {METHOD FOR ADJUSTING POSITON OF CENTER OF GRAVITY OF TOP SIDE STRUCTURE OF FIXED MARINE STRUCTURE}

본 발명은 무게 중심 위치 조정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치를 조정하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 해양에서 원유를 시추 및 채굴하기 위해 설치되는 고정식 해양 구조물은, 도 1에 예시된 바와 같이, 해저 지면에 고정된 재킷(1, jacket)이라고 하는 대형 철탑과 같은 구조물 위에, 시추 및 채굴 설비를 갖는 상부 구조물(2)을 설치하여 지지하는 구성으로 되어 있다.

여기에서, 상부 구조물(2)의 무게 중심(COG, Center Of Gravity)의 위치는 재킷(1)의 설계시 고려된 무게 중심의 제한치 범위 내에 위치되어야 하며, 그렇지 않은 경우 도 2에 예시된 바와 같이 재킷(1)의 하부에 전도 모멘트를 유발하여 재킷(1)의 붕괴를 유발한다.

그러나, 무게 중심의 설계 제한치는 도 3에 예시된 바와 같이 전체 면적의 0.08%에 지나지 않을 정도로 매우 좁으므로, 무게 중심의 위치 조정은 위험도와 난이도가 매우 높다.

그리고, 해양 구조물의 상부 구조물은 주로 해상 크레인을 이용하여 설치되는데, 해상 크레인의 인양력(Lifting Capacity)은 상부 구조물의 무게 중심에 따라 좌우된다. 해상 크레인의 입장에서는 인양하고자 하는 상부 구조물의 무게 중심의 위치가 중앙에 있을 경우에 인양력이 최대가 되지만, 일반적으로 상부 구조물의 무게 중심의 위치는 중앙에서 벗어난 곳에 위치하게 된다. 그러면, 최근 대형화되고 중량화되는 상부 구조물 공법 등의 이유로 자칫 인양이 불가능한 경우가 발생하기도 한다.

이 경우, 상부 구조물에 설치되어 있는 장비를 제거하거나 상부 구조물에 장비를 설치하는 시점을 인양 이후로 연기하여, 자체 중량을 줄이고 무게 중심의 위치를 개선하여 인양이 가능하도록 하는 웨이트 쉐딩(Weight Shedding)이라는 방법을 적용할 수도 있으나, 이는 공정 상의 지연을 유발하는 요인이 된다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고정식 해양 구조물을 설치함에 있어서 공정 상의 지연을 유발하지 않으면서 상부 구조물의 무게 중심 위치를 조정할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법은, 해저 지면에 고정된 재킷 위에, 시추 및 채굴 설비를 갖는 상부 구조물을 설치하여 지지하는 고정식 해양 구조물을 설치함에 있어서, 상기 상부 구조물에 중량물을 추가로 설치하여 상기 상부 구조물의 무게 중심 위치를 조정하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법에 의하면, 상부 구조물에 중량물을 추가로 설치하여 상기 상부 구조물의 무게 중심 위치를 조정하므로, 설치시 공기를 단축할 수 있고, 인양력을 확보할 수 있고, 설계 위험도를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법은, 도 1에 예시된 바와 같이, 해저 지면에 고정된 재킷(1) 위에, 시추 및 채굴 설비를 갖는 상부 구조물(2)을 설치하여 지지하는 고정식 해양 구조물을 설치함에 있어서, 상부 구조물(2)에 중공형 칼럼을 마련하고, 이 중공형 칼럼에 중량물을 채워서 상부 구조물(2)의 무게 중심 위치를 조정하는 것이다.

이렇게 상부 구조물(2)에 중량물을 추가로 설치하여 상부 구조물(2)의 무게 중심 위치를 조정하게 되면, 공정상 상부 구조물(2)에 설치되는 장비를 모두 설치 할 수 있기 때문에 공정 상의 지연이 유발되지 않는다.

이 중량물로서 슬러그 또는 콘크리트를 사용할 수 있다. 만약, 이러한 중량물을 채움으로 인한 중량 증가가 문제가 된다면, 중량물로서 물을 사용하여 인양시에만 일시적으로 무게 중심 위치 조정 효과를 얻고, 설치 후에는 바로 물을 배수하여 중량 증가의 문제를 해결할 수 있다.

이를 위해서는 중공형 칼럼에는 물주입구와 배수 밸브가 설치되어야 한다.

물로서는 청수를 사용하는 것이 바람직하나, 실제 작업 환경상 여의치 않다면 해수를 사용하되 방청제를 반드시 같이 사용하여야 한다.

예를 들어, 상부 구조물(2)을 재킷(1)에 설치할 때, 상부 구조물(2)을 바지선으로부터 하역장에 내리고 하역장으로부터 설치 위치에 내리는 경우 인양을 2번 해야 하는데, 상부 구조물(2)을 바지선으로부터 하역장에 내리는 이동시에 요구되는 무게 중심의 범위(Transfer Envelope)는 도 4의 청색선이고, 하역장으로부터 설치 위치에 내리는 설치시에 요구되는 무게 중심의 범위(Installation Envelope)는 적색선이므로, 2번의 크레인 인양 작업 시에 매번 리깅(Rigging)과 슬링(Sling)을 변경하는 것은 공정 상에 많은 시간이 소요되지만, 보라색의 공통의 무게 중심의 범위(Intersection Envelope) 내에 무게 중심이 위치하게 되면 1번의 리깅과 슬링만으로 2번의 인양이 가능하므로 공정 측면에서 시간 단축에 크게 유리하다.

한편, 재킷의 설계 단계에서 추가되는 중량물의 무게를 고려하여 중량물에 의한 중량 증가를 재킷의 강도 측면에서 흡수할 수도 있으며, 상부 구조물의 설계 단계에서 중공형 칼럼의 위치를 미리 선정하여 설계할 수도 있다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

도 1은 해양 구조물에서 상부 구조물의 무게 중심의 위치가 재킷의 설계시 고려된 무게 중심의 제한치 범위 내에 위치된 경우를 예시한 도면이다.

도 2는 해양 구조물에서 상부 구조물의 무게 중심의 위치가 재킷의 설계시 고려된 무게 중심의 제한치 범위 내에 위치되지 않은 경우를 예시한 도면이다.

도 3은 해양 구조물에서 상부 구조물의 무게 중심의 설계 제한치의 범위를 도시한 그래프이다.

도 4는 상부 구조물을 재킷에 설치할 때, 상부 구조물을 바지선으로부터 하역장에 내리고 하역장으로부터 설치 위치에 내리는 경우의 무게 중심의 범위를 도시한 도면이다.

Claims (4)

1. 해저 지면에 고정된 재킷 위에, 시추 및 채굴 설비를 갖는 상부 구조물을 설치하여 지지하는 고정식 해양 구조물을 설치함에 있어서,

   크레인에 의해 상기 상부 구조물을 인양할 때, 상기 상부 구조물에 중량물을 추가로 설치하여, 상기 상부 구조물의 무게 중심의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 구조물의 중공형 칼럼에 중량물을 채워서 상부 구조물의 무게 중심 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 중량물은 슬러그, 콘크리트 또는 물인 것을 특징으로 하는 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 중량물이 물인 경우에 상기 중공형 칼럼에는 물주입구와 배수 밸브가 설치되고, 상기 중공형 칼럼에 물을 주입하여 상기 상부 구조물의 무게 중심 위치를 조정하여 크레인에 의해 인양하고,

   상기 상부 구조물이 상기 재킷 위에 설치된 후 상기 중공형 칼럼에서 물을 배수하는 것을 특징으로 하는 고정식 해양 구조물의 상부 구조물의 무게 중심 위치 조정 방법.

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