KR101148033B1 - 리그의 항내 계류방법 - Google Patents

Abstract

여기에서는 리그(rig)의 항내 계류방법이 개시된다. 개시된 리그의 항내 계류 방법은,(a) 리그의 앵커라인과 연결된 앵커를 항내 해저로 내리는 단계와, (b) 상기 앵커를 상기 리그로부터 멀어지는 방향으로 이동시켜, 상기 앵커를 항내 지정 구역의 해저 지질 상에 위치시키는 단계와, (c) 상기 리그에서 상기 앵커라인을 잡아당겨, 상기 앵커 첨단의 스파이크부가 상기 해저 지질에 박혀 고정되도록 하는 단계를 포함한다.

리그, 항내, 계류, 앵커, 해저, 터그보트, 앵커라인, 결속라인

Description

리그의 항내 계류방법{METHOD FOR MOORING RIG IN HARBOR}

본 발명은, 리그(rig)의 항내 계류방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 해양 석유, 가스등의 화석원료 시추설비인 리그의 건조량 증대에 기여할 수 있는 리그의 항내 계류방법에 관한 것이다.

리그는 심해로부터 석유, 가스 등을 채취하는데 이용되는 해양 부유식 설비이다. 일반적으로, 리그는 육상에서 본체가 건조된 후 안벽에 계류시켜 후행 의장작업이 이루어진다. 후행 의장작업을 위해, 장기간에 걸쳐 안벽을 사용한다. 조선소 안벽은 양적으로 제한되며, 이는 여러 척의 리그를 안벽에서 후행 의장 작업하여 건조하는데 큰 걸림돌이 되고 있다. 또한, 안벽 계류시에는 계류삭(mooring rope), 체인 스토퍼(chain stopper), 안벽 비트, 리그 볼라드(rig bollard), 임시 스페이싱 바지(spacing barge), 에어 펜더(pneumatic fender) 등과 같은 많은 장비, 설비 또는 장치가 요구된다.

안벽 계류 외에, 리그를 계류시키는 다른 일반적인 방법으로는 수심 100m 이상의 심해에서 이루어지는 항외 계류방법이 있다. 리그의 항외 계류방법에는 대형의 전용 앵커 핸들링 보트(BP: 150톤 이상)가 앵커 설치를 위해 이용된다. 전용 앵 커 핸들링 보트 외에도, 항외까지 리그를 예인하는 예인선 또는 터그보트가 필요하다. 또한, 리그의 항외 계류방법은, 항외 계류 지역의 사전 해저면 지질 조사가 반드시 필요하여, 복잡하고 경비가 많이 소요된다. 또한, 항외 계류 지역과 야드(yard) 사이의 거리가 너무 멀어 작업성이 크게 떨어질 수 밖에 없다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는, 추가적인 장비의 소요 없이, 리그 본선에 구비된 계류 시스템을 이용하여, 야드와의 통선 거리가 짧은 내항에 리그를 적절히 계류시키는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 리그의 항내 계류방법은, (a) 리그의 앵커라인과 연결된 앵커를 항내 해저로 내리는 단계와, (b) 상기 앵커를 상기 리그로부터 멀어지는 방향으로 이동시켜, 상기 앵커를 항내 지정 구역의 해저 지질 상에 위치시키는 단계와, (c) 상기 리그에서 상기 앵커라인을 잡아당겨, 상기 앵커 첨단의 스파이크부가 상기 해저 지질에 박혀 고정되도록 하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 (b) 단계는 상기 리그와 인접한 터그보트가 상기 앵커의 스파이크부 반대측에 연결된 결속라인을 끌고 이동하는 단계를 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 터그보트는 상기 앵커의 스파이크부 반대측에 연결된 결속라인을 감김 및 풀림 가능하게 지지하는 윈치를 구비하는 것이되, 상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 앵커가 상기 해저 지질로부터 떨어진 상태에서, 상기 터그보트를 상기 리그로 부터 멀어지는 방향으로 운전하는 단계와, (b-2) 상기 윈치로 상기 결속라인을 풀어, 상기 앵커를 상기 해저 지질 상에 내려놓는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 결속라인은 상기 (a) 단계 전에 상기 앵커의 스파이크부 반대측에 연결된다.

바람직하게는, 상기 결속라인의 일단을 상기 앵커의 스파이크부 반대측에 연결한 후, 상기 결속라인의 타단 측을 상기 윈치에 지지시킨다.

바람직하게는, 상기 (c) 단계 후 일정 기간이 지난 다음 상기 앵커라인을 더 잡아당긴다. 더 바람직하게는, 상기 (c) 단계 후 3 내지 4일이 지난 다음 상기 앵커라인을 더 잡아당긴다.

바람직하게는, 상기 (c) 단계는 상기 리그에 설치된 윈드라스(windlass)를 이용하여 수행된다.

바람직하게는, 상기 앵커라인은 체인일 수 있다.

바람직하게는, 상기 앵커는 상기 앵커라인과 연결되는 앵커라인연결부가 상기 스파이크부와 예각을 이루면서 상기 리그를 향해 있도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 앵커는 상기 리그의 네 코너 각각에 2개씩 대칭적으로 배치된다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 앵커라인의 일단에 연결된 채 리그로부터 내려온 앵커를 항내 지정 구역의 해저 지질 상에 위치시키고, 상기 리그에서 상기 앵커라인을 잡아당겨, 상기 앵커의 일부가 상기 항내 지정 구역의 해저 지질에 박히게 하는 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 항내(또는, 내항)에 리그를 간단하게 계류하여 의장 작업을 할 수 있게 해주어, 안벽 계류를 이용한 의장 기간을 단축시킬 수 있다. 조선소의 안벽은 양적으로나 수적으로 제한되며, 따라서, 안벽 계류를 이용한 리그의 의장 기간을 축소하면, 여러척의 리그를 효율적으로 건조할 수 있고, 리그의 건조량 증대에도 기여할 수 있다. 또한, 항내 계류를 이용하면, 항외 계류에 필요한 지질 조사나 앵커의 플러크 각도 조절과 같은 복잡하고 번거로운 공정이 생략될 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 리그(또는, 드릴링 리그)의 항내 계류에 이용되는 요소들 및 그 요소들의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 1은 항내 계류의 대상인 리그(10)의 일부를 보여준다. 또한, 도 1에서는 리그(10)를 항내에 계류시키는 요소들인 앵커(20), 앵커라인(30) 및 결속라인(40)을 볼 수 있다. 또한, 도 1에서는 리그(10)의 항내 계류를 위해. 리그(10)로부터 내려온 앵커(20)를 항내 지정된 구역까지 이동시키기 위한 터그보트(50)도 볼 수 있다.

앵커라인(30)은 리그(10)에 고정 유지되는 것으로서, 본 실시예에서는 체인으로 이루어진다. 상기 리그(10)는 앵커라인(30)을 고정 유지할 수 있고, 또한, 윈드라스(windlass; 12)를 이용하여, 상기 앵커라인(30; 이하, '앵커 체인'이라 함)을 감거나 푸는 방식으로 상승 또는 하강시킬 수 있다.

본 실시예에서, 앵커 체인(30)은, 윈드라스(12)에 감거나 풀려질 수 있게 유지된 채로, 그 일단이 앵커(20)에 연결된다. 상기 앵커(20)는, 상기 앵커 체인(30)의 일단이 연결되는 연결부(21)와, 해저 지질에 박힐 수 있는 뾰족한 첨단의 스파이크부(22)를 구비한다. 이때, 상기 연결부(21)와 스파이크부(22)는, 서로 예각을 이루고 있으며, 해저에 있을 때, 상기 연결부(21)의 단부는 리그(10)를 향해 있고, 스파이크부(22)는 리그(10) 직하 쪽을 향해 있다. 본 실시예에서, 상기 터그보트(50)는 상대적으로 소형인 BP:60톤 급이 이용되나, 이는 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

상기 앵커(20)는, 상기 스파이크부(22)의 반대측에서, 터그보트(50)로부터 연장된 결속라인(40)과 연결된다.

본 실시예에서, 상기 결속라인(40)은, 제1 샤클(61)에 의해 앵커(20)에 직접 연결되는 2개의 짧은 스틸와이어들(41; 하나만이 도시됨)과, 제2 샤클(62)에 의해 짧은 스틸와이어(41)들과 일단이 연결되고 타단은 터그보트(50)의 윈치(52)에 연결되는 하나의 긴 스틸와이어(42)를 포함한다. 그러나, 상기 결속라인(40)의 구 성이나, 그것의 연결구조는 다양하게 변형되어 실시될 수 있음에 유의한다.

도 2는 본 발명에 따른 리그의 계류방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 리그 계류방법은, 항내 해저로의 앵커 내림 단계(S1)와, 해저에서의 앵커 이동 단계(S2)와, 앵커를 해저 지질에 고정 설치하는 앵커의 고정 설치 단계(S3)를 포함한다. 더 나아가, 상기 리그 계류방법은, 앵커 파지력의 강화 단계(S4)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 앵커 이동 단계(S2)는, 바람직한 일 실시예에 따라, 터그보트에 의한 앵커 이동 단계(S2-1)와, 윈치에 의한 앵커 이동 단계(S2-2)를 포함할 수 있다.

이제 리그 계류방법의 각 단계들 및 그 단계들 전에 이루어지는 선행 작업에 대하여 보다 더 구체적인 설명이 이루어질 것이다.

도 2를 참조하면, S1 단계 이전에, 도 1에 도시된 결속라인(40)을 리그(10) 상의 앵커(20)에 고정하는 단계 또는 작업이 선행되어 수행된다. 상기 결속라인(40)의 연결 전에, 앵커 체인(30)은 앵커(20)와 이미 연결되어 있을 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 샤클(61)을 이용해, 약 5m 길이를 갖는 두개의 짧은 스틸 와이어(41)들을 앵커(20)에 직접 연결하고, 제2 샤클(62)을 이용해, 약 35mm 길이를 갖는 긴 스틸 와이어(42)와 짧은 스틸 와이어(41)를 연결한다. 긴 스틸 와이어(42)는 리그(10)와 인접해 있는 터그보트(50)로 넘겨져서, 그 터그보트(50)의 윈치(52)에 연결된다. 상기 스틸 와이어들(41, 42)의 연결 의해, 터그보트(50)와 앵커(20) 사이를 연결하는 하나의 결속라인(40)이 형성된다.

S1 단계는, 리그(10) 본선에 설치되어 있는 윈드라스(12)를 이용하여, 그 윈 드라스(12)에 유지된 앵커 체인(30)을 천천히 풀어 내리며, 이에 의해, 앵커 체인(30)과 연결된 앵커(20)는 리그(10)로부터 하강하여 해저로 내려진다. 이때 상기 앵커(20)는, 다음 단계에서의 원활한 앵커 이동을 위해, 해저 지질과 이격되는 높이까지만 하강되는 것이 바람직하다.

S2 단계는 앵커(20)를 상기 리그(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동시켜, 상기 앵커(20)를 항내 지정 구역의 해저 지질 상에 위치시킨다. 본 실시예에서, S2 단계는 S2-1 단계와 S2-2 단계가 연속하여 수행되어 이루어질 수 있다. S2-1 단계에서는, 해저 지질로부터 앵커(20)가 이격된 상태에서, 상기 터그보트(50)가 결속라인(40)을 끌고 상기 리그(10)로부터 멀어지는 방향으로 운전하여, 상기 앵커(20)는 리그(10)로부터 충분히 멀게(약 200~400m 거리로) 이동된다. 상기 터그보트(50)의 운전에 의한 앵커(20)의 이동은 앵커 체인(30)이 느슨할 때까지 이루어진다. S2-2 단계에서는, 터그보트(50) 상의 윈치(52)로 상기 결속라인(40)을 풀어, 상기 앵커(20)를 해저 지질 상에 내려놓는다.

도 3은 S2-1 단계와 S2-2 단계에 의한 앵커(20)의 이동 과정을 잘 보여준다. 도 3을 참조하면, S2-1 단계의 터그보트 이동에 의해, 앵커(20)는 리그와 멀어지는 도면에서의 좌측 방향으로 이동하고, S2-2 단계의 윈치 작동에 의해, 앵커(20)는 해저 지질 상에 내려놓아진다. 이때, 앵커(20)의 스파이크부(22)는, 해저 지질을 향해 있고, 앵커 체인(30)에 대하여 예각을 이루므로, 앵커 체인(30)이 리그를 향하여, 즉, 우상방으로 잡아당겨질 때, 앵커(20) 첨단의 스파이크부(22)는 해저 지질을 향해 진행하게 된다.

S3 단계에서는, 도 1에 도시된 리그(10)에서 윈드라스(12)를 이용해 앵커 체인(30)을 소정 길이만큼 잡아당긴다. 도 4는 S3 단계에 의한 앵커(20)의 거동을 보여주는 도면으로서, 이를 참조하면, 리그로부터 상기 앵커 체인(30)을 잡아당기는 것에 의해, 앵커(20) 첨단의 스파이크부(22)가 해저 지질에 박히며, 이에 의해, 앵커(20)는 해저 지질에 고정 설치될 수 있다. 다음, 앵커(20)의 파지력을 측정하고, 그 측정된 파지력값을 초기 목표했던 파지력값과 비교한다. 비교 결과, 상기 파지력이 초기 목표했던 파지력값 미만인 경우, 파지력을 더 강화시키기 위한 S4 단계가 추가되어 수행된다. 이때 유의할 점은, S3 단계 초기에 앵커 체인(30)이 해저 지질면에 직선으로 놓여 있지 않고 흩틀어져 있기 때문에, 윈드라스에서 감지되는 장력이 처음에는 증가하지 않을 수 있다는 것이다. 윈드라스를 이용해 어느 정도 앵커 체인(30)을 감아올리다 보면 장력이 일정하게 증가되는 것을 확인할 수 있다. 이렇게 장력이 증가하다가 더 이상 증가하지 않으면 이때의 근사값이 앵커의 최대 파지력이 된다.

추가적인 S4 단계는, 상기 앵커(20) 파지력을 더 강화시키기 위한 단계로서, S3 단계의 수행 후, 약 3~4일 후에, 도 1에 도시된 윈드라스(12)를 이용하여, 앵커 체인(30)을 소정 길이(예컨대, 약 10M) 정도 더 잡아당기는 방식으로 이루어진다. 이에 의해, 상기 앵커(20)의 스파이크부(22)가 해저 지질에 더 강하게 박히며, 따라서, 앵커(20)의 해저 지질에 대한 파지력은 더 강화될 수 있다. 그 후, 앵커(20)의 파지력을 다시 측정할 수 있으며, 그 측정 후에도, 목표한 파지력값 미만인 경우, 전술한 S4 단계와 동일한 방식의 파지력 강화 작업이 다시 수행될 수 있다.

상기 앵커(20)는, 상기 리그(10)의 네 코너 각각에 2개씩 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다. 도 5는 리그를 계류시키는 방식을 설명하기 위한 평면도로서, 도 5를 참조하면, 미리 산출된 적정 앵커 파지력에 준하여, 터그보트(50)를 이용해, 리그(10)의 4 코너로부터 약 200m~400m 지점의 해저 지질에 앵커(20)를 2개씩 대칭적으로 짝을 이루어 배치한다. 이렇게 배치한 상태에서, 리그(10)의 윈드라스를 이용하여 앵커 체인을 감아올리면, 리그(10)는 항내의 지정된 구역에서 안정되게 계류된다.

전술한 리그의 계류방법은 리그의 건조량 증대에 크게 기여할 수 있다. 위의 계류방법이 채용된 본 발명의 특징적인 리그 건조방법에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6을 참조하면, 본 발명이 채용된 리그 건조방법은, 육상에서의 리그 본체 건조 단계(S11), 건조된 리그 본체의 로드 아웃 단계(S12), 안벽 계류를 이용한 의장 단계(S13), 항내 계류를 이용한 의장 단계(S14), 그리고, 시운전 단계(S15)를 포함한다.

S11 단계에서는, 바다로 로드 아웃되는 리그의 본체가 건조된다. 다음, S12 단계에서는, 건조된 리그의 본체가 안벽이 있는 바다로 로드 아웃된다. S13 단계에서는 로드 아웃된 리그의 본체의 탑 사이드(top side) 탑재를 포함하는 후행 의장이 이루어진다. 종래에는 안벽을 이용하여 모든 후행 의장이 이루어지며, 그 기간은 약 6개월 정도이다. 그러나, 조선소의 안벽은 제한적이며, 따라서, 안벽을 이용 한 의장 기간이 최소화되는 것이 좋다. 따라서, S13 단계 후, 본 발명의 특징이 되는 항내 계류를 이용한 의장 작업이 S14 단계에서 수행된다. S13 단계에서는 적어도 항내 계류에 필요한 요소들인 윈드라스, 앵커 체인 및 앵커 설치의 의장 작업이 수행된다. S14 단계에서는, S13 단계를 거친 리그가 약 14m~30m의 얕은 수심인 내항으로 견인되며, 다음, 도 1 내지 도3을 참조로 하여 설명된 방법에 의해 항내의 지정된 구역에 계류된다. 항내에 계류된 리그에 대하여 나머지 후행 의장 작업이 수행되어, 리그 건조 작업이 모두 완료된다. 다음, 건조 작업이 완료된 리그의 시운전이 S15 단계에서 수행된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 리그의 항내 계류에 이용되는 요소들 및 그 요소들의 작용을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 리그의 계류방법을 설명하기 위한 순서도.

도 3은 앵커가 항내 지정 구역 내로 이동되는 과정을 보여주는 도면.

도 4는 앵커가 항내 지정 구역의 해저 지질에 고정되는 것을 보여주는 도면.

도 5는 리그의 네 코너 측에서 앵커들을 이용해 리그를 계류시키는 상태를 보여주는 평면도.

도 6은 리그의 항내 계류를 이용한 리그 건조 방법을 설명하기 위한 순서도.

Claims (12)

1. (a) 리그의 앵커라인에 연결된 연결부와 상기 연결부와 예각을 이루는 스파이크부를 포함하는 앵커를 항내 해저로 내리는 단계;

   (b) 상기 앵커를 상기 리그로부터 멀어지는 방향으로 이동시켜, 상기 앵커를 항내 지정 구역의 해저 지질 상에 위치시키는 단계; 및

   (c) 상기 리그에서 상기 앵커라인을 잡아당겨, 상기 앵커의 스파이크부가 상기 해저 지질에 직접 박혀 고정되도록 하는 단계를 포함하는 리그의 항내 계류방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 리그와 인접한 터그보트가 상기 앵커의 스파이크부 반대측에 연결된 결속라인을 끌고 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리그의 향내 계류방법.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 터그보트는 상기 앵커의 스파이크부 반대측에 연결된 결속라인을 감김 및 풀림 가능하게 지지하는 윈치를 구비하는 것이되, 상기 (b) 단계는,

   (b-1) 상기 앵커가 상기 해저 지질로부터 이격된 상태에서, 상기 터그보트를 상기 리그로부터 멀어지는 방향으로 운전하는 단계와,

   (b-2) 상기 윈치로 상기 결속라인을 풀어, 상기 앵커를 상기 해저 지질 상에 내려놓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리그의 항내 계류방법.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 결속라인은 상기 (a) 단계 전에 상기 앵커의 스파이크부 반대측에 연결되는 것을 특징으로 하는 리그의 항내 계류방법.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 결속라인의 일단을 상기 앵커의 스파이크부 반대측에 연결한 후, 상기 결속라인의 타단 측을 상기 윈치에 지지시키는 것을 특징으로 하는 리그의 항내 계류방법.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서, 상기 (c) 단계 후 3 내지 4일이 지난 다음 상기 앵커라인을 더 잡아당기는 것을 특징으로 하는 리그의 항내 계류방법.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 (c) 단계는 상기 리그에 설치된 윈드라스(windlass)를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 리그의 항내 계류방법.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 앵커라인은 체인인 것을 특징으로 하는 리그의 항내 계류방법.
10. 청구항 2에 있어서, 상기 앵커는 상기 앵커라인과 연결되는 연결부가 상기 스파이크부와 예각을 이루면서 상기 리그를 향해 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 리그의 항내 계류방법.
11. 청구항 1에 있어서, 상기 앵커는 상기 리그의 네 코너 각각에 2개씩 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 리그의 항내 계류방법.
12. 삭제

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