KR101201354B1 - 시추선의 스러스터 설치장치와 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박이나 석유시추선 등이 자체동력으로 항해할 수 있도록 하는 선박의 스러스터 설치를 위한 장치와 그 방법에 관한 것으로, 본 발명은 스러스터와 구동모터를 축으로 연결하는 시추선의 스러스터 설치장치에 있어서, 시추선의 갑판상 일정위치에 구비되는 모터와 시추선의 저면으로부터 스러서터 룸에 설치된 스러스터를 연결하여 모터의 구동력을 스러스터로 전달하는 축의 단부에 구비되며 일정각도 단위로 두께를 달리하는 등분면을 가지는 축 플랜지; 상기 축 플랜지와 스러스터 사이에 구비되어 축과 스러스터의 연결상태를 정도관리하며 상/하단에 플랜지를 구비하고 있는 조정장치; 상기 조정장치의 하부플랜지에 연결되어 모터의 구동력을 스러스터로 전달하며 일정각도 단위로 두께를 달리하는 등분면을 가지는 스러스터 연결플랜지; 상기 축 플랜지와 조정장치의 상부플랜지 사이에 끼워지며 두께 면을 달리하여 가공된 플랜지에 의하여 축의 오 정렬상태를 바로잡을 수 있도록 하는 심 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 시추선의 갑판상 일정위치에 스러스터 구동을 위한 모터를 설치하는 단계; 시추선의 저면 수중에서 스러스터를 스러스터 룸에 설치하는 단계; 스러스터 구동을 위한 상기 모터와 스러스터를 축과 조정장치를 매개체로 하여 구동력이 전달되도록 연결하고 그 연결상태를 정도관리 하는 단계; 스러스터 연결 플랜지와 축 플랜지의 면을 일정 등분으로 나누어 두께 측정판에 의하여 두께상태를 측정하고, 그 측정 결과에 의하여 스러스터 연결 플랜지와 샤프트 플랜지의 면을 가공하여 조립하는 단계 및 상기 조정장치의 상부플랜지와 축 플랜지 사이에 심 플레이트를 추가하여 축 정렬작업을 수행하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 고 있으며, 이에 따라 본 발명은 본 발명의 실시예에 다른 시추선의 스러스터 설치장치와 그 방법에 의하면 스러스터를 수리 또는 교체하기 위하여 해체하거나 조립 시 통상 20 톤 이상의 중량을 갖는 상부의 모터 해체 없이 심 플레이트만으로 축 정렬 작업 수행이 가능하고, 심 플레이트의 두께에 가공 여유를 두어 축의 수직도, 길이, 축 결합용 커플링 플랜지 면의 편평도 등의 정도 작업이 동시에 가능하며, 또한 조정장치의 플랜지 면과 동일한 재질과 사이즈로 심 플레이트를 제작하고 볼트로 고정하므로 모터 작동 시에도 움직임이 없어 견고한 효과가 있다.

Description

시추선의 스러스터 설치장치와 그 방법{Device and Method For Thruster Installation of Drillship}
본 발명은 선박이나 석유시추선 등이 자체동력으로 항해할 수 있도록 하는 선박의 스러스터 설치를 위한 장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시추선의 메인 추진과 자기위치제어에 사용되는 핵심적인 추진 장치의 하나인 아지무쓰 스러스터(Azimuth Thruster)를 설치할 때 모터와 스러스터를 연결하는 수직축(Vertical Shaft)의 축 정렬을 위해 심 플레이트(Shim Plate)를 적용함으로써, 보다 편리하고 안전하게 축 정렬 작업을 가능하게 하는 시추선의 스러스터 설치장치와 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫홈이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단의 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 드릴쉽(Drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.
군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 드릴쉽은 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작되어 있으며, 또한 기존의 계류 장치를 사용하지 않으면서도 험한 해상 조건에서 선박의 위치를 일정 시추지점에 안전하게 유지할 수 있도록 하는 자기위치제어시스템(Dynamic Positioning System)을 구비하고 있다.
이와 같은 드릴쉽의 메인 추진과 자기위치제어에 사용되는 핵심적인 장비가 추진 장치의 하나인 아지무쓰 스러스터이다. 일반적으로 아지무쓰 스러스터는 시추선의 선수 부분에 3기 그리고 선미 부분에 3기 총 6기가 설치되며, 각각이 360도 회전 가능한 프로펠러를 구비하고 있어서, 시추선을 추진, 역추진 또는 회전시킬 수 있는 추진 및 위치제어 겸용의 추진기이다.
상기와 같은 스러스터는 크게 원동기, 스러스터, 동력 전달을 위한 샤프트(Shaft)로 구성되며, 원동기의 파운데이션(Foundation) 및 원동기 설치 후 해저에서의 작업을 통해 스러스터가 설치 된다. 원동기의 구동력을 스러스터로 전달하는 샤프트 설치 시 원동기와 스러스터의 오정열(MIS-ALIGNMENT)은 별도의 조정장치(Adjusting Device)를 이용하거나 상부 원동기 파운데이션의 플랜지(Flange)를 추가 및 가공하여 재 축 정렬작업을 수행하지만, 일정조건 이상의 정렬은 불가능하다.
따라서, 장비의 범위를 벗어나는 축 정렬은 해수에 잠긴 스러스터를 재설치 하거나 선각화된 모터 파운데이션(Motor Foundation)을 수정함으로써 수행해야 하며, 이러한 작업수행을 위하여는 작업시간의 과다 투입 및 안전사고의 위험 등이 항상 뒤따르는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 시추선의 메인 추진과 자기위치제어에 사용되는 핵심적인 추진 장치의 하나인 아지무쓰 스러스터를 설치할 때 모터와 스러스터를 연결하는 수직축의 축 정렬을 위해 심 플레이트를 적용함으로써, 보다 편리하고 안전하게 축 정렬 작업을 가능하게 하는 시추선의 스러스터 설치장치와 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 시추선의 갑판에 설치되는 모터와 시추선의 저면으로부터 스러스터 룸의 내부를 향해 설치되는 스러스터 사이를 축으로 연결하는 시추선의 스러스터 설치장치에 있어서, 상기 모터의 구동력을 상기 스러스터로 전달하는 상기 축의 단부에 구비되며 일정각도 단위로 두께를 달리하는 등분면을 가지는 축 플랜지; 상기 축 플랜지와 상기 스러스터 사이에 구비되어 상기 축과 상기 스러스터의 연결상태를 정도관리하며 상단과 하단에 각각 플랜지를 구비하는 조정장치; 상기 조정장치의 하부플랜지에 연결되어 상기 모터의 구동력을 상기 스러스터로 전달하며 일정각도 단위로 두께를 달리하는 등분면을 가지는 스러스터 연결플랜지; 및 상기 축 플랜지와 상기 조정장치의 상부플랜지 사이에 끼워지며 두께 면을 달리하여 가공된 플랜지에 의하여 상기 축의 오 정렬상태를 바로잡을 수 있도록 하는 심 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 시추선의 스러스터 설치장치를 제시한다.
본 발명은 시추선의 갑판에 스러스터의 구동을 위한 모터를 설치하는 단계; 시추선의 저면 수중에서 상기 스러스터를 스러스터 룸에 설치하는 단계; 상기 스러스터의 구동을 위해 상기 모터와 상기 스러스터를 축과 조정장치를 매개체로 하여 구동력이 전달되도록 연결하는 그 연결상태를 정도관리하는 단계; 스러스터 연결플랜지의 면과 축 플랜지의 면을 일정 등분으로 나누어 두께 측정판에 의하여 두께상태를 측정하고, 그 측정 결과에 의하여 스러스터 연결플랜지의 면과 축 플랜지의 면을 가공하여 조립하는 단계; 및 상기 조정장치의 상부플랜지와 상기 축 플랜지 사이에 심 플레이트를 추가하여 축 정렬작업을 수행하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시추선의 스러스터 설치방법을 제시한다.
본 발명의 실시예에 다른 시추선의 스러스터 설치장치와 그 방법에 의하면 스러스터를 수리 또는 교체하기 위하여 해체하거나 조립 시 통상 20 톤 이상의 중량을 갖는 상부의 모터 해체 없이 심 플레이트만으로 축 정렬 작업 수행이 가능하고, 심 플레이트의 두께에 가공 여유를 두어 축의 수직도, 길이, 축 결합용 커플링 플랜지 면의 편평도 등의 정도 작업이 동시에 가능하며, 또한 조정장치의 플랜지 면과 동일한 재질과 사이즈로 심 플레이트를 제작하고 볼트로 고정하므로 모터 작동 시에도 움직임이 없어 견고한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 시추선의 스러스터 설치장치의 전체적인 구성을 개략적으로 예시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 시추선의 스러스터 설치장치의 구성상태를 예시한 정면 개략도.
도 3은 도 2의 "가" 부분을 확대하여 분리한 상태의 정면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시추선 스러스터 설치장치의 주요 구성요소인 심 플레이트의 구성 상태를 예시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 시추선의 스러스터 설치장치의 주요 구성부인 모터를 시추선의 갑판상에 설치하는 상태를 예시한 사진
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 시추선의 스러스터 설치장치의 구성요소인 스러스터를 시추선에 설치하는 상태를 예시한 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 시추선의 스러스터 설치방법을 단계별로 예시한 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 시추선의 스러스터 설치장치의 주요 구성부인 연결 플랜지와 샤프트 플랜지의 가공을 위하여 두께를 측정하는 측정판의 평면도
상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 시추선의 스러스터 설치장치의 전체적인 구성을 개략적으로 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 의한 시추선의 스러스터 설치장치의 전체적인 구성부를 대별하면 시추선의 갑판 상부의 일정한 위치에 설치되어 스러스터를 구동하는 모터(10)와, 스러스터 룸에 설치되는 스러스터(20) 및 상기 모터(10)의 구동력을 스러스터(20)로 전달하는 축(30)을 포함하여 구성된다.
스러스터(20)를 구동하기 위하여 구비되는 상기 모터(10)는 무게가 약 20톤 이상의 중량물로서, 시추선 갑판상의 소정된 위치에 설치되는 한편, 상기 스러스터(20)는 로프와 크레인 등으로 구성되는 인양설비(도시하지 않음)에 의하여 시추선 저면의 수중으로부터 시추선의 내 저면 소정된 위치에 구비된 스러스터 룸(21)에 설치된다.
도 2는 본 발명에 따른 시추선의 스러스터 설치장치의 구성상태를 예시한 정면 개략도이고, 도 3은 도 2의 "가" 부분을 분리하여 확대한 상태의 정면도이다.
상기 도 1과 도 2 및 도 3을 참조하면, 갑판상에 설치되는 상기 모터(10)와 스러스터 룸(21)에 설치되는 스러스터(20)는 축(30)을 매개로 하는 연결에 의해 구동력의 전달이 이루어지고, 상기 축(30)의 하단부에는 일정각도 단위로 두께를 달리하도록 등분면이 형성된 축 플랜지(31)가 구비되는데, 이와 같이 두께를 달리하는 등분면의 구성에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
그리고, 상기 축 플랜지(31)와 상기 스러스터(20) 사이에는 상단부와 하단부에 상부플랜지(41)와 하부플랜지(42)를 각각 갖춘 조정장치(40)가 구비되는데, 상기 조정장치(40)는 축(30)과 스러스터(20)의 연결상태에 대한 정도를 관리할 수 있는 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 조정장치(40)의 하부플랜지(42)에는 모터(10)의 구동력을 스러스터(20)로 전달하는 스러스터 연결플랜지(22)가 구비되며, 상기 스러스터 연결플랜지(22) 역시 상기 축 플랜지(31)와 동일한 형태로 일정각도 단위로 두께를 달리하는 등분면을 가지도록 구성되는데, 이러한 구성은 후술하는 도 8의 두께 측정판(60)의 형태와 같이 일정각도 단위로 등분하여 등분면(61)을 형성하고 각 등분면(61)은 두께를 달리하도록 예를 들면 0.1mm 간격으로 두께를 감소 또는 증가시키는 형태로 구성된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시추선의 스러스터 설치장치의 주요 구성요소인 심 플레이트(50)의 구성 상태를 예시한 도면이다.
상기 축 플랜지(31)와 상기 조정장치(40)의 상부플랜지(41) 사이에는 축(30)의 오 정렬상태를 바로잡을 수 있도록 하는 플랜지 형태의 심 플레이트(50)가 끼워지는데, 상기 심 플레이트(50)는 도 4에 예시된 바와 같이 상면에는 축(30)의 하단부와 결합되는 끼움홈(51)이 형성되어 있고, 하부에는 조정장치(40)의 상단부에 끼워지는 돌출턱(52)이 구비됨과 더불어 플랜지면의 전체에는 심 플레이트(50)의 위치조정을 위한 다수의 볼트공(53)들이 방사상으로 형성되어 있다.
여기서, 상기 심 플레이트(50)의 플랜지면의 두께는 이 심 플레이트(50)를 조정장치(40)의 상부플랜지(41)와 상기 축 플랜지(31) 사이에 끼웠을 때 접하는 축 플랜지(31)의 면과 조정장치(40)의 상부플랜지(41) 면의 형상에 부응하여 두께를 달리하도록 가공되며, 이때 심플레이트(50)의 두께에 가공 여유를 둠으로써 축의 수직도, 길이, 축 결합용 커플링 플랜지(Coupling Flange)면의 편평도 등의 정도 작업이 동시에 가능하게 된다.
또한, 상기 심 플레이트(50)는 상기 조정장치(40)의 플랜지(41)(42)면과 동일한 재질 및 사이즈로 제작하여 볼트에 의하여 고정함에 따라 모터의 작동 시에도 움직임이 없어 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 시추선 스러스터의 설치방법을 도 5와 도 6 및 도 7을 참조하여 그 단계를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 시추선 스러스터 설치장치의 일 구성요소인 모터(10)를 시추선의 갑판상에 설치하는 상태를 예시한 사진이다.
상기 사진에서 알 수 있는 바와 같이 시추선에 스러스터(20)를 설치하기 위하여는 먼저, 시추선의 갑판상 일정위치에 스러스터 구동을 위한 모터(10)를 설치하는 단계를 구현한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 시추선의 스러스터 설치장치의 구성요소인 스러스터를 시추선에 설치하는 상태를 예시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 시추선의 스러스터 설치방법을 단계별로 예시한 도면이다.
다음 단계에서는 시추선에 스러스터(20)를 설치하는 작업이 구현되는데, 이 단계에서는 상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이 로프와 크레인 등으로 구성되는 인양설비(도시하지 않음)에 의하여 시추선의 저면 수중으로부터 스러스터(20)를 스러스터 룸(21)에 설치하게 된다.
그 후, 스러스터(20) 구동을 위한 상기 모터(10)와 스러스터(20)를 축(30)과 조정장치(40)를 매개체로 하여 구동력이 전달되도록 연결하고 그 연결상태를 조정장치(40)에 의하여 정도 관리를 수행한다.
다음에, 스러스터 연결 플랜지(22)의 면과 축 플랜지(31)의 면을 일정 등분으로 나누어 두께 측정판(60)에 의하여 두께상태를 측정하고, 그 결과에 의하여 스러스터 연결 플랜지(22)와 축 플랜지(31)의 면을 각각 가공하여 조립하는 단계를 구현하게 되는데, 상기 스러스터 연결 플랜지(22)와 축 플랜지(31)의 가공을 위하여 두께를 측정하는 측정판(60)은 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 원판형태로서 일정각도 단위로 등분하여 각 등분면(61)은 두께를 달리하도록 예를 들면 0.1mm 간격으로 두께를 감소 또는 증가시키는 형태로 구성된다.
그리고, 상기 조정장치(40)의 상부플랜지(41)와 축 플랜지(31) 사이에 심 플레이트(50)를 추가하여 축 정렬작업을 수행하는 단계를 구현함으로써 시추선의 스러스터 설치가 완료된다. 여기서, 상기 조정장치(40)의 상부플랜지(41)와 축 플랜지(31)사이에 심 플레이트(50)를 추가하여 수행하는 축 정렬작업은 축 심 정렬, 축간 수평도, 축 연결부 수평도, 수직도를 포함하게 되며, 이러한 정렬은 두께를 달리하여 가공된 상기 심 플레이트(50)를 조정장치(40)의 상부플랜지(41)와 축 플랜지(31) 사이에서 회전시켜 정확한 정렬위치를 결정한 다음 볼트에 의하여 축 플랜지(31)와 심 플레이트(50) 및 상부플랜지(41)를 체결함으로써 완료된다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 다른 시추선의 스러스터 설치장치와 그 방법에 의하면 스러스터를 수리 또는 교체하기 위하여 해체하거나 조립 시 통상 20 톤 이상의 중량을 갖는 상부의 모터 해체 없이 심 플레이트만으로 축 정렬 작업 수행이 가능하고, 심 플레이트의 두께에 가공 여유를 두어 축의 수직도, 길이, 축 결합용 커플링 플랜지 면의 편평도 등의 정도 작업이 동시에 가능하며, 또한 조정장치의 플랜지 면과 동일한 재질과 사이즈로 심 플레이트를 제작하고 볼트로 고정하므로 모터 작동 시에도 움직임이 없어 견고한 효과가 있다.
지금까지 본 발명을 일 실시예를 참조로 하여 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구범위의 사상 및 영역을 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지로 수정 및 변형실시될 수 있으며, 이러한 수정 및 변형은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 모터 20: 스러스터
21: 스러스터 룸 22: 스러스터 연결플랜지
30: 축 31: 축 플랜지
40: 조정장치 41: 상부플랜지
42: 하부플랜지 50: 심 플레이트
51: 끼움 홈 52: 돌출턱
53: 볼트공 60: 두께 측정판
61: 등분면

Claims (4)

  1. 시추선의 갑판에 설치되는 모터(10)와 시추선의 저면으로부터 스러스터 룸(21)의 내부를 향해 설치되는 스러스터(20) 사이를 축(30)으로 연결하는 시추선의 스러스터 설치장치에 있어서,
    상기 모터(10)의 구동력을 상기 스러스터(20)로 전달하는 상기 축(30)의 단부에 구비되며 일정각도 단위로 두께를 달리하는 등분면을 가지는 축 플랜지(31);
    상기 축 플랜지(31)와 상기 스러스터(20) 사이에 구비되어 상기 축(30)과 상기 스러스터(20)의 연결상태를 정도관리하며 상단과 하단에 각각 플랜지(41,42)를 구비하는 조정장치(40);
    상기 조정장치(40)의 하부플랜지(42)에 연결되어 상기 모터(10)의 구동력을 상기 스러스터(20)로 전달하며 일정각도 단위로 두께를 달리하는 등분면을 가지는 스러스터 연결플랜지(22); 및
    상기 축 플랜지(31)와 상기 조정장치(40)의 상부플랜지(41) 사이에 끼워지며 두께 면을 달리하여 가공된 플랜지에 의하여 상기 축(30)의 오 정렬상태를 바로잡을 수 있도록 하는 심 플레이트(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 시추선의 스러스터 설치장치.
  2. 시추선의 갑판에 스러스터(20)의 구동을 위한 모터(10)를 설치하는 단계;
    시추선의 저면 수중에서 상기 스러스터(20)를 스러스터 룸(21)에 설치하는 단계;
    상기 스러스터(20)의 구동을 위해 상기 모터(10)와 상기 스러스터(20)를 축(30)과 조정장치(40)를 매개체로 하여 구동력이 전달되도록 연결하는 그 연결상태를 정도관리하는 단계;
    스러스터 연결플랜지(22)의 면과 축 플랜지(31)의 면을 일정 등분으로 나누어 두께 측정판(60)에 의하여 두께상태를 측정하고, 그 측정 결과에 의하여 스러스터 연결플랜지(22)의 면과 축 플랜지(31)의 면을 가공하여 조립하는 단계; 및
    상기 조정장치(40)의 상부플랜지(41)와 상기 축 플랜지(31) 사이에 심 플레이트(50)를 추가하여 축 정렬작업을 수행하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시추선의 스러스터 설치방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 조정장치(40)의 상부플랜지(41)와 상기 축 플랜지(31) 사이에 심 플레이트(50)를 추가하여 수행하는 축 정렬작업은 축 심 정렬, 축간 수평도, 축 연결부 수평도, 수직도를 포함하는 것을 특징으로 하는 시추선의 스러스터 설치방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 스러스터 연결플랜지(22)의 면과 상기 축 플랜지(31)의 면에 대한 두께 상태측정은 일정각도 단위로 두께를 달리하여 등분된 원판형태의 두께 측정판(60)에 의하여 수행하는 것을 특징으로 하는 시추선의 스러스터 설치방법.
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