KR101335250B1 - 파이프 부설선 - Google Patents

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Abstract

파이프부설선이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 파이프부설선은 최종 파이프라인을 연결하는 작업라인이 내측 갑판에 마련되고 선수 쪽에 작업라인을 선체의 외측으로 확장할 수 있는 개구부가 형성된 선체; 및 선체의 선수 쪽에 설치되며 개구부를 통해 선수 외측으로 인출되는 파이프를 지지할 수 있는 지지장치를 포함한다.

Description

파이프 부설선{PIPE LAYING VESSEL}
본 발명은 파이프 부설선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선수방향으로 작업공간을 확장할 수 있는 파이프 부설선에 관한 것이다.
파이프부설선을 이용해 해저에 파이프라인을 부설하는 방법은 S형 부설법(S-Laying), J형 부설법(J-Laying), 릴 부설법(Reel-Laying) 등이 있다. 부설과정에서 수중에 내려지는 파이프라인의 곡선형태나 선상에서 파이프라인을 공급하는 방식에 따라 구분한 부설법들이다.
이러한 부설법들 중에서 S형 부설법은 파이프부설선 위의 여러 작업영역에서 용접, 비파괴검사, 피복작업 등을 수행하여 파이프라인을 만든다. 그리고 선상에서 만든 파이프라인을 선미 쪽으로 이동시켜 스팅거(Stinger)로 지지하는 가운데 수중으로 내려 부설한다. 파이프부설선 후미의 스팅거는 수중으로 진입하는 파이프라인이 안전한 곡률로 휘어져 내리도록 지지한다.
또 S형 부설법은 파이프라인을 연결하는 선상의 작업라인이 선수에서 선미 방향으로 길게 연장된 형태이고, 이 작업라인에서 파이프들을 직렬로 배열한 후 여러 작업영역에서 파이프라인을 연결할 수 있다. 따라서 J형 부설법에 비해 부설속도가 빠르다. 이는 선상의 작업라인을 더 길게 연장한다면, 파이프라인의 부설속도를 더 높일 수 있음을 의미한다. 그러나 이 경우 선체의 길이가 길어지기 때문에 선체 가격 상승이나 운용 측면을 고려할 때 불리해 질 수 있다.
관련하여, 미국특허 3,854,297호는 선체를 키우는 대신 선수 측으로 작업라인을 확장할 수 있는 확장부를 갖춘 파이프부설선을 제시한 바 있다. 파이프라인를 연결하는 최종 작업라인이 외부에 노출된 상측 갑판에 마련되고, 확장부가 이러한 상측 갑판으로부터 선수방향으로 연장된 형태다. 그러나 이러한 기술은 미국특허 5,823,712호의 파이프부설선처럼 파이프라인을 연결하는 최종 작업라인이 선체 내부의 갑판 상에 위치하는 경우에 적용하기 어렵다.
특허문헌 1: 미국특허 3,854,297호(1974. 12. 17. 공고) 특허문헌 2: 미국특허 5,823,712호(1998. 10. 20. 공고)
본 발명의 실시 예는 파이프라인을 연결하는 최종 작업라인이 선체 내부에 위치하는 경우에도 선수 쪽으로 작업라인을 확장할 수 있도록 하는 파이프부설선을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 최종 파이프라인을 연결하는 작업라인이 내측 갑판에 마련되고, 선수 쪽에 상기 작업라인을 선체의 외측으로 확장할 수 있는 개구부가 형성된 선체; 및 상기 선체의 선수 쪽에 설치되며 상기 개구부를 통해 선수 외측으로 인출되는 파이프를 지지할 수 있는 지지장치를 포함하는 파이프부설선이 제공될 수 있다.
상기 지지장치는 상기 개구부를 폐쇄할 수 있도록 하는 작동장치를 포함할 수 있다.
상기 지지장치는 상기 개구부 하측의 상기 선체에 그 일단이 회전 가능하게 결합되고 상기 선체의 전방으로 연장된 확장작업대와, 상기 확장작업대를 회전시켜 선수방향 외측으로 펼치거나 역으로 접을 수 있도록 하는 작동장치를 포함할 수 있다.
상기 확장작업대의 폭이 상기 개구부의 폭보다 넓게 마련되어, 상기 확장작업대를 회전시켜 접을 때 상기 개구부를 폐쇄할 수 있다.
상기 선체는 상기 확장작업대를 접을 때 상기 확장작업대를 수용하도록 선수부분에 형성된 수용홈을 포함할 수 있다.
상기 확장작업대는 상기 개구부를 통하여 인출되는 파이프를 지지하는 복수의 롤러를 포함할 수 있다.
상기 작동장치는 상기 선체의 선수 쪽 상부에 설치되며 상기 확장작업대와 케이블에 의해 연결된 윈치를 포함할 수 있다.
상기 작동장치는 상기 선체의 선수 쪽에 설치되며 신축 가능한 로드부가 상기 확장작업대와 연결된 하나 이상의 유압실린더를 포함할 수 있다.
상기 지지장치는 상기 선체의 선수 쪽에 전후로 진퇴 가능하게 설치되며 상기 선체의 전방으로 인출되어 파이프를 지지하는 확장작업대와, 상기 확장작업대를 진퇴시키는 구동장치와, 상기 개구부의 폐쇄를 위해 상기 확장작업대의 선단에 마련된 개폐부를 포함할 수 있다.
상기 확장작업대는 파이프의 하부를 지지하며 높이 조절이 가능한 지지부를 포함할 수 있다.
상기 지지부는 롤러가 설치된 승강부재와, 상기 승강부재를 승강시키는 승강장치를 포함할 수 있다.
상기 구동장치는 상기 확장작업대에 길이방향으로 길게 마련된 랙기어부와, 상기 랙기어부에 치합되는 피니언기어와, 상기 선체 내에 설치되어 상기 피니언기어를 구동하는 구동모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 파이프부설선은 선체 내부의 최종 작업라인과 연계되도록 선수 쪽에 형성된 개구부 및 개구부를 통해 선수 외측으로 인출되는 파이프를 지지하는 지지장치를 구비하기 때문에 선체 내부의 작업라인을 선체의 전방으로 확장시킬 수 있다. 따라서 파이프의 연결을 위한 작업영역(용접영역 등)을 추가할 수 있어 파이프라인의 연결속도를 높일 수 있고, 이를 통해 파이프라인의 부설속도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파이프부설선의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 파이프부설선의 선수 쪽에 마련되는 개구부와 지지장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 파이프부설선의 선수 쪽에 마련되는 개구부와 지지장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파이프부설선의 선수 쪽에 마련되는 개구부와 지지장치의 사시도로, 확장작업대를 동작시키는 작동장치의 변형 예를 나타낸 것이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파이프부설선을 나타낸 것으로, 도 5는 개구부와 지지장치의 단면도이고, 도 6은 개구부와 지지장치의 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파이프부설선을 나타낸다. 이 파이프부설선(100)은 선체(110)와, 선체(110)의 추진을 위해 선체(110)의 저부에 마련된 복수의 추진기(111)를 구비한다.
선체(110)는 외부에 노출되는 상측 갑판(121)과, 상측 갑판(121) 하부의 선체(110) 내에 마련된 하측 갑판(122)을 구비한다. 그리고 상측 갑판(121)과 하측 갑판(122, 도 2 참조)에는 파이프들(310)을 연결하여 파이프라인(300)을 생산하기 위한 작업영역들이 마련된다. 또 선체(110) 내에는 작업영역으로 공급할 파이프들(310)을 보관하는 보관실(112)이 마련된다.
작업영역은 파이프들(310)을 길게 연결하여 최종 파이프라인(300)을 만드는 곳으로 하측 갑판(122)에 마련되는 메인 작업라인(130)과, 메인 작업라인(130)으로 공급할 파이프들을 소망하는 길이로 연결하는 복수의 서브 작업라인(140)을 포함할 수 있다. 서브 작업라인(140)은 상측 갑판(121)이나 메인 작업라인(130)이 위치하는 하측 갑판(122)에 마련될 수 있고, 파이프(310)의 연결을 위한 베벨링, 예열, 용접, 검사 등을 수행하기 위한 작업영역들을 포함할 수 있다.
메인 작업라인(130)은 도 1에 도시한 바와 같이, 선수(101) 쪽으로부터 선미(102) 방향으로 길게 마련된다. 그리고 여기에는 복수 개소에 용접영역(131)이 마련됨으로써 서브 작업라인(140)에서 생산된 파이프들을 직렬로 배치한 상태에서 빠르게 연결할 수 있다. 메인 작업라인(130)에도 용접부분의 검사 및 피복을 위한 작업영역이 각각 마련될 수 있다.
메인 작업라인(130) 후미 쪽에는 생산된 파이프라인(300)을 수중으로 안내하기 위해 선미(102) 쪽으로 하향 경사를 이루는 경사안내부(125)가 마련된다. 그리고 경사안내부(125) 직전의 메인 작업라인(130)에는 수중에 부설되는 파이프라인(300)의 무게를 지탱하면서 파이프라인(300)을 이동시키는 복수의 텐셔너(150,Tensioner)가 설치될 수 있다. 도면에 나타내지는 않았지만 이러한 텐셔너들(150) 중 일부는 경사안내부(125)에 설치될 수도 있다.
선미(102) 쪽에는 경사안내부(125)와 연계되는 파이프라인 지지경로를 형성하는 스팅거(160)가 설치된다. 스팅거(160)는 수중으로 진입하는 파이프라인(300)이 안전한 곡률로 휘어져 내릴 수 있도록 지지한다. 스팅거(160)는 선체(110)의 후미 쪽으로부터 하향경사를 유지하며 후방으로 연장되는 트러스구조물의 형태일 수 있고, 선체(110)에 설치된 크레인(115) 등의 지지수단에 의해 각도조절 가능하게 지지될 수 있다.
이러한 파이프부설선(100)은 선상에서 생산된 파이프라인(300)을 선체(110) 후미 쪽으로 이동시켜 스팅거(160)로 지지하는 가운데 수중으로 내려 부설할 수 있다. 즉 S형 부설법으로 해저에 파이프라인(300)을 부설할 수 있다.
또 파이프부설선(100)은 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 선체(110) 내부의 하측 갑판(122)에 마련된 메인 작업라인(130)을 선수방향 외측으로 확장할 수 있다. 이를 위해 파이프부설선(100)은 선수 쪽에 마련된 개구부(170)와, 개구부(170)를 통해 선수(101) 외측으로 인출되는 파이프(310)를 지지할 수 있도록 선수(101) 쪽에 설치되는 지지장치(200)를 구비한다.
개구부(170)는 그 하부가 메인 작업라인(130)이 위치하는 하측 갑판(122)과 거의 대응하는 높이에 마련되고, 선수(101) 쪽으로 관통됨으로써 메인 작업라인(130)과 선체(110) 외부공간을 연통시킨다. 이는 개구부(170)를 통해 최종 파이프라인(300)을 연결하는 메인 작업라인(130)을 선체(110)의 전방으로 확장할 수 있도록 한 것이다.
지지장치(200)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 개구부(170)를 통해 선체(110) 외측으로 인출되는 파이프(310)를 지지하는 확장작업대(210)와, 확장작업대(210)를 상하방향으로 회전시켜 선수방향으로 펼치거나 역으로 접을 수 있도록 하는 작동장치를 포함한다.
확장작업대(210)는 그 일단이 개구부(170) 하측의 선체(110)에 회전 가능하게 결합된 상태에서 선체(110)의 전방으로 길게 연장될 수 있다. 즉 길이가 긴 사각 패널의 형태로 마련될 수 있다. 확장작업대(210)의 내면(펼친상태의 상면)에는 파이프(310)의 지지 및 원활한 이송을 위해 복수의 롤러(211)가 설치될 수 있다. 물론 이러한 롤러(211)는 메인 작업라인(130)과 연계되는 파이프라인 지지경로를 형성하도록 개구부(170)의 하측 내면에도 설치될 수 있다.
작동장치는 선체(110)의 선수(101) 쪽 상부에 설치되며 확장작업대(210)의 자유단 쪽과 케이블(221)에 의해 연결되는 복수의 윈치(220)로 구성될 수 있다. 윈치(220)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 케이블(221)을 풀어줌으로써 확장작업대(210)가 선체(110) 전방으로 펼쳐지도록 할 수 있고, 이 상태에서 확장작업대(210)가 지지되도록 할 수 있다. 또 케이블(221)을 감아 올림으로써 확장작업대(210)가 상방으로 회전하여 접히도록 할 수 있다. 확장작업대(210)를 사용할 때 전방으로 펼치고 사용하지 않을 때 선체(110) 쪽으로 회전시켜 접을 수 있도록 한 것이다. 여기서는 윈치(220)가 복수로 구성되는 경우를 예시하였으나, 윈치(220)는 하나일 수도 있다. 또 이러한 윈치(220)는 선체(110)의 선수(101) 쪽에 설치되는 크레인(미도시)으로 대체될 수 있다.
작동장치는 이러한 구성만으로 한정되지 않고, 도 4에 도시한 바와 같이 선수(101) 쪽에 설치된 상태에서 신축 가능한 로드부(231)가 확장작업대(210)에 연결되는 하나 이상의 유압실린더(230)로도 구성될 수 있다.
이러한 구성은 도 2에 도시한 바와 같이, 확장작업대(210)를 선체(110)의 전방으로 펼침으로써 메인 작업라인(130)을 선체(110) 전방의 확장작업대(210) 상부영역까지 확장할 수 있도록 한 것이다. 이처럼 메인 작업라인(130)을 선체(110)의 전방으로 확장시키면, 메인 작업라인(130)에 파이프(310)의 연결을 위한 작업영역(용접영역 등)을 추가할 수 있기 때문에 파이프라인(300)의 연결속도를 더욱 빠르게 할 수 있고, 이를 통해 파이프라인(300)의 부설속도를 높일 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 선체(110)의 선수부분에는 확장작업대(210)를 끌어 올려 접을 때 확장작업대(210)를 수용할 수 있는 수용홈(180)이 형성된다. 수용홈(180)은 확장작업대(210)의 폭과 양측 두께에 상당하는 크기로 형성될 수 있다. 그리고 수용홈(180) 내측에는 확장작업대(210)에 설치된 롤러들(211)을 수용하는 롤러수용부(181)가 마련될 수 있다. 이러한 구성은 확장작업대(210)를 선체(110) 쪽으로 접을 때 확장작업대(210)가 선체(110)의 외면으로부터 돌출하지 않도록 한 것이다. 이러한 확장작업대(210)는 선체(110) 선수(101) 쪽 외면의 곡률에 대응하도록 그 외면이 곡면으로 이루어질 수 있다.
또 확장작업대(210)는 도 3에 도시한 바와 같이, 그 폭(W1)이 개구부(170)의 폭(W2)보다 넓게 마련됨으로써 확장작업대(210)를 선체(110) 쪽으로 접을 때 개구부(170)를 폐쇄할 수 있다. 따라서 확장작업대(210)를 선체(110) 쪽으로 접은 상태에서는 해상에서 높은 파도가 발생하더라도 개구부(170)를 통해 선체(110) 내부로 해수가 침입하는 것을 방지할 수 있다.
도 5와 도 6은 지지장치의 다른 실시 예를 나타낸다. 도 5와 도 6의 예에서 지지장치(400)는 선체(110)의 선수(101) 쪽에 전후로 진퇴 가능하게 설치되며 선체(110)의 전방으로 인출되어 파이프(310)를 지지하는 확장작업대(410)와, 확장작업대(410)를 진퇴시키는 구동장치(420)와, 개구부(170)의 폐쇄를 위해 확장작업대(410) 선단에 마련된 개폐부(430)를 포함한다.
확장작업대(410)는 전후방향으로 길이가 긴 사각 채널의 형태로 마련될 수 있다. 이러한 확장작업대(410)는 선체(110)의 하측 갑판(122) 하부에 형성되는 진입공간(190)으로 진입하거나 선체(110) 전방으로 인출될 수 있도록 선체(110)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이를 위해 확장작업대(410)의 양 측면에는 레일(411)이 마련될 수 있고, 선체(110)의 진입공간(190) 양측에는 레일(411)이 슬라이딩 가능하게 결합되는 안내홈(191)이 형성될 수 있다. 여기서는 사각 채널형 확장작업대(410)를 예시하지만, 확장작업대(410)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 길이가 긴 트러스구조물의 형태일 수도 있다.
구동장치(420)는 확장작업대(410) 하부에 길이방향으로 길게 마련된 랙기어부(421), 랙기어부(421)에 치합되는 피니언기어(422), 피니언기어(422)를 구동하도록 선체(110)에 설치된 구동모터(423)를 포함할 수 있다. 따라서 구동모터(423)의 동작에 의해 피니언기어(422)가 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써 확장작업대(410)를 진퇴시킬 수 있다. 확장작업대(410)를 사용할 때 전방으로 인출하고 사용하지 않을 때 선체(110) 내부로 진입시킬 수 있도록 한 것이다.
개폐부(430)는 확장작업대(410)를 선체(110) 쪽으로 진입시킬 때 개구부(170)를 폐쇄할 수 있도록 개구부(170)의 크기보다 크게 마련될 수 있다. 그리고 개구부(170)가 형성된 선체(110)의 선수(101) 쪽에는 개폐부(430)를 수용할 수 있도록 개폐부(430)의 크기에 대응하는 수용홈(185)이 형성될 수 있다. 확장작업대(410)를 선체(110)로 진입시킬 때 개폐부(430)가 개구부(170)를 폐쇄하여 개구부(170)로 해수가 침입하는 것을 방지함과 동시에 개폐부(430)가 선체(110)의 외면으로부터 돌출하지 않도록 한 것이다.
확장작업대(410)는 파이프(310)의 하부를 지지하며 그 높이를 조절할 수 있는 복수의 지지부(440)를 구비한다. 이러한 각 지지부(440)는 롤러(441)가 설치된 승강부재(442)와, 승강부재(442)를 승강시키는 승강장치(443)를 포함할 수 있다. 승강장치(443)는 유압실린더로 구성될 수 있다. 이러한 지지부(440)는 도 5에 도시한 바와 같이, 확장작업대(410)가 전방으로 인출된 후 상승함으로써 파이프(310)를 지지하는 롤러(441)가 하측 갑판(122)의 메인 작업라인(130)에 설치된 롤러(211)와 대등한 높이를 유지할 수 있다. 따라서 메인 작업라인(130) 쪽으로부터 확장작업대(410)로 인출되는 파이프(310)를 안정적으로 지지할 수 있다.
100: 파이프부설선, 110: 선체,
130: 메인 작업라인, 140: 서브 작업라인,
160: 스팅거, 170: 개구부,
180: 수용홈, 200,400: 지지장치,
210,410: 확장작업대, 220: 윈치,
420: 구동장치, 430: 개폐부,
440: 지지부.

Claims (12)

  1. 최종 파이프라인을 연결하는 작업라인이 내측 갑판에 마련되고, 선수 쪽에 상기 작업라인을 선체의 외측으로 확장할 수 있는 개구부가 형성된 선체; 및
    상기 개구부를 통해 선수 외측으로 인출되는 파이프를 지지하기 위해 상기 선체의 선수 쪽에 설치되는 확장작업대 및 이 확장작업대에 마련되어 인출되는 파이프를 지지하는 복수의 롤러를 갖춘 지지장치를 포함하는 파이프부설선.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지장치는
    상기 개구부를 폐쇄할 수 있도록 하는 작동장치를 포함하는 파이프 부설선.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 확장작업대는 상기 개구부 하측의 상기 선체에 그 일단이 회전 가능하게 결합되고 상기 선체의 전방으로 연장되며,
    상기 지지장치는 상기 확장작업대를 회전시켜 선수방향 외측으로 펼치거나 역으로 접을 수 있도록 하는 작동장치를 포함하는 파이프부설선.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 확장작업대의 폭이 상기 개구부의 폭보다 넓게 마련되어, 상기 확장작업대를 회전시켜 접을 때 상기 개구부를 폐쇄할 수 있는 파이프부설선.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 확장작업대를 접을 때 상기 확장작업대를 수용하도록 상기 선체의 선수부분에 형성된 수용홈을 더 포함하는 파이프부설선.
  6. 삭제
  7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동장치는 상기 선체의 선수 쪽 상부에 설치되며 상기 확장작업대와 케이블에 의해 연결된 윈치를 포함하는 파이프부설선.
  8. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동장치는 상기 선체의 선수 쪽에 설치되며 신축 가능한 로드부가 상기 확장작업대와 연결된 하나 이상의 유압실린더를 포함하는 파이프부설선.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지장치는
    상기 선체의 선수 쪽에 전후로 진퇴 가능하게 설치되며 상기 선체의 전방으로 인출되어 파이프를 지지하는 확장작업대와,
    상기 확장작업대를 진퇴시키는 구동장치와,
    상기 개구부의 폐쇄를 위해 상기 확장작업대의 선단에 마련된 개폐부를 포함하는 파이프부설선.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 확장작업대는
    상기 롤러를 지지하는 승강부재와,
    상기 승강부재를 승강시키는 승강장치를 포함하는 파이프부설선.
  12. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 구동장치는
    상기 확장작업대에 길이방향으로 길게 마련된 랙기어부와,
    상기 랙기어부에 치합되는 피니언기어와,
    상기 선체 내에 설치되어 상기 피니언기어를 구동하는 구동모터를 포함하는 파이프부설선.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4710060A (en) 1985-05-08 1987-12-01 Valmet Oy Water vessels of the floating-deck type
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