KR101345810B1 - 스퍼드 장치, 이를 구비한 선박 및 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법 - Google Patents

스퍼드 장치, 이를 구비한 선박 및 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법 Download PDF

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Abstract

스퍼드 장치, 이를 구비한 선박 및 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법이 제공된다. 본 실시예에 따른 스퍼드(spud) 장치는 선박을 해저에 고정시키는 장치로서, 길이방향으로 톱니부가 형성되며 상호 나란하게 배치된 복수의 기둥부재 및 복수의 기둥부재를 연결하여 지지하는 지지부재를 구비한 레그(leg) 및 레그의 단부에 결합되어 있으며 해저에 삽입되는 스퍼드 컨(spud can)을 포함하고, 복수의 기둥부재는 스퍼드 컨의 외측으로 이격되게 배치되어 있으며, 스퍼트 컨의 측면에 상응하는 위치까지 톱니부가 형성되도록 톱니부는 복수의 기둥부재 단부까지 연장됨으로써, 스퍼드 장치를 구성하는 스퍼드 컨 및 레그를 일체화하여 제작 및 설치를 용이할 수 있으며, 스퍼드 장치의 설치 및 분리가 용이하게 되어서 스퍼드 장치의 보수 및 교체를 용이하게 할 수 있다.

Description

스퍼드 장치, 이를 구비한 선박 및 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법 {Spud device, ship having the same and method for constructing ship having the spud device}
본 발명은 스퍼드 장치, 이를 구비한 선박 및 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법에 관한 것이다.
시추 작업 및 해상 풍력발전기 설치 작업 등과 같이 해상의 일정한 지점에서 오랫동안 정박하면서 작업해야 하는 경우에는 리그선(Rig ship)이 널리 사용되고 있다.
리그선은 해상의 일정한 지점에 정박하기 위하여, 선체를 고정시키는 복수의 다리로 이루어진 스퍼드 장치(spud)를 구비한다. 스퍼드 장치는 기둥형태의 구조물로서 선체에서 해저에 박아 세워짐으로써 선박을 해저에 고정시킬 수 있다.
그런데, 스퍼드 장치는 스퍼드 컨(spud can)과 레그(leg)가 따로 분리되어 선체에 설치되고 있어서(한국공개특허 KR2000-0074945 등에 기재됨), 설치가 복잡하고 건조 시간이 많이 걸리는 문제가 있다.
구체적으로, 스퍼드 컨은 레그를 통하여 선박의 하중을 지지하는 부분이므로, 스퍼드 컨과 레그는 견고한 결합을 위하여 많은 용접을 필요로 한다. 이에 따라, 도크에서 이루어지는 선박의 건조과정에서 스퍼드 컨 및 레그의 설치 및 용접과정이 이루어지면, 도크에서 작업이 복잡해지고 많은 시간이 소요될 수 밖에 없다.
본 발명의 실시예들은 스퍼드 장치의 제작 및 설치를 용이하게 할 수 있는 스퍼드 장치, 이를 구비한 선박 및 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박을 해저에 고정시키는 스퍼드(spud) 장치로서, 길이방향으로 톱니부가 형성되며 상호 나란하게 배치된 복수의 기둥부재 및 상기 복수의 기둥부재를 연결하여 지지하는 지지부재를 구비한 레그(leg) 및 상기 레그의 단부에 결합되어 있으며, 상기 해저에 삽입되는 스퍼드 컨(spud can)을 포함하고, 상기 복수의 기둥부재는 상기 스퍼드 컨의 외측으로 이격되게 배치되어 있으며, 상기 스퍼트 컨의 측면에 상응하는 위치까지 상기 톱니부가 형성되도록, 상기 톱니부는 상기 복수의 기둥부재 단부까지 연장되는 스퍼드 장치가 제공된다.
상기 스퍼드 컨과 상기 복수의 기둥부재의 결합 강도를 증가시키도록, 상기 스퍼드 컨과 각각의 상기 기둥부재를 연결하는 보강부재를 더 포함할 수 있다.
상기 보강부재는, 상기 스퍼드 컨의 상면과 상기 기둥부재와 용접되어 연결하는 판형의 브라켓(bracket) 보강재 및 상기 브라켓 보강재에 수직하게 배치되며, 상기 브라켓 보강재에 결합된 웹(web) 보강재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 장착홀이 형성된 데크(deck)를 구비한 선체, 상기 선체의 장착홀에 삽입되어 장착되는 상기의 스퍼드 장치 및 상기 스퍼드 장치의 톱니부에 결합되어, 상기 스퍼드 장치를 상하로 이동시키는 잭킹(jacking) 장치를 포함하는 선박이 제공된다.
상기 잭킹 장치는, 상기 스퍼드 장치의 톱니부에 맞물리는 피니언 기어 및 상기 피니언 기어를 회전시켜 상기 스퍼드 장치를 상하로 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 장착홀이 형성된 선체를 도크에 준비하는 단계, 상기 선체의 장착홀에, 상기의 스퍼드 장치를 삽입하여 배치시키는 단계 및 상기 스퍼드 장치의 톱니부에 결합되는 재킹 장치를 선체에 설치하는 단계를 포함하는 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법이 제공된다.
또한, 상기 선체에 설치된 상기 스퍼드 장치에 연장 레그를 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 스퍼드 장치를 구성하는 스퍼드 컨 및 레그를 일체화하므로, 스퍼드 장치의 제작 및 설치를 용이할 수 있다.
또한, 스퍼드 장치를 선체에 설치하거나 스퍼드 장치를 선체로부터 분리하는 것이 용이하게 되어서, 스퍼드 장치의 보수 및 교체를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치와 잭킹 장치의 결합을 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법을 나타낸 순서도.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법을 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일하거나 대응하는 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치를 나타낸 평면도이다.
본 실시예에 따른 스퍼드 장치(100)는 선박을 해저에 고정시키는 장치로서, 복수의 기둥부재(10)와 지지부재(20)를 구비한 레그(50) 및 스퍼드 컨(60)을 포함하고, 일체화된 스퍼드 장치(100)가 선체(1)에 설치될 수 있는 것을 특징으로 한다.
레그(50)는 후술한 스퍼드 컨(60)과 선체(1, 도 6을 참조)를 연결시키는 부분으로, 스퍼드 컨(60)을 해저로 이동시키며 고정된 스퍼드 컨(60)에 선체(1)를 지지시키는 역할을 한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 레그(50)는, 상호 나란하게 배치된 복수의 기둥부재(10) 및 복수의 기둥부재(10)를 연결시켜서 지지하는 지지부재(20)를 구비한다. 그리고, 각 기둥부재(10)에는 길이방향으로 톱니부(15)가 형성되어 있다.
또한, 본 실시예의 지지부재(20)는 복수의 기둥부재(10)를 견고하게 연결하고 지지할 수 있도록, 기둥부재(10)를 트러스(truss) 구조로 연결시키는 복수의 연결바를 포함할 수 있다.
한편, 도 2에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 스퍼드 장치(100)가 장착되는 선박의 선체(1)에는 장착홀(5a)이 형성된다. 이에 따라, 선체(1)의 장착홀(5a)에는 스퍼드 장치(100)가 삽입되어 장착될 수 있으며, 선체(1)의 장착홀(5a) 주변에는 스퍼드 장치(100)의 레그(50)에 결합되는 잭킹 장치(70)가 설치될 수 있다.
이 때, 본 실시예의 잭킹 장치(70)는 스퍼드 장치(100)를 상하로 이동시키거나 원하는 지점에서 스퍼드 장치(100)를 고정시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치와 잭킹 장치의 결합을 설명하는 도면이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 레그(50)에서 기둥부재(10)의 톱니부(15)가 잭킹 장치(70)에 연결된다. 그리고, 잭킹 장치(70)는 톱니부(15)에 맞물리는 피니언 기어(75)와, 피니언 기어(75)를 회전시키는 구동부(미도시)를 포함하여 스퍼드 장치(100)를 상하로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 레그(50)는 하강시켜서 스퍼드 컨(60)을 해저에 고정하거나, 고정된 스퍼드 컨(60)에 대하여 선체(1)를 반대로 밀어서 선박을 리프팅(lifting)시킬 수 있다.
스퍼드 컨(60)은 레그(50)의 단부에 결합되어서 해저에 삽입되는 부분으로, 스퍼드 장치(100)에서 단부의 표면적을 넓혀서 스퍼드 장치(100)가 해저로 급격하게 침하되는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 스퍼드 컨(60)은 선체(1)에 형성된 장착홀(5a)에 삽입되어 설치되도록 레그(50)와 일체로 제작되며, 선체(1)를 통과할 수 있도록 장착홀(5a)에 대응되는 형태로 형성된다. 그리고, 스퍼드 컨(60)은 복수의 기둥부재(10)를 연결하는 지지부재(20)와 용접되어 결합되어 있다.
특히, 본 실시예에서는 레그(50)와 스퍼드 컨(60)이 일체로 설치 및 분리될 수 있도록, 레그(50)의 기둥부재(10)가 스퍼드 컨(60)의 외측에 이격되어 배치되며 기둥부재(10)의 톱니부(15)는 단부까지 연장되게 형성된다. 즉, 스퍼드 컨(60)의 측면에 상응하는 위치까지 톱니부(15)가 형성되게 한다.
도 2에 나타난 바와 같이, 기둥부재(10)가 스퍼드 컨(60)의 외측에 이격되어 배치되고 스퍼드 컨(60)의 측면에 상응하는 위치까지 톱니부(15)가 형성되면, 스퍼드 컨(60)도 레그(50)와 함께 잭킹 장치(70)들 사이의 공간을 통과할 수 있게 된다. 이에 따라, 잭킹 장치(70)의 상부로 스퍼드 장치(100)를 일체로 적출하거나 다시 적입할 수 있다. 따라서, 보수 및 교체를 위한 스퍼드 장치(100)의 분리 및 설치가 용이해 질 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 스퍼드 컨(60)에서 이격된 기둥부재(10)가 스퍼드 컨(60)에 견고하게 결합될 수 있도록, 스퍼드 장치(100)에는 보강부재(30)가 추가로 설치될 수 있다.
도 1에 나타난 바와 같이, 보강부재(30)는 기둥부재(10)와 스퍼드 컨(60) 사이를 연결하여 스퍼드 컨(60)과 기둥부재(10)의 결합 강도를 증가시킬 수 있다. 즉, 스퍼드 컨(60)은 지지부재(20)와 더불어 보강부재(30)와도 용접이 되어서 레그(50)에 견고하게 결합될 수 있다. 또한, 보강부재(30)는 스퍼드 컨(60)에 이격된 구조로 배치된 기둥부재(10)의 강도를 높이는 역할도 한다.
구체적으로, 본 실시예의 보강부재(30)는, 스퍼드 컨(60)과 기둥부재(10)를 연결하는 브라켓(bracket) 보강재(32) 및 브라켓 보강재(32)의 강성을 보강하는 웹(web) 보강재(34a, 34b)로 이루어진다.
브라켓 보강재(32)는 스퍼드 컨(60)의 상면과 기둥부재(10) 사이에 형성되는 공간에 배치되어서 스퍼드 컨(60)의 상면 및 기둥부재(10)와 각각 용접된다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 브라켓 보강재(32)는 판형의 부재로서 한쪽 변이 스퍼드 컨(60)의 상면과 용접되고 다른 변이 기둥부재(10)와 결합됨으로써, 스퍼드 컨(60)과 기둥부재(10)를 견고히 결합시킨다. 또한, 브라켓 보강재(32)의 또 다른 변은 추가로 지지부재(20)와도 용접되어 결합 강도를 더욱 높일 수도 있다.
웹 보강재(34a, 34b)는 브라켓 보강재(32)의 강성을 보강하는 부분이다. 본 실시예의 브라켓 보강재(32)는 판형으로 형성되므로 휨에 대하여 취약할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 브라켓 보강재(32)에 브라켓 보강재(32)와 수직한 방향으로 배치된 웹 보강재(34a, 34b)를 덧대어서 휨에 대한 강성을 높일 수 있다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 브라켓 보강재(32)에서 스퍼드 컨(60) 및 기둥부재(10)과 용접되지 않은 나머지 부분에, 웹 보강재(34a, 34b)를 추가로 용접함으로써 브라켓 보강재(32)를 강성을 보강한다.
이하에서는 상술한 일체화된 스퍼드 장치(100)를 이용한 선박의 건조방법을 살펴본다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치(100)를 구비한 선박의 건조방법을 나타낸 순서도이고, 도 5 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법을 나타낸 도면이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼드 장치(100)를 구비하는 선박의 건조방법은, 선체(1)를 도크에 준비하는 단계(S110), 스퍼드 장치(100)를 삽입하여 배치시키는 단계(S120) 및 재킹 장치를 선체(1)에 설치하는 단계(S130)를 포함한다.
선체(1)를 도크(미도시)에 준비하는 단계에서는, 스퍼드 장치(100)를 장착할 수 있도록 장착홀(5a)이 형성된 선체(1)를 도크에 준비한다.
도 5에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 장착홀(5a)이 형성된 데크(Deck)를 포함하는 선체 블록(5)을 도크에 입거하고, 도크에서 다른 선체 블록들(6, 7 및 8, 도 6 참조)과 결합시켜 선체(1)를 형성한다.
이 때, 건조 기간을 단축하기 위하여 본 실시예에서는 세미텐덤(Semi Tandem) 방식으로 장착홀(5a)이 형성된 선체 블록(5)을 건조할 수 있다. 즉, 다른 선박의 건조 작업이 이루어지는 타 도크의 남는 공간에서 장착홀(5a)이 형성된 선체 블록(5)을 제작한 후에, 선체 블록(5)을 본 선박의 건조가 이루어지는 도크로 이동하고 나머지 선체 건조 작업을 진행할 수 있다.
다음으로, 스퍼드 장치(100)를 삽입하여 배치시키는 단계에서는, 상술한 바와 같이 레그(50)와 스퍼드 컨(60)이 일체로 결합된 스퍼드 장치(100)를 선체(1)의 장착홀(5a)에 삽입하고 배치한다.
도 6에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 일체화된 스퍼드 장치(100)를 크레인 등을 이용하여 상부에 적입하여 선체(1)의 장착홀(5a)에 삽입하고 배치한다.
이 때, 스퍼드 장치(100)는 지상의 공장 등에서 사전에 일체로 제작될 수 있다. 이에 따라, 레그(50)와 스퍼드 컨(60)의 조립에 필요한 용접 작업을 도크 밖에서 수행함으로써, 도크 내에서 작업을 줄여서 도크의 활용도를 더욱 높일 수 있다.
또한, 장착홀(5a)의 하부에 스퍼드 컨(60)을 배치하고 상부에서 레그(50)를 삽입한 후에 스퍼드 컨(60)과 레그(50)를 용접하는 종래의 방식에 비하여, 본 실시예의 방식은 넓은 공간에서 용접이 용이한 자세로 레그(50)와 스퍼드 컨(60)을 배치할 수 있어서 작업자가 용접 작업을 훨씬 용이하게 할 수 있다.
다음으로, 잭킹 장치(70)를 선체(1)에 설치하는 단계에서는, 스퍼드 장치(100)의 톱니부(15)에 결합되는 잭킹 장치(70)를 선체(1)에 설치한다.
도 7에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 스퍼드 장치(100)의 톱니부(15)에 맞물리는 피니언 기어(75)를 구비한 잭킹 장치(70, 도 3을 참조)를 스퍼드 장치(100)의 각 기둥부재(10)에 대응되게 배치한다.
한편, 본 실시예에서는 선체(1)에 먼저 스퍼드 장치(100)를 배치한 후에 잭킹 장치(70)를 설치하는 방법을 제시하였으나 이에 한정되지는 않으며, 잭킹 장치(70)가 먼저 설치된 후에 스퍼드 장치(100)가 결합되는 방법으로 선박이 건조될 수도 있다.
구체적으로, 선체(1)의 장착홀(5a) 주변에 잭킹 장치(70)를 먼저 설치할 수 있다. 그 다음에, 장착홀(5a)에 스퍼드 장치(100)를 삽입하고, 스퍼드 장치(100)의 톱니부(15)를 잭킹 장치(70)의 피니언 기어(75)와 맞물리게 결합시킬 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 스퍼드 장치(100)의 레그(50)를 더욱 연장시키기 위하여, 선체(1)에 설치된 스퍼드 장치(100)에 연장 레그(55)를 추가로 결합시킬 수 있다.
도 8에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 스퍼드 장치(100)가 선체(1)의 장착홀(5a)에 적입된 후에 잭킹 장치(70)에 의해 고정되면, 스퍼드 장치(100)에 연장 레그(55)를 추가로 연결한다. 구체적으로, 크레인 등을 이용하여 연장 레그(55)를 스퍼드 장치(100)의 상부로 이송하고, 스퍼드 장치(100)의 상부에 노출된 레그(50)와 연장 레그(55)를 수직으로 정렬하고 용접하여 결합시킨다.
다음으로, 선박에 스퍼드 장치(100) 및 다른 장비의 장착이 완료되면 도크에서 선박을 진수하여 도크 밖으로 선박을 이동시킨다.
도 9에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 예인선(90)을 이용하여 도크에서 선박을 진수한다. 그리고, 선박을 안벽에 계류시켜서 나머지 의장 작업을 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1: 선체 10: 기둥부재
15: 톱니부 20: 지지부재
30: 보강부재 50: 레그
55: 연장 레그 60: 스퍼드 컨
70: 잭킹 장치 75: 피니언 기어
100: 스퍼드 장치

Claims (7)

  1. 선박을 해저에 고정시키는 스퍼드(spud) 장치로서,
    길이방향으로 톱니부가 형성되며 상호 나란하게 배치된 복수의 기둥부재 및 상기 복수의 기둥부재를 연결하여 지지하는 지지부재를 구비한 레그(leg); 및
    상기 레그의 단부에 결합되어 있으며, 상기 해저에 삽입되는 스퍼드 컨(spud can)을 포함하고,
    상기 복수의 기둥부재는 상기 스퍼드 컨의 외측으로 이격되게 배치되어 있으며,
    상기 스퍼드 컨의 측면 하단 위치까지 상기 톱니부가 형성되도록, 상기 톱니부는 상기 복수의 기둥부재 단부까지 연장되는 스퍼드 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스퍼드 컨과 상기 복수의 기둥부재의 결합 강도를 증가시키도록, 상기 스퍼드 컨과 각각의 상기 기둥부재를 연결하는 보강부재를 더 포함하는 스퍼드 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보강부재는,
    상기 스퍼드 컨의 상면과 상기 기둥부재와 용접되어 연결하는 판형의 브라켓(bracket) 보강재; 및
    상기 브라켓 보강재에 수직하게 배치되며, 상기 브라켓 보강재에 결합된 웹(web) 보강재를 포함하는 스퍼드 장치.
  4. 장착홀이 형성된 데크(deck)를 구비한 선체;
    상기 선체의 장착홀에 삽입되어 장착되는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 스퍼드 장치; 및
    상기 스퍼드 장치의 톱니부에 결합되어, 상기 스퍼드 장치를 상하로 이동시키는 잭킹(jacking) 장치를 포함하는 선박.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 잭킹 장치는,
    상기 스퍼드 장치의 톱니부에 맞물리는 피니언 기어; 및
    상기 피니언 기어를 회전시켜 상기 스퍼드 장치를 상하로 이동시키는 구동부를 포함하는 선박.
  6. 장착홀이 형성된 선체를 도크에 준비하는 단계;
    상기 선체의 장착홀에, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 스퍼드 장치를 삽입하여 배치시키는 단계; 및
    상기 스퍼드 장치의 톱니부에 결합되는 잭킹 장치를 상기 선체에 설치하는 단계를 포함하는 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 선체에 설치된 상기 스퍼드 장치에 연장 레그를 결합시키는 단계를 더 포함하는 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법.
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