KR101379719B1 - 해저 파이프라인 위치 고정용 매트 - Google Patents

Abstract

해저 파이프라인 위치 고정용 매트가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트는, 해저면에 배치된 파이프라인의 외주면을 감싸는 몸체부; 및 몸체부의 외주면에 돌출되게 마련되되, 파이프라인에 가해지는 환경하중에 의하여 파이프라인의 위치가 변화되는 것을 방지하는 위치변화 방지유닛을 포함한다.

Description

해저 파이프라인 위치 고정용 매트{MATT FOR FIXING SUBSEA PIPELINE POSITION}

본 발명은, 해저 파이프라인 위치 고정용 매트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 해류에 의해 해저면에 놓인 파이프라인의 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있는 해저 파이프라인 위치 고정용 매트에 관한 것이다.

해저에서 시추되는 원유, 가스 등의 자원은 해상의 부유식 원유 저장 설비(FSU : Floating Storage Unit), 액화천연가스-부유식 생산저장설비(LNG-FPSO : Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading) 등으로 이송되거나, 육상에 마련된 저장설비로 이송된다.

이때, 원유, 가스 등의 자원의 이송은 해저에 마련된 파이프라인을 통해 이뤄진다.

그러나, 심해에 설치되는 파이프라인은 해류의 유동에 의한 외부 환경하중을 받게 되는데, 특히 파이프라인의 횡방향에서 가해지는 외부 환경하중에 의해 파이프라인이 이동되어 파이프라인이 안정적인 위치를 유지하지 못하는 경우가 빈번히 발생하고 있다.

또한, 해류의 속도가 큰 해역에서는 외부 환경하중에 의한 영향이 더욱 크게 나타나며, 계속되는 외부 환경하중에 의해 파이프라인이 좌굴되는 경우도 빈번하게 발생되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트를 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 종래에는 육상에서 미리 일정중량을 갖는 콘크리트 매트(20)를 제작한 후, 해저 파이프라인(10)에 일정간격을 두고 콘크리트 매트(20)를 덮어 파이프라인(10)의 위치 안정성을 확보하였다.

그러나, 종래와 같이, 파이프라인(10)에 콘크리트 매트(20)를 덮는 구조는, 시간이 지날수록 파이프라인(10)의 횡방향에서 가해지는 외부 환경하중에 의해 파이프라인(10)이 점차 이동될 수 있어 파이프라인(10)의 위치 안정성을 유지하는데 있어 그 효율성이 떨어질 수 있으며, 또한 콘크리트 매트(20)가 파이프라인(10)의 일정영역을 덮는 구조이므로 콘크리트 매트(20) 자체의 중량에 의해 파이프라인(10)의 국부위치에 압축압력이 가해지고, 압축압력에 의해 파이프라인(10)이 갑작스레 좌굴되는 현상이 유발될 수 있는 문제점이 있다.

[문헌1] 대한민국 등록실용신안 제20-0257515호 (주식회사 동원프라스틱) 2001.12.29.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 해류의 유동에 의한 외부 환경하중이 파이프라인에 가해짐에도 불구하고 파이프라인의 위치가 변화되는 것을 방지함과 동시에 파이프라인에 가해지는 압축압력을 감소시킬 수 있는 해저 파이프라인 위치 고정용 매트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해저면에 배치된 파이프라인의 외주면을 감싸는 몸체부; 및 상기 몸체부의 외주면에 돌출되게 마련되되, 상기 파이프라인에 가해지는 환경하중에 의하여 상기 파이프라인의 위치가 변화되는 것을 방지하는 위치변화 방지유닛을 포함하는 해저 파이프라인 위치 고정용 매트이 제공될 수 있다

상기 위치변화 방지유닛은, 상기 몸체부의 외주면에서 돌출되어 상기 몸체부의 길이방향을 따라 길게 마련되되, 상기 몸체부의 원주방향을 따라 상호 이격된 복수 개의 웨브를 포함하며, 상기 웨브는, 해류가 통과하는 복수 개의 제1홀부를 포함할 수 있다.

상기 위치변화 방지유닛은, 상기 복수 개의 웨브의 상부에 각각 결합되되, 상기 웨브의 길이방향을 따라 연장되는 복수 개의 플랜지를 더 포함하며, 상기 플랜지는, 해류가 통과하는 복수 개의 제2홀부를 포함할 수 있다.

상기 웨브와 상기 플랜지의 결합은, 직선형 단면의 상기 웨브에 π형 단면을 갖는 상기 플랜지를 외삽할 수 있다.

상기 위치변화 방지유닛은, 양단부가 인접하는 웨브에 각각 연결되되, 상기 파이프라인의 길이방향을 따라 상호 이격된 복수 개의 리브를 더 포함하며, 상기 리브는 해류가 통과하는 복수 개의 제3홀부를 포함할 수 있다.

상기 몸체부는, 해조류가 서식하는 공간을 제공하는 복수 개의 홈부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 파이프라인의 외주면에 돌출되게 위치변화 방지유닛을 마련함으로써, 해류의 유동에 의한 외부 환경하중이 파이프라인에 가해짐에도 불구하고 파이프라인의 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 위치변화 방지유닛의 중량을 감소시켜 파이프라인에 가해지는 압축압력을 감소시킬 수 있어 파이프라인이 좌굴되는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A부분 확대도로서, 웨브와 플랜지가 일체로 형성된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 A부분 확대도로서, 웨브에 플랜지가 끼워져 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 2의 B-B 단면도이다.
도 6 및 도 7은 해저 파이프라인에 본 발명의 일 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트가 설치되지 전후에 있어, 해류의 영향에 의한 파이프라인의 상태를 나타내는 개략도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 A부분 확대도로서, 웨브와 플랜지가 일체로 형성된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 2의 A부분 확대도로서, 웨브에 플랜지가 끼워져 결합된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 2의 B-B 단면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트(200)는, 해저면에 배치된 파이프라인(100)의 외주면을 감싸는 몸체부(210)와, 몸체부(210)의 외주면에 돌출되게 마련되되 해류에 의해 파이프라인(100)에 가해지는 환경하중에 대하여 파이프라인(100)의 위치가 변화되는 것을 방지하는 위치변화 방지유닛(230)을 포함한다.

본 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트(200)는, 해류의 유동에 의해 해저면에 배치된 파이프라인(100)에 가해지는 환경하중에도 불구하고 파이프라인(100)이 배치된 위치에서 이탈되는 것을 방지하고자, 파이프라인(100)의 외주면을 감싸는 몸체부(210) 및 몸체부(210)에서 돌출된 위치변화 방지유닛(230)을 포함한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 몸체부(210)는 후술할 위치변화 방지유닛(230)을 지지하는 역할을 한다.

몸체부(210)는 파이프라인(100)의 외주면을 감싸는 형상을 갖는다.

즉, 파이프라인(100)의 외주면이 원형형상을 갖는 경우에, 몸체부(210)의 내주면은 파이프라인(100)의 외주면 원형형상에 대응되도록 원형형상으로 형성된다.

또한, 해저면에 길게 배치된 파이프라인(100)에 소정간격 이격되게 복수개 마련된다.

한편, 파이프라인(100)이 해저면에 일부 매설된 상태에서 몸체부(210)를 설치하는 경우에는, 파이프라인(100)의 외주면 일부, 즉 파이프라인(100)의 노출부위를 감싸도록 몸체부(210)를 설치할 수 있다.

그리고, 몸체부(210)에는 해조류의 식재를 위한 복수 개의 홈부(211)가 마련된다.

홈부(211)는 해조류 등이 서식할 수 있는 공간을 제공하며, 홈부(211)에서 서식하는 해조류를 지나가는 해류는 그 유속이 감소되므로 해류에 의해 파이프라인(100)에 가해지는 환경하중의 크기를 감소시킬 수 있다.

이처럼, 몸체부(210)에 해조류 등이 서식할 수 있는 홈부(211)를 마련함으로써, 파이프라인(100)을 지나가는 해류의 유속 감소 및 해류의 유속 감소에 따른 외부 환경하중의 크기를 감소시키는 이점이 있다.

그리고, 제작 및 설치를 용이하게 하기 위하여, 몸체부(210)는 콘크리트 재질로 형성된다.

또한, 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 위치변화 방지유닛(230)은, 해류에 의해 파이프라인(100)에 가해지는 환경하중에 대하여 파이프라인(100)의 위치가 변화되는 것을 방지하는 역할을 한다.

위치변화 방지유닛(230)은, 몸체부(210)의 외주면에서 돌출되어 몸체부(210)의 길이방향을 따라 길게 마련되되 몸체부(210)의 원주방향을 따라 상호 이격된 복수 개의 웨브(240)와, 복수 개의 웨브(240)의 상부에 각각 결합되되 웨브(240)의 길이방향을 따라 길게 마련된 복수 개의 플랜지(250)와, 양단부가 인접하는 웨브(240)에 각각 연결되되 파이프라인(100)의 길이방향을 따라 상호 이격된 복수 개의 리브(260)를 포함한다.

웨브(240)는 플랜지(250)를 몸체부(210)로부터 소정간격 이격되게 함과 동시에 플랜지(250)를 지지하는 역할을 한다.

웨브(240)는 몸체부(210)의 외주면에서 반경방향으로 돌출되고, 몸체부(210)의 길이방향을 따라 길게 마련된다.

또한, 웨브(240)는 몸체부(210)의 원주방향을 따라 상호 이격되게 복수 개 마련된다.

플랜지(250)는 웨브(240)의 상부에 각각 결합되며 웨브(240)의 길이방향을 따라 길게 마련된다.

이때, 파이프라인(100)에 가해지는 외부 환경하중 중에 횡방향에서 가해지는 하중이 파이프라인(100)의 위치를 변화시키는 주요 하중이다.

따라서, 웨브(240)와 플랜지(250)는 해류에 의한 횡방향 하중이 작용하는 단면적을 크게 하는 요인이 되므로, 본 실시예에 따른 웨브(240) 및 플랜지(250)에는 특히 파이프라인(100)의 횡방향에서 유입되는 해류가 관통될 수 있도록 복수 개의 제1홀부(241) 및 복수 개의 제2홀부(251)가 마련된다.

그리고, 도 3에서 도시한 바와 같이, 웨브(240)와 플랜지(250)는 일체로 형성되어, 몸체부(210)에 결합될 수 있다.

또한, 도 4에서 도시한 바와 같이, 웨브(240)와 플랜지(250)는, 직선형 단면을 갖는 웨브(240)에 π형 단면을 갖는 플랜지(250)를 외삽하여 상호 결합할 수 있다.

웨브(240)에 플랜지(250)를 외삽하는 경우에, 웨브(240)와 플랜지(250)를 각각 제작한 후 상호 외삽하여 결합할 수 있으므로 그 결합 및 제작이 용이하다.

한편, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이 웨브(240)와 플랜지(250)의 결합은 "T"자형 단면 형상을 가지고, 플랜지(250)의 상부면은 원호형상을 갖는다.

또한, 복수 개의 플랜지(250) 상부면을 잇는 연장선은 도 5에서 도시한 바와 같이 파이프라인(100) 및 몸체부(210)의 외주면 형상에 대응되게 원호형상으로 형성된다.

이는 특히 파이프라인(100)의 횡방향으로 유입되는 해류가 플랜지(250)의 상부면을 따라 유동되게 함으로써 해류에 의한 항력이 증가되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 웨브(240)와 플랜지(250)의 "T"자형 결합을 한 단위로 할 때, 해류가 파이프라인(100)의 횡방향으로 유입되는 경우에, 상호 인접하는 "T"자형 결합 사이에서 해수가 와류를 형성하며 머물기 때문에 플랜지(250)의 상부면을 따라 흐르는 해류는 상호 인접하는 "T"자형 결합 사이로 유입되지 않고 플랜지(250)의 상부면을 따라 흘러간다.

따라서, 해류가 플랜지(250)의 상부면을 따라 유동되므로, 해류에 의한 항력의 증가를 더욱 감소시킬 수 있다.

또한, 도 5에서 도시한 바와 같이, "T"자형 결합된 플랜지(250)가 파이프라인(100)의 양측 하부에서 해저면에 매설되어 외부 환경하중에 대한 버팀목 역할을 한다.

이와 같이, 전술한 몸체부(210)에 형성된 홈부(211)에 서식하는 해조류 등과 더불어 위치변화 방지유닛(230)은 파이프라인(100)에 가해지는 외부 환경하중에 의해 파이프라인(100)의 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있으며, 이로써 파이프라인(100)의 횡방향에서 가해지는 외부 환경하중에 의해 파이프라인(100)이 좌굴되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 도 2 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 리브(260)는 파이프라인(100)의 원주방향을 따라 양단부가 인접하는 웨브(240)에 각각 연결되어, 웨브(240)와 플랜지(250)의 결합을 지지하는 역할을 한다.

또한, 리브(260)는 파이프라인(100)의 길이방향을 따라 상호 이격되게 복수 개 마련된다.

그리고, 리브(260)는 해류에 의한 파이프라인(100)의 길이방향인 종방향 하중이 작용하는 단면적을 크게 하는 요인이 되므로, 본 실시예에 따른 리브(260)에는 특히 파이프라인(100)의 종방향에서 유입되는 해류가 관통될 수 있도록 복수 개의 제3홀부(261)가 마련된다.

한편, 제작 및 설치를 용이하게 하기 위하여, 위치변화 방지유닛(230)은 콘크리트 재질로 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트(200)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 6 및 도 7은 해저 파이프라인에 본 발명의 일 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트의 유무에 따른, 해류의 영향에 의한 파이프라인의 상태를 나타내는 개략도이다.

도 6에서와 같이, 파이프라인(100)에 본 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트(200)가 설치되지 않은 경우에, 특히 파이프라인(100)의 횡방향에서 가해지는 외부 환경하중에 의해 파이프라인(100)의 위치가 이동되며, 시간이 경과할수록 파이프라인(100)의 횡방향 이동거리는 점차 증가하게 된다.

이로써, 파이프라인(100)의 위치 변화에 따라 파이프라인(100)의 특정부위에 굽힘모멘트가 증가되어 파이프라인(100)이 좌굴되는 현상이 발생한다.

이와 같은 파이프라인(100)의 위치 변화 및 파이프라인(100)이 좌굴되는 현상을 방지하기 위하여, 도 7에서 도시한 바와 같이, 파이프라인(100)에 본 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트(200)를 설치한다.

도 7을 참조하면, 파이프라인(100)의 횡방향에서 해류가 유입되는 경우에, 상호 인접하는 웨브(240)와 플랜지(250)의 "T"자형 결합 사이에 머무르는 해수는 와류를 형성하며 머물기 때문에 플랜지(250)의 상부면을 따라 흐르는 해류는 상호 인접하는 "T"자형 결합 사이로 유입되지 않는다.

또한, 웨브(240)와 플랜지(250)의 "T"자형 결합의 상부면을 잇는 연장선이 원호모양을 형성하고 있으므로, 해류는 "T"자형 결합의 상부면을 따라 유동되어 해류에 의한 항력이 증가되는 것을 방지한다.

또한, "T"자형 결합된 플랜지(250)가 파이프라인(100)의 양측 하부에서 해저면에 매설되어 외부 환경하중에 대한 버팀목 역할을 한다.

그리고, 도 7에서는 도시되어 있지 않으나, 몸체부(210)의 홈부(211)에 서식하는 해조류에 의해 해류의 유속이 감소되므로 외부 환경하중의 크기가 감소된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 해저 파이프라인 위치 고정용 매트(200)는 외부 환경하중에 의한 저항력이 크므로, 외부 환경하중에 의해 파이프라인(100)의 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 파이프라인(100)의 특정위치에 가해지는 굽힘모멘트의 증가로 인한 파이프라인(100)이 좌굴되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 파이프라인 200: 해저 파이프라인 위치고정용 매트
210: 몸체부 211: 홈부
230: 위치변화 방지유닛 240: 웨브
250: 플랜지 260: 리브

Claims (6)

1. 해저면에 배치된 파이프라인의 외주면을 감싸는 몸체부; 및
   상기 몸체부의 외주면에 돌출되게 마련되되, 상기 파이프라인에 가해지는 환경하중에 의하여 상기 파이프라인의 위치가 변화되는 것을 방지하는 위치변화 방지유닛을 포함하며,
   상기 위치변화 방지유닛은,
   상기 몸체부의 외주면에서 돌출되어 상기 몸체부의 길이방향을 따라 길게 마련되되, 상기 몸체부의 원주방향을 따라 상호 이격된 복수 개의 웨브를 포함하며,
   상기 웨브는, 해류가 통과하는 복수 개의 제1홀부를 포함하는 해저 파이프라인 위치 고정용 매트.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 위치변화 방지유닛은,
   상기 복수 개의 웨브의 상부에 각각 결합되되, 상기 웨브의 길이방향을 따라 연장되는 복수 개의 플랜지를 더 포함하며,
   상기 플랜지는, 해류가 통과하는 복수 개의 제2홀부를 포함하는 해저 파이프라인 위치 고정용 매트.
4. 제3항에 있어서,
   상기 웨브와 상기 플랜지의 결합은,
   직선형 단면의 상기 웨브에 π형 단면을 갖는 상기 플랜지를 외삽하는 해저 파이프라인 위치 고정용 매트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 위치변화 방지유닛은,
   양단부가 인접하는 웨브에 각각 연결되되, 상기 파이프라인의 길이방향을 따라 상호 이격된 복수 개의 리브를 더 포함하며,
   상기 리브는, 해류가 통과하는 복수 개의 제3홀부를 포함하는 해저 파이프라인 위치 고정용 매트.
6. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부는,
   해조류가 서식하는 공간을 제공하는 복수 개의 홈부를 포함하는 해저 파이프라인 위치 고정용 매트.

Images