KR101422496B1 - 파이프부설선 - Google Patents

Abstract

파이프부설선이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 파이프부설선은 선체와, 선체의 측면 쪽에 설치되며 선체로부터 수중으로 내리는 파이프라인을 지지하는 스팅거를 포함를 포함한다.

Description

파이프부설선{PIPE LAYING VESSEL}

본 발명은 파이프부설선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파이프라인을 수중으로 안내하는 스팅거가 측면 쪽에 설치되는 파이프부설선에 관한 것이다.

해저에 파이프라인을 부설하는 방법으로는 S형 부설법(S-Laying)과 J형 부설법(J-Laying)이 알려져 있다. S형 부설법은 파이프부설선(Pipe Laying Vessel)으로부터 해저에 파이프라인을 S형으로 내리면서 부설하는 방식이다. J형 부설법은 파이프부설선으로부터 해저에 파이프라인을 J형으로 내리면서 부설하는 방식이다. 두 부설법은 상대적을 직경이 큰 리지드(Rigid)관을 해저에 부설하는데 적합하지만, 부설방식의 차이로 인해 상호 다른 장점과 단점을 가지고 있다.

S형 부설법은 선상에서 이루어지는 파이프 연결작업 등이 빠르기 때문에 상대적으로 파이프라인의 부설속도가 빠르다. 하지만, 수중에 내리는 파이프라인의 무게가 선미 쪽의 스팅거(Stinger)에 대부분 작용하기 때문에 파이프라인의 심해 설치가 어렵다. 수심이 깊을수록 파이프라인의 무게가 증가하여 스팅거가 이를 지지하기 어렵고, 무게중심이 선체의 후방으로 치우치는 관계로 선체의 균형을 유지하기 어렵기 때문이다.

반면에 J형 부설법은 파이프부설선으로부터 수중으로 내리는 파이프라인이 거의 수직을 유지하기 때문에 파이프라인의 심해 설치에 적합하다. 그러나 이 방식은 선상에서 이루어지는 파이프라인 연결작업 등이 느리기 때문에 상대적으로 부설속도가 느리다.

이런 연유로 관련분야에서는 대한민국 공개특허공보 10-2010-0014475호의 예와 같이, 파이프부설선의 개선을 통해 상대적으로 부설속도가 빠른 S형 부설법에 의하여 심해에 파이프라인을 부설하는 방안들에 대한 연구가 진행되고 있다.

특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 10-2010-0014475호(2010. 02. 10. 공개)

본 발명의 일 실시예는 S형 부설법으로 심해 파이프라인 부설이 가능하도록 하는 파이프부설선을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체와, 상기 선체의 측면 쪽에 설치되며 상기 선체로부터 수중으로 내리는 파이프라인을 지지하는 스팅거를 포함하는 파이프부설선이 제공될 수 있다.

상기 선체는 수중으로 내리는 최종 파이프라인을 연결하는 작업라인을 포함하고, 상기 작업라인은 상기 선체의 갑판으로부터 상기 선체의 측방으로 연장된 연장갑판 상에 마련되어 상기 스팅거와 연계되는 파이프라인 부설경로를 이룰 수 있다.

상기 연장갑판은 상기 선체의 선수 전방으로 길게 연장될 수 있다.

상기 선체는 수중으로 내리는 최종 파이프라인을 연결하는 작업라인을 포함하고, 상기 작업라인은 상기 스팅거가 결합된 위치로부터 상기 선체의 선수 쪽 대각방향으로 길게 연장되어 상기 스팅거와 연계되는 파이프라인 부설경로를 이룰 수 있다.

상기 스팅거는 그 선단에 마련된 연결부가 상기 연장갑판의 후미에 회전 가능하게 연결되고, 상기 연결부로부터 후방으로 이격된 부분이 상기 선체의 선미 쪽에 설치된 작동장치에 의해 지지될 수 있다.

상기 작동장치는 윈치, 크레인, 체인블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 스팅거는 그 선단이 상기 선체의 무게중심과 선미 사이의 상기 선체 측면 쪽에 연결된 상태에서 선미 방향으로 하향 경사를 유지하며 연장될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 파이프부설선은 스팅거가 선체의 무게중심과 가까운 측면 쪽에 위치하기 때문에 수중에 내리는 파이프라인의 무게로 인하여 스팅거에 큰 하중이 작용하더라도 선체가 안정된 자세를 유지할 수 있다. 따라서 S형 부설법으로 심해에 파이프라인을 부설하는 것이 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 파이프부설선의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 파이프부설선의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 파이프부설선의 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 파이프부설선을 나타낸다. 도 1과 도 2를 참조하면, 파이프부설선(100)은 선체(110)와, 선체(110)의 추진을 위해 선체(110)의 저부에 설치된 복수의 추진기(111)와, 수중에 부설하는 파이프라인(300)을 지지하는 스팅거(120)를 구비한다.

선체(110)의 갑판(113)에는 파이프들(310)을 연결하여 파이프라인(300)을 생산하는 작업영역(후술하는 메인 작업라인(A) 및/또는 서브 작업라인(B)을 포함)과, 작업영역(A,B)으로 공급할 단위길이의 파이프들(310)을 보관하는 보관영역(C)이 마련될 수 있다. 또 갑판(113)에는 파이프(310)를 운송하는 선박으로부터 파이프부설선(100)으로 파이프들(310)을 옮기거나, 파이프부설선(100)에 실린 파이프(310)나 장비를 이동시킬 수 있는 크레인들(115,116)이 설치될 수 있다. 단위길이의 파이프들(310)은 갑판(113)의 보관영역(C) 뿐만 아니라 선체(110) 내부에 마련되는 별도의 보관실(미도시)에 저장되었다가 작업영역(A)으로 공급될 수 있다.

작업영역은 파이프들(310)을 길게 연결하여 최종 파이프라인(300)을 만드는 메인 작업라인(B)과, 메인 작업라인(B)으로 공급할 파이프들(310)을 소망하는 길이로 연결하는 서브 작업라인(A)을 포함할 수 있다. 서브 작업라인(A)은 파이프(310)의 연결을 위한 베벨링, 예열, 용접, 검사 등을 수행하기 위한 작업영역들을 포함할 수 있고, 메인 작업라인(B)과 같은 층의 갑판(113) 또는 선체(110)에 마련되는 다른 층의 갑판(미도시)에 배치될 수 있다.

스팅거(120)는 선체(110)의 측면 쪽에 설치되며, 메인 작업라인(B)으로부터 수중으로 진입하는 파이프라인(300)이 안전한 곡률로 휘어져 내릴 수 있도록 지지한다. 참고로 본 실시 예의 설명에서 ‘선체의 측면’이라 함은 선수(101)나 선미(102) 쪽이 아닌 선체(110)의 좌현 또는 우현 쪽 측면을 의미한다.

메인 작업라인(B)은 스팅거(120)와 연계되는 파이프라인 부설경로를 이루도록 선체(110)의 갑판(113)으로부터 선체(110)의 측방으로 연장된 연장갑판(130) 상에 마련될 수 있다. 메인 작업라인(B)에는 복수 개소에 용접영역(141)이 마련됨으로써 서브 작업라인(A)에서 생산된 파이프들(310)을 직렬로 배치한 상태에서 빠르게 연결할 수 있다. 또 메인 작업라인(B)에도 용접부분의 검사 및 피복을 위한 작업영역이 각각 마련될 수 있다.

연장갑판(130)은 그 하측이 다수의 철골구조물(131,132)에 의해 선체(110)의 측면에 지지될 수 있다. 또 연장갑판(130)은 메인 작업라인(B)의 길이를 연장하기 위해 선체(110)의 선수(101) 전방으로 길게 연장될 수 있다.

연장갑판(130)의 후미 쪽에는 생산된 파이프라인(300)을 수중으로 안내하기 위해 선미(102) 쪽으로 하향 경사를 이루는 경사안내부(134)가 마련된다. 그리고 경사안내부(134) 직전의 메인 작업라인(B)에는 수중에 부설되는 파이프라인(300)의 무게를 지탱하면서 파이프라인(300)을 이동시키는 복수의 텐셔너(143, Tensioner)가 설치될 수 있다. 도면에 나타내지는 않았지만 이러한 텐셔너들(143) 중 일부는 경사안내부(134)에 설치될 수도 있다.

스팅거(120)는 그 선단의 연결부(121)가 연장갑판(130)의 후미에 회전 가능하게 연결된 상태에서 선미(102) 방향으로 하향경사를 유지하며 연장될 수 있다. 그리고 연결부(121)로부터 후방으로 이격된 부분이 선체(110)의 선미(102) 쪽에 설치된 하나 이상의 작동장치(150)에 의해 지지될 수 있다.

이러한 스팅거(120)는 통상의 트러스구조물의 형태로 이루어질 수 있고, 수중으로 내리는 파이프라인(300)의 경사 및 곡률조절을 위해 복수의 트러스구조물이 굴절 가능하게 연결되는 형태일 수도 있다. 스팅거(120) 상부에는 파이프라인(300)의 원활한 이송을 위해 다수의 롤러(122)가 설치될 수 있다.

작동장치(150)는 하나 이상의 크레인으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 윈치나 체인블록과 같은 장치로 구성될 수도 있다. 이러한 작동장치(150)는 스팅거(120)의 후미 쪽을 지지함으로써 메인 작업라인(B)으로부터 스팅거(120)를 통해 수중에 내려지는 파이프라인(300)을 안정적으로 지지할 수 있다. 또 스팅거(120)를 끌어 올리거나 내리는 방식으로 스팅거(120)의 각도를 조절할 수 있고, 파이프부설선(100)이 해저에 파이프라인(300)을 부설하지 않고 이동할 때는 수면과 이격되도록 스팅거(120)를 상부로 끌어 올릴 수도 있다.

스팅거(120)의 설치위치는 선체(110)의 무게중심(G)과 선미(102) 사이의 선체(110) 측면 쪽에 연결될 수 있다. 바람직하게는 스팅거(120)의 연결부(121)가 무게중심(G) 쪽으로 치우친 위치에 연결되는 것이 좋다.

이렇게 하면, 스팅거(120)는 그 선단의 연결부(121)가 연장갑판(130)의 후미에 지지되고 그 후미 쪽이 작동장치(150)에 의해 지지되기 때문에 하중을 전후로 분산시키는 가운데 파이프라인(300)을 안정적으로 지지될 수 있다. 특히 수중에 내리는 파이프라인의 무게로 인하여 스팅거(120)에 큰 하중이 작용하더라도 이 하중이 선체(110)의 무게중심(G)과 가까운 위치에 작용하기 때문에 선체(110)가 안정된 자세를 유지할 수 있다. 따라서 S형 부설법으로 파이프라인(300)을 심해에 부설하는 것이 가능하다.

이러한 파이프부설선(100)은 심해에 파이프라인(300)을 부설할 경우 수중에 내리는 파이프라인(300)의 무게가 급격히 증가하여 스팅거(120)가 위치하는 측면 쪽으로 기우는 현상이 발생할 수 있겠으나, 이러한 현상은 선체(110)에 마련된 밸러스트시스템(미도시)을 통해 선체(110)의 좌우 균형을 유지함으로써 안정된 자세를 유지하도록 할 수 있다. 즉 도 1의 예처럼 선체(110)의 우현 쪽에 스팅거(120)가 설치된 것이라면, 좌현 쪽에 위치하는 밸러스트탱크에 물을 채우고 우현 쪽에 위치하는 밸러스트탱크를 비우는 방식으로 선체(110)의 균형을 조절할 수 있다.

한편, 본 실시 예는 스팅거(120)와 연계되는 메인 작업라인(B) 및 예비작업을 수행한 후 메인 작업라인(B)으로 파이프(310)를 공급하는 서브 작업라인(A)이 외부에 노출되는 상측 갑판(113)에 마련되는 파이프부설선(100)을 제시하였다. 그러나 파이프부설선(100)은 이러한 형태 만으로 한정되지 않고 연장갑판(130)의 메인 작업라인(B)이 그 상부를 덮는 선체구조물 내에 수용되는 형태일 수 있다. 또 서브 작업라인(A)이 선체(110)의 상측 갑판에 마련되고, 메인 작업라인(B)이 선체 내부에 위치하는 하측 갑판(미도시)과 연계되는 형태로 마련될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 파이프부설선을 나타낸다. 제2실시 예의 파이프부설선(100')은 메인 작업라인(B')의 위치를 제1실시 예와 달리한 것이다. 스팅거(120')는 선체(110)의 측면 쪽에 설치되고, 메인 작업라인(B')은 스팅거(120')가 결합된 위치로부터 선체(110)의 선수 쪽 대각방향(반대편 측면의 선수방향)으로 길게 연장됨으로써 스팅거(120')와 연계되는 파이프라인 부설경로를 이루도록 한 것이다.

이 경우 스팅거(120')는 메인 작업라인(B')의 배치와 연계될 수 있도록 후미 쪽이 측방으로 약간 틀어진 형태일 수 있다. 즉 스팅거(120')의 후미 쪽이 선체(110)와 약간 멀어지는 방향으로 배치될 수 있다. 또 스팅거(120')가 결합되는 위치에는 소정길이의 연장갑판(210)이 마련될 수 있고, 선수 쪽에도 메인 작업라인(B')의 길이를 연장하기 위해 연장갑판(220)이 마련될 수 있다.

100: 파이프부설선, 110: 선체,
113: 갑판, 120: 스팅거,
130: 연장갑판, 150: 작동장치,
A: 서브 작업라인, B: 메인 작업라인.

Claims (7)

1. 삭제
2. 선체와,
   상기 선체의 갑판으로부터 상기 선체의 측방으로 연장된 연장갑판과,
   상기 선체의 측면 쪽에 설치되되 그 선단이 상기 선체의 무게중심(G)과 선미 사이에 위치하는 상기 연장갑판의 후미에 연결된 상태로 선미방향으로 하향 경사를 이루도록 연장되며 상기 선체로부터 수중으로 내리는 파이프라인을 지지하는 스팅거와,
   수중으로 내리는 최종 파이프라인을 연결하기 위해 상기 연장갑판 상에 마련되며 상기 스팅거와 연계되는 파이프라인 부설경로를 이루는 작업라인을 포함하는 파이프부설선.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연장갑판은 상기 선체의 선수 전방으로 길게 연장되는 파이프부설선.
4. 선체와,
   그 선단이 상기 선체의 무게중심(G)과 선미 사이의 상기 선체의 측면 쪽에 연결된 상태로 선미방향으로 하향 경사를 이루도록 연장되며 상기 선체로부터 수중으로 내리는 파이프라인을 지지하는 스팅거와,
   수중으로 내리는 최종 파이프라인을 연결하기 위해 상기 선체에 마련된 작업라인을 포함하며,
   상기 작업라인은 상기 스팅거가 결합된 위치로부터 상기 선체의 선수 쪽 대각방향으로 길게 연장되며 상기 스팅거와 연계되는 파이프라인 부설경로를 이루는 파이프부설선.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 스팅거는 그 선단에 마련된 연결부가 상기 연장갑판의 후미에 회전 가능하게 연결되고, 상기 연결부로부터 후방으로 이격된 부분이 상기 선체의 선미 쪽에 설치된 작동장치에 의해 지지되는 파이프부설선.
6. 제5항에 있어서,
   상기 작동장치는 윈치, 크레인, 체인블록 중 적어도 하나를 포함하는 파이프부설선.
7. 삭제

Images