KR101973375B1 - 해양 구조물의 제조 방법 및 이에 사용되는 고정장치 - Google Patents

Abstract

수직 방향 길이가 긴 수직 구조물을 안전하고 정확하게 설치할 수 있는 해양 구조물의 제조 방법이 제공된다. 상기 해양 구조물의 제조 방법은 바디와, 상기 바디에 설치되어 스테어 타워(stair tower)에 결합되기 위한 결합부와, 상기 바디에 설치되어 수직 구조물을 고정하기 위한 고정부를 포함하는, 적어도 하나의 고정장치를 제공하고, 상기 고정장치의 결합부를 이용하여, 상기 스테어 타워에 적어도 하나의 고정장치를 설치하고, 상기 고정장치의 고정부를 이용하여, 상기 스테어 타워에 수직 구조물을 고정시키고, 상기 스테어 타워, 상기 수직 구조물 및 상기 고정장치를 동시에 권상하여 작업위치로 이동시키는 것을 포함한다.

Description

해양 구조물의 제조 방법 및 이에 사용되는 고정장치{Manufacturing method of the marine structure and fixing device}

본 발명은 해양 구조물의 제조 방법 및 이에 사용되는 고정장치에 관한 것이다.

선박 형태가 아닌 해양 구조물로는 반잠수식 구조물(Semi-submersible), TLP(Tension Leg Platform) 등이 있다. 이 때, 반잠수식 구조물에는 선박 형태의 드릴쉽과 유사한 형태의 반잠수식 시추선(Semi-Rig) 및 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)와 유사한 형태의 반잠수식 FPU(Semi Floating Production Unit)가 있다.

특히, TLP와 같은 해양 구조물은, 예를 들어, 3개 내지 6개의 컬럼(column)과, 링 형태의 폰툰(pontoon)을 포함한다. 외부 환경하중에 대해 구조적인 안정성 및 위치 안전성을 만족시키기 위해서, 이러한 구조를 갖는다.

한편, 해양 구조물은 수직 방향으로 최소 5m 내지 25m의 길이를 갖는 수직 구조물을 포함할 수 있다. 크래인(crane)을 이용하여, 이렇게 길이가 긴 수직 구조물을 제 위치에 설치하는 것은 상당히 어렵다. 길이가 길기 때문에 권상 후 변형이 쉽게 발생하고, 연결부에서 정도가 맞지 않는 경우가 종종 발생한다. 이를 해결하기 위해서, 수직 구조물을 수직방향으로 여러 개로 분리한 후, 권상할 수도 있다. 하지만, 여러 개로 분리하여 권상하게 되면, 용접라인이 증가하고, 용접시 열변형에 의해서 수축/팽창이 발생할 수도 있다.

대한민국 공개공보 제 10-2015-0120280호 (2015년10월27일)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 수직 방향 길이가 긴 수직 구조물을 안전하고 정확하게 설치할 수 있는 해양 구조물의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 해양 구조물의 제조 방법에서 사용되는 고정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 부유식 구조물의 일 면(aspect)은, 바디와, 상기 바디에 설치되어 스테어 타워(stair tower)에 결합되기 위한 결합부와, 상기 바디에 설치되어 수직 구조물을 고정하기 위한 고정부를 포함하는, 적어도 하나의 고정장치를 제공하고, 상기 고정장치의 결합부를 이용하여, 상기 스테어 타워에 적어도 하나의 고정장치를 설치하고, 상기 고정장치의 고정부를 이용하여, 상기 스테어 타워에 수직 구조물을 고정시키고, 상기 스테어 타워, 상기 수직 구조물 및 상기 고정장치를 동시에 권상하여 작업위치로 이동시키는 것을 포함한다.

상기 고정부는, 상기 수직 구조물에 접촉할 수 있는 적어도 하나의 가이드 서포트(guide support)와, 상기 가이드 서포트를 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 스테어 타워에 수직 구조물을 고정시키는 것은, 상기 수직 구조물을 권상한 후, 상기 가이드 서포트와 상기 수직 구조물이 기설정된 거리만큼 이격되어 위치하도록 상기 가이드 서포트의 위치를 조정하고, 상기 가이드 서포트의 가이드에 따라, 상기 수직 구조물을 권하하고, 상기 수직 구조물이 기설정된 위치까지 권하하면, 상기 가이드 서포트가 상기 수직 구조물에 접촉하도록, 상기 가이드 서포트를 이동시키는 것을 포함한다.

상기 고정장치는 상기 바디에 위치하는 레일과, 상기 레일에 설치된 러그를 더 포함하고, 상기 스테어 타워, 상기 수직 구조물 및 상기 고정장치를 동시에 권상하여 작업위치로 이동시킬 때, 상기 러그를 이용한다.

상기 러그는 상기 레일을 따라서 이동할 수 있고, 상기 레일에는 다수의 고정홀을 포함하고, 고정핀을 이용하여 상기 고정홀에 러그를 고정하는 것을 포함한다.

상기 작업위치에서의 작업을 마친 후, 상기 스테어 타워와 상기 고정장치를 상기 수직구조물로부터 제거하는 것을 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 고정장치의 일 면(aspect)은, 바디; 상기 바디에 설치되어, 스테어 타워에 결합되기 위한 결합부; 상기 바디에 설치되어, 수직 구조물을 고정하는 고정부; 및 상기 바디에 설치되고, 상기 스테어 타워 및 상기 고정부를 동시에 권상할 때 사용되는 적어도 하나의 러그를 포함한다.

상기 바디는 사각틀 형상이고, 상기 결합부는 상기 사각틀 형상의 외부 방향으로 연장되고 상기 스테어 타워에 결합될 수 있는 적어도 하나의 클램프를 포함하고, 상기 고정부는 상기 사각틀 형상의 내부 방향으로 이동할 수 있고, 상기 수직 구조물에 접촉할 수 있는 가이드 서포트를 포함한다.

상기 사각틀 형상의 상면에 레일이 위치하고, 상기 러그는 상기 레일을 따라서 이동할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 해양 구조물의 제조 방법이 사용될 수 있는 예시적인 해양 구조물을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 해양 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 예시적 사시도이다.
도 3은 고정장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 바디(body)를 설명하기 위한 확대도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 해양 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 해양 구조물의 제조 방법이 사용될 수 있는 예시적인 해양 구조물을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 해양 구조물(10)은 다수의 컬럼(column)(12), 폰툰(pontoon)(14), 상부 구조물(16) 등을 포함한다.

다수의 컬럼(12)은 해양 구조물(10)의 설계된 중량에 비례하는 크기를 갖는다. 컬럼(12)과 폰툰(14)은 해양에서 해양 구조물(10)을 뜨게 하는 부력을 제공하게 된다. 도면에는, 4 개의 컬럼(12)을 사용하는 것으로 도시하였으나, 다른 크기의 구조물에 대하여 필요에 따라 3, 4 또는 그 이상의 컬럼(12)이 사용될 수 있다.

또한, 컬럼(12)은 정사각형, 직사각형 또는 원형 단면이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 필요에 따라서 다른 형태의 단면이 사용될 수도 있다.

또한, 폰툰(14)은, 도시된 것과 같이, 컬럼(12)의 외경 바깥쪽에 배치되어, 폰툰(14)이 이웃한 컬럼(12)의 사이나, 컬럼(12)의 안쪽에 배치되지 않을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 필요에 따라서, 폰툰(14)은 이웃한 컬럼(12)의 사이를 연결한 형태이거나, 컬럼(12)의 내경에 접하도록 배치될 수도 있다.

여기서, 컬럼(12)의 내부에는, 다양한 형태의 수직 구조물이 배치될 수 있다. 수직 구조물은 수직 길이가 긴 구조물, 예를 들어, 불릿 탱크(bullet tank), 파이프 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 해양 구조물(10)의 종류나 형상에 따라서, 수직 구조물의 종류 및 형상은 달라질 수 있다.

도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 해양 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 예시적 사시도이다.

도 2를 참조하면, 수직 구조물(90)은 고정장치(100)를 통해서, 스테어 타워(stair tower)(80)에 고정된다. 예를 들어, 수직 구조물(90)은 불릿 탱크로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.

우선, 예를 들어, 해양 구조물의 상부 구조물(도 1의 16) 상에서, 고정장치(100)를 이용하여 수직 구조물(90)과 스테어 타워(80)를 서로 고정한다. 고정장치(100)의 예시적 구성에 대해서는 도 3 및 도 4를 이용하여 후술하고, 고정되는 방법에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참고하여 후술하도록 한다.

이어서, 서로 결합(고정)되어 있는 스테어 타워(80), 수직 구조물(90) 및 고정장치(100)를 동시에 권상하여 작업위치(예를 들어, 컬럼(도 1의 12 참조) 내부)로 이동시킨다.

작업위치에서, 스테어 타워(80)를 이용하여 작업을 마친 후에, 스테어 타워(80)와 고정장치(100)를 수직 구조물(90)로부터 제거한다.

이와 같이, 작업위치로 이동하기 전에, 수직 구조물(90)과 스테어 타워(80)를 미리 고정함으로써, 권상 중에 발생할 수 있는 수직 구조물(90)의 손상 또는 휘어짐을 방지할 수 있다. 즉, 수직 길이가 매우 긴 수직 구조물(90)을 안정적으로 이동시킬 수 있다. 또한, 복수 개로 분리하여 이동시키지 않기 때문에, 용접회수 및 용접라인이 현저히 줄어들게 된다. 또한, 작업위치에서의 작업을 위해서 스테어 타워(80)는 반드시 필요한 것이므로, 수직 구조물(90)의 휘어짐 방지를 위해서 불필요한 구조물을 사용하는 것도 아니다.

도 3 및 도 4는 도 2에서 설명된 고정장치를 설명하기 위한 도면들이다. 도 3은 고정장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 바디(body)를 설명하기 위한 확대도이다.

우선, 도 3을 참조하면, 고정장치(100)는 바디(110), 결합부(120), 고정부(130) 등을 포함할 수 있다.

바디(110)는 결합부(120), 고정부(130) 등이 설치되는 곳이다.

바디(110)는 도시된 것과 같이, 사각틀 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 결합부(120)는 사각틀 형상의 외부 방향으로 연장되고, 고정부(130)는 사각틀 형상의 내부 방향으로 이동할 수 있다.

구체적으로, 결합부(120)는 바디(110)에 설치되어 스테어 타워(80)에 결합되는 부분이다. 즉, 결합부(120)를 이용하여, 스테어 타워(80)에 적어도 하나의 고정장치(100)가 설치된다.

이러한 결합부(120)는 스테어 타워(80)의 일측과 결합되는 클램프(121)와, 클램프(121)의 위치를 조정하기 위한(즉, 클램프(121)를 신장하거나 신축하기 위한) 조정부(123)를 포함한다. 여기서, 조정부(123)는 예를 들어, 유압실린더 등을 포함할 수 있고, 유압실린더에 의해서 클램프(121)의 위치가 변경될 수 있다. 조정부(123)은 필요에 따라서, 직선 운동뿐만 아니라, 회전 운동, 회동 운동 등도 가능하다.

또한, 고정부(130)는 바디(110)에 설치되어 수직 구조물(90)을 고정하기 위한 부분이다. 즉, 고정부(130)를 이용하여, 스테어 타워(80)에 수직 구조물(90)을 고정한다.

이러한 고정부(130)는 수직 구조물(90)에 접촉할 수 있는 적어도 하나의 가이드 서포트(guide support)(135)와, 가이드 서포트(135)를 이동시키는 구동부(131)를 포함한다. 여기서, 구동부(131)는 예를 들어, 유압실린더 등을 포함할 수 있고, 유압실린더에 의해서 가이드 서포트(135)의 위치가 변경될 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 바디(110)에는 레일(111)이 위치한다. 예를 들어, 사각틀 형상의 바디(110) 상면에 레일(111)이 배치될 수 있다. 또한, 러그(115)는 레일(111)에 설치된다. 여기서, 러그(115)는 레일(111)의 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 레일(111)에는 다수의 고정홀(113)을 포함하고, 고정핀(119)을 이용하여 고정홀(113)에 러그(115)의 위치를 고정한다. 또한, 레일(111)의 끝에는 스토퍼(stopper)(117)가 설치되어서, 러그(115)가 레일(111)의 밖으로 빠지지 않도록 할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 해양 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

우선 도 3 및 도 5를 참조하면, 고정장치(100)의 결합부(120)를 이용하여, 스테어 타워(80)에 적어도 하나의 고정장치(100a, 100b)를 설치한다(S310). 즉, 조정부(123)로 클램프(121)의 위치를 조절하여 스테어 타워(80)에 클램프(121)를 결합시킨다.

이어서, 도 3, 도 5, 도 6을 참조하면, 고정장치(100)의 고정부(130)를 이용하여, 스테어 타워(80)에 수직 구조물(90)을 고정한다(S320).

구체적으로, 수직 구조물(90)을 권상한 후, 수직 구조물(90)은 도 6에 도시된 것과 같이, 설치된 고정장치(100a, 100b) 중 가장 위쪽에 배치된 고정장치(100a)와 오버랩될 수 있도록 이동시킨다. 여기서, 가이드 서포트(135)를 조정하여, 가이드 서포트(135)와 수직 구조물(90)이 기설정된 거리(도 3의 A 참조)만큼 이격되어 위치하도록 가이드 서포트(135)의 위치를 조정한다. 별도로 도시하지 않았으나, 기설정된 거리(A)를 센싱하기 위해서, 고정장치(100)에 센서가 별도로 설치될 수 있다. 거리(A)는 고정된 값일 수도 있고, 일정한 범위일 수도 있고, 수직 구조물(90)의 형상 또는 크기에 따라서 변경되는 값일 수도 있다.

가장 위쪽에 배치된 고정장치(100a)의 가이드 서포트(135)와 수직 구조물(90) 사이의 거리(A)가 세팅되면, 상기 거리(A)에 맞도록 나머지 고정장치(100b)의 가이드 서포트(135)의 위치를 조정한다.

이어서, 세팅된 고정장치(100a, 100b)의 가이드 서포트(135)의 가이드에 따라, 수직 구조물(90)을 권하한다(도 6의 도면부호 B 참조). 즉, 고정장치(100a, 100b)의 가이드 서포트(135)에 닿지 않도록, 수직 구조물(90)의 위치를 조정하면서, 수직 구조물(90)을 권하한다.

이어서, 수직 구조물(90)이 기설정된 위치까지 권하하면, 고정장치(100a, 100b)의 가이드 서포트(135)가 수직 구조물(90)에 접촉하도록, 가이드 서포트(135)를 이동시킨다. 즉, 가이드 서포트(135)가 수직 구조물(90)을 붙잡는 형태가 된다.

그 결과, 고정장치(100)에 의해서 수직 구조물(90)과 스테어 타워(80)가 서로 고정된다.

이어서, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 스테어 타워(80), 수직 구조물(90) 및 고정장치(100a, 100b)를 동시에 권상하여 작업위치로 이동시킨다(S330). 작업위치로 이동시킬 때, 크래인은 레일(111)에 설치된 러그(115)를 이용한다.

작업위치에서, 스테어 타워(80)를 이용하여 작업을 마친 후에, 스테어 타워(80)와 고정장치(100a, 100b)를 수직 구조물(90)로부터 제거한다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 해양 구조물 12: 컬럼
14: 폰툰 16: 상부 구조물
80: 스테어 타워 90: 수직 구조물
100: 고정장치 110: 바디
120: 결합부 130: 고정부

Claims (8)

1. 바디와, 상기 바디에 설치되어 스테어 타워(stair tower)에 결합되기 위한 결합부와, 상기 바디에 설치되어 수직 구조물을 고정하기 위한 고정부를 포함하는, 적어도 하나의 고정장치를 제공하고,
   상기 고정장치의 결합부를 이용하여, 상기 스테어 타워에 적어도 하나의 고정장치를 설치하고,
   상기 고정장치의 고정부를 이용하여, 상기 스테어 타워에 수직 구조물을 고정시키고,
   상기 스테어 타워, 상기 수직 구조물 및 상기 고정장치를 동시에 권상하여 작업위치로 이동시키는 것을 포함하는 해양 구조물의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정부는, 상기 수직 구조물에 접촉할 수 있는 적어도 하나의 가이드 서포트(guide support)와, 상기 가이드 서포트를 이동시키는 구동부를 포함하고,
   상기 스테어 타워에 수직 구조물을 고정시키는 것은,
   상기 수직 구조물을 권상한 후, 상기 가이드 서포트와 상기 수직 구조물이 기설정된 거리만큼 이격되어 위치하도록 상기 가이드 서포트의 위치를 조정하고,
   상기 가이드 서포트의 가이드에 따라, 상기 수직 구조물을 권하하고,
   상기 수직 구조물이 기설정된 위치까지 권하하면, 상기 가이드 서포트가 상기 수직 구조물에 접촉하도록, 상기 가이드 서포트를 이동시키는 것을 포함하는 해양 구조물의 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 고정장치는 상기 바디에 위치하는 레일과, 상기 레일에 설치된 러그를 더 포함하고,
   상기 스테어 타워, 상기 수직 구조물 및 상기 고정장치를 동시에 권상하여 작업위치로 이동시킬 때, 상기 러그를 이용하는 해양 구조물의 제조 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 러그는 상기 레일의 서로 다른 위치에 배치될 수 있고,
   상기 레일에는 다수의 고정홀을 포함하고,
   고정핀을 이용하여 상기 고정홀에 러그를 고정하는 것을 포함하는 해양 구조물의 제조 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 작업위치에서의 작업을 마친 후, 상기 스테어 타워와 상기 고정장치를 상기 수직구조물로부터 제거하는 것을 포함하는 해양 구조물의 제조 방법.
6. 바디;
   상기 바디에 설치되어, 스테어 타워에 결합되기 위한 결합부;
   상기 바디에 설치되어, 수직 구조물을 고정하는 고정부; 및
   상기 바디에 설치되고, 상기 스테어 타워 및 상기 고정부를 동시에 권상할 때 사용되는 적어도 하나의 러그를 포함하는 고정장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 바디는 사각틀 형상이고,
   상기 결합부는 상기 사각틀 형상의 외부 방향으로 연장되고 상기 스테어 타워에 결합될 수 있는 적어도 하나의 클램프를 포함하고,
   상기 고정부는,
   상기 수직 구조물에 접촉할 수 있는 가이드 서포트; 및
   상기 가이드 서포트를 상기 사각틀 형상의 내부 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 고정장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 사각틀 형상의 상면에 레일이 위치하고, 상기 러그는 상기 레일의 서로 다른 위치에 배치될 수 있는 고정장치.

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