KR102248179B1 - 스키드 장치 - Google Patents

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KR102248179B1
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Abstract

본 발명은 스키드 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 구조물의 상면 또는 캔틸레버의 하면에 제공된 복수 개의 스키드 레일; 상기 스키드 레일에 선택적으로 구속되는 복수 개의 스키드 유닛; 및 상기 스키드 유닛의 이동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 스키드 유닛은, 상기 스키드 레일을 따라 슬라이딩 가능한 몸체; 상기 몸체 또는 상기 스키드 레일을 이동시키는 유압실린더를 포함하는 이송기; 및 상기 몸체를 상기 스키드 레일에 선택적으로 구속시키는 체결 부재를 포함하고, 상기 제어부는, 복수 개의 상기 스키드 유닛의 상기 유압실린더들의 유압 수치가 동일 범위에 있는 경우 상기 체결 부재를 제어하여 상기 스키드 유닛의 구속 상태를 해제한 후, 상기 이송기를 제어하여 상기 스키드 유닛 또는 상기 스키드 레일을 이송시키는 스키드 장치가 제공될 수 있다.

Description

스키드 장치{SKID APPARATUS}
본 발명은 스키드 장치에 관한 것이다.
부유식 구조물, 예를 들어 시추 기능을 갖는 잭업 플랫폼(Jack-up Platform)은 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup Mode)로 운용될 수 있다. 구체적으로, 잭업 플랫폼은 시추를 위한 데릭을 포함하며, 항해 모드로 시추 위치까지 이동한 후, 잭업 모드로 전환될 수 있다. 잭업 모드 시에는 레그를 해수면 아래로 내려 해저에 박은 후, 본체를 레그를 따라 들어올린다. 잭업 플랫폼은 본체가 해수면에서 이격된 상태에서 시추 작업을 수행하며, 시추 작업이 완료되면 위의 순서의 역순으로 항해 모드로 전환되며, 다음 시추 위치까지 이동할 수 있다.
한편, 잭업 플랫폼은 캔틸레버를 포함함으로써 작업의 효율성을 기할 수 있다. 구체적으로, 캔틸레버는 잭업 플랫폼의 외측으로 이동 가능한데, 이를 통해 잭업 플랫 전체의 위치를 바꾸지 않고도 드릴링 위치(well center)를 조정할 수 있다. 일 예로 캔틸레버의 일측에는 시추 데릭이 제공될 수 있으며, 캔틸레버의 이동에 의해 시추 데릭의 위치가 조정될 수 있다.
위와 같은 캔틸레버의 이동을 구현하는 것은 스키드장치(skid apparatus)일 수 있다. 스키드 장치는 본체의 상면에 제공된 스키드 레일 상에서 이동할 수 있으며, 스키드 레일에는 적어도 두 개 이상의 스키드 장치가 제공될 수 있다. 따라서 캔틸레버를 안정적으로 이송시키기 위해서는, 스키드 레일 상에서 이동하는 복수 개의 스키드 장치의 동기제어가 가능해야 한다.
그러나, 종래에는 이러한 복수 개의 스키드 장치의 동기 제어가 이루어지지 않았으며, 이러한 문제가 지속될 경우 스키드 장치는 고장을 일으킬 수 있고, 더 나아가 스키드 장치가 파손되거나, 캔틸레버 또는 잭업 플랫폼이 전복되는 사고가 발생될 수도 있다.
공개특허공보 제10-1986-0001274호
본 발명의 실시예들은, 캔틸레버를 이송시키는 복수 개의 스키드 유닛의 구동을 동기화시킬 수 있는 있는 스키드 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 구조물의 상면 또는 캔틸레버의 하면에 제공된 복수 개의 스키드 레일; 상기 스키드 레일에 선택적으로 구속되는 복수 개의 스키드 유닛; 및 상기 스키드 유닛의 이동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 스키드 유닛은, 상기 스키드 레일을 따라 슬라이딩 가능한 몸체; 상기 몸체 또는 상기 스키드 레일을 이동시키는 유압실린더를 포함하는 이송기; 및 상기 몸체를 상기 스키드 레일에 선택적으로 구속시키는 체결 부재를 포함하고, 상기 제어부는, 복수 개의 상기 스키드 유닛의 상기 유압실린더들의 유압 수치가 동일 범위에 있는 경우 상기 체결 부재를 제어하여 상기 스키드 유닛의 구속 상태를 해제한 후, 상기 이송기를 제어하여 상기 스키드 유닛 또는 상기 스키드 레일을 이송시키는 스키드 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 체결 부재는, 상기 몸체의 양측면에 장착되고, 힌지부를 중심으로 상측 또는 하측으로 회전하는 고리부를 포함하며, 상기 고리부는 하측으로 회전 시 상기 스키드 레일과 체결되고, 상측으로 회전 시 상기 스키드 레일과 분리되는 스키드 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 모든 유압 실린더의 유압 수치가 동일 범위에 있는 경우 상기 체결 부재의 상기 고리부를 상측으로 회전시키는 스키드 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 스키드 레일 상의 상기 몸체의 위치를 감지하는 위치 감지부를더 포함하는 스키드 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 캔틸레버를 이송시키는 복수 개의 스키드 유닛의 구동을 동기화시킬 수 있는 있는 스키드 장치를 제공할 수 있으며, 이에 따라 상기 캔틸레버의 이송이 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 스키드 장치가 부유식 구조물에 제공된모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 평면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.
도 4는 도 3의 체결 부재가 상측으로 회전된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 스키드 유닛이 스키드 레일 상에서 이동하는 모습을 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 기술 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예들에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 아울러, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 스키드 장치가 부유식 구조물(10)에 제공된 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 평면도를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 스키드 장치는 캔틸레버(200)를 포함하는 부유식 구조물(10)에 제공될 수 있으며, 부유식 구조물(10)은 해상에서 부유할 수 있는 본체(100) 및 캔틸레버(200)를 포함할 수 있다.
부유식 구조물(10)의 본체(100)에는 본체(100)를 관통할 수 있고, 본체(100)와 수직 방향으로 상대운동을 할 수 있는 레그(101)가 장착될 수 있다. 이를 통해, 부유식 구조물(10)은 항해모드와 잭업모드로 운용될 수 있다. 그러나, 여기서 설명되는 부유식 구조물은 이러한 잭업 플랫폼에 한정되는 것은 아니며, 캔틸레버(200)가 사용되는 부유식 구조물(10)이라면 부유식 구조물(10)의 종류에는 제한이 없다.
한편, 본체(100) 상에는 구조물(102)이 있을 수 있다. 구조물(102)은 각종 크레인일 수 있고, 또는 선원거주구일 수도 있다.
캔틸레버(200)는 본체(100)의 외측 또는 내측, 즉 도 1을 기준으로 좌측 또는 우측으로 이송될 수 있다. 캔틸레버(200)에는 데릭(Derrick)과 같은 시추 장비 또는 기타 장비(이하, 위치 조정 대상물: 210)가 장착될 수 있다. 즉, 캔틸레버(200)는 위치 조정 대상물(210)이 해상에 위치되어야 할 지점에 따라 본체(100)의 외측 또는 내측으로 이송될 수 있다.
스키드 장치는 캔틸레버(200)를 본체(100)의 외측 또는 내측으로 이송시킬 수 있는 것으로, 스키드 레일(110), 스키드 유닛(300) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
스키드 레일(110)은 스키드 유닛(300)의 이동을 안내하는 기능을 갖는 것으로, 본체(100)의 상면 또는 캔틸레버(200)의 하면에 제공될 수 있다. 또한, 스키드 레일(110)은 본체(100)의 상면과 캔틸레버(200)의 하면에 각각 제공되고, 서로 교차하게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 스키드 레일(110)이 본체(100)의 상면에 제공된 것을 일 예로 하여 설명한다.
스키드 레일(110)은 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 한 쌍의 스키드 레일(110)은 본체(100)의 상면에 서로 이격되게 제공될 수 있다. 그러나 스키드 레일(110)의 수량이 한 쌍으로 한정되는 것은 아니며, 캔틸레버(200)를 더욱 안정적으로 지지하기 위해 3개 이상의 스키드 레일(110)이 제공될 수도 있다. 스키드 레일(110)은 본체(100)에 용접 또는 볼트 등에 의해 결합될 수 있으며, 캔틸레버(200)의 방향 또는 위치 조정이 필요할 경우 본체(100)로부터 분리된 후 본체(100)의 다른 위치에 재 장착될 수도 있다.
각 스키드 레일(110)은 일정 길이를 갖는 막대 형태일 수 있으며, 스키드 유닛(300)을 안정적으로 이송시킬 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 스키드 레일(110)은 상판(111) 및 하판(112), 그리고 상판(111)과 하판(112)을 연결하는 지주(113)를 포함하는 'I-빔(Beam)' 형태일 수 있다. 또한, 스키드 레일(110)의 상판(111)에는 후술되는 체결 부재(330)의 고리부(332)가 용이하게 걸릴 수 있도록 체결 돌기(115)가 형성될 수 있으며, 상판(111)의 상면에는 후술되는 그립핀(324)이 삽입될 수 있는 핀홀(116)이 길이방향을 따라 다수 개 형성될 수 있다(도 4 참조).
스키드 유닛(300)은 캔틸레버(200)와 스키드 레일(110) 사이에 제공되며, 캔틸레버(200)를 본체(100)의 외측 또는 내측으로 이송시킬 수 있다. 스키드 유닛(300)은 스키드 레일(110) 상에 복수 개가 제공된다.
본 실시예에서, 스키드 유닛(300)은 제1 스키드 유닛(301), 제2 스키드 유닛(302), 제3 스키드 유닛(303) 그리고 제4 스키드 유닛(304)을 포함하나, 이 것은 일 예일뿐, 스키드 유닛(300)은 두 개 이상으로 구성된 다양한 수량일 수 있다. 도 2에서와 같이, 제1 스키드 유닛(301)과 제2 스키드 유닛(302)은 동일 선상(레일의 길이 방향에 수직한 방향의 직선상)에 위치할 수 있으며, 제3 스키드 유닛(303)과 제4 스키드 유닛(304) 역시 동일 선상에 위치할 수 있다.
각각의 스키드 유닛(300)은 캔틸레버(200) 하측에서 캔틸레버(200)를 지지하고 있으므로, 동일한 시점에, 동일한 속도로, 동일한 거리만큼 이동하여야 캔틸레버(200)의 이송이 안정적으로 이루어질 수 있다. 즉, 제1,2,3,4 스키드 유닛(301,302,303,304)의 이동은 서로 동기화 되어야 한다. 본 실시예에서, 스키드 유닛(300)의 동기화란, 복수 개의 스키드 유닛(300)의 이동이 동일한 시점, 동일한 속도, 동일한 거리만큼 이루어지는 것을 의미한다.
도 4는 도 3의 체결 부재(330)가 상측으로 회전된 모습을 나타낸 도면이고, 도 5는 스키드 유닛(300)이 스키드 레일(110) 상에서 이동하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 각 스키드 유닛(300)은 몸체(310), 이송기(320), 체결 부재(330)를 각각 포함한다.
몸체(310)는 캔틸레버(200)를 지지 및 이송시키는 기능을 갖는 것으로, 하부는 스키드 레일(110)과 접촉하여 스키드 레일(110) 상에서 이동될 수 있으며, 상부는 캔틸레버(200)를 지지할 수 있다.
몸체(310)는 일정 길이를 갖는 막대 또는 박스 형태일 수 있으며, 몸체(310)의 측면에는 체결 부재(330)가 장착될 수 있다.
체결 부재(330)는 몸체(310)와 스키드 레일(110)을 선택적으로 체결시키는 기능을 갖는 것으로, 복수개의 스키드 유닛(300)의 이동이 동기화 되었을 때 체결 상태를 해제시킬 수 있다. 즉, 복수 개의 스키드 유닛(300)의 각 이송기(320)가 동기화되었을 때 체결 상태를 해제시킬 수 있다.
체결 부재(330)는 몸체(310)의 측면에 장착되고, 힌지부(331)를 중심으로 회전하는 고리부(332)를 포함할 수 있다. 고리부(332)는 힌지부(331)를 중심으로 하측으로 회전할 경우, 스키드 레일(110)의 체결 돌기(115)과 맞물려질 수 있다. 이에 따라 체결 부재(330)는 몸체(310)와 스키드 레일(110)을 체결시킬 수 있다. 또한, 체결 부재(330)가 힌지부(331)를 중심으로 상측으로 회전할 경우, 몸체(310)와 스키드 레일(110)의 체결 상태를 해제시킬 수 있다. 그러나, 체결 부재(330)의 형태는 도시된 형태로 한정되는 것은 아니며, 체결되는 스키드 레일(110)의 형태에 따라 변경될 수 있다.
또한, 힌지부(331)를 중심으로 고리부(332)를 회전시키는 구성은 다양할 수 있다. 예를 들어, 유압실린더 장치를 이용하여 고리부(332)의 회전을 구현할 수도 있고, 모터, 또는 윈치 및 와이어를 이용하여 고리부(332)의 회동을 구현할 수도 있다.
이송기(320)는 몸체(310)를 이송시키는 기능을 갖는 것으로, 일 예로 유압 실린더 일 수 있다. 이하 이송기(320)가 유압 실린더(320)인 경우를 일 예로 하여 설명한다. 그러나 이송기(320)는 몸체(310)의 왕복 이동을 구현할 수 있는 다양한 이송장치일 수 있다.
유압 실린더(320)는 그립퍼(322) 등에 의해 스키드 레일(110) 상에 이동 가능하게 장착될 수 있으며, 피스톤 로드(321)의 단부는 몸체(310)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 그립퍼(322)는 그립패드(323) 및 그립핀(324)을 포함할 수 있으며, 그립핀(324)은 그립패드(323) 및 핀홀(116)에 삽입될 수 있다. 그립핀(324)이 핀홀(116)에 인입 및 인출됨에 따라 유압 실린더(320)는 스키드 레일(110) 상에서 이동될 수 있다. 그립핀(324)은 솔레노이드 또는 실린더 등에 의해 구동될 수 있다. 그러나, 그립퍼(322)는 그립핀(324)이 스키드 레일(110)이 인입되는 구조 이외에도 스키드 레일(110)을 파지하는 구조를 가질 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스키드 유닛(300)은 위치 감지부(340)를 더 포함할 수 있다. 위치 감지부(340)는 스키드 레일(110) 상의 몸체(310)의 위치를 감지하는 기능을 갖는 것으로, 체결 부재(330) 또는 몸체(310) 등에 장착될 수 있다. 위치 감지부(340)로는 광센서 또는 거리 감지 센서 등이 사용될 수 있다.
제어부는 유압 실린더(320, 이송기) 및 체결 부재(330)의 구동 상태를 제어하는 기능을 갖는 것으로, 복수 개의 스키드 유닛(300)이 포함하는 각각의 유압 실린더(320) 및 체결 부재(330)의 구동이 동기화되게 할 수 있다. 또한, 스키드 유닛(300)에 위치 감지부(340)가 제공될 경우, 제어부는 위치 감지부(340)로부터 전송된 몸체(310)의 위치에 따라 유압 실린더(320) 및 체결 부재(330)의 구동 상태를 제어할 수 있다.
제어부는 각각의 유압 실린더(320)에 공급되는 유압 수치 정보를 전송받을 수 있으며, 모든 유압 실린더(320)의 유압이 구동될 수 있는 적정 유압 수치(이하, '목표 유압 수치'라 한다)에 도달할 경우, 즉, 모든 유압 실린더(320)의 유압 수치가 서로 동일 범위에 있는 경우 모든 체결 부재(330)를 상측으로 회전하게 구동시킬 수 있다. 이에 따라 스키드 레일(110) 및 몸체(310)의 체결 상태가 동시에 해제될 수 있다. 그리고, 몸체(310)의 이동이 완료된 후에는 모든 체결 부재(330)를 다시 스키드 레일(110)에 체결시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 측면에 따른 부유식 구조물(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
부유식 구조물(10)의 본체(100)에 제공된 캔틸레버(200)는 캔틸레버(200)에 장착된 위치 조정 대상물(210)이 해수면 상에서 위치 조정이 되어야 할 경우, 본체(100)의 외측 또는 내측으로 이송될 수 있다. 이를 위해서는 유압 실린더(320)에 오일이 공급되어 유압 수치가 모두 동일 범위에 있는 경우, 피스톤 로드(321)가 몸체(310)를 동시에 밀거나 당기는 것이 중요하다.
따라서, 제어부는 모든 유압 실린더(320)의 유압 수치가 동일 범위에 있는 경우, 체결 부재(330)를 상측으로 회전시킬 수 있다. 이 때, 어느 하나의 유압 실린더(320)의 유압 수치가 동일 범위를 벗어난 경우, 제어부는 체결 부재(330)가 스키드 레일(110)과 체결된 상태를 유지시킨다.
그 후, 모든 유압 실린더(320)의 유압 수치가 동일 범위에 도달한 경우, 제어부는 체결 부재(330)는 상측으로 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 몸체(310)와 스키드 레일(110) 간의 체결 상태는 해제될 수 있다.
제어부는 그립퍼(322)의 그립핀(324)이 핀홀(116)에 인입된 상태에서 유압 실린더(320)의 피스톤 로드(321)가 몸체(310)를 밀도록 구동시키며, 이에 따라 몸체(310)는 스키드 레일(110) 상에서 외측으로 이동될 수 있다. 그리고 그립핀(324)은 다시 핀홀(116)로부터 인출될 수 있으며, 그립퍼(322) 및 유압 실린더(320)가 스키드 레일(110) 상에 고정된 상태가 해제될 수 있다. 이 후 피스톤 로드(321)가 유압 실린더(320) 내부로 인입되면서 유압 실린더(320) 및 그립퍼(322) 역시 스키드 레일(110) 상에서 이동될 수 있으며, 그립핀(324)는 다시 새로운 핀홀(116)에 인입될 수 있다. 전술된 과정의 반복을 통해 몸체(310)는 스키드 레일(110) 상에서 이동될 수 있다.
한편, 몸체(310)의 일정 구간의 이동이 완료되면, 제어부는 유압 실린더(320)의 구동을 정지시키고, 체결 부재(330)를 다시 하측으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라 체결 부재(330)의 고리부(332)는 스키드 레일(110)의 상판(111)과 체결될 수 있다. 이 때 고리 형태를 갖는 고리부(332)는 상판(111)에 형성된 체결 돌기(115)와 맞물려질 수 있으므로, 스키드 레일(110)에 견고하게 체결될 수 있다. 그리고 이에 따라 몸체(310)와 스키드 레일(110)은 다시 체결될 수 있으며, 어느 하나의 유압 실린더(320)가 예기치 못하게 구동될 경우에도 몸체(310)는 이송되지 않을 수 있다.
또한 제어부는 위치 감지부(340)로부터 몸체(310)의 위치를 전송 받을 수 있으며, 전송 받은 몸체(310)의 위치가 위치시키고자 하는 지점을 벗어난 경우, 모든 스키드 유닛(300)의 구동을 정지시킬 수 있다. 그리고 작업자 등에 의해 스키드 유닛(300)의 점검이 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따른 부유식 구조물(10)은, 캔틸레버(200)를 이송시키는 복수 개의 스키드 유닛(300)이 서로 동기화되게 구동되므로 캔틸레버(200)가 균형을 잃지 않고 이송될 수 있다. 또한 어느 하나의 유압 실린더(320)가 비 정상적으로 구동할 경우, 체결 부재(330)가 몸체(310)를 스키드 레일(110) 상에 구속시키므로 몸체(310)의 이동은 이루어지지 않으며, 이에 따라 스키드 유닛(300)의 파손, 또는 캔틸레버(200)의 전복 등의 사고가 방지될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 기술 사상의 일부 예를 설명한 것에 불과하고, 본 기술 사상의 범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 본 기술 사상의 범위 내에서의 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이고, 그와 같은 실시는 모두 본 기술 사상의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 부유식 구조물 100: 본체
110: 스키드 레일 200: 캔틸레버
210: 위치 이송 대상물 300: 스키드 유닛
301: 제1 스키드 유닛 302: 제2 스키드 유닛
303: 제3 스키드 유닛 304: 제4 스키드 유닛
310: 몸체 320: 이송기
330: 체결 부재 340: 위치 감지부

Claims (4)

  1. 부유식 구조물의 상면 또는 캔틸레버의 하면에 제공된 복수 개의 스키드 레일;
    상기 스키드 레일에 선택적으로 구속되는 복수 개의 스키드 유닛; 및
    상기 스키드 유닛의 이동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 스키드 유닛은,
    상기 스키드 레일을 따라 슬라이딩 가능한 몸체;
    상기 몸체 또는 상기 스키드 레일을 이동시키는 유압실린더를 포함하는 이송기; 및
    상기 몸체를 상기 스키드 레일에 선택적으로 구속시키는 체결 부재를 포함하고,
    상기 제어부는,
    복수 개의 상기 스키드 유닛의 상기 유압실린더들의 유압 수치가 동일 범위에 있는 경우 상기 체결 부재를 제어하여 상기 스키드 유닛의 체결 상태를 해제한 후, 상기 이송기를 제어하여 상기 스키드 유닛 또는 상기 스키드 레일을 이송시키고,
    상기 체결 부재는,
    상기 몸체의 양측면에 고정되는 힌지부를 중심으로 상측 또는 하측으로 회전하는 고리부를 포함하며,
    상기 고리부는 하측으로 회전 시 상기 스키드 레일과 체결되고, 상측으로 회전 시 상기 스키드 레일과 분리되며,
    상기 제어부는,
    상기 스키드 유닛의 체결 상태를 해제하기 위해 상기 유압실린더의 유압을 증가시키고,
    상기 모든 유압 실린더의 상기 유압 수치가 증가된 후 상기 유압 수치가 동일 범위에 있는 경우 상기 고리부가 상측으로 회전되도록 상기 유압실린더를 제어하는,
    스키드 장치.
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