KR102292685B1 - 해양구조물용 자켓의 설치방법 - Google Patents

Abstract

운반되어온 자켓을 해양으로 진수한 상태에서 예인선에 의하여 설치하고자 하는 위치로 진수하는 단계; 상기 설치하고자 하는 위치로 진수되어 부유되어 있는 자켓을 다시 예인선에 의하여 설치하고자 하는 정확한 위치로 포지셔닝하는 단계; 및 상기 포지셔닝된 자켓을 해양 크레인을 사용하지 않고 상기 자켓에 구비된 각 그라우팅 라인으로 해수를 공급하면서 해저면으로 침강시키는 단계;를 포함하는 해양 구조물용 자켓의 설치방법을 제공한다.
그에 따라 비용을 현저하게 절감함은 물론 해양 크레인 사용시 리프팅 러그나 슬링 등과 같은 작업도 필요없는 장점과 함께 자켓의 설치가 더욱더 간편하고 단시간 내에 신속하게 이루어질 수 있는 효과를 가진다.

Description

해양구조물용 자켓의 설치방법{How to Install a jacket for offshore structures}

본 발명은 해양구조물용 자켓의 설치방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 해양에서 크레인을 사용하지 않고 예인선에 구비되는 발라스팅 펌프에 의하여 그라우팅 라인을 통하여 해수의 주입량을 조절하면서 정위치 셋팅이 이루어질 수 있도록 한 해양 구조물용 자켓의 설치방법에 관한 것이다.

해양 구조물(OFFSHORE FIXED PLATFORM)('해상 플랫폼'이라 불리기도 함)은 철골 구조물인 자켓과 그 위에 탑재되는 데크(일명 "탑사이드"라고도 함)로 구성되며, 석유와 가스의 시추 및 생산 등에 사용되어 진다.

여기서, 해상에서 하부지지 구조물인 자켓을 설치하는 종래의 통상적인 방식은 먼저, 자켓 진수 후 예인선으로 설치 위치에 인양하고 해양 크레인으로 자켓을 들고 있는 상태에서 자켓 레그(Leg)에 설치된 에어 벤트밸브 및 매뉴얼 오픈밸브를 작업자 또는 ROV(무인잠수정)가 개방함에 따라 에어가 방출되면서 자켓 하부에 연결된 메뉴얼 오픈밸브를 통하여 해수가 자켓 하부에서부터 자켓 상부로 충진되면서 자켓이 부력을 잃어버린 상태로 크레인을 이용하여 해저로 잠기게 하면서 해저에 고정시키게 된다.

그러나, 이러한 방식에 의해 자켓을 해저에 고정하는 종래의 작업에 있어서는 무엇보다도 자켓을 들어올리고 설치 위치에 포지셔닝할 때 사용되는 해양 크레인은 자켓 하중에 따른 대형 해양 크레인이 사용됨으로 인한 많은 비용이 소요되는 단점은 물론 특히 사용이 한정적인 조건으로 인해 설치작업이 상당히 비효율적인 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 선행기술에는 대한민국 공개특허 제10-2013-0063330호(이하 '특허문헌 1'이라 한다)에 개시된 바와 같이 해양자켓구조물 설치용 보조 부력 장치를 구비하여, 해양자켓구조물을 해저에 고정하는 작업에 있어서 작업자의 노동 투입수를 줄이고자 하는 기술이 제안된바 있다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2014-0010487호(이하 '특허문헌 2'라 한다)에 개시된 바와 같이 자켓 레그와 자켓 파일 사이의 결합력이 증대되어 충분한 지지력을 확보하는 해양구조물의 지지구조체와 그 설치방법과 같은 기술도 제안된바 있다.

또, 대한민국 공개특허 제10-2013-0023878호(이하 '특허문헌 3'이라 한다)에 개시된 바와 같이 자켓의 하단부에 유압잭(hydro jack)을 설치하여 육상에서 간편하게 자켓에 대한 레벨링을 수행할 수 있도록 한 해양 자켓 레벨링 방법과 같은 기술도 제안된바 있다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0063330호 대한민국 공개특허 제10-2014-0010487호 대한민국 공개특허 제10-2013-0023878호

그러나, 상기한 특허문헌 1 내지 3은 배경기술에 기재한 바와 같이 자켓을 해양 크레인을 사용하여 들어올리는 작업을 그대로 적용함에 따라 상기 해양 크레인을 사용하는 문제점을 그대로 가지는 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 해양에서 크레인을 사용하지 않고 예인선에 구비되는 발라스팅 펌프에 의하여 그라우팅 라인을 통하여 물 주입량을 조절하면서 정위치 셋팅이 이루어질 수 있도록 한 해양 구조물용 자켓의 설치방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 자켓을 해저면으로 침강시 더욱더 안정적이면서 정확한 위치로 침강이 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 해양으로 해양구조물인 자켓을 설치하는 방법으로서, 운반되어온 자켓을 해양으로 진수한 상태에서 예인선에 의하여 설치하고자 하는 위치로 진수하는 단계; 상기 설치하고자 하는 위치로 진수되어 부유(Floating)되어 있는 자켓을 다시 예인선에 의하여 설치하고자 하는 정확한 위치로 포지셔닝(Positioning)하는 단계; 및 상기 포지셔닝된 자켓을 해양 크레인을 사용하지 않고 상기 자켓에 구비된 각 그라우팅 라인으로 해수를 공급하면서 해저면으로 침강(沈降)시키는 단계;를 포함한다.

상기 침강 단계에는 자켓의 각 그라우팅 라인과 예인선에 구비된 발라스팅 펌프 사이에 각 주입 라인을 설치 또는 철거하는 단계를 더 포함한다.

상기 자켓을 침강시키는 단계는 상기 자켓의 각 그라우팅 라인인 자켓 레그에 해수의 주입량을 조절하면서 정위치로 셋팅하는 단계;를 더 포함한다.

상기 정위치 셋팅은 예인선에 구비된 발라스팅 펌프에 의해 해수의 주입량을 조절하면서 이루어진다.

상기 해수의 주입량 조절은 자켓의 전,후,좌,우 위치에 따라 정위치로 위치할 수 있도록 발라스팅 펌프에 의하여 상기 자켓으로 연결된 각 주입 라인을 통하여 서로 다른 량 또는 동일한 량으로 조절한다.

상기 각 그라우팅 라인에는 주입되는 해수 량을 조절하기 위한 제어부와 연결되는 압력계를 더 구비한다.

본 발명은 해양에서 크레인을 사용하지 않고 예인선에 구비되는 발라스팅 펌프에 의하여 그라우팅 라인을 통하여 물 주입량을 조절하면서 정위치 셋팅이 이루어질 수 있도록 함으로써, 비용을 현저하게 절감함은 물론 해양 크레인 사용시 리프팅 러그나 슬링 등과 같은 작업도 필요없는 장점과 함께 자켓의 설치가 더욱더 간편하고 단시간 내에 신속하게 이루어질 수 있는 효과를 가진다.

또한, 자켓을 해저면으로 침강시 더욱더 안정적이면서 정확한 위치로 침강이 이루어질 수 있도록 함으로써, 자켓의 설치위치가 변화됨 없이 정확한 위치로 설치되는 효과를 가짐은 물론 그로 인한 추가적인 작업을 극소화할 수 있는 효과도 갖는다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 도 1에 따른 자켓이 진수되는 단계를 설명하기 위한 평면도,
도 3은 도 1에 따른 자켓을 포지셔닝하는 단계를 설명하기 위한 평면도,
도 4는 도 1에 따른 자켓이 침강되는 단계를 설명하기 위한 평면도 및 측면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 블록도이다.

도시된 바와 같이 해양으로 운반되어 설치되는 해양구조물 중 철골 구조물인 자켓(100)을 설치하는 방법을 개시한다.

본 발명은 해양에서 크레인을 사용하지 않고 예인선에 구비되는 발라스팅 펌프에 의하여 그라우팅 라인을 통하여 해수의 주입량을 조절하면서 정위치 셋팅이 이루어질 수 있도록 한다.

본 발명의 자켓을 설치하는 방법은 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 해상에 제작되어 진수바지(200)에 실려 예인선에 의해 상기 자켓(100)을 설치하고자 인근까지 운반되어온 자켓(100)을 해양으로 진수한 상태에서 예인선(210)에 의하여 다시 설치하고자 하는 위치로 진수하는 단계(S1)가 이루어진다. 이때, 상기 자켓(100)은 해양으로 진수시 주지된 바와 같이 해양에서 셀프 어팬딩(self upending)된 상태이다.

그런 다음 상기 설치하고자 하는 위치로 진수되어 부유(Floating)되어 있는 자켓(100)을 다시 예인선(210)에 의하여 도 3에서와 같이 설치하고자 하는 정확한 위치로 포지셔닝(Positioning)하는 단계(S2)가 이루어진다.

다시 말해서, 해양에 셀프 어팬딩되어 부유되어 있는 자켓을 예인선에 의하여 설치하고자 하는 정확한 위치로, 즉 전후는 물론 좌우까지 예인선에 의하여 정확한 위치로 포지셔닝한다.

이렇게, 상기 자켓을 설치하고자 하는 정확한 위치로 포지셔닝된 상태에서 종래와 같이 해양 크레인을 사용하지 않고 도 4에서와 같이 상기 자켓(100)에 구비된 각 그라우팅 라인(100A)으로 해수를 공급하면서 해저면으로 침강(沈降)시키는 단계(S3);를 포함한다.

다시 말해서, 포지셔닝된 상기 자켓의 각 그라우팅 라인으로 해수를 공급함에 따라 부유되어 있던 자켓은 그 그라우팅 라인으로 유입되는 해수의 중량에 의하여 해저면으로 서서히 침강하게 된다.

그리고, 상기 침강 단계(S3)에는 자켓(100)의 각 그라우팅 라인(110A)과 예인선(210)에 구비된 발라스팅 펌프(P) 사이에 도시하지 않은 각 주입 라인(10)을 설치 또는 철거하는 단계(S3a)를 더 포함한다.

즉, 해수를 공급하기 위하여 통상적인 방식에 의하여 상기 각 그라우팅 라인으로 주입 라인을 설치하고, 상기 자켓의 침강이 완료된 후에는 설치된 주입 라인을 철거한다. 이때, 상기 주입 라인은 상기 자켓을 해상에 제작시 미리 설치해 놓는 것이 바람직하다. 그에 따라 상기 자켓이 포지셔닝된 상태에서 즉시 해수를 주입하여 침강이 신속하게 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 상기 자켓(100)을 침강시키는 단계(S3)에는 상기 자켓(100)의 각 그라우팅 라인(100A)인 자켓 레그(110)에 해수의 주입량을 조절하면서 정위치로 셋팅하는 단계(S32);를 더 포함한다. 이때, 상기 정위치 셋팅은 예인선(210)에 구비된 발라스팅 펌프(P)에 의해 해수의 주입량을 조절하면서 이루어진다.

다시 말해서, 상기 해수의 주입량 조절은 자켓(100)의 전,후,좌,우 위치에 따라 정위치로 위치할 수 있도록 발라스팅 펌프(P)에 의하여 상기 자켓(100)으로 연결된 각 주입 라인(10)을 통하여 서로 다른 량 또는 동일한 량으로 조절한다.

즉, 상기 발라스팅 펌프와 주입 라인과 연결된 각 그라우팅 라인은 자켓에 적어도 복수 개로 형성됨에 따라 연결되는 길이 등이나 주입되는 조건에 따라 서로 다른 조건을 가지게 된다.

그에 따라 상기 각 그라우팅 라인에는, 즉 자켓 레그와 자케 파일 사이에 형성된 공간부와 연결되도록 통상의 압력계(도시하지 않음) 등을 설치하고, 상기 압력계는 공지된 제어부(도시하지 않음)와 연결되어 압력이 낮게 체크된 각 그라우팅 라인으로 각 주입 라인을 통하여 더 많은 량의 해수를 공급이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 상기 각 그라우팅 라인으로 주입되는 해수의 량에 따라 상기 각 그라우팅 라인에는 서로 다른 압력이 체크됨에 따라 이를 압력계와 제어부에 의해 발라스팅 펌프에 연결된 각 주입 라인의 주입량을 각각 제어함에 따라 정확한 위치로 침강이 이루어질 수 있도록 한다. 이때, 주입되는 상기 해수의 량은 상기 압력계에 체크된 압력에 따라 서로 다른 량 또는 동일한 양으로 공급된다.

이로써, 자켓을 해저면으로 침강시 정확한 정위치로 위치시킨 상태에서 안정적이면서 안전하게 침강이 이루어질 수 있는 것이다.

이와 같이 해저면으로 자켓이 정확한 위치로 침강이 이루어지면 상기 그라우팅 라인으로 연결된 주입 라인은 제거한 다음 자켓 레그와 자켓 파일을 이용하여 해 후속작업을 행한다. 즉, 상기 자켓의 포지셔닝으로 해저면에 자켓(100)이 셋팅되면 자켓 레그(110)에 자켓 파일(120)을 박고 자켓 레그(110)와 자켓 파일(120) 사이로 그라우팅 라인을 통하여 특수시멘트를 주입하여 고정함으로써, 자켓 설치가 완료된다.

따라서, 본 발명은 해양구조물인 자켓을 설치하고자 하는 위치에서 종래와 같이 대형 해양 크레인을 사용하여 들어 포지셔닝을 조절하는 것이 아니라 상기 자켓에 형성된 각 그라우팅 라인을 이용하여 간단하면서 편리하게 정위치로 셋팅하여 설치할 수 있는 조건을 가진다.

이렇게, 해양 크레인 없이도 해양으로의 자켓 포지셔닝이 원활하게 이루어짐으로써, 해양 크레인 사용으로 인한 경제적인 비용을 절감할 수 있음은 물론 리프팅 러그나 슬링 등과 같은 작업도 불필요한 조건을 가진다.

10 : 주입 라인
100 : 자켓 110 : 자켓 레그
120 : 자켓 파일 200 : 진수바지
210 : 예인선

Claims (6)

1. 해양으로 해양구조물인 자켓을 설치하는 방법으로서,
   운반되어온 자켓을 해양으로 진수한 상태에서 예인선에 의하여 설치하고자 하는 위치로 진수하는 단계;
   상기 설치하고자 하는 위치로 진수되어 부유되어 있는 자켓을 다시 예인선에 의하여 설치하고자 하는 정확한 위치로 포지셔닝하는 단계; 및
   상기 포지셔닝된 자켓을 해양 크레인을 사용하지 않고 상기 자켓에 구비된 각 그라우팅 라인으로 해수를 공급하면서 해저면으로 침강시키는 단계;를 포함하되,
   상기 침강 단계에는 자켓의 각 그라우팅 라인과 예인선에 구비된 발라스팅 펌프 사이에 각 주입 라인을 설치 또는 철거하는 단계를 더 포함하고,
   상기 자켓을 침강시키는 단계는 상기 자켓의 각 그라우팅 라인인 자켓 레그에 해수의 주입량을 조절하면서 정위치로 셋팅하는 단계;를 더 포함하며,
   상기 정위치 셋팅은 예인선에 구비된 발라스팅 펌프에 의해 해수의 주입량을 조절하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양구조물용 자켓의 설치방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 해수의 주입량 조절은 자켓의 전,후,좌,우 위치에 따라 정위치로 위치할 수 있도록 발라스팅 펌프에 의하여 상기 자켓으로 연결된 각 주입 라인을 통하여 서로 다른 량 또는 동일한 량으로 조절하는 것을 특징으로 하는 해양구조물용 자켓의 설치방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 각 그라우팅 라인에는 주입되는 해수의 량을 조절하기 위한 제어부와 연결되는 압력계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 해양구조물용 자켓의 설치방법.

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