KR102400000B1 - 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 세팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코퍼댐을 이용하여 시추선의 하부구조물을 세팅하는 방법에 있어서: (a) 코퍼댐과 하부구조물을 일체화한 댐 구조물(20)을 선체의 대상 영역으로 이동하여 밀착시키는 단계; (b) 상기 댐 구조물(20)의 부력을 증대하면서 선체에 대한 밀착력을 높이는 단계; 및 (c) 상기 댐 구조물(20)에 탑재된 하부구조물을 선체의 대상 영역에 부착하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 리그(RIG) 선박의 폰툰 내측에서 댐 구조물을 설치함에 있어 댐 구조물의 부력구조와 더불어 윈치, 스토퍼 등의 치구를 활용하는 방식으로 수중작업의 용이성과 안전성을 확보하는 효과가 있다.

Description

코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 세팅방법{Method for setting sub-structure of drilling rig using cofferdam}

본 발명은 해양구조물의 코퍼댐 공법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해양구조물의 수중으로 스폰손과 같은 하부구조물을 밀착하여 고정하기 위한 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 세팅방법에 관한 것이다.

통상 해양구조물 등에서 수중에 위치하는 스폰손을 설치하기 위해서는 본선을 드라이 도킹(Dry Docking)해야 한다. 간혹 댐 공법을 이용하여 해상에서 설치하는 경우에 있어서 스폰손 및 임시 수밀구조인 코퍼댐을 별도 제작하여 해상 크레인으로 이동 설치하는 방법이 적용되기도 한다. 보다 발전된 공법으로서 스폰손과 코퍼댐을 일체화한다면 이동하여 설치하는 공수가 절감될 수도 있다.

댐 공법과 관련되는 선행기술문헌으로서, 한국 등록특허공보 제1099963호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1106805호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 운항 가능한 선박의 수면 밑에 존재하는 결함부위에 대한 수리를 수행하기 위한 것으로서, 선박의 결함부위와 선택적으로 마주하며, 선박의 결함부위에 작업자가 진입할 수 있는 작업로를 구비하는 코퍼댐유닛 및, 코퍼댐유닛을 선택적으로 선박에 가압 밀착시키는 밀착유닛을 포함한다.

선행문헌2는 선체 선미부분의 외형과 일치하는 곡부분을 가지는 판과, 선체의 선미쪽으로 밀림을 방지하기 위한 라운드 바를 포함하고 있는 코퍼댐 구조와, 두 코퍼댐을 체결할 수 있는 치구와, 선체 및 두 코퍼댐을 수밀할 수 있는 고무패킹과, 코퍼댐 안의 물을 빼낼 수 있는 펌프 등을 포함한다.

그러나, 선행문헌의 방식에 의하면 리그(RIG) 선박의 폰툰 내측으로 수중에서 스폰손 부착을 요하는 경우 상부 데크, 하부 윙브레이스(Wing brace) 등의 간섭으로 인하여 정상적인 설치가 곤란하거나 불가능하다.

1. 한국 등록특허공보 제1099963호 "선박 수리용 코퍼댐장치 및 이를 이용하는 선박수리공법" (공개일자 : 2011.03.09.) 2. 한국 등록특허공보 제1106805호 "코퍼댐 구조를 이용한 선박의 선미관수밀장치 수리공법" (공개일자 : 2008.05.27.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 리그(RIG) 선박의 폰툰 내측에서 댐 구조물을 이동할 수 있는 장비의 접근이 불가능한 상황을 고려하여 댐 구조물의 부력구조와 더불어 윈치, 스토퍼 등의 치구를 활용하는 방식으로 용이하고 안전한 설치를 도모하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 세팅방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 코퍼댐을 이용하여 시추선의 하부구조물을 세팅하는 방법에 있어서: (a) 코퍼댐과 하부구조물을 일체화한 댐 구조물을 선체의 대상 영역으로 이동하여 밀착시키는 단계; (b) 상기 댐 구조물을 선체에 밀착시킨 상태로 배수하여 작업공간을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 댐 구조물에 탑재된 하부구조물을 선체의 대상 영역에 부착하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (a)는 메인윈치를 선체의 상면에서 댐 구조물의 상면으로 연결하고 서브윈치를 선체의 저면에서 댐 구조물의 하면으로 연결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (b)는 메인실린더로 수평방향의 밀착력을 작용하는 동시에 메인잭으로 수직방향의 밀착력을 작용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (b)는 선체에 가설된 스토퍼에 댐 구조물을 가용접으로 고정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (c)는 선체에서 하부구조물을 일정 간격으로 이격시킨 상태로 용접부위의 도장을 제거하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (c)는 서브실린더로 수평방향의 부착위치를 조절하는 동시에 서브잭으로 수직방향의 부착위치를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 서브잭은 활주대 상에 수평방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 리그(RIG) 선박의 폰툰 내측에서 댐 구조물을 설치함에 있어 댐 구조물의 부력구조와 더불어 윈치, 스토퍼 등의 치구를 활용하는 방식으로 수중작업의 용이성과 안전성을 확보하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 세팅방법을 적용하기 위한 리그 선박의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 댐 구조물을 선체로 이동하는 상태의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 댐 구조물에서 실린더와 잭의 설치상태 구성도
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 댐 구조물의 설치에서 해체까지 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 코퍼댐을 이용하여 시추선의 하부구조물을 세팅하는 방법에 관하여 제안한다. 리그선과 같은 시추선을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 하부구조물은 선체(10)의 수면 아래에 잠기는 부분에 결합되는 것으로서 스폰손(22)으로 예시된다. 코퍼댐(21)은 하부구조물인 스폰손(22)을 일시적으로 감싸서 차수하는 물막이 부재의 역할을 한다.

도 1은 리그선의 평면 상태로서 폰툰의 상측으로 다수의 컬럼과 다층의 데크를 구비하고, 양측의 폰툰 사이에 윙브레이스를 연결하여 지지하는 구조를 나타낸다. 코퍼댐(21)과 스폰손(22)은 일체의 댐 구조물(20) 상태로 예인되고 이동되어 선체(10)의 폰툰 내면에서 설정된 영역에 세팅된다. 코퍼댐(21)은 다수의 서포트빔(23)을 개재하여 스폰손(22)을 정위치로 지지한다.

본 발명에 따른 단계 (a)는 코퍼댐과 하부구조물을 일체화한 댐 구조물(20)을 선체의 대상 영역으로 이동하여 밀착시키는 과정으로 진행된다. 도 1에서 부호 20′는 댐 구조물(20)이 세팅하기 전에 폰툰 사이로 이동한 상태를 나타낸다. 이 상태에서 폰툰의 내면으로 이동하는 것은 선체(10)에 탑재된 메인윈치(11)와 서브윈치(12)를 사용한다. 본 발명의 설명에서 선체(10)는 협의적으로 시추선의 폰툰을 의미한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (a)는 메인윈치(11)를 선체의 상면에서 댐 구조물(20)의 상면으로 연결하고 서브윈치(12)를 선체의 저면에서 댐 구조물(20)의 하면으로 연결하는 것을 특징으로 한다. 도 2에서 5Ton 규격의 메인윈치(11)는 선체의 상측으로 댐 구조물(20)의 상면에 이르고 3Ton 규격의 서브윈치(12)는 선체를 감싸며 하측으로 댐 구조물(20)의 하면에 이른다. 메인윈치(11)는 폰툰에 탑재된 체인블록(15)과 함께 사용할 수도 있다. 서브윈치(12)의 와이어가 선체에 접촉하는 부분에 경질의 고무판을 부가하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 단계 (b)는 상기 댐 구조물(20)을 선체에 밀착시킨 상태로 배수하여 작업공간을 생성하는 과정으로 진행된다. 댐 구조물(20)의 코퍼댐(21)은 수직면, 곡면, 수평면으로 연결되는 수밀면을 구비한다. 코퍼댐의 수밀면이 선체(10)인 폰툰에 밀착되면 배수하여 작업공간을 생성할 수 있다. 작업공간의 수밀을 위해 댐 구조물(20)의 부력을 높이는 과정을 포함할 수도 있다. 코퍼댐의 수밀면에는 수밀성과 탄성이 높은 패킹(도시 생략)이 설치된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (b)는 메인실린더(31)로 수평방향의 밀착력을 작용하는 동시에 메인잭(35)으로 수직방향의 밀착력을 작용하는 것을 특징으로 한다. 도 4에서 메인실린더(31)는 댐 구조물(20)의 상면에 탑재되고 선체에 가설된 스토퍼(27)에 연결되어 수평방향(Y축)으로 당긴다. 메인잭(35)은 선체에 탑재되고 댐 구조물(20)의 서포트빔(23)에 접촉되어 수직방향(Z축)으로 밀어 올린다. 댐 구조물(20)의 하면은 전술한 단계 (a)에서 서브윈치(12)로 지지된 상태이다. 이와 같이 서브윈치(12), 메인실린더(31), 메인잭(35)을 동시에 조절하면서 댐 구조물(20)의 밀착 위치를 맞춘다.

도 3에서 댐 구조물(20)의 서포트빔(23)를 개재하여 8개의 메인실린더(31)와 7개의 메인잭(35)이 교호로 배치된 상태를 예시한다.

한편, 댐 구조물(20)의 코퍼댐(21)에는 다수의 부력 조절용 탱크(25)가 다양한 용량으로 구비된다. 적어도 일부의 탱크(25)는 맨홀을 지니므로 필요한 때에 주수하거나 배수할 수 있다. 탱크(25)의 물을 설정된 양으로 배수하면 댐 구조물(20)의 부력이 높아지면서 수밀면에서 접촉 압력도 증가한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (b)는 상기 단계 (b)는 선체에 가설된 스토퍼(27)에 댐 구조물(20)을 가용접으로 고정하는 것을 특징으로 한다. 댐 구조물(20)을 이루는 서포트빔(23)의 적어도 일부를 스토퍼(27)와 가용접으로 연결하여 수밀면에서 긴밀한 수밀 상태를 유지한다.

본 발명에 따른 단계 (c)는 상기 댐 구조물(20)에 탑재된 하부구조물을 선체의 대상 영역에 부착하는 과정으로 진행된다. 이는 댐 구조물(20)의 배수 후 생성된 작업공간에 작업자를 투입하여 하부구조물인 스폰손(22)의 부착과 관련된 제반 작업을 수행하는 과정이다. 이 과정에서 선체에 대한 스폰손(22)의 부착 위치를 정확하게 맞추는 것이 중요하다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (c)는 선체에서 하부구조물을 일정 간격으로 이격시킨 상태로 용접부위의 도장을 제거하는 것을 특징으로 한다. 댐 구조물(20)의 배수로 형성된 작업공간에 작업자를 투입하여 스폰손(22)이 부착되는 선체의 대상 영역의 도장을 제거한다. 선체와 댐 구조물(20)의 이격 거리는 100㎜ 내외로 설정할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (c)는 서브실린더(32)로 수평방향의 부착위치를 조절하는 동시에 서브잭(36)으로 수직방향의 부착위치를 조절하는 것을 특징으로 한다. 도 5에서 서브실린더(32)는 메인실린더(31)보다 하측의 위치에 1개가 설치되고, 그와 대응되는 하측의 위치에 또 다른 1개가 설치된 상태를 예시한다. 반면 서브잭(36)은 하측의 서브실린더(32)에 인접한 위치에만 설치된다. 물론 전술한 도 3처럼 댐 구조물(20)을 평면에서 보면 서브실린더(32)와 서브잭(36)도 복수로 나타난다. 서브실린더(32)는 메인실린더(31)처럼 Y축운동을 수행하고, 서브잭(36)은 메인잭(35)처럼 Z축운동을 수행한다.

일예로, 스폰손(22)은 서브잭(36)에 의해 상측으로 50㎜ 상승하고 서브실린더(32)에 의해 수평으로 100㎜ 당겨진다. 이에 앞서서 댐 구조물(20)에 가설된 임시 구조물을 절단하는 작업이 선행되어야 한다.

이때, 상기 서브잭(36)은 활주대(34) 상에 수평방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다. 서브잭(36)은 댐 구조물(20)에 가설되는 별도의 지지대(치구) 상에 설치하며, 활주대(34)는 구리스 또는 테프론 수지를 이용하여 미끄럼 상태를 유지한다. 이에 도 6처럼 서브잭(36)을 가동하여 스폰손(22)의 수직위치를 맞춘 상태에서 서브실린더(32)를 가동하면 스폰손(22)이 수평으로 슬라이딩되어 당겨지면서 밀착 상태가 유지된다. 이후 스폰손(22)을 선체(10)에 용접하여 설치가 완료된 후에는 탱크(25)의 맨홀을 개방시키고 철수한다.

도 7은 스폰손(22)의 설치가 완료된 후에 코퍼댐(21)을 분리하는 상태를 예시한다. 메인윈치(11)와 서브윈치(12)로 댐 구조물(20)의 자세를 유지하면서 실린더와 잭을 제거하고 코퍼댐(21)만 분리한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 선체 11: 메인윈치
12: 서브윈치 15: 체인블록
20: 댐 구조물 21: 코퍼댐
22: 스폰손 23: 서포트빔
25: 탱크 27: 스토퍼
31: 메인실린더 32: 서브실린더
34: 활주대 35: 메인잭
36: 서브잭

Claims (7)

1. 코퍼댐을 이용하여 시추선의 하부구조물을 세팅하는 방법에 있어서:
   (a) 코퍼댐과 하부구조물을 일체화한 댐 구조물(20)을 선체의 대상 영역으로 이동하여 밀착시키는 단계;
   (b) 상기 댐 구조물(20)을 선체에 밀착시킨 상태로 배수하여 작업공간을 생성하는 단계; 및
   (c) 상기 댐 구조물(20)에 탑재된 하부구조물을 선체의 대상 영역에 부착하는 단계;를 포함하되,
   상기 단계 (a)는 메인윈치(11)를 선체의 상면에서 댐 구조물(20)의 상면으로 연결하고 서브윈치(12)를 선체의 저면에서 댐 구조물(20)의 하면으로 연결하고,
   상기 단계 (b)는 메인실린더(31)로 수평방향의 밀착력을 작용하는 동시에 메인잭(35)으로 수직방향의 밀착력을 작용하며,
   상기 단계 (c)는 서브실린더(32)로 수평방향의 부착위치를 조절하는 동시에 서브잭(36)으로 수직방향의 부착위치를 조절하고,
   상기 서브잭(36)은 활주대(34) 상에 수평방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 세팅방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (b)는 선체에 가설된 스토퍼(27)에 댐 구조물(20)을 가용접으로 고정하는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 세팅방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (c)는 선체에서 하부구조물을 일정 간격으로 이격시킨 상태로 용접부위의 도장을 제거하는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 세팅방법.
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7. 삭제

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