KR102449055B1 - 파이프라인 설치용 스팅거 및 이를 포함하는 파이프라인 설치시스템 - Google Patents

파이프라인 설치용 스팅거 및 이를 포함하는 파이프라인 설치시스템 Download PDF

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Abstract

파이프라인 설치용 스팅거 및 이를 포함하는 파이프라인 설치시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 파이프라인 설치용 스팅거는 파이프라인을 수중으로 진입시키기 위해 선체 데크에서 수중 쪽으로 설치되며, 파이프라인의 하부를 좌우 측에서 지지하는 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임과, 각각의 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임에 설정된 간격마다 배치되며 파이프라인을 지지하는 제1롤러 및 제2롤러를 포함하되, 파이프라인의 길이방향으로 설정된 간격마다 매달린 무게추가 파이프라인과 함께 수중으로 진입하여 포설되도록, 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임은 무게추가 지나가는 공간을 형성하도록 서로 이격될 수 있다.

Description

파이프라인 설치용 스팅거 및 이를 포함하는 파이프라인 설치시스템{STINGER USED FOR LAYING PIPE LINE, AND PIPE LINE LAYING SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 파이프라인 설치용 스팅거 및 이를 포함하는 파이프라인 설치시스템에 관한 것이다.
파이프설치선(이하, ‘선박’이라고 함)은 연해 또는 심해를 이동하며 선체에 마련된 스팅거(stinger)와 같은 파이프설치장치를 이용하여 해저에 파이프라인을 설치(포설)한다. 해저에 파이프라인을 설치하는 방식은 S-lay, J-lay, Reel-lay, Flex-lay 등 다양하다.
예컨대, S-lay 방식은 파이프의 변형을 방지하는 스팅거에 의해 파이프라인을 비스듬하게 S자 형태로 하강시키면서 해저에 설치하는 방식이다.
스팅거는 파이프라인의 굽힘이나 꺾임을 방지하는 파이프라인 지지구조물이다. 스팅거는 파이프라인을 중심으로 좌우에 배열된 다수의 롤러를 이용하여 파이프라인을 지지하면서 해저로 파이프라인을 이송시킨다.
그러나, 예컨대 1.0 이하의 비중을 갖는 재료로 제작된 경량의 파이프라인의 경우, 스팅거에 의해 수중으로 입수된 부위가 부력에 의해 뜨거나 조류 등에 의해 밀려 나는 등 설치 작업에 어려움이 있다.
이에 종래에는 파이프라인 둘레에 콘크리트 구조물을 두른 후 파이프라인 포설 작업을 수행하였다. 이 경우, 스팅거와 같은 안정적 파이프라인 지지구조물을 사용할 수 없게 되며, 별도의 권상(lifting) 작업 등을 위한 설비가 갖추어져야 하고, 파이프라인 지지 등 여러 상태 제어를 함께 수행하여야 하므로 포설 작업에 상당한 난이도와 시간을 필요로 한다.
해저 파이프라인 설치와 관련된 종래 기술로서, 한국공개특허 제10-2013-0095890호(2013.08.29. 공개일)를 참조하기 바란다.
한국공개특허 제10-2013-0095890호(2013.08.29. 공개일)
본 발명의 실시 예는 경량의 파이프라인을 용이하게 해저에 설치할 수 있는 파이프라인 설치용 스팅거 및 이를 포함하는 파이프라인 설치시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 파이프라인을 수중으로 진입시키기 위해 선체 데크에서 수중 쪽으로 설치되며, 상기 파이프라인의 하부를 좌우 측에서 지지하는 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임과, 각각의 상기 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임에 설정된 간격마다 배치되며 상기 파이프라인을 지지하는 제1롤러 및 제2롤러를 포함하되, 상기 파이프라인의 길이방향으로 설정된 간격마다 매달린 무게추가 상기 파이프라인과 함께 수중으로 진입하여 포설되도록, 상기 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임은 상기 무게추가 지나가는 공간을 형성하도록 서로 이격된 파이프라인 설치용 스팅거가 제공될 수 있다.
상기 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임은 여러 개의 직선 부재를 연결한 트러스 구조로 마련되고, 서로 이격된 거리에서 대면하도록 대각방향으로 배치되어 삼각 형상의 상기 공간을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1항 또는 제2항에 따른 파이프라인 설치용 스팅거; 및 상기 파이프라인의 설정된 위치에 적어도 하나 이상 체결되며, 하측에 무게추가 매달린 클램프;를 포함하고, 상기 파이프라인이 상기 스팅거의 설치방향을 따라 수중으로 진입되도록 하는 파이프라인 설치시스템이 제공될 수 있다.
상기 무게추와 상기 클램프를 각각 연결 및 결속시키는 결합유닛을 더 포함하되, 상기 결합유닛은 상기 무게추를 내부에 포함하는 포섭부와, 양쪽 단부가 상기 클램프와 상기 포섭부에 각각 결속되어 상기 클램프와 상기 포섭부를 서로 연결하는 직선이음부재를 포함할 수 있다.
상기 무게추는 콘크리트 재료로 마련되고, 상기 포섭부는 상부에 개방된 입구가 형성된 중공의 사면체 형상으로 마련되며, 상기 포섭부의 입구를 통해 상기 무게추에 해당하는 상기 콘크리트가 부어진 상태에서 굳어질 수 있다.
상기 파이프라인의 길이방향을 따라 상기 클램프에 의해 상기 파이프 라인에 함께 클램핑되는 와이어와, 상기 파이프라인의 포설 또는 회수 시 상기 와이어를 풀거나 감아 올려 상기 파이프라인이 손상되는 것을 방지하는 윈치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 파이프라인 설치용 스팅거 및 이를 포함하는 파이프라인 설치시스템은 경량의 파이프라인을 용이하게 해저에 설치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파이프라인 설치시스템의 정면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 파이프라인 설치시스템에서 파이프라인에 무게추를 매달기 위한 관련 구성을 별도로 사시도로 나타낸 것이다.
도 3은 파이프라인에 와이어가 함께 클랭핑된 상태에서 도 1의 파이프라인 설치시스템에 의해 파이프라인이 포설되는 모습을 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파이프라인 설치시스템의 정면도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 파이프라인 설치시스템(100)은 파이프라인(P) 설치용 스팅거(101)와, 파이프라인(P)의 길이방향으로 설정된 위치마다 클램핑되며, 하측에 무게추(102)가 매달린 클램프(130)를 포함한다. 파이프라인(P)은 고밀도폴리에틸렌 파이프(HDPE, High Density Polyethylene)를 포함할 수 있고, 그 자체 비중은 1.0 이하일 수 있다.
여기서, 스팅거(101)는 파이프라인(P)을 수중으로 진입시키기 위해 선박(2, 도 4 참조)의 선체 데크에서 수중 쪽으로 설치되며, 파이프라인(P)의 하부를 좌우 측에서 지지하는 제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)과, 각각의 제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)에 설정된 간격마다 배치되며 파이프라인(P)을 지지하는 제1롤러(111) 및 제2롤러(121)를 포함한다.
이때, 제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)은 무게추(102)가 지나가는 공간(S)이 형성되도록 서로 이격되게 마련된다. 이를 통해 파이프라인(P)의 길이방향으로 설정된 간격마다 파이프라인(P)에 매달린 무게추(102)가 파이프라인(P)과 함께 수중으로 진입하여 포설될 수 있다. 무게추(102)은 작업자가 필요한 설비나 장치들을 이용하여 파이프라인(P)의 설정된 간격마다 매달 수 있다. 이하, 스팅거(101)의 각 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.
제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)은 여러 개의 직선 부재(115)를 연결한 트러스 구조로 마련될 수 있다. 직선 부재(115)는 절점에서 서로 연결될 수 있으며, 수직방향 및 대각방향 등으로 배치될 수 있다.
제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)은 무게추(102)가 지나갈 수 있도록 서로 설정된 거리만큼 이격되게 마련될 수 있으며, 하단 부위는 서로 지지부재(114)에 의해 연결될 수 있다.
제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)은 서로 이격된 거리에서 대면하도록 대각방향으로 배치되어 삼각 형상의 공간(S)을 형성할 수 있다. 이러한 제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)은 분리 제작된 후, 서로 설정된 거리만큼 이격되도록 조립될 수 있다.
제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)의 상단 부위에는 제1롤러(111) 및 제2롤러(121)가 각각 제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)의 길이방향으로 설정된 간격에 따라 복수 개 배치된다.
제1롤러(111) 및 제2롤러(121)는 파이프라인(P) 하부를 좌우 측에서 지지하며, 회동 가능하게 마련되어 순탄한 파이프라인(P)의 이동을 돕는다.
상술한 바와 같이, 제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)은 서로 이격된 거리에서 대면하도록 대각방향으로 배치되어 삼각 형상의 공간(S)을 형성할 수 있으며, 이에 따라 제1가이드프레임(110) 및 제2가이드프레임(120)에 설치되는 각각의 제1롤러(111) 및 제2롤러(121)는 파이프라인(P)의 좌우 측 하부 면을 받치도록 서로 대각방향으로 배치되어 ‘V’자 형상을 이룰 수 있다.
클램프(130)는 파이프라인(P)의 길이방향으로 설정된 위치마다 클램핑된다. 1.0 이하의 비중을 갖는 재료로 제작된 경량의 파이프라인(P)의 경우, 클램프(130)에 매달린 무게추(102)에 의해 비중이 더해져 1.0을 초과한 무게를 가지면서 스팅거(101)에 의해 해저에 포설될 수 있다. 즉, 무게추(102)에 의해 파이프라인(P)의 무게를 증가시켜 파이프라인(P)이 스팅거(101)의 설치방향을 따라 안정적으로 수중으로 진입되도록 한다.
클램프(130)는 분리 및 결합 가능한 일단부(131)와 타단부(132)로 구성될 수 있으며, 일단부(131)와 타단부(132)는 파이프라인(P)의 형태에 맞게 원형 형태로 제작될 수 있다. 파이프라인(P)에 클램프(130)를 체결하는 방법은, 클램프(130)의 일단부(131)와 타단부(132)가 파이프라인(P)의 좌우 측에 끼워진 상태에서 일단부(131)와 타단부(132)의 서로 대응되는 상하 측의 돌출부위(133,134)에 볼트, 너트 등의 결합수단(135)을 체결하는 방법으로 이루어질 수 있다. 다른 예에서는 힌지 방식으로 분리 및 결합 가능한 형태로 클램프(130)가 마련되는 등 공지된 다양한 형태의 클램프가 적용 가능하다.
상술한 무게추(102)는 콘크리트 재료로 마련된 사면체 형상으로 마련될 수 있으나, 반드시 콘크리트 재료나 사면체 형상으로 한정되는 것은 아니며, 철 등의 금속 재료 및 사각 형상 등의 다양한 형상으로 마련될 수도 있다.
도 2는 도 1의 파이프라인 설치시스템에서 파이프라인에 무게추를 매달기 위한 관련 구성을 별도로 사시도로 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 파이프라인 설치시스템(100)은 무게추(102)와 클램프(130)를 각각 연결 및 결속시키는 결합유닛(140)을 마련할 수 있다.
여기서, 결합유닛(140)은 무게추(102)를 내부에 포함하는 포섭부(142)와, 양쪽 단부가 클램프(130)와 포섭부(142)에 각각 결속되어 클램프(130)와 포섭부(142)를 서로 연결하는 직선이음부재(144)를 포함할 수 있다.
포섭부(142)는 상부에 개방된 입구가 형성된 중공의 사면체 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 포섭부(142)의 입구를 통해 무게추(102)에 해당하는 콘크리트가 부어진 상태에서 굳어져 포섭부(142)의 내부가 무게추(102)로 채워질 수 있다.
즉, 포섭부(142)의 내부에 채워진 콘크리트는 상술한 무게추(102)로서 파이프라인(P)의 비중을 증가시키게 된다. 다른 예에서는 미리 사면체 형상으로 굳어진 무게추(102)를 포섭부(142)에 의해 포섭하는 형태로 제작될 수도 있다.
직선이음부재(144)의 하측 부위는 포섭부(142)의 입구 쪽 돌출부위(142a) 사이에 삽입된 상태에서 볼트, 너트 등의 결합수단(135)에 의해 해당 돌출부위(142a)와 결합된다. 또, 직선이음부재(144)의 상측 부위는 클램프(130)의 일단부(131)와 타단부(132)의 하측 돌출부위(134) 사이에 삽입된 상태에서 볼트, 너트 등의 결합수단(135)에 의해 결합될 수 있다.
이와 같은 결합유닛(140)에 의해 무게추(102)를 파이프라인(P)에 클램핑된 클램프(130)에 용이하게 결속시킬 수 있고, 클램프(130)와의 결합 및 분리가 용이하며, 유지보수 등의 효율성 향상에도 도움이 될 수 있다.
또, 사면체 형상의 포섭부(142)는 무게 중심을 잡는 데에 도움이 되어 파이프라인(P)이 안정적으로 포설되거나 회수(인양)될 수 있도록 한다.
도 3은 파이프라인에 와이어가 함께 클랭핑된 상태에서 도 1의 파이프라인 설치시스템에 의해 파이프라인이 포설되는 모습을 나타낸 것이다.
무게추(102)를 매달아 비중이 1.0을 초과한 본 발명의 실시 예에 따른 파이프라인(P)의 경우, 상술한 바와 같이 고밀도폴리에틸렌 파이프를 포함할 수 있다. 이와 같이, 파이프라인(P)이 강관 파이프라인이 아닌 합성수지나 복합화합물질 등의 소재로 제작된 파이프라인인 경우, 도시하지는 않았으나 기존의 텐셔너(tensioner)를 이용하여 해저에 포설하거나 회수하면 파이프라인(P)에 손상을 줄 수 있다. 즉, 기존 텐셔너는 통상적으로 양쪽에서 강관 파이프라인에 압력을 가하면서 해저에 포설하거나 회수하므로, 이러한 방법을 본 발명의 실시 예에 따른 파이프라인(P)에 그대로 적용할 경우, 파이프라인(P)에 손상이 발생할 수 있다.
이에 도 3에 도시한 바와 같이, 파이프라인(P)에 클램프(130)에 의해 와이어(W)가 함께 클램핑될 수 있다. 와이어(W)는 파이프라인(P)의 상단 또는 하단에 배치된 상태에서 클램핑될 수 있다. 와이어(W)는 로프나 체인으로 대체될 수 있으며, 작업자가 필요한 설비나 장치를 이용하여 클램프(130)를 파이프라인(P)의 설정된 위치에 클램핑할 때 와이어(W)가 파이프라인(P)에 함께 클램핑될 수 있다.
이때, 파이프라인(P)의 포설 또는 회수 시 윈치(150)에 의해 와이어(W)를 풀거나 감아 올려 파이프라인(P)을 이송시킬 수 있다. 파이프라인(P)의 상단과 하단 부위 양쪽에 와이어(W)를 각각 배치시켜 클램핑할 경우에는 각각의 와이어(W)를 감고 있는 윈치(150)가 선체 데크 상에 두 개 마련될 수 있다.
와이어(W)는 파이프라인(P)의 길이만큼 풀어져 파이프라인(P)에 함께 클램프(130)에 의해 클램핑되며, 무게추(102)와 마찬가지로 파이프라인(P)과 함께 해저에 포설된다. 파이프라인(P) 회수 시에는 윈치(150)에 의해 와이어(W)를 감아 올리면서 안정하게 파이프라인(P)을 회수할 수 있다. 이때에도 스팅거(101)를 활용하여 간편하게 파이프라인(P) 회수 작업이 수행될 수 있다. 다른 예에서는 별도의 결속 수단에 의해 와이어(W)를 파이프라인(P)에 결속시킨 후, 해저에 포설시킬 수도 있다.
이와 같이 파이프라인(P)에 와이어(W)를 함께 클램핑시켜 와이어(W)를 풀거나 감아 올리는 방법으로 파이프라인(P)을 안정되게 효율적으로 포설 또는 회수할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
101: 스팅거 102: 무게추
110: 제1가이드프레임 111: 제1롤러
120: 제2가이드프레임 121: 제2롤러
130: 클램프 140: 결합유닛
142: 포섭부 144: 직선이음부재
150: 윈치 P: 파이프라임
W: 와이어

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 파이프라인을 수중으로 진입시키기 위해 선체 데크에서 수중 쪽으로 설치되며, 상기 파이프라인의 하부를 좌우 측에서 지지하는 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임과, 각각의 상기 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임에 설정된 간격마다 배치되며 상기 파이프라인을 지지하는 제1롤러 및 제2롤러를 포함하되, 상기 파이프라인의 길이방향으로 설정된 간격마다 매달린 무게추가 상기 파이프라인과 함께 수중으로 진입하여 포설되도록, 상기 제1가이드프레임 및 제2가이드프레임은 상기 무게추가 지나가는 공간을 형성하도록 서로 이격된 파이프라인 설치용 스팅거;
    상기 파이프라인의 설정된 위치에 적어도 하나 이상 체결되며, 하측에 무게추가 매달린 클램프; 및
    상기 무게추와 상기 클램프를 연결 및 결속시키는 결합유닛;을 포함하되,
    상기 결합유닛은,
    상기 무게추를 내부에 포함하는 포섭부와,
    양쪽 단부가 상기 클램프와 상기 포섭부에 각각 결속되어 상기 클램프와 상기 포섭부를 서로 연결하는 직선이음부재를 포함하고,
    상기 파이프라인은 상기 스팅거의 설치방향을 따라 수중으로 진입되는 파이프라인 설치시스템.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 무게추는 콘크리트 재료로 마련되고,
    상기 포섭부는 상부에 개방된 입구가 형성된 중공의 사면체 형상으로 마련되며, 상기 포섭부의 입구를 통해 상기 무게추에 해당하는 상기 콘크리트가 부어진 상태에서 굳어진 파이프라인 설치시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 파이프라인의 길이방향을 따라 상기 클램프에 의해 상기 파이프 라인에 함께 클램핑되는 와이어와,
    상기 파이프라인의 포설 또는 회수 시 상기 와이어를 풀거나 감아 올려 상기 파이프라인이 손상되는 것을 방지하는 윈치를 더 포함하는 파이프라인 설치시스템.
KR1020190068141A 2019-06-10 2019-06-10 파이프라인 설치용 스팅거 및 이를 포함하는 파이프라인 설치시스템 KR102449055B1 (ko)

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