KR200481699Y1 - 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치 - Google Patents

라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드를 체결하기 위하여, 종래 볼트와 너트를 채용한 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 체결 방식에서 탈피하여 간단하고 용이한 체결 방식으로 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드를 간편하게 체결될 수 있도록 하여 작업 시간과 작업수를 감소시키고, 작업 효율을 향상시킬 수 있는 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치에 관한 것이다.
본 고안에 따르면, 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프를 체결하기 위한 체결 장치에 있어서, 상기 라이저 풀 헤드 하단부의 복수 개소에 일체로 구비되는 체결 힌지축; 상기 체결 힌지축을 축으로 회동가능하게 구비되어 상기 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프를 체결하는 체결 수단; 및 상기 라이저 파이프의 하단부에 형성되어 상기 체결수단이 체결되는 걸림편을 포함하는 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프의 탈착식 체결 장치가 제공된다.

Description

라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치 {SIMPLE DETACHABLE COUPLING DEVICE FOR COUPLING RISER PIPE AND RISER PULL HEAD}
본 고안은 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드를 체결하기 위한 체결 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 볼트와 너트를 채용한 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 체결 방식에서 탈피하여 간단하고 용이한 체결 방식으로 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드를 간편하게 체결될 수 있도록 하여 작업 시간과 작업수를 감소시키고, 작업 효율을 향상시킬 수 있는 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 해양 플랜트에는, 선박 형태의 해상 석유 시추 설비(offshore oil-drilling platforms), 부유식 원유 생산저장설비(Floating Production Storage Offloading, Oil FPSO), 원유 시추선, 가스 시추선, 부유식 액화가스 생산저장설비(LNG Floating Production Storage Offloading, LNG FPSO), 부유식 액화가스 재기화설비(LNG FSRU) 등이 있다.
근래 들어, 유가 인상 및 육상 유전의 고갈로 인해 심 해저 유전 또는 가스전에 대한 관심이 고조되고, 그의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
심 해저 유전 또는 가스전 개발에 있어 부유식 원유 생산저장설비 또는 부유식 액화가스 생산저장설비 등과 같은 해양 플랜트는 해상에 부유한 상태에서 원유또는 천연가스를 정제, 저장 및 운반할 수 있는 부유식 해상 정유 공장 또는 천연가스 공장이라 할 수 있다.
이러한 일반적인 해양 플랜트에는 선체의 외측면에 라이저 파이프가 설치되는데, 이러한 라이저 파이프는 유정(oil well) 또는 가스정(gas well) 등에서 오일, 가스, 물 등으로 혼합된 것들을 선체의 생산저장설비(process plant) 등으로 이동시키거나 그 반대의 역할을 수행하는 파이프 부재를 의미한다.
여기에서, 해저에서 라이저 파이프를 연결하고자 할 때에는 크레인이 설치된 바지선을 이용하여 라이저 파이프를 이동시키고, 이를 사람 또는 로봇이 연결시키는 등의 작업을 수행하게 된다.
이때, 라이저 파이프는 바지선에 설치된 크레인과 와이어 등에 의해 상호 연결되는데, 이를 위해 라이저 파이프에 풀 헤드를 장착하여 라이저 파이프와 크레인을 연결한다. 상기 풀 헤드는 라이저 파이프와 크레인을 연결할 뿐만 아니라, 이동시 라이저 파이프에 이물질 등이 유입되는 것을 방지하는 역할도 수행한다.
도 1은 종래의 라이저 파이프와 풀 헤드가 체결된 구성을 도시한 정면도이고, 도 2는 종래의 풀 헤드에 와이어가 연결된 상태를 도시한 정면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 라이저 파이프와 풀 헤드는 라이저 파이프(1)와 풀 헤드(2)의 각 단부에 체결 플랜지(3, 4)가 형성되고, 상기 체결 플랜지(3, 4)에 볼트(5)와 너트(6)가 체결됨으로써 라이저 파이프(1)와 풀 헤드(2)는 체결된다.
그러나 실질적으로 해양 플랜트에 연결되는 라이저 파이프의 개수는 수십 개에 달하고, 각 라이저 파이프 별로 풀 헤드에 체결하기 위해서는 많은 수의 볼트와 너트가 필요하며, 따라서 많은 불필요한 볼트/너트 체결 작업을 해야하고, 이로 인해 작업 인원이 투입되어야 하고, 작업 시간이 소모되는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록 제10-0716243호(2007.05.02)
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 고안은, 종래 볼트와 너트를 채용한 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 체결은 많은 작업 인원과 작업 시간을 필요로 하였던 바, 간단하고 용이한 체결 방식으로 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드를 간편하게 체결될 수 있도록 하여 작업 시간과 작업수를 감소시키고, 작업 효율을 향상시킬 수 있는 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 측면에 따르면, 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프를 체결하기 위한 체결 장치에 있어서, 체결 힌지축; 상기 체결 힌지축을 축으로 회동가능하게 구비되어 상기 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프를 체결하는 체결 수단; 및 상기 라이저 파이프의 상단에 형성되며, 상기 체결 수단이 체결되는 걸림편을 포함하는 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프의 탈착식 체결 장치가 제공된다.
본 고안의 다른 측면에 따르면, 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프를 체결하기 위한 체결 장치에 있어서, 상기 라이저 풀 헤드 하단부의 복수 개소에 일체로 구비되는 체결 힌지축; 상기 체결 힌지축을 축으로 회동가능하게 구비되어 상기 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프를 체결하는 체결 수단; 및 상기 라이저 파이프의 하단부에 형성되어 상기 체결수단이 체결되는 걸림편을 포함하는 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프의 탈착식 체결 장치가 제공된다.
상기 라이저 풀 헤드에는 빗면이 외측을 지향하는 복수의 직각 삼각형 브라켓이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 직각 삼각형 브라켓은 일정 간격을 갖고 형성되고, 상기 상기 체결 힌지축은 상기 직각 삼각형 브라켓이 형성되는 위치에 구비되도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 체결 수단은 상기 체결 힌지축에 회동 자유자재로 구비되고, 체결 시 상기 직각 삼각형 브라켓의 빗면에 안착되는 회동 고정편, 및 상기 체결 힌지축에 회동 자유자재로 구비되고, 상기 걸림편에 체결되는 체결편을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 체결 수단은 상기 체결 힌지축에 회동 자유자재로 구비되는 판형의 회동 고정편, 및 상기 체결 힌지축에 양단이 회동 자유자재로 구비되고, 상기 걸림편에 체결되는 체결편을 포함하는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 고안에 의하면, 라이저 파이프와 풀 헤드를 간단하고 용이한 체결 방식으로 간편하게 체결할 수 있도록 하여 작업 시간과 작업수를 감소시키고, 이에 따라 작업 효율을 향상시킬 수 있어 불필요한 인력 소모와 작업 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 라이저 파이프와 풀 헤드가 체결된 구성을 도시한 정면도,
도 2는 종래의 풀 헤드에 와이어가 연결된 상태를 도시한 정면도,
도 3은 본 고안에 따른 체결 장치를 통해 라이저 파이프와 풀 헤드의 체결 상태를 도시한 정면도, 그리고
도 4는 본 고안에 따른 체결장치가 구비된 풀 헤드에 와이어가 연결된 상태를 도시한 정면도이다.
이하에서 설명되는 본 고안에 따른 라이저 파이프(riser pipe)와 라이저 풀 헤드(riser pull head)의 간편 탈착식 체결 장치는, 라이저가 설비되는 부유식 해양설비, 반잠수식 해양설비, 고정식 해양설비, 승강식 해양설비, 시추선 등 모든 해양 플랜트에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 해양 플랜트는, 라이저가 설비되어 있다면, 각종 선박도 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
본 고안에 따른 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치는 해양 플랜트에서 라이저 파이프와 풀 헤드를 체결하는데 있어 걸림조작 체결 방식으로 체결 및 분리할 수 있도록 함으로써 라이저 파이프와 풀 헤드를 간단하고 용이한 체결 방식으로 간편하게 체결할 수 있도록 하여 작업 시간과 작업수를 감소시키고, 이에 따라 작업 효율을 향상시킬 수 있어 불필요한 인력 소모와 작업 시간을 줄일 수 있도록 한다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 고안에 따른 체결 장치를 통해 라이저 파이프와 풀 헤드의 체결 상태를 도시한 정면도이며, 도 4는 본 고안에 따른 체결장치가 구비된 풀 헤드에 와이어가 연결된 상태를 도시한 정면도이다.
라이저 파이프와 풀 헤드를 체결하기 위한 본 고안에 따른 체결 장치는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 라이저 풀 헤드(100)와 라이저 파이프(200)를 체결하기 위한 체결 장치에 있어서, 풀 헤드(100) 하단부의 복수 개소에 구비되는 체결 힌지축(310); 상기 체결 힌지축(310)을 중심으로 회동가능하게 구비되어 각각 풀 헤드(100)와 라이저 파이프(200)를 체결하는 체결 수단(300); 및 상기 라이저 파이프(200)에 형성되는 걸림편(210)을 포함한다.
상기 라이저 풀 헤드(100)에는 체결 힌지축(310)이 구비되는 복수 개소에 대응하는 위치에 삼각 브라켓(예컨대, 직각 삼각 브라켓)(110)이 각각 형성된다. 삼각 브라켓(110)은 측면에서 바라볼 때 삼각형의 단면 형상을 가지며, 그의 빗면은 편평한 면으로 형성된다. 이와 같이 라이저 풀 헤드(100)에 형성되는 삼각 브라켓(110)은 체결 시 후술할 고정편(320)의 안착면으로서 제공될뿐만 아니라. 풀 헤드의 강성을 보강하며 특히 벤딩 강성을 보강하는 역할도 하게 된다.
상기 체결 힌지축(310)은 라이저 풀 헤드(100)의 하단부에 일체로(즉, 고정적으로) 형성될 수 있고, 분리되어(즉, 회동 가능하게) 형성될 수도 있다. 상기 체결 힌지축(310)이 분리되어 형성되는 경우는, 체결 수단(300)의 체결편(330)과 함께 별도의 부품으로서 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 체결 힌지축(310)은 라이저 풀 헤드(100)에 대하여 사방으로 대칭되게(즉, 3개의 경우 120도 간격, 4개의 경우 90도 간격) 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 체결 힌지축(310)은 안정적인 체결을 위하여 일정 간격을 갖고 복수 개로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 체결 힌지축(310)의 양단부는, 체결편(330)이 회동 가능하게 구비된 상태에서 체결 힌지축(310)이 고정편(320)으로부터 빠지지 않도록 이루어진다.
상기 체결 수단(300)은, 상기 체결 힌지축(310)에 회동 자유자재로 구비되고, 체결 시 상기 라이저 풀 헤드(100)의 삼각 브라켓(110)의 빗면에 접촉 안착되는 회동 고정편(320), 및 상기 체결 힌지축(310)에 회동 자유자재로 구비되고 체결 시 상기 라이저 파이프(200)의 걸림편(210)에 체결되는 체결편(330)을 포함한다.
도면에 도시된 예시에서, 상기 고정편(320)은 판형 편으로 이루어지고, 그의 하단부에 체결 힌지축(310)이 삽입되는 관통공(미도시)이 형성되며, 상기 체결편(330)은 대략 "ㄷ"자 형태로 형성되고 그 단부들에는 체결 힌지축(310)이 삽입되는 관통공(미도시)이 형성된다. 여기에서, 상기 체결편(330)의 "ㄷ"자 형의 단부에 체결 힌지축(310)이 삽입되고, 그 사이에 고정편(320)이 위치하게 된다.
상기 걸림편(210)은 라이저 파이프(200)의 상단부에 형성된 플랜지부의 외연에 돌출되게 형성되고, 상기 걸림편(210)의 폭은 상기 설명된 "ㄷ"자형 체결편(330)의 내측 폭과 대략 대응하게 형성되고, 상기 걸림편(210)의 두께(높이)는 "ㄷ"자형 체결편(330)의 밑면과 고정편(320)의 하단 간의 간격과 대략 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따른 체결 장치를 통한 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 체결 동작을 설명하면, 라이저 풀 헤드(100)와 라이저 파이프(200)를 동일 선상에 위치시키고 체결 힌지축(310)의 위치와 걸림편(210)을 맞춘 상태에서(체결 힌지축이 일체로 형성되는 경우), 또는 삼각 브라켓(110)의 위치와 걸림편(210)을 맞춘 상태에서(체결 힌지축이 분리되게 구비되는 경우), 작업자는 걸림편(210)에 체결 수단(300)의 체결편(330)을 건다.
상기 체결편(330)이 걸림편(210)에 걸린 상태에서 작업자가 고정편(320)을 풀 헤드 측, 즉 삼각 브라켓(110) 측으로 회동시키면, 체결편(330)은 걸림편(210)의 하면에 접촉하여 걸림편(210)을 구속하면서 풀 헤드 측으로 끌어당겨지고 고정편(320)을 완전히 회동시키면 고정편(320)과 체결편(330)은 단단히 고정되게 되고, 이에 따라 라이저 풀 헤드(100)와 라이저 파이프(200)는 체결수단(300)을 통해 사방에서 견고히 체결되게 된다.
이와 같이 고정된 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프의 해제(분리) 작업은 체결 동작의 역순으로 진행되고, 이에 따라 체결편(330)의 회동에 의해 걸림편(210)의 구속이 해제되면서 용이하게 분리할 수 있다.
이상에서 설명된 본 고안에 따른 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치는, 라이저가 설비되는 부유식 해양설비, 반잠수식 해양설비, 고정식 해양설비, 승강식해양설비, 시추선 등 모든 해양 플랜트에 채용될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 라이저 파이프와 라이저 풀 헤드의 간편 탈착식 체결 장치는 해양 플랜트에서 라이저 파이프와 풀 헤드를 체결하는데 있어 걸림조작 체결 방식으로 체결 및 분리할 수 있도록 함으로써 라이저 파이프와 풀 헤드를 간단하고 용이한 체결 방식으로 간편하게 체결할 수 있도록 하여 작업 시간과 작업수를 감소시키고, 이에 따라 작업 효율을 향상시킬 수 있어 불필요한 인력 소모와 작업 시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
100: 라이저 풀 헤드(riser pull head)
110: 삼각 브라켓
200: 라이저 파이프(riser pipe)
210: 걸림편
300: 체결 수단
310: 체결 힌지축
320: 고정편
330: 체결편

Claims (6)

  1. 복수개의 걸림편(210)이 형성되어 있는 라이저 파이프(200)와 라이저 풀 헤드(100)를 체결하기 위한 체결 장치에 있어서,
    측면에서 바라볼 때 직각삼각형의 단면 형상을 가지고, 빗면이 외측을 지향하도록 상기 라이저 풀 헤드(100)의 하단에 복수개가 일정 간격을 갖고 형성되는 직각 삼각형 브라켓(110)과;
    체결시 상기 라이저 풀 헤드(100)의 삼각 브라켓(110)의 상기 빗면에 접촉 안착되는 회동 고정편(320)과;
    체결 힌지축(310)을 축으로 회동 가능하게 구비되고, 상기 라이저 파이프(200)에 형성된 복수개의 상기 걸림편(210)에 각각 체결되는 체결편(330);
    을 포함하며,
    상기 체결편(330)은 "ㄷ"자 형태로 형성되고, "ㄷ"자 형태의 단부들에는 상기 체결 힌지축(310)이 삽입되며,
    체결작업시, 상기 체결편(330)이 상기 걸림편(210)에 걸린 상태에서 작업자가 상기 회동 고정편(320)을 상기 라이저 풀 헤드(100)의 상기 직각 삼각형 브라켓(110) 측으로 회동시키면, 상기 체결편(330)은 상기 걸림편(210)의 하면에 접촉하여 상기 걸림편(210)을 구속하면서 상기 라이저 풀 헤드 측으로 끌어당김으로써 상기 라이저 풀 헤드(100)와 상기 라이저 파이프(200)가 체결될 수 있도록 구성되는, 라이저 풀 헤드와 라이저 파이프의 탈착식 체결 장치.
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