KR20090118466A - 해저 앵커블록과 고정 작업선을 이용한 해저 파이프라인의설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해저 파이프라인의 설치방법에 관한 것이며, 그 목적은 기 시공된 파이프라인 설치 지역에서의 새로운 파이프라인 시공 시, 설치 작업으로 인한 기 설치된 파이프라인의 손상을 방지하는 동시에, 시공의 정확성을 확보할 수 있는 해저 앵커블록과 고정 작업선을 이용한 해저 파이프라인의 설치방법을 제공함에 있다.

본 발명은 파이프라인의 시점 위치에 해저 앵커블록을, 종점 위치에 작업선을 정박시키는 단계와, 상기 작업선으로부터 해저 앵커블록을 거쳐 다시 작업선으로 이어지는 예항로프 설치 단계, 및 상기 작업선 상에서 예항로프의 한쪽 단과 결합되는 파이프라인을 제작하는 것과 동시 제작된 파이프라인의 길이만큼 예항로프의 다른 쪽 단을 작업선으로 끌어들이는 파이프라인 제작 및 피딩 단계를 포함하여 이루어지는 해저 앵커블록과 고정 작업선을 이용한 해저 파이프라인의 설치방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

해저 파이프, 예항로프, 침강, 부이, 작업선, 부설선, 바지선

Description

해저 앵커블록과 고정 작업선을 이용한 해저 파이프라인의 설치방법{Installation method of the pipelines using laying barge with sub-sea anchor block}

본 발명은 해저 파이프라인의 설치방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설치되는 파이프라인의 전개식 연결작업으로 인한 작업선의 이동 없이 정위치 고정된 작업선에서 지속적인 파이프라인의 연결작업을 수행함으로써, 통상적으로 부설선의 고정 및 이동에 따른 기 시공된 파이프라인의 설치지역에서 안전성을 확보하고, 보다 정확한 파이프라인의 시공 상태를 제시할 수 있는 해저 앵커블록과 고정 작업선을 이용한 해저 파이프라인의 설치방법에 관한 것이다.

일반적으로, 송유관, 가스관, 상수도관 등은 육상에서뿐만 아니라, 하천이나 강 또는 바다를 횡단하여 강바닥이나 해저에 파이프라인을 부설하게 된다.

이와 같이 부설되는 송유관, 가스관, 상수도관, 발전소 취수관 등에 사용되는 파이프라인은 통상 지름이 2 ~ 4m 또는 그 이상이고 그 길이가 대략 수백 미터 에서 수십 킬로미터에 달하는 규모가 크고 수상 또는 해상에서 작업이 이루어지므로 자연조건에 의하여 부설되는 작업에 많은 제약이 뒤따르게 된다.

예컨대, 종래 해저 파이프라인의 설치 방법에는 육상에서 제작 완료된 비교적 짧은 길이의 파이프를 바다의 예인선(바지선)을 이용하여 해저로 끌어내려 해저와 마찰하면서 예항하여 부설하는 방법(pulling method), 제작된 파이프에 부력탱크를 부착하여 해수면이나 해수면 아래 또는 해저면 위에 띄운 상태로 부설위치까지 예인선으로 예항하고 용접 작업선에서 미리 부설되었던 해저파이프를 부상시켜 선상 용접한 다음 침하시켜 설치하는 부유침강방법(floating and sinking method), 또는 작업선인 포설선(바지선)에서 해저파이프와 단관을 용접 접합하고 차례로 포설선을 이동시키면서 침하시켜 설치하여가는 포설선방법(lay barge method) 등이 있다.

하지만, 상기와 같이 육상에서 미리 파이프라인을 제작한 후, 예인선을 이용하여 설치 해역으로 이동할 경우에는 파랑, 조류 등으로부터 이동중인 파이프라인이 파손되거나 쉽게 변형될 문제점이 있으며, 이로 인한 파이프라인 제작 길이와 이동거리가 비교적 근거리여야 하는 제약이 따르게 된다.

또한, 상기와 같이 작업선인 포설선에서 단관을 용접 접합하고 차례로 포설선을 이동시키면서 침하시키는 경우에는 앵커와 계류라인을 이용하여 파랑 환경 하중 하에서 작업선을 고정하고 단관의 연결 작업과 이를 차례로 침하시키기 위한 포설선의 이동 작업을 순차적으로 수행해야 함으로서, 해저바닥 면에 계류를 위한 충 분한 공간과 안전성이 확보되어야 하는 문제점이 있다.

특히, 기존에 설치되어 있는 해저 파이프라인이 매우 복잡하게 얽혀져 있는 지역에 파이프라인을 새로 설치해야 하는 경우에는 위와 같은 이유로 포설선을 이용한 해저 파이프라인의 설치가 불가능하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 기존의 해저 파이프라인이 복잡하게 설치된 위치에서 벗어난 해수면에 위치 고정된 작업선으로부터 새로 설치할 파이프라인의 시작 위치 해저 면에 하중식 앵커블록을 임시로 설치하고, 앵커 블록과 작업선 사이에 제작되는 파이프라인을 가이드하는 예항로프를 구비하여, 고정 작업선에서 연속적인 파이프라인의 연결작업을 수행하여 시공시간을 단축할 수 있도록 하는 한편, 시공되는 파이프라인의 손상을 방지하는 동시 시공의 정확성을 확보할 수 있는 해저 앵커블록 및 고정 작업선을 이용한 해저 파이프라인의 설치방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 파이프라인의 시점 위치에 해저 앵커블록을, 종점 위치에 작업선을 정박시키는 단계;

상기 작업선으로부터 해저 앵커블록을 거쳐 다시 작업선으로 이어지는 예항로프 설치 단계; 및

상기 작업선 상에서 예항로프의 한쪽 단과 결합되는 파이프라인을 제작하는 것과 동시 제작된 파이프라인의 길이만큼 예항로프의 다른쪽 단을 작업선으로 끌어드리는 파이프라인 제작 및 피딩 단계; 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이때, 상기 파이프라인의 제작 및 피딩 단계 시, 작업선으로부터 해저 앵커블록을 향하는 파이프라인의 길이방향을 따라 중성부력유지용 부이를 설치하는 단계; 및 상기 작업선으로부터 해저 앵커블록을 향하는 파이프라인의 제작완료 후, 중성부력유지용 부이를 파이프라인으로부터 해체시켜 파이프라인을 해저에 침강시키는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 수단으로부터 본 발명은 고정식 작업선으로부터 시작하여 해저면의 앵커블록을 향하는 피딩식 파이프라인의 제작을 연속적으로 수행할 수 있어, 파이프라인 설치방향에 따른 작업선의 조작단계를 배제함으로서, 전체적인 파이프라인의 시공시간을 단축 및 이러한 작업시간의 단축으로부터 비용을 크게 절감할 수 있는 것이다.

또한, 파이프라인의 피딩, 즉 해저면에 설치된 앵커블록을 향해 주입되는 파이프라인의 설치구간을 따라 미리 설치된 예항로프를 통해, 설치하고자 하는 파이프라인의 위치에 대한 정확한 시공을 수행할 수 있어, 기 설치된 해저파이프나 다른 해저의 특정 간섭물로부터 파이프의 충돌에 의한 변형, 파손의 예방은 물론, 그 시공의 정확성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 고정 작업선으로부터 앵커블록을 향하는 피딩식 파이프라인 설치 시, 해수면으로부터 해저면으로 이동 중인 파이프라인에 중성부력유지수단을 구비함으로서, 기 설치된 해저파이프나 다른 특정 간섭물과의 마찰, 충돌에 의한 파이프의 변형, 파손을 방지할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 해저 파이프라인의 설치단계를 보이는 작업개념도로서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 파이프라인의 설치는 크게 설치하고자 하는 파이프라인의 작업영역(A)의 어느 한 지점에 고정 위치하는 해수면의 작업선(2)으로부터 제작되는 파이프라인(10)을 작업영역(A)의 다른 지점을 향해 피딩(feeding)시키는 방식을 제공함으로서, 해수면에서 정위치 고정된 작업선(2)상에서 지속적인 파이프라인(10)의 제작 작업이 가능하도록 하고 있다.

보다 구체적인 작업단계를 살펴보면, 먼저 설치하고자 하는 파이프라인(5)의 작업영역(A)의 시점 해저면에 앵커블록(1)을 설치한다.

아울러, 작업선(2)을 이동하여 설치하고자 하는 파이프라인(10)의 작업영역(A)의 종점에 정박시켜 위치 고정시킨다.

이후, 작업선(2)으로부터 시작하여 상기 해저 앵커블록(1)을 거쳐 다시 작업선(2)으로 이어지는 예항로프(5)를 설치한다.

도시되진 않았으나, 상기 앵커블록(1)에는 작업선(2)으로부터 이어진 예항로프(5)를 지지하게 되는 것으로, 도르래와 같은 힌지 포인트가 구비된다.

이후, 상기 작업선(2)에서는 육상에서 미리 제조된 단관(10a)을 연결하는 파 이프라인(10)의 제작 작업과 동시에 해저의 앵커블록(1)을 향해 제작된 파이프라인(10)을 피딩(feeding)시키며 해저로 주입시키게 된다.

이러한 일련의 단관(10a)과 단관(10a)의 연결 작업은 작업선(2) 상에서 수행되며, 아울러 이러한 작업선(2)에는 단관(10a)들의 핸들링을 위한 기중설비, 용접설비 등이 구비된다.

실질적인 단관(10a)과 단관(10a)의 연결작업 시, 초기 제일 전방에 위치하는 단관(10a)은 그 선단에 대해 밀봉 장치(11)를 미리 설치하고, 본 발명에 의한 예항로프(5)의 한쪽 단에 연결 고정시킨다.

이후, 예항로프(5)와 연결된 단관(10a)의 전개식 연결작업을 지속적으로 수행하게 된다. 이때 이러한 파이프라인(10)의 제작 작업과 연동하여 상기 예항로프(5)의 다른쪽 단을 윈치 등의 권취 장치를 이용하여 감아 들임으로서, 작업선(2) 상에서 제작된 파이프라인(10)은 해저 앵커블록(1)을 향해 피딩된다.

즉, 작업선(2) 상에는 단관과 단관의 연결 작업과 예항로프(5)의 권취 작동에 의한 피딩 작업을 반복적으로 수행하게 되는데, 이때 단관과 단관의 일회 조립 후, 하나의 단관의 길이만큼 예항로프(5)를 권취할 수 있으며, 혹은 복수개의 단관을 연결작업한 후 제작된 복수개의 단관들의 길이만큼 예항로프(5)를 권취할 수 있는 것으로, 이는 제작되는 파이프라인(10)의 크기, 작업선의 작업 공간 등에 의해 변경되어 작업될 수 있다.

계속해서, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 제작 및 피딩 작업 중인 파이프 라인에 대한 중성부력유지수단을 보이는 것으로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 이는 제작되며 해저 앵커블록(1)을 향해 피딩되는 파이프라인(5)에 대해 중성부력유지수단(15)을 포함함으로서, 기존 해저에 기 설치되었던 다른 해저파이프 등의 해저 간섭물로부터 제작중인 파이프라인(10)의 간섭을 방지하여, 서로간의 충돌에 의한 변형과 파손을 예방하도록 한다.

즉, 이러한 중성부력유지수단(15)을 통해 해저의 앵커블록(1)으로부터 종점인 해수면의 작업선(2)으로 이어지는 가상의 경사진 선을 따라 파이프라인(10)이 중력부력을 유지할 수 있게 된다.

이러한 중성부력유지수단(15)으로는, 작업선(2)에서 수행되는 파이프라인(10)의 제작 및 피딩 단계 시, 파이프라인(10)에 대해 소정 간격으로 부이(151)를 설치하는 단계를 수행하도록 한다.

도시된 바와 같이, 예를 들어 제작되는 파이프라인(10)의 길이방향을 따라 설치되는 부이(151)와 함께 자체 하중을 가지는 체인(152)을 부설하도록 한다. 이렇게 파이프라인(10)의 하방으로 늘어진 체인(152)은, 보통 수십 킬로미터에서 수백 킬로미터의 길이를 가지게 되는 파이프라인(10)에 대한 파랑, 조류에 의한 흔들림을 최소화하고, 특히 앵커블록(1)을 향해 이동하며 해저면과 근접하여 배치되는 파이프라인(10)의 경우, 하방으로 늘어진 체인(512)의 하중 일부가 해저면에 지지되어 상대적으로 보다 큰 부력 발생을 구현하게 됨으로서, 제작과 동시 앵커블록(1)을 향해 이동 중인 파이프라인(10)이 항상 해저면으로부터 이격된 중성부력을 고수할 수 있도록 한다.

이와 같은 해저의 앵커블록(1)으로부터 해상의 작업선(2)을 연결하는 가상의 선을 따라 중성부력 유지되는 파이프라인(10)의 설치가 완료되면, 파이프라인(10) 상에 설치된 부이(151)를 작업선에서 컨트롤 케이블을 통해 부이(151)의 부력을 조절함으로써 파이프라인(10)을 침강시켜 작업을 완료하게 된다.

이때 파이프라인(10)에 설치된 부이(151)와 예항로프(5)의 해체 작업은 다이버를 투입하여 파이프라인과 부이의 연결선을 분리/회수하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 해저 파이프라인의 설치 단계를 순차적으로 보인 개념도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 파이프라인의 설치 상태를 보이는 예시도

도 6은 도 5의 부분 확대도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 앵커블록

(2) : 작업선

(5) : 예항로프

(10) : 파이프라인

(10a) : 단관

(15) : 중성부력유지수단

Claims (2)

1. 파이프라인의 시점 위치에 해저 앵커블록을, 종점 위치에 작업선을 정박시키는 단계;

   상기 작업선으로부터 해저 앵커블록을 거쳐 다시 작업선으로 이어지는 예항로프 설치 단계; 및

   상기 작업선 상에서 예항로프의 한쪽 단과 결합되는 파이프라인을 제작하는 것과 동시 제작된 파이프라인의 길이만큼 예항로프의 다른쪽 단을 작업선으로 끌어드리는 파이프라인 제작 및 피딩 단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 해저 앵커블록과 고정 작업선을 이용한 해저 파이프라인의 설치방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 파이프라인의 제작 및 피딩 단계 시, 작업선으로부터 해저 앵커블록을 향하는 파이프라인의 길이방향을 따라 중성부력유지용 부이를 설치하는 단계; 및

   상기 작업선으로부터 해저 앵커블록을 향하는 파이프라인의 제작완료 후, 중성부력유지용 부이를 파이프라인으로부터 해체시켜 파이프라인을 해저에 침강시키는 단계; 를 더 포함함을 특징으로 하는 해저 앵커블록과 고정 작업선을 이용한 해저 파이프라인의 설치방법.

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