KR20110135967A - 라이저 클램프 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 수 개의 부품으로 이루어지고 복수의 유체 파이프(11)를 표면 코팅 강철 라이저(10)로부터 간격을 두고 이격되어 평행하게 지지하도록 설계된 라이저 클램프(1)가 제공된다. 라이저(10) 자체는 해저의 유정 헤드와 해수면 선박과의 사이에 연결을 위해 바다 안에서 사용되도록 설계된다. 각 라이저 클램프(1)는 표면이 코팅된 라이저(10)에 대해 마찰식, 비회전식으로 고정되도록 구성되고, 개개의 유체 파이프(11)를 지지하기 위한 복수의 파이프새들(1')을 가지고 있다. 라이저 클램프(1)는 라이저(10)의 외부의 표면 코팅 표면에 대해 지지하도록 설계되고 실질적으로 상보적이 되도록 구성되는 섬유보강 복합 재료로 이루어진 내부 압접 표면(2)을 갖는다. 라이저 클램프(1)는 주변에서 작용하는 조임 수단을 통해 조여진다.

Description

라이저 클램프{Riser clamp}

본 발명은 수 개의 부품으로 이루어지고, 복수의 유체 파이프를 표면이 코팅된 강철 라이저 (riser)와 간격을 두고 분리된 상태로 평행하게 지지하도록 설계된 라이저 클램프에 관한 것이다. 라이저는 해저의 유정 헤드와 해수면 선박 사이의 연결을 위해 바다 속에서 사용되도록 구성되며, 상기 라이저 클램프는 표면이 코팅된 라이저에 대해 마찰식, 비회전식으로 고정되어 구성되며, 또한 개개의 유체 파이프를 지지하는 복수의 파이프 새들이 더욱 제공된다.

이러한 라이저는 통상적으로 드릴 파이프 라이저로서 사용되는데, 즉 라이저를 통해 해저의 BOP 및 크리스마스트리를 통해 제어 가능한 방식으로 드릴 스트링을 안내하고, 유정 또는 가스정을 뚫기 위해 해저 형성부 안으로 더욱 내려가는데 사용된다.

라이저는 그에 대해 외부에서 고정되는 보다 소형의 강철 파이프를 구비한다. 강철 파이프는 다양한 치수로 구성되며, 몇몇 유형의 유체를 수송하여 해저의 BOP 및 크리스마스트리 상에 특정한 기능을 수행할 수 있다. 일반적으로 2개의 가장 큰 파이프는 "초크 앤 킬" 파이프이다. 킬 파이프는 전단 및 차단 장치를 구동함으로써 비상 상황에서 유정을 폐쇄할 수 있는 목적을 갖는다. 초크 파이프는 유정 내의 압력을 제어/조정하기 위해 사용될 수 있다. 덧붙여, "부스터 파이프" 및 유압 파이프가 밸브를 조작하고 램(rams)을 정지시키기 위해 존재한다.

라이저는 통상 일정한 길이, 여기서는 예컨대 22 m의 길이로 연장된 파이프 길이로 조립된다. 이들은 압력 및 유체 누설에 관련하여 높은 무결성을 갖는 베이오넷 커플링을 이용하여, 서로에 대해, 단부 대 단부로 배치된다. 그러나, 이들 베이오넷 커플링은 반경 방향에서 어느 정도 추가되며, 따라서 소형의 강철 파이프는 라이저의 표면으로부터 약간의 거리를 두고 위치하여야 할 필요가 있다. 이는 보다 적은 강철 파이프 및 라이저의 표면 사이의 거리를 지시하는 파이프 새들에 의해 의도된다. 라이저의 길이 방향에서 라이저 클래프들 사이의 통상의 거리는 2 내지 3 m가 될 것이다.

이들 소형 파이프에서 발생하는 특정한 문제는 이들 파이프가 예컨대 300 bar의 매우 높은 압력에서 압력 공급과 압력 방출을 교번함에 의한 동작에 노출된다는 점이다. 압력 공급 절차 중에 이는 유체 파이프의 좌굴을 가능하도록 시도하는 거대한 축방향 푸시력을 생성할 것이다. 이는 소형 유체 파이프의 매우 강한 벽에도 불구하고 발생한다. 일례로써, 75 ㎜의 외경을 갖는 유체 파이프는 단지 25 ㎜의 내경을 갖게 된다. 이 현상은 이어서 라이저 클램프로 막대한 비틀림 힘을 생성한다. 토크는 파이프 새들이 라이저의 표면에서 간격을 두고 분리되어 있다는 점에서 증폭된다.

강철로 제작된 기존의 라이저 클램프에 있어서 라이저 클램프가 라이저를 중심으로 하는 회전에 노출된다는 점에서 문제가 되고, 결과적으로 언급된 상황에서 점별(點別)의 영구적인 변형을 가져온다. 이 현상은 도 1에 나타나 있다. 라이저의 표면 처리에 대한 조건, 즉 에폭시, 에나멜 또는 페인트와 같은 부식 방지층으로 코팅되는 것은 더 낫게 만들지 않는다. 따라서 조립 중에 발생되거나 또는 언급된 회전에 의해 발생하고, 따라서 해수가 금속으로 유입되는 홀이 상기 층에 만들어지지 않는다는 점이 중요하다는 것을 이해하기 바란다. 덧붙여, 그러한 층은 더 높은 표면 평탄성, 즉 통상적으로 라이저 클램프 및 라이저 사이의 보다 낮은 마찰계수를 생성한다.

본 발명의 주요 목적의 하나는 라이저 클램프 및 라이저 표면 사이의 마찰 저항을 증가시키는 해법을 찾는 것이다.

이러한 목적은, 라이저 클램프가, 라이저의 외부의 표면 코팅 표면에 대해 지지하고 실질적으로 보상하도록 구성되는 섬유 보강 복합 재료로 이루어진 내부 접합 표면을 갖고 라이저 클램프가 주변에서 작용하는 조임 수단을 통해 인장된다는 점에서 구별되는 상기 유형의 서문의 라이저 클램프에 의해 달성된다. 따라서 복합 재료는, 통상 라이저의 표면과 맞물리는 복합 재료의 구성요소가 되는 수지 매트릭스를 갖고, 반면 섬유 장갑이 맞물림 표면의 바로 내부에 위치한다는 점이 이해되어야 한다.

부분적으로 얻어지는 유효 마찰 속성은 10 GPa (GigaPascal) 크기 정도인 외면이 보호되거나 혹은 보강된 복합 재료의 영률 (E-modulus)에 의한 것이고, 반면 강철의 영률은 210 GPa 정도라고 가정한다. 알려진 바와 같이, 영률은 힘과 재료의 신장 사이의 관계에 대한 무언가를 말한다.

다른 중요한 추정은 주변에서 작용하는 조임 수단이다. 도 7 및 도 8과 함께 분리이론을 설명할 것이다.

더욱 상세한 제 1 실시형태에서, 라이저 클램프는 금속의 주요부와 섬유 보강 복합 재료의 베이스부로 이루어지고, 베이스부는 주요부와 라이저의 표면 사이에 라이닝을 제공한다.

바람직한 제 2 실시형태에서, 중량 감소에 관하여, 라이저 클램프는 섬유로 외면이 보호된 복합 재료로 제작된 주요부와 섬유로 외면이 보호된 복합 재료로 제작된 베이스부로 구성되고, 베이스부는 주요부와 라이저의 표면 사이에 라이닝을 제공한다. 이 실시형태는 구체적으로 심해에서 접근할 때, 중량이 문제가 될 때, 중량이 제약으로써 고려되지 않도록 하기에 적합하다.

바람직하게는, 섬유로 외면이 보호된 복합 재료의 상기 라이닝은 2-4 ㎜, 더욱 바람직하게는 3 ㎜의 정도의 두께를 가질 수 있다.

제 3 실시형태에서, 라이저 클램프의 각 부품은 하나의 동일한 조각으로 그리고 정확히는 섬유로 외면이 보호된 복합 재료로 구성될 수 있다. 이는 라이닝을 생략하는 것이 일부 상황에서 충분하게 됨을 의미한다.

또한 섬유로 외면이 보호된 복합 재료가 탄소 섬유, 아라미드 섬유 및 유리 섬유와 같은 기술적인 섬유/직물 중에서 선택되는 하나 이상의 섬유 재료의 섬유를 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

또한 섬유로 외면이 보호된 복합 재료는 비닐 에스테르, 폴리에스테르, 에폭시, 및 열가소성 수지와 같은 폴리머 중에서 선택될 수 있는 수지 매트릭스를 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

라이저 클램프의 주변에서 작용하는 조임 수단은 클램프를 라이저에 감는 적절한 인장 강도의 인장 밴드일 수 있다. 이어서 인장 밴드는 조임 스크류를 구비한 족쇄를 포함할 수 있다. 그러한 인장 밴드는 전체 마찰 표면이 사용되고 점별 부하가 회피되는 유리한 효과를 제공한다.

통상적으로 라이저 클램프는 주변에서 작용하는 인장 밴드가 작용하는 돌출된 플랜지부를 갖는다.

편리한 실시형태에서, 라이저 클램프는 서로에 대해 배치되어 라이저를 감싸는 2개의 절반부 (halves)로 구성될 수 있다.

또 다른 실시형태에서, 라이저 클램프의 2개의 절반부는 서로에 대해 힌지 결합될 수 있고, 예를 들어, 전체 클램프는 단일 조각으로 구성되고 한 지점에서 점선을 가지며, 이 점선이 힌지점과 같이 작용한다. 따라서 클램프는 라이저에 고정되어야 할 때 단일 조각으로 구성되어 있음에도 또한 개방될 수 있다. 대안적으로, 통상적으로 알려진 소위 힌지 유형은 부품을 함께 유지하도록 하는 동시에 개방될 수 있도록 하기 위해 사용될 수 있다.

또한 후술하는 바와 같이, 라이저 클램프와 라이저의 표면 사이에 충분한 마찰을 달성할 수 없는, 다수의 다양한 고무 재료가 통상의 강철 라이저 클램프내에서 라이너로서 테스트되었다.

본 발명에 따르면, 라이저 클램프 및 라이저 표면 사이의 마찰 저항을 증가시킬 수 있다.

다른 또는 추가의 목적, 특징 및 이점이 설명의 목적으로 주어지고 첨부의 도면과 함께 이하에서 주어지는 본 발명의 바람직한 실시형태의 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 문제를 도시하는 손상된 라이저 단면을 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 파이프 새들과 조합된 라이저 클램프를 보여준다.
도 3은 라이저에 고정하기 위한 조임 수단을 갖는 스트랩을 보여준다.
도 4는 분리된 부품들을 이용하여, 관련 부품을 갖는 완전한 라이저 클램프를 사시도로 보여준다.
도 5는 장착된 라이저 클램프를 사시도로 보여준다.
도 6a는 본 발명에 따른 장착된 라이저 클램프를 구비한 라이저를 사시도로 보여준다.
도 6b는 도 6a의 원형 부분의 상세도를 보여준다.
도 7 및 도 8은 볼트 클램프 대 주변 작용 클램프를 이용한 조임 상태를 보여준다.

먼저 직면하게 되는 문제점을 더욱 명확하게 나타내는 도 1을 참조한다. 중앙 라이저(10)는 서두에서 언급된 유형의 "초크 앤 킬" 파이프(11) 및 유압 파이프(14)와 같은 수 개의 소형 파이프에 의해 둘러싸인다. 각 라이저 섹션(10)은 단부 피팅(13)을 갖고 따라서 많은 수의 파이프 섹션이 함께 결합되어 완전한 라이저 스트링을 조립할 수 있다. 이어서 단부 피팅(13)은 배향 수단을 갖고 이는 파이프 섹션(10)이 함께 결합될 때 소형의 파이프(11, 14)가 서로에 대해 정확하게 조립되는 결과를 가져온다.

파이프(11, 14)는 클램프(12)를 통해 라이저(10)에 고정되며, 이는 통상적으로 적절한 등급의 표준 강철로 제작된다. 이러한 클램프(12)는 다양한 상황에서 파이프(11, 14)의 좌굴에 대해 견딜 수 없고 좌굴을 방지할 수 없다는 견지에서 부적절한 것으로 입증되어 왔다. 따라서 클램프(12)는 라이저(10)에 대해 회전하도록 주어지고 결과는 도 1에 도시된 바와 같이 이후의 파열에 대한 위험을 갖는다.

도 2는 본 발명에 따라 라이저 클램프(1) 및 파이프 새들(1')의 새로운 조합의 주요부의 통상적인 구성을 나타내는 사시도이다. 2개의 절반부(1a, 1b)가 서로에 대해 배치되어 있다. 라이저 클램프(1)는 라이저(10)에 대한 마찰식, 회전식의 강체 고정을 위해 특별히 설계되고 계산된 내부 표면(2)을 갖는다. 여기서 특별히 굴착의 목적으로 의도된, 이러한 유형의 라이저는 바다에서 사용되고 해저의 유정 헤드와 해수면의 선박을 연결한다. 라이저(10)는 표면 코팅된다. 즉, 라이저는 에나멜 또는 페인트와 같은 부식 보호층으로 코팅된다.

라이저 클램프(1)에는 파이프 표면에 상보적으로 설계되고 라이저(10)로부터 소정의 거리를 두고 주변의 개개의 유체 파이프를 지지할 수 있는 복수의 파이프 새들(1')이 제공된다. 라이저 클램프(1)의 내부 접합면(2)은 섬유로 외면이 보호되거나 혹은 보강된 복합 재료로 구성되고, 이는 보통 강철로 제작되는 라이저(10)의 외부 표면과 맞물리도록 의도된다.

제 1 실시형태(도시되지 않음)에서 라이저 클램프는 강철의 주요부와 섬유로 외면이 보호된 복합 재료로 구성된 보조부에 의해 조립된다. 이 실시형태에서 보조부는 주요부와 라이저의 표면 사이에 라이닝을 구성한다고 말할 수 있다. 섬유로 외면이 보호된 복합 재료의 라이닝은 매우 두껍지 않고 보통 2-4 ㎜ 정도의 두께를 갖는다.

도 2에 도시된 바와 같은 제 2 실시형태에서, 라이저 클램프(1)는 단일의 동일한 조각의 섬유로 외면이 보호된 복합 재료, 바람직하게는 고형 구성으로 이루어진다. 섬유로 외면이 보호된 복합 재료에서 섬유의 예시로는, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 및 유리 섬유 중에서 선택되는 수 개의 재료 중 임의의 것이 될 수 있다. 이어서 섬유는 비닐 에스테르, 폴리에스테르 및 에폭시 중에서 선택되는 수지 매트릭스에 매립된다.

섬유로 외면이 보호된 복합 재료는 층상으로 구성된다. 즉 섬유 보강재가 매트릭스 재료에 층별로 위치한다. 이것은 복합 재료에서 구조적 부하 캐리어인 섬유 외면보호이다. 외면보호용 개개의 섬유는 "스레드"로 모인다. 스레드는 이어서 망상 조직 또는 직물의 형태로 나타나도록 함께 유지될 수 있다. 통상적으로 모든 스레드는 평면에서 배치되고, 직조에서와 같이 스레드 위로 겹치거나 스레드 아래에 놓여지지 않는다. 스레드는 힘이 작용하는 주요 방향에 따라 알맞은 방향으로 배향될 수 있다. 스레드는 예를 들어 서로에 대해 수직으로 배향될 수 있거나, 서로에 대해 예각을 형성할 수 있다. 또한, 매트릭스 재료 그 자체는 라이저와 맞물리고, 반면 섬유 외면보호가 접합면의 바로 내부에 배치된다는 점이 이해되어야 한다. 접합면과 섬유 외면보호 직물의 인접한 매립층 사이의 거리는 각각의 개별 용도에 따라 결정된다.

가능하게 쥠을 더 향상시키기 위해서, 맞물림 표면은 소정의 짜임새, 즉 패턴, 랜덤 또는 반복 유형의 짜임새를 가질 수 있다. 이전 금형 작업 중에 직조가 한 측면에서 금형 안으로 배치되어 매트릭스 재료와 경계를 형성하는 것이 고려될 수도 있다. 이러한 직조는 라이저 클램프가 장착될 때 찢어짐에 대한 수송 보호물로서 기능할 수 있고, 따라서 가능한 수송 손상에 대해 역으로 작용하는 것에 덧붙여 직조가 청결하고 먼지 없는 상태로 유지된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 라이저 클램프(1)는 이어서 적절한 인장 강도의 인장 밴드(5)를 통해 라이저(10)에 감겨진다. 인장 밴드(5)는 조임 스크류(7)를 갖는 족쇄(6)를 포함한다. 클램프(1)의 주변 신장을 회피하기 위해서, 그리스와 같은 윤활제가 인장 밴드(5) 및 클램프(1) 사이에 적용될 수 있다. 따라서 인장 동작 중에 상대적인 움직임이 라이저(10)와의 경계면이 아닌, 인장 밴드(5) 및 클램프(1)의 외부 대향면 사이에서 발생한다.

도 4는 클램프를 완성하는 관련 부품들을 구비한 라이저 클램프(1)를 도시한 것이다. 라이저 클램프(1)는 앞서와 같이 개개의 파이프 새들(1')을 포함하는 2개의 절반부(1a, 1b)에 의해 구성된다. 라이저 클램프(1)는, 편의상 여기서 단지 짧은 길이로 도시된 라이저(10)를 에워싼다. 라이저 클램프(1)의 한 측면에서 앞서 기술한 바와 같이, "초크 앤 킬" 파이프 및 유압 파이프와 같이, 크고 작은 직경의 파이프(3a, 3b)가 도시된다. 이들은 개개의 새들 요홈(1")에서 압접하고, 개개의 클램프(4a, 4b, 4c)를 통해 적소에 고정될 수 있다. 클램프(4a, 4b, 4c)는 볼트 및 너트(도 5에 도시됨)를 통해 힌지 결합되고 고정될 수 있다. 볼트는 파이프 새들(1')의 도시된 홀 및 클램프(4a, 4b, 4c)를 통과하도록 의도된다. 도시된 실시형태에서 전체적으로 5개의 새들 요홈(1")이 배치되고 따라서 다섯 개의 파이프를 지지할 수 있다. 새들 요홈(1")의 곡률 반경은 그 내부에 배치되는 파이프의 직경에 적합하다.

심 또는 라이닝(8)이 도시되고 몇몇 변형예에서 포함될 수 있지만, 이들이 반드시 필요한 것은 아니다. 라이닝(8)은 섬유로 외면이 보호되거나 섬유로 보강된 복합 재료로 제작된다. 만일 라이저 클램프(1)가 알루미늄, 알루미늄 합금, 티탄 또는 강철과 같은 금속으로 제조된다면, 라이닝(8)이 반드시 필요하게 된다. 만일 라이저 클램프(1)가 섬유로 외면이 보호된 복합 재료만으로 제조된다면, 라이닝(8)을 갖는 변형예와 라이닝(8)을 생략한 변형예가 가능하다. 라이닝(8)의 두께는 통상 2-4 ㎜ 정도가 되지만, 이러한 인용된 치수는 본 발명의 제약으로써 고려되지 않는다.

상술한 바와 같이, 각 라이저 클램프(1)는 이어서 적절한 인장 강도의 인장 밴드(5)를 통해 라이저(10)에 감겨진다. 여기서 2개의 인장 밴드(5)가 도시되고, 이는 라이저(10)의 길이 방향에서 볼 때 파이프 새들(1')의 각 측면상에 위치하도록 구성된다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 클램핑 부품(1a, 1b)은 각각 반경 방향 외부로 연장된 플랜지(1c, 1d)를 갖고, 이는 인장 밴드(5)를 라이저 클램프(1)의 적소에, 즉 플랜지(1c, 1d) 와 파이프 새들(1') 사이에서 유지하도록 지원한다. 인장 밴드(5)는 조임 스크류(7)를 갖는 족쇄(6)를 포함한다. 각 족쇄(6)는 인장 밴드(5)에서 루프(5a)를 통해 연장되고 하나의 조임 스크류(7)는 중앙에 배열되어 2개의 인장 밴드(5) 내에서 작용하는 힘을 균형을 맞추도록 기여한다.

도 5는 완전하게 조립된 라이저 클램프(1)를 나타낸다. 2개의 클램핑 부품(1a, 1b)이 서로에 대해 배치되고, 반경 방향으로 배향되고 하나의 단일 파이프만을 지지하도록 설계된 파이프 새들(1')을 통해 중앙으로 연장되는 자신의 구획선(D)을 갖는다. 라이저 클램프(1)는 족쇄 부품(6, 7)에 인접한 영역(O)에서 힌지 결합되거나 갈라질 수 있다. 나머지 구성은 도 4와 관련하여 기술된 바와 같으므로 재차 반복하는 않는다.

도 6a는 본 발명에 따른 다수의 장착된 라이저 클램프(1)를 갖는 최종 조립된 라이저(20)를 보여준다. 라이저 클램프(1)는 각각 개별 예상되는 용도에 따라 초크 앤 킬 파이프 그리고 유압 파이프를 지지한다. 개개의 파이프가 실질적인 직선으로 연장되도록 새들이 완전히 정렬되어 배치되도록 클램프(1)를 고정하는 것은 매우 과중한 훈련이라 할 수 있다.

도 6b는 도 6a의 원형 부분을 확대된 척도로 보여준다. 중앙 라이저(10)가 도시되어 있고, 라이저 클램프(1)가 라이저(10)에 고정되어 있다. 도면은 거친 초크 앤 킬 파이프(3b) 및 보다 얇은 유압 파이프(3a)의 양자가 어떻게 파이프 새들(1')에 의해 지지되고 그리고 이들이 클램프 부품(4a, 4b)을 통해 적소에 고정되는지에 관해 더욱 상세하게 도시한다. 이 실시형태에서, 3개의 거친 파이프 및 3개의 보다 얇은 파이프가 어떻게 라이저 클램프(1)에 의해 지지되는지 도시된다. 인장 밴드(5)가 도 4에 도시되어 있다.

도 7 및 도 8를 참조하면서, 주변에 작용하는 조임 수단에 대해 설명하기로 한다. 인장이 발생할 때 접촉 표면들 사이에서 상대적인 움직임이 발생하는 것을 방지하는 것이 필요하게 된다. 원형 물체 주위에 클램핑 기구를 조일 때, 조여지는 물체가 무엇이던지 인장이 늘어난다. 2개의 물체들 사이의 마찰력은 이러한 신장을 방지하도록 시도한다. 인장의 결과는 클램핑 물체 및 원형 물체 사이의 표면 작용에 대해 수직하는 법선 힘과 물체 사이의 마찰력이 될 것이다. 인장 중의 마찰력은 프로세스를 방해하기 때문에 바람직하지 않지만, 완전히 조인 이후의 마찰력은 부품을 적소에 유지하기 위해 바람직하다.

통상의 클램프 볼트 솔루션에서 발생하는 것을 보여주는 도 7을 참조하기 바란다. 인장은 서로를 향한 움직임(U)에 의해 인가된다. 원형 물체 및 고정 클램프 사이의 마찰은 클램프의 신장에 저하를 생성하는 움직임을 방지하도록 시도할 것이다. 이로부터 세기는 다음과 같다.

e₁>e₂>e₃>e₄>e₅

이는 인장의 제어의 손실로 인해 바람직하지 않다. 바람직한 신장은 최대 제어에 대해 신장의 균일한 분포가 된다.

e₁=e₂=e₃=e₄=e₅=k

클램핑 물체로부터 제 3의 물체, 예컨대 궤도 스트랩으로의 인장을 제거함으로써, 모든 인장력이 물체들 사이의 마찰 전단력이 아닌 법선 힘으로써 원형 물체 안으로 전달될 수 있다. 클램핑된 물체 및 인장되는 물체 사이의 경계에서의 마찰력을 줄이면서 클램핑 물체 및 파이프 물체 사이에 높은 마찰 경계면을 생성함으로써 이것이 수행된다.

도 8에는 주변에 작용하는 스트랩에 의해 상기 내용을 달성하는 방법이 도시되어 있다. 제 3의 물체와 함께 인장하면 클램핑 물체에 신장이 없기 때문에 e₁ 내지 e₅ 는 클램핑 물체와 원형의 물체 사이에서 제로(0)가 된다.

인장 물체 및 클램핑 물체 사이에 낮은 마찰력을 갖는 지정된 인장 물체(예컨대, 그리스)로 모든 신장이 전달되고, 여기서 다음의 관계가 성립한다.

e₁>e₂>e₃>e₄>e₅ → e₁=e₂=e₃=e₄=e₅=k (마찰 계수 → 0이 될 때)

이는, 원형 물체에 대해 높은 계수의 마찰을 가질 수 있는 클램핑 물체의 기능을 줄이지 않으면서 인장 물체 및 클램핑 물체 사이의 마찰 계수를 줄일 때 인장이 더욱 이상적으로 됨을 의미하는 것이다.

Claims (13)

1. 해저의 유정 헤드와 해수면의 선박 사이의 연결을 위해 바다에서 사용되도록 표면이 코팅된 강철 라이저 (riser) (10)로부터 간격을 두고 이들 라이저와 평행하게 위치한 복수의 유체 파이프(11)를 지지하도록 구성되어 있으며, 상기 표면이 코팅된 라이저(10)에 대해 마찰식 및 비회전식으로 고정되도록 구성되고, 상기 각각의 유체 파이프(11)를 지지하기 위한 복수의 파이프 새들(1')을 또한 가지고 있는, 수 개의 부품으로 이루어지는 라이저 클램프 (riser clamp) (1)에 있어서,
   상기 라이저 클램프(1)는, 라이저(10)의 외부의 표면 코팅 표면에 대해 지지하고 그에 대해 실질적으로 상보적이 되도록 구성된 섬유보강 복합 재료로 이루어진 내부 압접 표면(2)을 가지고 있으며, 또한 상기 라이저 클램프(1)는 주변에 작용하는 조임수단을 통해 인장되는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 라이저 클램프(1)는 강철로 이루어진 주요부와 섬유보강 복합 재료로 이루어진 보조부로 구성되고, 상기 보조부는 주요부와 라이저의 표면 사이에 라이닝을 제공하는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 라이저 클램프(1)는 섬유보강 복합 재료로 이루어진 주요부와 역시 섬유보강 복합 재료로 이루어진 보조부로 구성되고, 상기 보조부는 주요부와 라이저(10)의 표면 사이에 라이닝을 제공하는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 섬유보강 복합 재료로 된 상기 라이닝은 2 내지 4 ㎜ 크기 정도의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 라이저 클램프(1)의 각각의 부품은 섬유보강 복합 재료의 단일의 동일한 조각으로 이루어진 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유보강 복합 재료는 탄소 섬유, 아라미드 섬유 및 유리 섬유 중에서 선택된 하나 이상의 섬유재료로 된 섬유를 갖는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유보강 복합 재료는 비닐 에스테르, 폴리에스테르 및 에폭시 중에서 선택된 수지 매트릭스를 갖는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라이저 클램프(1)의 주변에 작용하는 상기 조임수단의 각각은 라이저 클램프(1)를 라이저(10)에 감는 적절한 인장 강도의 인장 밴드(5)인 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 인장 밴드(5)는 조임 스크류(7)를 갖는 족쇄(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라이저 클램프(1)는 주변에 작용하는 인장 밴드(5)가 그에 대해 작용하는 돌출된 플랜지 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라이저 클램프(1)는 상기 라이저(10)를 밀봉하도록 서로에 대해 배치되는 2개의 절반부(1a, 1b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라이저 클램프(1)의 상기 2개의 절반부는 서로에 대해 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라이저 클램프(1)의 내부 표면은 랜덤 또는 반복의 짜임새를 갖는 것을 특징으로 하는 라이저 클램프.

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