KR20130004679A - 해저 파이프라인 설치거리 측정기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해저 파이프 라인 설치거리 측정기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경질(硬質)로 이루어진 한 쌍의 측정대가 서로 길이 조절되므로 인해, 파이프 설치구간의 수평 길이를 측정할 수 있도록 하며, 측정대 단부에 설치되어 승강되는 높이측정구에 의해 파이프 설치구간의 수직 길이를 측정할 수 있도록 하여 길이 측정값에 대한 오차 발생을 방지한 해저 파이프 라인 설치거리 측정기구에 관한 것이다.
이를 위해, 중공(中空)의 파이프 형태로 이루어진 제1측정대;상기 제1측정대의 내부를 출입하며, 단부에는 승강되는 높이측정구가 설치된 제2측정대;상기 제1측정대를 통해 제1측정대의 내부에 배치된 제2측정대를 가압하여 상기 제2측정대의 유동을 구속하는 제1구속부재:를 포함하여 구성된 해저 파이프라인 설치거리 측정기구를 제공한다.

Description

해저 파이프라인 설치거리 측정기구{Apparatus of measuring of subsea pipeline installation}

본 발명은 해저 파이프라인 설치거리 측정기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측정값에 대한 오차 발생을 방지하고 수평거리 및 수직거리에 대한 측정이 간편하게 이루어질 수 있도록 한 해저 파이프라인 설치거리 측정기구에 관한 것이다.

일반적으로 해저의 천연 가스나 원유는 해저 파이프라인을 통해 육상 정재시설이나 해상 플랫폼(Platform) 또는 부유식 저장시설 (SPM 또는 CALM Buoy)로 이송된다.

따라서 해저 파이프라인은 육상 정재시설이나 해상 플랫폼 또는 부유식 저장시설로 연결되도록 형성되며, 그 길이는 수십 에서 수백 이상의 길이로 다양하게 형성 된다.

상기와 같은 해저 파이프라인은 대략 12m 정도의 단위파이프를 수천에서 수만개 이상 결합하여 이루어지며, 바지선 상에서 하나하나의 단위파이프를 순차적으로 용접하여 연장하는 방식으로 작업이 이루어지게 된다.

예컨대, 종래 해저 파이프라인의 설치 방법에는 육상에서 제작 완료된 비교적 짧은 길이의 파이프를 바다의 작업선(부설선, 포설선)을 이용하여 해상으로 이동한 후 짧은 길이의 파이프를 용접 접합하고 이와 동시 작업선을 이동시키면서 해저로 파이프를 침하시켜 설치하여가는 방법(lay barge method)이 대표적이다.

한편, 해저에 설치된 파이프라인과 육상의 정재시설이나 해상 플랫폼 또는 부유식 저장시설로 연결하는 파이프라인, 예컨대, 라이저(Riser) 파이프, 타이인 스풀(Tie-in spool), 점퍼(Jumper) 파이프 등을 제작하여 수중에서 설치하기 위해서는 해저의 파이프 라인 사이의 거리를 측정해야함은 당연하다.

이와 같이, 파이프가 설치되고자 하는 파이프라인 설치구간의 거리를 측정하기 위해서는, 수심이 낮은 천해에서는 다이버(diver)가 직접 수중에서 수공구 예컨대, 줄자, 피아노줄, 스틸 와이어 등을 이용하여 파이프라인의 설치구간 거리를 측정하고, 수심이 깊은 심해에서는 ROV (Remotely-Operated Vehicle)가 수중음파측량기 LBL(Long BaseLine)를 이용하여 거리를 측정하게 된다.

이후, 측정된 수공구를 육상으로 가지고 올라온 후, 수공구의 길이를 측정함으로써, 파이프라인 설치구간의 길이를 알 수 있게 된다.

이후, 파이프라인 설치구간의 길이에 알맞은 파이프를 제작하고, 제작된 파이프를 해상 크레인 또는 윈치 등을 이용하여 수중으로 내린 후, 파이프 라인에 rf합시키는 작업을 수행한다.

하지만, 상기한 종래의 파이프라인 설치구간 길이 측정방법은 다음과 같은 문제가 발생하였다.

수심이 낮은 천해에서는 다이버가 직접 수중에서 수공구 즉, 줄자, 피아노줄, 스틸 와이어 등을 이용하여 파이프 사이의 거리를 측정하는 것은, 다이버가 줄을 당기는 힘 또는 줄 자체의 무게 그리고 해류에 의한 줄자의 유동 등에 의해 거리 측정에 대한 오차가 발생하는 문제가 있었으며, 수심이 깊은 심해에서는 ROV가 수중음파측량기 LBL를 이용한 거리 측정은 해수의 물리적 특성(수온, 염분도)의 보정(Calibration) 시간이 오래 걸리고, 이 보정 값에 따른 측정 오차가 발생하는 문제가 있었다.

이와 같이 거리 측정에 대한 오차가 발생하면, 파이프의 제작시 실제로 제작되어야할 파이프의 길이에 비해 길거나 짧게 제작될 수밖에 없게 된다.

상기와 같이 치수가 정확하지 않은 파이프를 무리하게 설치할 경우, 이 연결부위에서 가스나 원유가 누출(leaking)되는 문제가 있었으며, 파이프를 새로 제작하는 경우 파이프 설치 공사 기간이 늘어나는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 파이프라인 설치구간에 대한 거리측정이 정확하고 간편하게 이루어지도록 하여 측정값에 대한 오차발생을 방지함으로써, 양질의 파이프 설치 작업이 이루어질 수 있도록 한 해저 파이프라인 설치거리 측정기구를 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 중공(中空)의 파이프 형태로 이루어진 제1측정대;상기 제1측정대의 내부를 출입하며, 단부에는 승강되는 높이측정구가 설치된 제2측정대;상기 제1측정대를 통해 제1측정대의 내부에 배치된 제2측정대를 가압하여 상기 제2측정대의 유동을 구속하는 제1구속부재:를 포함하여 구성된 해저 파이프라인 설치거리 측정기구를 제공한다.

이때, 제1측정대에는 수평계가 더 설치된 것이 바람직하다.

또한, 상기 높이측정구는, 제2측정대의 단부에 대하여 수직하게 형성되며 상,하 관통된 통공이 형성된 수직구와, 상기 수직구의 통공을 따라 승강되는 승강대와, 상기 수직구를 통해 통공에 배치된 승강대의 유동을 구속하는 제2구속부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1측정대 및 수직구에는 각각, 내부와 통하는 나사공이 형성되고 상기 제1구속부재 및 제2구속부재는 각각, 상기 나사공에 체결된 볼트로 이루어지고, 상기볼트에는 손잡이가 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 해저 파이프라인 설치거리 측정기구에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

경질(硬質)의 직선 파이프 형태로 제공됨으로써, 다이버가 줄을 당기는 힘 또는 줄 자체의 무게 그리고 해류에 의한 줄자의 유동 등에 의해 거리 측정에 대한 오차를 줄이고, 수심이 깊은 심해에서는 ROV 의한 수중음파측량기 LBL를 이용하여 해수의 물리적 특성(수온, 염분도) 보정 등에 의한 해류나 자중 등에 의한 측정오차가 발생하지 않아 측정값에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.

따라서, 해저 파이프라인과 생산설비를 연결하는 각 배관에 대한 제작이 정확하게 이루어지고 설치됨으로써, 배관의 연결부위로부터 가스나 원유가 누출되는 일은 발생하지 않게 된다.

또한, 구속부재의 조임과 풀림에 의해 제1측정대로부터 제2측정대가 출입되면서 측정기구 전체의 길이 변화를 통해 파이프가 설치되어야 할 거리를 측정할 수 있게 됨으로써, 측정 작업이 편리한 효과가 있다.

도 1은 보 발명의 바람직한 실시예에 따른 해저 파이프라인 설치거리 측정기구를 나타낸 사시도
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해저 파이프라인 설치거리 측정기구의 수평방향에 따른 길이를 측정하는 상태를 나타낸 부분 측단면도
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해저 파이프라인 설치거리 측정기구의 수직방향에 따른 길이를 측정하는 상태를 나타낸 부분 측단면도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 3b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해저 파이프라인 설치거리 측정기구(이하, '측정기구'라 함)에 대하여 설명하도록 한다.

측정기구는 수중에 설치된 파이프라인 중, 신규 또는 보수작업에 의한 파이프 설치구간의 거리를 측정하기 위해 제공되며, 제1측정대(100)와, 제1구속부재(200)와, 제2측정대(300)를 포함하여 구성된다.

제1측정대(100)는 파이프 설치구간의 거리 측정을 위해 기준이 되는 부위이며, 이미 설치된 파이프라인의 일측에 고정된다.

제1측정대(100)의 내부는 후술하는 제2측정대(300)가 슬라이딩될 수 있도록 중공(中空)의 형태로 이루어진다.

또한, 제1측정대(100)의 일단부에는 이미 설치된 파이프라인에 고정될 수 있도록 복수의 체결공(110a)이 형성된 플랜지(110)가 형성됨이 바람직하다.

그리고, 제1측정대(100)의 외주면에는 측정기구의 수평을 맞추기 위한 수평계(120)가 더 설치됨이 바람직하다.

그리고, 제1측정대(100)에는 내부와 통하는 나사공(130)이 형성된다.

나사공(130)은 후술하는 제1구속부재(200)가 나사 결합되기 위한 부분이다.

다음으로, 제1구속부재(200)는 제1측정대(100)의 내부에 배치되는 제2측정대(300)의 유동을 구속하는 역할을 하며, 나사공(130)에 나사 결합된 볼트로 제공됨이 바람직하다.

제1구속부재(200)는 나사공(130)을 통해 제1측정대(100)의 내부에 배치된 제2측정대(300)를 가압하여 상기 제2측정대(300)의 유동을 구속하는 것이다.

이때, 제1구속부재(200)에는 조작의 편리함을 위하여 손잡이가 더 형성됨이 바람직하다.

다음으로, 제2측정대(300)는 제1측정대(100)의 내부를 출입하면서 측정기구 전체 길이를 가변시키는 역할을 한다.

즉, 제2측정대(300)는 파이프 설치구간의 일측에 고정된 제1측정대(100)로부터 파이프 설치구간의 타측에 닿을 때까지 인출되어 파이프 설치구간의 길이를 측정토록 한 것이다.

제2측정대(300)는 제1측정대(100)의 내부에 출입될 수 있도록 제1측정대(100)에 대응된 파이프 형태로 이루어지되, 제2측정대(3000의 외경은 제1측정대(100)의 내경에 비해 작게 형성된다.

한편, 제2측정대(300)의 단부에는 도 1에 도시된 바와 같이, 높이 측정(310)구가 설치된다.

높이 측정구(310)는 파이프 설치구간에 대한 길이 측정시, 설치구간의 수직방향 즉, 높이를 측정하는 역할을 한다.

파이프 설치구간의 형태가 항상, 직선의 형태로만 제공되는 것이 아니기 때문에, 상,하 방향으로의 높이 측정도 필요한 것이다.

높이측정구(310)는 제2측정대(300)의 단부에 설치된 수직구(311)와, 승강대(312)와, 제2구속부재(313)로 구성됨이 바람직하다.

수직구(311)는 승강대(312)의 승강을 위해 제공되며, 제2측정대(300)의 단부에 대하여 수직한 방향으로 설치된다.

이때, 수직구(311)는 상,하 관통된 통공을 갖는 중공(中空)의 파이프 형태로 이루어진다.

그리고, 승강대(312)는 수직구(311)의 통공을 따라 승강되며, 파이프 설치구간의 높이를 측정할 수 있도록 하는 부분이다.

이때, 승강대(312)는 파이프의 형태로 이루어지되, 수직구(311)의 내경에 비해 작은 외경을 갖도록 형성된다.

또한, 승강대(312)의 상부에는 수직구(311)의 내경에 비해 큰 외경을 갖는 걸림편(312a)이 형성된다.

걸림편(312a)은 승강대가 하중으로 인해 수직구(311)를 통과하여 하방으로 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.

그리고, 제2구속부재(313)는 파이프 설치구간의 높이 측정을 위한 승강대(312)의 위치가 정해졌을 때, 승강대(312)의 유동을 구속하는 역할을 한다.

제2구속부재(313)는 제1구속부재(200)와 동일하게 형성되며, 수직구(311)의 일측에 나사 결합된다.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 측정기구의 측정 작용에 대하여 첨부된 도 2a 내지 도 3b를 참조하여 설명하도록 한다.

측정하고자 하는 파이프 설치구간의 길이를 재기 위하여, 해상 크레인이나 윈치 등을 이용하여 측정기구를 바닷속으로 내려보낸다.

이후, 바닷속에 내려진 측정기구의 제1측정대(100)는 다이버 또는 ROV(Remotely-Operated Vehicle)에 의해 파이프 설치구간의 일측에 고정된다.

즉, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1측정대(100)의 일단부에 설치된 플랜지(110)는 이미 설치된 파이프라인의 단부에 설치된 플랜지에 고정되는 것이다.

이와 같이, 제1측정대(100)가 파이프라인에 고정됨으로써, 측정하고자 하는 길이의 기준이 된다.

이후, 다이버 또는 ROV는 제1구속부재(200)를 풀어 제1측정대(100) 내에서 제2측정대(300)의 유동을 자유롭게 한 후, 제2측정대(300)를 제1측정대(100)로부터 파이프 설치구간의 타측을 향해 인출시킨다.

이후, 제2측정대(300)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 파이프 설치구간의 타측에 설치된 파이프 라인의 단부에 밀착된다.

이때, 다이버 또는 ROV는 제1측정대(100)에 설치된 수평계(120)를 통해 측정기구의 수평을 유지시킨다.

이후, 다이버 또는 ROV는 제1구속부재(100)를 잠가 제2측정대(300)의 유동을 구속시킨다.

다음으로, 다이버 또는 ROV는 파이프 설치구간의 일측에 고정된 제1측정대(100)의 플랜지(110)를 분리시킨다.

이후, 해상 크레인이나 윈치 등을 이용하여 바닷속으로부터 측정기구를 인양한 후, 해상 플랫폼이나 육상의 저장설비 측에 배치시킨다.

이후, 줄자 등 측정도구를 이용하여 제1측정대(100)와 제2측정대(300)의 총 길이를 잼으로써, 파이프 설치구간의 길이를 측정할 수 있게 된다.

한편, 바닷속의 파이프 설치구간은 전술한 바와 같이, 직선으로만 제공되지는 않는다.

즉, 파이프 설치구간은 파이프의 일단부가 절곡되어 연결될 수도 있는바, 이와 같은 경우의 파이프 설치 길이를 측정하기 위해서는 다음과 같다.

도 3a에 도시된 바와 같이 제1측정대(100)의 일단부를 이미 설치된 파이프 라인의 단부에 고정시킨다.

이후, 제1구속부재(200)를 풀어 측정하고자 하는 파이프 라인 까지 제2측정대(300)를 인출시킨다.

이와 같은 일련의 과정은 도 2a 및 도 2b를 참고하여 전술한 바와 동일하다.

이후, 제2구속부재(313)를 풀어 수직구(311) 상에서 승강대(312)의 유동을 자유롭게 한 후, 도 3b에 도시된 바와 같이 하방에 배치된 파이프 라인의 단부에 승강대(312)를 밀착시킨다.

이후, 제2구속부재(313)를 잠가 승강대(312)의 유동을 구속시킨다.

이후, 제1측정대(100)의 플랜지(110)를 분리시킨 후, 해상 크레인이나 윈치 등을 이용하여 측정기구를 해상 플랫폼이나 육상의 저장설비로 이동시킨다.

이후, 줄자 등의 측정도구를 이용하여 제1측정대(100)로부터 제2측정대(300) 및 높이측정구(310) 까지의 총 길이를 잼으로써, 파이프 설치구간의 길이를 측정할 수 있게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 해저 파이프 라인 설치거리 측정기구는, 총 길이가 수평으로 조절되는 한 쌍의 제1측정대(100) 및 제2측정대(300)가 경질의 파이프 형태로 제공되고, 제2측정대(300)의 단부에는 수직으로 유동되는 승강대(312)를 갖는 높이측정구(310)가 설치됨으로써, 바닷속에서도 파이프 라인 설치구간의 길이를 오차 없이 측정할 수 있는 기술적 특징이 있다.

따라서, 치수가 맞지 않은 파이프 설치로 인해, 원유 또는 가스가 파이프의 이음매를 통해 누출되는 것을 방지할 수 있으며, 파이프의 재제작으로 인한 설치 공사 기간이 늘어나는 일이 방지된다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 제1측정대 110 : 플랜지
110a : 체결공 120 : 수평계
130 : 나사공 200 : 제1구속부재
300 : 제2측정대 310 : 높이측정구
311 : 수직구 312 : 승강대
312a : 걸림편 313 : 제2구속부재

Claims (4)

1. 중공(中空)의 파이프 형태로 이루어진 제1측정대;
   상기 제1측정대의 내부를 출입하며, 단부에는 승강되는 높이측정구가 설치된 제2측정대;
   상기 제1측정대를 통해 제1측정대의 내부에 배치된 제2측정대를 가압하여 상기 제2측정대의 유동을 구속하는 제1구속부재:를 포함하여 구성된 해저 파이프라인 설치거리 측정기구.
2. 제 1항에 있어서,
   제1측정대에는 수평계가 더 설치된 것을 특징으로 하는 해저 파이프라인 설치거리 측정기구.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 높이측정구는,
   제2측정대의 단부에 대하여 수직하게 형성되며 상,하 관통된 통공이 형성된 수직구와, 상기 수직구의 통공을 따라 승강되는 승강대와, 상기 수직구를 통해 통공에 배치된 승강대의 유동을 구속하는 제2구속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 파이프라인 설치거리 측정기구.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 제1측정대 및 수직구에는 각각, 내부와 통하는 나사공이 형성되고
   상기 제1구속부재 및 제2구속부재는 각각, 상기 나사공에 체결된 볼트로 이루어지고, 상기볼트에는 손잡이가 형성된 것을 특징으로 하는 해저 파이프라인 설치거리 측정기구.
   
   
   

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