KR20130050187A

KR20130050187A - 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법

Info

Publication number: KR20130050187A
Application number: KR1020110115401A
Authority: KR
Inventors: 이재영
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-05-15

Abstract

본 발명은 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법에 관한 것으로, 트랜스포터에 해양 구조물용 단위 블록을 탑재하여, 트랜스포터의 자유로운 주행(단위 블록의 자유로운 방향 설정) 및 승강(단위 블록의 높이 조정)을 통해 단위 블록을 신속하게 가조립함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법은, 다수의 빔 또는 파이프가 종횡방향 및 경사방향의 조합으로 이루어진 해양 구조물용 제1단위 블록(30-1)을 조립 현장의 바닥부에 거치하는 제1단계와; 제2단위 블록(20)을 트랜스포터(100)에 탑재하여 운반하는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 가조립된 상기 제1,2단위 블록을 조립하는 제3단계를 포함하며, 상기 제2단계에서는 크레인을 포함하는 인양기를 통해 상기 제2단위 블록을 상기 제1단위 블록과의 조립 방향으로 인양하여 상기 트랜스포터에 탑재하거나 또는 상기 트랜스포터를 상기 제1단위 블록과의 조립 방향으로 거치된 제2단위 블록의 저부로 이동시켜 상기 제2단위 블록을 탑재하는 제2-1단계, 상기 제2-1단계를 통해 상기 제2단위 블록이 탑재된 트랜스포터를 상기 제1단위 블록의 이음부로 이동시켜 상기 제1,2단위 블록의 이음부를 가조립하는 제2-2단계를 포함한다.

Description

트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법{METHOD FOR FIXING OFFSHORE PLATFORM USING TRANSPORTER}

본 발명은 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트랜스포터를 이용하여 해양 구조물용 단위 블록을 운반 및 조립 위치에 셋팅할 수 있는 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법에 관한 것이다.

근래에 국제적으로 급격한 산업화 현상 및 공업발전 추이에 따라 한정된 지구 자원은 점차 바닥을 내보이고 있으며 이에 따른 원유의 안정적인 생산 및 공급은 대단히 중요한 사안이 되고 있다. 따라서, 최근에는 해저에 있는 석유 채굴기술의 발달과 더불어 대형 석유회사들은 지금까지 경제성을 상실했던 군소 한계유전 (marginalfield)이나 심해 유전의 개발에 적합한 시추설비, 예를 들어 FPSO (Floating Production Storage and Offloading), FIXED PLATFORM 등과 같은 해양구조물의 필요성을 절실히 느끼고 있고, 이에 대한 개발을 적극 모색하고 있는 현실이다.

일반적인 해양 구조물은 예를 들어 H 빔이나 파이프 등의 단위 자재가 종횡방향, 경사방향 등으로 조합되어 구축된다. 상기 H 빔이나 파이프 등의 단위 자재는 설치 방향이나 기능에 따라 레그, 플랜 브레이스, 패널 브레이스, 이력센 브레이스 등으로 불린다. 이러한 구조에 따라 해양 구조물은 소위 '파이프 랙(pipe-rack)'이라 불리기도 한다.

해양 구조물은 소형에서부터 대형에 이르기까지 다양한 크기로 제작될 수 있으나, 사용 목적을 볼 때 대형화의 추세로 제작된다. 따라서, 하나의 대형 해양 구조물을 단일 공정으로 제작하는 것은 각종 여건에 따라 불가능할 것이므로 해양 구조물을 2개 이상의 단위 셀로 분할 설계하고, 각각 셀로 분할된 단위 블록을 제작한 후 단위 블록들을 조립함으로써 해양 구조물을 제작하고 있다.

이하에서는 이해를 돕기 위하여 2개의 단위 블록(제1,2단위 블록)을 조립하여 해양 구조물을 제작하는 것을 예로 들어 설명한다.

제1단위 블록(10)과 제2단위 블록(20)을 조립하여 해양 구조물을 제작하는 경우, 먼저 제1단위 블록(10)을 제1크레인(1)으로 인양하여 조립 위치에 셋팅한다. 이때, 조립 현장의 바닥이 울퉁불퉁하여 높이가 다를 수 있으므로 기초 매트(2)(예컨대 콘크리트 기초 매트)를 바닥에 설치하고, 제1단위 블록(10)의 레그(11)를 기초 매트(2) 위에 거치한다. 이때, 기초 매트(2)는 콘크리트 기초 매트로서 제작 여건 상 얇은 두께로 제작되는 것이 어려우므로 제1단위 블록(10)의 수평을 맞추는 경우 기초 매트(2) 보다 얇은 두께의 스페이서(3)가 하나 이상 설치될 수도 있다.

이와 같이 제1단위 블록(10)을 설치한 후, 제2단위 블록(20)을 제1단위 블록(10)과의 조립 위치로 다음과 같이 운반한다. 제2크레인(4)(제1단위 블록(10)을 운반한 제1크레인과 동일한 것일 수 있음)을 이용하여 제2단위 블록(20)을 제1단위 블록(10)측으로 운반하고, 제1,2단위 블록(10,20)의 이음부를 가조립한다.

여기서, 가조립은 제1,2단위 블록(10,20)을 용접 결합하기 이전에 제1,2단위 블록(10,20)이 서로 이탈되지 않도록 제1,2단위 블록(10,20)을 끼움 결합하는 것으로, 예를 들어, 제1,2단위 블록(10,20)이 H 빔인 경우 제2단위 블록(20)의 단부에 돌기(21)를 형성하여, 이 돌기(21)를 제1단위 블록(10)의 홈에 끼움으로써 제1,2단위 블록(10,20)을 가조립한다.

제2단위 블록(20)의 저부에도 수평 레벨링을 위한 기초 매트, 스페이서가 사용될 수 있다.

3개 이상의 단위 블록도 동일한 방법으로 가조립한다.

이와 같은 종래 해양 구조물 조립 방법에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.

제2단위 블록(20)을 제1단위 블록(10)에 가조립하기 위해서는 제2단위 블록(20)의 돌기(21)가 제1단위 블록(10)의 홈에 끼워지도록 제2단위 블록(20)을 운반하여야 하는데, 즉, 제2단위 블록(20)을 제1단위 블록(10)측으로 하강시킨 후 제1단위 블록(10)측으로 전진시켜야 하는데, 제2크레인(4)의 구동 구조상 제2단위 블록(20)의 돌기(21)를 제1단위 블록(10)의 홈에 끼우는 것이 어렵기 때문에 제1,2단위 블록(10,20)의 조립 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

특히, 제2크레인(4)에 의한 인양시 제2크레인(4)이 연결되지 않는 부분에서 제2단위 블록(20)의 처짐이 발생되어 돌기(21)와 상기 홈을 맞추는 것이 매우 어렵다.

국내특허출원 제10-1985-0000942호 국내특허출원 제10-1974-0000985호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 트랜스포터를 이용하여 해양 구조물용 단위 블록을 운반 및 조립 위치에 셋팅할 수 있는 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법은, 다수의 빔 또는 파이프가 종횡방향 및 경사방향의 조합으로 이루어진 해양 구조물용 제1단위 블록을 조립 현장의 바닥부에 거치하는 제1단계와; 제2단위 블록을 트랜스포터에 탑재하여 운반하는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 가조립된 상기 제1,2단위 블록을 조립하는 제3단계를 포함하며, 상기 제2단계에서는 크레인을 포함하는 인양기를 통해 상기 제2단위 블록을 상기 제1단위 블록과의 조립 방향으로 인양하여 상기 트랜스포터에 탑재하거나 또는 상기 트랜스포터를 상기 제1단위 블록과의 조립 방향으로 거치된 제2단위 블록의 저부로 이동시켜 상기 제2단위 블록을 탑재하는 제2-1단계, 상기 제2-1단계를 통해 상기 제2단위 블록이 탑재된 트랜스포터를 상기 제1단위 블록의 이음부로 이동시켜 상기 제1,2단위 블록의 이음부를 가조립하는 제2-2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법에 의하면, 트랜스포터에 해양 구조물용 단위 블록을 탑재하여, 트랜스포터의 자유로운 주행(단위 블록의 자유로운 방향 설정) 및 승강(단위 블록의 높이 조정)을 통해 단위 블록을 신속하게 가조립할 수 있으므로 해양 구조물 조립 시간의 단축에 따라 생산성을 향상할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 해양 구조물의 조립 방법을 보인 공정도.
도 2는 본 발명에 의한 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법의 공정도.
도 3은 본 발명에 의한 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법에 따른 탑재프레임의 예시도.
도 4는 도 3의 A의 확대도.
도 5는 본 발명에 의한 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법에 적용된 탑재프레임의 다른 예시도.

도 2에서 본 발명에 따른 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법은 다음과 같다.

본 발명에 따른 제1,2단위 블록(10,20)은 종래와 동일한 것이므로 종래와 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

(S10) 제1단위 블록 거치.

제1단위 블록(10)을 조립 현장의 바닥부에 거치한다. 제1단위 블록(10)은 종래와 동일한 방법 즉 크레인에 의해 운반될 수 있고, 트랜스포터를 통해 운반될 수도 있다. 트랜스포터에 의한 운반 과정은 하기의 제2단위 블록(20)의 운반 과정에서 구체적으로 설명된다.

제1단위 블록(10)의 거치시 조립 현장 바닥의 평탄화에 따라 기초 매트(기초 콘크리트 매트)와 스틸판의 스페이서 등을 설치하여 제1단위 블록(10)의 수평 레벨링을 맞춘다.

(S20) 제2단위 블록 트랜스포팅 및 가조립.

제2공정은 트랜스포터(100)를 통해 제2단위 블록(20)을 제1단위 블록(10)과 조립하기 위치로 운반하는 제2-1공정 및 제1,2단위 블록(10,20)을 가조립하는 제2-2공정으로 구분된다.

구체적으로 설명하면, 제2단위 블록(20)은 제작 과정에서 레그(22)(조립 상태를 기준으로 할 때 지면에 닿는 부분을 말함)가 바닥에 지지되는 상태일 수도 있고, 레그(22)가 바닥에 지지되지 않고 옆을 향하도록 눕혀진 상태일 수도 있다.

따라서, 제2단위 블록(20)이 눕혀지면 크레인을 포함하는 인양기를 제2단위 블록(20)에 연결하여 제2단위 블록(20)을 인양한다. 이때, 인양고리가 제2단위 블록(20)의 상부쪽에 형성되어 상기 크레인을 통해 제2단위 블록(20)을 인양하면 제2단위 블록(20)이 회전하여 레그(22)가 바닥을 향하게 된다. 이와 같이 제2단위 블록(20)의 레그(22)가 바닥을 향하도록 한 후 제2단위 블록(20)을 트랜스포터(100)에 탑재한다.

한편, 제2단위 블록(20)의 레그(22)가 바닥에 지지되도록 거치되는 경우 트랜스포터(100)를 제2단위 블록(20) 아래쪽으로 이동한 후 제2단위 블록(20)을 트랜스포터(100)에 탑재한다.

전술한 2가지 방식에 상관없이 트랜스포터(100)에 제2단위 블록(20)을 탑재한다.

트랜스포터(100)는 공지의 차량으로서 자가 운전이 가능하며(물론, 견인에 의한 것도 포함된다), 상부의 탑재부에 제2단위 블록(20)을 지지하고 높이를 조정하는 유압잭(110)이 갖추어진다. 이때, 유압잭(110)을 통해 제2단위 블록(20)를 상승시켜 제2단위 블록(20)의 레그(22)가 조립 현장 바닥에 닿지 않고 가조립이 용이한 위치로 높이 조정한다.

이와 같이 트랜스포터(100)에 제2단위 블록(20)을 탑재하기 위해서 탑재프레임(30)(도 3에 도시됨)이 적용된다.

제2단위 블록(20)의 구조상 레그(22), 브레이스(23)[레그(22) 이외의 모든 구성요소를 브레이스라 총칭한다] 등을 통해 제2단위 블록(20)을 탑재할 수 있을 것이라 하겠지만, 레그(22)와 브레이스(23) 등은 제2단위 블록(20)의 구조 설계를 통해 제원과 위치가 결정되는 것이기 때문에 트랜스포터(100)에 탑재될 수 있는 위치에 레그(22)와 브레이스(23)가 없을 수 있다. 또한, 탑재프레임(30)은 제2단위 블록(20)의 구조와 무관하게 제2단위 블록(20)을 트랜스포터(100)에 탑재하기 위함을 목적으로 하기 때문에 제2단위 블록(20)이 H 빔으로 구성되어도 반드시 H 빔일 이유는 없으며, 따라서, H 빔, 원형 파이프, 각형 파이프 등 다양한 제품이 사용 가능하다.

도 3에서 보이는 바와 같이, 탑재프레임(30)은 레그(22)의 사이에 횡방향으로 배열되면서 양측이 각각 레그(22)에 결합된다.

탑재프레임(30)은 레그(22)에 용접 결합되어 영구적으로 고정될 수도 있지만, 제1,2단위 블록(10,20)을 결합한 후에는 사용되지 않으므로 분리 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도 4에서 보이는 바와 같이, 레그(22)에는 연결블록(24)이 형성되며, 탑재프레임(30)의 좌우 양측 단부에는 플랜지(31)가 형성되며, 탑재프레임(30)의 플랜지(31)와 연결블록(24)의 플랜지(25)에 체결구(25)(볼트와 너트)가 체결됨으로써 탑재프레임(30)이 제2단위 블록(20)에 결합되며, 제1,2단위 블록(10,20)의 조립후 체결구(25)를 풀어 탑재프레임(30)을 제2단위 블록(20)에서 분리한다. 따라서, 탑재프레임(30)의 재사용이 가능해지므로 비용을 절감할 수 있다.

도 5는 탑재프레임(30)의 다른 예를 도시한 것으로 도 3과 같이 탑재프레임(30)이 횡방향으로만 배열되어 결합되면 제2단위 블록(20)의 하중이 탑재프레임(30) 및 탑재프레임(30)의 연결부에만 집중되어 탑재프레임(30) 및 연결부의 파손과 변형이 발생될 수 있으므로 탑재프레임(30)에 전가되는 하중을 분산시킬 수 있도록 탑재프레임(30)은, 트랜스포터(100)의 상판[탑재부, 유압잭(110)]과 평행하게 배치되면서 좌우 양측이 제2단위 블록(20)의 수직으로 배열된 레그(22)에 분리 가능하게 결합되는 수평 탑재부(30-1), 수평 탑재부(30-1)의 상부에 세워지며 상부가 제2단위 블록(20)의 횡방향으로 배열된 브레이스(23)의 저부에 지지되는 수직 지지부(30-2)로 구성된다.

수평 탑재부(30-1)와 수직 지지부(30-2)는 서로 용접 결합되거나 체결구로 결합될 수 있고, 수직 지지부(30-2)는 수평 탑재부(30-1)에서 지지하지 못하는 부분[제2단위 블록(20)의 중앙부]을 지지함으로써 제2단위 블록(20)의 좌우가 처지는 것을 막을 수 있고 탑재프레임(30)의 변형과 파손도 막을 수 있다.

이와 같은 공정을 통해 제2단위 블록(20)의 탑재가 완료되면, 트랜스포터(100)를 주행하여 제2단위 블록(20)을 제1단위 블록(10)과의 가조립 위치로 운반하고, 제2단위 블록(20)의 돌기(21)를 제1단위 블록(10)의 홈에 끼워 가조립한다. 이와 같은 가조립을 위해서 제2단위 블록(20)의 방향과 높이를 조정하여야 하며, 이는 트랜스포터(100)에 의해 이루어진다.

먼저 트랜스포터(100)를 운전하여 제2단위 블록(20)의 돌기(21)와 제1단위 블록(10)의 홈이 일렬로 배열되도록 하고, 유압잭(110)을 통해 돌기(21)와 상기 홈의 높이를 맞춘다. 이어서, 트랜스포터(100)를 제1단위 블록(10)측으로 전진시키면 제2단위 블록(20)의 돌기(21)가 제1단위 블록(10)의 홈에 끼워진다.

트랜스포터(100)에 의한 제2단위 블록(30)의 운반시 탑재프레임(30)을 매개로 하여 제2단위 블록(20)의 모든 부분이 지지되어 제2단위 블록(20)에 처짐이 발생되지 않으므로 돌기(21)와 상기 홈을 맞추는 작업이 매우 용이하다.

제1,2단위 블록(10,20)의 가조립이 완료되면 제2단위 블록(20)의 레그(22) 아래쪽에 기초 매트 등을 깔아 제2단위 블록(20)의 레벨링 작업을 하며, 이는 제1단위 블록(10)의 거치시와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.

제1,2단위 블록(10,20)의 가조립과 레벨링을 완료하면, 트랜스포터(100)를 후진시켜 제2단위 블록(20)에서 분리한다. 이와 같은 트랜스포터(100)의 후진시 트랜스포터(100)에 의해 제2단위 블록(20)이 후진하거나 흔들리지 않도록 유압잭(110)을 하강시키는 것이 바람직하다.

제1,2단위 블록(10,20)의 가조립과 레벨링을 맞춘 후 제1,2단위 블록(10,20)의 이음부를 용접하여 제1,2단위 블록(10,20)을 조립한다.

10 : 제1단위 블록, 20 : 제2단위 블록
30 : 탑재프레임, 100 : 트랜스포터

Claims

다수의 빔 또는 파이프가 종횡방향 및 경사방향의 조합으로 이루어진 해양 구조물용 제1단위 블록(10)을 조립 현장의 바닥부에 거치하는 제1단계와;
상기 제1단위 블록에 조립될 다른 단위 블록인 제2단위 블록(20)을 트랜스포터(100)에 탑재하여 운반하는 제2단계와;
상기 제2단계를 통해 가조립된 상기 제1,2단위 블록을 조립하는 제3단계를 포함하며,
상기 제2단계에서는 크레인을 포함하는 인양기를 통해 상기 제2단위 블록을 상기 제1단위 블록과의 조립 방향으로 인양하여 상기 트랜스포터에 탑재하거나 또는 상기 트랜스포터를 상기 제1단위 블록과의 조립 방향으로 거치된 제2단위 블록의 저부로 이동시켜 상기 제2단위 블록을 탑재하는 제2-1단계,
상기 제2-1단계를 통해 상기 제2단위 블록이 탑재된 트랜스포터를 상기 제1단위 블록의 이음부로 이동시켜 상기 제1,2단위 블록의 이음부를 가조립하는 제2-2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제2단위 블록은 상기 트랜스포터에 지지되는 탑재프레임(30)이 형성되는 것을 특징으로 하는 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 탑재프레임은, 상기 트랜스포터의 상판과 평행하게 배치되면서 좌우 양측이 상기 제2단위 블록의 수직으로 배열된 레그에 체결구를 통해 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 탑재프레임은, 상기 트랜스포터의 상판과 평행하게 배치되면서 좌우 양측이 상기 제2단위 블록의 수직으로 배열된 레그에체결구를 통해 분리 가능하게 결합되는 수평 탑재부(30-1), 상기 수평 탑재부의 상부에 세워지며 상부가 상기 제2단위 블록의 횡방향으로 배열된 브레이스(23)의 저부에 지지되는 수직 지지부(30-2)로 구성된 것을 특징으로 하는 트랜스포터를 이용한 해양 구조물의 조립 방법.