KR20130109147A - 신축 가능한 체인 연결 장치 - Google Patents

Abstract

계류 다리부(3)와 함께 사용하기 위한 계류 다리부 연결 장치는 축을 갖는 상부를 구비하고, 계류 다리부(3)는 부유체(1)를 해저에 연결하기 위하여 해저에서 위로 연장한다. 계류 다리부 연결 장치는 부유체(1)에 대해 고정되는 고정부(20)와 제1 위치로부터 제2 위치로 고정부(20)에 대해서 이동가능한 가동부(30)를 포함한다. 또한 본원 발명은 이러한 연결 장치를 포함하는 연안 구조물에 관한 것이며, 분리되었을 때 이러한 계류 다리부 연결 장치를 수축시키는 방법에 관한 것이다.

Description

신축 가능한 체인 연결 장치{RETRACTABLE CHAIN CONNECTOR}

본 발명은 축을 갖는 상부를 구비한 계류 다리부(leg)와 함께 사용하기 위한 계류 다리부 연결 장치에 관한 것이며, 계류 다리부는 부유체를 해저에 연결하기 위하여 해저에서 위로 연장한다. 또한 본 발명은 이러한 연결 장치를 포함하는 연안 구조물에 관한 것이며, 분리되었을 때 이러한 연결 장치를 수축(retract)시키는 방법에 관한 것이다.

이러한 연안 구조물은 해저에 고정되는 계류 부표(mooring buoy)를 개시하고 있는 국제 공개공보 WO 00/78599호에 공지되어 있는데, 앵커 체인들은 체인 스토퍼를 포함하는 선회 체인 수용 관을 통해서 계류 부표에 연결되며 체인 스토퍼에 의해서 체인이 인장될 수 있다. 체인 텐셔너(chain tensioner)를 위한 두 개의 직교하는 선회축을 제공함으로써, 체인 마모가 감소될 수 있으며 부표의 운동시에 체인에서의 인장이 감소한다.

일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 예를 들어 오일 및 가스 산업 분야에서의 선박 또는 부유 연안 구조물과 같은 부유 장치들은 하나 이상의 계류 밧줄로 해저에 계류된다. 부유 장치는 계류 체인의 현수 효과로 인해 설치 장소에 유지된다. 부유 장치의 움직임은 계류 체인의 상승 또는 하강을 일으키고, 부유 장치의 원래 위치를 재설정하려는 반작용을 초래한다. 부유 장치에는 각각의 체인을 위한 계류 체인 연결 장치 조립체가 구비되며, 여기에서 제1 선회축은 현수 평면(catenary plane)에서 계류 체인의 운동(소위, "면내 운동(in-plane motions)")을 허용한다. 일반적으로 제1 선회축에 대해 직각인 제2 선회축을 구비하는 것이 또한 공지되어 있으며, 제2 선회축은 횡방향에서 계류 체인들의 운동(소위, "면외 운동(out-of-plane motions)")을 허용한다. 이 방식에서 계류 체인의 임의의 운동과 관련한 계류 체인에서의 피로 문제들은 최소화된다.

예를 들어 이러한 종류의 계류 체인 연결 장치 조립체들이 본 출원인이 출원한 미국특허 US 6,663,320호에 개시되어 있다.

공지된 계류 체인 연결 장치 조립체에서, 체인 연결 장치는 계류 밧줄 운동을 허용하는 기다란 레버 암과 관절부들로 구성된다. 체인 테이블 아래에 매달린 기다란 레버 암은 건식 도크 또는 부둣가에서 확보할 수 없는 넓은 공간을 필요로 한다. 또한 레버 암에 작용하는 심한 파도 및 관성 하중 때문에 바다에 고정하는 것도 과제이다.

본 발명은 유럽특허공보 EP 2154059호에 개시된 바와 같이 전체 체인 연결 장치를 제1 위치로부터 수면 위의 제2 위치로 이동시킬 필요가 없이, 유용할 수 있는 공간이 없거나 항해 중이 아닐 때에 체인 연결 장치를 더 이상 체인 테이블 아래에 매달지 않게 되는 해결 방안을 제공한다.

본 발명에 따르면, 유용할 수 있는 공간이 없거나 항해 중이 아닐 때에 체인 연결 장치를 매다는 것을 회피하기 위해 필요한 작업이 용이할 뿐만 아니라 시간 소모적인 것이 아니다. 제안된 해결 방안은 설치 작업의 주요 경로를 배제하고, 연결 장치를 더욱 용이하게 취급하도록 하며 따라서 부유 유닛의 재배치가 용이하다.

더욱이 본 발명에 따르면, 체인은 부식으로부터 보호되며 슬링 장치는 단순화된다.

본 발명의 목적은 축을 갖는 상부를 구비한 계류 다리부와 함께 사용하기 위한 계류 다리부 연결 장치를 제공하는 것이며, 계류 다리부는 부유체를 해저에 연결하기 위하여 해저에서 위로 연장하며, 상기 연결 장치는,

- 부유체에 대해 고정되는 고정부 및

- 제1 위치로부터 제2 위치로 고정부에 대해서 이동가능한 가동부를 포함한다.

또한 본 발명의 목적은 래칫, 서로 수직인 두 개의 선회축을 갖는 이중 관절 조립체 및 하우징을 포함하는 고정부(fixed part) 및 앵커 라인 방향으로 연장된 세장형 관 부재를 포함하는 가동부(movable part)를 구비한 연결 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 세장형 관 부재는 하우징이 세장형 관 부재의 상부에 배치되는 제1 위치로부터 하우징이 세장형 관 부재의 하부에 배치되는 제2 위치까지 고정부에 대하여 신축 가능하다.

본 발명에 따른 계류 다리부 연결 장치의 다른 장점은 가동부가 가동부 자체의 내부에 설치되는 음극 방식(cathodic protection)을 구비한다는 것이다.

본 발명에 따른 계류 다리부 연결 장치의 또 다른 장점은 연결 장치가 계류 다리부에 연결되어 있지 않을 때 래칫을 개방 상태로 유지하는 카운터 웨이트가 래칫과 함께 구비된다는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 부유체, 부유체를 해저에 연결하기 위한 적어도 하나의 앵커 밧줄을 포함하는 연안 구조물을 제공하는 것이며, 앵커 밧줄은 본 발명에 따른 연결 장치를 통해 부유체에 연결된다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 것 중 어느 하나에 따른 계류 다리부 연결 장치를 잠수부가 관여하지 않고 수축시키는 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은,

- 연결 장치 세장형 부재를 통해서 픽업 밧줄(pick-up line)을 내리는 단계

- 픽업 밧줄을 원격으로 작동하는 수중 차량(ROV : remotely operated underwater vehicle)으로 잡는 단계

- 픽업 밧줄을 중심 조정 및 안정화 수단에 연결하는 단계

- 중심 조정 및 안정화 수단이 연결 장치와 접촉하도록 픽업 밧줄을 당기는 단계

- 픽업 밧줄을 더욱더 당김으로써 연결 장치의 가동부를 수축시키는 단계를 포함한다.

이하에서 본원 발명은 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예들과 관련하여 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 일부 연결 장치들이 수축 위치에 있고 다른 연결 장치들은 수축 위치에 있지 않은 상태의 본원 발명에 따른 체인 연결 장치를 포함하는 연안 구조물을 도시한 도면이다.
도 2는 본원 발명에 따른 연결 장치의 전체적인 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 가동부가 수축되지 않은 경우 및 가동부가 수축된 경우를 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 연결 장치의 측면도이다.
도 3c는 가동부가 수축되지 않은 경우의 도 3a, 도 3b의 연결 장치의 단면도이다.
도 4는 본원 발명에 따른 연결 장치의 평면도이다.
도 5는 픽업 밧줄이 연결된 상태의 본원 발명에 따른 연결 장치를 도시한 도면이다.

도 1은 터릿(2)을 포함하고 있으며 일반적인 방식으로 복수의 계류 밧줄(3)에 의해 해저에 고정되는 FPSO 선박(1) 또는 부유체를 개략적으로 도시한다. FPSO 선박(1)은 터릿(2) 주위의 웨더베인(weathervane)에 맞추어 조정된다. 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어인 계류 체인 및 계류 밧줄은 체인, 와이어, 그 조합체 또는 이와 유사한 것과 같이 임의의 종류의 계류 수단이 될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 각각의 계류 밧줄(3)은, 현수 평면(면내 운동) 및 현수 평면을 횡단하는 평면(면외 운동)에서 계류 밧줄의 운동을 수용하기 위해 주로 직각을 이루는 두 개의 선회축을 갖는 계류 체인 연결 장치 조립체(4)에 의해 터릿(2)에 연결된다.

계류 체인 연결 장치 조립체(4)가 도 2, 도 3a, 도 3b 및 도 4에 확대되어 도시되어 있다. 도 1에 분리된 하나의 연결 장치(4a)가 도시되어 있다. 일단 분리되면, 체인 연결 장치(4a)는 수축된다. 따라서, 연결된 체인 연결 장치(4b)와 비교해서, 연결 장치(4a)의 연결 장치 관체(tubular body)(5a)의 대부분은 터릿(2) 내에 있는 반면에 연결 장치(4b)의 연결 장치 관체(5b)의 대부분은 선박(1)의 선체 아래에 있다.

도 2는 본원 발명에 따른 연결 장치의 전체를 개략적으로 도시한다. 체인 연결 장치(4)는 FPSO 계류 시스템의 일부이다. 체인은 롤 몸체(roll body)(7)에 놓여 있는 래칫(6)에 의해 정지된다. 롤 몸체는 트러니언에 의해 롤 블럭(9)들의 안에서 '상하 이동'(pitch)하는 피치 몸체(8) 내부에서 '회전 이동(roll)'한다. 롤 블럭(9)들은 하우징(10)의 안에 장착된다. 하우징(10)들은 체인 테이블 제조 옵셋과 같은 수준으로 고르게 하는 중간 수지층을 구비하고 체인 테이블 주조품(도시 생략) 내에 장착된다. 체인이 체인 연결 장치에 의해 정지되지 않은 경우, 래칫(6)은 카운터 웨이트(11)에 의해 개방 위치에 있게 되며 수직 체인 윈치(도시 생략)에 의해 폐쇄될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 수축 상태에 있지 않은 경우와 수축 상태인 경우의 본원 발명의 일 실시예에 따른 연결 장치의 측면도를 도시하고 있다. 도 3a 및 도 3b에서 래칫(6)과 카운터 웨이트(11), 서로 직각인 두 개의 선회축을 구비한 이중 관절 조립체(7, 8) 및 하우징(10)을 포함하는 부분(20)은 부유체(1)에 대하여 고정된 반면에 앵커 밧줄 방향으로 연장된 세장형 관 부재(5)를 포함하는 부분(30)은 부유체(1)(축(12)에 의해 표시됨)에 대하여 이동가능한 것이라는 것을 명확하게 보여주고 있다.

다른 실시예에서, 가동부(30)는 가동부(30)가 고정부(20)로부터 완전히 분리가능한 방식으로 설계된다.

도 3c에는 본원 발명에 따른 체인 연결 장치의 단면도가 도시되어 있다. 가동부(30)는 도 3a에 도시된 바와 같이 고정부(20) 아래의 확장(또는 수축) 위치에 위치된다. 체인(3)은 래칫(6)에 의해 잠겨진 것으로 도시되어 있고, 한편 카운터 웨이트(11)는 상부 위치에 유지된다. 래칫(6)은 롤 몸체(7)의 상부에 안착된다. 롤 몸체(7)는 힌지(도시 생략)에 의해서 도면의 평면과 수직인 선회축에 대해서 선회가능하게 롤 블럭(9)에 연결된다.

롤 블럭(9)은 피치 몸체(8)에 트러니언에 의해서 점선(P)으로 표시된 선회축에 대해 선회가능하게 연결된다. 또한 트러니언은 하우징(10) 내에 위치되는 것을 알 수 있다.

도 4는 본원 발명에 따른 연결 장치의 평면도를 도시하고 있다. 도 4에는 음극 방식(13)이 세장형 관 부재(5) 안쪽에 위치된 것이 명확하게 도시되어 있다. 이러한 구성은 체인의 링크에 더욱 가까이 음극 방식을 구비할 수 있게 하고, 따라서 피로 수명을 향상시키기 위하여 부식에 대하여 체인(3)을 더욱 양호하게 보호한다. 게다가, 음극 방식(13)을 받아들이도록 관 부재(5) 안에 생성된 공간들은 또한 연결 장치 내부의 정확한 위치에 체인을 위치 결정하고 유지하기 위한 수단이 된다.

도 5는 픽업 밧줄(14)이 중심 조정 및 안정화 수단(15)에 연결된 상태의 연결 장치(4)를 도시하고 있다. 중심 조정 수단(15a)이 밧줄의 최적 위치 결정을 할 수 있는 한편, 연결 장치를 수축시키기 위하여 당겨질 수 있다는 것을 명확하게 나타내고 있다. 안정화 수단(15b)은 클럼프 웨이트(clump weight)와 같은 임의의 종류의 것이 될 수 있다. 선박(1)에 설치된 윈치(도시 생략)를 사용한 향상된 수축을 위해서 무게 중심을 낮추기에 충분한 중량을 갖는 것이 필요하다. 안정화 수단은 밧줄(14)에서 당겨질 때 가장 늦게 이동을 개시하도록 세장형 부재(5)의 하부를 막기에 충분한 체적을 가져야 한다.

본원 발명의 특별한 실시예들이 명세서에서 설명되고 예시되었지만 당업자에게 개량 및 변경은 용이하게 이루어질 수 있고, 따라서 청구범위는 이러한 변경 및 등가물을 보호하도록 해석되게 의도한 것이다.

Claims (7)

1. 계류 다리부(3)가 부유체(1)를 해저에 연결하기 위하여 해저에서 위로 연장하고, 축을 갖는 상부를 구비한 상기 계류 다리부(3)와 함께 사용하기 위한 계류 다리부 연결 장치로서,
   - 부유체(1)에 대해 고정되는 고정부(20)와
   - 제1 위치로부터 제2 위치로 고정부(20)에 대해서 이동가능한 가동부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 계류 다리부 연결 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정부(20)는,
   - 래칫(6)
   - 서로 수직인 두 개의 선회축(7, 8)을 구비한 이중 관절 조립체(7, 8)
   - 하우징(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 계류 다리부 연결 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   가동부(30)는 앵커 밧줄 방향으로 연장하는 세장형 관 부재(5)를 포함하며, 상기 세장형 관 부재(5)는 하우징(10)이 세장형 관 부재(5)의 상부에 배치되는 제1 위치로부터 하우징(10)이 세장형 관 부재(5)의 하부에 배치되는 제2 위치로 상기 고정부(20)에 대하여 수축할 수 있는 것을 특징으로 하는 계류 다리부 연결 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   가동부(30)는 가동부(30) 자체의 내부에 설치되는 음극 방식(cathodic protection)(13)을 구비하는 것을 특징으로 하는 계류 다리부 연결 장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   래칫(6)은, 연결 장치(4)가 계류 다리부(3)에 연결되어 있지 않을 때 래칫을 개방 상태로 유지하는 카운터 웨이트(11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 계류 다리부 연결 장치.
6. 부유체(1), 부유체를 해저에 연결하기 위한 적어도 하나의 앵커 밧줄(3)을 포함하는 연안 구조물로서, 앵커 밧줄은 선행 청구항들 중 어느 한 항에 따른 연결 장치(4)를 통해 부유체에 연결되는 것을 특징으로 하는 연안 구조물.
7. 선행 청구항들 중 어느 한 항에 따른 계류 다리부 연결 장치를 수축시키는 방법으로서,
   - 연결 장치 세장형 부재(5)를 통해서 픽업 밧줄(14)을 내리는 단계,
   - 픽업 밧줄(14)을 원격으로 작동하는 수중 차량(ROV)으로 잡는 단계,
   - 픽업 밧줄(14)을 중심 조정 및 안정화 수단(15)에 연결하는 단계,
   - 중심 조정 및 안정화 수단이 연결 장치(4)와 접촉하도록 픽업 밧줄을 당기는 단계
   - 픽업 밧줄(14)을 더욱더 당김으로써 연결 장치의 가동부(30)를 수축시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계류 다리부 연결 장치를 수축시키는 방법.

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