KR20140002122A - 해양 구조물의 다점 계류 방법과 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유식 해양 구조물에 대한 다점 계류를 위한 계류체인의 고정 방식을 변경하고 계류체인에 대한 1차 및 2차에 걸친 이중의 고정구조를 적용함으로써, 선체 구조물에 대한 보강구조를 단순화하여 경량화를 도모하고 지정된 해역에서 해양 구조물의 계류시 보다 효율적인 계류가 이루어질 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 해양 구조물을 작업 해역으로 이송시키는 본선 이동단계, 본선의 계류라인을 외부로 연장하고, 해저면으로 연장된 계류체인(60)을 인양하여 계류라인과 연결하는 계류 준비단계, 본선의 계류라인을 이용하여 상기 계류체인(60)을 본선으로 끌어올려 고정하는 계류 초기단계, 본선의 사이드 쉘(30)에 설치된 체인스톱퍼(36)를 이용하여 상기 계류체인(60)에 대한 장력을 조절하는 장력 조절단계, 및 상기 계류체인(60)의 장력 조절후 잉여의 계류체인(60)을 체인로커(68)에 저장하는 보관단계로 구성된다.

Description

해양 구조물의 다점 계류 방법과 이를 위한 장치{Spread mooring method for marine structures and device thereof}

본 발명은 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법과 이를 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FPSO류의 부유식 해양 구조물에 대한 다점 계류를 위한 계류체인의 고정 방식을 변경하고 계류체인의 고정에 대한 이중 구조를 채택함으로써 선체 구조물에 대한 보강을 단순화함과 더불어 계류의 안정성을 향상시킬 수 있는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법과 이를 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)는 부유식 원유생산 저장 및 하역설비로서, 해양 플랜트나 드릴 쉽 등에서 채굴한 심해저 유전의 원유를 정제하고 이를 저장해서 셔틀 탱커(Shuttle Tanker)나 기타 이송 설비에 하역을 할 수 있게 하는 특수한 선박에 해당한다.

이러한 해양 구조물은 그 구성에 따라 크게 원류를 저장하는 기능을 수행하는 하부 선체구조물(Hull)과, 원유를 생산하고 그 처리 기능을 담당하는 상부설비(Topsides)로 구분될 수 있다. 또한, 해양 구조물은 해상에서 특정의 위치로 계류할 수 있게 하는 계류 설비(Mooring equipment)를 구비하는 데, 이와 같은 계류 설비는 선체 구조물의 전 둘레에 걸쳐 다수의 개소로 마련된다.

한편, 부유식 해양 구조물은 해상의 작업환경에서 지속적으로 해저의 유전을 채굴해야 하기 때문에 매우 거친 생존의 조건하에서도 그 위치를 안정적으로 고수해야 하므로 플랫폼의 위치 제어기술은 구조물의 설계에 있어 매우 중요한 부분을 차지하게 된다.

종래 해양 구조물에 대한 위치 제어기술은 크게 수동형 제어와 능동형 제어로 구분될 수 있고, 수동형 제어에는 일점 계류 시스템(Turret mooring system), 다점 계류 시스템(Spread mooring system), 및 인장 계류 시스템(Tension leg system) 등이 있으며, 능동형 제어에는 자동위치유지 시스템 등이 있다. 일례로, 종래 다점 계류 시스템은 해저로 내려진 계류체인(Mooring chain)을 본선의 계류 플랫폼(Mooring platform)으로 끌어 올려 적정의 장력을 확보한 다음 잉여의 계류체인을 체인로커의 내부에 집어넣는 일련의 작업 과정을 필요로 하게 된다.

이에 따라, 종래 부유식 해양 구조물에서 다점 계류 작업을 수행할 때에는 해저에 있는 계류체인을 본선의 계류 플랫폼으로 끌어 올린 상태에서 임시로 계류체인을 고박하여 고정해야 하는 데, 이를 위해서는 계류체인의 임시 고박을 위한 별도의 설비를 반드시 갖추어야 한다.

즉, 종래 FPSO류의 해양 구조물에 있어 다점 계류 작업(Spread mooring hook up operation)은 해저 바닥에 미리 설치된 여러 가닥의 계류 체인(Mooring chain)을 본선 측면 하부의 페어리드 휠(Fairlead wheel)을 통과시킨 후 본선 측면을 통해 본선 측면 상부에 위치한 체인 스톱퍼(Chain stopper)를 지나서 체인 로커의 내부로 체인을 집어넣게 된다. 여기서 페어리드 휠은 해저로부터 본선으로 향하는 체인의 방향을 본선 상부 수직방향으로 전환시켜주는 역할을 하며 체인 스톱퍼(Chain stopper)는 해저로부터 올라오는 체인의 막대한 중량을 받아주며 체인을 고정하는 역할을 한다. 따라서 본 시스템을 적용할 경우 본선 하부의 페어리드 휠(Fairlead wheel)로부터 본선 측면부분과 본선 상부의 체인스톱퍼(Chain stopper)에 이르는 모든 구역이 계류 체인의 중량을 견딜 수 있게 강력하게 구조 보강이 필요하다.

이러한 막대한 구조보강이 필요한 종래의 다점 계류 작업을 개선하기 위해 최근 개발된 장비가 언더워터 페어리드 체인 스톱퍼(Underwater fairlead chain stopper)라는 장비이다. 본 장비는 기존의 본선 하부에 설치되는 페어리드 휠(Fairlead wheel)과 본선 상부의 체인스톱퍼(Chain stopper)를 합쳐 놓은 장비로서 본선 하부에 설치가 되며 계류 체인(Mooring chain)의 방향전환과 고정 역할을 동시에 수행하는 장비이다. 언더워터 페어리드 체인 스톱퍼를 적용할 경우 본선 측면 하부에만 계류 체인의 중량을 견딜 수 있는 구조보강만 하면 되고 본선 측면과 상부는 보강이 필요 없으므로 막대한 비용 절감이 가능하다. 그러나 체인을 언더워터 페어리드 체인 스톱퍼에 고정시킨 후 본 장비 상부의 나머지 잔여 체인들을 본선의 체인라커에 넣기 위해서 중간 과정으로 본선 측면 상부 구역에 임시로 체인을 고박할 수 있는 장치가 필요하다. 종래 FPSO류의 단점인 과도한 보강 문제를 해결하기 위해 도입한 언더워터 페어리드 체인 스톱퍼를 이용한 다점 계류 작업이 직면한 문제점으로 볼 수 있었다. 상선의 경우에는 체인 컴프레셔(Chain compressor) 등과 같이 계류체인을 본선 상부에서 고박할 수 있는 별도의 장비가 갖춰져 있기 때문에 필요시 이를 이용할 수 있지만, 이러한 장비는 그 비용이 상당히 고가일 뿐만 아니라 설치 공간상에도 많은 제약을 수반하기 때문에 이를 FPSO류의 해양 구조물에 적용하는 데에는 많은 어려움이 있다. 게다가, 상선과 달리 계류체인의 다발 개수가 적게는 12개에서 경우에 따라서는 28개까지 무어링 로드(Load)에 따라 차이가 나므로 체인 컴프레서 등과 같은 고가의 장비를 12개에서 28개를 도입하기에는 비용적인 측면에서 무리가 따른다.

이와 같이 FPSO류의 해양 구조물에서 언더워터 페어리드 체인 스톱퍼를 적용하여 다점 계류 작업 시 계류 체인을 임시적으로 고박할 수 있는 설비의 필요성이 제기 되었고 본 임시 고박 장치는 최초 계류시 한번만 사용하고, 체인로커에 체인을 넣기 전에 잠시 계류 체인을 고정할 수 있는 용도로만 활용된다. 따라서 저비용이면서 설치에 많은 공간적 부피를 점유하지 않은 새로운 형태의 해양 구조물용 계류체인의 고박 장치에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

관련 선행기술 없음

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 부유식 해양 구조물에 대한 다점 계류를 위한 계류체인의 고정 방식을 변경하고 계류체인에 대한 1차 및 2차에 걸친 이중의 고정구조를 적용함으로써, 선체 구조물에 대한 보강구조를 단순화하여 경량화를 도모하고 지정된 해역에서 해양 구조물의 계류시 보다 효율적인 계류가 이루어질 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 부유식 해양 구조물의 선체 측면에 위치한 플랫폼에 대해 수동 조작식 임시 고박 장치를 추가로 설치함으로써 다점 계류를 위한 작업시 계류체인을 보다 간편하게 고정할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 부유식 해양 구조물의 다점 계류를 위한 장치로서, 선체의 갑판에 설치되고 윈치와이어를 인양 가능하게 하는 계류윈치, 상기 갑판에 설치되고 상기 윈치와이어에 대한 해저로의 하강을 안내하는 턴다운쉬브, 상기 선체의 사이드 쉘에 설치되어 계류체인을 1차 고정하는 체인스톱퍼, 및 상기 사이드 쉘의 하부 플랫폼에 설치되어 상기 계류체인을 2차 고정하는 수동조작식 고정기구를 포함하고, 상기 수동조작식 고정기구는 상기 계류체인의 이동을 허용하기 위한 상기 하부 플랫폼의 개구부의 주위에 설치되는 패드 아이, 상기 패드 아이의 구멍에 삽입될 수 있는 스토퍼 바아, 및 상기 스토퍼 바아를 이동 가능하게 수용하고, 상기 스토퍼 바아를 해제 위치와 걸림 위치로 각각 고정하기 위한 걸림홈을 갖춘 가이드 몸체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법으로서, 해양 구조물을 작업 해역으로 이송시키는 본선 이동단계, 본선의 계류라인을 외부로 연장하고, 해저면으로 연장된 계류체인을 인양하여 계류라인과 연결하는 계류 준비단계, 본선의 계류라인을 이용하여 계류체인을 본선으로 끌어올려 고정하는 계류 초기단계, 본선의 사이드 쉘에서 선저부에 인접한 위치로 설치된 체인스톱퍼를 이용하여 계류체인에 대한 장력을 조절하는 장력 조절단계, 계류체인의 장력 조절후 잉여의 계류체인을 체인로커에 저장하는 보관단계, 및 상기의 전 과정을 본선의 전 둘레부위에 걸쳐 개별적으로 반복 시행하여 다수의 계류체인에 대한 독립적인 계류를 시행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 FPSO류의 부유식 해양 구조물에 대한 다점 계류를 위한 계류체인의 고정 위치를 변경하여 선체 구조물에 대한 보강구조를 획기적으로 단순화할 수 있고, 이를 통해 해양 구조물의 경량화 구현을 가능하게 함과 더불어 건조에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 부유식 해양 구조물에 대한 다점 계류를 위해 본선에 대한 계류체인의 고정 구조를 체인스톱퍼에 의한 1차 고정과 수동조작식 고정기구에 의한 2차 고정의 이중구조로 변경하여 계류중 선체의 안정적인 위치 고수와 함께 거동의 안정성을 확보할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 계류체인의 1차 고정을 위한 체인스톱퍼의 설치부위를 갑판에서 사이드 쉘의 최하부로 변경하고, 계류체인의 2차 고정을 위한 수동조작식 고정기구의 설치부위를 사이드 쉘로부터 돌출된 하부 플랫폼으로 변경함으로써 계류중 계류체인의 효과적인 지지를 위한 선체 구조물의 보강부위를 하부 플랫폼으로 국한할 수 있으므로, 해양 구조물의 경량화에 크게 기여할 수 있을 뿐만 아니라 해양 구조물의 건조에 소요되는 기간도 크게 단축시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 선체 측면에 위치한 플랫폼에 대해 작업자에 의한 수동 조작의 방식으로 동작하는 임시 고박 장치를 설치함으로써 다점 계류 작업시 계류체인을 보다 간편하게 고정할 수 있고, 임시 고박 장치의 구성을 간략하게 설정하여 장비의 구축에 소요되는 비용을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 장비가 점유하는 공간도 크게 축소시켜 공간 활용의 측면에서도 많은 장점을 가질 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물의 다점 계류장치 중에서 갑판부위를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 다점 계류장치 중에서 사이드 쉘부위를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명의 다점 계류장치 중에서 수동조작식 고정기구의 에 대한 배치관계를 도시한 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 수동조작식 고정기구의 설치상태를 확대하여 보다 상세하게 도시한 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 수동조작식 고정기구의 설치상태를 선체의 측면에서 부분적으로 도시한 도면.
도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 수동조작식 고정기구의 세부 구성을 도시한 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 수동조작식 고정기구의 구성을 도시한 분해 사시도.
도 8은 도 6과 도 7에 각각 도시된 하판부재의 측단면으로, 내부에 구름바아와 사각바아가 설치되는 상태를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다점 계류 방법에 있어, 계류 준비단계를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 계류 준비단계로서 도 9의 이후 과정을 설명하기 위한 도면.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 다점 계류 방법에서 계류 초기단계를 순차적으로 설명하기 위한 도면.
도 16과 도 17은 본 발명의 다점 계류 방법에서 장력 조절단계를 순차적으로 설명하기 위한 도면.
도 18 내지 도 20은 본 발명의 다점 계류 방법에서 보관단계를 순차적으로 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1을 참조로 하면, FPSO류의 부유식 해양 구조물은 선체(10)의 갑판(12)에 계류설비로서 윈치와이어(14)를 인양 가능하게 하는 계류윈치(16)와, 터거윈치와이어(18)를 인양 가능하게 하는 터거윈치(20), 및 상기 윈치와이어(14)를 지지하여 선저로 하강되게 하거나 또는 상기 갑판(12)으로 인양 가능하게 하는 도르래의 일종인 턴다운쉬브(22)를 구비한다. 이 경우, 상기 윈치와이어(14)의 자유단부와 상기 터거윈치와이어(18)의 자유단부는 소켓(24)과 링크부재(26) 및 와이어로프(26)를 매개로 상호 분해 가능하게 연결되고, 상기 갑판(12)에는 윈치와이어(14)를 지지하는 다수의 데크쉬브(28)가 설치된다.

도 2를 참조로 하면, 상기 선체(10)의 사이드 쉘(30)은 상기 턴다운쉬브(22)의 하부로 상부 플랫폼(32)과 하부 플랫폼(34)을 각각 층상으로 설치하고, 상기 하부 플랫폼(34)의 하부에는 체인가이드와 함께 계류체인을 1차 고정할 수 있는 체인스톱퍼(36)를 설치한다. 즉, 상기 상부 플랫폼(32)과 상기 하부 플랫폼(34)은 상기 사이드 쉘(30)로부터 측방향으로 선체(10)의 외부를 향해 돌출된 구조물에 해당한다.

또한, 상기 턴다운쉬브(22)의 전방에는 계류체인의 인양을 위한 체인 잭(38)을 설치하고, 상기 체인 잭(38)의 상부에는 체인 잭(38)의 이송을 위한 리프팅 설비(40)를 설치하며, 상기 하부 플랫폼(34)의 상부에는 상기 체인스톱퍼(36)와 함께 계류체인을 2차 고정할 수 있는 수동조작식 고정기구(42)를 설치한다. 도 2에서 미설명 부호 44는 상기 윈치와이어(14)의 자유단부에서 터거윈치와이어(18)가 제거된 상태에서 소켓(24)과 링크부재(26)를 매개로 별도로 연결되는 메신저 와이어에 해당한다.

도 3 내지 도 5를 각각 참조로 하면, 사이드 쉘(30)의 전 둘레에 걸쳐 다수의 위치로 구비된 각각의 하부 플랫폼(34)은 계류체인을 통과시킬 수 있는 적정 크기의 개구부(34a)를 관통하여 형성하며, 상기 개구부(34a)는 각각의 둘레에 계류체인을 임시적으로 고박할 수 있는 수동조작식 고정기구(42)를 개별적으로 설치한다.

이 경우, 상기 하부 플랫폼(34)은 가장자리 부위에 걸쳐 작업자의 추락 사고를 예방하기 위해 난간부재(46)를 구비한다. 또한, 상기 하부 플랫폼(34)은 상기 선체(10)의 사이드 쉘(30)에 대해 경사지게 배치되도록 설치되는 다수의 지지 구조물(48)을 매개로 견고하게 지지되는 바, 상기 지지 구조물(48)은 일단부가 상기 사이드 쉘(30)에 고정되고 타단부가 상기 하부 플랫폼(34)의 저면에 고정되는 구조로 이루어진다.

그리고 상기 수동조작식 고정기구(42)는 상기 개구부(34a)에 대해 적정의 위상각을 두고 상호 이격되게 배치되는 데, 본 발명의 실시예에서는 조작 방향을 기준으로 대략 90도 정도의 위상각을 두고 설치된다. 즉, 상기 수동조작식 고정기구(42)는 상기 개구부(34a)를 통해 이동하는 계류체인의 고리형 구멍 내에 스토퍼 바아를 삽입시켜 계류체인을 일시적으로 고정함에 있어, 계류체인의 고리형 구멍이 어느 방향으로 배치되어도 스토퍼 바아의 삽입을 보다 용이하게 하기 위해 적정의 위상각을 두는 별개의 구성으로 이루어지는 것이다.

이를 위해 상기 수동조작식 고정기구(42)는 도 6과 도 7에 각각 도시된 바와 같이, 상기 개구부(34a)의 주위에서 상호 대향하는 위치로 설치되는 한 쌍의 패드 아이(50), 상기 패드 아이(50)에 형성된 구멍(50a) 내에 끼워지는 봉형상의 스토퍼 바아(52), 및 상기 스토퍼 바아(52)를 직선방향으로 이동 가능하게 수용하고 상기 하부 플랫폼(34)의 바닥 부위에 안착되어 고정되는 가이드 몸체(54)로 구성된다.

이때, 상기 패드 아이(50)는 상기 개구부(34a)의 주위에서 상호 대향된 위치로 직립하게 고정되는 한 쌍의 부재로서, 그들 중 적어도 하나의 부재에 해당하는 상기 스토퍼 바아(52)의 진입방향에 위치하는 부재에는 외측으로 돌출되어 상기 스토퍼 바아(52)의 자유단부가 상기 패드 아이(50)의 구멍(50a) 내로 용이하게 삽입될 수 있게 하는 안착판(50b)이 설치되는 바, 상기 안착판(50b)은 단면의 형상으로 보아 대략 디귿자 형태로 상부가 개방된 형상으로 이루어져 상기 스토퍼 바아(52)의 자유단부를 지지할 수 있는 구조로 이루어진다. 그리고 상기 스토퍼 바아(52)는 봉형상의 구조물로서 일측 선단부위로 작업자에 의한 파지를 위한 손잡이부재(52a)를 일체로 형성한다.

또한, 상기 가이드 몸체(54)는 상기 스토퍼 바아(52)를 이동 가능하게 안착시키는 하판부재(54a), 상기 하판부재(54a)의 양단부에서 직립하게 결합되어 상기 가이드 몸체(54) 내에서 상기 스토퍼 바아(52)를 직선방향으로 안내하는 한 쌍의 측판부재(54b), 및 상기 한 쌍의 측판부재(54b) 중 적어도 하나의 부재에서 상기 하판부재(54a)와 대향하는 방향으로 절곡되어 상기 가이드 몸체(54) 내에서 상기 스토퍼 바아(52)의 이탈을 억제하는 상판부재(54c)를 갖춘 구조로서 단면의 형상으로 보아 대략 디귿자 형태로서 상부가 개방된 형상으로 이루어진다. 이 경우, 상기 가이드 몸체(54)는 상기 스토퍼 바아(52)를 이동 가능하게 수용할 수만 있다면 다양한 형태의 단면 구조를 가질 수 있음은 물론이다.

특히, 상기 상판부재(54c)는 상기 측판부재(54b)의 전 길이구간 중에서 특정의 구간에 한정하여 형성됨으로써, 상기 가이드 몸체(54)의 내부에서 상기 스토퍼 바아(52)의 이탈을 제한하는 원래의 기능은 원활하게 수행함과 동시에 설치구간을 최소화하여 상기 가이드 몸체(54)가 가지는 중량 및 부피를 줄일 수 있게 된다.

아울러, 상기 가이드 몸체(54)는 양측 선단부위에 상기 스토퍼 바아(52)의 손잡이부재(52a)를 각각 해제 위치와 걸림 위치로 고정할 수 있게 하는 슬롯 형태의 걸림홈(54d)을 형성하는 바, 상기 걸림홈(54d)은 상기 가이드 몸체(54) 중에서 한 쌍의 측판부재(54b)의 길이방향 양단부위에 각각 형성되는 것이고, 이때 상기 걸림홈(54d)은 상기 가이드 몸체(54)에 대한 상기 스토퍼 바아(52)의 스트로크에 맞춰 그 위치가 결정된다.

그리고 상기 걸림홈(54d) 중 해제 위치에 해당하는 부위는 상기 스토퍼 바아(52)가 계류체인의 고리형 구멍으로부터 이탈된 위치에서 고정될 수 있게 하는 것이고, 걸림 위치에 해당하는 부위는 상기 스토퍼 바아(52)가 계류체인의 고리형 구멍 내에 끼워져 계류체인을 임시적으로 고박할 수 있게 하는 것이다.

또한, 도 8을 참조로 하면, 상기 하판부재(54a)는 내부에서 상기 스토퍼 바아(52)의 이동을 좀 더 원활하게 하기 위해 자유롭게 구름 이동할 수 있는 봉형상의 구름바아(56)를 다수로 구비하고, 상기 구름바아(56)는 상기 하판부재(54a) 길이방향의 전 구간에 걸쳐 다수의 구간으로 분할하도록 고정되는 사각바아(58)에 의해 그 구름 이동의 범위를 제한받게 된다.

즉, 상기 사각바아(58)는 상기 가이드 몸체(54)의 내부에서 상기 구름바아(56)의 원치 않는 이탈을 억제하는 기능을 수행한다. 이 경우, 상기 사각바아(58)는 상기 구름바아(56)의 구름 이동시 그 범위를 제한하기 위한 일종의 스토퍼 장치에 해당하는 것으로, 상기 구름바아(56)의 직경보다는 더 크거나 적어도 작지 않은 높이를 가지는 것이 바람직하고, 특히 단면의 형태로는 사각형은 물론 상기 구름바아(56)의 타고 넘어가는 것을 막을 수 있다면 다른 어떤 형태의 다각단면 구조로 이루어져도 무방하다.

따라서 본 발명은 해양 구조물에서 다점 계류시 해저로 내려진 계류체인을 하부 플랫폼(34)의 개구부(34a)를 통해 상부로 끌어 올린 상태에서 수동조작식 고정기구(42)를 사용하여 임시적으로 고박할 수 있게 된다. 이 과정에서 작업자는 가이드 몸체(54) 내에서 그 이동이 자유로운 상태로 수용되는 스토퍼 바아(52)의 손잡이부재(52a)를 잡은 다음 상기 스토퍼 바아(52)를 밀어 패드 아이(50)의 구멍(50a) 내로 삽입시키면, 상기 스토퍼 바아(52)의 자유단부는 계류체인의 고리형 구멍 내에 끼워져 체인의 고박이 이루어질 수 있게 된다. 이때, 상기 스토퍼 바아(52)의 손잡이부재(52a)는 상기 가이드 몸체(54)의 측판부재(54b)에 형성된 걸림홈(54d) 중에서 걸림 위치에 위치한 부위로 안착시키면 보다 안정적으로 고박 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 일련의 과정에서 상기 가이드 몸체(54)의 하판부재(54a)에 있는 다수의 구름바아(56)는 상기 스토퍼 바아(52)의 이동시 하판부재(54a)와의 사이의 마찰을 줄여 스토퍼 바아(52)의 이동을 보다 자유롭게 하고, 특히 상기 패드 아이(50)의 구멍(50a) 둘레에 위치한 안착판(50b)은 상기 구멍(50a)의 내부로 스토퍼 바아(52)의 자유단부가 삽입되는 것을 안내할 수 있으므로 보다 용이한 고박 작업을 수행할 수 있게 해 준다.

무엇보다도 본 발명은 계류체인의 일시적 고박을 위한 장비를 간편한 수동 조작에 의해 구현될 수 있는 대체 구성으로 구현할 수 있으므로 경제적인 부담을 덜 수 있고, 또한 설치 공간상으로도 많은 부피를 가지지 않게 되므로 부품의 배치관계에서도 보다 자유로울 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 부유식 해양 구조물에 대한 다점 계류 방법은 해양 구조물을 작업 해역으로 이송시키는 본선 이동단계, 본선의 계류라인을 외부로 연장하고, 해저면으로 연장된 계류체인을 인양하여 계류라인과 연결하는 계류 준비단계, 본선의 계류라인을 이용하여 계류체인을 본선으로 끌어올려 고정하는 계류 초기단계, 본선의 사이드 쉘에서 선저부에 인접한 위치로 설치된 체인스톱퍼를 이용하여 계류체인에 대한 장력을 조절하는 장력 조절단계, 계류체인의 장력 조절후 잉여의 계류체인을 체인로커에 저장하는 보관단계, 및 상기의 전 과정을 본선의 전 둘레부위에 걸쳐 개별적으로 반복 시행하여 다수의 계류체인에 대한 독립적인 계류를 시행하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에서 해양 구조물의 선체(10)에 해당하는 본선의 이동단계는 작업 해역으로 해양 구조물을 이동시키는 일련의 과정에 해당하는 것으로, 자항식 해양 구조물의 경우에는 선체(10)에 구비된 자항설비를 이용하여 작업할 해역으로 직접 이동하는 반면에, 비자항식 해양 구조물은 별도 지원선의 도움을 받아 작업할 해역으로 이동함으로써 구현될 수 있다.

도 9를 참조로 하면, 계류 준비단계는 본선의 계류라인과 해저에 있는 계류체인(60) 사이의 연결을 위한 일련의 과정에 해당하는 것으로, 해양 구조물측 계류라인을 선체(10)의 외부로 연장하는 일련의 과정에 해당하는 본선의 메인작업과, 해저면으로 연장된 계류체인(60)을 인양하여 본선의 계류라인과 연결하는 작업 지원선(62)의 예비작업으로 이루어진다.

먼저, 본선의 메인작업은 해양 구조물의 갑판(12) 상부에 설치된 계류설비 중 계류윈치(16)에 권취된 윈치와이어(14)의 종단부에 대해 별도의 메신저 와이어(44)를 연결하고, 상기 윈치와이어(14)와 상기 메신저 와이어(44)의 모두를 선체(10)의 사이드 쉘(30)에 대해 상하방향으로 이격되는 위치에서 고정 설치된 상부 플랫폼(32)과 하부 플랫폼(34)을 각각 순차적으로 관통하여 경유한 상태에서 그 하부에 설치된 체인가이드(64)와 체인스톱퍼(36)를 거쳐 선체(10)의 하부에서 외부로 연장하는 일련의 과정을 통해 구현된다. 이 과정에서 상기 윈치와이어(14)의 자유단부는 소켓(24)과 링크부재(26)를 설치하고 있어, 상기 링크부재(26)에 대해 상기 메신저 와이어(44)의 자유단부를 연결한다.

또한, 상기 작업 지원선(62)에 의한 예비작업은 선저면으로 연장된 계류체인(60)을 원격조정선(66)에 대한 작동 제어를 통해 해저로부터 인양한 다음, 작업 지원선(62)에서 본선의 계류라인에 해당하는 윈치와이어(14)를 당겨 윈치와이어(14)의 자유단부에 해저로 연장된 계류체인(60)의 자유단부를 연결하는 일련의 과정을 통해 구현된다. 이 과정에서 상기 작업 지원선(62)은 권양윈치(62a)의 권양와이어(62b)를 이용하여 해저에 위치한 계류체인(60)의 상측 자유단부를 해상으로 잡아 끌어올리게 되고, 상기 원격조정선(66)은 해양에 있는 메신저 와이어(44)를 작업 지원선(62)으로 가져가게 된다.

이어, 상기 작업 지원선(62)의 권양윈치(62a)를 매개로 선체로 올라온 계류체인(60)의 상측 자유단부는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 윈치와이어(14)의 자유단부에 대해 링크부재(26)를 매개로 결합하게 된다. 즉, 이 과정은 윈치와이어(14)의 자유단부에 고정된 링크부재(26)를 이용하여 계류체인(60)의 상측 자유단부를 윈치와이어(14)에 연결함으로써 구현된다. 이때 상기 메신저 와이어(44)는 링크부재(26)로부터 제거된다.

이어, 상기 작업 지원선(62)은 권양와이어(62b)를 천천히 당기게 되고, 작업 지원선(62)의 권양와이어(62b)에 대한 장력이 사라지게 될 때 작업 지원선(62)의 권양와이어(62b)를 제거하게 되어 윈치와이어(14)와 계류체인(60) 사이의 결합만이 잔류한 상태로의 전환이 이루어지게 된다.

도 11 내지 도 15를 각각 참조로 하면, 계류 초기단계는 본선의 계류라인을 이용하여 계류체인(60)을 본선으로 끌어 올려 고정하는 일련의 과정으로 이루어진다. 즉, 해양 구조물의 갑판(12)에 설치된 계류윈치(16)를 이용하여 윈치와이어(14)를 감아올리면, 상기 계류체인(60)은 체인스톱퍼(36)와 체인가이드(64)를 순차적으로 거쳐 상부 플랫폼(32)에 이르기까지 올라오게 되고, 이 과정에서 선체(10)의 최하부에 위치한 체인스톱퍼(36)의 내부에 있는 별도의 고정장치(36a)를 이용하여 계류체인(60)을 고정함으로써 계류체인(60)이 가지고 있는 하중을 1차적으로 잡아주게 된다. 이어, 선체(10)의 하부 플랫폼(34)에 설치된 수동조작식 고정기구(42)를 이용하여 계류체인(60)을 2차 고정하게 된다. 이 과정에서 계류후 잉여의 계류체인(60)은 하부 플랫폼(34)의 상부에 위치한 적정의 공간(도 15에서 빗금친 부위)으로 일시 보관할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 계류 초기단계에서 상기 선체(10)의 최하부에 설치된 체인스톱퍼(36)를 통해 계류체인(60)에 대한 1차 고정을 수행하고, 상기 선체(10)의 하부 플랫폼(34)에 설치된 수동조작식 고정기구(42)를 이용하여 상기 계류체인(60)에 대한 2차 고정을 수행하게 되므로, 종래와는 달리 체인 잭(38)을 직접적으로 이용하지 않고도 계류체인(60)을 턴다운쉬브(22)에 이르기까지 끌어올린 다음 바로 2차 고정장치에 해당하는 수동조작식 고정기구(42)로 고박함으로써 하부 플랫폼(34)의 상부에 대해 잉여의 계류체인(60)을 적재하고 본선 계류의 초기단계에 대한 작업을 마칠 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명은 본선 계류의 초기단계에서 체인 잭(38)을 사용하지 않게 되므로 작업단계를 축소할 수 있어 작업에 소요되는 인적 및 물적 자원의 소요를 최소화할 뿐만 아니라 작업시간도 크게 단축시킬 수 있게 된다. 특히, 본 발명은 종래와 같이 큰 하중을 가지는 잉여의 계류체인(60)을 일시적으로 적재하기 위해 해양 구조물의 갑판(12)과 사이드 쉘(30)에 이르는 전 부위에 대한 구조적 강성을 보강하지 않고, 선체(10)의 하부 플랫폼(34)에 대해 지지 구조물(48)을 이용한 국부적인 구조적 강성만을 구현하면 되므로 인해 해양 구조물의 건조에 소요되는 비용을 크게 줄일 수 있게 된다.

도 16과 도 17을 각각 참조로 하면, 장력 조절단계는 해저면으로부터 본선에 이르기까지 연장되어 고정된 계류체인(60)에 대한 장력을 적절하게 조절하는 일련의 과정으로 이루어진다.

장력 조절단계는 이전의 계류 초기단계에서 1차로 고정된 계류체인(60)의 자체 하중과 수중에 있는 계류체인(60)의 유동에 의해 선체(10)의 위치가 안정되게 되면 최종 계류작업의 진행을 통해 구현되는 것으로, 이때 계류체인(60)에 대한 체인스톱퍼(36)의 1차 고정과, 수동조작식 고정기구(42)에 의한 계류체인(60)의 2차 고정을 모두 해제상태로 전환한 다음 진행된다.

즉, 장력 조절단계는 계류윈치(16)의 작동을 통해 윈치와이어(14)를 끌어당겨 계류체인(60)을 턴다운쉬브(22)의 높이에 이르기까지 상승시킨 다음, 상기 턴다운쉬브(22)의 전방에 위치한 체인 잭(38)을 매개로 계류체인(60)을 당겨 그 길이를 적절하게 조절함으로써 해양 구조물이 계류체인(60)의 장력 중심에 위치할 수 있게 하는 것이다. 이 경우 체인 잭(38)은 리프팅 설비(40)의 작동을 통해 보관위치(도 16)에서 작업위치(도 17)로 그 위치를 변경할 수 있게 된다.

상기와 같은 일련의 장력 조절과정이 완료되면, 상기 계류체인(60)은 체인스톱퍼(36)에 의한 1차 고정과 수동조작식 고정기구(42)에 의한 2차 고정을 통해 이중의 구속을 받을 수 있으므로, 본 발명은 해상에서 본선에 과도한 동요가 발생하게 되더라도 상기 계류체인(60)에 대한 2차에 걸친 고정 및 구속 작용을 토대로 구조물의 전복과 같은 각종 안전사고의 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.

도 18 내지 도 20을 각각 참조로 하면, 보관단계는 상기 계류체인(60)에 대한 장력을 조절한 다음 잉여의 계류체인(60)을 턴다운쉬브(22)의 후방에서 갑판(12)의 하부를 향해 별도로 설치된 체인로커(68)의 내부로 저장하는 일련의 과정으로 이루어진다.

이 경우, 상기 체인스톱퍼(36)에 의한 계류체인(60)의 1차 고정은 그대로 유지된 상태이면서 상기 하부 플랫폼(34)에서 계류체인(60)을 2차적으로 고정하고 있는 수동조작식 고정기구(42)를 해제한 상태에서 진행되고, 최종적으로 계류라인은 체인로커(68)에서 연장된 형태를 이루면서 체인스톱퍼(36)에 의한 1차 고정과 수동조작식 고정기구(42)에 의한 2차 고정은 모두 유지된 상태를 유지하게 된다.

즉, 본선 계류의 초기단계에서 하부 플랫폼의 상부에 적재된 잉여의 계류체인(60)은 이의 상측 자유단부가 윈치와이어(14)의 자유단부에 위치한 링크부재(26)와의 연결이 선행된 상태에서 계류윈치(16)의 작동에 의해 턴다운쉬브(22)의 높이만큼 상승하게 된다. 이때 잉여의 계류체인(60)은 리프팅 설비(40)에 의해 보관위치에서 작업위치로 이송된 체인 잭(38)의 폴(Pawl)에 의해 일시적으로 고정된 상태에서 갑판(12)으로 끌어올려지게 된다.

이어, 상기 잉여의 계류체인(60)의 상측 자유단부는 윈치와이어(14)의 자유단부로부터 해제된 다음, 갑판(12)에 설치된 체인블록(70)을 이용하여 체인가이드슈트(Chain guide chute; 72)로 안내되어 체인로커(68)의 내부로 자중에 의해 낙하함으로써 보관의 전 과정이 종료되어진다. 또한, 상기 체인로커(68)의 내부로 잉여의 계류체인(60)에 대한 보관이 종료되면, 상기 체인스톱퍼(36)에 의한 1차 고정과 상기 수동조작식 고정기구(42)에 의한 2차 고정이 다시 이루어지져, 상기 계류체인(60)에 대한 2차에 걸친 고정 및 구속 작용을 지속하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법에 있어, 상기의 전 과정은 해양 구조물의 선체(10)에 다수로 구비된 계류라인 중 어느 하나의 특정한 계류체인(60)에 대한 계류 방법만을 순차적으로 설명한 것이므로, 나머지 다수의 계류체인(60)에 대한 계류 방법도 전술한 바와 같은 동일한 방식으로 이루어질 수 있음은 당연하게 이해될 수 있을 것이다. 예컨대, 해양 구조물의 선체중 한 구역에 4개씩 계류체인(60)이 설치되는 경우에는 전체 4개의 구역에 걸쳐 총 16개의 계류체인(60)이 동일한 방법으로 계류될 것이고, 한 구역에 7개씩 계류체인(60)이 설치되는 경우에는 이 보다 많은 다수의 수량으로 계류체인(60)이 동일한 방법으로 계류될 것이다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-선체 12-갑판
14-윈치와이어 16-계류윈치
18-터거윈치와이어 20-터거윈치
22-턴다운쉬브 24-소켓
26-링크부재 28-데크쉬브
30-사이드 쉘 32-상부 플랫폼
34-하부 플랫폼 36-체인스톱퍼
38-체인 잭 40-리프팅 설비
42-수동조작식 고정기구 44-메신저 와이어
46-난간부재 48-지지 구조물
50-패드 아이 50a-구멍
52-스토퍼 바아 52a-손잡이부재
54-가이드 몸체 54a-하판부재
54b-측판부재 54c-상판부재
54d-걸림홈 56-구름바아
58-사각바아 60-계류체인
62-작업 지원선 64-체인가이드
66-원격조정선 68-체인로커
70-체인블록 72-체인가이드슈트

Claims (14)

1. 부유식 해양 구조물의 다점 계류를 위한 장치로서,
   선체(10)의 갑판(12)에 설치되고 윈치와이어(14)를 인양 가능하게 하는 계류윈치(16);
   상기 갑판(12)에 설치되고 상기 윈치와이어(14)에 대한 해저로의 하강을 안내하는 턴다운쉬브(22);
   상기 선체(10)의 사이드 쉘(30)에 설치되어 계류체인(60)을 1차 고정하는 체인스톱퍼(36); 및
   상기 사이드 쉘(30)의 하부 플랫폼(34)에 설치되어 상기 계류체인(60)을 2차 고정하는 수동조작식 고정기구(42)를 포함하고;
   상기 수동조작식 고정기구(42)는 상기 계류체인(60)의 이동을 허용하기 위한 상기 하부 플랫폼(34)의 개구부(34a)의 주위에 설치되는 패드 아이(50), 상기 패드 아이(50)의 구멍(50a)에 삽입될 수 있는 스토퍼 바아(52), 및 상기 스토퍼 바아(52)를 이동 가능하게 수용하고, 상기 스토퍼 바아(52)를 해제 위치와 걸림 위치로 각각 고정하기 위한 걸림홈(54d)을 갖춘 가이드 몸체(54)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 개구부(34a)는 상기 선체(10)의 전 둘레에 걸쳐 설치되는 하부 플랫폼(34)을 관통하여 형성되고, 상기 하부 플랫폼(34)의 저면은 상기 선체(10)에 대해 경사진 방향으로 배치되는 다수의 지지 구조물(48)을 매개로 고정되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 수동조작식 고정기구(42)는 상기 개구부(34a)의 주위에서 적정의 위상각을 두고 상호 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 패드 아이(50)는 상기 개구부(34a)의 주위에서 상호 대향된 위치로 직립하는 한 쌍의 부재이고, 그들 중 적어도 하나는 상기 스토퍼 바아(52)의 진입방향을 향해 외측으로 돌출되어 상기 스토퍼 바아(52)를 지지하는 안착판(50b)을 설치하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 가이드 몸체(54)는 상기 스토퍼 바아(52)를 이동 가능하게 안착하는 하판부재(54a), 상기 하판부재(54a)의 양단부에서 직립하게 결합되는 한 쌍의 측판부재(54b), 및 상기 한 쌍의 측판부재(54b) 중 적어도 하나의 부재에서 상기 하판부재(54a)와 대향하는 방향으로 절곡되는 상판부재(54c)를 구비하고, 상기 걸림홈(54d)은 상기 측판부재(54b) 중 어느 하나의 부재의 양단부에 각각 형성되며, 상기 스토퍼 바아(52)는 상기 걸림홈(54d)에 삽입 가능한 손잡이부재(52a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 수동조작식 고정기구(42)는 상기 하판부재(54a)의 내부에서 상기 스토퍼 바아(52)의 지지를 위해 자유롭게 구름 이동할 수 있는 다수의 구름바아(56)와, 상기 하판부재(54a)의 내부에서 상기 구름바아(56)의 이동범위를 제한하도록 상기 하판부재(54a)의 길이방향 전 구간에 걸쳐 다수의 위치로 고정되는 사각바아(58)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 장치.
7. 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법으로서,
   해양 구조물을 작업 해역으로 이송시키는 본선 이동단계;
   본선의 계류라인을 외부로 연장하고, 해저면으로 연장된 계류체인(60)을 인양하여 계류라인과 연결하는 계류 준비단계;
   본선의 계류라인을 이용하여 상기 계류체인(60)을 본선으로 끌어올려 고정하는 계류 초기단계;
   본선의 사이드 쉘(30)에 설치된 체인스톱퍼(36)를 이용하여 상기 계류체인(60)에 대한 장력을 조절하는 장력 조절단계;
   상기 계류체인(60)의 장력 조절후 잉여의 계류체인(60)을 체인로커(68)에 저장하는 보관단계; 및
   상기의 전 과정을 본선의 전 둘레부위에 걸쳐 개별적으로 반복 시행하여 다수의 계류체인(60)에 대한 독립적인 계류를 시행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 계류 준비단계는 본선의 계류라인을 외부로 연장하기 위해 윈치와이어(14)의 종단부에 메신저 와이어(44)를 연결하고, 상기 윈치와이어(14)와 메신저 와이어(44)를 선체의 사이드 쉘(30)에 설치된 상부 플랫폼(32)과 하부 플랫폼(34)을 순차적으로 경유한 상태에서 상기 하부 플랫폼(34)의 하부에 설치된 체인가이드(64)와 체인스톱퍼(36)를 거쳐 외부로 연장하는 메인작업과, 선저면으로 연장된 계류체인(60)을 인양한 다음, 작업 지원선(62)에서 본선의 윈치와이어(14)를 당겨 윈치와이어(14)에 대해 해저로 연장된 계류체인(60)을 연결하는 예비작업으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 계류 초기단계는 계류윈치(16)를 이용하여 윈치와이어(14)를 감아 계류체인(60)을 본선으로 끌어올리고, 상기 사이드 쉘(30)에 설치된 체인스톱퍼(36)를 이용하여 상기 계류체인(60)을 1차 고정하고, 상기 하부 플랫폼(34)에 설치된 수동조작식 고정기구(42)를 이용하여 계류체인(60)을 2차 고정하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 계류 초기단계에서 상기 하부 플랫폼(34)에 잉여의 계류체인(60)을 적재하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법.
11. 청구항 7에 있어서,
    상기 장력 조절단계는 계류체인(60)에 대한 체인스톱퍼(36)의 1차 고정과, 수동조작식 고정기구(42)에 의한 계류체인(60)의 2차 고정을 모두 해제상태로 전환한 다음, 체인 잭(38)을 이용하여 상기 계류체인(60)을 상부로 당겨 그 길이를 조절하여 본선을 계류체인(60)의 장력 중심에 위치하게 하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법.
12. 청구항 7에 있어서,
    상기 보관단계는 체인스톱퍼(36)에 의한 계류체인(60)의 1차 고정을 그대로 유지한 상태에서 수동조작식 고정기구(42)에 의한 계류체인(60)의 2차 고정을 해제상태로 전환한 다음, 상기 계류 초기단계에서 하부 플랫폼(34)에 적재된 잉여의 계류체인(60)을 윈치와이어(14)와 연결하고 계류윈치(16)의 작동을 통해 갑판(12)의 상부로 끌어올린 후 체인로커(68)의 내부로 낙하시키는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 갑판(12)의 상부로 끌어올린 잉여의 계류체인(60)은 체인블록(70)을 이용하여 체인가이드슈트(72)로 안내된 다음 체인로커(68)의 내부로 자중에 의해 낙하하여 저장되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 체인로커(68)의 내부로 잉여의 계류체인(60)에 대한 보관이 종료되면, 상기 체인스톱퍼(36)에 의한 1차 고정과 상기 수동조작식 고정기구(42)에 의한 2차 고정이 다시 이루어지는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 다점 계류 방법.
    

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