KR20140147625A - 해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일면에 의하면, 해저 면에 수직으로 설치되는 케이슨 파이프 조립체에 있어서 외부관체(20) 및 상기 외부관체(20) 내부에 설치되는 다발 형태의 내부관체(30)를 포함하고 상기 외부관체(20)는 서로 결합 가능하게 형성되는 다수의 분할관(21)을 구비하는 것을 특징으로 하는 해상구조물용 케이슨 조립체를 제공한다.
이에 따라, 크레인을 이용하여 내부관체을 수직으로 삽입하던 기존의 방식과 달리, 지그를 이용해 외부관체를 수평으로 이송하여 내부관체와 삽입함으로써, 작업공간을 줄일 수 있고, 작업시간을 단축할 수 있으며, 안전사고의 위험성을 경감하는 효과가 있다..

Description

해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 조립방법 {CAISSON ASSEMBLY FOR OFFSHORE STRUCTURE AND ASSEMBLY METHOD THEREOF}

본 발명은 해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 조립방법으로, 더욱 상세하게는 대형 케이슨 파이프 내부에 내부 파이프가 설치되는 해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 해상구조물용 케이슨 조립체는 석유 시추 등의 해저 및 해상 작업에 있어서 공기정화 및 오물 통로로서 다발형태의 배관을 삽입하여 수용하는 구조로 형성된다.

이러한 해상구조물용 케이슨 조립체는 해양의 수압, 파랑, 풍압을 견뎌야하기 때문에, 강성이 뛰어난 금속 재질을 이용해 내부가 비어 있는 원통형으로 제작되는 것이 일반적이다.

종래기술에 따른 케이슨 조립체의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 모든 부재가 수직 상태로 투입되므로 케이슨 파이프(1)에 내부배관(2)을 넣기 위해 30M이상 높이의 작업공간 확보가 필요하고, 조립 과정에서 내부배관(2)에 일정간격으로 결합된 거싯플레이트(GUSSET PLATE)(3)가 걸려서 작업시간이 길어지고 각각의 부재에 손상을 초래한다.

또한, 케이슨 파이프(1) 내부를 연마하기 위한 인사이드 플러쉬 글라인딩(INSIDE FLUSH GRINDING)를 필요로 하고, 내부 배관(2) 탑재시 견인크레인에 의해 부하가 증가하고, 각 파이프가 휘는 문제점이 있었다. 또한, 케이슨 파이프(2)를 수직 상태로 유지하기 위한 서포터(Support)(4)를 설치하고 제거하는 공정이 필요하여 공수가 증가하고 모재에 손상을 준다는 문제점이 있었다.

이과 관련되는 선행특허로서, 특허문헌 1에는 완성된 입체구조물 형태로 케이슨 조립체를 제작하고 케이슨에 설치되는 유도강관 상부로부터 근입강관을 결합하는 경우, 유도강관에 부싱롤러(bushing roller)를 부착해서 견인크레인의 부하를 감소시키는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1에 따른 케이슨 조립체의 제조 방법은 케이슨 조립체의 제조방법은 근입강관과 유도강관을 결합하는 과정에 있어서, 근입강관과 유도강관의 결합을 유도하는 와이어(WIRE)로 인해 유도삽입되는 조립 강성이 약화되는 구조적 문제점은 물론 해상에서 다발의 관을 조립하는 경우 공정의 난이성과 안전사고의 위험성이 증가되는 문제점도 드러난다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1211811호(2011. 12.06 등록)

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다발관을 일정간격으로 지지하는 거싯플레이트를 외보관체에 설치하여 배관 파이프를 안정적으로 지지하고 조립작업의 용이성을 제공하는 해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 각 배관 파이프를 결합할 때, 외부관체를 다수의 분할관으로 구성하여 결합하는 방식에 의하여 내부관체의 조립에 따른 손상을 방지하는 해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부관체를 다발이 아닌 개별로 조립하여 크레인의 부하를 감소시킬 수 있는 해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 의하면 해저 면에 수직으로 설치되는 케이슨 파이프 조립체에 있어서: 외부관체; 및 상기 외부관체 내부에 설치되는 다발 형태의 내부관체를 포함하고 상기 외부관체는 서로 결합 가능하게 형성되는 다수의 분할관을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 분할 관에는 상기 내부관체을 미리 설정된 간격으로 지지하는 거싯플레이트가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면에 의하면, (a) 외부관체의 각 분할관을 수평으로 배치하는 단계, (b) 하나의 내부관체를 지지한 상태에서 상기 분할관을 순차적으로 이동 결합하여 가조립체를 생성하는 단계, (c) 상기 가조립체에 나머지 내부관체를 순차적으로 결합하는 단계; 및 (d) 상기 분할관을 일체로 용접하고 내부관체의 결합을 완료하는 단계;를 특징으로 한다.

이때, 상기 단계 (a)는 분할관을 가이드 롤러가 구비된 지그 상에 배치하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 단계 (b)는 내부관체를 크레인으로 지지하여 위치를 고정하거나 설정된 위치로 이동하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 제조방법에 의하면, 크레인을 이용하여 내부관체을 수직으로 삽입하던 기존의 방식과 달리, 지그를 이용해 외부관체를 수평으로 이송하여 내부관체와 삽입함으로써, 작업공간을 줄일 수 있고, 작업시간을 단축할 수 있으며, 안전사고의 위험성을 경감하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 케이슨 조립체의 조립방법에 따른 내부관체과 외부관체를 결합하는 과정을 보인 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 해상구조물용 케이슨 조립체의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 해상구조물용 케이슨 조립체의 조립 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 해상구조물용 케이슨 조립체의 조립 방법을 단계별로 설명하기 위한 공정상태도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물용 케이슨 결합체 및 그의 조립방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 해상구조물용 케이슨 조립체의 사시도 이다.

해저 면에 수직으로 설치되는 케이슨 파이프 조립체에 있어서: 외부관체(20); 및 상기 외부관체(20) 내부에 설치되는 다발 형태의 내부 관체(30)를 포함하고 상기 외부관체(20)는 서로 결합 가능하게 형성되는 다수의 분할관(21)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

통상적으로 외부관체(20)는 해상구조물의 공기정화 및 오물통로를 구성하기 위한 강성을 지니고 직경이 큰 하나의 관체로 구성되지만 외부관체(20)에 수용되는 내부관체(30)는 유체 경로, 케이블 경로 등을 제공하기 위한 다양한 직경을 지닌 다발관으로 구성된다.

본 발명의 외부관체(20)는 길이에 따라 3~5개로 분할된 분할관(21)으로 형성하는 것이 좋다. 이러한 분할관(21)은 종래와 같이 수직 상태가 아닌 수평 상태로 조립이 가능하여 작업 현장의 높이에 따른 제한이 없고 안정적인 작업 조건을 유지할 수 있다.

이때, 상기 분할관(21)에는 상기 내부관체(30)을 미리 설정된 간격으로 지지하는 거싯플레이트(22)가 설치되는 구조이다. 종래의 경우 거싯플레이트(22)가 다발관인 내부관체(30)에 설치되어 조립성이 불량하였으나, 본 발명은 외부관체(20)의 각각의 분할관(21)에 거싯플레이트(22)를 고정하여 후술하는 것처럼 조립성을 향상한다.

이러한 거싯플레이트(22)는 분할관(21)의 단부에 고정하는 것보다 대략 100MM 이상의 깊이를 유지하도록 설치하는 것이 분할관(21)의 용접에 따른 용접부 결함을 방지하고 내부관체(30)의 조립을 용이하게 하는 측면에서 유리하다.

본 발명의 다른 일면에 의한 제조방법의 바람직한 실시 예는 도 3 및 도 4에 따라 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 해상 구조물용 케이슨 조립체(10)의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 해상구조물용 케이슨 조립체의 조립 방법을 단계별로 설명하기 위한 공정 상태도이다.

본 발명에 따른 해상구조물용 케이슨 조립체 제조방법은 도 3에 도시된 바와 같이 단계 (a)에서 (b)의 4 공정으로 구분할 수 있다.

단계 (a)는 상기 외부관체(20)의 각 분할관(21)을 수평으로 배치하는 단계로써, 다수의 가이드 롤러를 지닌 레일 형태의 지그(40) 상에 분할관(21)을 동심축 상으로 배치한다. 상기 지그(40)의 가이드 롤러는 외부관체(20)를 2점 지지하는 위치에서 경사진 형태로 설치되어 긴밀한 지지상태에서 정확한 동심축 상의 이동을 가능하게 한다.

단계 (b)는 지그(40)의 상측으로 하나의 내부관체(30)를 지지한 상태에서 상기 분할관(21)을 순차적으로 이동 결합하여 가조립체를 생성한다. 하나의 내부관체(30)에 다수의 분할관(21)이 각각 결합되어 외부관체(20)를 구성한다. 가조립체의 외부관체(20)는 분할관(21) 간의 용접이 수행되기 전 상태로서 각각의 거싯플레이트(22)에 형성된 다수의 통공이 상호 일치되므로 후속된 내부관체(30)의 결합이 용이하다.

이때, 내부관체(30)를 크레인으로 지지하여 위치를 고정하거나 설정된 위치로 이동한다. 하나의 내부관체(30)를 사용하므로 크레인의 용량은 종래에 비하여 작아도 무방하다. 내부관체(30)의 3~5개 지점에서 로프를 사용하여 지지한 상태에서 분할관(21)의 이동에 따라 로프를 하나씩 해체하면서 결합이 가능하다.

단계 (c)는 상기 가조립체에 나머지 내부관체(30)를 순차적으로 결합하는 과정으로 진행된다. 나머지 각각의 크기가 다른 내부관체(30)도 크레인과 로프를 이용하여 가조립체 측으로 이동하면서 정렬된 거싯플레이트(22)의 통공 상으로 밀어 넣어 신속하게 결합할 수 있다.

단계 (d)는 상기 분할관(21)을 일체로 용접하고 내부관체(30)의 결합을 완료한다. 가조립체에 모든 내부관체(30)의 결합이 완료되면 이웃하는 분할관(21)을 용접하여 외부관체(20)로 완성하고 이어서 외부관체(20)와 내부관체(30) 사이의 결합도 완료하여 케이슨 조립체를 완성한다.

이와 같이 본 발명에 의하면 종래의 서포터(4)를 배제할 수 있어 공수절감은 물론 강성 유지에도 유리하다.

이상 상기 실시 예에 있어서는 해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 제조방법에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술 사상에 따라 다양한 분야의 확대 적용이 가능하다.

본 발명에 따른 해상구조물용 케이슨 조립체 및 그의 제조방법을 사용하는 것에 의해 작업공간의 높이를 축소할 수 있으며, 수평으로 작업함에 따른 안전성을 향상하고, 작업시간을 단축할 수 있다.

10: 케이슨 조립체 20: 외부관체
21: 분할관 22: 거싯플레이트
30: 내부관체 40: 지그

Claims (5)

1. 해저 면에 수직으로 설치되는 케이슨 파이프 조립체에 있어서:
   외부관체(20); 및
   상기 외부관체(20) 내부에 설치되는 다발 형태의 내부관체(30)를 포함하고
   상기 외부관체(20)는 서로 결합 가능하게 형성되는 다수의 분할관(21)을 구비하는 것을 특징으로 하는 해상구조물용 케이슨 조립체.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 분할관(21)에는 상기 내부관체(30)을 미리 설정된 간격으로 지지하는 거싯플레이트(22)가 설치되는 것을 특징으로 하는 해상구조물용 케이슨 조립체.
3. (a) 외부관체(20)의 각 분할관(21)을 수평으로 배치하는 단계,
   (b) 하나의 내부관체(30)를 지지한 상태에서 상기 분할관(21)을 순차적으로 이동 결합하여 가조립체를 생성하는 단계,
   (c) 상기 가조립체에 나머지 내부관체(30)를 순차적으로 결합하는 단계; 및
   (d) 상기 분할관(21)을 일체로 용접하고 내부관체(30)의 결합을 완료하는 단계;를 특징으로 하는 해상 구조물용 케이슨 조립방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 단계 (a)는 분할관(21)을 가이드 롤러가 구비된 지그(40) 상에 배치하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물용 케이슨 조립방법.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 단계 (b)는 내부관체(30)를 크레인으로 지지하여 위치를 고정하거나 설정된 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물용 케이슨 조립방법.

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