KR20150002910U - 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파일의 직경 사이즈에 관계없이 하나의 앤빌을 사용할 수 있도록 하고 파일과 슬리브 직경 차로 인해 형성된 간격을 보상할 수 있도록 하여 제작 및 항타 작업의 효율성을 높인 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치에 관한 것이다.
이를 위해, 유압장치와, 유압장치에 의해 승강되는 웨이트와, 웨이트와 파일 사이에 배치되어 웨이트의 타격을 파일에 전달하는 앤빌과, 파일의 일부를 덮어씌워 파일의 하강을 가이드 하는 슬리브를 포함하는 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치에 있어서, 상기 앤빌의 저면에는 동심원 방향으로 직경이 다른 복수의 파일 배치홈이 형성된 것을 특징으로 하는 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치를 제공한다.

Description

해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치{A hammer device for pile driving of offshore jacket structure}

본 고안은 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파일 사이즈에 관계없이 하나의 장치로 항타 작업이 이루어질 수 있도록 한 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치에 관한 것이다.

국제적으로 급격하게 산업 및 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추시설이 개발되어 있다.

이러한 시추설비의 예로써 해양구조물이 제공된다.

해양구조물(OFFSHORE FIXED PLATFORM;'해상 플랫폼'이라 불리기도 함)은 해양의 조사나 자원개발을 위하여 설치되는 구조물을 의미하는 것으로서, 철골 구조물인 '자켓'과 그 위에 탑재되는 '데크['탑사이드(TOPSIDE)'라 불리기도 함]'로 구성된다.

상기 해양구조물은 상기한 바와 같이 해저유전이나 가스의 개발과 생산을 위해 설치되기도 하고, 대형유조선의 접안을 위한 항만 구조물로 쓰이기도 한다.

대형 유조선이 정박하려면 그만한 수심이 필요하고, 준설이 여의치 않을 때는 아예 깊은 곳까지 젯티와 돌핀을 연장하여 항만을 만들어야 하기 때문이다.

이를 일명 오프쇼어 마린 터미널(Offshore Marine Terminal)이라 한다.

최근에는 발전소나 석유저장시설, 어업 중계 기지 등을 위해 해양구조물이 만들어지기도 한다.

상기해양구조물은 육지와 연결된 어떤 구조도 갖지 않은 채 어떤 날씨 조건 하에서도 바다의 한 지점에 머물러 있을 수 있는 구조물로서, 설치되는 수심에 따라 고정식, 반잠수식, 부유식으로 구분된다.

이때, 고정식 해양구조물은 또다시 자켓식, 중력식, 갑판 승강식으로 구분된다.

특히, 해양 구조물 중의 자켓식(jacket type) 해양 구조물은 도 1에 도시된 바와 같이 말뚝(Pile)에 의해 해저에 고정되는 구조물이다.

상기 자켓식 해양 구조물은 주로 원형 실린더 부재로 구성된 골조구조물로서, 구조물 상단에 작업장이 마련되고, 상기 작업장에는 처리설비, 거주설비 등이 탑재된다.

한편, 상기 자켓식 해양구조물을 해저에 설치하기 위해서는 자켓레그 안쪽에 파일을 박아 고정시킨다.

이때, 해저에 파일을 박기 위해서는 해머장치가 제공된다.

해머장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 유압장치(10)와, 웨이트(20)와, 앤빌(30)과, 슬리브(40)로 구성된다.

유압장치(10)는 웨이트(20)를 승강시키면서 웨이트(20)로 하여금 웨이트(20) 하방의 파일(P)을 해저에 박게 한다.

유압장치(10)는 해머장치의 상부에 설치되며 피스톤 로드(11)를 포함한다.

피스톤 로드(11)는 유압장치(10)의 유압 작용에 의해 승강되면서 웨이트(20)를 승강시키는 것이다.

다음으로, 웨이트(20)는 상기한 바와 같이 유압장치(10)의 유압작용에 의해 승강되면서 앤빌(30)을 타격하는 역할을 한다.

웨이트(20)는 유압장치(10)의 피스톤 로드(11)에 설치되며, 피스톤 로드(11)의 작용에 의해 승강되는 것이다.

다음으로, 앤빌(30)은 파일에 대한 웨이트(20)의 타격 효율을 높이는 역할을 하며, 파일(P)과 웨이트(20) 사이에 설치된다.

즉, 웨이트(20)와 파일(P)의 직경 사이즈가 서로 다르기 때문에 앤빌(30)은 웨이트(20)의 타격 효율을 높이기 위한 중간 매개체 역할을 하는 것이다.

다음으로, 슬리브(40)는 웨이트(20)에 의한 파일(P) 타격시 하강되는 것을 가이드 하며, 파일(P)의 일부를 덮어씌운다.

즉, 파일(P)의 일부가 슬리브(40) 내에 삽입된 상태에서 웨이트(20)에 의한 타격이 이루어지므로 파일(P)은 정해진 경로를 따라 그대로 해저에 박힐 수 있는 것이다.

하지만, 상기한 구성으로 이루어진 종래의 해머장치는 다음과 같은 문제가 있었다.

첫째, 자켓식 해양구조물의 크기에 따라 해저에 박히는 파일(P)의 사이즈도 달라지는바, 파일(P)의 직경에 따라 파일 위에 배치되는 앤빌(30)의 크기도 달라져야 하는 문제가 있었다.

파일(P)에 대한 타격의 효율이 극대화되기 위해서는 앤빌(30)의 저면 직경과 파일(P)의 상면 직경이 일치해야하는데, 파일(P)의 직경 사이즈에 따라 앤빌(30)이 별도로 제공되어야하는 것이었다.

이에 따라, 파일(P)의 직경에 대응되는 앤빌(30)을 각각 제작해야 하는 문제가 있었다.

둘째, 슬리브(40)의 내경에 비해 작은 직경을 갖는 파일(P) 작업이 이루어질 경우, 슬리브(40)와 파일(P)의 직경 차로 인한 간격이 발생하여 파일(P)에 대한 타격시 파일(P)의 유동이 심하게 발생하는 문제가 있었다.

이에 따라, 파일(P)이 해저에 정확하게 박히지 못하여 바로잡기 위한 추가 작업이 발생하는 문제가 있었다.

대한민국 공개번호 10-2013-0023878 대한민국 등록번호 10-1319019

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 파일의 직경 사이즈에 관계없이 하나의 앤빌이 대응할 수 있도록 하고 파일과 슬리브의 직경 차에 따른 슬리브와 파일 사이의 간격을 보상하여 파일의 유동을 억제할 수 있도록 한 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치를 제공하고자 한 것이다.

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 유압장치와, 유압장치에 의해 승강되는 웨이트와, 웨이트와 파일 사이에 배치되어 웨이트의 타격을 파일에 전달하는 앤빌과, 파일의 일부를 덮어씌워 파일의 하강을 가이드 하는 슬리브를 포함하는 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치에 있어서, 상기 앤빌의 저면에는 동심원 방향으로 직경이 다른 복수의 파일 배치홈이 형성된 것을 특징으로 하는 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치를 제공한다.

이때, 상기 파일 배치홈은 다단으로 단차지게 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬리브의 내측면에는 끼움홈을 형성하는 복수의 끼움부재가 형성되며, 상기 끼움부재에는 슬리브와 파일 사이에 형성된 간격을 보상하는 보상부재가 결합된 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 앤빌의 저면에 파일의 각 사이즈에 대응되는 복수의 파일 배치홈이 형성됨으로써, 하나의 앤빌로도 다양한 사이즈의 파일에 대응할 수 있는 효과가 있다.

즉, 파일의 사이즈에 관계없이 하나의 앤빌로도 파일 항타 작업이 가능함으로써, 앤빌 제작 비용을 줄일 수 있어 제작 비용의 효율성을 높일 수 있는 것이다.

둘째, 파일과 슬리브 간에 직경 차로 인해 발생한 간격을 보상해주기 위한 끼움부재 및 보상부재가 제공됨으로써 양질의 항타 작업이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

즉, 파일과 슬리브 사이에 보상부재가 압착됨으로써, 파일의 유동을 억제할 수 있어 정해진 경로를 따라 타격 작업이 이루어질 수 있는 것이다.

도 1은 해양 자켓 구조물을 나타낸 사시도
도 2는 종래 기술에 따른 해양 자켓 구조물 파일 타격용 해머장치를 나타낸 단면도
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 해양 자켓 구조물 파일 타격용 해머장치를 구성하는 앤빌을 나타낸 저면 사시도
도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 해양 자켓 구조물 파일 타격용 해머장치를 구성하는 슬리브에 파일이 배치된 상태를 나타낸 저면도
도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 해양 자켓 구조물 파일 타격용 해머장치에 파일이 결합된 상태를 나타낸 단면도.

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

이하, 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치(이하, '해머장치'라 함)에 대하여 설명하도록 한다.

해머장치는 해저에 박히는 파일의 직경에 관계없이 항타 작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 한 기술적 특징이 있다.

즉, 파일의 직경에 관계없이 파일의 상단부에 밀착될 수 있는 복수의 요홈을 형성하는 앤빌과, 파일과 슬리브 사이에 형성된 간격을 보상하여 파일의 유동을 억제함으로써 파일 타격 작업을 위한 해머장치의 효율성을 높일 수 있는 것이다.

이를 위한 해머장치는 유압장치(100)와, 웨이트(200)와, 앤빌(300)과, 슬리브(400)를 포함하여 구성된다.

유압장치(100)는 웨이트(200)를 승강시킬 수 있는 동력을 발생하며, 해머장치의 상부를 구성한다.

즉, 유압장치(100)는 유압을 이용해 웨이트(200)를 승강시킴으로써 파일 타격을 실시할 수 있는 것이다.

이때, 유압장치(100)는 공지된 기술과 동일하며, 유압호스(110) 및 피스톤 로드(120)를 포함한다.

다음으로, 웨이트(200)는 해저에 파일(P)이 박히도록 상기 파일(P)에 하중을 가하는 역할을 하며, 유압장치(100)의 동력에 의해 승강된다.

즉, 웨이트(200)는 유압장치(100)에 의해 승강되면서 파일(P)의 상부에 하중을 가하여 파일(P)을 타격함으로써, 파일 설치 작업을 수행하는 것이다.

이때, 웨이트(200)는 유압장치(100)의 피스톤 로드(120)에 설치된다.

다음으로, 앤빌(Anvil;300)은 웨이트(200)와 파일(P) 사이에 설치되어 웨이트(200)의 하중을 파일(P)에 전달하는 매개체 역할을 한다.

즉, 다양한 사이즈의 파일(P)이 제공될 수 있으므로, 웨이트(2000가 파일(P)을 직접 타격하는 것보다는 앤빌(300)이라는 매개체를 이용함으로써 타격의 효율성을 높일 수 있는 것이다.

이때, 앤빌(300)의 상단부 직경은 웨이트(200)의 하단부 직경에 대응되는 크기로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 앤빌(300)의 저면에는 복수의 파일 배치홈(310)이 형성된다.

파일 배치홈(310)은 앤빌(300)의 저면에 배치되는 파일(P)을 고정시키기 위한 것으로서, 상기 파일 배치홈(310)에 파일(P)의 상단부가 삽입되도록 한 것이다.

상기 파일 배치홈(310)은 앤빌(300)의 저면에 복수로 형성된다.

파일 배치홈(310)은 앤빌(300)의 저면 중앙을 중심으로 동심원 방향으로 복수개 형성되되, 각 파일 배치홈(310)은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 단차지게 형성된다.

즉, 이와 같이 직경이 다른 파일 배치홈(310)이 형성됨에 따라 직경이 다른 파일(P)이 제공되더라도 앤빌(300)의 저면에 대응될 수 있는 것이다.

이에 따라, 파일(P) 직경에 맞는 저면을 갖는 앤빌(300)을 별도로 제작할 필요가 없게 된다.

다음으로, 슬리브(400)는 파일(P)의 하강을 가이드 하며, 파일(P)의 일단부를 덮어씌울 수 있도록 중공의 원통형으로 형성된다.

이때, 슬리브(400)의 내측면에는 복수의 끼움부재(410)가 형성된다.

끼움부재(410)는 후술하는 보상부재가 끼움 결합되도록 하기 위한 구성으로서, 슬리브(400)의 내측면을 따라 복수로 형성된다.

이때, 끼움부재(410)는 도 4에 도시된 바와 같이 끼움홈(411)을 형성하며, 슬리브(400)의 중앙을 중심으로 4군데에 형성됨이 바람직하다.

물론, 끼움부재(410)의 개수가 한정되는 것은 아니다.

한편, 보상부재(420)는 파일(P)과 슬리브(400)의 직경 차로 인해 발생되는 간격을 보상하는 역할을 한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 끼움부재(410)에 보상부재(420)가 결합됨으로써, 상기 보상부재(420)의 단부는 파일(P)의 외측면에 밀착되어 슬리브(400) 안에서 파일(P)의 유동을 억제할 수 있는 것이다.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 해머장치의 작용에 대하여 설명하도록 한다.

파일(P)을 해저에 세운 후, 파일(P)의 상단부에 해머장치를 결합시킨다.

이때, 해머장치의 슬리브(400)는 파일(P)의 상단부를 덮어씌우게 된다.

이때, 파일(P)의 상단은 앤빌(300)의 파일 배치홈(310)에 삽입이 되는데, 여러 파일 배치홈(310) 중 파일(P)의 직경에 대응되는 파일 배치홈(310)에 삽입이 된다.

이후, 파일(P)과 슬리브(400) 간에 직경 차로 발생한 간격을 보상하기 위하여, 끼움부재(410)에 보상부재(420)를 끼워 결합시킨다.

이때, 보상부재(420)의 길이는 파일(P)과 슬리브(400) 간에 발생한 간격에 대응되어야 함은 당연하다.

이로써, 도 5에 도시된 바와 같이 파일(P)에 해머장치의 결합이 완료된다.

이후, 유압장치(100)를 작동하여 웨이트(200)를 승강시키면서 앤빌(300)의 상단을 타격시킨다.

이때, 앤빌(300)은 웨이트(200)의 타격을 파일(P)에 전달함으로써 파일(P)은 해저에 박히게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 해머장치는 다양한 사이즈의 파일에 대응되는 직경을 갖는 복수의 파일 배치홈을 형성하는 앤빌 및 파일과 슬리브 간에 직경 차에 의해 발생한 간격을 보상하는 끼움부재 및 보상부재를 구성한 기술적 특징이 있다.

이에 따라, 파일 사이즈에 맞게 앤빌 및 슬리브를 각각 제작할 필요가 없어 제작 비용의 효율성을 높일 수 있으며, 타격에 대한 효율성을 극대화할 수 있게 된다.

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

100 : 유압장치 200 : 웨이트
300 : 앤빌 310 : 파일 배치홈
400 : 슬리브 410 : 끼움부재
411 : 끼움홈 420 : 보상부재

Claims (3)

1. 유압장치와, 유압장치에 의해 승강되는 웨이트와, 웨이트와 파일 사이에 배치되어 웨이트의 타격을 파일에 전달하는 앤빌과, 파일의 일부를 덮어씌워 파일의 하강을 가이드 하는 슬리브를 포함하는 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치에 있어서,
   상기 앤빌의 저면에는 동심원 방향으로 직경이 다른 복수의 파일 배치홈이 형성된 것을 특징으로 하는 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 파일 배치홈은 다단으로 단차지게 형성된 것을 특징으로 하는 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 슬리브의 내측면에는 끼움홈을 형성하는 복수의 끼움부재가 형성되며, 상기 끼움부재에는 슬리브와 파일 사이에 형성된 간격을 보상하는 보상부재가 결합된 것을 특징으로 하는 해양 자켓 구조물의 파일 타격용 해머장치.
   
   
   

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