KR20150138256A - 해양 설비 또는 선박을 위한 스키딩 시스템 - Google Patents

해양 설비 또는 선박을 위한 스키딩 시스템 Download PDF

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KR20150138256A
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야콥 피터 데커
리우웬 에버라르두스 요하네스 아드리아누스 반
마리우스 피르데만
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아이에이취시 홀랜드 아이이 비.브이.
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 세트를 이루는 레일(5), 및 적재물(4)을 지지할 뿐만 아니라 적재물(4)을 레일(5)을 따라, 예컨대 보관 포지션으로부터 작업 포지션으로 그리고/또는 작업 포지션으로부터 보관 포지션으로 이송하기 위한 하나 이상의 캐리지(6)를 구비하는 해양 풍력 터빈 설비선(1)과 같은 해양 설비 또는 선박을 위한 스키딩 시스템(2)에 관한 것이다. 적어도 하나의 캐리지(6)는 다양한 적재물(4)들에 맞게 조절가능하다.

Description

해양 설비 또는 선박을 위한 스키딩 시스템{SKIDDING SYSTEM FOR AN OFFSHORE INSTALLATION OR VESSEL}
본 발명은, 적어도 하나의 세트를 이루는, 예컨대 한 쌍의 레일(스키드 빔으로도 알려짐), 및 적재물을 지지할 뿐만 아니라 적재물을 레일을 따라, 예컨대 보관 포지션으로부터 작업 포지션으로 그리고/또는 작업 포지션으로부터 보관 포지션으로, 특히 선박으로부터 적재물을 하역하는 크레인의 도달 범위 내에서 이송하기 위한 하나 이상의 캐리지(팰릿(pallet) 또는 카트(cart)로도 알려짐)를 구비하는 해양 풍력 터빈 설비선(offshore wind turbine installation ship; OWTIS)과 같은 해양 설비 또는 선박을 위한 스키딩 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 해양 설비 또는 선박에 적재물을 스키딩하는 방법에 관한 것이다.
미국 특허 제3,486,737호에 설명되어 있는 바와 같이, 직선 형태 또는 호 형태의 지지부 상에 무거운 적재물을 이송하는 것이 요구되는 경우, 이러한 이송은 종종 적재물을 스키딩(skid 또는 skidding; 대상물을 특정 대상 표면 등에 안전하면서도 미끄러지듯 위치시키는 일체의 동작 등을 의미하며, 이는 명세서 전체로 동일함)함으로써 행해진다. 예를 들어, 바다에 있는 플랫폼에서 유정을 시추하는 경우, 어느 한 유정 위치로부터 다른 유정 위치로 플랫폼 상에서 시추 장비(drilling rig)를 스키딩하는 것이 통상적이다. 이는, 피스톤들이 단계들 사이에 다음 스트로크를 위하여 실린더 내에서 후퇴되는 일련의 짧은 단계들에서 시추 장비를 스키딩하는 복동식 유압 실린더(double acting hydraulic cylinder)를 이용하여 행해지는 것이 일반적이다. 미국 특허 제3,486,737호에 따르는 장치에서, 적재물(6)은 수평방향으로 연장가능한 디바이스(10)에 의해 지지부(3)를 따라 미끄럼이동되고, 적어도 일부의 적재물이 롤러를 지나고 나서 마찰 슈(20)를 지나 지지부로 운반되게 하기 위해서 롤러(18)는 한쪽 방향으로 디바이스의 작동시 들어 올려진다.
미국 특허 제3,033,525호 또한 스키딩에 관한 문제점을 해결하고, 하나의 부재를 다른 것에 대해 상대적으로 이송하기 위한 힘 전달 디바이스에 관한 것이다.
최신 스키딩 시스템에서, 해저 모듈 또는 중량이 많이 나가는 구조물(예컨대 크리스마스 트리, 프로세스 모듈, 재킷 파운데이션(jacket foundation), PLEMs)과 같은 적재물들을 개방된 갑판 위에서 처리하는 것은 설비와 사람 모두에 대하여 높은 수준의 안전성이 요구된다. 현존하는 선박 스키딩 시스템은 통상적으로 통합형 레일 또는 갑판에 설치되는(on-deck) 스키드 레일, 푸시-풀(push-pull), 랙과 피니언 또는 캐리지에 의해 구동되는 윈치를 구비한다. 다른 시스템과의 통합 및 레이-아웃은 효율적인 갑판 물류관리를 위하여 최적화되는 것이 바람직하다. 재킷 파운데이션 설치 프로젝트와 같은 각각의 프로젝트를 위하여, 선박의 스키딩 레일 상에서 적재물을 지지하는 새로운 스키딩 캐리지를 개발하고 만들어낼 필요가 있다.
본 발명의 목적은 다목적 스키딩 시스템을 제공하는 것이다.
이를 위하여, 적어도 하나의 캐리지, 바람직하게는 복수 또는 일체의 캐리지는 풍력 터빈용 여러 가지 재킷들과 같이 다양한 풋프린트(footprint; 어떤 대상이 다른 대상과 접촉하거나 맞닿는 접촉면 등을 의미하며, 이는 명세서 전체로 동일함)를 가지는 적재물들과 같은 다양한 적재물들에 맞게 조절가능하다.
일 실시예에서, 캐리지 또는 캐리지들은 적재물을 위한 복수의 지지부를 구비하고, 지지부들 중 적어도 2개, 바람직하게는 지지부들 중 모두는 서로에 대하여 움직일 수 있다.
일 개선예에서, 적어도 2개의 지지부는 적어도 하나의 텔레스코픽 빔(telescopic beam; 그 길이가 늘어나거나 줄어드는 빔을 의미하며, 이는 명세서 전체로 동일함)을 통해 직접적으로 또는 간접적으로 상호연결된다. 예컨대, 캐리지는 세트를 이루는 레일의 측면방향으로 뻗어있는 스키드 빔, 및 스키드 빔과 상호연결되어 있으면서 세트를 이루는 레일과 평행하게 뻗어있는 텔레스코픽 빔을 구비한다. 따라서, 지지부는 텔레스코픽 빔을 후퇴시키거나 연장시킴으로써 서로에 대하여 움직이게 될 수 있다.
다른 개선예에서, 캐리지는 프레임을 구비하고, 적어도 하나의 지지부, 바람직하게는 복수의 지지부는, 예컨대 프레임에 대해 볼트 작업되거나 핀 작업되거나 웨지 작업되거나 용접 작업되어 프레임에 탈착가능하게 부착된다.
본 발명에 따르는 스키딩 시스템은 다양한 프로젝트에서 (재)사용될 수 있다는 점에서 다목적이다. 실시예에는, 지지부들 및/또는 지지부들의 부착을 위한 복수의 포지션들의 상대적인 움직임이 선택적으로 있되 길이 및/또는 폭이 변할 수 있는 조정가능한 프레임을 제공한다.
일 실시예에서, 지지부들은 갑판 면적의 효율적인 사용을 촉진하기 위해서, 예컨대 삼각형들이 다양하게 (회전)배향되어 있는 것과 같이 삼각형 또는 정사각형으로 배열된다.
조절불가능한 캐리지에도 유용한 다른 실시예에서, 캐리지는 적재물을 캐리지에 고정시키기 위한 하나 이상의 패스너를 구비한다. 패스너는, 예컨대 패스너가 잠금 상태에 있는 경우 적재물을 통해 뻗어있거나 적재물 내부에 뻗어있는 핀이나 스터드를 이용하여, 예컨대 마찰 잠금(friction lock) 또는 안전 잠금(positive lock)을 제공한다. 일 개선예에서, 패스너는 지지부나 지지부들 상에 장착되고 또는 지지부나 지지부들에 통합된다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 캐리지는 레일과 동일하거나 레일을 가로지르는 방향으로, 바람직하게는 수직 방향으로 캐리지나 적재물을 레일이나 해양 설비 또는 선박에 고정시키기 위한 하나 이상의 패스너를 구비한다.
적재물을 캐리지에 고정시키거나 캐리지를 레일이나 해양 설비 또는 선박에 고정시킴으로써, 적재물은 설비 또는 선박에 선상 고정된다.
본 발명에 따르는 스키딩 시스템은, 예컨대 해양 설비 또는 선박의 갑판에 용접 작업되거나 그 갑판에 통합되어 고정되기에 특히 적절하다.
본 발명은 또한, 적어도 하나의 세트를 이루는 레일, 및 적재물을 지지하면서 레일 상에 포지셔닝되는 하나 이상의 캐리지를 구비하는 해양 풍력 터빈 설비선(OWTIS)과 같은 해양 설비 또는 선박(또는 그 갑판) 상에 적재물을 스키딩하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 방법은, 스키딩되는 적재물을 선택하는 단계, 캐리지(들)를 적재물(들)에 맞게 조절하는 단계, 및 적재물(들)을 조절된 캐리지 상에 포지셔닝하는 단계를 구비한다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 캐리지는 복수의 지지부를 구비하고, 방법은 적어도 2개의 지지부들을 서로에 대하여 재포지셔닝하는 단계를 구비한다.
다른 실시예에서, 캐리지는 프레임을 구비하고, 적어도 하나의 지지부는 프레임에 탈착가능하게 부착되고, 방법은 프레임으로부터 적어도 하나의 지지부를 제거하는 단계, 및 다양한 위치에 있는 프레임에 지지부를 재부착하는 단계를 구비한다.
다른 실시예에서, 방법은 적재물(들)을 캐리지(들)에 고정시키는 단계를 구비한다.
또 다른 실시예는 캐리지와 적재물을 레일을 따라 보관 포지션으로부터 작업 포지션으로 이송하는 단계를 구비한다(크레인과 마찬가지임). 개선예에서, 적재물은 캐리지로부터 제거되고, 적어도 하나의 캐리지의 풋프린트는 적재물이 제거된 후에, 예컨대 (텔레스코픽 빔이 존재하는 경우라면)텔레스코픽 빔을 후퇴시킴으로써 줄어든다.
DE 10 2008 020965은 수중 발전소를 조립하고 이용하기 위한 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 일 예시에는, "크레인 시스템(9)은 기계식 곤돌라(4)를 지지용 디바이스(10)로 운반한다. 상기 디바이스는 바지선의 갑판(8)을 따라 가이드 레일 시스템(11) 상에서 움직일 수 있는 주로 2개의 지지용 디바이스(10.1, 10.2)로 이루어진다. 도 1에 관한 도해적인 설명에서, 지지용 디바이스(10.1, 10.2)는 각각의 파지용 디바이스(12.1. 12.2)를 포함하는데, 부분적으로 분해된 기계식 곤돌라의 조립 구성요소(13.1, 13.2)는 이 디바이스를 이용해서 가이드 레일 시스템(11)을 따라 움직일 수 있을 뿐만 아니라 서로에 대하여 포지셔닝될 수 있다."라고 되어 있다.
WO 2007/069081은 선박의 스키드 레일 상에서 사용하기 위한 스키딩 팰릿에 관한 것으로서, 팰릿은 프레임과 같은 지지 수단, 그 위에 대상의 장착을 위한 장착 수단, 및 지지 수단이나 장착 수단 중 하나에 부착되는 실린더와 같은 적어도 하나의 작동 수단을 구비한다. 사용시, 지지 수단은 스키드 레일과 접속되어 있고, 작동 수단은 장착 수단을 상기 지지 수단과 스키드 레일에 대하여 회전시키도록 작동가능하다.
EP 2 444 656은 무거운 적재물, 특히 풍력 터빈의 구성요소를 적어도 하나의 볼트 요소가 있는 운반 요소 상에 고정시키기에 적절한 고정 부재에 관한 것이다.
EP 2 559 614에는, "지지 구조물 및 정상면을 구비하는 해양 플랫폼의 적어도 일 부분의 제거 및/또는 설치를 위한 선박(1)으로서, 상기 선박은 선체(6), 및 서로 떨어져 위치되어 있으면서 선체(6)에 부착되는 2개의 지지 아암(11, 12)을 구비하고, 여기서 지지 아암은 사용시 실질적으로 수평 방향으로 선체를 넘어 뻗는 것을 특징으로 하는 선박(1)"이 언급되어 있다.
본 발명은 이어서 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이고, 이 도면에는 본 발명에 따르는 스키딩 시스템의 실시예들이 개략적으로 나타나 있다.
도 1은 본 발명에 따라 선박 스키딩 시스템을 구비한 해양 풍력 터빈 설비선(OWTIS)의 사시도이다.
도 2는 여러 가지로 구성되어 있는 캐리지를 구비한 본 발명에 따르는 갑판 스키딩 시스템의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 다른 갑판 스키딩 시스템의 평면도이다.
도 4는 적재물을 캐리지에 고정시키기 위한 패스너의 사시도이다.
도 5는 캐리지를 배의 갑판에 고정시키기 위한 패스너의 사시도이다.
도 1에는 본 발명에 따르는 갑판 스키딩 시스템(2), 및 해저 모듈 또는 중량이 많이 나가는 구조물과 같은 적재물을 하역하기 위한 크레인(3)이 제공되어 있는 해양 풍력 터빈 설비선(OWTIS)이 나타나 있다. 스키딩 시스템은 해양 풍력 터빈 설비선의 길이 방향으로 뻗어있는 2개의 세트를 이루는 레일(5)을 구비하는데, 그 중 제 1 세트(5A)는 크레인(3)을 따라 나란하게 뻗어있되 그 중 제 2 세트(5B)는 제 1 세트와 병치되어 있으면서 크레인까지 뻗어있다. 예컨대 팰릿 또는 카트로도 알려진 복수의 스키딩 캐리지(6)는 레일(5) 상에 지지되어 있고, 차례로 풍력 터빈용 재킷 파운데이션(4)과 같은 적재물을 지지한다.
도 2와 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 캐리지(6)는 한 쌍의 구조용 (스키드)빔(7)을 구비하는데, 이 빔들은 각각 중공형 직사각형 단면을 가지면서 레일(5)을 가로지르는 방향으로 뻗어있고 레일(5)에 착좌되어 있는 스키드 슈(8)(도 5에서도 볼 수 있음)에 의해 지지된다. 스키드 빔(7)들은, 예컨대 레일과 평행하게 뻗어있는 텔레스코픽 빔(9)들, 및 스키드 빔들 중 하나와 텔레스코픽 빔들의 실린더 단부들 사이의 연결을 강화하는 트러스(10)를 통해 상호연결되어 있다. 스키드 빔, 텔레스코픽 빔 및 트러스는 함께 프레임을 형성한다. 게다가, 캐리지는 레일(5)을 따라 캐리지(6)를 스키딩하기 위해서 그 자체로 알려진 방식으로 유압식 푸시/풀 유닛(11)이 제공된다.
스키드 빔(7)의 단부에는 지지부(12)를 위한 떨어져 있는 포지션 위치가 제공되는데, 지지부는 그 포지션에 볼트 작업되어 있다. 이 예시에서, 시스템은 3가지 타입의 지지부들, 즉 스키드 빔(7)의 단부에 탈착가능하게 부착되는 지지부(돌기)(12A), 스키드 빔(7)의 중간부에 탈착가능하게 부착되는 지지부(12B), 및 2개의 스키드 빔(7)들의 단부들에 연결되는 추가적인 빔(13)을 구비하는 지지부(12C)를 구비한다. 모든 3가지 타입은 재킷 파운데이션과 같은 적재물의 한쪽 다리를 위한 지지부를 제공한다. 지지부들의 다른 예시들은 적재물의 2개 이상의 다리를 위한 지지부들, 및 캐리지(6)의 중간이나 그 근처에 포지셔닝되어 있는 지지부들을 포함한다.
위의 예시예에는 지지부들의 부착을 위한 복수의 포지션이 있되 길이 및/또는 폭이 변할 수 있는 조정가능한 프레임이 제공된다. 따라서, 캐리지는 갑판 면적의 효율적인 사용을 촉진하기 위해서, 예컨대 삼각형들이 다양하게 (회전)배향되어 있는 삼각 풋프린트와 같은 수많은 다양한 풋프린트 및 배향에 맞게 조절될 수 있다. 이는, 동일한 삼각 풋프린트를 가지되 마주보는 배향, 즉 서로에 대하여 180˚이상 회전된 상태로 병치되어 있는 2개의 캐리지들이 나타나 있는 도 2에 도시되어 있다. 도 3에는 정사각 풋프린트를 가지는 하나의 캐리지, 및 삼각 풋프린트를 가지되 서로에 대하여 90˚이상 회전되어 있는 2개의 캐리지가 나타나 있다.
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 각각의 지지부는 적재물(4)을 캐리지(6)에 고정시키기 위한 그리퍼(14)와 같은 패스너를 구비한다. 이 예시에서, 각각의 패스너는 패스너와 다리 사이에 안전 잠금을 제공하는 재킷의 다리를 통해 뻗어있는 핀(15)을 구비한다.
게다가, 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 캐리지(6)는 캐리지를 해양 풍력 터빈 설비선의 갑판(1A)에 고정시키기 위한 패스너를 구비한다. 이 예시에서, 패스너는 캐리지를 전체 3자유도로 고정시키는데, 제 1 세트를 이루는 구멍(16)들은 수직 방향으로 견고한 연결을 제공하도록 구멍들을 접합하는 링크(17)와 캐리지 및 갑판(1A) 상에 있고, 제 2 세트를 이루는 구멍들은 레일(5)과 평행한 수평 방향으로 견고한 연결을 제공하도록 구멍들을 접합하는 대각선 링크(18)와 레일들의 방향으로 오프셋되어 있는 갑판 및 캐리지(6) 상에 있고, 제 3 세트를 이루는 구멍들은 레일의 방향을 가로지르는 수평 방향으로 견고한 연결을 제공하도록 구멍들을 접합하는 대각선 링크(19)와 레일들의 방향을 가로지르는 방향으로 오프셋되어 있는 갑판 및 캐리지 상에 있다.
본 발명은 청구항의 범위 내에서 여러 방법으로 달라질 수 있는 상술된 실시예들로 제한되는 것은 아니다. 일 예시에서, 지지부는 또한 캐리지에 미끄럼이동가능하게 부착될 수 있고, 지지부를 잠금해제함으로써 재포지셔닝하는 것, 지지부들을, 예컨대 캐리지 상의 레일이나 그 빔을 따라 새로운 포지션으로 미끄럼이동시키는 것, 및 새로운 포지션에서 지지부들을 캐리지에 다시 잠그는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 세트를 이루는 레일(5), 및 적재물(4)을 지지할 뿐만 아니라 적재물(4)을 레일(5)을 따라, 예컨대 보관 포지션으로부터 작업 포지션으로 그리고/또는 작업 포지션으로부터 보관 포지션으로 이송하기 위한 하나 이상의 캐리지(6)를 구비하는 해양 풍력 터빈 설비선(1)과 같은 해양 설비 또는 선박을 위한 스키딩 시스템(2)으로서,
    적어도 하나의 캐리지(6)는 다양한 적재물(4)들에 맞게 조절가능한 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 캐리지(6)는 적재물(4)을 위한 복수의 지지부(12)를 구비하고,
    지지부(12)들 중 적어도 2개는 서로에 대하여 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  3. 제 2 항에 있어서,
    지지부(12)들 중 적어도 2개는 적어도 하나의 텔레스코픽 빔(9)을 통해 직접적으로 또는 간접적으로 상호연결되는 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    캐리지(6)는 프레임(7, 9, 10)을 구비하고, 적어도 하나의 지지부(12), 바람직하게는 복수의 지지부(12)는 프레임(7, 9, 10)에 탈착가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  5. 제 4 항에 있어서,
    적어도 하나의 지지부(12), 바람직하게는 복수의 지지부(12)는 프레임(7, 9, 10)에 볼트 작업되어 있는 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    지지부(12)들은 삼각형 또는 정사각형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 캐리지(6)는 적재물(4)을 캐리지(6)에 고정시키기 위한 하나 이상의 패스너(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  8. 제 7 항에 있어서,
    하나 이상의 패스너(14)(들)는 지지부(12)나 지지부(12)들 상에 장착되고 또는 지지부(12)나 지지부(12)들에 통합되는 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 캐리지(6)는 캐리지(6)나 적재물(4)을 해양 설비 또는 선박(1)의 레일(5)이나 갑판(1A)에 고정시키기 위한 하나 이상의 패스너(17; 18; 19)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    시스템(2)은 해양 설비 또는 선박(1)의 갑판(1A)에 고정되는 것을 특징으로 하는 스키딩 시스템(2).
  11. 적어도 하나의 세트를 이루는 레일(5), 및 적재물(4)을 지지하면서 레일(5) 상에 포지셔닝되는 하나 이상의 캐리지(6)를 구비하는 해양 풍력 터빈 설비선(1)과 같은 해양 설비 또는 선박 상에 적재물(4)을 스키딩하는 방법으로서,
    스키딩되는 적재물(4)(들)을 선택하는 단계, 캐리지(6)(들)를 적재물(4)(들)에 맞게 조절하는 단계, 및 적재물(4)(들)을 조절된 캐리지(6)(들) 상에 포지셔닝하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    적어도 하나의 캐리지(6)는 복수의 지지부(12)를 구비하고,
    적어도 2개의 지지부(12)들을 서로에 대하여 재포지셔닝하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    캐리지(6)는 프레임(7, 9, 10)을 구비하고, 적어도 하나의 지지부(12)는 프레임(7, 9, 10)에 탈착가능하게 부착되고,
    프레임(7, 9, 10)으로부터 적어도 하나의 지지부(12)를 제거하는 단계, 및 다양한 위치에 있는 프레임(7, 9, 10)에 지지부(12)를 재부착하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적재물(4)(들)을 캐리지(6)(들)에 고정시키는 단계, 및/또는 캐리지(6)(들)를 해양 설비 또는 선박(1)의 레일(5)이나 갑판(1A)에 고정시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    캐리지(6)들과 적재물(4)들을 레일(5)들을 따라 보관 포지션으로부터 작업 포지션으로 이송하는 단계, 캐리지(6)들로부터 적재물(4)들을 제거하는 단계, 및 적재물이 제거된 후에 적어도 하나의 캐리지(6)의 풋프린트를 줄이는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
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