KR20160095902A - 라이저 및 아이튜브 보호장치 - Google Patents

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Abstract

라이저 및 아이튜브 보호장치에 관한 것으로, 일정 간격으로 다수의 라이저 파이프가 끼워질 수 있도록 마련되는 아이 튜브, 상기 다수의 아이 튜브가 일정 간격으로 설치되며 선체의 측면에 고정 설치되는 지지보호대를 를 마련하여 라이저 및 아이튜브 보호장치의 제작이 선행으로 이루어질 수 있으며, 이로 인해 라이저 및 아이튜브 보호장치의 설치 및 공사 기간이 단축될 수 있고, 라이저 및 아이튜브 보호장치가 부력을 받는 구조로 이루어져 해양구조물의 복원성을 높일 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

라이저 및 아이튜브 보호장치{Riser and I-tube Protection Device}
본 발명은 라이저 및 아이튜브 보호장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아이 튜브, 아이튜브 서포트 및 프로텍터를 하나로 설치하여 간단하면서도 단순한 구조로 라이저 및 아이튜브 를 보호할 수 있는 라이저 및 아이튜브 보호장치에 관한 것이다.
일반적으로 부유식 원유 저장설비(이하, "FPSO" 라 함)나 부유식 액화가스 저장설비(이하, "LNG FPSO" 라 함)는 선박(Ship) 또는 바지(Barge) 형태의 부유식 저장설비이다. 이들 중 FPSO는 현재 유전에서 원유를 생산하기 위해 사용되고 있으며, LNG FPSO는 근래 들어 유전의 고갈 및 청정연료에 대한 수요의 증가로 인해 그 개발이 활발히 이루어지고 있다.
심해저 유전 개발에 있어서 FPSO나 LNG FPSO는 해상에 부유한 상태에서 원유나 천연 가스를 정제, 저장 및 운반할 수 있는 부유식 해상 정유 공장이라고 할 수 있다.
기존의 부유식 저장설비의 선체를 설계하고, 설계된 선체를 건조하는 일련의 절차를 계획할 때, 선체의 외측면에 돌출된 구조물을 고려하는 것에는 많은 어려움이 있다.
예컨대 선체의 외부로 돌출되는 것에는 라이저(Riser)를 보호하기 위한 라이저 보호 파이프(통상 "I-Tube" 라고 함)와 이 라이저 보호 파이프를 선체에 고정하고 보호하기 위한 보호 구조물 등이 있다.
통상 라이저는 유정(oil well)(혹은 가스정(gas well))에서 오일, 가스, 물 등이 혼합되어 이루어진 원유 생산물을 선체의 생산설비(process plant)로 이동시키거나 뽑아낸 원유 대신 물로 유정을 채우는 통로 역할을 하는 관을 의미한다.
라이저 보호 파이프와 보호 구조물 등의 구조물은 선체 외측면의 소정의 설치위치에 고정한 상태로 즉 선체의 외측면보다 바깥쪽으로 돌출된 상태로 설치하고 있었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 선체의 측면에는 아이 튜브(2, i-tube)를 고정하는 아이 서포트(3, i-support)가 설치되고, 선체의 측면에는 이들 아이 튜브(2) 및 아이튜브 서포트(3)를 보호함은 물론 선체를 보호하기 위한 라이저 서포트(4)와 이들 라이저 서포트(4) 사이에 라이저 프로텍터(5)가 설치되고 있다.
이와 같은 라이저 및 아이튜브 보호장치는 아이 튜브, 아이튜브 서포트, 라이저 서포트 및 라이저 프로텍터 등의 많은 수의 구조물을 설치해야 되므로 생산 시수가 많이 소요되며, 복잡한 형상으로 이루어져 제작과 정도 관리가 어렵고, 이들 구조물의 설치 작업이 많아 공기가 길어지는 문제점이 있었다.
또한 부유식 해상 구조물 상에 돌출된 부위만큼의 별도의 추가공간이 요구되지만, 이 추가공간은 타용도로 활용할 수 없어 공간 활용도가 떨어지며, 보호구조물에 대한 자재가 추가되고 설치작업이 요구되는 등 제조에 소요되는 비용과 노력이 증가하고 생산성이 저하된다는 문제가 있었다.
또한 종래와 같이 구조물을 선체의 외부에 설치할 경우, 이 구조물을 이용하여 갑판 상부로 용이하게 승선할 수 있어 때로는 해적과 같은 해상 침투 세력의 침투 경로로 활용될 수도 있다는 문제가 있었다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '선박의 라이저 파이프 설치구조'가 개시되어 있다.
하기 특허문헌 1에 따른 선박의 라이저 파이프 설치구조는 라이저 보호구조물은 선체 상갑판의 상부에 세워진 수직형, 보호구조물 몸체부위가 상기 상갑판의 내부에서 위치하고 보호구조물 상부가 상향으로 개방된 맨홀 박스형, 상기 상갑판의 상부에서 눕혀진 수평형, 중에서 선택된 어느 하나의 설치 형식의 구조물로 하고, 상기 라이저 보호구조물이 상기 상갑판의 전방 부위 또는 후방 부위에 배치되어 있다.
하기 특허문헌 2에는 '선체 내부에 라이저 보호 파이프가 설치되는 부유식 해상구조물'이 개시되어 있다.
하기 특허문헌 2에 따른 선체 내부에 라이저 보호 파이프가 설치되는 부유식 해상구조물은 유정 혹은 가스정과 부유식 해상 구조물과의 사이를 연결하는 라이저를 보호하기 위한 라이저 보호 파이프를 선체의 내부에 설치하여 선체 외부로 돌출되는 구조물을 제거하며, 상기 부유식 해상 구조물의 선체 측벽부분은 외벽부와 내벽부로 이루어진 이중 구조를 가지며, 상기 라이저 보호 파이프는 상기 외벽부와 내벽부 사이의 공간에 설치되어 있다.
대한민국 실용신안 등록번호 제20-0434344호(2006년 12월 13일 등록) 대한민국 특허 공개번호 제20-2009-0006891호(2009년 7월 8일 공개)
그러나 종래기술에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치는 라이저 서포트 및 라이저 프로텍터 등의 많은 수의 구조물을 설치해야 되므로 생산 시수가 많이 소요되며, 복잡한 형상으로 이루어져 제작과 정도 관리가 어렵고, 이들 구조물의 설치 작업이 많아 공기가 길어지는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단순한 형태의 구조물로 이루어져 간편하게 설치할 수 있음은 물론 생산 공정 수가 감소되는 라이저 및 아이튜브 보호장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 미리 제작이 가능하면서 설치 공정이 감소되는 라이저 및 아이튜브 보호장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치는 일정 간격으로 다수의 라이저 파이프가 끼워질 수 있도록 마련되는 아이 튜브, 상기 다수의 아이 튜브가 일정 간격으로 설치되며 선체의 측면에 고정 설치되는 지지보호대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 지지보호대는 상기 아이튜브를 상기 선체에 고정시킴과 함께 외부 충격으로부터 상기 아이튜브가 보호되도록 일정 크기를 갖는 사각 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 지지보호대는 일정 크기를 갖는 중공으로 이루어지며, 상기 아이튜브는 상기 지지보호대의 내면에 고정되는 지지프레임에 의해 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 지지보호대는 외측에 마련되는 제1 지지보호대, 상기 제1 지지보호대의 내면에 고정되는 제1 지지프레임, 상기 제1 지지프레임에 의해 상기 제1 지지보호대의 내측에 마련되는 제2 지지보호대, 상기 제2 지지보호대의 내면에 고정되는 제2 지지프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 아이 튜브는 상기 지지보호대의 상하 길이보다 길게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치에 의하면, 박스 형태의 단순한 구조로 이루어져 라이저 및 아이튜브 보호장치의 생산 공정수가 획기적으로 줄어들게 되며, 라이저 및 아이튜브 보호장치의 제작 및 설치가 매우 용이하게 이루어질 수 있고, 라이저 및 아이튜브 보호장치의 제작이 선행으로 이루어질 수 있으며, 이로 인해 라이저 및 아이튜브 보호장치의 설치 및 공사 기간이 단축될 수 있고, 라이저 및 아이튜브 보호장치가 부력을 받는 구조로 이루어져 해양구조물의 복원성을 높일 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 종래의 라이저 및 아이튜브 보호장치를 보인 입체도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치를 보인 입체도,
도 3은 본 바람직한 제1 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치를 보인 평면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치를 보인 평면도,
도 5 는 본 발명의 바람직한 제3 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치를 보인 평면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치를 보인 입체도이고, 도 3은 본 바람직한 제1 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치를 보인 평면도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치는 일정 간격으로 다수의 라이저 파이프가 끼워질 수 있도록 마련되는 아이튜브(10), 상기 다수의 아이 튜브(10)가 일정 간격으로 설치되며 선체의 측면에 고정 설치되는 지지보호대(20)를 포함할 수 있다.
상기 라이저 및 아이튜브 보호장치는 선체의 측면에 고정 설치되어 선체에 다른 선체가 접안할 때 선체끼리의 직접적인 접촉 또는 충격으로 인하여 변형이나 파손을 방지하기 위한 것이다.
이를 위하여 라이저 및 아이튜브 보호장치는 주로 선체의 측면에 일정 길이 및 폭으로 이루어진다. 또한 부유식 원유 저장설비(FPSO)나 부유식 액화가스 저장설비(LNG FPSO) 등의 부유식 해양구조물은 LNG 수송선과 수시로 접안하게 되므로, 이때 수송선과의 접안 시 선체를 보호함은 물론 선체의 측면에 설치되어 있는 라이저 파이프(미도시)를 충격이나 접촉에 의한 변형 등이 일어나지 않도록 보호되어야 한다.
상기 본 발명의 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치는 다수의 아이튜브(10)가 설치된 상태에서 선체에 직접 설치할 수 있도록 하기 위하여 지지보호대(20)를 사각의 박스 형태로 제작하게 된다.
상기 아이튜브(10)는 소정의 길이로 동일하게 절단하게 되며, 아이튜브(10)는 시추되는 원유가 유입되는 라이저 파이프(미도시)를 끼울 수 있도록 라이저 파이프의 직경보다 큰 직경으로 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 아이튜브(10)는 지지보호대(20)의 수직 길이보다 길게 형성될 수 있다. 이는 라이저 파이프의 결합 시 라이저 파이프가 아이튜브 내에 용이하게 끼워 결합될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 지지보호대(20)는 다수의 아이튜브(10)를 보호함은 물론 아이튜브(10)를 간편하게 설치하고자 하는 것으로, 일정 크기를 갖는 사각형상으로 이루어질 수 있다.
이러한 지지보호대(20)는 사각형상뿐만 아니라 선체에 용이하게 고정 설치할 수 있는 평판형 등으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치를 보인 평면도이다. 이러한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치는 전술한 제1 실시 예와 동일한 명칭에 대하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치는 중공의 사각형상으로 이루어진 지지보호대(20)와 그 내부에 설치되는 아이튜브(10)로 이루어질 수 있다.
도 4에서와 같이, 아이튜브(10)는 일정한 간격을 유지하면서 다수개가 일렬로 배열되어 있으며, 이들 아이튜브(10)는 지지보호대(20)의 높이보다 긴 길이로 이루어질 수 있다.
한편 지지보호대(20)는 중공의 형상으로 이루어질 수 있는데, 이는 아이튜브(10)를 선체의 외면으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 유지시킬 수 있도록 하며, 선체에 고정된 라이저 파이프(미도시)가 다른 선체와의 접안 시 충격으로 인하여 라이저 파이프의 파손이나 변형을 방지할 수 있도록 한다.
이를 위하여 지지보호대(20)는 중공의 폭과 길이를 아이튜브(10)의 직경보다 큰 길이로 형성할 수 있으며, 아이튜브(10)는 지지프레임(15)에 의해 고정될 수 있다.
즉, 지지보호대(20)의 중공은 아이튜브(10)의 직경보다 큰 크기로 이루어져 지지보호대(20) 내부에 아이튜브(10)를 간편하게 끼워 결합할 수 있도록 함은 물론 아이튜브(10)를 지지보호대(20)에 대하여 간접적으로 고정될 수 있도록 하기 위함이다.
이는 지지보호대(20)에 충격 등이 가해지게 되더라도 지지보호대(20)의 변형으로 아이튜브(10)를 보호할 수 있도록 하기 위함이다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 제3 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치를 보인 평면도이다. 이러한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치는 전술한 제1 실시 예와 동일한 명칭에 대하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치는 2개의 지지보호대(20)로 이루어질 수 있는 것으로, 이는 다른 선체와의 접촉 또는 접안에 따른 충격이나 진동을 보다 완화시킬 수 있도록 하기 위함이다.
도 5에서와 같이, 아이튜브(10)는 전술한 제1 실시 예 또는 제2 실시 예에서와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 중복 설명을 생략하기로 하며, 동일한 명칭에 동일한 부호를 사용하여 설명하기로 한다.
상기 지지보호대(20)는 선체의 외측에 마련되는 제1 지지보호대(21)와 상기 제1 지지보호대(21)의 내측에 보다 작은 크기로 이루어지는 제2 지지보호대(22)를 포함할 수 있다.
제1 지지보호대(21)는 선체의 측면에 고정 설치될 수 있도록 대략 사각형상으로 이루어질 수 있으며, 제1 지지보호대(21)의 두께는 전술할 제1 실시 예 또는 제2 실시 예에 비하여 비교적 얇은 두께로 이루어질 수 있다.
또 제1 지지보호대(21)의 내측에는 제1 지지보호대(21)보다 작은 크기의 제2 지지보호대(22)가 고정될 수 있으며, 이들 제1 지지보호대(21)와 제2 지지보호대(22)가 2중의 구조로 이루어져 외부에서 가해지는 충격이나 진동으로부터 아이튜브(10), 즉 라이저 파이프를 안전하게 보호할 수 있도록 하기 위함이다.
또한 제1 지지보호대(21)와 제2 지지보호대(22) 사이에는 제1 지지프레임(23)을 용접으로 고정할 수 있고, 제2 지지보호대(22)와 아이튜브(10) 사이에는 제2 지지프레임(24)을 용접으로 고정할 수 있다.
상기 제2 지지프레임(23) 및 제2 지지프레임(24)은 두께가 얇은 플레이트, 즉 판 형상으로 이루어질 수 있으며, 아이튜브(10)를 안정되게 고정할 수 있는 강성 및 강도를 유지되게 함은 물론이다.
다음 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치의 결합관계를 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 아이튜브(10)는 다수개가 일렬로 배치되도록 설치할 수 있으며, 아이튜브(10)의 외측에는 일정 크기를 갖는 지지보호대(20)를 설치할 수 있다.
이와 같은 아이튜브(10) 및 지지보호대(20)는 강성을 갖는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
이러한 아이튜브(10) 및 지지보호대(20)는 미리 제작된 상태에서 라이저 파이프(미도시)를 설치하기 전에 선체에 고정 설치될 수 있다. 즉, 별도의 아이튜브(10)를 고정하기 위한 아이 서포트(3, 도 1 참조)를 설치할 필요없이 아이튜브(10)가 일체로 설치되어 있는 지지보호대(20)를 선체에 고정함으로써 라이저 및 아이튜브 보호장치의 설치를 완료할 수 있다.
이와 같은 라이저 및 아이튜브 보호장치는 박스 형상의 지지보호대(20)에 일정한 간격으로 다수의 아이튜브(10)를 설치하는 단순한 구조물로 이루어질 수 있으며, 라이저 및 아이튜브 보호장치의 생산에 소요되는 공정 수가 감소됨은 물론 라이저 및 아이튜브 보호장치의 제작 및 설치가 매우 쉽게 이루어질 수 있게 된다.
아울러 라이저 및 아이튜브 보호장치를 적정한 크기로 미리 제작한 다음 선체에 설치할 수 있어 선행 작업으로 라이저 및 아이튜브 보호장치를 제작할 수 있고, 설치 공정이 쉽게 간편하여 라이저 및 아이튜브 보호장치의 설치에 따른 공정 수를 감소시킬 수 있게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 아이튜브(10)를 감싸는 지지보호대(20)는 중공의 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 아이튜브(10)는 지지보호대(20)의 중공에 위치할 수 있으며, 아이튜브(10)는 지지보호대(20)에 고정되는 지지프레임(15)으로 고정 설치할 수 있다.
이러한 지지프레임(15)은 아이튜브(10)의 외면에 다수개로 고정할 수 있으며, 지지프레임(15)은 일정 두께를 갖는 판 형상으로 이루어질 수 있다. 이들 아이튜브(10) 및 지지프레임(15)은 용접으로 고정할 수 있으며, 지지프레임(15) 및 지지보호대(20)는 용접으로 고정할 수 있다.
또한 지지프레임(15)은 지지보호대(20)에 외력이 가해짐에 따라 지지프레임(15)의 변형으로 인해 아이튜브(10)의 변형 또는 손상을 방지할 수 있다.
즉, 지지프레임(15)은 아이튜브(10)의 두께보다 얇은 두께로 이루어져 충격이나 외력에 의해 쉽게 변형이 이루어질 수 있는 강성 및 두께로 이루어질 수 있다.
이는 지지보호대(20)에 충격이나 외력이 가해지게 되면, 지지프레임(15)에서 충격이나 외력을 흡수하게 되어 아이튜브(10)의 변형이나 파손을 감소시킬 수 있도록 하기 위함이다.
한편 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 라이저 및 아이튜브 보호장치는 일정 크기를 갖는 중공의 제1 지지보호대(21)를 마련할 수 있고, 그 내부에는 일정 길이를 갖는 제1 지지프레임(23)을 용접으로 고정할 수 있다.
또 제1 지지프레임(23)의 내측에는 제1 지지보호대(21)보다 작은 크기로 이루어진 제2 지지보호대(22)를 용접으로 고정할 수 있으며, 제2 지지보호대(22) 내측에는 일정 길이를 갖는 제2 지지프레임(24)을 용접으로 고정할 수 있다.
상기 아이튜브(10)는 제2 지지프레임(24)에 용접으로 고정 설치될 수 있으며, 이들 제1 지지보호대(21) 및 제2 지지보호대(22)는 동일 두께로 이루어지거나 서로 다른 두께로 이루어질 수 있다.
상기 아이튜브(10)에는 유정과 연결된 라이저 파이프(미도시)가 내측으로 끼워져 결합될 수 있으며, 라이저 파이프는 부유식 해양구조물의 상부 구조물(top side)에 설치되어 있는 생산 설비와 연결될 수 있다.
이와 같은 라이저 및 아이튜브 보호장치는 박스 형태의 단순한 구조로 이루어져 라이저 및 아이튜브 보호장치의 생산 공정수가 획기적으로 줄어들게 되며, 라이저 및 아이튜브 보호장치의 제작 및 설치가 매우 용이하게 이루어질 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10: 아이튜브 15: 지지프레임
20: 지지보호대 21: 제1 지지보호대
22: 제2 지지보호대 23: 제1 지지프레임
24: 제2 지지프레임

Claims (5)

  1. 일정 간격으로 다수의 라이저 파이프가 끼워질 수 있도록 마련되는 아이 튜브,
    상기 다수의 아이 튜브가 일정 간격으로 설치되며 선체의 측면에 고정 설치되는 지지보호대를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이저 및 아이튜브 보호장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지보호대는 상기 아이튜브를 상기 선체에 고정시킴과 함께 외부 충격으로부터 상기 아이튜브가 보호되도록 일정 크기를 갖는 사각 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 라이저 및 아이튜브 보호장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지보호대는 일정 크기를 갖는 중공으로 이루어지며,
    상기 아이튜브는 상기 지지보호대의 내면에 고정되는 지지프레임에 의해 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 라이저 및 아이튜브 보호장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지보호대는 외측에 마련되는 제1 지지보호대,
    상기 제1 지지보호대의 내면에 고정되는 제1 지지프레임
    상기 제1 지지프레임에 의해 상기 제1 지지보호대의 내측에 마련되는 제2 지지보호대,
    상기 제2 지지보호대의 내면에 고정되는 제2 지지프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이저 및 아이튜브 보호장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아이 튜브는 상기 지지보호대의 상하 길이보다 길게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 라이저 및 아이튜브 보호장치.
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