KR20170007941A - 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치 및 해제방법 - Google Patents

코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치 및 해제방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일면에 의하면, 코퍼댐을 이용하여 선체에 하부구조물을 설치하는 방법에 있어서: (a) 코퍼댐에 하부구조물을 결합하여 진수하고, 예인자세로 선체의 외측까지 예인하는 단계; (b) 선체의 내측으로 코퍼댐을 이동하여 정립자세로 유지하는 단계; 및 (c) 코퍼댐을 선체에 밀착시킨 상태에서 하부구조물을 선체에 결합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 리그선의 폰툰 내측에 코퍼댐을 지닌 구조물을 설치함에 있어 수중에서 자세를 변동하여 간섭을 회피하면서 설치가 가능하므로 리도킹(Re-docking)을 배제하여 공수를 절감하는 효과가 있다.

Description

코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치 및 해제방법{Method for attaching and detaching sub-structure of drilling rig using cofferdam}
본 발명은 시추선 하부구조물 설치 및 해제방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 시추용 리그선의 폰툰에 추가부력체인 스폰슨(Sponson)을 부가하기 위한 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치 및 해제방법에 관한 것이다.
통상적으로 코퍼댐은 건설, 조선 등의 분야에서 물이나 유류를 차단하고 공간을 확보하는 용도로 활용된다. 조선ㆍ해양 분야에서 구조물을 수중에 설치하기 위한 코퍼댐 공법의 경우 크레인 또는 부력을 이용하거나 기존의 선체에 러버를 설치하여 선체 끼리 밀착시키는 공법을 사용한다.
이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌의 일예로서, 한국 등록특허공보 제1099963호는 운항 가능한 선박의 수면 밑에 존재하는 결함부위에 대한 수리를 수행하기 위한 것으로서, 선박의 결함부위와 선택적으로 마주하며, 선박의 결함부위에 작업자가 진입할 수 있는 작업로를 구비하는 코퍼댐유닛 및, 코퍼댐유닛을 선택적으로 선박에 가압 밀착시키는 밀착유닛을 포함한다.
선행기술문헌의 다른 예로서, 한국 등록특허공보 제1106805호는 선체 선미부분의 외형과 일치하는 곡부분을 가지는 판과, 선체의 선미쪽으로 밀림을 방지하기 위한 라운드 바를 포함하고 있는 코퍼댐 구조와, 두 코퍼댐을 체결할 수 있는 치구와, 선체 및 두 코퍼댐을 수밀할 수 있는 고무패킹과, 코퍼댐 안의 물을 빼낼 수 있는 펌프 등을 포함한다.
이와 같은 종래의 코퍼댐 공법의 경우 일반적인 선체의 하부 또는 측면 쪽에 설치하고 수밀작업 후에 내부의 공간에서 용접작업을 수행하는 것이 가능하지만, 리그(RIG) 선박의 폰툰 내측에 적용하는 경우 상부 데크, 하부 윙브레이스(Wing brace) 등의 간섭으로 인하여 정상적인 설치가 곤란하거나 불가능하다.
1. 한국 등록특허공보 제1099963호 "선박 수리용 코퍼댐장치 및 이를 이용하는 선박수리공법" (공개일자 : 2011.03.09.) 2. 한국 등록특허공보 제1106805호 "코퍼댐 구조를 이용한 선박의 선미관수밀장치 수리공법" (공개일자 : 2008.05.27.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 코퍼댐 자체의 부력을 이용하여 진수한 후에 리그 측으로 이동하며 간섭 회피를 위해 주수한 다음 수중에서 턴오버하여 폰툰 내측으로 설치가 가능하고, 설치의 역순으로 간섭을 피하면서 해체를 진행할 수 있는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치방법 및 해체방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 의하면, 코퍼댐을 이용하여 선체에 하부구조물을 설치하는 방법에 있어서: (a) 코퍼댐에 하부구조물을 결합하여 진수하고, 예인자세로 선체의 외측까지 예인하는 단계; (b) 선체의 내측으로 코퍼댐을 이동하여 정립자세로 유지하는 단계; 및 (c) 코퍼댐을 선체에 밀착시킨 상태에서 하부구조물을 선체에 결합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 하부구조물은 리그선을 지지하는 폰툰의 내측면에 부착되는 스폰슨을 대상으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (a)는 코퍼댐의 진수시 사용한 러그를 터그보트로 연결하고, 코퍼댐의 프리보드를 1.5m 이상으로 유지하여 예인하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (b)의 코퍼댐은 리그선의 윈치에 연결하여 윙브레이스를 통과하고 탑드라이브로 턴오버를 유도하여 정립자세로 변환하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 단계 (b)는 코퍼댐 내부로 주수되는 유량과 탑드라이브의 풀림 속도를 연계하여 코퍼댐의 턴오버 속도를 설정된 범위로 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (c)는 코퍼댐의 수밀면에 설치된 러버를 선체에 밀착한 상태에서 배수하여 내부에 작업공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명의 다른 일면으로서, 청구항 1의 방법으로 선체에 설치된 코퍼댐을 해제하는 방법에 있어서: (a) 상기 코퍼댐을 하부구조물과 선체에서 분리하여 이격시키는 단계; (b) 코퍼댐의 자세를 변동하여 선체의 외측으로 이동시키는 단계; 및 (c) 코퍼댐을 도크로 예인하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (b)는 코퍼댐을 탑드라이브로 턴오버시키면서 내부의 물을 배수하여 예인자세로 유지하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 리그선의 폰툰 내측에 코퍼댐을 지닌 구조물을 설치함에 있어 수중에서 자세를 변동하여 간섭을 회피하면서 설치가 가능하므로 리도킹(Re-docking)을 배제하여 공수를 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 주요 단계를 평면 상태로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명의 코퍼댐에 스폰슨을 결합한 상태를 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 설치방법의 일부를 개략적으로 나타내는 구성도
도 4는 도 3의 코퍼댐을 턴오버하는 상태를 구체적으로 나타내는 구성도
도 5는 도 3의 코퍼댐을 리그선에 세팅하는 상태를 나타내는 구성도
도 6은 본 발명에 따른 해체방법을 개략적으로 나타내는 구성도
도 7은 도 6의 코퍼댐을 턴오버하는 상태를 구체적으로 나타내는 구성도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일면에 의하면, 코퍼댐을 이용하여 선체에 하부구조물을 설치하는 방법에 관하여 제안한다. 하부구조물은 선체의 수면(WL) 아래에 잠기는 부분에 결합되는 것을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 코퍼댐은 하부구조물을 일시적으로 감싸서 차수하는 물막이 부재의 역할을 한다.
이때, 상기 하부구조물은 리그선(10)을 지지하는 폰툰(11)의 내측면(13)에 부착되는 스폰슨(15)을 대상으로 하는 것을 특징으로 한다. 리그선(10)은 폰툰(11)의 상측으로 다수의 컬럼과 다층의 데크를 구비하고, 양측의 폰툰(11) 사이에 윙브레이스(12)를 연결하여 지지하는 구조이다. 하부구조물인 스폰슨(15)은 폰툰(11)에 대한 추가부력체 역할을 한다. 종래의 리그선(10)의 경우 스폰슨(15)의 정상적인 설치가 불가능하므로 리도킹(Re-docking) 방식을 적용한다. 이에 본 발명은 스폰슨(15)을 내측면(13)으로 이동하는 과정에서 윙브레이스(12)를 비롯한 구조물과의 간섭을 피하는 방식으로 시공함을 요지로 한다.
본 발명에 따른 단계 (a)는 코퍼댐에 하부구조물을 결합하여 진수하고, 예인자세로 선체의 외측까지 예인하는 과정으로 진행된다. 도 3(a)처럼 육상(도크)에서 코퍼댐(20)의 개방된 일면에 스폰슨(15)을 결합하고, 도 3(b)처럼 코퍼댐(20)과 스폰슨(15)을 가용접하여 일체화하고, 도 3(c)처럼 코퍼댐(20)을 수면(WL) 상으로 진수하여 터그보트(TB)에 연결한다. 예인자세는 코퍼댐(20)의 개방면이 상측을 향하면서 일측에 부착된 보강대(23) 측으로 기울어진 상태를 의미한다. 도 2를 참조하면 보강대(23)는 부력면(21)의 외측에 부착되는 형강 구조이다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (a)는 코퍼댐의 진수시 사용한 러그(28)를 터그보트(TB)로 연결하고, 코퍼댐의 프리보드를 1.5m 이상으로 유지하여 예인하는 것을 특징으로 한다. 도 2의 예인자세를 기준으로 할 때 상측의 러그(28)와 우측의 러그(28)가 사용된다. 코퍼댐의 진수시에는 양측의 러그(28)를 사용하지만 예인시에는 일측의 러그(28)만 사용할 수 있다. 도 2와 같은 예인자세는 부력면(21), 보강대(23), 부력탱크(25) 등의 조화를 통하여 형성된다. 코퍼댐(20)의 일측에서 프리보드를 1.5m 이상으로 유지해야 터그보트(TB)에 의한 예인이 원활하다. 프리보드는 수면(WL)에서 부력면(21)의 단부까지의 거리이며, 필요에 따라 별도의 판재를 부착하여 맞출 수도 있다.
본 발명에 따른 단계 (b)는 선체의 내측으로 코퍼댐을 이동하여 정립자세로 유지하는 과정을 거친다. 선체의 내측은 대향하는 윙브레이스(12)의 사이에서 폰툰(11)의 내측면(13)이 위치하는 영역을 의미한다. 코퍼댐의 개방면은 예인자세에서 상측을 향하지만 정립자세에서 내측면(13)에 대향하는 수평으로 유지된다. 도 3(d)는 예인자세에서 정립자세로 턴오버하는 상태를 예시한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (b)의 코퍼댐은 리그선(10)의 윈치(34)에 연결하여 윙브레이스(12)를 통과하고 탑드라이브(32)로 턴오버를 유도하여 정립자세로 변환하는 것을 특징으로 한다. 도 4는 코퍼댐(20)이 데릭의 탑드라이브(32)에 와이어로프(38)로 연결되어 선체의 내측으로 이동한 후에 턴오버를 수행하는 상태를 예시한다. 코퍼댐(20)은 예인자세로 윙브레이스(12)를 통과하여 선체의 내측에 도달하고 턴오버 작업을 거치면서 정립자세로 변환된다.
이때, 상기 단계 (b)는 코퍼댐 내부로 주수되는 유량과 탑드라이브(32)의 풀림 속도를 연계하여 코퍼댐의 턴오버 속도를 설정된 범위로 유지하는 것을 특징으로 한다. 코퍼댐의 예인자세에서 내부 공간에 펌프로 해수를 채우면 부력의 감소로 하강되고 탑드라이브(32)의 와이어로프(38)를 풀면 턴오버가 진행된다. 물론 코퍼댐의 턴오버 방향은 부력탱크(25)의 용량, 위치 등에 의하여 사전에 결정된다. 턴오버 속도가 너무 빠르면 작업의 안정성을 저하시키고 너무 느리면 공수증가를 초래한다.
본 발명에 따른 단계 (c)는 코퍼댐을 선체에 밀착시킨 상태에서 하부구조물을 선체에 결합하는 과정으로 진행된다. 도 5에서 코퍼댐(20)은 정립자세로 수평으로 이동하여 폰툰(11)의 내측면(13)에 밀착되는 상태를 예시한다. 도 5(a)는 코퍼댐(20)이 내측면(13)에 근접하여 다소의 틈새를 유지한 상태이고, 도 5(b)처럼 체인블록(36), 와이어로프(38), 유압실린더 등을 이용하여 미세조정하여 틈새가 없는 수밀 상태를 유지한다. 이 상태에서 스폰슨(15)이 폰툰(11)의 내측면(13)과 밀착되므로 결합을 위한 후속작업이 가능하다.
한편, 도 1에서 부호 20′는 코퍼댐(20)이 수평으로 이동하기 직전의 상태를 나타낸다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (c)는 코퍼댐의 수밀면(22)에 설치된 러버를 선체에 밀착한 상태에서 배수하여 내부에 작업공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 한다. 코퍼댐(20)의 턴오버 이전에 수밀면(22)에 수밀용 러버(도시 생략)가 장착된다. 코퍼댐이 체인블록(36), 와이어로프(38), 유압실린더 등을 이용하여 내측면(13)에 밀착되면 러버에 의하여 수밀상태로 유지된다. 이후 펌프를 이용하여 코퍼댐의 내부 공간을 배수하면 작업공간이 형성되므로 작업자를 투입하여 스폰슨(15)과 폰툰(11)의 결합 및 스폰슨(15)과 코퍼댐(20)의 해체를 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 일면으로서, 청구항 1의 방법으로 선체에 설치된 코퍼댐을 해제하는 방법에 관하여 제안한다. 청구항 1의 방법은 스폰슨(15)과 코퍼댐(20)을 일체로 구성하여 폰툰(11)에 밀착시키는 기술적 사상을 기반으로 한다.
본 발명에 따른 단계 (a)는 상기 코퍼댐을 하부구조물과 선체에서 분리하여 이격시키는 과정으로 진행된다. 스폰슨(15)이 폰툰(11)의 내측면(13)에 용접으로 고정된 이후 체인블록(36), 와이어로프(38), 유압실린더 등을 원위치하면 코퍼댐(20)의 수밀이 해제된다. 이후 도 6(a)처럼 코퍼댐(20)이 침수 상태로 이격되면서 선체에서 분리된다.
본 발명에 따른 단계 (b)는 코퍼댐의 자세를 변동하여 선체의 외측으로 이동시키는 과정을 거친다. 도 6(b)처럼 코퍼댐(20)에 와이어로프(38)를 걸고 턴오버시키면 도 6(c)의 상태로 코퍼댐(20)의 개방면이 상측으로 향한다. 도 7은 좌현의 폰툰(11)에서 코퍼댐(20)을 분리하여 턴오버한 다음 우현의 폰툰(11)에서 코퍼댐(20)을 분리하여 턴오버하는 과정을 예시한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (b)는 코퍼댐을 탑드라이브(32)로 턴오버시키면서 내부의 물을 배수하여 예인자세로 유지하는 것을 특징으로 한다. 코퍼댐이 탑드라이브(32)로 턴오버된 후에 내부의 해수를 배수하면 부력이 증대하여 예인상태로 변환된다. 이 상태에서 전술한 윈치(34)를 이용하여 코퍼댐을 선체의 내측에서 외측으로 이동시키면 윙브레이스(12) 등과의 간섭을 피할 수 있다.
본 발명에 따른 단계 (c)는 코퍼댐을 도크로 예인하는 과정으로 진행된다. 전술한 설치방법과 동일하게 예인자세의 코퍼댐(20)을 터그보트(TB)에 연결하고 적절한 프리보드를 유지하면서 예인한다. 도크로 이송된 코퍼댐은 다른 스폰슨(15)을 설치하는 용도로 재활용할 수도 있다.
한편, 본 발명의 탑드라이브(32), 윈치(34), 체인블록(36)은 예시에 불과하면 상호 다양하게 치환될 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 리그선 11: 폰툰
12: 윙브레이스 13: 내측면
15: 스폰슨 20: 코퍼댐
21: 부력면 22: 수밀면
23: 보강대 25: 부력탱크
26: 서포트 28: 러그
32: 탑드리이브 34: 윈치
36: 체인블록 38: 와이어로프
TB: 터그보트

Claims (8)

  1. 코퍼댐을 이용하여 선체에 하부구조물을 설치하는 방법에 있어서:
    (a) 코퍼댐에 하부구조물을 결합하여 진수하고, 예인자세로 선체의 외측까지 예인하는 단계;
    (b) 선체의 내측으로 코퍼댐을 이동하여 정립자세로 유지하는 단계; 및
    (c) 코퍼댐을 선체에 밀착시킨 상태에서 하부구조물을 선체에 결합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부구조물은 리그선(10)을 지지하는 폰툰(11)의 내측면(13)에 부착되는 스폰슨(15)을 대상으로 하는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (a)는 코퍼댐의 진수시 사용한 러그(28)를 터그보트(TB)로 연결하고, 코퍼댐의 프리보드를 1.5m 이상으로 유지하여 예인하는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (b)의 코퍼댐은 리그선(10)의 윈치(34)에 연결하여 윙브레이스(12)를 통과하고 탑드라이브(32)로 턴오버를 유도하여 정립자세로 변환하는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 단계 (b)는 코퍼댐 내부로 주수되는 유량과 탑드라이브(32)의 풀림 속도를 연계하여 코퍼댐의 턴오버 속도를 설정된 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (c)는 코퍼댐의 수밀면(22)에 설치된 러버를 선체에 밀착한 상태에서 배수하여 내부에 작업공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 설치방법.
  7. 청구항 1의 방법으로 선체에 설치된 코퍼댐을 해제하는 방법에 있어서:
    (a) 상기 코퍼댐을 하부구조물과 선체에서 분리하여 이격시키는 단계;
    (b) 코퍼댐의 자세를 변동하여 선체의 외측으로 이동시키는 단계; 및
    (c) 코퍼댐을 도크로 예인하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 해제방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 단계 (b)는 코퍼댐을 탑드라이브(32)로 턴오버시키면서 내부의 물을 배수하여 예인자세로 유지하는 것을 특징으로 하는 코퍼댐을 이용한 시추선 하부구조물 해제방법.
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KR20110024840A (ko) * 2009-09-03 2011-03-09 주식회사 한진중공업 선박 수리용 코퍼댐장치 및 이를 이용하는 선박수리공법
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