KR20170013707A - Integrated Monitoring Apparatus and Method for Jack-up Rig - Google Patents

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동아대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a device and method for the integrated monitoring of a jack-up rig, capable of improving operational efficiency and securing the stability of a jack-up rig structure by measuring reaction and vertical displacement, applied to a leg operating device during the installation or separation and operation of the jack-up rig, and organically controlling a water sprayer and the leg operating device by monitoring a variation of a pore water pressure sensor of a spud can. According to the present invention, the jack-up rig includes: a leg installed in a hull to be elevatable; a spud can installed in the lower part of the leg to support the leg to the ocean floor; a water spray unit installed in the spud can to spray water to the outside; and an operating part moving the leg vertically to the hull. The integrated monitoring device includes: a reaction sensor installed in the operating part to measure reaction to the operating part through the spud can and the leg; a displacement sensor measuring the vertical displacement of the leg to the hull; a pore water pressure sensor installed in the spud can to measure pore water pressure of the ocean floor; and a controller controlling the operation of the operating part and water spray unit based on the pore water pressure measurement value, displacement, and reaction, which are transmitted respectively from the pore water pressure sensor, displacement sensor, and reaction sensor.

Description

잭업 리그의 통합 모니터링 장치 및 방법{Integrated Monitoring Apparatus and Method for Jack-up Rig}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an integrated monitoring apparatus and method for a jack-

본 발명은 잭업 리그(rig)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석유 시추나 발전 등에 이용되는 잭업 리그(jack-up ring)와 같은 해양 플랜트의 레그(leg) 하단에 설치되어 잭업 리그를 해저에 안정적으로 지지하는 스퍼드캔(spudcan)을 통해 물을 분사하는 과정과 잭업 리그를 운용 중 잭업 리그의 안정성을 모니터링하고 구동부와 물 분사장치 등의 작동을 제어할 수 있는 잭업 리그의 통합 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a jack-up rig, and more particularly, to a jack-up rig that is installed at the bottom of a leg of an offshore plant such as a jack-up ring used for oil drilling or power generation, Up league monitoring apparatus and method capable of monitoring the stability of the jack-up league while operating the jack-up league and controlling the operation of the driving unit and the water jetting apparatus while spraying water through a spudcan supporting the jack- .

일반적으로 리그(rig)는 해저 채굴 기술의 발달로 인해 유전 개발에 적합한 시추설비를 구비함으로써 심해 유전 뿐만 아니라, 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field) 개발에 사용되고 있다.Generally, rigs are used not only for deep-sea oil fields but also marginal fields which have been neglected due to economic difficulties by having drilling facilities suitable for oil field development due to development of submarine mining technology.

이와 같은 리그는 선체에 설치한 3~6개의 레그(leg)를 해저에 내려 세워서 선체를 해상에 설치하는 잭업 리그(jack-up rig), 수중의 하부선각에 세워진 레그로 해상의 갑판을 지지하는 반잠수형, 선각과 같은 모양의 선형과 토사를 매립하여 인공섬으로 만든 매립식 인공섬형, 잠함 등을 해저에 침설하여 중량으로 파력이나 지진력을 견디게 하는 중력형, 그리고 원반 형상의 부유식 구조체를 이루는 원반 부체형 등이 있다.This type of league consists of a jack-up rig, which is installed on the hull with three to six legs installed on the sea floor to mount the hull on the sea, Semi-submerged, linear-shaped like a hull, and an embankment artificial island made of an artificial island by embedding the earths, gravity-type and disk-like floating structure which absorbs the wave or seismic force by submerging the submarine And a disk-shaped body.

상기한 리그 중에서 잭업 리그는 암반지역 뿐만 아니라 연약지반 등에 설치될 수 있으며, 통상적으로 3개의 독립형 레그(independent legs)가 적용되고, 경우에 따라 4개 이상의 레그가 적용되는 형태도 있다. 상기 레그의 하단부에는 해저 지반에 설치되어 잭업 리그를 안정적으로 지지하는 스퍼드캔(spudcan)이 구비된다. Among the above-mentioned leagues, the jack-up league can be installed not only in rocky areas but also in soft grounds. Usually, three independent legs are applied, and in some cases, more than four legs are applied. A spudcan is provided at the lower end of the leg to stably support the jack-up rig.

한편 해저 지반은 크게 모래층과 점토층으로 구성되어 있으며, 표층이 모래층인 경우 잭업 리그 설치 시 해저 지반에 스퍼드캔을 깊게 설치할 수 없는 문제가 있고, 표층이 점토층인 경우 잭업 리그 회수시 해저 지반에 묻혀 있는 스퍼드캔이 잘 뽑히지 않는 문제가 있다. On the other hand, when the surface layer is a sand layer, there is a problem that the spud can is not installed deeply in the seabed ground when a jack-up league is installed. When the surface layer is a clay layer, There is a problem that the spandan can not be pulled out well.

이를 해결하기 위해 스퍼드캔에 물분사장치를 장착하는 기술이 개발되었다. 이러한 물분사 장치를 이용한 물분사는 지반 형태에 따라 적용 방법이 달라진다. 표층이 모래층일 경우 구조물의 안정성을 위해 잭업 리그 설치시 스퍼드캔 높이의 1/2까지 해저 지반에 묻혀야 한다. 이를 위해 물 분사를 통해 모래층의 공극수압(porepressure)과 침윤력(seepage force)을 변화시켜 모래층의 전단 저항력을 약화시켜야 한다. 이 때 물 분사 시간이 길어질 경우 모래층에 펀치스루(punch-through) 현상이 발생하여 지반의 저항이 급속히 줄어들어 잭업 리그의 전도 사고를 일으킬 수 있다. 따라서 지반물성(공극수압), 반력, 수직 변위의 변화를 측정하기 위해 센서를 이용하여 물분사량과 시간을 제어하는 기술이 요구된다. 현재는 펀치스루 위험성으로 인하여 모래층에서는 물분사를 실시하고 있지 못하는 실정이다. To solve this problem, a technique for mounting a water injection device in a sprung can was developed. The application method of the water spray using the water injection device is different according to the ground type. If the surface layer is a sand layer, it should be buried in the bottom of the seabed until the height of the spade can be up to the height of the jack cane for the stability of the structure. For this purpose, the pore pressure and seepage force of the sand layer should be changed through water injection to weaken the shear resistance of the sand layer. In this case, if water injection time is long, punch-through phenomenon occurs in the sand layer, and the resistance of the ground rapidly decreases, which can cause a jack-up league conduction accident. Therefore, a technique to control the amount of water injection and the time using a sensor is required to measure changes in soil properties (pore water pressure), reaction force, and vertical displacement. At present, water injection is not performed in the sand layer due to the risk of punch through.

그리고 표층이 점토층일 경우 잭업 리그의 설치 시에는 스퍼드캔이 자연스럽게 20m 내외로 깊이 침투하지만 잭업 리그의 회수 시에는 점토층의 특성 상 스퍼드캔이 잘 뽑혀 나오지 않는다. 따라서 스퍼드캔을 뽑아 올릴 때 물 분사를 실시하여 점토층의 전단 저항력을 약화시켜 스퍼드캔이 잘 뽑혀져 나오게 한다. 그런데, 이 때 물 분사의 조절을 잘 못하게 되면 오히려 지반이 붕괴될 수 있다. When the surface layer is a clay layer, when the jack-up league is installed, the spandan cans naturally penetrate deeply into about 20m, but when the jack-up league is recovered, the spandan can is not extracted well due to the characteristics of the clay layer. Therefore, when the spudded can is pulled out, water spraying is performed to weaken the shear resistance of the clay layer so that the spudded can is pulled out well. However, if the water injection can not be controlled properly at this time, the ground may collapse.

또한 잭업 리그는 통상적으로 6개월에서 2년 정도 한 장소에 설치되어 운용되는데 이 때 세굴(洗掘)이나 지진 등 주변 여건으로 인해 지반 물성이 변하게 되어 전복사고의 위험성이 상존한다. In addition, the jack-up league is normally installed and operated in one place for six months to two years. At this time, there is a risk of overturning due to changes in the physical properties of the ground due to the surrounding conditions such as scouring and earthquakes.

공개특허 제10-2015-0045013호(2015.04.28. 공개)Open Patent No. 10-2015-0045013 (published on April 28, 2015) 등록특허 제10-1422237호(2014.07.16. 등록)Registration No. 10-1422237 (Registered on July 16, 2014)

본 발명은 잭업 리그의 설치 또는 회수 과정, 잭업 리그의 운용 중 레그(leg) 구동장치에 가해지는 반력과 수직 변위를 측정하고, 스퍼드캔의 공극수압센서의 변화량을 모니터링하여 레그 구동장치 및 물 분사 장치를 유기적으로 제어하여 잭업 리그 구조물의 안정성을 확보하고 운용 효율성을 향상시킬 수 있는 잭업 리그의 통합 모니터링 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention relates to a method of measuring a reaction force and a vertical displacement applied to a leg driving apparatus during installation or recovery of a jack up league or a jack up league, monitoring a variation amount of a pore pressure sensor of the sped can, The present invention provides an integrated monitoring apparatus and method of a jack-up league that can organically control the apparatus to secure the stability of the jack-up league structure and improve the operational efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잭업 리그의 통합 모니터링 장치는, 선체에 승강 가능하게 설치되는 레그와, 상기 레그의 하단에 설치되어 해저 지반에 대해 레그를 지지하는 스퍼드캔과, 상기 스퍼드캔에 설치되어 외부로 물을 분사하는 물 분사유닛와, 상기 선체에 대해 레그를 상하로 이동시키는 구동부를 포함하는 잭업 리그의 모니터링 장치에 있어서, 상기 구동부에 설치되어 상기 스퍼드캔 및 레그를 통해 상기 구동부에 가해지는 반력을 측정하는 반력센서와; 상기 선체에 대한 레그의 상하방향으로의 변위를 측정하는 변위센서와; 상기 스퍼드캔에 설치되어 해저 지반의 공극수압을 측정하는 공극수압센서 및; 상기 반력센서와 변위센서와 공극수압센서로부터 각각 전송된 반력과 변위 및 공극수압 측정값을 바탕으로 상기 물 분사유닛 및 구동부의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an integrated monitoring apparatus for a jack-up league comprising a leg which is installed on a hull so as to be able to move up and down, a spud can installed at a lower end of the leg to support a leg against a seabed ground, A monitoring system for a jack-up league, comprising: a water injection unit installed in a sprue can for spraying water to the outside; and a driving unit for moving the legs up and down with respect to the hull, A reaction force sensor for measuring a reaction force applied to the driving unit; A displacement sensor for measuring a displacement of the leg in the vertical direction with respect to the hull; A pore water pressure sensor installed in the spud can and measuring a pore water pressure of a seabed ground; And a controller for controlling the operation of the water injection unit and the driving unit on the basis of the reaction force, the displacement and the pore pressure measurement value transmitted from the reaction force sensor, the displacement sensor and the pore pressure sensor, respectively.

이러한 본 발명의 통합 모니터링 장치를 이용한 잭업 리그의 통합 모니터링 방법은 아래의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The integrated monitoring method of the jack-up league using the integrated monitoring apparatus of the present invention includes the following steps.

(a) 반력센서와 변위센서와 공극수압센서가 구동부에 가해지는 반력과 변위 및 공극수압에 대한 측정 데이터를 컨트롤러로 전송하는 단계(a) transmitting measurement data on the reaction force, the displacement, and the pore water pressure applied to the driving unit by the reaction force sensor, the displacement sensor and the pore pressure sensor to the controller

(b) 상기 컨트롤러가 반력센서와 변위센서와 공극수압센서로부터 각각 전송된 데이터로부터 시간에 따른 반력의 변화량과 시간에 따른 변위와 시간에 따른 공극수압 변화량을 산출하는 단계(b) calculating a variation amount of the reaction force with respect to time and a displacement variation with time and a variation amount of the pore water pressure according to time from the data transmitted from the reaction force sensor, the displacement sensor and the pore pressure sensor, respectively

(c) 상기 컨트롤러가 상기 산출된 시간에 따른 반력의 변화량과 변위와 공극수압 변화량을 바탕으로 물 분사유닛 또는 구동부의 작동을 제어하는 단계(c) controlling the operation of the water injection unit or the driving unit based on the amount of change and displacement of the reaction force and the variation amount of the pore water pressure according to the calculated time

본 발명에 따르면, 반력센서와 변위센서 및 공극수압센서를 이용하여 스퍼드캔 및 레그를 통해 구동기에 가해지는 반력 정보, 스퍼드캔 및 레그의 변위 정보, 그리고 스퍼드캔 주변의 공극수압 정보를 모니터링하고, 상기 반력 정보와 변위 정보 및 공극수압 정보에 따라 구동부와 물 분사유닛의 작동을 유기적으로 제어하여 잭업 리그의 안정성을 확보하면서 신속하게 스퍼드캔을 해저 지반에 매입 설치하거나 해저 지반에서 빼내어 회수할 수 있다. According to the present invention, reaction force information applied to a driver through a sprung can and a leg, displacement information of a sprung can and a leg, and pore water pressure information around the spud can can be monitored using a reaction force sensor, a displacement sensor and a pore pressure sensor, The operation of the driving unit and the water injection unit is controlled in accordance with the reaction force information, the displacement information, and the pore water pressure information so that the spud cans can be installed in the seabed so that the stability of the jack-up rig can be secured, .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 모니터링 장치가 적용된 잭업 리그의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 잭업 리그의 구동부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 잭업 리그의 스퍼드캔 및 물 분사유닛의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잭업 리그의 통합 모니터링 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a jack-up rig to which an integrated monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a view illustrating an embodiment of a driving unit of a jack up league according to the present invention.
3 is a view showing an embodiment of a sprue can and a water injection unit of a jack up league according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an integrated monitoring apparatus of jack-up leagues according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잭업 리그의 통합 모니터링 장치 및 방법을 상세히 설명한다. Hereinafter, an integrated monitoring apparatus and method of a jack-up league according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 잭업 리그의 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 잭업 리그(1)는 선체(10)에 승강 가능하게 설치되는 복수개(통상적으로 3~4개)의 레그(20)(leg)와, 상기 각각의 레그(20)의 하단에 설치되어 해저 지반에 대해 레그(20)를 지지하는 스퍼드캔(30)(spudcan)과, 상기 스퍼드캔(30)에 설치되어 외부로 물을 분사하는 물 분사유닛과, 상기 선체(10)에 대해 레그(20)를 상하로 이동시키는 구동부, 실시간으로 측정되는 구동부의 반력과 레그(20)의 변위와 해저 지반의 공극수압 정보를 바탕으로 상기 물 분사유닛과 구동부의 모터(미도시)의 작동을 제어하는 모니터링 장치를 포함한 구성으로 이루어진다. 1 to 3 schematically illustrate the structure of a jack up league according to the present invention. The jack up league 1 includes a plurality of (normally three to four) legs 20 a spudcan 30 installed at the lower end of each of the legs 20 to support the legs 20 against the bottom of the seabed, A drive unit for moving the legs 20 up and down with respect to the hull 10, a reaction force of the driving unit measured in real time, a displacement of the legs 20, and pore water pressure information of the seabed ground, And a monitoring device for controlling the operation of a water injection unit and a motor (not shown) of the driving unit.

여기서 상기 구동부는 상기 선체(10)에 설치되는 모터(미도시)에 의해 회전하는 복수의 피니언기어(41)(pinion gear)와, 상기 레그(20)의 측면부에 상하방향으로 연장되게 설치되어 상기 피니언기어(41)와 치합하는 랙기어(42)(rack gear)를 포함한다. 따라서 모터(미도시)에 전원이 인가되어 모터가 작동하게 되면, 상기 피니언기어(41)가 모터의 동력을 전달받아 회전하게 되고, 피니언기어(41)와 치합된 랙기어(42)가 상하 방향으로 이동하여 레그(20)가 선체(10)에 대해 상하방향으로 이동하게 된다. The driving unit includes a plurality of pinion gears 41 rotated by a motor (not shown) installed on the hull 10 and a plurality of pinion gears 41 extending vertically on the side portions of the legs 20, And a rack gear 42 that meshes with the pinion gear 41. Therefore, when the motor (not shown) is energized to operate the motor, the pinion gear 41 is rotated by receiving the power of the motor, and the rack gear 42 engaged with the pinion gear 41 is rotated in the vertical direction So that the legs 20 are moved up and down with respect to the hull 10.

상기 레그(20)와 스퍼드캔(30) 및 물 분사유닛은 공지의 잭업 리그에 설치되는 레그(20)와 스퍼드캔(30) 및 물 분사유닛의 구성을 동일 또는 유사하게 적용하여 구성될 수 있다. The leg 20, the spud can 30 and the water injection unit can be constructed by applying the same or similar structures to the leg 20, the spud can 30, and the water injection unit, which are provided in a known jack up league .

예를 들어 상기 레그(20)는 수직재와 경사재의 연결에 의한 트러스 구조로 이루어질 수 있고, 구조적 안정성을 확보하기 위하여 보강재가 추가로 구성될 수 있다. For example, the legs 20 may have a truss structure formed by connecting a vertical member and a slant member, and a reinforcing member may be additionally provided to secure structural stability.

상기 스퍼드캔(30)(spudcan)은 해저 지반에 소정의 깊이로 매립되어 레그(20)를 해저 지반 상에서 지탱하는 작용을 한다. 상기 스퍼드캔(30)의 상부와 하부에는 스퍼드캔(30)을 해저 지반에 매립하여 시공하거나 지반에서 빼내어 회수할 때 물을 분사하여 매립 작업 또는 회수 작업을 용이하게 하기 위한 물 분사유닛이 설치된다. The spudcan (30) is embedded in the seabed ground at a predetermined depth to support the legs (20) on the seabed ground. A water spraying unit is installed at upper and lower portions of the spud can 30 to fill the spud can 30 with the seabed and to draw water from the ground and collect water to facilitate burial operation or recovery operation .

상기 물 분사유닛은 레그(20)를 통해 선체(10)에 구성된 물 공급원에 연결되고 상기 스퍼드캔(30)의 내부로 연장된 물 공급라인(51)과, 상기 물 공급라인(51)에서 분기된 복수개의 분기라인(52)과, 상기 분기라인(52)의 각 끝단에 연결되며 스퍼드캔(30)의 상부면과 하부면에서 외부로 연통되어 물을 분사하는 노즐(53)을 포함한 구성으로 이루어진다. The water injection unit includes a water supply line 51 connected to a water source configured in the hull 10 through the leg 20 and extending into the interior of the spud can 30, And a nozzle 53 connected to each end of the branch line 52 and communicating with the outside through upper and lower surfaces of the sprung can 30 to spray water, .

상기 모니터링 장치는, 도 2 내지 도 4에 도시한 것과 같이 상기 구동부에 설치되어 구동부에 인가되는 반력을 측정하는 반력센서(61)와, 상기 선체(10)에 대한 레그(20)의 상하방향으로의 변위를 측정하는 변위센서(62)와, 상기 스퍼드캔(30)에 설치되어 해저 지반의 공극수압을 측정하는 공극수압센서(63)와, 상기 반력센서(61)와 변위센서(62)와 공극수압센서(63)로부터 각각 전송된 반력과 변위 및 공극수압 측정값을 바탕으로 상기 물 분사유닛 및 구동부의 작동을 제어하는 컨트롤러(64)를 포함한 구성으로 이루어진다. 2 to 4, the monitoring device includes a reaction force sensor 61 installed on the driving unit and measuring a reaction force applied to the driving unit, A pore water pressure sensor 63 installed in the spud can 30 for measuring the pore water pressure of the seabed ground and a reaction force sensor 61 and a displacement sensor 62, And a controller 64 for controlling the operation of the water injection unit and the driving unit on the basis of the reaction force, the displacement, and the pore pressure measurement value transmitted from the pore water pressure sensor 63, respectively.

상기 반력센서(61)는 구동부의 피니언기어(41) 등에 설치되어 레그(20)를 선체(10)에 대해 하강 또는 상승시킬 때 레그(20) 및 스퍼드캔(30)에 가해지는 반력을 실시간으로 측정하여 컨트롤러(64)로 전송한다. 상기 반력센서(61)로는 로드셀(load cell) 등을 적용할 수 있다. The reaction force sensor 61 is installed on the pinion gear 41 of the driving unit so that the reaction force applied to the leg 20 and the sprung can 30 can be detected in real time And transmits it to the controller 64. As the reaction force sensor 61, a load cell or the like may be applied.

그리고 상기 변위센서(62)는 구동부에 의한 레그(20)의 상하 방향으로의 변위를 실시간으로 측정하여 컨트롤러(64)로 전송한다. 상기 변위센서(62)는 구동부의 선형운동을 하는 구성요소(이 실시예에서 랙기어)에 장착되는 것이 바람직하지만 이에 한정하지는 않으며, 레그(20)의 상하 방향의 변위를 정확하게 측정할 수 있는 위치라면 어디든지 상관없다. The displacement sensor 62 measures the displacement of the leg 20 in the vertical direction by the driving unit in real time and transmits it to the controller 64. The displacement sensor 62 is preferably mounted on a component (in this embodiment, a rack gear) that performs a linear motion of the driving unit. However, the displacement sensor 62 is not limited thereto, and may be a position capable of accurately measuring the displacement of the leg 20 in the up- It does not matter where it is.

상기 공극수압센서(63)는 스퍼드캔(30)의 상부와 하부 각각에서 물 분사유닛의 노즐(53)의 인근에 설치되어, 공극수압센서(63) 주변의 공극수압을 실시간으로 측정하여 컨트롤러(64)로 전송한다. The pore water pressure sensor 63 is installed near the nozzles 53 of the water injection unit in the upper and lower portions of the spud can 30 to measure the pore water pressure around the pore water pressure sensor 63 in real time, 64).

상기 컨트롤러(64)는 선체(10)의 데크(deck)에 구성될 수 있으며, 상기 반력센서(61)와 변위센서(62)와 공극수압센서(63)와 전기적으로 연결되어 각각의 센서로부터 전송된 측정 데이터에 따라 상기 구동부의 모터(미도시)와 물 분사유닛의 작동을 제어한다. The controller 64 may be configured as a deck of the hull 10 and is electrically connected to the reaction force sensor 61, the displacement sensor 62 and the pore pressure sensor 63, (Not shown) of the driving unit and the operation of the water injection unit according to the measured data.

이와 같이 구성된 본 발명의 통합 모니터링 장치를 이용한 통합 모니터링 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. An integrated monitoring method using the integrated monitoring apparatus of the present invention configured as described above will now be described.

상기 반력센서(61)와 변위센서(62)와 공극수압센서(63)에서 측정된 반력 데이터와 변위 데이터 및 공극수압 데이터가 컨트롤러(64)로 전송되면, 컨트롤러(64)는 상기 반력 데이터와 변위 데이터 및 공극수압 데이터로부터 시간에 따른 반력의 변화량(ΔF/ΔT)과 시간에 따른 변위(ΔD/ΔT)와 시간에 따른 공극수압 변화량(ΔP/ΔT)을 산출한다. When the reaction force data, the displacement data and the pore pressure data measured by the reaction force sensor 61, the displacement sensor 62 and the pore pressure sensor 63 are transmitted to the controller 64, the controller 64 compares the reaction force data and displacement (DELTA F / DELTA T) and a displacement (DELTA D / DELTA T) with respect to time and a pore water pressure variation DELTA P / DELTA T with respect to time are calculated from the data and the pore water pressure data.

그런 다음 상기 컨트롤러(64)는 상기 산출된 시간에 따른 반력의 변화량과 변위와 공극수압 변화량을 바탕으로 잭업 리그의 레그(20)의 승강 작동시 또는 잭업 리그 운용 과정에서 잭업 리그의 상태를 모니터링 하고, 물 분사유닛 또는 구동부의 작동을 제어한다. Then, the controller 64 monitors the state of the jack-up league during the lifting operation or the jack-up league operation of the leg 20 of the jack-up league on the basis of the variation amount of the reaction force and the displacement amount and the pore water pressure variation amount according to the calculated time , The operation of the water injection unit or the driving unit.

예를 들어 해저 지반의 표층이 모래층일 경우, 잭업 리그의 레그(20)를 해저 지반에 매입 설치할 때 레그(20)의 하강 작동시 스퍼드캔(30) 및 레그(20)를 통해 구동부의 피니언기어(41) 또는 모터(미도시)에 가해지는 반력의 변화량과 레그(20)의 상하방향 이동 변위, 스퍼드캔(30) 주변의 공극수압 변화량(이 경우 스퍼드캔 하부에 설치된 공극수압센서에 의한 측정 데이터를 주로 이용함)을 산출하여 레그(20) 및 스퍼드캔(30)의 설치 상태를 모니터링하고, 상기 산출된 반력의 변화량과 변위, 공극수압 변화량에 따라 구동부와 물 분사유닛의 작동을 유기적으로 제어하여 레그(20)가 빠른 시간 내에 모래층에 안정적으로 설치될 수 있도록 한다. For example, in the case where the surface layer of the seabed ground is a sand layer, when the leg 20 of the jack-up league is installed in the bottom of the sea bed, the pinion gears of the driving portion, The amount of change in the reaction force applied to the spindle can 41 or the motor (not shown), the vertical displacement of the leg 20, and the amount of change in pore water pressure around the spud can 30 The operation of the driving unit and the water injection unit is controlled in accordance with the variation amount of the calculated reaction force and the displacement and the variation of the pore water pressure by organically controlling the operation of the water injection unit So that the legs 20 can be stably installed in the sand layer within a short period of time.

또한 지반의 표층이 점토층인 경우, 잭업 리그의 회수를 위해 레그(20)를 상승시킬 때, 스퍼드캔(30) 및 레그(20)를 통해 구동부의 피니언기어(41) 또는 모터(미도시)에 가해지는 반력의 변화량과 레그(20)의 상하방향 이동 변위, 스퍼드캔(30) 주변의 공극수압 변화량(이 경우 스퍼드캔 상부에 설치된 공극수압센서에 의한 측정 데이터를 주로 이용함)을 산출하여 레그(20) 및 스퍼드캔(30)의 회수 상태를 모니터링하고, 상기 산출된 반력의 변화량과 변위, 공극수압 변화량에 따라 구동부와 물 분사유닛의 작동을 유기적으로 제어하여 레그(20)가 빠른 시간 내에 점토층에서 안정적으로 빠져나올 수 있게 한다. When the surface layer of the ground is a clay layer, when the leg 20 is lifted to recover the jack-up league, the pinion gear 41 or the motor (not shown) of the drive unit is driven via the sprung can 30 and the leg 20 The amount of change in the applied reaction force, the vertical displacement of the leg 20, and the amount of change in pore water pressure around the sprue can 30 (in this case, the measurement data by the pore pressure sensor provided on the spud can is mainly used) 20 and the spud can 30 are monitored and the operation of the driving unit and the water injection unit is controlled in accordance with the variation amount of the calculated reaction force and the displacement and the variation of the pore water pressure, So that it can be stably escaped.

이와 같이 본 발명은 반력센서(61)와 변위센서(62) 및 공극수압센서(63)를 이용하여 스퍼드캔(30) 및 레그(20)를 통해 구동기에 가해지는 반력 정보와 스퍼드캔(30) 및 레그(20)의 변위 정보, 스퍼드캔(30) 주변의 공극수압 정보를 모니터링하고, 상기 반력 정보와 변위 정보 및 공극수압 정보에 따라 구동부와 물 분사유닛의 작동을 유기적으로 제어하여 잭업 리그의 안정성을 확보하면서 신속하게 스퍼드캔(30)을 해저 지반에 매입 설치하거나 해저 지반에서 빼내어 회수할 수 있다. The reaction force information applied to the actuator through the sprung can 30 and the leg 20 and the reaction force information applied to the sprue can 30 using the reaction force sensor 61, the displacement sensor 62 and the pore water pressure sensor 63, And the displacement information of the legs 20 and the pore water pressure information around the spade can 30 and controls the operation of the driving unit and the water injection unit according to the reaction force information, The spur can cans 30 can be quickly installed in the seabed ground or can be taken out from the seabed and recovered while ensuring stability.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such modified embodiments belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.

1 : 잭업 리그 10 : 선체
20 : 레그 30 : 스퍼드캔
41 : 피니언기어 42 : 랙기어
51 : 물공급라인 52 : 분기라인
53 : 노즐 61 : 반력센서
62 : 변위센서 63 : 공극수압센서
64 : 컨트롤러1: Jack up league 10: Hull
20: leg 30: sprang
41: pinion gear 42: rack gear
51: water supply line 52: branch line
53: nozzle 61: reaction force sensor
62: Displacement sensor 63: Pore pressure sensor
64: controller

Claims (4)

선체에 승강 가능하게 설치되는 레그와, 상기 레그의 하단에 설치되어 해저 지반에 대해 레그를 지지하는 스퍼드캔과, 상기 스퍼드캔에 설치되어 외부로 물을 분사하는 물 분사유닛와, 상기 선체에 대해 레그를 상하로 이동시키는 구동부를 포함하는 잭업 리그의 모니터링 장치에 있어서,
상기 구동부에 설치되어 상기 스퍼드캔 및 레그를 통해 상기 구동부에 가해지는 반력을 측정하는 반력센서와;
상기 선체에 대한 레그의 상하방향으로의 변위를 측정하는 변위센서와;
상기 스퍼드캔에 설치되어 해저 지반의 공극수압을 측정하는 공극수압센서 및;
상기 반력센서와 변위센서와 공극수압센서로부터 각각 전송된 반력과 변위 및 공극수압 측정값을 바탕으로 상기 물 분사유닛 및 구동부의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 잭업 리그의 통합 모니터링 장치.A sprue can installed at a lower end of the leg to support the legs against the seabed ground; a water spray unit installed in the sprue can for spraying water to the outside; And a driving unit for moving the upper and lower jacks of the jack up league,
A reaction force sensor installed in the driving unit and measuring a reaction force applied to the driving unit through the sprung can and the leg;
A displacement sensor for measuring a displacement of the leg in the vertical direction with respect to the hull;
A pore water pressure sensor installed in the spud can and measuring a pore water pressure of a seabed ground;
And a controller for controlling operations of the water injection unit and the driving unit on the basis of the reaction force, the displacement, and the pore water pressure measured value transmitted from the reaction force sensor, the displacement sensor and the pore pressure sensor, respectively. . 제1항에 있어서, 상기 공극수압센서는 상기 스퍼드캔의 상부면과 하부면 각각에서 물이 분사되는 노즐의 주변에 설치된 것을 특징으로 하는 잭업 리그의 통합 모니터링 장치.The integrated monitoring apparatus of claim 1, wherein the pore water pressure sensor is installed in a vicinity of a nozzle through which water is sprayed on the upper surface and the lower surface of the spud can, respectively. 제1항에 있어서, 상기 변위센서는 구동부의 선형운동을 하는 구성요소에 설치된 것을 특징으로 하는 잭업 리그의 통합 모니터링 장치.2. The integrated monitoring device of claim 1, wherein the displacement sensor is mounted on a linear motion component of the driving unit. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 통합 모니터링 장치를 이용한 잭업 리그의 통합 모니터링 방법으로서,
(a) 반력센서와 변위센서와 공극수압센서가 구동부에 가해지는 반력과 변위 및 공극수압에 대한 측정 데이터를 컨트롤러로 전송하는 단계;
(b) 상기 컨트롤러가 반력센서와 변위센서와 공극수압센서로부터 각각 전송된 데이터로부터 시간에 따른 반력의 변화량과 시간에 따른 변위와 시간에 따른 공극수압 변화량을 산출하는 단계; 그리고,
(c) 상기 컨트롤러가 상기 산출된 시간에 따른 반력의 변화량과 변위와 공극수압 변화량을 바탕으로 물 분사유닛 또는 구동부의 작동을 제어하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 잭업 리그의 통합 모니터링 방법.
11. An integrated monitoring method of a jack-up league using the integrated monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 3,
(a) transmitting measurement data on a reaction force, a displacement, and a pore water pressure of the reaction force sensor, the displacement sensor, and the pore pressure sensor to the controller;
(b) calculating a change amount of a reaction force with respect to time and a displacement amount according to time and a pore water pressure change amount according to time from the data transmitted from the reaction force sensor, the displacement sensor and the pore pressure sensor, respectively; And,
(c) controlling the operation of the water injection unit or the driving unit based on the amount of change and displacement of the reaction force and the variation of the pore water pressure according to the calculated time.
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