KR20170017207A - 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈에 관한 것으로 해양 라이저 상부 끝단에 해양 라이저의 단면과 동일한 형상의 상부 모듈 라이저 결합부에 의하여 고정 결합하며 전력 공급부와 데이터 송수신부가 내장되고 하부에 탈착 돌기가 구비되는 상부 모듈과 상기의 상부 모듈 하측 해양 라이저와 해양 라이저의 단면과 동일한 형상의 모듈 라이저 결합부에 의하여 결합하며 상부에 상기 탈착 가이드 돌기와 탈착되는 탈착 가이드 홈이 구비되며 상기의 전력 공급부에 의하여 충전되는 충전식 배터리와 구동 모터 및 상기의 데이터 송수신부에 측정된 데이터를 송수신하는 측정 센서와 펌프가 내장되며, 해양 라이저 외주 면에 접촉하여 상기의 구동 모터에 의하여 회전하는 복수 개의 휠과 하부에 복수 개의 분사 노즐이 구비되어 상하 이동하는 하부 모듈로 구성되어 해양 라이저 표면에 해양 부착물을 상하로 이동하는 하부 모듈에 의하여 효과적으로 제거하여 해양 라이저 보수 유지에 드는 시간과 비용을 현저하게 줄일 수 있으며, 해양 라이저에 가해지는 외력을 실시간 모니터링하여 해양 라이저의 수명을 현저하게 증가시키는 효과가 있다.
Description
본 발명은 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈에 관한 것으로, 보다 세부적으로는 해양 라이저 표면에 해양 부착물을 제거하고 해양 라이저의 생물을 제거하고 해양 라이저의 동적 반응을 탐지할 수 있는 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈에 관한 것이다.
해양 라이저는 해저면의 유정에서 해수면의 부유식 구조물까지 석유 및 가스를 이송하는 라인으로 해저 석유 및 해양 에너지 자원 개발에 중요 구성품이다. 일반적으로 해양 라이저의 설계 수명은 25~30년으로 지속적인 유지 보수 작업을 필요로 한다. 특히, 도 1의 a에 도시되어 있는 바와 같이 해양 라이저 표면에 해양 생물이 부착되어 해양 라이저 표면의 거칠기가 증가하고 이로 인하여 해양 라이저가 받는 파력 및 조류력의 크기가 증가되어 해양 라이저의 수명이 단축되는 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위해 도 1의 b와 같이 정기적으로 잠수부가 직접 제거 수단을 갖고 잠수하여 직접 해양 부착물을 제거하였다. 이러한 해양 부착물 제거 방법은 기후에 따라 작업 시간이 한정적이며 많은 비용과 인력이 요구된다.
이를 해결하기 위하여 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0095009호에서 하기 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 서로 체결 및 분리가능한 2 개 이상의 프레임과 프레임의 내면 부에 형성되어 해양 생물을 제거하는 제거부 및 주행부를 포함하는 해양 구조물에 설치된 스트레이크에 부착되는 해양 생물을 제거하는 장치를 게시하고 있으나 제거부 및 주행부 구동을 위해서 케이블이 부유식 구조물에서부터 해양 생물을 제거하는 장치까지 연결되도록 별도로 설치되어야 하며 이로 인하여 상기의 케이블이 파력과 조류에 의해 꼬이는 문제점이 발생할 수 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 부유식 구조물에 연결되는 케이블 없이 해양 라이저 표면에 해양 부착물을 상하로 이동하는 하부 모듈에 의하여 효과적으로 제거하는 것은 물론 실시간으로 해양 라이저의 인장력과 MBR(Minimum Breaking Radius)을 측정하여 측정 데이터를 해상으로 송수신하여 해양 라이저의 수명을 현저하게 증가할 수 있는 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 해양 라이저에 결합하는 세척 및 센싱 모듈에 있어서, 해양 라이저 상부 끝단에 해양 라이저의 단면과 동일한 형상의 상부 모듈 라이저 결합부에 의하여 고정 결합하며 전력 공급부와 데이터 송수신부가 내장되고 하부에 탈착 돌기가 구비되는 상부 모듈과 상기의 상부 모듈 하측 해양 라이저와 해양 라이저의 단면과 동일한 형상의 모듈 라이저 결합부에 의하여 결합하며 상부에 상기 탈착 가이드 돌기와 탈착되는 탈착 가이드 홈이 구비되며 상기의 전력 공급부에 의하여 충전되는 충전식 배터리와 구동 모터 및 상기의 데이터 송수신부에 측정된 데이터를 송수신하는 측정 센서와 펌프가 내장되며, 해양 라이저 외주 면에 접촉하여 상기의 구동 모터에 의하여 회전하는 복수 개의 휠과 하부에 복수 개의 분사 노즐이 구비되어 상하 이동하는 하부 모듈로 이루어진다.
본 발명의 다른 특징으로는 상기의 측정 센서는 해양 라이저에 부가되는 인장력, 굽힘 모멘트, 전단력, MBR(Minimum Breaking Radius)를 측정하여 측정된 데이터를 상기의 데이터 송수신부에 송신하고 데이터 송수신부는 해상으로 측정된 데이터를 송신할 수 있다. 또한, 상기의 하부 모듈에 해수가 유입되는 해수 유입부가 구비되어 유입된 해수가 펌프에 의하여 분사 노즐을 통하여 배출된다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기의 탈착 가이드 돌기와 탈착 가이드 홈에 각각 돌기 곡선부와 홈 곡선부가 구비되어 상부 모듈과 하부 모듈이 탈착되며, 상기의 휠은 해양 라이저 외주면 형상과 동일한 형상의 접촉부가 구비된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈은 부유식 구조물에 연결되는 케이블 없이 해양 라이저 표면에 해양 부착물을 상하로 이동하는 하부 모듈에 의하여 효과적으로 제거하여 해양 라이저 보수 유지에 드는 시간과 비용을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 동시에 해양 라이저에 가해지는 인장력, 굽힘 모멘트, 전단력, MBR(Minimum Breaking Radius)을 측정하여 실시간으로 해상에 있는 관리자가 해양 라이저에 문제가 있는 부분을 효과적으로 파악하여 해양 라이저의 수명을 현저하게 증가시키는 효과가 있다.
도 1의 a, b는 각각 기존의 해양 라이저에 부착된 해양 생물 사진과 이를 제거하는 사진.
도 2는 기존의 해양 구조물의 해양 생물 제거장치의 개념도.
도 3은 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 단면도.
도 4의 a, b는 각각 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 결합 시, 분해 시 사시도.
도 5는 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 정면도.
도 6은 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 휠 구성도.
도 2는 기존의 해양 구조물의 해양 생물 제거장치의 개념도.
도 3은 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 단면도.
도 4의 a, b는 각각 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 결합 시, 분해 시 사시도.
도 5는 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 정면도.
도 6은 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 휠 구성도.
도 3은 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 단면도로서 이를 참고하여 본원발명의 상세한 구성을 설명하면 하기와 같다. 해양 라이저(A)에 결합하는 세척 및 센싱 모듈에 있어서, 해양 라이저(A) 상부 끝단에 해양 라이저(A)의 단면과 동일한 형상의 상부 모듈 라이저 결합부(11)에 의하여 고정 결합하며 전력 공급부(12)와 데이터 송수신부(13)가 내장되고 하부에 탈착 돌기(14)가 구비되는 상부 모듈(10);과 상기의 상부 모듈(10) 하측 해양 라이저(A)와 해양 라이저(A)의 단면과 동일한 형상의 모듈 라이저 결합부(21)에 의하여 결합하며 상부에 상기 탈착 가이드 돌기(14)와 탈착되는 탈착 가이드 홈(22)이 구비되며 상기의 전력 공급부(12)에 의하여 충전되는 충전식 배터리(23)와 구동 모터(24) 및 상기의 데이터 송수신부(13)에 측정된 데이터를 송수신하는 측정 센서(25)와 펌프(26)가 내장되며, 해양 라이저(A) 외주 면에 접촉하여 상기의 구동 모터(24)에 의하여 회전하는 복수 개의 휠(27)과 하부에 복수 개의 분사 노즐(28)이 구비되어 상하 이동하는 하부 모듈(20);로 구성되는 것을 특징으로 하는 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈이다.
일반적인 해양 라이저(A)는 단면이 원형인 파이프 형상으로 상기의 상 하부 모듈 라이저 결합부(11, 21)는 원형으로 형성된다. 그러나, 해양 라이저(A)의 단면이 다각형일 경우에도 상 하부 모듈 라이저 결합부(11, 21)의 형상을 변경하여 적용이 가능하다. 그리고, 상기의 전력 공급부(12)와 충전식 배터리(23)는 상부 모듈(10)과 하부 모듈(20)이 결합하여 단자 접촉에 의한 충전은 물론 근래에 공지된 무선 충전 방식의 적용도 가능하다.
하부 모듈(20)의 구동 모터(24)와 측정 센서(25)에 전원을 공급하는 충전식 배터리(23)가 상하 이동하는 하부 모듈(20) 내부에 장착됨으로 인하여 전원을 공급하기 위한 별도의 케이블이 구비될 필요가 없다.
또한, 상기의 측정 센서(25)는 해양 라이저(A)에 부가되는 인장력, 굽힘 모멘트, 전단력, MBR(Minimum Breaking Radius)를 측정하여 측정된 데이터를 상기의 데이터 송수신부(13)에 송신하고 데이터 송수신부(13)는 해상으로 측정된 데이터를 송신하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 해상에 있는 관리자는 해양 라이저(A)의 상태를 실시간으로 감시할 수 있다. 또한, 상기의 측정 센서(25)가 내장되는 하부 모듈(20)은 해양 라이저(A)를 따라 상하로 이동하며 수심을 체크할 수 있는 센서를 구비하여 해양 라이저(A)에 취약 부분의 위치를 용이하게 파악할 수 있다.
그리고, 상기의 하부 모듈(20)에 해수가 유입되는 해수 유입부(29)가 구비되어 유입된 해수가 펌프(26)에 의하여 분사 노즐(28)을 통하여 배출되는 것을 특징으로 한다. 본원발명에서 해양 부착물을 제거하는 수단은 고압의 물을 분사하는 것이지만, 이에 그치지 않고, 가열, 진동, 전기 등으로 통한 해양 부착물 제거 수단이 적용될 수 있는 것은 자명하다. 그리고, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0066829호(2014.06.02)에 개시되어 있는 해저 관 내 생성물 제거장치를 본원발명의 하부 모듈에 적용하여 해양 라이저(A) 외부에 해양 부착물 제거는 물론, 내부 생성물을 제거할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 또 다른 실시 예의 정면도로서 이를 참조하면 상기의 탈착 가이드 돌기(14)와 탈착 가이드 홈(22)에 각각 돌기 곡선부(14a)와 홈 곡선부(22a)가 구비되어 파력과 조류 등에 의하여 하부 모듈(20)이 회전하여 탈착 가이드 돌기(14)와 탈착 가이드 홈(22)의 위치가 틀어져도 돌기 곡선부(14a)와 홈 곡선부(22a)를 통하여 상부 모듈(10)과 하부 모듈(20)의 결합을 용이하게 할 수 있다. 또한, 상기의 돌기 곡선부(14a)와 홈 곡선부(22a)는 도 5에 도시되어 있는 것은 물론 나선 형상 등, 공지되어 있는 치합 구조의 적용이 가능하다.
도 6은 본 발명의 따른 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈의 휠 구성도로서 이를 참조하면 상기의 휠(27)은 해양 라이저(A) 외주면 형상과 동일한 형상의 접촉부(27a)가 구비되는 것을 특징으로 한다. 또한, 접촉부(27a)는 마찰력이 큰 재질을 적용하여 휠(27)이 헛도는 것을 방지할 수 있다. 또한, 공지되어 있는 현가 장치를 적용하여 하부 모듈(20)이 상하 이동하면서 발생할 수 있는 해양 라이저(A)의 파손을 최소화할 수 있다.
본 발명은 특정의 실시 예 및 적용 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
A. 해양 라이저
10. 상부 모듈
11. 상부 모듈 결합부 12. 전력 공급부
13. 데이터 송수신부 14. 탈착 가이드 돌기
14a. 돌기 곡선부 20. 하부 모듈
21. 하부 모듈 결합부 22. 탈착 가이드 홈
22a. 홈 곡선부 23. 충전식 배터리
24. 구동 모터 25. 측정 센서
26. 펌프 27. 휠
27a. 접촉부 28. 분사 노즐
29. 해수 유입부
11. 상부 모듈 결합부 12. 전력 공급부
13. 데이터 송수신부 14. 탈착 가이드 돌기
14a. 돌기 곡선부 20. 하부 모듈
21. 하부 모듈 결합부 22. 탈착 가이드 홈
22a. 홈 곡선부 23. 충전식 배터리
24. 구동 모터 25. 측정 센서
26. 펌프 27. 휠
27a. 접촉부 28. 분사 노즐
29. 해수 유입부
Claims (5)
- 해양 라이저(A)에 결합하는 세척 및 센싱 모듈에 있어서,
해양 라이저(A) 상부 끝단에 해양 라이저(A)의 단면과 동일한 형상의 상부 모듈 라이저 결합부(11)에 의하여 고정 결합하며 전력 공급부(12)와 데이터 송수신부(13)가 내장되고 하부에 탈착 돌기(14)가 구비되는 상부 모듈(10);과
상기의 상부 모듈(10) 하측 해양 라이저(A)와 해양 라이저(A)의 단면과 동일한 형상의 모듈 라이저 결합부(21)에 의하여 결합하며 상부에 상기 탈착 가이드 돌기(14)와 탈착되는 탈착 가이드 홈(22)이 구비되며 상기의 전력 공급부(12)에 의하여 충전되는 충전식 배터리(23)와 구동 모터(24) 및 상기의 데이터 송수신부(13)에 측정된 데이터를 송수신하는 측정 센서(25)와 펌프(26)가 내장되며, 해양 라이저(A) 외주 면에 접촉하여 상기의 구동 모터(24)에 의하여 회전하는 복수 개의 휠(27)과 하부에 복수 개의 분사 노즐(28)이 구비되어 상하 이동하는 하부 모듈(20);로 구성되는 것을 특징으로 하는 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기의 측정 센서(25)는 해양 라이저(A)에 부가되는 인장력, 굽힘 모멘트, 전단력, MBR(Minimum Breaking Radius) 및 수심을 측정하여 측정된 데이터를 상기의 데이터 송수신부(13)에 송신하고 데이터 송수신부(13)는 해상으로 측정된 데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기의 하부 모듈(20)에 해수가 유입되는 해수 유입부(29)가 구비되어 유입된 해수가 펌프(26)에 의하여 분사 노즐(28)을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기의 탈착 가이드 돌기(14)와 탈착 가이드 홈(22)에 각각 돌기 곡선부(14a)와 홈 곡선부(22a)가 구비되어 상부 모듈(10)과 하부 모듈(20)이 탈착되는 것을 특징으로 하는 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기의 휠(27)은 해양 라이저(A) 외주면 형상과 동일한 형상의 접촉부(27a)가 구비되는 것을 특징으로 하는 해양 라이저용 세척 및 센싱 모듈.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101761703B1 (ko) | 2017-08-04 |
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