KR20170068966A - 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법 및 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법은, 고정 플랫폼의 하부 구조물에 해당하는 쟈켓(jacket)을 설치 장소의 해저에 고정 설치하는 단계, 상기 쟈켓의 상부에 결합될 탑사이드 모듈을 상기 설치 장소로 이동시키는 단계, 상기 쟈켓의 지지 서포트와 상기 탑사이드 모듈의 지지 서포트를 용접 결합하는 단계를 포함하고, 상기 탑사이드 모듈에 구비되는 다수의 펌프 케이싱은 상기 탑사이드 모듈의 제작 과정에서 상기 탑사이드 모듈에 고정 설치된 후 설치 장소로 이동되는 것을 특징으로 함으로써, 본 발명은 탑사이드 모듈을 현장에서 설치함에 있어서 필요한 작업을 최소화하여 생산성과 안전성을 제고시킬 수 있는 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법 및 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법을 제공한다.

Description

고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법 및 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법{A JOINTING METHOD A TOPSIDE MODULE TO A JACKET AND A MAUNFACTURING METHOD OF THE TOPSIDE MODULE OF A FIXED PLATFORM}

본 발명은 고정 플랫폼(fixed platform)을 구성하는 탑사이드 모듈(topside module)을 제작하는 방법과, 제작된 탑사이드 모듈(topside module)을 쟈켓(jaket)에 결합시키는 방법에 관한 발명이다.

해양구조물의 대부분은 석유 개발과 관련하여 발전해 왔으며, 석유의 탐사(exploration), 시추(drilling), 생산(production), 저장(storage) 이송(transport) 등의 작업 목적에 따라 그 형태가 달라진다. 시추용으로 쓰일 수 있는 구조물은 리그(rig)로, 주변 해면에 비해 높은 위치에 작업 공간을 마련해 준다는 뜻에서 플랫폼(platform) 등의 용어로 불리는 해양구조물은 대상 작업의 형태와 수심에 따라 매우 다양하게 개발되어 있으며, 기본적으로 지지 방식에 따라 분류한다.

이는 고정식, 유연식과 부유식으로 나눌 수 있는데, 고정식은 주로 500m 이하의 해역에서 사용하고 있으며 이보다 깊은 바다에서는 주로 유연식 또는 부유식을 사용한다.

고정식 구조물에는 고정 플랫폼(fixed platform), 잭업리그(jackup rig) 등이 있다. 고정 플랫폼은 해저에 박힌 파일에 연결되어 움직일 수 없는 구조물이며, 잭업리그는 다리 부분(legs)을 해저에 고정시키거나 또는 부상시킬 수 있어 위치를 움직일 수 있지만, 최대 가용 수심은 150m 정도로 알려져 있다.

고정 구조물은 씨베드(sea bed)에 설치되어, 수많은 유정을 시추하는 기반이 되며, 생산된 원유와 가스를 offshore production terminal로 보내는 출발점이 된다.

가장 많이 사용되는 고정 구조물은 도 1에 도시된 바와 같이, 강철 구조를 가지는 쟈켓(jacket, 30)을 유정에 올려놓고, 레그(leg, 32)를 통해 구조물을 지지하며, 고정된 쟈켓 위에 생산 기능을 하는 탑사이드 모듈(topside module, 40)을 설치하여 수심 500여m 이하의 해저에 매장된 원유와 가스를 탑사이드 모듈로 끌어올린 후, 정제하여 육상 플랜트로 보내는 고정식 설비이다.

이와 같은 고정 구조물은 주로 육상에서 미리 제작된 쟈켓을 현지로 예항하여 해저에 고정 설치하고, 또한 육상에서 미리 제작된 탑사이드 모듈을 예항하여 쟈켓과 탑사이드 모듈에 각각 구비되는 지지 서포트(31,41)를 서로 결합시킴으로써 고정 구조물을 완성시킨다.

한편, 고정 구조물의 탑사이드 모듈에는 바닷물을 끌어올려 사용하기 위한 여러 펌프들이 구비된다.

또한, 펌프에 연결되어 바닷물이 끌어 올려지는 경로가 되는 파이프(pipe)가 탑사이드 모듈로부터 쟈켓을 통해 다수 개가 해저에 시공되고, 이러한 파이프를 보호하기 위한 펌프 케이싱(pump casing, 50)이 파이프를 감싸는 형태로 탑사이드 모듈에서부터 쟈켓을 통해 해저까지 각 파이프마다 시공된다.

여기서, 쟈켓에 탑사이드 모듈을 결합시키는 것은 레그만을 결합하는 것으로 끝나지 않는다.

즉, 탑사이드 모듈과 쟈켓은 각각 미리 제작되어 현장에서 결합되기 때문에,탑사이드 모듈에서 쟈켓을 통해 해저로 연장 시공되는 펌프 케이싱 또한 탑사이드 모듈 측 펌프 케이싱은 탑사이드 모듈에 구비되고, 쟈켓 측 펌프 케이싱은 쟈켓에 구비된 상태로 운반되어, 이들 펌프 케이싱 또한 현장에서 결합이 되는 방식으로 고정 구조물이 제작된다.

그런데, 쟈켓 측의 펌프 케이싱은 쟈켓에 고정된 상태로 구비되는 데 반해, 탑사이드 모듈 측의 펌프 케이싱은 육상에서 탑사이드 모듈 제작 과정에서 탑사이드 모듈의 하부 데크에 고정 결합시키지 않는다.

왜냐하면, 다수 구비되는 쟈켓 측의 펌프 케이싱과 탑사이드 모듈 측의 펌프 케이싱이 모두 고정된 상태에서 레그와 별도로 대응되는 양 케이싱을 용접 결합시키는 것은 쉬운 작업이 결코 아니다.

즉, 다수의 대응하는 펌프 케이싱을 모두 정확하게 일치시켜 용접 결합시켜야 하기 때문이며, 결합에 공차가 크게 되면 고정 구조물 전체에 위험 요소가 될 수가 있는 것이다.

종래에 탑사이드 모듈을 쟈켓에 결합시킴에 있어서 대응하는 펌프케이싱을 결합시키는 방식을 도 2 및 도 3에 나타내었다.

도 2에 의한 방식은 펌프케이싱과 별개로 루스 피스(loose piece, 60)를 별도로 마련하여, 루스 피스를 탑사이드 모듈 측 펌프케이싱(43)과 쟈켓 측 펌프케이싱(33)에 삽입하여 결합시켜 정도를 맞춘 후 탑사이드 모듈 측 펌프케이싱(43)을 데크에 최종 결합시키는 방식이다.

도 3에 의한 방식은 탑사이드 모듈 측 펌프케이싱(43)을 상부 데크에 와이어(70)를 이용하여 매달아 내리면서 쟈켓 측 펌프케이싱(33)에 용접시키는 방식이다.

그러나, 이와 같은 종래의 방식에 의하면, 루스 피스와 같은 별도의 장비, 와이어 및 데크에 매달기 위한 별도의 수단 등을 구비하여야 하며, 현장에서 모든 펌프 케이싱의 결합 작업을 수행하여야 하는 어려움이 따르고, 이는 생산성의 저하와 안전문제를 초래할 수 있으며, 또한 정위치 조정에 어려움이 있고, 현장에서야 탑사이드 모듈 측 펌프케이싱의 고정이 이루어지므로, 그에 따른 후속 작업 또한 현장에 설치 후에 진행될 수밖에 없는 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 탑사이드 모듈을 현장에서 설치함에 있어서 필요한 작업을 최소화하여 생산성과 안전성을 제고시킬 수 있는 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법 및 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법은, 고정 플랫폼의 하부 구조물에 해당하는 쟈켓(jacket)을 설치 장소의 해저에 고정 설치하는 단계, 상기 쟈켓의 상부에 결합될 탑사이드 모듈을 상기 설치 장소로 이동시키는 단계, 상기 쟈켓의 지지 서포트와 상기 탑사이드 모듈의 지지 서포트를 용접 결합하는 단계를 포함하고, 상기 탑사이드 모듈에 구비되는 다수의 펌프 케이싱은 상기 탑사이드 모듈의 제작 과정에서 상기 탑사이드 모듈에 고정 설치된 후 설치 장소로 이동되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 쟈켓에 구비되는 다수의 펌프 케이싱과 상기 탑사이드 모듈에 구비되는 다수의 펌프 케이싱이 서로 대응되도록 상기 탑사이드 모듈을 정위치시키는 단계를 더 포함하여, 정위치된 후에 상기 지지 서포트 간에 용접 결합이 이루어지는 것을 추가적인 특징으로 한다.

그리고, 상기 탑사이드 모듈에 구비되는 다수의 펌프 케이싱은 상기 탑사이드 모듈의 하부 데크에 고정 설치되는 것을 또한 특징으로 한다.

다음으로, 상기 탑사이드 모듈에 구비되는 펌프에 연결되는 파이프를 상기 펌프 케이싱 내부로 투입하여 해저에 시공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 탑사이드 모듈과 상기 쟈켓에 설치되는 펌프 케이싱은 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 탑사이드 모듈과 상기 쟈켓에 구비되는 펌프 케이싱의 마주하는 끝단은 확장된 콘(cone) 형상일 수 있다.

한편, 본 발명의 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법은, 고정 플랫폼의 하부 구조물에 해당하는 쟈켓(jacket)의 상부에 결합될 탑사이드 모듈을 육상에서 제작하되, 상기 탑사이드 모듈에 구비될 다수의 펌프 케이싱을 상기 탑사이드 모듈에 고정 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 펌프 케이싱은 상기 탑사이드 모듈의 하부 데크에 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 펌프 케이싱의 하부 끝단은 확장된 콘(cone) 형상인 것을 또한 특징으로 한다.

본 발명의 탑사이드 모듈 결합 방법 및 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법에 의하면, 쟈켓에 탑사이드 모듈을 설치함에 있어 펌프 케이싱의 결합을 위해 루스 피스, 와이어 등의 별도의 장비를 요하지 않는다.

그리고, 탑사이드 모듈을 육상에서 제작시에 펌프 케이싱을 미리 고정하여 해상으로 운송되기 때문에 보다 안전하고, 현장에서 펌프 케이싱의 결합을 위한 작업을 요하지 않는다.

그렇기 때문에 해상에서 보다 안전한 결합이 가능하고, 작업이 줄어들어 생산성을 향상시킨다.

또한, 탑사이드 측 펌프케이싱과 쟈켓 측 펌프케이싱을 결합함으로써 결합에 이상이 있을 시 발생할 수도 있는 위험의 문제가 발생하지 않는다.

도 1은 일반적인 형태의 고정 플랫폼을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 및 도 3은 종래 고정 플랫폼에서 펌프 케이싱을 결합하는 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명에 의해 탑사이드 모듈이 쟈켓에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 의해 고정플랫폼의 탑사이드 모듈이 결합된 부위와 종래에 고정플랫폼의 탑사이드 모듈이 결합된 부위를 비교하기 위해 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

그리고, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해 필요한 공지의 기술은 필요에 따라 그 설명을 생략하거나 줄이도록 한다.

본 발명은 고정 플랫폼(fixed platform)을 구성하는 탑사이드 모듈(topside module)을 제작하는 방법에 관한 것이며, 또한 별도 제작되는 탑사이드 모듈과 쟈켓을 설치 현장에서 결합시키는 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 탑사이드 모듈을 현장에서 설치함에 있어서 필요한 작업을 최소화하여 생산성과 안전성을 제고시킬 수 있는 방법을 제안한다.

도 4는 본 발명에 의해 탑사이드 모듈이 쟈켓에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 것이고, 도 5는 본 발명에 의해 고정플랫폼의 탑사이드 모듈이 결합된 부위와 종래에 고정플랫폼의 탑사이드 모듈이 결합된 부위를 비교하기 위해 도시한 것이다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법과 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법을 설명하기로 한다.

본 발명에 의해 제작되는 고정 플랫폼(fixed platform)은 하부 구조에 해당하는 쟈켓(jacket)과 쟈켓 상에 얹어 결합시키는 탑사이드 모듈(topside module)로 구성되고, 고정 플랫폼을 구성하는 쟈켓과 탑사이드 모듈은 육상(onshore)에서 제작 공정에 따라 각각 제작된다.

이 중 본 발명에 의해 구현되는 탑사이드 모듈에 형성되는 다수의 펌프 케이싱(21)은 탑사이드 모듈에 고정 결합된 상태로 육상에서 제작된다.

펌프 케이싱(21)은 파이프(P)를 보호하기 위해 탑사이드 모듈에서 쟈켓을 통해 해저에 시공되는 설비이다.

펌프 케이싱(21)에 의해 보호되는 파이프(P)는 탑사이드 모듈의 상부 데크 등에 구비되는 각종 펌프에 연결되어, 펌프의 동작에 의해서 고정 플랫폼에서 소방수 등으로 필요로 하는 해수를 탑사이드 모듈로 끌어 올리기 위해 필요한 설비이다.

이와 같은 파이프 및 펌프 케이싱은 펌프의 수량과 용도에 따라 필요로 하는 다수 개가 설치된다.

이러한 펌프 케이싱(21)은 탑사이드 모듈의 데크 중 쟈켓에 인접한 하부 데크에 고정 설치된다.

이는 설치 장소에서 쟈켓 측의 펌프 케이싱(11)과 결합을 하지 않기 때문에 가능하고, 그래서 펌프 케이싱(21)은 육상에서 탑사이드 모듈의 제작 과정에서 고정 결합되며, 그에 따른 후속 공정을 요하지 않게 한다.

그러한 펌프 케이싱(21)의 하부 끝단은 확장된 콘(cone) 형상으로 구비된다. 이는 펌프 케이싱(21)이 쟈켓 측 펌프 케이싱(11)과 결합하지 않기 때문에 그 이격된 루트를 통해서 해수가 유입되는 것을 막고, 파이프(P)를 보호하기 위함이고, 마찬가지로 쟈켓 측 펌프 케이싱(11)의 상부 끝단 또한 콘(cone) 형상으로 구비된다.

육상에서 제작을 마친 쟈켓은 해상의 설치 장소로 예인되어 레그(leg)를 이용하여 해정에 고정 설치된다.

위의 설명과 같이 펌프 케이싱(21)이 육상에서 고정 설치된 탑사이드 모듈 또한 설치 장소로 이동되고, 이동된 탑사이드 모듈을 고정 설치된 쟈켓에 결합시키기 위해 탑사이드 모듈을 쟈켓 상부에 정위치시킨다.

정위치는 탑사이드 모듈과 쟈켓에 구비되는 지지 서포트가 서로 대응되고, 각각에 구비되는 다수의 펌프 케이싱이 대응되도록 정위치시킨다.

정위치 후 하강된 탑사이드 모듈과 쟈켓의 지지 서포트를 서로 용접 결합시킴으로써 탑사이드 모듈과 쟈켓이 결합을 이룬다.

이와 같이 결합된 탑사이드 모듈 측에 형성되는 펌프 케이싱(21)과 쟈켓 측에 형성되는 펌프 케이싱(11)은 서로 이격된 상태로 각각 대응되게 배치되고, 서로 접촉하거나 결합되지 않는다.

그래서, 도 5(b)와 같은 상태로 배치되어, 이들을 결합시키는 데 있어서 공차를 맞추기 위한 어려움이 발생하지 않고, 해상에서 용접 결합하는 어려움과 후속 필요 작업의 필요성이 없어지며, 그에 따라 생산성의 상당한 제고를 가져올 수 있다.

반면 도 5(a)와 같이 종래 기술에 의하면, 쟈켓 측 펌프 케이싱(11-1)과 탑사이드 모듈 측 펌프 케이싱(21-1)의 결합에 오차가 발생할 수가 있으며, 그럴 경우 플랫폼의 위험요소로 작용된다.

이 후, 탑사이드 모듈에 설비되는 펌프에 연결되는 파이프(P)가 탑사이드 모듈 측 펌프 케이싱(21)과 쟈켓 측 펌프 케이싱(11)의 내부를 통해서 해저로 투입되어 해저에 시공하게 됨으로써, 필요시 해저에 시공된 파이프(P)를 통해 필요한 해수를 공급받을 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의해 제작되는 탑사이드 모듈은 펌프 케이싱이 육상에서 이미 고정된 상태로 제작이 완료되고, 해상에서 설치시 탑사이드 모듈의 펌프 케이싱과 쟈켓의 펌프 케이싱은 서로 이격된 상태로 용접 결합시킬 필요가 없게 됨으로써, 해상에서의 작업의 어려움과 용접 불량 등의 문제가 발생하지 않고 추가적인 작업의 필요가 없어 작업성과 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법과 탑사이드 모듈 제작 방법은, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

11 : 쟈켓 측 펌프케이싱
21 : 탑사이드 모듈 측 펌프케이싱
P : 파이프

Claims (9)

1. 고정 플랫폼의 하부 구조물에 해당하는 쟈켓(jacket)을 설치 장소의 해저에 고정 설치하는 단계;
   상기 쟈켓의 상부에 결합될 탑사이드 모듈을 상기 설치 장소로 이동시키는 단계;
   상기 쟈켓의 지지 서포트와 상기 탑사이드 모듈의 지지 서포트를 용접 결합하는 단계를 포함하고,
   상기 탑사이드 모듈에 구비되는 다수의 펌프 케이싱은 상기 탑사이드 모듈의 제작 과정에서 상기 탑사이드 모듈에 고정 설치된 후 설치 장소로 이동되는 것을 특징으로 하는,
   고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 쟈켓에 구비되는 다수의 펌프 케이싱과 상기 탑사이드 모듈에 구비되는 다수의 펌프 케이싱이 서로 대응되도록 상기 탑사이드 모듈을 정위치시키는 단계를 더 포함하여, 정위치된 후에 상기 지지 서포트 간에 용접 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는,
   고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 탑사이드 모듈에 구비되는 다수의 펌프 케이싱은 상기 탑사이드 모듈의 하부 데크에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는,
   고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 탑사이드 모듈에 구비되는 펌프에 연결되는 파이프를 상기 펌프 케이싱 내부로 투입하여 해저에 시공하는 단계를 더 포함하는,
   고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 탑사이드 모듈과 상기 쟈켓에 설치되는 펌프 케이싱은 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는,
   고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 탑사이드 모듈과 상기 쟈켓에 구비되는 펌프 케이싱의 마주하는 끝단은 확장된 콘(cone) 형상인 것을 특징으로 하는,
   고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 결합 방법.
7. 고정 플랫폼의 하부 구조물에 해당하는 쟈켓(jacket)의 상부에 결합될 탑사이드 모듈을 육상에서 제작하되, 상기 탑사이드 모듈에 구비될 다수의 펌프 케이싱을 상기 탑사이드 모듈에 고정 설치하는 것을 특징으로 하는,
   고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 다수의 펌프 케이싱은 상기 탑사이드 모듈의 하부 데크에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는,
   고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 펌프 케이싱의 하부 끝단은 확장된 콘(cone) 형상인 것을 특징으로 하는,
   고정 플랫폼의 탑사이드 모듈 제작 방법.

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