KR20170070562A - 라이저 거치대 설치구조 및 이를 가지는 해양구조물 - Google Patents

라이저 거치대 설치구조 및 이를 가지는 해양구조물 Download PDF

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KR20170070562A
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Abstract

본 발명은 라이저를 연결하는 라이저 거치대를 수평 방향으로 슬라이딩시켜 부유체의 수평 동요에도 라이저의 피로 성능을 향상시킬 수 있는 라이저 거치대 설치구조에 관한 것으로, 라이저의 상단부에 결합되는 상부조인트와, 상기 상부조인트를 부유체에 연결시키게 되는 연결수단과, 상기 상부조인트가 삽입되어 라이저를 거치시킬 수 있도록 하는 라이저 거치대와, 상기 라이저 거치대가 설치되면서 부유체의 유동에 따라 라이저 거치대를 좌,우 수평 방향으로 슬라이딩시킬 수 있도록 하는 슬라이딩수단을 포함한다.

Description

라이저 거치대 설치구조 및 이를 가지는 해양구조물{INSTALLATION STRUCTURE FOR RISER SUPPORTER AND OFFSHORE STRUCTURE THE SAME}
본 발명은 라이저 거치대 설치구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 라이저를 연결하는 라이저 거치대를 수평 방향으로 슬라이딩시켜 부유체의 수평 동요에도 라이저의 피로 성능을 향상시킬 수 있는 라이저 거치대 설치구조에 관한 것이다.
시추선에는, 심해의 석유 자원 개발용으로 라이저가 이용된다.
석유자원 개발에 사용되는 라이저는, 크게 석유 자원 생산용 라이저와 드릴링 라이저로 분류된다.
SPAR, TLP, FPSO, Semi-Sub 등의 부유체에 연결된 라이저는, 부유체의 운동응답 특성에 따라서 라이저의 구조에 심각한 손상을 줄 수 있다.
예를 들어, 해저면에 맞닿는 부근(Touch Down Region)의 경우에는, 심각한 피로 파괴를 유발할 수 있다.
더욱이, FPSO, Semi-Sub의 경우에는, 도 1에서와 같이 해저면(3)에 맞닿는 부근은 부유체(1)의 수평 동요에 의한 영향 때문에 철재 케이블 라이저(Steel Catenary Riser)를 적용할 수 없으며, 차선책으로서 고가인 플렉시블 라이저(Flexible Riser,2)를 도입할 수 밖에 없는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2005-0109516호
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 부유체의 측면에 수평되게 슬라이딩수단을 설치하게 되어 라이저가 거치되는 라이저 거치대를 수평 방향으로 슬라이딩시키게 됨으로써 부유체의 수평 동요 운동의 영향을 감소시켜 해저면에서의 라이저 피로 성능을 향상시킬 수 있는 라이저 거치대 설치구조를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 라이저의 상단부에 결합되는 상부조인트와, 상기 상부조인트를 부유체에 연결시키게 되는 연결수단과, 상기 상부조인트가 삽입되어 라이저를 거치시킬 수 있도록 하는 라이저 거치대와, 상기 라이저 거치대가 설치되면서 부유체의 유동에 따라 라이저 거치대를 좌,우 수평 방향으로 슬라이딩시킬 수 있도록 하는 슬라이딩수단을 포함할 수 있다.
상기 연결수단은 부유체의 상부에 설치되는 파이프 클램프와, 상기 파이프 클램프에 설치되는 강관과, 상기 강관과 상부조인트를 연결하는 플랙시블 호스를 포함할 수 있다.
상기 라이저 거치대에는 라이저가 설치되는 상부조인트가 연결될 수 있도록 장입홈부가 형성될 수 있다.
상기 라이저 거치대의 하측부에는 장입홈부에 삽입되는 상부조인트가 밑으로 빠지지 않도록 걸림부가 구비될 수 있다.
상기 슬라이딩수단은 라이저 거치대가 설치될 수 있도록 부력체에 설치되는 가이드프레임과, 상기 가이드프레임의 내면에 형성되는 가이드부와, 상기 라이저 거치대의 하단에 설치되고 가이드부에 안착되어 라이저 거치대를 좌,우로 가이드시킬 수 있도록 하는 휠을 포함할 수 있다.
상기 가이드프레임은 라이저 거치대를 수평 방향으로 슬라이딩시킬 수 있도록 부력체의 측부에 해수면과 수평되게 설치될 수 있다.
상기 가이드프레임의 양끝단에는 라이저 거치대의 충격을 흡수할 수 있도록 댐퍼가 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기한 부유체의 측부에 수평되게 슬라이딩수단이 설치되고 슬라이딩수단에 라이저를 거치시키는 라이저 거치대가 설치되면서 슬라이딩수단에 의해 좌,우 수평 방향으로 슬라이딩되어 부유체의 수평 동요에도 라이저의 피로 성능을 향상시킬 수 있도록 라이저 거치대 설치구조를 가지는 해양구조물을 제공할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 라이저 거치대 설치구조에 의하면, 부유체의 측부에 해수면과 수평되게 슬라이딩수단을 설치하고 슬라이딩수단에 라이저를 거치시키는 라이저 거치대를 설치하게 되어 라이저 거치대가 수평 슬라이딩 가능하게 됨으로써 부유체의 수평 동요 운동의 영향이 라이저에 직접적인 영향이 미치지 않게 됨에 따라 라이저의 피로 성능을 향상시키고 라이저의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래에 따른 라이저 설치 상태를 도시한 측면예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조의 라이저가 결합전 상태를 도시한 요부 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조의 요부 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조의 작동상태를 도시한 요부 확대도이다.
도 6은 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조의 개략적인 작동예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조의 라이저가 결합전 상태를 도시한 요부 확대도이고, 도 4는 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조의 요부 확대도이며, 도 5는 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조의 작동상태를 도시한 요부 확대도이고, 도 6은 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조의 개략적인 작동예시도이다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조는, 상부조인트(200)와, 연결수단(300)과, 라이저 거치대(400)와, 슬라이딩수단(500)을 포함하게 된다.
상기 상부조인트(200)는 해저면(20)에 설치되는 라이저(100)를 연결시키기 위해 라이저(100)의 상부에 설치되어지게 된다.
또한, 상기 상부조인트(200)의 하부 외측면에는 라이저 거치대(400)에 용이하게 삽입될 수 있도록 테이퍼부(210)가 구비되어지게 된다.
상기 연결수단(300)은 라이저(100)를 연결시키는 상부조인트(200)를 부유체(10)에 연결시키게 된다.
상기 연결수단(300)은 부유체(10)의 상부에 설치되는 파이프 클램프(310)와, 상기 파이프 클램프(310)의 상부에 설치되는 강관(320)과, 상기 강관(320)에 연결되면서 상부조인트(200)에 연결되어 상부조인트(200)를 연결시키는 플랙시블 호스(330)를 포함하게 된다.
이때, 상기 강관(320)은 파이프 클램프(310)에 통상의 볼트 및 너트(도시하지 않음)로 고정되어지게 된다.
즉, 상기 라이저 거치대(400)를 연결하게 되는 상부조인트(200)를 파이프 클램프(310)에 고정되는 강관(320)에 플랙시블 호스(330)로 연결시켜 플랙시블 호스(330)의 신축성에 의해 라이저(100)를 탄성적으로 지지할 수 있게 된다.
상기 라이저 거치대(400)는 라이저(100)가 연결되는 상부조인트(200)를 삽입시켜 라이저(100)를 거치시킬 수 있는 것으로, 하기에 설명된 슬라이딩수단(500)에 연결되어 좌,우로 슬라이딩되어지게 된다.
또한, 상기 라이저 거치대(400)에는 상,하를 관통하여 상부조인트(200)가 삽입될 수 있도록 장입홈부(410)가 형성되어지게 된다.
즉, 상기 장입홈부(410)가 상,하를 관통하여 형성되어지게 되어 라이저(100)가 연결되는 상부조인트(200)를 안정적으로 삽입시키게 된다.
이와 함께, 상기 장입홈부(410) 내로 상부조인트(200)가 삽입되어질 때 상기 테이퍼부(210)에 의해 상부조인트(200)가 장입홈부(410) 내로 원활하게 삽입될 수 있는 것이다.
상기 라이저 거치대(400)의 하측부 즉 장입홈부(410)의 하측 부위에는 라이저(100)를 연결하는 상부조인트(200)가 장입홈부(410)로 장입되면서 하부로 빠지지 않도록 걸림부(420)가 설치되어지게 된다.
이때, 상기 걸림부(420)는 장입홈부(410)의 하측 부위에 설치되되 안쪽면으로 꺾여서 구비되어 상기 상부조인트(200)가 장입홈부(410) 내로 장입되면서 걸림부(420)에 걸리게 되어 빠지지 않고 안정적으로 설치되어지게 된다.
상기 슬라이딩수단(500)은 부유체(10)의 측부에 해수면(20)과 수평되게 설치되어지게 된다.
즉, 상기 슬라이딩수단(500)이 해수면(20)과 수평되게 설치되어짐에 따라 라이저 거치대(400)가 슬라이딩수단(500)에 수평되게 설치되어 부유체(10)의 유동에 따라 라이저 거치대(400)가 좌,우 수평 방향으로 슬라이딩되어지게 된다.
이에 상기 슬라이딩수단(500)과 라이저 거치대(400)가 해수면(20)과 수평되게 설치되어짐으로써 부유체(10)가 유동되어질 때 상기 슬라이딩수단(500)으로부터 라이저 거치대(400)가 좌,우로 수평 운동을 하게 되어 부유체(10)의 수평 동요 운동이 라이저(100)에 직접적인 영향을 미치지 않게 된다.
도 3 내지 도 5에서와 같이, 상기 슬라이딩수단(500)은 가이드프레임(510)과, 가이드부(520)와, 휠(530)을 포함하게 된다.
상기 가이드프레임(510)은 라이저 거치대(400)가 설치될 수 있도록 부유체(10)에 설치되어지게 된다.
또한 상기 가이드프레임(510)은 라이저 거치대(400)를 수평 방향으로 슬라이딩시킬 수 있도록 부유체(10)의 측부에 설치되되 해수면(20)과 수평되게 설치된다.
이와 같이, 상기 가이드프레임(510)이 해수면(20)과 수평으로 설치되고 상기의 가이드프레임(510) 상부에 라이저 거치대(400)가 설치되어 부유체(10)의 유동에 따라 라이저 거치대(400)가 수평 운동을 하게 된다.
그리고, 상기 가이드프레임(510)의 양끝단에는 라이저 거치대(400)의 충격을 흡수할 수 있도록 댐퍼(540)가 설치되어지게 된다.
즉, 상기 가이드프레임(510)의 양끝단 즉 가이드부(520) 내측 양쪽에 댐퍼(540)를 설치함에 따라 라이저 거치대(400)가 좌,우로 슬라이딩되어질 때 댐퍼(540)에 의해 충격을 흡수할 수 있어 손상을 방지할 수 있게 된다.
상기 가이드부(520)는 가이드프레임(510)의 내면에 설치되어 라이저 거치대(400)가 좌,우로 슬라이딩될 수 있게 된다.
상기 휠(530)은 라이저 거치대(400)의 하부에 설치되어 가이드부(520) 내면에 안착되어지게 된다.
상기의 횔(530)이 가이드부(520) 내에 안착되면서 상기 부유체(10)의 유동에 따라 가이드부(520) 내에서 휠(530)이 회전되어 상기 라이저 거치대(400)를 좌,우로 슬라이딩시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 휠(530)은 라이저 거치대(400)를 안정적으로 지지하고 원활하게 슬라이딩될 수 있도록 라이저 거치대(400)의 하부 양쪽에 복수개로 설치됨이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 전술한 부유체(10)의 측부에 해수면(20)과 수평되게 슬라이딩수단(500)을 설치하고 슬라이딩수단(500)에 라이저(100)가 설치되는 상부조인트(200)가 삽입되도록 라이저 거치대(400)를 설치하게 되어 부유체(10)의 유동에 따라 라이저 거치대(400)가 슬라이딩수단(500)에 의해 좌,우 수평 방향으로 슬라이딩됨에 따라 부유체(10)의 수평 동요 운동의 영향을 감소시켜 해저면(30)에서 맞닿는 부근에서 라이저(100)의 피로 성능을 향상시킬 수 있도록 라이저 거치대 설치구조를 가지는 해양구조물에 적용된다.
즉, 상기 부유체(10)의 측부에 가이드부(520)가 형성되는 가이드프레임(510)을 수평되게 설치하고 라이저 거치대(400)의 하부에 가이드부(520)에 안착되어 회전되는 휠(530)을 설치하여 슬라이딩수단(500)에 라이저 거치대(400)를 설치하게 됨에 따라 라이저 거치대(400)가 가이드부(520) 내에서 좌,우로 수평 방향으로 슬라이딩될 수 있으며 라이저 거치대(400)에 라이저(100)가 연결되는 상부조인트(200)가 삽입되면서 라이저 거치대(400)가 수평으로 슬라이딩하게 되어 부유체(10)의 수평 동요 운동의 영향이 라이저(100)에 직접적으로 미치지 않아 라이저(100)의 피로 성능을 향상시키고 손상을 방지할 수 있도록 하는 모든 해양구조물에 적용할 수 있게 된다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 라이저 거치대 설치구조의 작용상태를 살펴보면 아래와 같다.
상기 부유체(10)의 측부에 라이거 거치대(400)가 연결될 수 있는 슬라이딩수단(500)을 해수면(20)과 수평되게 설치하고 상기 슬라이딩수단(500)의 상부에 라이저 거치대(400)가 설치되되 라이저 거치대(400)에 라이저(100)가 연결되는 상부조인트(200)를 연결시키게 된다.
이와 같이, 상기 부유체(10)의 측부에 가이드프레임(510)이 해수면(20)과 수평으로 설치되고 상기 가이드프레임(510) 내부의 가이드부(520)에 휠(530)이 설치되는 라이저 거치대(400)가 설치되어 상기 부유체(10)의 유동 시 상기 가이드부(520) 내에서 휠(530)이 회전되면서 라이저 거치대(400)가 좌,우 수평 방향으로 슬라이딩되어지게 된다.
따라서, 상기 라이저 거치대(400)를 연결하기 위한 슬라이딩수단(500)이 부유체(10)에 설치되면서 해수면(20)과 수평되게 설치되어짐으로써 상기 부유체(10)의 수평 동요에 따라 라이저 거치대(400)가 수평 방향으로 슬라이딩될 수 있게 되어 해저면(30)에 맞닿는 부근의 라이저(100)가 부유체(10)의 수평 동요에 직접적으로 영향을 받지 않아 철재 케이블 라이저(Steel Catenary Riser)의 적용이 가능하게 된다.
이에 따라 상기 라이저 거치대(400)가 수평 방향으로 슬라이딩되면서 라이저(100)의 피로 성능을 향상시킬 수 있어 비용이 저렴하고 설치가 용이한 철재 케이블 라이저(Steel Catenary Riser)를 수평 동요가 큰 부유체(10)에도 적용이 가능하게 된다.
또한, 상기 슬라이딩수단(500)의 가이드프레임(510) 양끝단 즉 가이드부(520)의 양쪽에 댐퍼(540)를 설치하게 됨으로써 라이저 거치대(400)가 슬라이딩되면서 가이드프레임(510)에 부딪혀도 상기 댐퍼(540)에 의해 충격을 흡수할 수 있어 라이저 거치대(400)의 손상을 방지할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 : 부유체 20 : 해수면
30 : 해저면 100 : 라이저
200 : 상부조인트 210 : 테이퍼부
300 : 연결수단 310 : 파이프 클램프
320 : 강관 330 : 플랙시블 호스
400 : 라이저 거치대 410 : 장입홈부
420 : 걸림부 500 : 슬라이딩수단
510 : 가이드프레임 520 : 가이드부
530 : 휠 540 : 댐퍼

Claims (8)

  1. 라이저의 상단부에 결합되는 상부조인트;
    상기 상부조인트를 부유체에 연결시키게 되는 연결수단;
    상기 상부조인트가 삽입되어 라이저를 거치시킬 수 있도록 하는 라이저 거치대; 및
    상기 라이저 거치대가 설치되면서 부유체의 유동에 따라 라이저 거치대를 좌,우 수평 방향으로 슬라이딩시킬 수 있도록 하는 슬라이딩수단;
    을 포함하는 라이저 거치대 설치구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결수단은,
    상기 부유체의 상부에 설치되는 파이프 클램프;
    상기 파이프 클램프에 설치되는 강관; 및
    상기 강관에 상부조인트를 연결하는 플랙시블 호스;
    를 포함하는 라이저 거치대 설치구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 라이저 거치대에는 라이저가 설치되는 상부조인트가 연결될 수 있도록 장입홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 라이저 거치대 설치구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 라이저 거치대의 하측부에는 장입홈부에 삽입되는 상부조인트가 밑으로 빠지지 않도록 걸림부가 구비되는 것을 특징으로 하는 라이저 거치대 설치구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이딩수단은,
    상기 라이저 거치대가 설치될 수 있도록 부력체에 설치되는 가이드프레임;
    상기 가이드프레임의 내면에 형성되는 가이드부; 및
    상기 라이저 거치대의 하단에 설치되고 가이드부에 안착되어 라이저 거치대를 좌,우로 가이드시킬 수 있도록 하는 휠;
    을 포함하는 라이저 거치대 설치구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가이드프레임은 라이저 거치대를 수평 방향으로 슬라이딩시킬 수 있도록 부력체의 측부에 해수면과 수평되게 설치되는 것을 특징으로 하는 라이저 거치대 설치구조.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 가이드프레임의 양끝단에는 라이저 거치대의 충격을 흡수할 수 있도록 댐퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 라이저 거치대 설치구조.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 부유체에 수평되게 설치되는 라이저 거치대 설치구조를 가지는 해양구조물.
KR1020150178231A 2015-12-14 2015-12-14 라이저 거치대 설치구조 및 이를 가지는 해양구조물 KR20170070562A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109244980A (zh) * 2018-09-20 2019-01-18 中发建筑技术集团有限公司 一种电机入线装置
CN114086560A (zh) * 2021-11-12 2022-02-25 广州市人防建筑设计研究院有限公司 一种地下人防工程渠水倒灌的应急加固抢险施工方法

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