KR950008725B1 - 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치

제1도는 지지각이 하강되어 있는 잭업 오일 플래트폼(jackup oil platform)의 개략정면도.

제2도는 지지각 이동구조를 보인 플래트폼의 한 지지각의 부분 확대 단면도.

제3도는 제2도의 3-3선 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 현가장치의 제1실시형태의 정면도.

제5도는 제4도의 5-5선 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 현가장치의 변형 형태를 보인 정면도.

제7도는 본 발명에 따른 현가장치의 다른 변형 형태를 보인 정면도.

제8도는 본 발명에 따른 현가장치의 또 다른 변형 형태를 보인 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 선체 2 : 수직지지각

5 : 래크 10 : 구동장치

11 : 출력기어피니언 15 : 지지구조물

16 : 감속기 18a, 18b : 지지부

20 : 에너지흡수장치 25, 30, 31, 40, 50 : 토오션바아

본 발명은 해저유전개발 또는 석유생산용 플래트폼의 지지각을 위한 현가장치에 관한 것으로 특히 잭업 플래트폼에 관한 것이다.

일반적으로 이러한 형태의 플래트폼은 해상(海床)에 지지되는 지지각과 이 지지각이 이동가능하고 높이가 조절될 수 있게 착설되는 선체로 구성된다.

플래트폼 전체는 띄워진 상태에서 유전개발현장 또는 석유생산현장으로 옮겨지고 지지각은 이들이 해상에 닿을 때까지 내려지며, 드디어는 지지각이 해상에 지지된 상태에서 최고 높이의 파도가 이르지 않을 정도로 해수면에서 선체가 상승되게 띄워진다.

따라서 선체는 이 선체에 연결된 상승장치에 의하여 플래트폼의 지지각을 따라 이동가능하며 이 상승장치는 베어링이 선체에 연결된 출력기어피니언을 포함하고 이 피니언은 지지각의 일부에 착설된 래크와 결합되어 있다. 이들 기어피니언은 감속율이 큰 감속기가 결합된 다수의 전기모우터에 의하여 구동된다.

지지각의 하강종료시 해상에 닿는 순간 충격은 선체부근에서 격량이 일어나 이러한 효과때문에 선체의 운동에서 볼때에 상당하게 가하여 질 것이다. 이러한 충격은 상승장치에 전달되어 감속기의 기어에 상당히 큰 스트레스로 가하여 질 것이다. 따라서 지지각이 해상에 접촉하는 순간에 감속기의 기어가 충분히 견딜 수 있도록 하기 위하여는 이들이 과다하게 커져야 하며 기후 조건에도 견딜 수 있도록 하는 것이 필요한데 이는 설치비용이 많이 들게 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 장치의 이러한 결점을 감안하여 안출한 것으로 본 발명의 잭업 오일 플래트폼 지지각을 위한 현가장치는 구조가 비교적 간단한 반면에 플래트폼 구조물에 가하여지는 충격에 의한 스트레스를 줄이도록 하고 플래트폼이 보다 악조건에서도 견딜 수 있으며 설치비용이 적게 되는 구조로 되어 있다.

잭업 오일 플래트폼의 지지각을 위한 본 발명의 현가장치는 지지각의 일부분에 착설된 래크와 결합되는 다수의 출력기어피니언을 포함하는 구동장치에 의하여 지지각에 이동 가능하게 착설된 선체로 구성되고 상기 각 출력피니언은 감속기가 결합된 전기모우터에 의하여 구동될 수 있으며 이들을 지지하는 지지구조물에 회전될 수 있게 착설되고 상기 감속기와 해당 출력기어피니언의 각 운동을 허용하는 적어도 하나의 베어링으로 선체에 연결되며, 구동장치의 각 감속기는 상기 해당 감속기에 연결된 적어도 하나의 탄성지지부재로 구성되어 해상에 지지각이 닿는 순간에 충격을 점진적으로 흡수토록 하는 에너지흡수장치와 결합된다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 유전개발 또는 석유생산현장에 있을 때에 해상(3)에 닿을 수 있게 된 수직지지각(2)에서 이동가능하게 착설된 선체(1)로 구성되는 잭업형 또는 자체승강형의 오일 플래트폼을 보인 것이다.

도시된 실시형태에서 각 수직지지각(2)은 삼각단면의 형태이며 금속거어더의 격자구조물로 연결된 3개의 기둥(2a)을 포함한다.

도시된 실시형태에서 수직지지각의 하측부에는 육각형의 각부(4)가 착설되어 있다.

플래트폼은 각 지지각(2)의 영역에서 이 지지각에 대하여 선체(1)를 상승시켜 현가되게 하기 위한 장치(10)를 구비한다. 이 상승장치(10)는 지지각(2)이 해상에 접촉하는 위치까지 하강되게 하며 해상에 닿게 하므로서 선체(1)를 해수면상부로 상승되게 하여 가장 높은 파도가 미치지 않게 한다.

이러한 목적을 위하여 제2도와 제3도에서 보인 바와같이, 지지각(2)의 기둥(2a)에는 지지각(2)의 일부분에 직경방향으로 대향되게 배치된 래크(5)가 구비되어 있으며 이 래크는 선체(1)에 착설된 모우터구동장치(12)의 출력기어피니언(11)과 결합된다. 예를들어 6개의 출력기어피니언이 각 기둥(2a)에 배설될 수 있으며 이들 각각은 모우터구동장치(12)가 구비될 수 있다.

제4도는 모우터구동장치(12)를 보다 상세히 보인 것이다.

제4도는 출력기어피니언(11)과 결합된 래크(5)를 구비한 구비한 지지각의 기둥(2a)을 일부분 보인 것이다. 이 피니언(11)은 선체에 착설된 지지구조물(15)의 지지부(14)에 의하여 그 일측단부에서 안내되는 축(13)에 착설되어 있다. 이축(13)은 전기모우터(17)에 의하여 구동되는 감속기(16)에 의하여 회전구동된다.

감속기(16)는 지지부(18a)(l8b)로 이를 재기하고 있는 지지구조물에 회전가능하게 착설되어 있고 이 지지부에 의하여 이후 상세히 보인 바와같이 지지각의 하강 및 배치중에 상기 감속기의 각 운동과 해당 출력피니언(11)의 각 운동이 가능하다.

또한 감속기(16)는 특히 지지각이 해상에 접촉하는 순간에 에너지를 흡수하기 위한 에너지흡수장치(20)에 연결되어 있다.

이러한 목적을 위하여 감속기(16)는 외부에 두개의 플랜지(19a)(19b)를 포함하며 이들 플랜지 사이에는 지지구조물(15)에 고정된 하우징(24)에 의하여 회전안내되는 축(23)에 착설된 기어피니언(22)(제5도)과 결합하는 톱니형 섹타(21)가 고정된다. 또한 피니언(22)은 제4도에서 보인 실시형태에서 지지구조물(15)내의 공간(26)에 배치되는 토오션바아(25)로 구성되는 탄성지지부재의 단부(25a)에 착설된다. 토오션바아(25)의 타측단부(25b)는 지지구조물(15)에 고정되어 있다.

토오션바아(25)는 강철 또는 고강도의 합성물질로 되어 있다.

또한 이는 에폭시수지와 유리섬유를 합성하여 와인딩한 합성물질의 튜우브로 구성될 수 있다.

또한 감속기(16)는 두 이동종료스토퍼(28a)(28b)사이에서 감속기의 각 운동을 제한하기 위하여 톱니형 섹타(21)의 대향측에 돌출부(27)를 포함한다(제5도).

이상과 같이 오일 플래트폼의 선체(1)를 이동시키고 현가하기 위한 각 장치가 구성된다.

따라서 선체 플래트폼은 유전개발현장 또는 석유생산현장까지 부동상태로 옮길 수 있으며 지지각(2)은 해상에 접촉할때까지 하강된다. 이를 위하여 전기모우터(17)는 감속기(16)를 통하여 래크(5)에 교합된 출력기 어피니언(11)을 구동시킨다. 지지각(2)의 하강중에 전기모우터(17)는 브레이크와 같이 작용한다.

지지각(2)이 그 하강종료시에 해상에 접촉할때 선체 부근에서 격랑이 일어는 것을 감안할때에 상당한 충격이 일어날 것이다.

이러한 충격은 래크(5)를 통하여 출력기어피니언(11)에 전달되며 감속기(16)가 지지부(18a)(18b)에서 회전하게 된다. 회전시 각 감속기(16)는 톱니형 섹타(21)를 구동시키고 다시 기어피니언(22)을 구동시킨다. 따라서 반작용 토오크가 여러 토오션바아(25)에 전달되며 이 토오션바아(25)는 탄력적으로 비틀림 변형되어 선체(1)에서 지지각(2)의 현가부재로서 작용한다.

이러한 현가장치는 각 모우터 구동장치의 감속기(16)에 구성되어 있는 돌출부(27)가 이동하게 되는 스토퍼(28a)(28b)에 의하여 결정된 이동범위내에서 에너지의 점진적인 흡수로 해저면에 지지각이 접촉하는 순간에 충격을 흡수한다.

지지구조물에 감속기(16)가 관절형으로 착설되어 있으므로 이러한 이동은 충격의 순간에 출력기어피니언(11)에 약간 회전되게 하므로서 레크(5)와 지지각(2)이 진동되게 하며 해상에 플래트폼의 하중이 점진적으로 전달되므로서 안정된다.

제6도에서 보인 실시형태에 있어서, 에너지흡수장치의 탄성지지부재는 직렬로 연결되고 지지구조물(15)의 공간내에 배치된 두개의 토오션바아(30)(31)로 구성된다. 감속기(16)의 톱니형 섹타(21)는 지지구조물(15)에 고정된 하우징(32)에 의하여 회전 안내되는 축(23)에 착설된 기어피니언(22)와 결합된다. 이 기어피니언(22)은 제1토오션바아(30)의 단부(30a)에 착설되어 있다. 이 제1토오션바아(30)의 타측단부(30b)는 제2토오션바아(31)의 단부(31a)에 착설된 기어피니언(34)와 결합된 기어피니언(33)에 연결되어 있다.

기어피니언(33)(34)은 지지구조물(15)에 고정된 후측하우징(37)에 의하여 회전안내되는 각 축(35)(36)에 착설된다. 토오션바아(31)의 단부(31b)는 전방 하우징(32)에 고정되어 있다.

감속기(16)에 가하여지는 반작용 토오크는 톱니형 섹타(21)와 기어피니언(30)을 통하여 제1토오션바아(30)에 전달되어 이를 변형시킨다. 이러한 변형으로 제1토오션바아(30)는 피니언기어(33)(34)을 구동시키며 이로써 일측 단부가 지지구조물에 고정된 제2토오션바아(31)를 변형시킨다. 따라서 감속기(16)에 가하여지는 반작용 토오크는 두 토오션바아(30)(31)에 의하여 흡수되므로 해상에 지지각이 접촉되는 순간의 충격이 흡수될 수 있다.

이러한 두 토오션바아를 이용한 구성에 있어서는 전체크기를 줄일 수 있으며 충격흡수에 매우 효과적이다. 만약 필요하다면 직렬로 연결되는 토오션바아의 수를 배가할 수도 있다.

제7도에서 보인 실시형태에서 토오션바아(40)의 단부(40a)는 다른 실시형태와 같이 감속기(16)에 고정된 톱니형 섹터(21)와 결합되는 피니언기어(22)을 갖는다. 다른 한편으로 토오션바아(40)의 타측단부(40b)에는 상기 토오션바아의 예비고정장치(41)가 구비된다. 이 예비고정장치(41)는 토오션 바아의 단부(40b)에 고정된 톱니형 링기어(44)와 결합되어 기어 휠(43)과 구동결합된 모우터-감속기장치(42)로 구성된다. 이 예비고정장치는 웜과 웜휠조립체로 구성되는 것이 유리할 수도 있다.

이 예비고정장치는 기어휠(43)과 링기어(44)에 의하여 토오션바아(40)의 예비변형이 가능하도록 하고 또한 두 스토퍼(28a)(28b)(제5도) 사이에서 감속기의 각 운동을 제한하는 돌출부(27)의 중립점 위치의 수정이 가능하도록 한다.

제8도에서 보인 에너지흡수장치(20)는 경질의 와서가 결합된 탄성체 또는 유사탄성체로 구성된 튜우브형 슬라이브로 구성되는 토오션바아(50a)는 톱니형 섹타(21)에 의하여 구동되는 기어피니언(22)에 착설되고 대향 단부(50b)는 지지구조물(15)에 고정되어 있다.

또한 이 토오션바아는 탄성체 또는 유사탄성체로 된 단일원통형체로 구성되거나 또는 탄성체 또는 경질와샤로 구성된 복합형의 라미네이트물질로 된 원통체로 구성될 수 있다.

또한 토오션바아(50)의 단부(50b)는 토오션 예비고정장치와 결합될 수 있다.

지금까지 설명된 여러구성은 구조물, 특히 감속기의 동력전달부분에 가하여지는 충격에 의한 스트레스를 줄이고 상기 감속기의 모든 출력피니언기어에 가하여지는 부하의 평형을 제어할 수 있도록 한다.

더우기 본 발명에 따른 현가장치는 선체에 대하여 지지각을 이동시키기 위한 장치의 모든 감속기사이에 토오크가 균일하게 전달되도록 하므로서 플래트폼이 악조건하에서도 안정되게 배치되게 하며 설치비용을 현저히 줄일 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 장치는 예를들어 구동피니언기어에 대향된 토오션바아의 단부에 측정부재를 배치하고 토오션바아의 회전단부의 회전각도를 측정하므로서 감속기의 출력피니언기어에 가하여지는 부하를 측정할 수 있다.

Claims (16)

1. 지지각을 따라 이동가능하게 착설된 선체로 구성되고, 상기 지지각과 상기 선체가 상대측에 대하여 이동가능하게 되어 있는 잭업 오일 플래트폼의 지지각을 위한 현가장치로서 이 장치가 상기 각 지지각의 적어도 일부분을 따라서 연장된 각 래크, 상기 각 래크에 결합되는 적어도 하나의 출력피니언, 상기 각 출력피니언을 회전시키기 위하여 상기 각 출력피니언에 연결되는 전기모우터와 상기 각 전기모우터와 상기 각 출력피니언에 연결되어 이들을 결합하는 각 감소기를 포함하는 구동장치로 구성되고 상기 선체에 상기 구동장치를 지지하는 지지구조물이 구성되어 있으며 상기 지지구조물은 충격이 이에 연결된 출력피니언을 통하여 이에 가하여질때에 상기 지지구조물에 대하여 상기 감속기가 회전할 수 있도록 상기 각 감속기를 회전가능하게 지지하는 적어도 하나의 베어링을 포함하고 상기 각 출력피니언을 통하여 상기 구동장치에 가하여지는 충격을 흡수하기 위하여 상기 각 감속기에 연결된 에너지흡수수단이 구성되어 있는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치에 있어서, 상기 에너지흡수수단이 상기 각 감속기와 결합되어 축선을 중심으로 하여 탄력적으로 비틀림 변형되는 각 지지수단과 상기 감속기의 회전운동을 상기 지지수단의 상기 축선을 중심을 한 비틀림운동으로 전달하도록 상기 각 지지수단과 이에 결합된 감속기사이에 연결된 연결수단으로 구성되고, 상기 각 지지수단은 상기 회전운동이 상기 연결수단에 의하여 이에 전달될 때에 그 축선을 중심으로 하여 탄력적으로 변형되도록 고정됨을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
2. 청구범위 1항에 있어서, 상기 각 지지수단이 상기 지지구조물에 고정된 제1단부와 제2단부를 가지고 상기 연결수단이 상기 각 감속기에 고정된 각 톱니형 섹타와 상기 지지수단의 제2단부에 착설되고 상기 각 톱니형 섹타에 결합되는 기어피니언을 포함함을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
3. 청구범위 2항에 있어서, 상기 각 지지수단이 이와함께 회전할 수 있도록 이에 고정된 돌출부를 포함하고 상기 장치가 이에 고정되어 돌출부가 고정된 상기 감속기의 회전운동을 사전에 결정된 회전운동범위로 제한하도록 상기 각 돌출부가 접하게 되어 있는 한쌍의 이동종료 스토파를 포함함을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
4. 청구범위 2항에 있어서, 상기 각 지지수단이 서로 연결된 다수의 토오션바아로 구성되고 상기 각 토오션바아는 그 축선을 중심으로 하여 탄력적으로 비틀림변형됨을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
5. 청구범위 2항에 있어서, 상기 각 지지수단이 원통형이고 탄성물질로 된 적어도 하나의 토오션바아를 포함함을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
6. 청구범위 2항에 있어서, 상기 각 지지수단이 튜우브형이고 탄성물질로 된 적어도 하나의 토오션바아로 구성됨을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
7. 청구범위 2항에 있어서, 상기 각 지지수단이 탄성체와샤와 강철와샤의 복합형 라미네이트로 구성된 적어도 하나의 토오션바아를 포함함을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
8. 청구범위 2항에 있어서, 상기 각 지지수단이 튜우브형이고 합성물질로 구성된 적어도 하나의 토오션바아를 포함함을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
9. 청구범위 2항에 있어서, 상기 장치가 상기 각 지지수단에 요구된 토오크량을 사전에 가하기 위하여 상기 각 지지수단에 연결된 조절가능한 토오크션 예비고정수단을 포함함을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
10. 청구범위 2항에 있어서, 상기 장치가 지지수단이 그 단부에서 이루어지는 비틀림 정도 사이의 차이를 측정하기 위하여 상기 각 지지수단에 결합된 측정수단을 포함함을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
11. 청구범위 4항에 있어서, 상기 각 토오션 바아가 원통형이고 탄성물질로 구성됨을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
12. 청구범위 4항에 있어서, 상기 각 토오션 바아가 튜우브형이고 탄성물질로 구성됨을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
13. 청구범위 4항에 있어서, 상기 각 토오션 바아가 탄성체 와샤와 강철와샤의 복합형 라미네이트로 구성됨을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
14. 청구범위 4항에 있어서, 상기 각 토오션 바아가 원통형이고 합성물질로 구성됨을 특징으로 하는 잭업오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
15. 청구범위 4항에 있어서, 상기 각 토오션 바아가 원통형이고 상기 장치가 상기 토오션바아에 토오크를 사전에 가하기 위하여 상기 각 토오션바아에 연결된 조절가능한 토오션 예비고정수단으로 구성함을 특징으로 하는 잭업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.
16. 청구범위 4항에 있어서, 상기 각 토오션 바아가 원통형이고, 상기 장치가 지지수단이 그 단부에서 이루어지는 비틀림정도 사이의 차이를 측정하기 위하여 상기 각 지지수단에 결합된 측정수단을 포함함을 특징으로 하는 작업 오일 플래트폼의 지지각용 현가장치.

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