KR101531579B1 - 워터시일 설치용 지그 장치 - Google Patents

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KR101531579B1 KR1020140011146A KR20140011146A KR101531579B1 KR 101531579 B1 KR101531579 B1 KR 101531579B1 KR 1020140011146 A KR1020140011146 A KR 1020140011146A KR 20140011146 A KR20140011146 A KR 20140011146A KR 101531579 B1 KR101531579 B1 KR 101531579B1
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Abstract

워터시일 설치용 지그 장치가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수직 개구부를 이루는 선체 벽면에 마련된 시일서포트에 워터시일을 설치하기 위한 워터시일 설치용 지그 장치에 있어서, 중앙의 한 점에서 각각의 반경방향으로 연장되어 방사형 구조를 갖는 프레임부; 상기 프레임부의 각 끝단에 마련되며, 워터시일이 안착되는 안착부를 포함하는 워터시일 설치용 지그 장치가 제공될 수 있다.

Description

워터시일 설치용 지그 장치{JIG APPARATUS FOR INSTALLATION OF WATER SEAL}
본 발명은 워터시일 설치용 지그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터렛용 수직 개구부를 이루는 선체 벽면에 워터시일을 쉽고 간편하게 설치할 수 있도록 하는 워터시일 설치용 지그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 해저에서 가스 또는 원유를 시추하는 시추선(drill ship)이나 FPSO(부유식 원유생산 하역 저장설비)는 시추를 보조하기 위한 터렛(turret)을 구비하고 있다.
터렛은 보통 선박의 한쪽 선단부, 통상 선수부에 마련된 수직 개구부 또는 문풀(moon pool)에 장착되고, 체인 등에 의해 해저의 광구 플랫폼(subsea well platform)에 고정되어 선박을 계류하게 된다.
또한, 터렛은 선박이 터렛을 중심축으로 하여 상대적인 회전이 가능하도록 선박에 설치되는 바, 시추작업을 하는 동안 광구 플랫폼으로부터 선박으로의 가스 또는 원유의 이송을 위한 안정적이고 연속적인 이송경로를 제공한다.
즉, 해상의 선박이 가스 또는 원유가 이송되는 동안 바람, 파도 또는 조류에 의해 유동하는 경우에도 선박이 고정된 터렛을 중심축으로 하여 자유롭게 회전할 수 있게 하여, 선박의 유동에 상관없이 가스 또는 원유가 고정된 터렛 내부의 튜브 등을 통하여 안정적으로 이송될 수 있도록 한다.
터렛을 중심으로 선박이 회전하도록 하는 구조의 일 예는, 터렛에 마련된 베어링이 수직 개구부(문풀)를 형성하는 선체의 벽면과 미끄럼 접촉에 의해 회전이 이루어지도록 한다.
이 경우 베어링과 접촉하는 선체 벽면은 터렛의 회전시 가해지는 하중을 견딜 수 있는 강성이 요구되며, 통상적으로 터렛용 베어링은 상부수직베이링(Upper Vertical bearing)과 상부수평베어링(Upper horizontal Bearing) 및 하부수평베어링(Lower Horizontal Bearing)으로 대별될 수 있다.
한편, 하부수평베어링의 하부에는 하부수평베어링의 수리를 위해 해수가 하부수평베어링 쪽으로 유입되는 것을 차단하기 위한 워터시일(Water Seal)이 마련될 수 있다.
종래 워터시일은 원형 고리 형태의 튜브 구조로 이루어져 있고, 수직 개구부를 이루는 선체의 벽면과 터렛 사이에 팽창 가능하게 설치되어 있는바, 워터시일의 공기 주입 여부에 따라 하부수평베어링 측으로 해수가 유입되거나 차단될 수 있다.
즉, 평상시에는 하부수평베어링이 해수에 잠겨 있는 상태에 놓여 있기 때문에 워터시일에는 공기가 주입되지 않아 수축되어 있는바, 선체의 벽면과 터렛 사이에는 소정의 틈새가 생성되어 그 틈새를 통해 터렛 하부에서 하부수평베어링 쪽으로 해수가 공급될 수 있다.
반면, 하부수평베어링이 고장이 나서 하부수평베어링을 수리하거나 교체해야 하는 경우, 작업자가 하부수평베어링 쪽으로 들어가야 하는데 이를 위해서 하부수평베어링 쪽의 해수를 제거해야 한다.
하부수평베어링 쪽의 해수를 제거하기 위해서는 먼저 워터시일에 공기를 주입하여 워터시일이 팽창되도록 함으로써 워터시일이 선체 벽면과 터렛 사이를 밀폐시켜 해수가 하부수평베어링 쪽으로 유입되는 것을 차단해야 한다.
그러나 수직 개구부를 이루는 선체 벽면에 상기한 바와 같은 역할을 수행하는 워터시일을 설치하는 것은 종래에 아래와 같은 많은 불편함이 있다.
즉, 워터시일은 공기가 주입되지 않은 원형 고리 형태로 선체 벽면에 설치되어야 하는바, 워터시일에 공기가 주입되어 있지 않은 상태이기 때문에 워터시일을 인양하여 선체 벽면까지 이동시키는 과정이 매우 불편할 뿐만 아니라 그 과정에서 워터시일의 형상이 쉽게 변화되어 선체 벽면에 설치될 때에는 형태가 찌그러지거나 꺾이는 등 본래 유지해야 할 원형 구조를 이루지 못하므로 작업자가 일일이 워터시일을 확인하면서 제 형상을 갖출 수 있도록 점검해야 한다. 따라서, 워터시일의 설치 작업에 많은 노동력과 시간이 투여되어 터렛의 생산성이 저하되는 문제점을 야기할 수 있다.
또한, 종래에는 상기한 바와 같이 워터시일을 선체 벽면에 고정하는 과정에서 고무재질로 이루어진 워터시일이 손상되는 문제가 빈번하여 워터시일의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제가 있다.
한국공개특허 KR10-2012-97746
본 발명의 실시예는, 수직 개구부를 이루는 선체 벽면에 워터시일의 손상없이 쉽고 간편하게 설치할 수 있는 워터시일 설치용 지그 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 워터시일의 형상이 변화되지 않고 본래 구조를 그대로 유지하면서 선체 벽면에 설치할 수 있는 워터시일 설치용 지그 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 터렛이 설치되는 수직 개구부의 직경이 서로 다른 경우에도 적용할 수 있도록 크기가 가변될 수 있는 워터시일 설치용 지그 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수직 개구부를 이루는 선체 벽면에 마련된 시일서포트(seal support)에 워터시일(water seal)을 설치하기 위한 워터시일 설치용 지그 장치에 있어서, 중앙의 한 점에서 각각의 반경방향으로 연장되어 방사형 구조를 갖는 프레임부; 및 상기 프레임부의 각 끝단에 마련되며, 워터시일이 안착되는 안착부를 포함하는 워터시일 설치용 지그 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 프레임부는 각각 길이 방향으로 신축 가능한 텔레스코픽 구조로 이루어질 수 있다.
또한 상기 프레임부는 다수개의 마디부로 이루어져 어느 하나의 마디부가 이웃하는 다른 마디부를 수용하는 구조로 이루어질 수 있다.
또한 상기 프레임부에는 와이어가 연결되기 위한 러그가 마련될 수 있다.
또한 상기 안착부는 상기 워터시일이 상부에서 삽입되고 배출될 수 있도록 상부가 개방된 요홈 구조로 이루어질 수 있다.
또한 상기 안착부는 상기 시일서포트들 사이에 위치하도록 배치될 수 있다.
또한 상기 프레임부는 프레임부의 중심과 끝단 사이의 어느 한 지점에서 이웃하는 다른 프레임부를 향해 수평하게 연결되는 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에 의하면, 워터시일의 형태가 변하지 않고 초기 상태 그대로 유지하면서 선체 벽면에 쉽고 간편하게 설치할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 프레임부의 길이가 가변되는 구조로 이루어져 있기 때문에 터렛이 설치되는 수직 개구부의 직경 및 워터시일의 크기가 서로 다른 경우에도 적용할 수 있다.
도1은 선체에 마련되어 터렛이 설치되는 수직 개구부를 나타낸 측면도,
도2는 도1의 A-A선의 보인 평단면도,
도3은 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치를 나타낸 평면도,
도4는 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치를 나타낸 측면도,
도5는 도1의 수직 개구부에 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치가 진입된 모습을 나타낸 평면도,
도6 및 도7은 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치의 작용을 설명하기 위한 작용 상태도.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 부호가 사용되며 이에 따른 부가설명은 생략한다.
도1은 선체에 마련되어 터렛이 설치되는 수직 개구부를 나타낸 측면도이고, 도2는 도1의 A-A선의 보인 평단면도이다.
참고로, 해저에서 가스 또는 원유를 시추하는 해양플랜트, 예를 들어 시추선이나 부유식 원유생산하역저장설비(FPSO)에는 시추를 보조하기 위한 터렛이 구비될 수 있다.
터렛은 가스 또는 원유가 이송되는 동안 바람, 파도 또는 조류에 의해 해양플랜트가 유동하는 경우에도 터렛을 중심축으로 하여 해양플랜트가 자유롭게 회전할 수 있도록 하는바, 가스 또는 원유는 해양플랜트의 유동에 상관없이 터렛 내부의 튜브 등을 통하여 해양플랜트로 안정적으로 이송될 수 있다.
터렛을 중심으로 해양플랜트가 회전될 수 있도록 도1에 도시된 바와 같이 해양플랜트의 선체(10)에는 터렛이 관통되기 위한 수직 개구부(12)가 형성될 수 있다.
수직 개구부(12)는 터렛을 설치하기 위해 별도로 선체(10)에 형성될 수도 있고, 시추용 파이프 등을 해저로 내려 보내기 위해 해양플랜트에 형성된 문풀(moon pool)에 의해 마련될 수도 있다.
한편, 수직 개구부(12)의 하부에는 배경기술에서 설명한 바와 같이 해수 차단용 워터시일(20)이 설치될 수 있는바, 이 워터시일(20)은 원형 고리 형태의 튜브 구조로 이루어져 있기 때문에 워터시일(20)이 설치될 수 있도록 수직 개구부(12)를 이루는 선체(10) 벽면에는 도2에 도시된 바와 같은 시일서포트(30)가 선체(10) 벽면의 원주방향을 따라 일정간격 이격되게 배치될 수 있다.
하나의 시일서포트(30)는 선체(10) 벽면으로부터 수직 개구부(12)의 중앙을 향하여 소정길이 돌출되며, 이 시일서포트(30)가 원주방향으로 이격되게 선체(10) 벽면에 다수개 배치됨으로써 원형 튜브 구조의 워터시일(20)이 시일서포트(30)에 놓여질 수 있다.
상기 시일서포트(30)에 워터시일(20)을 용이하게 설치하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치가 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치는 도3 내지 도5를 참조하여 설명한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치를 나타낸 평면도이고, 도4는 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치를 나타낸 측면도이며, 도5는 도1의 수직 개구부에 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치가 진입된 모습을 나타낸 평면도이다.
도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치는 프레임부(101)를 갖는 프레임 모듈(100)과 안착부(200)를 포함할 수 있다.
상기 프레임 모듈(100)은 본 실시예에 따른 지그 장치의 전체적인 외관을 이루는 것으로서, 적어도 하나의 프레임부(101)를 가질 수 있으며 상기 프레임부(101)가 방사형으로 배열될 수 있다.
즉, 소정 길이를 갖도록 마련된 프레임부(101)는 중앙의 한 점을 중심으로 방사 형태로 이격 배치될 수 있는데, 상기 프레임부(101)와 이웃하는 프레임부(101) 사이의 각도는 실시자의 필요에 따라 선택 가능하다.
본 실시예에서는 도3에 도시된 바와 같이 상기 프레임부(101) 간의 사이각이 45도가 되도록 설정되었으나, 이는 예시적인 것에 불과한 것으로 프레임부(101)의 사이각은 필요에 따라 90도로 설정될 수도 있으며 30도로 설정될 수도 있는바, 프레임부(101)의 사이각이 크면 구조가 간단해지는 반면 워터시일(20)의 지지력이 감소될 수 있고 반대로 사이각이 작으면 구조가 복잡해지는 반면 워터시일(20)의 지지력이 증대될 수 있으므로 여러 가지 상황을 고려하여 상기 프레임부(101)의 배치 구조를 설정할 수 있다.
한편, 안착부(200)는 프레임부(101)의 일측에 마련되어 워터시일(20)이 안착되기 위한 구성으로서, 방사형 구조로 모인 프레임부(101)의 각 끝단에 마련된 안착부(200)에 워터시일(20)의 일부분이 안착되어 전체적으로 원형 고리 구조를 갖는 워터시일(20)이 지지될 수 있다.
도4에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 프레임부(101)는 각각 길이 조절 가능하도록 텔레스코픽 구조로 이루어질 수 있는바, 프레임부(101)가 텔레스코픽 구조로 이루어져 길이방향으로 신축 가능하게 되면 도3에 도시된 바와 같은 지그 장치가 수직 개구부(12) 상에서 반경방향으로 크기 조절 가능하게 되어 다양한 직경을 갖는 수직 개구부(12)에도 모두 적용할 수 있다.
텔레스코픽 구조를 갖는 프레임부(101)는 도4에 도시된 바와 같이 다수개의 마디부(110)를 가질 수 있으며, 어느 하나의 마디부(110)가 이웃하는 다른 마디부(110)를 수용하는 구조로 이루어져 프레임부(101)가 길이방향으로 신축될 수 있다. 이때 프레임부(101)의 최말단 마디부(110)에는 상기 안착부(200)가 마련될 수 있다.
이와 같이 다수개의 마디부(110)를 갖는 프레임부(101)는 이웃하는 마디부(110)에 삽입되거나 노출되는 방식으로 길이조절이 되는바, 워터시일(20)의 크기나 수직 개구부(12)의 직경이 달라지는 경우에도 간단하게 적용할 수 있다.
한편, 상기 프레임부(101)는 선체(10)의 수직 개구부(12)에 삽입될 수 있도록 와이어(w)를 통해 인양될 수 있는바, 프레임부(101)의 인양을 위하여 프레임부(101)의 일측에는 와이어(w)가 연결되기 위한 적어도 1개 이상의 러그(120)가 마련될 수 있다.
프레임부(101)의 안정된 인양을 위해서 상기 러그(120)는 2개소 이상에 형성되는 것이 좋으며, 러그(120)에 와이어(w)를 연결한 후 크레인과 같은 별도의 인양수단(미도시)을 통해 상기 프레임부(101)를 인양하여 수직 개구부(12)에 삽입할 수 있다.
또한, 상기 프레임 모듈(100)은 하나의 프레임부(101)와 이웃하는 다른 프레임부(101)를 연결하는 연결부(130)를 더 포함할 수 있다.
연결부(130)는 방사형으로 모인 프레임부(101)의 처짐을 방지하고 자체 강도을 증대시켜 보강하기 위한 것으로 도3에 도시된 바와 같이 프레임부(101)를 평면에서 보았을 때 연결부(130)와 이웃하는 두 프레임부(101)가 삼각형 구조를 이루도록 연결될 수 있다.
따라서, 본 실시예와 같이 프레임부(101)들의 사이각이 45도로 설정된 경우 상기 연결부(130)가 이루는 프레임 모듈(100)의 전체 형상은 8각형 구조가 될 수 있다.
또한, 프레임부(101)의 끝단에 마련되는 상기 안착부(200)는 도4에 도시된 바와 같이 워터시일(20)이 상부에서 삽입되고 상부로 다시 배출될 수 있도록 상부가 개방된 요홈 구조로 이루어질 수 있다.
1개의 안착부(200)는 워터시일(20)의 일정 부분만을 지지하되 프레임부(101)와 마찬가지로 방사형으로 이격 배치되어 원형 고리 구조를 갖는 워터시일(20) 전체를 하부에서 지지할 수 있다.
따라서, 원형 고리 구조를 가지면서 공기가 주입되지 않아 수축되어 있는 상태의 워터시일(20)을 상기 안착부(200)에 자리 잡아 안착시켜 놓으면 원형 고리 구조의 워터시일(20) 형태를 그대로 보전하면서 선체(10) 벽면에 마련된 시일서포트(30)에 설치할 때까지 워터시일(20)이 변형되지 않고 초기 안착시의 형태를 그대로 유지할 수 있다.
이와 같이 안착부(200)에 워터시일(20)이 안착된 프레임부(101)를 인양하여 선체(10)의 수직 개구부(12)에 삽입하면 도5와 같은 상태가 될 수 있다.
이때 안착부(200)는 도5에 도시된 바와 같이, 선체(10) 벽면에 돌출되게 마련된 상기 시일서포트(30)와 간섭되지 않도록 시일서포트(30)들 사이에 위치하도록 배치될 수 있다.
물론, 안착부(200)가 시일서포트(30)들 사이에 배치되기 위해서는 프레임부(101)의 방향이 시일서포트(30)들 사이를 향하도록 프레임부(101)의 배치 각도가 설정되어야 한다.
이와 같이 안착부(200)가 시일서포트(30)들 사이에 위치하도록 배치각도를 조절하여 수직 개구부(12)에 삽입되는 프레임부(101)는 상기 시일서포트(30)의 상부에서 진입하여 시일서포트(30)를 지나면서 안착부(200)에 안착된 워터시일(20)이 시일서포트(30)에 걸리게 되고, 이 상태에서 프레임부(101)를 시일서포트(30) 하부로 더 하강시키면 워터시일(20)은 안착부(200)로부터 배출되어 온전히 시일서포트(30)에 놓여지게 된다.
이하, 도6 및 도7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 워터시일 설치용 지그 장치의 작용에 대하여 간략하게 설명한다.
먼저 도6에 도시된 바와 같이, 안착부(200)에 워터시일(20)을 안착시킨 상태에서 프레임부(101)를 인양하여 수직 개구부(12)로 삽입시키면, 프레임부(101)가 시일서포트(30)의 상부에서 시일서포트(30)를 지나면서 안착부(200)에 안착된 워터시일(20)이 시일서포트(30)에도 걸리게 되는데, 이것은 안착부(200)가 시일서포트(30)들 사이에 위치하도록 프레임부(101)가 배치되기 때문에 가능하다.
이 상태에 도7에 도시된 바와 같이 프레임부(101)를 시일서포트(30) 하부로 더 하강시키면 워터시일(20)은 안착부(200)로부터 이탈되면서 시일서포트(30)에만 걸려 있는 상태가 되는바, 이에 따라 안착부(200)에 안착된 원형 고리 구조의 워터시일(20) 형태가 초기 상태 그대로 보전되면서 시일서포트(30)에 놓여지기 때문에 시일서포트(30)로 위치 이동된 워터시일(20)의 점검 및 형태 조정이 불필요하다.
이상, 본 발명을 실시예를 사용하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변경이 가능한 바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.
10 : 선체 12 : 수직 개구부
20 : 워터시일 30 : 시일서포트
100 : 프레임 모듈
101 : 프레임부 110 : 마디부
120 : 러그 130 : 연결부
200 : 안착부

Claims (8)

  1. 개구부를 이루는 선체 벽면에 마련된 시일서포트(seal support)에 워터시일(water seal)을 설치하기 위한 워터시일 설치용 지그 장치에 있어서,
    적어도 하나의 프레임부를 갖는 프레임 모듈; 및
    상기 프레임부의 일측에 위치하고, 상기 워터시일이 안착되는 안착부를 포함하는 워터시일 설치용 지그 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 모듈은 상기 프레임부가 방사형으로 배열된 워터시일 설치용 지그 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프레임부는 길이 방향으로 신축 가능한 텔레스코픽 구조인 워터시일 설치용 지그 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프레임부는 다수개의 마디부로 이루어져 어느 하나의 마디부가 이웃하는 다른 마디부를 수용하는 구조인 워터시일 설치용 지그 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프레임부에는 와이어가 연결되기 위한 러그가 마련된 워터시일 설치용 지그 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는 상기 워터시일이 상부에서 삽입되고 배출될 수 있도록 상부가 개방된 요홈 구조인 워터시일 설치용 지그 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는 상기 시일서포트들 사이에 위치하도록 배치되는 워터시일 설치용 지그 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 모듈은, 상기 프레임부와 이웃하는 다른 프레임부를 연결하는 연결부를 더 포함하는 워터시일 설치용 지그 장치.
KR1020140011146A 2014-01-29 2014-01-29 워터시일 설치용 지그 장치 KR101531579B1 (ko)

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