KR102130722B1 - Spud apparatus, jack-up rig having the same, and method for fixing spud can using ground monitoring - Google Patents

Spud apparatus, jack-up rig having the same, and method for fixing spud can using ground monitoring Download PDF

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Abstract

본 발명은 스퍼드 장치, 이를 가지는 잭업 리그 및 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 하부 연약 지반층에 대한 실질적인 확인이 가능하여, 관입과 동시에 펀치 스로우 페일러(punch through failure)를 발생시킬 수 있는 지반 조건에 대한 검토 및 사고 예방 조치가 가능하고, 이로 인해 잭업 리그의 안정성을 높일 수 있으며, 정량적 데이터를 바탕으로 안정적 지지조건을 확보할 수 있는 관입 깊이 검토가 가능하고, 지반 조사자료에 대한 신뢰도 검토와 동시에 각각의 어스앵커와 연결된 로드에서 발생하는 인장력을 바탕으로 지층에 대한 분포를 정확하게 예측할 수 있으며, 이로 인해 잭업 리그의 장기적 운용이나 재설치시 중요한 자료로 활용할 수 있다.
본 발명은 선체를 해저에 고정시키는 스퍼드 장치에 있어서, 상기 선체에 승강 가능하도록 설치되는 레그의 하단에 마련되는 스퍼드캔; 상기 스퍼드캔을 수직으로 관통하도록 설치되는 로드; 상기 로드의 하단에 고정되고, 나선형 날개를 가지는 어스앵커; 상기 어스앵커가 추진에 의해 지반에 관입되도록 상기 로드를 회전시키고, 상기 로드에 인장력을 인가하는 로드구동부; 및 상기 로드에 발생되는 인장력을 모니터링하는 모니터링부를 포함한다.The present invention relates to a spud device, a jack-up rig having the same, and a method for fixing a spud can using ground monitoring, more specifically, it is possible to confirm the lower soft ground layer substantially, and at the same time as intrusion, punch through a punch thrower. It is possible to review ground conditions that can cause failure) and prevent accidents, thereby increasing the stability of the jack-up rig, and to review intrusion depth to secure stable support conditions based on quantitative data. At the same time, the reliability of the ground survey data can be reviewed, and the distribution of the strata can be accurately predicted based on the tensile force generated by the rod connected to each earth anchor, which can be used as an important data for long-term operation or reinstallation of the jack-up league. .
The present invention relates to a spud device for fixing a hull to a seabed, comprising: a spud can provided at a lower end of a leg installed to be elevated on the hull; A rod installed to penetrate the spud can vertically; A ground anchor fixed to the lower end of the rod and having a spiral wing; A rod driving unit that rotates the rod so that the earth anchor is penetrated into the ground by propulsion, and applies tensile force to the rod; And it includes a monitoring unit for monitoring the tensile force generated on the rod.

Description

스퍼드 장치, 이를 가지는 잭업 리그 및 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법{Spud apparatus, jack-up rig having the same, and method for fixing spud can using ground monitoring}Spud apparatus, jack-up rig having the same, and method for fixing spud can using ground monitoring}

본 발명은 스퍼드 장치, 이를 가지는 잭업 리그 및 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 잭업 리그에 적용되고 있는 스퍼드캔의 지반 관입시, 펀치 스로우 페일러(punch through failure)를 예방하기 위하여, 어스앵커를 이용하여 하부지반의 상태를 모니터링할 수 있도록 구성된 스퍼드 장치, 이를 가지는 잭업 리그 및 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a spud device, a jack-up rig having the same, and a method for fixing a spud can using ground monitoring, and more specifically, when punching a ground of a spud can applied to a jack-up rig, punch through failure In order to prevent, it relates to a spud device configured to monitor the state of the lower ground using an earth anchor, a jack-up rig having the same, and a spud can fixing method using ground monitoring.

일반적으로 리그(rig)는 해저 채굴 기술의 발달로 인해 유전 개발에 적합한 시추설비를 구비함으로써 심해 유전뿐만 아니라, 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field) 개발에 사용되고 있다.In general, the rig (rig) has been used for the development of submarine mining technology, by providing a drilling facility suitable for oil field development, as well as deep-sea oil fields, marginal fields (marginal field) of small areas that have been neglected because of economical efficiency.

이와 같은 리그는 선체에 설치한 3~6개의 레그(leg)를 해저에 내려 세워서 선체를 해상에 설치하는 잭업 리그(jack-up rig), 수중의 하부선각에 세워진 레그로 해상의 갑판을 지지하는 반잠수형, 선각과 같은 모양의 선형과 토사를 매립하여 인공섬으로 만든 매립식 인공섬형, 잠함 등을 해저에 침설하여 중량으로 파력이나 지진력을 견디게 하는 중력형, 그리고 원반 형상의 부유식 구조체를 이루는 원반 부체형 등이 있다.Such a rig is a jack-up rig that installs the hull by placing 3 to 6 legs installed on the hull on the seabed, and a leg built on the lower hull of the water to support the deck of the sea. A semi-submersible type, a buried artificial island type made of artificial islands by embedding linear and sediment shaped like a hull, a gravity type that withstands wave or seismic forces by submerging submarines, etc., and a floating structure of disc-shaped floating structure Discs, etc.

상기한 리그 중에서 잭업 리그는 암반지역뿐만 아니라 연약지반 등에 설치될 수 있으며, 구조적인 안정성을 위하여 많은 노력을 기울이고 있는데, 스퍼드캔과 레그를 포함하는 스퍼드 장치에 의해 선체를 해저에 고정시킨다. Among the above-mentioned rigs, the jack-up rig can be installed not only on rocky areas but also on soft ground, and much effort has been made for structural stability. The hull is fixed to the seabed by a spud device including a spud can and a leg.

종래의 스퍼드 장치로는 한국공개특허 제10-2013-0097022호의 스퍼드 장치, 이를 구비한 선박 및 스퍼드 장치를 구비한 선박의 건조방법이 있다. 여기서 스퍼드 장치는 길이방향으로 톱니부가 형성되며 상호 나란하게 배치된 복수의 기둥부재 및 상기 복수의 기둥부재를 연결하여 지지하는 지지부재를 구비한 레그(leg)와, 상기 레그의 단부에 결합되어 있으며, 상기 해저에 삽입되는 스퍼드캔(spud can)을 포함하고, 상기 복수의 기둥부재는 상기 스퍼드캔의 외측으로 이격되게 배치되어 있으며, 상기 스퍼트캔의 측면에 상응하는 위치까지 상기 톱니부가 형성되도록, 상기 톱니부는 상기 복수의 기둥부재 단부까지 연장된다.As a conventional spud apparatus, there is a spud apparatus of Korean Patent Publication No. 10-2013-0097022, a ship having the same, and a method of drying a ship having a spud apparatus. Here, the spud device is formed with a leg formed in a longitudinal direction and is coupled to a leg having a plurality of pillar members arranged side by side and a support member for connecting and supporting the plurality of pillar members, and an end of the leg. It includes a spud can inserted into the seabed, the plurality of pillar members are arranged to be spaced apart from the outside of the spud can, so that the tooth portion is formed to a position corresponding to the side surface of the sputtered can , The tooth portion extends to the ends of the plurality of pillar members.

그러나 상기한 종래의 스퍼드 장치뿐만 아니라, 기존에 사용되는 스퍼드 장치는 연약지반에 위치할 경우 추가적으로 지지력을 확보할 방안이 없으며, 스퍼드캔 하부지반이 파괴되어 발생되는 펀치 스로우 페일러(punch through failure)의 예측이 어렵기 때문에 이와 관련된 사고를 예방하는데 한계를 가지는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 사고를 예방하기 위하여 스퍼드캔이 위치할 모든 지반에 대한 지반 조사를 수행해야 하지만, 시간 및 비용 문제로 인해 잭업 리그 중앙의 지반 1개 공을 조사하여 잭업 리그를 거치시키고 있으며, 특히 잭업 리그의 거대화 및 대심도 적용으로 인해 펀치 스로우 페일러와 관련된 사고 발생 우려가 커지고 있는 실정이다.However, in addition to the above-described conventional spud device, the existing spud device has no way to secure additional support when located on the soft ground, and a punch through pail caused by the destruction of the lower ground of the spud can Because it was difficult to predict the failure, it had a problem with limitations in preventing accidents related to this. In order to prevent such accidents, it is necessary to conduct a ground survey on all grounds where the spud can will be located, but due to time and cost problems, one ground ball in the center of the jack-up league is being investigated to mount the jack-up league. Due to the enlargement and application of large depth of field, there is a growing concern about accidents related to punch-throw pailers.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하부 연약 지반층에 대한 실질적인 확인이 가능하여, 관입과 동시에 펀치 스로우 페일러(punch through failure)를 발생시킬 수 있는 지반 조건에 대한 검토 및 사고 예방 조치가 가능하도록 하고, 이로 인해 잭업 리그의 고정에 대한 안정성을 높일 수 있도록 하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, it is possible to substantially check the lower soft ground layer, the examination of the ground conditions that can cause the punch through failure (punch through failure) at the same time as the penetration And to prevent accidents, thereby improving the stability of the jack-up rig.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체를 해저에 고정시키는 스퍼드 장치에 있어서, 상기 선체에 승강 가능하도록 설치되는 레그의 하단에 마련되는 스퍼드캔; 상기 스퍼드캔을 수직으로 관통하도록 설치되는 로드; 상기 로드의 하단에 고정되고, 나선형 날개를 가지는 어스앵커; 상기 어스앵커가 추진에 의해 지반에 관입되도록 상기 로드를 회전시키고, 상기 로드에 인장력을 인가하는 로드구동부; 및 상기 로드에 발생되는 인장력을 모니터링하는 모니터링부를 포함하는 잭업 리그용 스퍼드 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, In the spud apparatus for fixing the hull to the seabed, Spud cans provided at the bottom of the legs installed to be elevated on the hull; A rod installed to penetrate the spud can vertically; A ground anchor fixed to the lower end of the rod and having a spiral wing; A rod driving unit that rotates the rod so that the earth anchor is penetrated into the ground by propulsion, and applies tensile force to the rod; And a spud device for a jack-up rig comprising a monitoring unit for monitoring the tensile force generated on the rod.

상기 스퍼드캔은 상기 로드가 관통하도록 관통홀이 형성되고, 가장자리에 스커트가 형성됨으로써 하방으로 개방되는 소일 플러그용 공간이 형성될 수 있다.In the spud can, a through hole is formed to allow the rod to pass through, and a skirt is formed at the edge, so that a space for a small plug that opens downward can be formed.

상기 스퍼드캔의 관통홀로부터 상방으로 연장되도록 설치되고, 상기 로드가 내측에 설치되는 동력전달파이프를 더 포함할 수 있다.It may be installed to extend upward from the through hole of the spud can, and may further include a power transmission pipe in which the rod is installed inside.

상기 어스앵커는 하단에 콘부재가 하방을 향하도록 고정될 수 있다.The earth anchor may be fixed so that the cone member faces downward at the bottom.

상기 모니터링부는 상기 로드에 발생되는 인장력을 감지하는 감지부를 포함할 수 있다.The monitoring unit may include a sensing unit that senses the tensile force generated on the rod.

상기 모니터링부는 상기 감지부에 의해 감지되는 인장력을 외부로 나타내는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.The monitoring unit may further include a display unit indicating the tensile force sensed by the sensing unit to the outside.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 잭업 리그에 있어서, 선체; 상기 선체에 승강 가능하도록 다수로 설치되는 레그; 및 상기 레그 각각에 설치되는 스퍼드 장치를 포함하고, 상기 스퍼드 장치는 본 발명의 일 측면에 따른 잭업 리그용 스퍼드 장치로 이루어지는 잭업 리그가 제공된다.According to another aspect of the invention, in the jack-up league, the hull; A plurality of legs installed to be elevated on the hull; And a spud apparatus installed on each of the legs, wherein the spud apparatus is provided with a jack-up rig comprising a spud apparatus for a jack-up rig according to an aspect of the present invention.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 레그의 하단에 마련되는 스퍼드캔을 프리로딩으로 해저에 관입시키는 단계; 상기 스퍼드캔을 관통하는 로드 하단의 어스앵커를 회전에 의해 정해진 깊이만큼 하방으로 관입시키는 단계; 상기 로드에 인장력을 인가하는 단계; 상기 로드에 인가되는 인장력이 상기 어스앵커에 의해 지지되어 설정 인장력 이상인지 판단하는 단계; 및 상기 로드에 인가되는 인장력이 상기 설정 인장력 이상이면, 상기 스퍼드캔의 관입을 정지시키는 단계를 포함하는 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, the step of injecting the spud can provided on the bottom of the leg into the seabed by preloading; Intruding the earth anchor at the bottom of the rod penetrating the spud can downward by a predetermined depth by rotation; Applying a tensile force to the rod; Determining whether a tensile force applied to the rod is supported by the earth anchor and is greater than or equal to a set tensile force; And stopping the penetration of the spud can when the tensile force applied to the rod is greater than or equal to the set tensile force.

상기 로드에 인가되는 인장력이 상기 설정 인장력 미만이면, 상기 스퍼드캔의 추가 관입을 실시하는 단계를 더 포함하고, 상기 스퍼드캔의 추가 관입을 마치면, 상기 어스앵커를 관입시키는 단계와, 상기 로드에 인장력을 인가하는 단계와 상기 로드에 인가되는 인장력이 상기 설정 인장력 이상인지 판단하는 단계를 반복하여 실시할 수 있다.If the tensile force applied to the rod is less than the set tensile force, further comprising the step of additional penetration of the spud can, and when the additional penetration of the spud can is completed, the step of intruding the earth anchor, and the tensile force on the rod The step of applying and determining whether the tensile force applied to the rod is greater than or equal to the set tensile force may be repeated.

상기 스퍼드캔의 추가 관입을 실시하는 단계는 상기 프리로딩을 증가시킴으로써 상기 스퍼드캔을 추가 관입시킬 수 있다.In the step of performing further penetration of the spud can, the spud can can be further penetrated by increasing the preloading.

상기 스퍼드캔의 추가 관입을 실시하는 단계는 상기 프리로딩의 시간을 지속시킴으로써 상기 스퍼드캔을 추가 관입시킬 수 있다.In the step of performing additional penetration of the spud can, the spud can can be further penetrated by continuing the preloading time.

상기 스퍼드캔의 추가 관입을 실시하는 단계는 상기 어스앵커의 추가 관입에 의해 상기 스퍼드캔의 추가 관입을 유도할 수 있다.In the step of performing additional penetration of the spud can, additional penetration of the spud can may be induced by additional penetration of the earth anchor.

상기 스퍼드캔의 관입을 정지시킨 후, 상기 로드에 발생되는 인장력을 지속적으로 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.After stopping the penetration of the spud can, it may further include the step of continuously monitoring the tensile force generated in the rod.

본 발명에 따르면, 하부 연약 지반층에 대한 실질적인 확인이 가능하여, 관입과 동시에 펀치 스로우 페일러(punch through failure)를 발생시킬 수 있는 지반 조건에 대한 검토 및 사고 예방 조치가 가능하고, 이로 인해 잭업 리그의 고정에 대한 안정성을 높일 수 있으며, 정량적 데이터를 바탕으로 안정적 지지조건을 확보할 수 있는 관입 깊이 검토가 가능하고, 지반 조사자료에 대한 신뢰도 검토와 동시에 각각의 어스앵커와 연결된 로드에서 발생하는 인장력을 바탕으로 지층에 대한 분포를 정확하게 예측할 수 있으며, 이로 인해 잭업 리그의 장기적 운용이나 재설치시 중요한 자료로 활용할 수 있다.According to the present invention, it is possible to substantially check the lower soft ground layer, so that it is possible to review ground conditions that can cause punch through failure and to prevent accidents, and prevent accidents. It is possible to increase the stability of fixing the rig, and it is possible to examine the depth of penetration to secure stable support conditions based on quantitative data, and to review the reliability of the ground survey data and at the same time occur in the load connected to each earth anchor. Based on the tensile force, the distribution of the strata can be accurately predicted, which makes it useful as a long-term operation or reinstallation of the jack-up league.

도 1은 본 발명에 따른 잭업 리그를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 잭업 리그용 스퍼드 장치를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 잭업 리그용 스퍼드 장치의 어스앵커를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법을 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법을 설명하기 위한 단면도.1 is a perspective view showing a jack-up rig according to the present invention.
2 is a block diagram showing a spud device for a jack-up rig according to the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing the earth anchor of the spud device for a jack-up rig according to the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing a method for fixing a spud can using ground monitoring according to the present invention.
5 is a cross-sectional view for explaining a method of fixing a spud can using ground monitoring according to the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

도 1은 본 발명에 따른 잭업 리그를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a jack-up rig according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 잭업 리그(10)는 선체(200), 선체(200)에 승강 가능하도록 다수로 설치되는 레그(leg; 300), 그리고 레그(300) 각각에 설치되는 스퍼드 장치를 포함한다.As shown in FIG. 1, the jack-up rig 10 according to the present invention is installed on each of the hull 200, a leg 300 which is installed to be elevated on the hull 200, and each of the legs 300. It includes a spud device.

선체(200)는 3~6개의 레그(300)가 수직되게 설치되고, 레그(300)를 지지대로 삼아 해수면 위에 설치되며, 레그(300)로부터 승강하도록 승강장치(미도시)가 설치된다. 본 실시예에서 선체(200)는 레그(300)가 3개로 이루어짐으로써 평면 형상이 대략 3각형에 가까운 형상을 가지나, 그 형태 및 레그(300)의 개수가 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 레그(300)가 3개 이외의 다양한 개수로 이루어질 수 있고, 레그(300)의 개수에 따라 4각형을 비롯하여 적절한 형태를 가질 수 있다. 또한 선체(200)는 상면에 시추를 위한 파이프나 장비가 설치되기 위한 공간을 제공하는 데크(deck)가 마련될 수 있고, 이러한 데크 상에 주거 또는 작업을 위한 시설물들이 설치될 수 있다. The hull 200 is installed with 3 to 6 legs 300 vertically, and is installed on the sea level using the legs 300 as a support, and a lifting device (not shown) is installed to elevate from the legs 300. In this embodiment, the hull 200 has three legs 300, so that the planar shape has a shape close to a triangular shape, but the shape and the number of the legs 300 are not necessarily limited thereto, and the leg 300 ) May be made of various numbers other than three, and may have an appropriate shape including a quadrangular shape according to the number of legs 300. In addition, the hull 200 may be provided with a deck (deck) that provides a space for installing a pipe or equipment for drilling on the upper surface, the facility for residential or work can be installed on the deck.

레그(300)는 일례로 수직재(310)와 경사재(320)의 연결에 의한 트러스 구조로 이루어질 수 있고, 이에 한하지 않고 다양한 구조를 가질 수 있으며, 구조적 안정성을 위하여 보강재가 설치될 수 있다. The leg 300 may be formed of, for example, a truss structure by connection of the vertical member 310 and the inclined member 320, and may have various structures without being limited thereto, and a reinforcement member may be installed for structural stability.

스퍼드 장치는 본 발명에 따른 잭업 리그용 스퍼드 장치(100)로서, 이하 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The spud apparatus is a spud apparatus 100 for a jack-up rig according to the present invention, and is described below with reference to the drawings.

도 2는 본 발명에 따른 잭업 리그용 스퍼드 장치를 도시한 구성도이다.2 is a configuration diagram showing a spud device for a jack-up rig according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 잭업 리그용 스퍼드 장치(100)는 선체(200)에 승강 가능하도록 설치되는 레그(300)의 하단에 마련되는 스퍼드캔(spud can; 110), 스퍼드캔(110)을 수직으로 관통하도록 설치되는 로드(rod; 120), 로드(120)의 하단에 고정되고, 나선형 날개(131)를 가지는 어스앵커(earth anchor; 130), 어스앵커(130)가 추진에 의해 지반에 관입되도록 로드(120)를 회전시키고, 로드(120)에 인장력을 인가하는 로드구동부(140), 그리고 로드(120)에 발생되는 인장력을 모니터링하는 모니터링부(150)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, the spud device 100 for a jack-up rig according to the present invention is a spud can 110 provided at a lower end of a leg 300 installed to be elevated on the hull 200. Rod (120), which is installed to penetrate the spud can 110 vertically, is fixed to the bottom of the rod 120, and has an earth anchor (130) with a spiral wing (131) and an earth anchor (130) Includes a rod driving unit 140 for rotating the rod 120 so as to penetrate into the ground by propulsion, and applying a tensile force to the rod 120, and a monitoring unit 150 for monitoring the tensile force generated in the rod 120 can do.

스퍼드캔(110)은 레그(300) 하단에 고정되고, 로드(120)가 관통하도록 관통홀(111)이 중심부에 형성될 수 있으며, 가장자리에 스커트(skirt; 112)가 형성됨으로써 소일 플러그(soil plug)용 공간(113)이 하방으로 개방되도록 형성될 수 있다.The spud can 110 is fixed to the lower end of the leg 300, a through hole 111 may be formed in the center so that the rod 120 penetrates, and a skirt 112 is formed at the edge, so that a soil plug is formed. The space 113 for the plug) may be formed to open downward.

스퍼드캔(110)의 상단에는 로드(120)를 감싸서 로드(120)에 승강 및 회전을 위한 동력이 안정적으로 공급되도록 하는 동력전달파이프(160)가 설치될 수 있다. 동력전달파이프(160)는 일례로 스퍼드캔(110)의 관통홀(111)로부터 상방으로 연장되도록 연결될 수 있고, 로드(120)가 내측에 설치되며, 상방으로 연장되어 레그(300)에 고정될 수 있다. A power transmission pipe 160 may be installed at the top of the spud can 110 to wrap the rod 120 and stably supply power for lifting and rotating to the rod 120. The power transmission pipe 160 may be connected to extend upwardly from the through hole 111 of the spud can 110, for example, the rod 120 is installed inside, and extended upward to be fixed to the leg 300. Can.

로드(120)는 어스앵커(130)에 회전력을 전달하도록 함과 아울러, 어스앵커(130)를 승강시키도록 하는데, 강재를 비롯하여 충분한 강도를 유지하도록 하는 재질로 이루어진 축부재일 수 있으며, 예컨대 베어링을 포함하는 가이드부재에 의해 동력전달파이프(160) 내에 수직을 유지하도록 설치될 수 있다.The rod 120 transmits rotational force to the earth anchor 130, and also moves the earth anchor 130 up and down, and may be an axial member made of a material that maintains sufficient strength, including steel, for example, a bearing It can be installed to maintain the vertical in the power transmission pipe 160 by a guide member included.

도 3에 도시된 바와 같이, 어스앵커(130)는 회전에 의해 추진하여 지반에 관입되도록 외주면에 나선형 날개(131)가 고정되고, 하단에 콘부재(132)가 하방을 향하도록 고정될 수 있다.As shown in Figure 3, the earth anchor 130 is fixed to the spiral blade 131 on the outer circumferential surface to be penetrated into the ground by being pushed by rotation, and the cone member 132 at the bottom can be fixed to face downward. .

도 2에 도시된 바와 같이, 로드구동부(140)는 어스앵커(130)가 스퍼드캔(110)의 하방으로 정해진 깊이만큼 추진하여 관입되도록 로드(120)에 회전력을 제공하고, 어스앵커(130)가 관입된 지반의 상태를 검토하기 위하여 로드(120)에 인장력을 인가하며, 어스앵커(130)의 지반 관입에 의한 추가 지지력에 의해 스퍼드캔(110)의 인발 저항력을 추가적으로 확보하기 위하여, 레그(300) 또는 동력전달파이프(160)에 설치됨으로써 어스앵커(130) 및 로드(120)가 스퍼드캔(110)에 연결되도록 매개하는 역할을 할 수 있다. As shown in FIG. 2, the rod driving unit 140 provides a rotational force to the rod 120 so that the ground anchor 130 is pushed down by a predetermined depth below the spud can 110, and the ground anchor 130 is provided. To apply the tensile force to the rod 120 to examine the state of the infiltrated ground, and to additionally secure the pull-out resistance of the spud can 110 by the additional support force by the ground intrusion of the ground anchor 130, the leg ( 300) or by being installed in the power transmission pipe 160 may serve to mediate the earth anchor 130 and the rod 120 to be connected to the spud can 110.

로드구동부(140)는 예컨대 액추에이터로서 모터의 회전력을 감속기나 기어 또는 벨트 등을 통해서 로드(120)로 전달함으로써 로드(120)를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 로드회전부와, 액추에이터로서 유압실린더 또는 모터의 구동력을 이용하여 로드(120)에 상방으로 인장력을 제공하는 로드인장부를 포함할 수 있다. 로드회전부는 예컨대 로드인장부에 의해 고정됨으로써 로드(120)에 안정적으로 회전력을 제공할 수 있다. 로드인장부는 예컨대 로드(120)에 인장력을 인가하기 위하여 로드회전부를 로드(120)와 함께 승강시키도록 구성될 수 있으며, 이와 달리 로드(120)에 직접 인장력을 인가할 수 있다. 또한 로드인장부는 예컨대 로드회전부의 구동에 의해 로드(120)가 어스앵커(130)와 함께 회전하여 하방 또는 상방으로 추진시 로드회전부와 로드(120)가 함께 이동하도록 가이드하거나, 구동력에 의해 로드회전부와 로드(130)를 추진방향을 따라 이동시킬 수 있다. 이와 같은 로드구동부(140)의 구성은 하나의 예시일 뿐, 이와 달리 로드(120)의 회전에 의한 추진과 로드(120)에 인장력을 인가하기 위하여 다양하게 구현될 수 있다.The rod driving unit 140, for example, as an actuator, transmits the rotational force of the motor to the rod 120 through a reducer, a gear, or a belt, thereby rotating the rod 120 in the forward and reverse directions, and as an actuator, a hydraulic cylinder or a motor. It may include a rod tension portion that provides a tensile force upward to the rod 120 using a driving force. The rod rotating portion can be stably provided with a rod 120 by being fixed, for example, by a rod tensioning portion. The rod tensioning portion may be configured to elevate the rod rotating portion together with the rod 120 in order to apply a tensile force to the rod 120, for example, or may apply a tensile force directly to the rod 120. In addition, the rod tension portion guides the rod rotating portion and the rod 120 to move together when the rod 120 rotates together with the ground anchor 130 and is pushed downward or upward by, for example, driving by the rod rotating portion, or loaded by driving force. The rotating part and the rod 130 can be moved along the propulsion direction. The configuration of the rod driving unit 140 is only an example, and unlike this, it may be implemented in various ways to apply propulsion by rotation of the rod 120 and apply tensile force to the rod 120.

모니터링부(150)는 로드(120)에 발생되는 인장력을 감지하는 감지부(151)를 포함할 수 있으며, 감지부(151)에 의해 감지되는 인장력을 외부로 나타내는 디스플레이부(152)를 더 포함할 수 있다. 여기서 감지부(151)는 로드(120)에 인가되는 인장력을 감지하기 위하여, 일례로 로드셀(load cell)로 이루어지거나, 다른 예로 로드구동부(140)에 의해 로드(120)에 상방으로 인가되는 액추에이터의 구동력을 환산하여 로드(120)에 인가되는 인장력을 산출하도록 구성될 수 있으며, 로드셀로 이루어지는 경우 로드구동부(140)에 의해 로드(120)에 인가되는 인장력이 가해지도록 설치될 수 있다. 또한 디스플레이부(152)는 감지부(151)에 의해 감지되는 인장력의 크기를 감지신호로 수신받아 실시간으로 외부로 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치로 이루어질 수 있다. 한편 인장력은 긴장력(tensile force)을 포함하는 개념으로서, 이하에서도 마찬가지로 적용될 수 있다.The monitoring unit 150 may include a sensing unit 151 that senses the tensile force generated in the rod 120, and further includes a display unit 152 indicating the tensile force sensed by the sensing unit 151 to the outside. can do. Here, the sensing unit 151 is made of, for example, a load cell to detect the tensile force applied to the rod 120, or another example, an actuator applied upward to the rod 120 by the load driving unit 140 It may be configured to calculate the tensile force applied to the rod 120 by converting the driving force of the, may be installed to be applied to the tensile force applied to the rod 120 by the load driving unit 140 when made of a load cell. In addition, the display unit 152 may be configured as a display device for receiving the magnitude of the tensile force sensed by the sensing unit 151 as a sensing signal and displaying it in real time. On the other hand, the tensile force is a concept including a tension force (tensile force), it can be applied in the same way below.

로드구동부(140)와 모니터링부(150)는 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있는데, 제어부는 감지부(151)의 감지신호를 수신받아, 감지부(151)에 의해 측정되는 인장력을 디스플레이부(152)에 나타내도록 제어함과 아울러, 로드구동부(140)가 정해진 프로세스, 예컨대 후술하게 될 로드(120)의 인장력과 설정 인장력의 비교 판단을 비롯한 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법을 수행하도록 제어할 수 있으며, 이와 달리 조작자의 조작 신호를 수신받아 원하는 동작을 수행하도록 로드구동부(140)와 모니터링부(150)를 각각 제어할 수도 있다.The rod driving unit 140 and the monitoring unit 150 may be controlled by a control unit (not shown). The control unit receives the detection signal of the detection unit 151 and displays the tensile force measured by the detection unit 151. In addition to controlling to be shown in the unit 152, the rod driving unit 140 performs a predetermined process, for example, a method for fixing a spud can using ground monitoring, including a comparison determination of a tensile force and a set tensile force of the rod 120 to be described later. Alternatively, the rod driving unit 140 and the monitoring unit 150 may be respectively controlled to receive an operator's operation signal and perform a desired operation.

도 4는 본 발명에 따른 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for fixing a spud can using ground monitoring according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지반 모니터링을 이용한 스퍼드캔 고정 방법은 스퍼드캔을 관입시키는 단계(S11), 어스앵커를 관입시키는 단계(S12), 로드에 인장력을 인가하는 단계(S13), 로드의 인장력과 설정 인장력을 비교하는 단계(S14), 그리고 스퍼드캔의 관입을 중지시키는 단계(S15)를 포함한다. As shown in Figure 4, the method for fixing a spud can using ground monitoring according to the present invention is a step of intruding a spud can (S11), a step of intruding an earth anchor (S12), and a step of applying a tensile force to the rod (S13) ), comparing the tensile force of the rod and the set tensile force (S14), and stopping the penetration of the spud can (S15).

도 5의 (a)에서와 같이, 스퍼드캔을 관입시키는 단계(S11)에 의하면, 레그(300)의 하단에 마련되는 스퍼드캔(110)을 잭업 리그(10)의 자중과 워터 밸러스팅(water ballasting)에 의한 프리로딩(preloading)으로 해저에 관입시키도록 한다. 여기서 워터 밸러스팅은 선체(200)에 설치된 밸러스트 시스템(ballast system)에 의해 이루어질 수 있다. 프리로딩은 레그(300) 또는 동력전달파이프(160) 또는 이들 모두에 의해 스퍼드캔(110)에 가해질 수 있다. 또한 스퍼드캔(110)의 해저 관입은 스퍼드캔(110)만으로 지지력이 발현되는 심도까지 이루어질 수 있다.As shown in (a) of Figure 5, according to the step (S11) of intruding the spud can, the spud can 110 provided at the bottom of the leg 300 is self-weight and water balancing (water) of the jack-up league 10 Intrusion into the seabed by preloading by ballasting. Here, water ballasting may be performed by a ballast system installed on the hull 200. The preloading may be applied to the spud can 110 by the leg 300 or the power transmission pipe 160 or both. In addition, the penetration of the seabed of the spud can 110 may be performed to the depth at which the supporting force is expressed only by the spud can 110.

도 5의 (b)에서와 같이, 어스앵커를 관입시키는 단계(S12)에 의하면, 스퍼드캔(110)을 관통하는 로드(120) 하단의 어스앵커(130)를 로드구동부(140)의 구동에 의한 회전에 의해 정해진 깊이만큼 하방으로 관입시키게 된다. 이때 어스앵커(130)의 관입 깊이(d)는 일례로 스퍼드캔(110) 내의 정지 위치로부터 하방의 특정 위치까지 이동하는 거리로서, 스퍼드캔(110)의 직경이나 지지력 등에 따라 달리할 수 있으며, 스퍼드캔(110)의 하부지반에 대한 검토가 가능한 깊이일 수 있다. 따라서 본 실시예에서처럼 스퍼드캔(110)이 지지력을 가지는 비교적 단단한 층에 지지되더라도 그 아래에 연약층이 존재함으로써 펀치 스로우 페일러(punch through failure)를 유발할 수 있는 경우를 어스앵커(130)의 관입과 후술하게 될 로드(120)의 인장력 검토에 의해 확인할 수 있도록 한다. As shown in (b) of FIG. 5, according to the step (S12) of intruding the earth anchor, the earth anchor 130 at the bottom of the rod 120 passing through the spud can 110 is driven to drive the rod driving unit 140. It is penetrated downward by a predetermined depth due to rotation. At this time, the intrusion depth (d) of the earth anchor 130 is, for example, a distance that moves from a stop position in the spud can 110 to a specific position downward, and may vary depending on the diameter or support force of the spud can 110, The depth of the spud can 110 may be examined for a lower ground. Therefore, even if the spud can 110 is supported on a relatively hard layer having support, as in the present embodiment, the case where the soft layer is present may cause punch through failure to penetrate the anchor of the earth anchor 130. It will be confirmed by examining the tensile force of the rod 120, which will be described later.

로드에 인장력을 인가하는 단계(S13)에 의하면, 로드구동부(140)에 의해 로드(120)에 인장력을 인가할 수 있다.According to the step (S13) of applying a tensile force to the rod, it is possible to apply a tensile force to the rod 120 by the rod driving unit 140.

로드의 인장력과 설정 인장력을 비교하는 단계(S14)에 의하면, 로드(120)에 인가되는 인장력이 어스앵커(130)에 의해 지지되어 설정 인장력 이상인지 판단하도록 하는데, 예컨대 모니터링부(150)의 감지부(151)를 이용하여 제어부(미도시)가 판단할 수 있다. 이와 같이 로드(120)에 인가되는 인장력에 의해 어스앵커(130)의 인발에 대한 거동을 검토할 수 있도록 하고, 스퍼드캔(110)이 현재 안착된 지반 하부에 연약층이 존재하는지를 확인할 수 있도록 하여, 펀치 스로우 페일러(punch through failure)를 발생시킬 수 있는 연약층에 대한 검토를 가능하도록 한다.According to the step (S14) of comparing the tensile force and the set tensile force of the rod, the tensile force applied to the rod 120 is supported by the earth anchor 130 to determine whether it is greater than or equal to the set tensile force, for example, detection of the monitoring unit 150 The control unit (not shown) may determine the unit 151. In this way, it is possible to examine the behavior of the drawing of the earth anchor 130 by the tensile force applied to the rod 120, and it is possible to confirm whether the soft layer exists on the bottom of the ground where the spud can 110 is currently seated. It allows the review of soft layers that can cause punch through failure.

도 5의 (c) 및 (d)에서와 같이, 로드의 인장력과 설정 인장력을 비교하는 단계(S14)에서 로드(120)에 인가되는 인장력이 설정 인장력 미만이면, 스퍼드캔(110)의 추가 관입을 실시하는 단계(S16)를 실시할 수 있으며, 스퍼드캔(110)의 추가 관입을 마치면, 앞서 설명한 어스앵커를 관입시키는 단계(S12)와, 로드에 인장력을 인가하는 단계(S13)와, 로드에 인가되는 인장력이 설정 인장력 이상인지 판단하는 단계(S14)를 반복하여 실시할 수 있다. 이로 인해 스퍼드캔(110)이 지지력을 충분히 발휘하기 위한 단단한 지층에 도달하도록 할 수 있다. 또한 스퍼드캔(110)의 추가 관입시 어스앵커(130)가 스퍼드캔(110)의 내측에 위치하도록 로드구동부(140)를 제어할 수 있다. As shown in (c) and (d) of FIG. 5, when the tensile force applied to the rod 120 in the step (S14) of comparing the tensile force of the rod and the set tensile force is less than the set tensile force, additional penetration of the spud can 110 Step (S16) may be performed, and when the additional penetration of the spud can 110 is completed, the step of intruding the ground anchor described above (S12) and the step of applying a tensile force to the rod (S13) and the rod Step (S14) to determine whether the tensile force applied to the set tensile force or more can be repeatedly performed. Due to this, the spud can 110 can reach a hard layer for sufficiently exerting support. In addition, the rod drive unit 140 may be controlled such that the earth anchor 130 is positioned inside the spud can 110 when the spud can 110 is additionally penetrated.

스퍼드캔의 추가 관입을 실시하는 단계(S14)는 일례로 프리로딩을 증가시킴으로써 스퍼드캔(110)을 추가 관입시킬 수 있고, 다른 예로 프리로딩의 시간을 지속시킴으로써 스퍼드캔(110)을 추가 관입시킬 수 있으며, 또 다른 예로 어스앵커(130)의 추가 관입에 의해 스퍼드캔(110)의 추가 관입을 유도할 수 있다. 여기서 프리로딩의 증가는 워터 밸러스팅을 이용할 수 있다. 또한 어스앵커(130)의 추가 관입을 이용하는 경우, 어스앵커(130)의 추가 관입후 추가적으로 로드(120)에 인장력을 인가할 수 있다.In the step of performing additional penetration of the spud can (S14 ), the spud can 110 may be additionally penetrated by increasing preloading, and in another example, the spud can 110 may be further penetrated by continuing the time of preloading. As another example, the additional penetration of the spud can 110 may be induced by the additional penetration of the earth anchor 130. Here, water ballasting may be used to increase the preloading. In addition, when additional penetration of the earth anchor 130 is used, a tensile force may be additionally applied to the rod 120 after additional penetration of the ground anchor 130.

도 5의 (e)에서와 같이, 스퍼드캔의 관입을 중지시키는 단계(S15)에 의하면, 로드(120)에 인가되는 인장력이 설정 인장력 이상인 경우, 스퍼드캔(110)의 관입을 정지시키게 된다. 이때 어스앵커(130)가 스퍼드캔(110) 하측의 지반에 관입됨으로써 스퍼드캔(110)의 인발 저항력을 추가적으로 확보할 수 있도록 하며, 이를 위해 로드구동부(140)가 레그(300) 또는 동력전달파이프(160)에 설치되어 어스앵커(130) 및 로드(120)가 스퍼드캔(110)에 연결되도록 매개할 수 있다. 여기서 설정 인장력은 스퍼드캔(110)에 의한 일정 지지력이 지속적으로 확보된 것으로 판단될 수 있는 지층에 관입된 어스앵커(130)의 지지력을 의미할 수 있다. 또한 스퍼드캔의 관입을 정지시킨 후(S15), 로드(120)에 발생되는 인장력을 지속적으로 모니터링부(150)에 의해 모니터링할 수 있다(S17). 이와 같은 지속적인 모니터링에 의해, 어스앵커(130)에 연결된 로드(120)에 발생하는 인장력에 대한 지속적인 검토를 바탕으로, 잭업 리그(10)의 지지 조건에 대한 안정성을 확보할 수 있으며, 하부 지지조건, 예컨대 지반의 이완 및 침하에 대한 모니터링과 함께 드릴링 등과 같은 주요 작업을 진행할 수 있다.As shown in (e) of FIG. 5, according to the step (S15) of stopping the penetration of the spud can, when the tensile force applied to the rod 120 is equal to or greater than the set tensile force, the penetration of the spud can 110 is stopped. At this time, the earth anchor 130 is infiltrated into the ground under the spud can 110 so as to additionally secure the drawing resistance of the spud can 110, and for this purpose, the rod driving unit 140 is provided with the leg 300 or the power transmission pipe. It is installed in the 160 may be mediated to connect the earth anchor 130 and the rod 120 to the spud can 110. Here, the set tensile force may refer to the support force of the earth anchor 130 penetrated into the formation layer, which may be determined to be continuously secured by the spud can 110. In addition, after stopping the penetration of the spud can (S15), the tensile force generated in the rod 120 can be continuously monitored by the monitoring unit 150 (S17). By such continuous monitoring, it is possible to secure stability against the support conditions of the jack-up rig 10, based on the continuous review of the tensile force generated in the rod 120 connected to the earth anchor 130, and the lower support conditions. For example, it is possible to carry out major tasks such as drilling, along with monitoring for relaxation and settlement of the ground.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.The present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified or modified without departing from the scope of the technical subject matter of the present invention, which is apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is done.

100 : 스퍼드 장치 110 : 스퍼드캔
111 : 관통홀 112 : 스커트
113 : 소일 플러그용 공간 120 : 로드
130 : 어스앵커 131 : 나선형 날개
132 : 콘부재 140 : 로드구동부
150 : 모니터링부 151 : 감지부
152 : 디스플레이부 160 : 동력전달파이프
200 : 선체 300 : 레그
310 : 수직재 320 : 경사재100: spud device 110: spud can
111: through hole 112: skirt
113: space for soil plug 120: rod
130: earth anchor 131: spiral wing
132: cone member 140: rod driving unit
150: monitoring unit 151: detection unit
152: display unit 160: power transmission pipe
200: hull 300: leg
310: vertical material 320: inclined material

Claims (13)

선체를 해저에 고정시키는 스퍼드 장치에 있어서,
상기 선체에 승강 가능하도록 설치되는 레그의 하단에 마련되는 스퍼드캔;
상기 스퍼드캔을 수직으로 관통하도록 설치되는 로드;
상기 로드의 하단에 고정되고, 나선형 날개를 가지는 어스앵커;
상기 어스앵커가 추진에 의해 지반에 관입되도록 상기 로드를 회전시키고, 상기 로드에 인장력을 인가하는 로드구동부; 및
상기 로드에 발생되는 인장력을 모니터링하는 모니터링부를 포함하며,
상기 스퍼드캔은,
상기 로드가 관통하도록 관통홀이 형성되고, 가장자리에 스커트가 형성됨으로써 하방으로 개방되는 소일 플러그용 공간이 형성되며,
상기 스퍼드캔의 관통홀로부터 상방으로 연장되도록 설치되고, 상기 로드가 내측에 설치되는 동력전달파이프를 더 포함하며,
상기 어스앵커는,
하단에 콘부재가 하방을 향하도록 고정되며,
상기 모니터링부는,
상기 로드에 발생되는 인장력을 감지하는 감지부; 및
상기 감지부에 의해 감지되는 인장력을 외부에 나태내는 디스플레이부를 포함하며,
상기 로드구동부는,
모터의 회전력을 감속기, 기어 또는 벨트를 통해서 로드로 전달함으로써 로드를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 로드회전부와,
유압실린더 또는 모터의 구동력을 이용하여 로드에 상방으로 인장력을 제공하는 로드인장부를 포함하며,
상기 로드회전부는 로드인장부에 의해 고정되어 로드에 안정적으로 회전력을 제공하며,
상기 로드인장부는 로드에 인장력을 인가하기 위하여 로드회전부를 로드와 함께 승강시키도록 구성되거나 로드에 직접 인장력을 인가하거나,
상기 로드인장부는 상기 로드회전부의 구동에 의해 로드가 어스앵커와 함께 회전하여 하방 또는 상방으로 추진시 로드회전부와 로드가 함께 이동하도록 가이드하거나, 구동력에 의해 로드회전부와 로드를 추진방향을 따라 이동시키며,
상기 감지부는 로드에 인가되는 인장력을 감지하기 위하여, 로드셀(load cell)로 이루어지거나, 로드구동부에 의해 로드에 상방으로 인가되는 구동력을 환산하여 로드에 인가되는 인장력을 산출하도록 구성되는, 잭업 리그용 스퍼드 장치.In the spud device for fixing the hull to the seabed,
A spud can provided at a lower end of a leg installed to be elevated on the hull;
A rod installed to penetrate the spud can vertically;
A ground anchor fixed to the lower end of the rod and having a spiral wing;
A rod driving unit that rotates the rod so that the earth anchor is penetrated into the ground by propulsion, and applies tensile force to the rod; And
It includes a monitoring unit for monitoring the tensile force generated on the rod,
The spud can,
A through hole is formed to penetrate the rod, and a skirt is formed at the edge, thereby forming a space for a small plug that opens downward.
It is installed to extend upward from the through hole of the spud can, the rod further includes a power transmission pipe installed inside,
The earth anchor,
At the bottom, the cone member is fixed to face downward,
The monitoring unit,
A sensing unit sensing a tensile force generated in the rod; And
It includes a display unit for displaying the tensile force sensed by the sensing unit to the outside,
The rod driving unit,
And a rod rotating portion for rotating the rod in the forward and reverse direction by transmitting the rotational force of the motor to the rod through a reduction gear, gear or belt,
It includes a rod tension portion that provides a tensile force upward to the rod using the driving force of the hydraulic cylinder or motor,
The rod rotating portion is fixed by the rod tension portion to stably provide a rotating force to the rod,
The rod tension portion is configured to elevate the rod rotating portion together with the rod to apply a tensile force to the rod, or apply a tensile force directly to the rod,
The rod tensioning unit guides the rod rotating unit and the rod to move together when the rod rotates with the earth anchor by driving the rod rotating unit and pushes downward or upward, or moves the rod rotating unit and the rod along the driving direction by driving force. And
For detecting the tensile force applied to the rod, the sensing unit is made of a load cell or configured to calculate the tensile force applied to the rod by converting the driving force applied upward to the rod by the rod driving unit, for jack-up rigs Spud device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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