KR102410224B1 - Interpenetration apparatus for marine monopile and the interpenetration method using this - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선체나 해상부유식 구조물을 포함한 설치 대상물의 일측에 장착되는 작업 프레임을 포함하고, 작업 프레임에는 관입 유닛이 설치되어 모노파일(monopile)의 해저면에 대한 관입 작업을 수행하며, 설치 대상물의 일측에는 크레인이 장착된 구조로부터, 모노파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 용이하게 설치할 수 있도록 한 해저면의 모노파일 관입 장치 및 이것을 이용한 모노파일 관입 방법에 관한 것이다.The present invention includes a work frame mounted on one side of an installation object including a hull or a floating structure, and a penetration unit is installed in the operation frame to perform penetration work on the seabed of a monopile, the installation object It relates to a monopile penetration device of the seabed that allows easy installation of an offshore structure using a monopile on the seabed from a crane-mounted structure on one side of the structure, and a monopile penetrating method using the same.
Description
본 발명은 해저면의 모노파일 관입 장치 및 이것을 이용한 모노파일 관입 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모노파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 용이하게 설치할 수 있도록 한 해저면의 모노파일 관입 장치 및 이것을 이용한 모노파일 관입 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a monopile penetration device for the seabed and a monopile penetration method using the same, and more particularly, to a monopile penetration device for the seabed that allows an offshore structure using a monopile to be easily installed on the seabed, and the same It relates to the monopile penetration method used.
모노파일(monopile)은 통상 해상풍력 발전소를 건설함에 있어서, 상부의 터빈을 지지하기 위한 지지구조물 중 한 종류이다.A monopile is one type of support structure for supporting an upper turbine in the construction of a typical offshore wind power plant.
이러한 모노파일은 해상풍력 지지구조물 분야에서 가장 많이 사용되는 해상풍력 지지구조물 형식이다. This monopile is the most used offshore wind power support structure type in the field of offshore wind power support structures.
예를 들면, 유럽의 경우, 모노파일은 해상풍력 지지구조물의 약 75~80%를 차지하고 있다.For example, in Europe, monopiles account for about 75-80% of offshore wind support structures.
이러한 모노파일은 터빈하중에 따른 축력, 모멘트 등에 대해여 충분한 저항력을 확보하여야 하므로, 해저면의 암반에 확실하게 관입시켜 고정해야 하는 것이다.Since such monopile must secure sufficient resistance against axial force and moment according to the turbine load, it must be securely penetrated into the bedrock of the seabed and fixed.
상기와 같은 관점에서 발명된 것으로, 등록특허 제10-1549194호의 "모노파일 타입의 해상 풍력발전기 구조물 및 그 설치방법"(이하 선행기술) 등과 같은 것을 들 수 있다.Invented from the above point of view, there may be mentioned "monopile type offshore wind turbine structure and its installation method" (hereinafter referred to as prior art) of Patent Registration No. 10-1549194.
선행기술은 해저면에 설치되는 하부본체, 하부본체의 상부에 설치되어 타워부와 연결되는 연결부, 하부본체 외주면에 마련되며 연결부를 지지하도록 연결부의 하부에 위치되는 링 부재, 및 하단이 해저면에 회동가능하게 결합되고 상단이 링 부재의 측면에 회동가능하게 결합되는 복수개의 지지부재를 포함하며, 수심에 따른 하부본체 및 연결부의 좌/우 흔들림을 제한시키도록 하는 간극이 하부본체와 링 부재사이에 형성되는 모노파일 타입의 해상 풍력발전기 구조물을 제공한다.The prior art is a lower body installed on the seabed, a connection part installed on the upper part of the lower body and connected to the tower part, a ring member provided on the outer peripheral surface of the lower body and positioned under the connection part to support the connection part, and the lower end is on the seabed It includes a plurality of support members rotatably coupled and the upper end is rotatably coupled to the side surface of the ring member, and a gap is provided between the lower body and the ring member to limit left/right shaking of the lower body and the connection part according to the water depth. It provides a monopile type offshore wind turbine structure formed in.
그러나, 선행기술은 연결부를 지지하는 지지부재의 양단부가 각각 연결부와 해저면에 대하여 회동 가능하게 결합된 구조로 되어 있으므로, 회동 연결된 해당 부위에 장시간에 걸친 부식으로 인하여 변형 및 손상됨에 따라 해상에서 지속적으로 발생하는 파랑에 의한 진동과 충격하중으로 인하여 연결부가 균형을 잃고 넘어지는 등의 문제에 직면할 우려가 있었던 것이다.However, in the prior art, since both ends of the support member for supporting the connection have a structure that is rotatably coupled to the connection and the seabed, respectively, the rotationally connected portion is deformed and damaged due to corrosion over a long period of time. There was a fear of facing problems such as loss of balance and falling of the connection part due to the vibration and shock load caused by the waves.
따라서, 모노파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 용이하게 설치할 수 있음은 물론 해저면에 관입 고정된 상태가 확실하고 견고하게 유지될 수 있도록 하는 장치의 개발이 절실한 것이다.Therefore, it is urgent to develop a device that can easily install offshore structures using monopile on the seabed, as well as ensure that the penetration and fixed state on the seabed can be reliably and firmly maintained.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 모노파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 용이하게 설치할 수 있도록 하는 해저면의 모노파일 관입 장치 및 이것을 이용한 모노파일 관입 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention was invented to improve the above problems, and it is to provide a monopile penetration device and a monopile penetration method using the monopile penetrating device for the seabed, which enables an offshore structure using the monopile to be easily installed on the seabed. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선체나 해상부유식 구조물을 포함한 설치 대상물의 일측에 장착되는 작업 프레임; 상기 작업 프레임에 설치되어 해수면으로부터 해저면을 향하여 관입되는 하단부를 가지는 모노파일(monopile)의 관입을 안내하고 유도하도록 상기 모노파일을 수용하는 스프라인 파이프를 포함하며, 상기 스프라인 파이프와 함께 상기 모노파일을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 패턴을 반복하고 상기 스프라인 파이프와 함께 상기 모노파일을 상기 해저면측을 향하여 누름으로써, 상기 모노파일의 하단부를 상기 해저면에 대하여 하강시키는 관입 유닛; 및 상기 설치 대상물의 일측에 장착되어 상기 작업 프레임의 상부측으로부터 상기 모노파일이 수용된 상기 스프라인 파이프를 들어올려 상기 작업 프레임 상의 일정 위치에 위치시키거나, 상기 해저면에 관입된 모노파일을 상기 관입 유닛과의 협력 작업으로 들어올려 회수하는 크레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 해저면의 모노파일 관입 장치를 제공할 수 있을 것이다.In order to achieve the above object, the present invention is a working frame mounted on one side of the installation object including the hull or floating structure; and a spline pipe installed on the working frame to guide and guide the penetration of a monopile having a lower end penetrating from the sea level toward the sea floor, and to accommodate the monopile together with the spline pipe a penetration unit for repeating a pattern of rotating the pile clockwise or counterclockwise and lowering the lower end of the monopile with respect to the seabed by pressing the monopile together with the spline pipe toward the seabed; and lifting the spline pipe in which the monopile is accommodated from the upper side of the working frame mounted on one side of the installation object and positioning it at a predetermined position on the working frame, or penetrating the monopile penetrating into the seabed. It will be possible to provide a monopile penetration device of the seabed, characterized in that it includes a crane that lifts and recovers in cooperation with the unit.
여기서, 상기 작업 프레임은, 상기 설치 대상물의 일측에 설치되는 베이스 빔과, 상기 베이스 빔의 일단부에 직교되게 설치되는 제1 측면 빔과, 상기 제1 측면 빔과 평행하게 복수로 배치되어 상기 베이스 빔에 장착되는 제1 지지 빔을 포함하여 상기 작업 프레임의 좌측 또는 우측을 형성하는 제1 받침 지지부와, 상기 베이스 빔의 타단부에 직교되게 설치되는 제2 측면 빔과, 상기 제2 측면 빔과 평행하게 복수로 배치되어 상기 베이스 빔에 장착되는 제2 지지 빔을 포함하여 상기 작업 프레임의 우측 또는 좌측을 형성하는 제2 받침 지지부와, 상기 베이스 빔과 평행하게 상기 제1 받침 지지부와 상기 제2 받침 지지부와 직교되게 일직선상에 배치되는 중간 연결 빔과, 상기 제1 측면 빔과 상기 제1 지지 빔 각각에 대하여 직교하며, 상기 제1 받침 지지부의 상부측에 배치되는 복수의 제3 지지 빔들에 의하여 형성되는 제3 받침 지지부와, 상기 제2 측면 빔과 상기 제2 지지 빔 각각에 대하여 직교하며, 상기 제2 받침 지지부의 상부측에 배치되는 복수의 제4 지지 빔들에 의하여 형성되는 제4 받침 지지부를 포함하며, 상기 스프라인 파이프는, 상기 중간 연결 빔과 상기 제1 받침 지지부와 상기 제2 받침 지지부의 내측 영역을 이루는 문풀(moon pool) 상에 배치되어 지지되는 것을 특징으로 한다.Here, the work frame, a base beam installed on one side of the installation object, a first side beam installed orthogonally to one end of the base beam, and a plurality of parallel to the first side beam are arranged to the base A first supporting support for forming the left or right side of the working frame including a first supporting beam mounted on the beam, a second side beam installed orthogonally to the other end of the base beam, and the second side beam; A plurality of second support beams disposed in parallel to form a right or left side of the working frame including a second support beam mounted to the base beam, the first support support and the second support beam parallel to the base beam An intermediate connecting beam disposed on a straight line orthogonal to the support support, and a plurality of third support beams orthogonal to each of the first side beam and the first support beam and disposed on the upper side of the first support support a third support support formed by and a support, wherein the spline pipe is disposed and supported on a moon pool constituting an inner region of the intermediate connecting beam and the first support support and the second support support.
이때, 상기 관입 유닛은, 중공인 상기 모노파일의 하단부 가장자리를 따라 형성되는 제1 톱니와, 상기 모노파일의 하부측 외주면을 따라 나선 형상으로 형성되는 외부 관입 나사산과, 상기 모노파일의 하부측 내주면을 따라 나선 형상으로 형성되는 내부 관입 나사산과, 상기 모노파일의 외주면에 장착되어 상기 외부 관입 나사산의 상부측에 배치되는 세굴(洗掘) 방지 캡과, 상기 세굴 방지 캡의 하면에 장착되어 상기 모노파일의 외주면과 마주보는 내주면을 가지며, 하단부 가장자리를 따라 제2 톱니가 형성되는 외부지지 버킷과, 상기 세굴 방지 캡의 하면에 장착되어 상기 모노파일의 외주면과 마주보는 내주면을 가지면서, 상기 외부지지 버킷의 내주면과 마주보는 외주면을 가지며, 하단부 가장자리를 따라 제3 톱니가 형성되는 중앙지지 버킷을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the penetrating unit includes a first tooth formed along the lower edge of the hollow monopile, an external penetrating thread formed in a spiral shape along the lower outer peripheral surface of the monopile, and the lower inner peripheral surface of the monopile An internal penetration thread formed in a spiral shape along An external support bucket having an inner circumferential surface facing the outer circumferential surface of the pile and having second teeth formed along the lower end edge, and an inner circumferential surface facing the outer circumferential surface of the monopile mounted on the lower surface of the scour prevention cap, the external support It has an outer circumferential surface facing the inner circumferential surface of the bucket, and characterized in that it further comprises a central support bucket in which a third tooth is formed along the lower end edge.
또한, 상기 관입 유닛은, 상기 세굴 방지 캡의 상면에 배치되어 상기 모노파일의 외주면과 상기 중앙지지 버킷의 내주면 사이의 공간과 연통되고, 상기 모노파일이 상기 해저면에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 뻘 및 에어를 배출시키는 제1 배출밸브와, 상기 세굴 방지 캡의 상면에 배치되어 상기 중앙지지 버킷의 외주면과 상기 외부지지 버킷의 내주면 사이의 공간과 연통되고, 상기 모노파일이 상기 해저면에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 뻘 및 에어를 배출시키는 제2 배출밸브와, 상기 모노파일의 외주면에 장착되어 상기 모노파일의 내부 공간과 연통되고 상기 세굴 방지 캡의 상면보다 상부측에 배치되며, 상기 모노파일이 상기 해저면에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 뻘 및 에어를 배출시키는 제3 배출밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the penetration unit is disposed on the upper surface of the anti-scour cap to communicate with the space between the outer circumferential surface of the monopile and the inner circumferential surface of the central support bucket, and water generated in the process of the monopile penetrating into the seabed A first discharge valve for discharging excess dirt and air, is disposed on the upper surface of the anti-scour cap and communicates with a space between the outer peripheral surface of the central support bucket and the inner peripheral surface of the external support bucket, and the monopile is on the seabed A second discharge valve for discharging water, mud and air generated in the intrusion process, is mounted on the outer circumferential surface of the monopile, communicates with the interior space of the monopile, and is disposed above the upper surface of the anti-scour cap, It characterized in that it further comprises a third discharge valve for discharging the water, mud, and air generated in the process that the monopile penetrates the seabed.
아울러, 상기 관입 유닛은, 상기 스프라인 파이프의 외주면을 따라 상하 방향으로 돌출되어 방사상으로 배치되는 기어 리브와 맞물리는 스프라켓 가이드 기어를 포함하며, 상기 스프라켓 가이드 기어가 구동력을 전달받아, 상기 스프라인 파이프와 함께 상기 스프라인 파이프에 내장된 상기 모노파일을 시계방향으로 180도 회전후 반시계방향으로 180도 회전시키거나 반시계방향으로 180도 회전후 시계방향으로 180도 회전시키는 패턴을 반복하는 회전부와, 상기 스프라인 파이프의 상면에 구비되어 상기 모노파일의 상단부를 고정하는 승강커버를 포함하며, 상기 승강커버와 연결되어 상기 작업 프레임의 양측으로부터 가해지는 구동력을 전달받아 정, 역회전하는 상기 스프라인 파이프를 누르는 가압부와, 상기 모노파일이 정, 역회전하면서 가압되어 상기 해저면에 고정되도록 유도하는 것으로, 상기 작업 프레임의 일측에 배치되어 상기 스프라인 파이프의 외주면 일측에 대하여 근접 또는 이격 가능하게 구비되는 제1 대차와, 상기 작업 프레임의 타측에 배치되어 상기 스프라인 파이프의 외주면 타측에 대하여 근접 또는 이격 가능하게 구비되는 제2 대차를 포함하며, 상기 제1 대차 및 상기 제2 대차에 각각 상기 가압부의 일부와 상기 회전부의 일부가 장착되는 회전가압 유도부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the penetration unit includes a sprocket guide gear that protrudes in the vertical direction along the outer circumferential surface of the spline pipe and meshes with a gear rib disposed radially, and the sprocket guide gear receives a driving force, the spline pipe A rotating part that repeats the pattern of rotating the monopile built in the spline pipe by 180 degrees clockwise and then counterclockwise 180 degrees, or rotating 180 degrees counterclockwise and then clockwise 180 degrees with , It is provided on the upper surface of the spline pipe and includes a lifting cover for fixing the upper end of the monopile, the spline is connected to the lifting cover and receives the driving force applied from both sides of the working frame to rotate forward and reverse A pressurizing part for pressing the pipe, and the monopile is pressed while rotating forward and backward to induce it to be fixed to the seabed, and is disposed on one side of the work frame so that it can be approached or spaced apart from one side of the outer circumferential surface of the spline pipe a first bogie provided and a second bogie disposed on the other side of the work frame to be close to or spaced apart from the other side of the outer circumferential surface of the spline pipe, wherein the first bogie and the second bogie are respectively It characterized in that it further comprises a rotational pressure induction part to which a part of the pressing part and a part of the rotating part are mounted.
한편, 본 발명은 선체나 해상부유식 구조물을 포함한 설치 대상물에 구비된 작업 프레임에, 스프라인 파이프를 모노파일에 끼운 것을 배치시키고, 상기 스프라인 파이프를 시계방향 또는 반시계 방향으로 180도 회전시키거나 반시계방향 또는 시계방향으로 180도 회전시키는 패턴을 반복하면서 상기 스프라인 파이프의 상부측에서부터 압력을 가함으로써, 상기 모노파일의 하단부를 해저면에 관입시키는 것을 특징으로 하는 해저면의 모노파일 관입 장치를 이용한 모노파일 관입 방법을 제공할 수도 있을 것이다.On the other hand, the present invention arranges a spline pipe inserted into a monopile on a work frame provided on an installation object including a hull or a floating structure, and rotates the spline pipe 180 degrees in a clockwise or counterclockwise direction. Or by applying pressure from the upper side of the spline pipe while repeating a pattern of rotating 180 degrees counterclockwise or clockwise, the monopile penetration of the seabed, characterized in that the lower end of the monopile penetrates the seabed It may be possible to provide a monopile penetration method using a device.
또한, 본 발명은 스프라인 파이프를 모노파일에 끼워 선체나 해상부유식 구조물을 포함한 설치 대상물에 고박시키고 모노파일을 설치 대상물에 구비된 작업 프레임의 일정 위치에 배치한 다음, 상기 모노파일이 해저면에 심어지게 될 자리를 정하여 관입시킬 준비를 하는 제1 단계; 상기 설치 대상물의 일측에 구비된 발전기를 기동시키고 장치의 전원을 ON한 다음, 유압유와 엔진오일과 엔진 냉각수, 압력 유체와, 수직도 감지를 위한 IMU 센서와, 전압을 포함한 제어 시스템을 점검한 다음, 제어 시스템의 조작을 위한 디스플레이 패널에 상기 점검한 내용을 출력하는 제2 단계; 압력 유체의 압력으로 작동되는 유체 펌프를 작동시키고, 상기 유체 펌프의 압력을 점검한 다음, 상기 스프라인 파이프의 외주면에 형성된 기어 리브와 맞물린 스프라켓 가이드 기어의 외측 가장자리를 따라 형성된 외부 가이드 래칫 기어 이에 제1 걸림쇠 및 제2 걸림쇠가 맞물려 래칫 결합되도록 하는 제3 단계; 상기 제1 걸림쇠와 상기 제2 걸림쇠가 구비된 회전 걸림쇠 가이드의 정, 역회전 동작이 가능하도록, 상기 회전 걸림쇠 가이드의 외측 가장자리 양측에 회동 가능하게 결합된 제1 회전 실린더와 제2 회전 실린더의 자동 또는 수동 운전 여부를 선택한 다음, 상기 제1 회전 실린더와 상기 제2 회전 실린더에 가해지는 유체 압력에 의하여 상기 스프라인 파이프가 시계방향 또는 반시계 방향으로 180도 회전시키거나 반시계방향 또는 시계방향으로 180도 회전시키는 패턴을 반복하는 제4 단계; 및 상기 스프라인 파이프의 상단부 면 중심으로부터 돌출된 지지봉에 결합된 베어링에 결합되는 누름커버의 양측에 연결된 제1 누름 와이어와 제2 누름 와이어에 각각 연결된 제1 누름 실린더와 제2 누름 실린더에 가해지는 유체 압력에 의하여 상기 스프라인 파이프의 상부측으로부터 가해지는 압력으로 상기 모노파일의 하단부가 상기 해저면에 관입되어지되, 상기 제4 단계에서 상기 스프라인 파이프가 시계방향으로 180도 회전후 반시계 방향으로 회전하려할 때 또는 반시계방향으로 180도 회전후 시계 방향으로 회전하려할 때 상기 제1 누름 실린더와 상기 제2 누름 실린더에 가해지는 유체 압력은 자동적으로 해제되는 제5 단계를 포함하며, 상기 제4 단계와 상기 제5 단계가 순차적으로 반복됨으로써 상기 모노파일의 상기 해저면에 대한 관입이 이루어지는 것을 특징으로 하는 해저면의 모노파일 관입 장치를 이용한 모노파일 관입 방법을 제공할 수도 있음은 물론일 것이다.In addition, the present invention inserts a spline pipe into a monopile to fix it to an installation object including a hull or an offshore structure, and arranges the monopile at a certain position of a work frame provided in the installation object, and then the monopile is the seabed A first step of preparing a place to be planted in the intrusion; After starting the generator provided on one side of the installation object and turning on the power of the device, check the control system including hydraulic oil, engine oil, engine coolant, pressure fluid, an IMU sensor for verticality detection, and voltage , a second step of outputting the checked contents to a display panel for operation of the control system; Operate the fluid pump operated by the pressure of the pressure fluid, check the pressure of the fluid pump, and then remove the external guide ratchet gear formed along the outer edge of the sprocket guide gear meshed with the gear rib formed on the outer circumferential surface of the spline pipe. A third step of latching the first latch and the second latch to engage the ratchet; Automatic of the first rotating cylinder and the second rotating cylinder rotatably coupled to both sides of the outer edge of the rotating stopper guide so as to enable forward and reverse rotation of the rotating latch guide provided with the first and second latches Alternatively, after selecting whether to operate manually, the spline pipe rotates 180 degrees clockwise or counterclockwise by the fluid pressure applied to the first rotating cylinder and the second rotating cylinder, or rotates counterclockwise or clockwise a fourth step of repeating the 180 degree rotation pattern; and the first and second press cylinders respectively connected to the first and second press wires connected to both sides of the press cover coupled to the bearing coupled to the support rod protruding from the center of the upper end surface of the spline pipe. The lower end of the monopile is penetrated into the seabed with the pressure applied from the upper side of the spline pipe by the fluid pressure, and in the fourth step, the spline pipe rotates 180 degrees clockwise and then counterclockwise a fifth step of automatically releasing the fluid pressure applied to the first and second pressing cylinders when attempting to rotate to Of course, it is also possible to provide a monopile penetration method using a monopile penetration device of the seabed, characterized in that the intrusion of the monopile into the seabed is made by sequentially repeating the fourth and fifth steps. will be.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention having the configuration as described above, the following effects can be achieved.
우선, 본 발명은 모노파일을 정, 역회전시키는 동작을 반복하면서 내리누르며 해저면에 관입시키므로 모노파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 용이하게 설치할 수 있게 된다는 특장점을 가진다.First, the present invention has the advantage that it is possible to easily install an offshore structure using the monopile on the sea floor because the monopile is pushed down while repeating the forward and reverse rotation operation and penetrated into the sea floor.
특히, 본 발명은 모노파일의 내, 외부에 관입용 나사산이 형성되어 있으므로, 해저면의 상태에 따라 자갈과 같은 장애물을 파쇄하며 용이하게 관입될 수 있음은 물론, 관입 고정된 상태가 확실하고 견고하게 유지될 수 있다는 특장점을 가진다.In particular, in the present invention, since the penetration thread is formed on the inside and outside of the monopile, it can be easily penetrated by crushing obstacles such as gravel depending on the condition of the seabed, as well as the penetration fixed state is certain and firm It has the advantage that it can be maintained.
그리고, 본 발명은 기존의 바지선이나 해상 크레인 또는 부유식 해상구조물과 같은 기존의 시설을 활용하여 작업 프레임과 관입 유닛 등을 추가적으로 설치하기만 하면, 모노파일의 관입 작업을 용이하게 수행할 수 있으므로, 범용성의 측면에서 매우 우수한 발명이라 할 수 있다.In addition, the present invention utilizes existing facilities such as barges, offshore cranes, or floating offshore structures to additionally install a work frame and a penetration unit, etc., so that the penetration operation of the monopile can be easily performed, It can be said that this invention is very excellent in terms of versatility.
무엇보다도, 본 발명은 해상 크레인을 이용하여 해저면에 관입된 모노파일을 관입시 관입 유닛을 작동시켰던 방향과 반대 방향으로 가동시킴으로써 해저면으로부터 관입된 모노파일을 회수할 수 있으므로, 몇 번이든 재사용이 가능하기 때문에 경제적인 측면에서도 매우 효율적인 발명이라 할 수 있다.Above all, the present invention can recover the monopile penetrating from the sea floor by operating the monopile penetrating the seabed using a marine crane in the opposite direction to the direction in which the penetrating unit was operated at the time of penetrating, so that it can be reused any number of times Because this is possible, it can be said that it is a very efficient invention from an economic point of view.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 전체적인 외관을 나타낸 사시 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 작업 프레임의 전체적인 결합 관계를 도시한 분해 사시 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 모노파일의 해수면 아래 부분과 내부 구조를 도시한 일부 절개 사시 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 관입 유닛중 회전부의 전체적인 결합 관계를 도시한 분해 사시 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 관입 유닛중 가압부의 전체적인 결합 관계를 도시한 분해 사시 개념도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 모노파일과 결합되는 돌출파일의 결합 관계를 도시한 분해 사시 개념도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치를 이용한 모노파일 관입 방법을 도시한 플로우 차트
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 유압 회로 연결 상태를 도시한 블록 개념도1 is a perspective conceptual view showing the overall appearance of a monopile penetration device on the seabed according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded perspective conceptual view showing the overall coupling relationship of the working frame, which is a main part of the monopile penetration device on the seabed according to an embodiment of the present invention;
3 is a partially cut-away isometric conceptual view showing a part below the sea level and an internal structure of a monopile, which is a main part of a monopile penetration device on the seabed according to an embodiment of the present invention;
4 is an exploded perspective conceptual view showing the overall coupling relationship of the rotating part of the penetration unit, which is the main part of the monopile penetration device on the seabed according to an embodiment of the present invention;
5 is an exploded perspective conceptual view showing the overall coupling relationship of the pressurizing part of the penetration unit, which is the main part of the monopile penetration device on the seabed according to an embodiment of the present invention;
6 is an exploded perspective conceptual view showing the coupling relationship between the monopile and the monopile, which is a main part of the monopile penetration device on the seabed according to another embodiment of the present invention;
7 is a flowchart illustrating a monopile penetration method using a monopile penetration device of the seabed according to an embodiment of the present invention;
8 is a block conceptual diagram illustrating a hydraulic circuit connection state of the monopile penetration device on the seabed according to an embodiment of the present invention;
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.In the present specification, the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the scope of the invention.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.And the invention is only defined by the scope of the claims.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Accordingly, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques have not been specifically described to avoid obscuring the present invention.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, like reference numerals refer to like elements throughout the specification, and terms used (referred to) in this specification are for the purpose of describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase, and elements and operations referred to as 'comprising (or having)' do not exclude the presence or addition of one or more other elements and operations. .
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 전체적인 외관을 나타낸 사시 개념도이다.1 is a perspective conceptual view showing the overall appearance of a monopile penetration device on the seabed according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 작업 프레임(100)의 전체적인 결합 관계를 도시한 분해 사시 개념도이다.2 is an exploded perspective conceptual view showing the overall coupling relationship of the working
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 모노파일(200)의 해수면(910) 아래 부분과 내부 구조를 도시한 일부 절개 사시 개념도이다.3 is a partially cut-away isometric conceptual view showing a part below the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 관입 유닛중 회전부(600)의 전체적인 결합 관계를 도시한 분해 사시 개념도이다.4 is an exploded perspective conceptual view showing the overall coupling relationship of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 관입 유닛중 가압부(700)의 전체적인 결합 관계를 도시한 분해 사시 개념도이다.5 is an exploded perspective view showing the overall coupling relationship of the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 주요부인 모노파일(200)과 결합되는 돌출파일(270)의 결합 관계를 도시한 분해 사시 개념도이다.6 is an exploded perspective conceptual view showing the coupling relationship of the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치를 이용한 모노파일 관입 방법을 도시한 플로우 차트7 is a flowchart illustrating a monopile penetration method using a monopile penetration device of the seabed according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치의 유압 회로 연결 상태를 도시한 블록 개념도이다.8 is a block conceptual diagram illustrating a hydraulic circuit connection state of the monopile penetration device on the seabed according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 선체나 해상부유식 구조물을 포함한 설치 대상물(400)의 일측에 장착되는 작업 프레임(100)을 포함하고, 작업 프레임(100)에는 관입 유닛이 설치되어 모노파일(200, monopile)의 해저면(920)에 대한 관입 작업을 수행하며, 설치 대상물(400)의 일측에는 크레인(300)이 장착된 구조임을 파악할 수 있다.The present invention includes a
관입 유닛은 작업 프레임(100)에 설치되어 해수면(910)으로부터 해저면(920)을 향하여 관입되는 하단부를 가지는 모노파일(200)의 관입을 안내하고 유도하도록 모노파일(200)을 수용하는 스프라인 파이프(500)를 포함할 수 있다.The penetration unit is installed in the
여기서, 관입 유닛은 스프라인 파이프(500)와 함께 모노파일(200)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 패턴을 반복하고 스프라인 파이프(500)와 함께 모노파일(200)을 해저면(920)측을 향하여 누름으로써, 모노파일(200)의 하단부를 해저면(920)에 대하여 하강시키는 동작을 수행할 수도 있을 것이다.Here, the penetration unit repeats the pattern of rotating the
또한, 크레인(300)은 설치 대상물(400)의 일측에 장착되어 작업 프레임(100)의 상부측으로부터 모노파일(200)이 수용된 스프라인 파이프(500)를 들어올려 작업 프레임(100) 상의 일정 위치에 위치시키거나, 해저면(920)에 관입된 모노파일을 관입 유닛과의 협력 작업으로 들어올려 회수하는 역할을 수행할 수도 있을 것이다.In addition, the
본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용도 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론일 것이다.The present invention can be applied to the above-described embodiments, and it will be of course also possible to apply the following various embodiments.
우선, 작업 프레임(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이 설치 대상물(400)의 일측에 설치되는 베이스 빔(101)에 제1, 2 받침 지지부(110, 120)와, 중간 연결 빔(102)과, 제3, 4 받침 지지부(130, 140)를 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있을 것이다.First, the
여기서, 제1 받침 지지부(110)는 베이스 빔(101)의 일단부에 직교되게 설치되는 제1 측면 빔(111)과, 제1 측면 빔(111)과 평행하게 복수로 배치되어 베이스 빔(101)에 장착되는 제1 지지 빔(112)을 포함하여 작업 프레임(100)의 좌측 또는 우측을 형성하는 것이다.Here, the
이때, 제2 받침 지지부(120)는 베이스 빔(101)의 타단부에 직교되게 설치되는 제2 측면 빔(121)과, 제2 측면 빔(121)과 평행하게 복수로 배치되어 베이스 빔(101)에 장착되는 제2 지지 빔(122)을 포함하여 작업 프레임(100)의 우측 또는 좌측을 형성하는 것이다.At this time, the
그리고, 중간 연결 빔(102)은 베이스 빔(101)과 평행하게 제1 받침 지지부(110)와 제2 받침 지지부(120)와 직교되게 일직선상에 배치되는 것으로, 보강 골조의 역할을 수행하게 된다.And, the intermediate connecting
또한, 제3 받침 지지부(130)는 제1 측면 빔(111)과 제1 지지 빔(112) 각각에 대하여 직교하며, 제1 받침 지지부(110)의 상부측에 배치되는 복수의 제3 지지 빔(132)들에 의하여 형성되는 것이다.In addition, the
아울러, 제4 받침 지지부(140)는 제2 측면 빔(121)과 제2 지지 빔(122) 각각에 대하여 직교하며, 제2 받침 지지부(120)의 상부측에 배치되는 복수의 제4 지지 빔(142)들에 의하여 형성되는 것이다.In addition, the
따라서, 스프라인 파이프(500)는, 중간 연결 빔(102)과 제1 받침 지지부(110)와 제2 받침 지지부(120)의 내측 영역을 이루는 문풀(103, moon pool) 상에 배치되어 지지되는 것을 파악할 수 있다.Accordingly, the
한편, 관입 유닛은, 도 3에 도시된 바와 같이 해저면(920)에 관입되는 과정에서 발생하는 자갈과 뻘 및 해수 등을 파쇄하고 배출시키면서 확실하게 해저면(920)에 관입 고정될 수 있게 중공인 모노파일(200)의 내, 외부에 나사산이 형성된 구조의 실시예를 적용할 수도 있을 것이다.On the other hand, the penetration unit, as shown in FIG. 3, crushes and discharges gravel, mud, seawater, etc. generated in the process of intrusion into the
우선, 중공인 모노파일(200)의 하단부 가장자리를 따라 제1 톱니(201)가 형성됨으로써, 해저면(920)의 뻘과 자갈을 파쇄하고 치워내면서 모노파일(200)이 관입되게 할 수 있을 것이다.First, by forming the
그리고, 모노파일(200)의 하부측 외주면을 따라 외부 관입 나사산(210)이 나선 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the external penetrating
또한, 모노파일(200)의 하부측 내주면을 따라 내부 관입 나사산(220)이 나선 형상으로 형성될 수 있을 것이다.In addition, along the inner peripheral surface of the lower side of the
여기서, 모노파일(200)의 외주면에는 세굴(洗掘) 방지 캡(230)이 장착되어 외부 관입 나사산(210)의 상부측에 배치될 수 있을 것이다.Here, the scour
이때, 세굴 방지 캡(230)의 하면에는 외부지지 버킷(240)이 장착되어 모노파일(200)의 외주면과 마주보는 내주면을 가지며, 외부지지 버킷(240)의 하단부 가장자리를 따라 제2 톱니(241)가 형성될 수도 있을 것이다.At this time, the
또한, 세굴 방지 캡(230)의 하면에는 중앙지지 버킷(250)이 장착되어 모노파일(200)의 외주면과 마주보는 내주면을 가지면서, 외부지지 버킷(240)의 내주면과 마주보는 외주면을 가지며, 중앙지지 버킷(250)의 하단부 가장자리를 따라 제3 톱니(251)가 형성될 수도 있음은 물론이다.In addition, the
여기서, 외부 관입 나사산(210) 및 내부 관입 나사산(220)의 피치(pitch)는 모노파일(200)의 상하 방향을 따라 일정하거나 가변되게 형성될 수 있을 것이다.Here, the pitch of the external penetrating
즉, 모노파일(200)이 해저면(920)에 효과적으로 관입되고 고정될 수 있도록 전술한 피치는 해저면(920)의 상태와 환경 및 상황에 따라 변형 및 응용 설계할 수 있음은 물론이다.That is, of course, the above-described pitch can be modified and applied design according to the state, environment and situation of the
다시말해, 전술한 피치는 모노파일(200)의 상하 방향을 따라 동일하고 일정하게 형성되도록 할 수도 있을 것이다.In other words, the above-described pitch may be uniformly formed along the vertical direction of the
또한, 전술한 피치는 모노파일(200)의 하단부로부터 상부측으로 갈수록 점차 커지도록 하거나, 점차 작아지도록 하는 등의 응용 및 변형 설계 또한 가능할 것이다.In addition, the above-described pitch is gradually increased from the lower end to the upper side of the
아울러, 외부지지 버킷(240)과 중앙지지 버킷(250)은 해저면(920)에 관입된 모노파일(200)을 더욱 확실하고 견고하게 고정시키는 역할을 하게 되며, 전술한 외부지지 버킷(240)과 중앙지지 버킷(250)의 갯수는 해저면(920)의 상황 및 환경에 따라 복수, 구체적으로는 2 내지 5 개 정도의 범위 내에서 가감하여 설치될 수 있을 것이다.In addition, the
또한, 세굴 방지 캡(230)의 하면으로부터 외부지지 버킷(240)의 하단부 가장자리까지의 거리(이하 제1 거리)와, 세굴 방지 캡(230)의 하면으로부터 중앙지지 버킷(250)의 하단부 가장자리까지의 거리(이하 제2 거리)는 같거나 다르게 설계 제작될 수 있을 것이다.In addition, the distance from the lower surface of the
여기서, 제2 거리는 제1 거리보다 크거나 같게 형성될 수도 있음은 물론이다.Here, of course, the second distance may be formed to be greater than or equal to the first distance.
이때, 외부지지 버킷(240)과 중앙지지 버킷(250)의 상하 방향의 길이와 외경 또는 내경의 비율은 해저면(920)의 환경에 따라 적절히 변경하여 작업을 수행할 수 있을 것이다.At this time, the ratio of the length and the outer diameter or inner diameter in the vertical direction of the
또한, 제1 톱니(201)와 제2 톱니(241) 및 제3 톱니(251)는 모노파일(200)이 관입 작업을 수행할 때 뻘과 암석 등과 같은 해저면(920)의 장애물을 파쇄하는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.In addition, the
아울러, 모노파일(200)의 관입은 외부지지 버킷(240) 및 중앙지지 버킷(250)의 상단부 가장자리가 해저면(920)에 도달할 때 까지 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the penetration of the monopile 200 is preferably made until the upper end edges of the
한편, 관입 유닛은, 세굴 방지 캡(230)을 구성하는 것으로, 모노파일(200)의 외주면에 장착되는 내부 가장자리를 가지며 외주면에 대하여 직교하는 상면을 가지는 원판 형상의 방지 커버편(231)을 더 구비할 수도 있다.On the other hand, the penetration unit, which constitutes the scour
또한, 관입 유닛은, 세굴 방지 캡(230)을 구성하는 것으로, 방지 커버편(231)의 가장자리로부터 하향 경사지게 절곡 연장되는 경사면을 가지는 커버 날개편(232)을 더 구비할 수도 있을 것이다.In addition, the penetration unit, which constitutes the
여기서, 외부지지 버킷(240)의 상단부와 중앙지지 버킷(250)의 상단부는 방지 커버편(231)의 하면에 장착되는 것을 파악할 수 있다.Here, it can be understood that the upper end of the
한편, 관입 유닛은, 모노파일(200)의 외주면을 따라 방사상으로 배치되어 방지 커버편(231)과 모노파일(200)을 상호 연결하는 복수의 보강지지 리브(202)를 더 구비할 수도 있을 것이다.Meanwhile, the penetration unit may further include a plurality of reinforcing
또한, 관입 유닛은, 세굴 방지 캡(230)의 상면에 배치되어 모노파일(200)의 외주면과 중앙지지 버킷(250)의 내주면 사이의 공간과 연통되고, 모노파일(200)이 해저면(920)에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 뻘 및 에어를 배출시키는 제1 배출밸브(261)를 더 구비할 수 있다.In addition, the penetration unit is disposed on the upper surface of the scour
그리고, 관입 유닛은, 세굴 방지 캡(230)의 상면에 배치되어 중앙지지 버킷(250)의 외주면과 외부지지 버킷(240)의 내주면 사이의 공간과 연통되고, 모노파일(200)이 해저면(920)에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 뻘 및 에어를 배출시키는 제2 배출밸브(262)를 더 구비할 수도 있다.And, the penetration unit is disposed on the upper surface of the scour
또한, 관입 유닛은, 모노파일(200)의 외주면에 장착되어 모노파일(200)의 내부 공간과 연통되고 세굴 방지 캡(230)의 상면보다 상부측에 배치되며, 모노파일(200)이 해저면(920)에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 뻘 및 에어를 배출시키는 제3 배출밸브(263)를 더 구비할 수도 있음은 물론이다.In addition, the penetration unit is mounted on the outer circumferential surface of the
한편, 관입 유닛은 도 1 및 도 2와 함께, 도 4 및 도 5를 참조하여 살펴보면, 모노파일(200)을 정, 역회전시키는 회전부(600)와, 모노파일(200)을 가압하여 내리누르는 가압부(700)와, 회전부(600)와 가압부(700)의 설치 공간과 면적을 제공하고 회전 및 가압 동작을 유도하는 회전가압 유도부(800)를 포함할 수 있을 것이다.On the other hand, the penetration unit is shown with reference to FIGS. 4 and 5 together with FIGS. 1 and 2 , a
우선, 회전부(600)는 스프라인 파이프(500)의 외주면을 따라 상하 방향으로 돌출되어 방사상으로 배치되는 기어 리브(510)와 맞물리는 스프라켓 가이드 기어(610)를 포함할 수 있다.First, the
회전부(600)는 스프라켓 가이드 기어(610)가 구동력을 전달받아, 스프라인 파이프(500)와 함께 스프라인 파이프(500)에 내장된 모노파일(200)을 시계방향으로 180도 회전후 반시계방향으로 180도 회전시키거나 반시계방향으로 180도 회전후 시계방향으로 180도 회전시키는 패턴을 반복하게 된다.The
가압부(700)는 스프라인 파이프(500)의 상면에 구비되어 모노파일(200)의 상단부를 고정하는 승강커버(710)를 포함하며, 승강커버(710)와 연결되어 작업 프레임(100)의 양측으로부터 가해지는 구동력을 전달받아 정, 역회전하는 스프라인 파이프(500)를 누르는 동작을 수행하게 된다.The
회전가압 유도부(800)는 제1, 2 대차(810, 820)를 포함할 수 있다.The rotational
제1 대차(810)는 모노파일(200)이 정, 역회전하면서 가압되어 해저면(920)에 고정되도록 유도하는 것으로, 작업 프레임(100)의 일측에 배치되어 스프라인 파이프(500)의 외주면 일측에 대하여 근접 또는 이격 가능하게 구비되는 것이다.The
제2 대차(820)는 작업 프레임(100)의 타측에 배치되어 스프라인 파이프(500)의 외주면 타측에 대하여 근접 또는 이격 가능하게 구비되는 것이다.The
따라서, 제1 대차(810) 및 제2 대차(820)에 각각 가압부(700)의 일부와 회전부(600)의 일부가 장착되는 것을 파악할 수 있다. Accordingly, it can be understood that a part of the
한편, 관입 유닛은, 도 4에 도시된 바와 같이 회전부(600)의 스프라켓 가이드 기어(610)를 구성하는 것으로, 링 형상의 가이드 본체(612)를 더 구비할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4 , the penetrating unit constitutes the
그리고, 관입 유닛은, 회전부(600)의 스프라켓 가이드 기어(610)를 구성하는 것으로, 기어 리브(510)가 일정 정도의 유격을 허용하며 맞물리도록 가이드 본체(612)의 내측 가장자리를 따라 절개 형성되는 내부 가이드 기어 홈(611)을 더 구비할 수 있다.In addition, the penetration unit constitutes the
그리고, 관입 유닛은, 회전부(600)의 스프라켓 가이드 기어(610)를 구성하는 것으로, 가이드 본체(612)의 외측 가장자리를 따라 돌출 형성되는 복수의 외부 가이드 래칫 기어 이(613)를 더 구비할 수 있다.And, the penetration unit, constituting the
그리고, 관입 유닛은, 회전부(600)를 구성하는 것으로, 스프라켓 가이드 기어(610)의 외측 가장자리와 마주보는 내측 가장자리를 가지는 링 형상의 회전 걸림쇠 가이드(620)를 더 구비할 수 있다.In addition, the penetration unit, constituting the
그리고, 관입 유닛은, 회전부(600)를 구성하는 것으로, 회전 걸림쇠 가이드(620)의 내측 가장자리 일측으로부터 경사지게 돌출된 제1 브라켓(641)에 결합됨과 동시에 탄성 지지되며, 외부 가이드 래칫 기어 이(613)에 걸림 고정되는 제1 걸림쇠(631)를 더 구비할 수 있다.And, the penetrating unit, constituting the
그리고, 관입 유닛은, 회전부(600)를 구성하는 것으로, 회전 걸림쇠 가이드(620)의 내측 가장자리 타측으로부터 경사지게 돌출된 제2 브라켓(642)에 결합됨과 동시에 탄성 지지되며, 외부 가이드 래칫 기어 이(613)에 걸림 고정되는 제2 걸림쇠(632)를 더 구비할 수 있다.And, the penetrating unit, constituting the
또한, 관입 유닛은, 회전부(600)를 구성하는 것으로, 회전 걸림쇠 가이드(620)의 외측 가장자리 일측에 회동 가능하게 결합되는 제1 회전 로드(651)를 출입 가능하게 수용하며 유체압으로 제1 회전 로드(651)의 출입 동작을 수행하는 제1 회전 실린더(650)를 더 구비할 수 있다.In addition, the penetrating unit, which constitutes the
아울러, 관입 유닛은, 회전부(600)를 구성하는 것으로, 회전 걸림쇠 가이드(620)의 외측 가장자리 타측에 회동 가능하게 결합되는 제2 회전 로드(661)를 출입 가능하게 수용하며 유체압으로 제2 회전 로드(661)의 출입 동작을 수행하는 제2 회전 실린더(660)를 더 구비할 수도 있다.In addition, the penetrating unit, which constitutes the
여기서, 제1 회전 실린더(650)는 제1 대차(810)에, 제2 회전 실린더(660)는 제2 대차(820)에 각각 회동 가능하게 설치되는 것을 파악할 수 있다.Here, it can be understood that the first
이때, 가이드 본체(612)는, 원호 형상의 제1 본체 분할편(612a)과, 원호 형상의 제2 본체 분할편(612b)을 포함하며, 제1 본체 분할편(612a)의 양단부와 제2 본체 분할편(612b)의 양단부가 탈착 결합됨으로써 링 형상으로 형성되는 것을 알 수 있다.At this time, the
또한, 회전 걸림쇠 가이드(620)는, 원호 형상의 제1 가이드 분할편(620a)과, 원호 형상의 제2 가이드 분할편(620b)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.In addition, it can be understood that the
여기서, 제1 가이드 분할편(620a)의 내측 가장자리 중심부에 돌출된 제1 브라켓(641)에 제1 탄발 스프링(641s)이 결합될 수 있다.Here, the first
이때, 제2 가이드 분할편(620b)의 내측 가장자리 중심부에 돌출된 제2 브라켓(642)에 제2 탄발 스프링(642s)이 결합될 수 있다.In this case, the second
그리고, 제1 가이드 분할편(620a)의 외측 가장자리 중심부에 제1 로드결합 브라켓(621)이 돌출되어 제1 회전 로드(651)의 말단부와 회동 가능하게 결합될 수 있다.In addition, the first
그리고, 제2 가이드 분할편(620b)의 외측 가장자리 중심부에 제2 로드결합 브라켓(622)이 돌출되어 제2 회전 로드(661)의 말단부와 회동 가능하게 결합될 수 있다. In addition, the second
따라서, 제1 가이드 분할편(620a)의 양단부와 제2 가이드 분할편(620b)의 양단부가 탈착 결합됨으로써 링 형상으로 형성되는 것을 파악할 수 있다.Accordingly, it can be understood that both ends of the first divided
한편, 회전부(600)는, 제1 걸림쇠(631)와 제1 브라켓(641)의 결합을 지지하며 제1 브라켓(641)에 대하여 경사지게 연결됨과 동시에 제1 걸림쇠(631)에 고정되는 제1 지지편(643)을 더 구비할 수 있다.On the other hand, the
그리고, 회전부(600)는, 제1 지지편(643)과 제1 걸림쇠(631)를 관통하는 상하 양단부를 가지는 제1 회동지지 핀(643p)을 더 구비할 수 있다.In addition, the
그리고, 회전부(600)는, 제1 회동지지 핀(643p)의 상하 양단부를 지지하며 제1 가이드 분할편(620a)의 내측 가장자리 중심부에 장착되는 제1 핀 지지 가이드(671)를 더 구비할 수 있다.In addition, the
그리고, 회전부(600)는, 제2 걸림쇠(632)와 제2 브라켓(642)의 결합을 지지하며 제2 브라켓(642)에 대하여 경사지게 연결됨과 동시에 제2 걸림쇠(632)에 고정되는 제2 지지편(644)을 더 구비할 수 있다.In addition, the
또한, 회전부(600)는, 제2 지지편(644)과 제2 걸림쇠(632)를 관통하는 상하 양단부를 가지는 제2 회동지지 핀(644p)을 더 구비할 수도 있다.In addition, the
아울러, 회전부(600)는, 제2 회동지지 핀(644p)의 상하 양단부를 지지하며 제2 가이드 분할편(620b)의 내측 가장자리 중심부에 장착되는 제2 핀 지지 가이드(672)를 더 구비할 수도 있음은 물론이다.In addition, the
한편, 관입 유닛은, 도 5에 도시된 바와 같이 가압부(700)를 구성하는 것으로, 승강커버(710)의 상면으로부터 돌출된 지지봉(711)을 더 구비할 수 있다.On the other hand, the penetrating unit, which constitutes the
그리고, 관입 유닛은, 가압부(700)를 구성하는 것으로, 지지봉(711)에 결합되어 지지봉(711)을 회전 지지하는 베어링(712)을 더 구비할 수 있다.In addition, the penetrating unit, constituting the
그리고, 관입 유닛은, 가압부(700)를 구성하는 것으로, 베어링(712)을 수용하는 하면을 구비하며 승강커버(710)의 상부측에 배치되는 누름커버(720)를 더 구비할 수 있다.And, the penetrating unit, constituting the
그리고, 관입 유닛은, 가압부(700)를 구성하는 것으로, 누름커버(720)의 일측에 장착되는 제1 누름 와이어(721)를 더 구비할 수 있다.In addition, the penetrating unit, constituting the
그리고, 관입 유닛은, 가압부(700)를 구성하는 것으로, 제1 누름 와이어(721)의 말단부와 연결되는 제1 누름 로드(731)를 출입 가능하게 수용하며 유체압으로 제1 누름 로드(731)의 출입 동작을 수행하는 제1 누름 실린더(730)를 더 구비할 수 있다. And, the penetrating unit, constituting the
그리고, 관입 유닛은, 가압부(700)를 구성하는 것으로, 누름커버(720)의 타측에 장착되는 제2 누름 와이어(722)를 더 구비할 수 있다.In addition, the penetrating unit, constituting the
또한, 관입 유닛은, 가압부(700)를 구성하는 것으로, 제2 누름 와이어(722)의 말단부와 연결되는 제2 누름 로드(741)를 출입 가능하게 수용하며 유체압으로 제2 누름 로드(741)의 출입 동작을 수행하는 제2 누름 실린더(740)를 더 구비할 수 있다.In addition, the penetrating unit constitutes the
따라서, 제1 누름 실린더(730)는 제1 대차(810)에, 제2 누름 실린더(740)는 제2 대차(820)에 각각 회동 가능하게 설치되는 것을 파악할 수 있다.Accordingly, it can be understood that the first
한편, 관입 유닛은, 다시 도 2를 참조하여 살펴보면, 회전가압 유도부(800)의 제1 대차(810)를 구성하는 것으로, 작업 프레임(100)의 일측에 구비된 복수의 제3 지지 빔(132)들 각각을 따라 구름 접촉하며 왕복 가능한 복수의 제1 이동 휠(811)을 더 구비할 수 있다.On the other hand, the penetrating unit, referring again to FIG. 2 , constitutes the
그리고, 관입 유닛은, 회전가압 유도부(800)의 제1 대차(810)를 구성하는 것으로, 복수의 제1 이동 휠(811)이 장착되는 저면과, 제1 회전 실린더(650)와 제1 누름 실린더(730)가 각각 회동 가능하게 장착되는 상면을 가지는 제1 운영판(812)을 더 구비할 수 있다.And, the penetrating unit, constituting the
그리고, 관입 유닛은, 회전가압 유도부(800)의 제1 대차(810)를 구성하는 것으로, 제1 운영판(812)의 일측 가장자리에 장착되며 스프라인 파이프(500)의 외주면 일측과 대응하는 원호 형상의 제1 내측 절개부(813c)를 가지는 제1 작업 가이드(813)를 더 구비할 수 있다.And, the penetrating unit, constituting the
그리고, 관입 유닛은, 회전가압 유도부(800)의 제2 대차(820)를 구성하는 것으로, 작업 프레임(100)의 타측에 구비된 복수의 제4 지지 빔(142)들 각각을 따라 구름 접촉하며 왕복 가능한 복수의 제2 이동 휠(821)을 더 구비할 수 있다.And, the penetrating unit, constituting the
또한, 관입 유닛은, 회전가압 유도부(800)의 제2 대차(820)를 구성하는 것으로, 복수의 제2 이동 휠(821)이 장착되는 저면과, 제2 회전 실린더(660)와 제2 누름 실린더(740)가 각각 회동 가능하게 장착되는 상면을 가지는 제2 운영판(822)을 더 구비할 수 있다.In addition, the penetrating unit constitutes the
아울러, 관입 유닛은, 회전가압 유도부(800)의 제2 대차(820)를 구성하는 것으로, 제2 운영판(822)의 일측 가장자리에 장착되며 스프라인 파이프(500)의 외주면 타측과 대응하는 원호 형상의 제2 내측 절개부(823c)를 가지는 제2 작업 가이드(823)를 더 구비할 수도 있음은 물론이다.In addition, the penetrating unit constitutes the
한편, 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 해수면(910)위로 돌출된 해상관측 구조물 등을 추가적으로 설치할 수 있는 구조의 실시예를 적용할 수도 있음은 물론이다.On the other hand, as shown in FIG. 6 , the present invention can be applied to an embodiment of a structure in which a marine observation structure protruding above the
우선, 모노파일(200)의 상단부 가장자리를 따라 연결용의 제1 플랜지(203)가 연장 형성될 수 있다. First, a
여기서, 모노파일(200)의 상부측에는 돌출파일(270, protrude pile)이 배치될 수 있으며, 돌출파일(270)의 하단부 가장자리를 따라 제2 플랜지(273)가 연장 형성되어 제1 플랜지(203)와 체결될 수 있다.Here, a protrusion pile (270, protrude pile) may be disposed on the upper side of the
이때, 돌출파일(270)의 상단부에는 설치 플레이트(271)가 구비될 수 있다.In this case, an
그리고, 설치 플레이트(271)의 가장자리를 따라 난간 구조물(272)이 설치될 수 있다.In addition, the
그리고, 설치 플레이트(271)상에는 항로표지 장비(이하 미도시)와, 기상관측 장비(이하 미도시) 등이 설치될 수 있다.In addition, on the
그리고, 설치 플레이트(271)의 일측에는 점검구(274)가 관통되어 전술한 각종 장비의 접근이 가능하게 될 것이다.And, one side of the
또한, 점검구(274)와 연결되도록 돌출파일(270)의 외주면을 따라 접근용 사다리(275)가 형성될 수 있으며, 돌출파일(270)의 외주면을 따라 상하 방향으로 이격하여 배치되고 접근용 사다리(275)가 관통하는 복수의 중간접근 난간대(276)를 더 구비할 수도 있음은 물론이다.In addition, the
이하, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 해저면의 모노파일 관입 장치를 이용하여 모노파일을 관입하는 방법에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.Hereinafter, a method of penetrating a monopile using a monopile penetrating device of the seabed according to various embodiments of the present invention will be described as follows with reference to FIGS. 7 and 8 .
우선, 선체나 해상부유식 구조물을 포함한 설치 대상물(400)에 구비된 작업 프레임(100)에, 스프라인 파이프(500)를 모노파일(200)에 끼운 것을 배치시킨다.First, the
이후, 스프라인 파이프(500)를 시계방향 또는 반시계 방향으로 180도 회전시키거나 반시계방향 또는 시계방향으로 180도 회전시키는 패턴을 반복하면서 스프라인 파이프(500)의 상부측에서부터 압력을 가함으로써, 모노파일(200)의 하단부를 해저면(920)에 관입시키게 되는 것이다.Then, by applying pressure from the upper side of the
전술한 관입 방법을 좀 더 상세하게 살펴보기로 한다.The above-described intrusion method will be described in more detail.
우선, 작업자는 스프라인 파이프(500)를 모노파일(200)에 끼워 선체나 해상부유식 구조물을 포함한 설치 대상물(400)에 고박시키고 모노파일(200)을 설치 대상물(400)에 구비된 작업 프레임(100)의 일정 위치에 배치한 다음, 모노파일(200)이 해저면(920)에 심어지게 될 자리를 정하여 관입시킬 준비를 한다(S1: 제1 단계). First, the operator inserts the
이후, 작업자는 설치 대상물(400)의 일측에 구비된 발전기를 기동시키고 장치의 전원을 ON한 다음, 유압유와 엔진오일과 엔진 냉각수, 압력 유체와, 수직도 감지를 위한 IMU 센서와, 전압을 포함한 제어 시스템을 점검한 다음, 제어 시스템의 조작을 위한 디스플레이 패널에 점검한 내용을 출력한다(S2: 제2 단계). After that, the operator starts the generator provided on one side of the
계속하여, 압력 유체의 압력으로 작동되는 유체 펌프를 작동시키고, 유체 펌프의 압력을 점검한 다음, 스프라인 파이프(500)의 외주면에 형성된 기어 리브(510)와 맞물린 스프라켓 가이드 기어(610)의 외측 가장자리를 따라 형성된 외부 가이드 래칫 기어 이(613)에 제1 걸림쇠(631) 및 제2 걸림쇠(632)가 맞물려 래칫 결합되도록 한다(S3: 제3 단계). Subsequently, the fluid pump operated by the pressure of the pressure fluid is operated, the pressure of the fluid pump is checked, and the outer side of the
다음으로, 제1 걸림쇠(631)와 제2 걸림쇠(632)가 구비된 회전 걸림쇠 가이드(620)의 정, 역회전 동작이 가능하도록, 회전 걸림쇠 가이드(620)의 외측 가장자리 양측에 회동 가능하게 결합된 제1 회전 실린더(650)와 제2 회전 실린더(660)의 자동 또는 수동 운전 여부를 선택한다.Next, the
이후, 제1 회전 실린더(650)와 제2 회전 실린더(660)에 가해지는 유체 압력에 의하여 스프라인 파이프(500)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 180도 회전시키거나 반시계방향 또는 시계방향으로 180도 회전시키는 패턴을 반복하게 된다(S4: 제4 단계). Thereafter, the
계속하여, 스프라인 파이프(500)의 상단부 면 중심으로부터 돌출된 지지봉(711)에 결합된 베어링(712)에 결합되는 누름커버(720)의 양측에 연결된 제1 누름 와이어(721)와 제2 누름 와이어(722)에 각각 연결된 제1 누름 실린더(730)와 제2 누름 실린더(740)에 가해지는 유체 압력에 의하여 스프라인 파이프(500)의 상부측으로부터 가해지는 압력으로 모노파일(200)의 하단부가 해저면(920)에 관입되는 것이다.Subsequently, the first
이때, 제4 단계(S4)에서 스프라인 파이프(500)가 시계방향으로 180도 회전후 반시계 방향으로 회전하려할 때 또는 반시계방향으로 180도 회전후 시계 방향으로 회전하려할 때 제1 누름 실린더(730)와 제2 누름 실린더(740)에 가해지는 유체 압력은 자동적으로 해제된다(S5: 제5 단계). At this time, in the fourth step (S4), when the
따라서, 제4 단계(S4)와 제5 단계(S5)가 순차적으로 반복됨으로써 모노파일(200)의 해저면(920)에 대한 관입이 이루어지게 되는 것이다.Accordingly, by sequentially repeating the fourth step (S4) and the fifth step (S5), the penetration of the
여기서, 제1 회전 실린더(650)와 제1 누름 실린더(730)가 장착된 제1 대차(810)와, 제2 회전 실린더(660)와 제2 누름 실린더(740)가 장착된 제2 대차(820)가 각각, 작업 프레임(100)의 좌우 양측에서 서로 근접하도록 이동하게 된다.Here, the
따라서, 외부 가이드 래칫 기어 이(613)에 제1 걸림쇠(631) 및 제2 걸림쇠(632)가 각각 맞물려 래칫 결합되는 것을 파악할 수 있다.Therefore, it can be grasped that the
이때, 제4 단계(S4)와 제5 단계(S5)가 순차적으로 반복되는 과정에서, 유압유와 엔진오일과 압력 유체의 압력을 검지하는 압력센서와, IMU센서와, 온도센서 및 압력유체의 유체면 위치를 감지하는 센서 등의 이상 여부를 제어 시스템에 의하여 실시간으로 모니터링하며, 이상 발생시 장치의 작동을 정지시킬 수도 있을 것이다.At this time, in the process in which the fourth step (S4) and the fifth step (S5) are sequentially repeated, a pressure sensor for detecting the pressure of hydraulic oil, engine oil, and pressure fluid, an IMU sensor, a temperature sensor, and the fluid of the pressure fluid The control system monitors whether there is an abnormality, such as a sensor for detecting the surface position, in real time, and when an abnormality occurs, the operation of the device may be stopped.
또한, 제4 단계(S4)와 제5 단계(S5)가 순차적으로 반복된 후 모노파일(200)이 해저면(920)에 관입된 깊이를 측정하는 작업이 추가적으로 이루어질 수 있다.In addition, after the fourth step ( S4 ) and the fifth step ( S5 ) are sequentially repeated, an operation of measuring the depth at which the
아울러, 설치 대상물(400)의 일측에 구비된 소나를 이용하여 해저면(920)을 모니터링하는 작업이 추가적으로 이루어질 수도 있을 것이다.In addition, the operation of monitoring the
전술한 추가 작업들이 완료된 후 모노파일(200)의 관입 작업이 완료된다.After the above-described additional operations are completed, the penetrating operation of the monopile 200 is completed.
이상과 같이 본 발명은 모노파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 용이하게 설치할 수 있도록 하는 해저면의 모노파일 관입 장치 및 이것을 이용한 모노파일 관입 방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, it can be seen that the basic technical idea of the present invention is to provide a monopile penetration device and a monopile penetration method using the monopile penetrating device for the seafloor that enables easy installation of offshore structures using the monopile on the seabed. .
그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.And, within the scope of the basic technical spirit of the present invention, many other modifications and applications are also possible for those of ordinary skill in the art.
100...작업 프레임
101...베이스 빔
102...중간 연결 빔
103...문풀
110...제1 받침 지지부
111...제1 측면 빔
112...제1 지지 빔
120...제2 받침 지지부
121...제2 측면 빔
122...제2 지지 빔
130...제3 받침 지지부
132...제3 지지 빔
140...제4 받침 지지부
142...제4 지지 빔
200...모노파일
201...제1 톱니
202...보강지지 리브
203...제1 플랜지
210...외부 관입 나사산
220...내부 관입 나사산
230...세굴 방지 캡
231...방지 커버편
232...커버 날개편
240...외부지지 버킷
241...제2 톱니
250...중앙지지 버킷
251...제3 톱니
261...제1 배출밸브
262...제2 배출밸브
263...제3 배출밸브
270...돌출파일
271...설치 플레이트
272...난간 구조물
273...제2 플랜지
274...점검구
275...접근용 사다리
276...중간접근 난간대
300...크레인
400...설치 대상물
500...스프라인 파이프
510...기어 리브
600...회전부
610...스프라켓 가이드 기어
611...내부 가이드 기어 홈
612...가이드 본체
612a...제1 본체 분할편
612b...제2 본체 분할편
613...외부 가이드 래칫 기어 이
620...회전 걸림쇠 가이드
620a...제1 가이드 분할편
620b...제2 가이드 분할편
621...제1 로드결합 브라켓
622...제2 로드결합 브라켓
631...제1 걸림쇠
632...제2 걸림쇠
641...제1 브라켓
641s...제1 탄발 스프링
642...제2 브라켓
642s...제2 탄발 스프링
643...제1 지지편
643p...제1 회동지지 핀
644...제2 지지편
644p...제2 회동지지 핀
650...제1 회전 실린더
651...제1 회전 로드
660...제2 회전 실린더
661...제2 회전 로드
671...제1 핀 지지 가이드
672...제2 핀 지지 가이드
700...가압부
710...승강커버
711...지지봉
712...베어링
720...누름커버
721...제1 누름 와이어
722...제2 누름 와이어
730...제1 누름 실린더
731...제1 누름 로드
740...제2 누름 실린더
741...제2 누름 로드
800...회전가압 유도부
810...제1 대차
811...제1 이동 휠
812...제1 운영판
813...제1 작업 가이드
813c...제1 내측 절개부
820...제2 대차
821...제2 이동 휠
822...제2 운영판
823...제2 작업 가이드
823c...제2 내측 절개부
910...해수면
920...해저면
S1...제1 단계
S2...제2 단계
S3...제3 단계
S4...제4 단계
S5...제5 단계100...work frame
101...base beam
102...Intermediate connecting beam
103...Moonfull
110 ... first pedestal support
111...first side beam
112...first support beam
120...Second pedestal support
121...Second side beam
122...Second support beam
130...3rd pedestal support
132...third support beam
140...Fourth pedestal support
142...4th support beam
200... monopile
201...1st tooth
202...reinforced support ribs
203...First Flange
210...External Penetration Thread
220...Internal Penetration Thread
230...anti-scour cap
231...Prevention cover piece
232...cover wing piece
240...outer support bucket
241...2nd tooth
250...central support bucket
251...3rd tooth
261...First discharge valve
262...Second discharge valve
263...Third discharge valve
270...Extrusion file
271...Mounting plate
272...railing structures
273...second flange
274...Checkpoint
275...access ladder
276...Intermediate access railing
300...crane
400...Mounting object
500...spline pipe
510...gear rib
600...Rotating part
610...Sprocket guide gear
611...Inner guide gear groove
612...Guide body
612a... First main body division piece
612b...Second main body division piece
613...outer guide ratchet gear teeth
620...swivel guide
620a...First guide segment
620b...Second guide segment
621... First rod coupling bracket
622...Second rod coupling bracket
631...first catch
632...Second catch
641... 1st bracket
641s... 1st revolving spring
642...2nd bracket
642s... 2nd revolving spring
643...First support piece
643p...First rotation support pin
644...Second Support
644p...Second rotation support pin
650...first rotating cylinder
651...first rotating rod
660...2nd rotating cylinder
661...2nd rotating rod
671...First pin support guide
672...Second pin support guide
700...pressurizing part
710...lift cover
711...support rod
712...bearing
720...press cover
721...first pressing wire
722...Second push wire
730...1st press cylinder
731...First push rod
740...2nd press cylinder
741...Second push rod
800...Rotational pressure induction part
810...First Bogie
811...first travel wheel
812...First Operating Edition
813...First operation guide
813c... first medial incision
820...Second Bogie
821...second travel wheel
822...Second Operating Edition
823...Second Operation Guide
823c...Second medial incision
910...sea level
920...the sea floor
S1...First step
S2...Second stage
S3...3rd stage
S4...4th step
S5... Step 5
Claims (7)
상기 작업 프레임에 설치되어 해수면으로부터 해저면을 향하여 관입되는 하단부를 가지는 모노파일(monopile)의 관입을 안내하고 유도하도록 상기 모노파일을 수용하는 스프라인 파이프를 포함하며, 상기 스프라인 파이프와 함께 상기 모노파일을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 패턴을 반복하고 상기 스프라인 파이프와 함께 상기 모노파일을 상기 해저면측을 향하여 누름으로써, 상기 모노파일의 하단부를 상기 해저면에 대하여 하강시키는 관입 유닛; 및
상기 설치 대상물의 일측에 장착되어 상기 작업 프레임의 상부측으로부터 상기 모노파일이 수용된 상기 스프라인 파이프를 들어올려 상기 작업 프레임 상의 일정 위치에 위치시키거나, 상기 해저면에 관입된 모노파일을 상기 관입 유닛과의 협력 작업으로 들어올려 회수하는 크레인을 포함하며,
상기 작업 프레임은,
상기 설치 대상물의 일측에 설치되는 베이스 빔과,
상기 베이스 빔의 일단부에 직교되게 설치되는 제1 측면 빔과, 상기 제1 측면 빔과 평행하게 복수로 배치되어 상기 베이스 빔에 장착되는 제1 지지 빔을 포함하여 상기 작업 프레임의 좌측 또는 우측을 형성하는 제1 받침 지지부와,
상기 베이스 빔의 타단부에 직교되게 설치되는 제2 측면 빔과, 상기 제2 측면 빔과 평행하게 복수로 배치되어 상기 베이스 빔에 장착되는 제2 지지 빔을 포함하여 상기 작업 프레임의 우측 또는 좌측을 형성하는 제2 받침 지지부와,
상기 베이스 빔과 평행하게 상기 제1 받침 지지부와 상기 제2 받침 지지부와 직교되게 일직선상에 배치되는 중간 연결 빔과,
상기 제1 측면 빔과 상기 제1 지지 빔 각각에 대하여 직교하며, 상기 제1 받침 지지부의 상부측에 배치되는 복수의 제3 지지 빔들에 의하여 형성되는 제3 받침 지지부와,
상기 제2 측면 빔과 상기 제2 지지 빔 각각에 대하여 직교하며, 상기 제2 받침 지지부의 상부측에 배치되는 복수의 제4 지지 빔들에 의하여 형성되는 제4 받침 지지부를 포함하며,
상기 스프라인 파이프는, 상기 중간 연결 빔과 상기 제1 받침 지지부와 상기 제2 받침 지지부의 내측 영역을 이루는 문풀(moon pool) 상에 배치되어 지지되는 것을 특징으로 하는 해저면의 모노파일 관입 장치.
Working frame mounted on one side of the installation object including the hull or floating structure;
and a spline pipe installed on the working frame to guide and guide the penetration of a monopile having a lower end penetrating from the sea level toward the sea floor, and to accommodate the monopile together with the spline pipe a penetration unit for repeating a pattern of rotating the pile clockwise or counterclockwise and lowering the lower end of the monopile with respect to the seabed by pressing the monopile together with the spline pipe toward the seabed; and
It is mounted on one side of the installation object and lifts the spline pipe in which the monopile is accommodated from the upper side of the working frame and places it at a predetermined position on the working frame, or inserts the monopile penetrating into the seabed into the penetrating unit Including a crane for lifting and retrieving in cooperation with
The working frame is
a base beam installed on one side of the installation object;
A first side beam installed at right angles to one end of the base beam, and a plurality of first support beams disposed in parallel with the first side beam and mounted on the base beam, the left or right side of the working frame and a first support support to form;
A second side beam installed orthogonally to the other end of the base beam, and a plurality of second support beams disposed in parallel with the second side beam and mounted on the base beam, the right or left side of the working frame and a second support support to form;
an intermediate connecting beam disposed in a straight line perpendicular to the first support support and the second support support in parallel to the base beam;
a third support support formed by a plurality of third support beams orthogonal to each of the first side beam and the first support beam and disposed on an upper side of the first support support;
a fourth support support formed by a plurality of fourth support beams orthogonal to each of the second side beam and the second support beam and disposed on an upper side of the second support support;
The spline pipe is disposed and supported on a moon pool constituting an inner region of the intermediate connecting beam, the first support support and the second support support.
상기 관입 유닛은,
중공인 상기 모노파일의 하단부 가장자리를 따라 형성되는 제1 톱니와,
상기 모노파일의 하부측 외주면을 따라 나선 형상으로 형성되는 외부 관입 나사산과,
상기 모노파일의 하부측 내주면을 따라 나선 형상으로 형성되는 내부 관입 나사산과,
상기 모노파일의 외주면에 장착되어 상기 외부 관입 나사산의 상부측에 배치되는 세굴(洗掘) 방지 캡과,
상기 세굴 방지 캡의 하면에 장착되어 상기 모노파일의 외주면과 마주보는 내주면을 가지며, 하단부 가장자리를 따라 제2 톱니가 형성되는 외부지지 버킷과,
상기 세굴 방지 캡의 하면에 장착되어 상기 모노파일의 외주면과 마주보는 내주면을 가지면서, 상기 외부지지 버킷의 내주면과 마주보는 외주면을 가지며, 하단부 가장자리를 따라 제3 톱니가 형성되는 중앙지지 버킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저면의 모노파일 관입 장치.
The method according to claim 1,
The intrusion unit is
A first tooth formed along the lower edge of the hollow monopile,
an external penetrating thread formed in a spiral shape along the outer peripheral surface of the lower side of the monopile;
an internal penetrating thread formed in a spiral shape along the inner peripheral surface of the lower side of the monopile;
a scour prevention cap mounted on the outer circumferential surface of the monopile and disposed on the upper side of the external penetration thread;
an external support bucket mounted on the lower surface of the anti-scouring cap, having an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the monopile, and having second teeth formed along the lower end edge;
A central support bucket mounted on the lower surface of the anti-scouring cap and having an inner circumferential surface facing the outer circumferential surface of the monopile, having an outer circumferential surface facing the inner circumferential surface of the outer support bucket, and having third teeth along the lower end edge. Monopile penetration device of the seabed, characterized in that it comprises.
상기 관입 유닛은,
상기 세굴 방지 캡의 상면에 배치되어 상기 모노파일의 외주면과 상기 중앙지지 버킷의 내주면 사이의 공간과 연통되고, 상기 모노파일이 상기 해저면에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 뻘 및 에어를 배출시키는 제1 배출밸브와,
상기 세굴 방지 캡의 상면에 배치되어 상기 중앙지지 버킷의 외주면과 상기 외부지지 버킷의 내주면 사이의 공간과 연통되고, 상기 모노파일이 상기 해저면에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 뻘 및 에어를 배출시키는 제2 배출밸브와,
상기 모노파일의 외주면에 장착되어 상기 모노파일의 내부 공간과 연통되고 상기 세굴 방지 캡의 상면보다 상부측에 배치되며, 상기 모노파일이 상기 해저면에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 뻘 및 에어를 배출시키는 제3 배출밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저면의 모노파일 관입 장치.
4. The method according to claim 3,
The intrusion unit is
It is disposed on the upper surface of the scour prevention cap and communicates with the space between the outer circumferential surface of the monopile and the inner circumferential surface of the central support bucket, and discharges water, mud and air generated in the process of the monopile penetrating into the seabed. a first discharge valve;
It is disposed on the upper surface of the scour prevention cap and communicates with the space between the outer circumferential surface of the central support bucket and the inner circumferential surface of the outer support bucket, and discharges water, mud, and air generated in the process of the monopile penetrating into the seabed. a second discharge valve to
It is mounted on the outer circumferential surface of the monopile, communicates with the inner space of the monopile, is disposed above the upper surface of the scour prevention cap, and removes water, mud and air generated in the process of the monopile penetrating into the seabed. Monopile penetration device of the seabed, characterized in that it further comprises a third discharge valve for discharging.
상기 관입 유닛은,
상기 스프라인 파이프의 외주면을 따라 상하 방향으로 돌출되어 방사상으로 배치되는 기어 리브와 맞물리는 스프라켓 가이드 기어를 포함하며, 상기 스프라켓 가이드 기어가 구동력을 전달받아, 상기 스프라인 파이프와 함께 상기 스프라인 파이프에 내장된 상기 모노파일을 시계방향으로 180도 회전후 반시계방향으로 180도 회전시키거나 반시계방향으로 180도 회전후 시계방향으로 180도 회전시키는 패턴을 반복하는 회전부와,
상기 스프라인 파이프의 상면에 구비되어 상기 모노파일의 상단부를 고정하는 승강커버를 포함하며, 상기 승강커버와 연결되어 상기 작업 프레임의 양측으로부터 가해지는 구동력을 전달받아 정, 역회전하는 상기 스프라인 파이프를 누르는 가압부와,
상기 모노파일이 정, 역회전하면서 가압되어 상기 해저면에 고정되도록 유도하는 것으로, 상기 작업 프레임의 일측에 배치되어 상기 스프라인 파이프의 외주면 일측에 대하여 근접 또는 이격 가능하게 구비되는 제1 대차와, 상기 작업 프레임의 타측에 배치되어 상기 스프라인 파이프의 외주면 타측에 대하여 근접 또는 이격 가능하게 구비되는 제2 대차를 포함하며, 상기 제1 대차 및 상기 제2 대차에 각각 상기 가압부의 일부와 상기 회전부의 일부가 장착되는 회전가압 유도부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저면의 모노파일 관입 장치.
The method according to claim 1,
The intrusion unit is
and a sprocket guide gear that protrudes in the vertical direction along the outer circumferential surface of the spline pipe and meshes with a radially disposed gear rib, and the sprocket guide gear receives the driving force, and the spline pipe together with the spline pipe. A rotating part that repeats the pattern of rotating the built-in monopile clockwise 180 degrees and then counterclockwise 180 degrees or counterclockwise 180 degrees and then clockwise 180 degrees;
The spline pipe is provided on the upper surface of the spline pipe and includes an elevating cover for fixing the upper end of the monopile, and is connected to the elevating cover and receives driving force applied from both sides of the working frame to rotate forward and reverse. A pressurizing part that presses and
The monopile is pressurized while rotating forward and backward to induce it to be fixed to the seabed, and is disposed on one side of the work frame and provided so as to be adjacent or spaced apart from one side of the outer circumferential surface of the spline pipe; and a second bogie disposed on the other side of the work frame so as to be proximate or spaced apart from the other side of the outer circumferential surface of the spline pipe, and a portion of the pressing part and the rotating part on the first bogie and the second bogie, respectively Monopile penetration device of the seabed, characterized in that it further comprises a rotational pressure induction part to which a part is mounted.
상기 설치 대상물의 일측에 구비된 발전기를 기동시키고 장치의 전원을 ON한 다음, 유압유와 엔진오일과 엔진 냉각수, 압력 유체와, 수직도 감지를 위한 IMU 센서와, 전압을 포함한 제어 시스템을 점검한 다음, 제어 시스템의 조작을 위한 디스플레이 패널에 상기 점검한 내용을 출력하는 제2 단계;
압력 유체의 압력으로 작동되는 유체 펌프를 작동시키고, 상기 유체 펌프의 압력을 점검한 다음, 상기 스프라인 파이프의 외주면에 형성된 기어 리브와 맞물린 스프라켓 가이드 기어의 외측 가장자리를 따라 형성된 외부 가이드 래칫 기어 이에 제1 걸림쇠 및 제2 걸림쇠가 맞물려 래칫 결합되도록 하는 제3 단계;
상기 제1 걸림쇠와 상기 제2 걸림쇠가 구비된 회전 걸림쇠 가이드의 정, 역회전 동작이 가능하도록, 상기 회전 걸림쇠 가이드의 외측 가장자리 양측에 회동 가능하게 결합된 제1 회전 실린더와 제2 회전 실린더의 자동 또는 수동 운전 여부를 선택한 다음, 상기 제1 회전 실린더와 상기 제2 회전 실린더에 가해지는 유체 압력에 의하여 상기 스프라인 파이프가 시계방향 또는 반시계 방향으로 180도 회전시키거나 반시계방향 또는 시계방향으로 180도 회전시키는 패턴을 반복하는 제4 단계; 및
상기 스프라인 파이프의 상단부 면 중심으로부터 돌출된 지지봉에 결합된 베어링에 결합되는 누름커버의 양측에 연결된 제1 누름 와이어와 제2 누름 와이어에 각각 연결된 제1 누름 실린더와 제2 누름 실린더에 가해지는 유체 압력에 의하여 상기 스프라인 파이프의 상부측으로부터 가해지는 압력으로 상기 모노파일의 하단부가 상기 해저면에 관입되어지되, 상기 제4 단계에서 상기 스프라인 파이프가 시계방향으로 180도 회전후 반시계 방향으로 회전하려할 때 또는 반시계방향으로 180도 회전후 시계 방향으로 회전하려할 때 상기 제1 누름 실린더와 상기 제2 누름 실린더에 가해지는 유체 압력은 자동적으로 해제되는 제5 단계를 포함하며,
상기 제4 단계와 상기 제5 단계가 순차적으로 반복됨으로써 상기 모노파일의 상기 해저면에 대한 관입이 이루어지는 것을 특징으로 하는 해저면의 모노파일 관입 장치를 이용한 모노파일 관입 방법.
The spline pipe is inserted into the monopile and fixed to the installation object including the hull or floating structure, and the monopile is placed at a certain position of the work frame provided on the installation object, and then the monopile will be planted on the seabed. A first step to prepare for intrusion by determining the;
After starting the generator provided on one side of the installation object and turning on the power of the device, check the control system including hydraulic oil, engine oil, engine coolant, pressure fluid, an IMU sensor for verticality detection, and voltage , a second step of outputting the checked contents to a display panel for operation of the control system;
Operate the fluid pump operated by the pressure of the pressure fluid, check the pressure of the fluid pump, and then remove the external guide ratchet gear formed along the outer edge of the sprocket guide gear meshed with the gear rib formed on the outer circumferential surface of the spline pipe. A third step of latching the first latch and the second latch to engage the ratchet;
Automatic of the first rotating cylinder and the second rotating cylinder rotatably coupled to both sides of the outer edge of the rotating stopper guide so as to enable forward and reverse rotation of the rotating latch guide provided with the first and second latches Alternatively, after selecting whether to operate manually, the spline pipe rotates 180 degrees clockwise or counterclockwise by the fluid pressure applied to the first rotating cylinder and the second rotating cylinder, or rotates counterclockwise or clockwise A fourth step of repeating the pattern to rotate 180 degrees; and
Fluid applied to the first and second pressing cylinders respectively connected to the first and second pressing wires connected to both sides of the pressing cover coupled to the bearing coupled to the support rod protruding from the center of the upper end surface of the spline pipe The lower end of the monopile is penetrated into the seabed with the pressure applied from the upper side of the spline pipe by the pressure, and in the fourth step, the spline pipe rotates 180 degrees clockwise and then counterclockwise a fifth step of automatically releasing the fluid pressure applied to the first and second pressing cylinders when trying to rotate or when rotating clockwise after 180 degrees counterclockwise rotation,
The monopile penetration method using the monopile penetration device of the seabed, characterized in that the intrusion of the monopile into the seabed is made by sequentially repeating the fourth and fifth steps.
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| KR101549194B1 (en) | 2014-05-16 | 2015-09-04 | 삼성중공업 주식회사 | The mounting structure and method of offshore wind power generator mono file type |
| JP6774132B1 (en) * | 2020-04-06 | 2020-10-21 | 株式会社オーク | Construction method of steel pipe pile |
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2021
- 2021-08-03 KR KR1020210102039A patent/KR102410224B1/en active IP Right Grant
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