KR20160023215A - 잭업리그 인발시공방법 및 구조 - Google Patents

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Abstract

잭업리그 인발시공방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업리그는, 해저지반에 파일들을 삽입하는 단계; 파일들에 일정 높이로 모래를 채우는 단계; 파일을 제거하여 모래파일을 마련하는 단계; 및 파일에 의해 해저지반에 삽입되어 있는 모래파일 상에 선박 또는 해양구조물을 해저로부터 지지하도록 배치되는 잭업리그의 스퍼드 캔을 배치하는 단계를 포함한다.

Description

잭업리그 인발시공방법 및 구조{PULLING METHOD AND STRUCTURE OF JACK UP RIG FROM SEAFLOOR}
본 발명은 잭업리그 인발시공방법 및 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해저에 박힌 잭업리그를 쉽게 뽑아 올릴 수 있도록 마련되는 잭업리그 인발시공방법 및 구조에 관한 것이다.
해양은 지상의 지면과 달리 안정된 상태가 아니어서, 구조물 자체를 세우는 작업이 상당히 험난하므로, 작업자에 대해 지면과 같은 안정된 작업환경을 제공할 수 있는 선박 또는 해양구조물이 필요하다.
이를 위해서, 해양에 고정될 수 있도록 해저에 지지되는 레그가 승강가능하게 탑재된 특수선박 또는 해양구조물이 개발되어 있다.
이러한 특수선박 또는 해양구조물은 이동 시와 같은 평상 시에 레그가 지면으로부터 유격되어 선체에 인입되어 있으며, 작업을 위한 선체의 위치 고정이 필요한 경우에는 해저로 하강하여 해저에 지지된다.
이때 레그의 하단에는 다양한 해저지형에 지지될 수 있도록 스퍼드캔(spudcan)이 설치된다. 이러한 특수선박 중 천해지역 드릴링을 목적으로 스퍼드캔이 탑재된 선박을 잭업 리그(jack up rig)라고 한다.
이러한 잭업리그의 스퍼드캔은 사람의 발바닥과 같이 해저 지면에 맞닿아 레그를 충분히 지탱할 수 있도록 넓은 면적을 갖는 지지구조물로서, 선체 또는 해양구조물의 안정적인 지탱을 위해서 세 개 이상의 레그와 함께 선체에 탑재된다.
일반적으로 공용 중인 잭업리그 기초구조물은, 해저 지표면으로부터 약 10-20 m 깊이로 관입되어 있는 상태이다. 그리고 임무 완료된 잭업리그는 이동을 위해 해저지반에 관입되어 있는 레그(leg) 및 스퍼드캔 기초(spudcan foundation)를 인발하여야 하는 데, 기존에는 잭업레그를 강제로 끌어올렸으나 잭업기초 상부에 놓여져 있는 해저 지반 흙의 자중 및 스퍼드캔 바닥면과 지반과의 압착으로 인해 무리한 인발 시, 잭업레그와 잭업기초의 연결부 손상 등 문제가 발생되고 있다.
미국특허 제7, 534, 072호
본 발명의 일 실시 예는, 잭업리그의 해저로부터의 제거 시에 해저 지반 흙과 스퍼드 캔 바닥 사이의 흡착력을 줄여 해저로부터의 잭업리그의 인발작업을 수월하게 진행할 수 있으며, 인발작업에 따른 잭업레그와 잭업기초의 연결부에 대한 손상을 방지할 수 있는 잭업리그 인발시공방법 및 구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해저지반에 파일들을 삽입하는 단계; 상기 파일들에 일정 높이로 모래를 채우는 단계; 상기 파일을 제거하여 모래파일을 마련하는 단계; 및 상기 파일에 의해 상기 해저지반에 삽입되어 있는 상기 모래파일 상에 선박 또는 해양구조물을 해저로부터 지지하도록 배치되는 잭업리그의 스퍼드 캔을 배치하는 단계를 포함하는 잭업리그 인발시공방법이 제공될 수 있다.
상기 파일에 상기 모래를 채운 후에는, 상기 파일 내부의 모래를 다져 상기 해저지반에 대한 레벨 작업을 수행할 수 있다.
상기 레벨 작업은, 진동자 또는 햄머로 수행할 수 있다.
상기 모래파일은, 상기 스퍼드 캔 직경의 반 이상의 깊이로 배치될 수 있다.
상기 파일들은, 상기 스퍼드 캔이 배치되는 배치영역의 2/3 이상 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 해저지반 상에 파일들에 의해 배치되는 모래파일; 선박 또는 해양구조물을 해저로부터 지지하도록 상기 모래파일 상에 배치되는 스퍼드 캔; 및 상기 스퍼드 캔이 하단부에 결합되며, 상기 선박 또는 해양구조물을 지지하는 잭업레그을 포함하며, 상기 스퍼드 캔이 상기 모래파일에 지지된 상태에서 상기 해저지반으로 인입되어 배치되며, 상기 스퍼드 캔을 상기 해저지반으로부터 인발 시에 상기 모래파일을 통해 상기 해저지반과 상기 스퍼드 캔 사이의 수압이 줄어드는 잭업리그 인발시공구조가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 잭업리그의 해저로부터의 제거 시에 해저 지반 흙과 스퍼드 캔 바닥 사이의 흡착력을 줄여 해저로부터의 잭업리그의 인발작업을 수월하게 진행할 수 있으며, 인발작업에 따른 잭업레그와 잭업기초의 연결부에 대한 손상을 방지할 수 있는 잭업리그 인발시공방법 및 구조를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업리그 인발시공방법에 따른 모래파일 상에 스퍼드 캔이 설치된 상태도이다.
도 2는, 도 1의 스퍼드 캔을 인발하는 상태도이다.
도 3은, 도 1의 스퍼드 캔이 배치될 모래파일의 영역 평면도이다.
도 4는, 도 3에 모래파일이 배치된 상태도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업리그 인발시공방법에 따른 파일을 해저지반에 삽입하고, 모래를 투입하는 상태도이다.
도 6은, 도 5에 이어서 파일 내부의 모래를 다지는 상태도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업리그 인발시공방법은, 해저지반(100)에 파일(110)들을 삽입하는 단계와, 파일(110)들에 일정 높이로 모래를 채우는 단계와, 파일(110)을 제거하여 모래파일(112)을 마련하는 단계와, 파일(110)에 의해 해저지반(100)에 삽입되어 있는 모래파일(112) 상에 선박 또는 해양구조물을 해저로부터 지지하도록 배치되는 잭업리그(125)의 스퍼드 캔(115)을 배치하는 단계를 포함한다.
기존의 잭업 리그는 원형의 스퍼드 캔(115)이 부착된 잭업 레그를 해저면에 내려 지반에 관입시킴으로서, 안정적인 지지력을 확보한다. 이에 따라 잭업리그(125)는 건조 시에도, 로드아웃(load-out) 이후 해저 지반 면에 지지하여 상부 구조물의 조립을 진행하게 된다.
이러한 것들은 안정적인 작업에 도움이 되나, 스퍼드 캔(115)을 인발할 경우 스퍼드 캔(115)의 하면과 지반이 접하는 부분에 석션압(suction pressure; 음압; minus pressure)가 발생하여 구조물에 손상을 발생시킬 수 있다.
전술한 본 실시 예에 따른 잭업리그 인발시공방법은, 스퍼드 캔(115, 특히 skirted type) 인발 시 발생하는 석션압을 감소시키기 위한 것으로서, 도 3과 도4와 같이 스퍼드 캔(115)이 위치할 예상 지역에 스퍼드 캔(115) 직경(d)의 절반 길이(0.5d) 정도로 모래파일(112)을 지반 내에 삽입하여 간극수압의 빠른 소산을 유도할 수 있다.
이러한 본 실시 예에 따르면, 잭업리그(125)를 해저로부터 제거 시에 해저 지반 흙과 스퍼드 캔(115) 바닥 사이의 석션압 즉 전술한 간극수압을 줄여 해저로부터의 잭업리그(125)의 인발작업을 수월하게 진행할 수 있으며, 인발작업에 따른 잭업레그(120)와 잭업기초의 연결부에 대한 손상을 방지할 수 있게 된다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 실시 예에서 파일(110)에 모래를 채운 후에는, 파일(110) 내부의 모래를 다져 해저지반(100)에 대한 레벨 작업을 수행할 수 있다. 이때 레벨 작업은, 진동자(130) 또는 햄머(131)로 수행할 수 있다.
즉 파일(110)들은 연약지반과 같은 해저지반(100)에 배치된 상태에서, 모래가 투입되어 내부로 모래가 채워질 수 있으며, 이러한 모래들은 진동자(130), 햄머(131), 혹은 일종의 진동햄머에 의해 견고하게 다져져 밀도성이 높아질 수 있으며, 이에 따라 파일(110)의 제거 시에 해저지반(100)에 남아 있게 된다.
이러한 모래파일(112)은, 스퍼드 캔(115)이 배치된 후 스퍼드 캔(115)을 해저지반(100)으로부터 제거할 때, 스퍼드 캔(115)과 해저지반(100) 표면 사이의 간극압력을 줄여 스퍼드 캔(115)의 인발을 용이하게 만든다.
이러한 본 실시 예에 따른 모래파일(112)은, 스퍼드 캔(115)의 직경이 1m라고 상정할 때, 적어도 50cm 깊이로 배치될 수 있다. 즉 스퍼드 캔(115) 직경의 반 이상의 깊이로 해저지반(100)에 배치되는 경우에, 스퍼드 캔(115)과 해저지반(100)의 표면 사이에 발생되는 간극수압을 원활하게 줄일 수 있게 된다.
또한 본 실시 예에 따르면 파일(110)들은, 스퍼드 캔(115)이 배치되는 배치영역의 2/3 이상 배치될 수 있다. 파일(110)들은 스퍼드 캔(115)의 배치될 예정영역에 2/3 이상 배치됨으로써 모래파일(112)이 이에 대응하여 거의 동일 면적으로 배치될 수 있다. 이러한 모래파일(112)의 배치면적은, 스퍼드 캔(115)의 인발 시에 해저지반(100)과 스퍼드 캔(115) 사이의 간극수압을 수월하게 줄여줄 수 있다.
한편, 도 1과 도 2를 참조하면, 전술한 잭업리그 인발시공방법에 적용되어 있는 본 발명의 일 실시에 따른 잭업리그 인발시공구조는, 해저지반(100) 상에 파일(110)들에 의해 배치되는 모래파일(112)과, 선박 또는 해양구조물을 해저로부터 지지하도록 모래파일(112) 상에 배치되는 스퍼드 캔(115)과, 스퍼드 캔(115)이 하단부에 결합되며 선박 또는 해양구조물을 지지하는 잭업레그(120)을 포함한다.
이러한 본 실시 예에 따른 잭업리그 인발시공구조는, 스퍼드 캔(115)이 모래파일(112)에 지지된 상태에서 해저지반(100)으로 인입되어 배치되며, 스퍼드 캔(115)을 해저지반(100)으로부터 인발 시에 모래파일(112)을 통해 해저지반(100)과 스퍼드 캔(115) 사이의 간극수압이 줄게 되어 해저지반(100)으로부터 스퍼드 캔(115)의 인발작업이 수월하게 진행되도록 만든다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
100: 해저지반 110: 파일
112: 모래파일 115: 스퍼드 캔
120: 잭업레그 125: 잭업리그
130: 진동자 131: 햄머

Claims (6)

  1. 해저지반에 파일들을 삽입하는 단계;
    상기 파일들에 일정 높이로 모래를 채우는 단계;
    상기 파일을 제거하여 모래파일을 마련하는 단계; 및
    상기 파일에 의해 상기 해저지반에 삽입되어 있는 상기 모래파일 상에 선박 또는 해양구조물을 해저로부터 지지하도록 배치되는 잭업리그의 스퍼드 캔을 배치하는 단계를 포함하는 잭업리그 인발시공방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 파일에 상기 모래를 채운 후에는, 상기 파일 내부의 모래를 다져 상기 해저지반에 대한 레벨 작업을 수행하는 잭업리그 인발시공방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 레벨 작업은, 진동자 또는 햄머로 수행하는 잭업리그 인발시공방법.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 모래파일은, 상기 스퍼드 캔 직경의 반 이상의 깊이로 배치되는 잭업리그 인발시공방법.
  5. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 파일들은, 상기 스퍼드 캔이 배치되는 배치영역의 2/3 이상 배치되는 잭업리그 인발시공방법.
  6. 해저지반 상에 파일들에 의해 배치되는 모래파일;
    선박 또는 해양구조물을 해저로부터 지지하도록 상기 모래파일 상에 배치되는 스퍼드 캔; 및
    상기 스퍼드 캔이 하단부에 결합되며, 상기 선박 또는 해양구조물을 지지하는 잭업레그을 포함하며,
    상기 스퍼드 캔이 상기 모래파일에 지지된 상태에서 상기 해저지반으로 인입되어 배치되며, 상기 스퍼드 캔을 상기 해저지반으로부터 인발 시에 상기 모래파일을 통해 상기 해저지반과 상기 스퍼드 캔 사이의 수압이 줄어드는 잭업리그 인발시공구조.
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