KR101358216B1 - 핀타입 리프팅프레임 및 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법 - Google Patents

Abstract

핀타입 리프팅프레임 및 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핀타입 리프팅프레임 및 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법은, 데릭의 너비에 대응하게 연장된 메인프레임부와, 상기 메인프레임부의 양측 끝단에 각각 마련된 러그조립체와, 상기 러그조립체에 고정 연결되고, 상기 메인프레임부의 연장 방향에 대하여 수직하게 연장되는 수평프레임부와, 상기 조인트판부의 힌지구멍에 각각 힌지결합된 경사프레임부와, 상기 메인프레임부와 상기 수평프레임부 사이의 내측에서 경사지게 연결된 지지프레임부를 포함하는 핀타입 리프팅프레임 및 이를 이용한 데릭 설치 공법일 수 있다.

Description

핀타입 리프팅프레임 및 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법{PIN-TYPE LIFTING FRAME AND DERRICK INSTALLATION METHOD USING THE PIN-TYPE LIFTING FRAME}

본 발명은 지상에서 일괄 조립된 데릭을 들어올려 드릴쉽(drill ship)의 드릴플로어(drill floor)에 설치하기 위한 핀타입 리프팅프레임 및 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법에 관한 것이다.

일반적으로, 크레인은 인양하려는 물체를 다루는 사용처 또는 작업장에서 들어올리는 용도로 사용된다.

만일, 크레인의 사용처가 조선소인 경우, 크레인은 인양 대상으로서 선체 조립을 위한 블록 건조용 구조재 또는 선박 건조용 블록을 인양하기 위한 지상크레인과, 해상에서 부유하면서 지상쪽으로 크레인 붐을 연장시켜 인양 대상을 인양할 수 있는 플로팅크레인 등이 있다.

한편, 산업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량이 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 중요한 문제로 떠오르고 있다. 이에 따라, 해저 유전의 개발에 적합한 시추 설비를 구비한 시추선과 같은 해양 구조물이 개발되어 왔다.

이러한 해양 구조물을 이용한 해저 시추에는 계류 장치를 이용하여 해상에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship), 고정식 플랫폼 등이 이용될 수 있다.

최근에는 시추 장비를 탑재하고 자체 동력으로 항해할 수 있는 선체를 갖는 드릴쉽(drill ship), 반잠수형 리그(semi-submersible rig), TLP(Tension Leg Platform), 생산저장선박 등이 개발되고 있다. 이러한 생산저장선박에는 해상 석유 시추 설비(offshore Oil-drilling Platforms), 부유식 원유생산 저장 이송 설비(FPSO: Floating Production Storage Offloading), 원유 시추선, 가스 시추선, 부유식 액화가스저장선(LNG FSRU: LNG Floating Production Storage Offloading) 등이 포함된다.

발명의 배경이 되는 기술로서, 예컨대, 도 1에 도시되어 있고, 하기의 특허문헌에 설명된 바와 같이, 해상크레인을 이용한 데릭 구조물의 운송용 지그가 개시되어 있다.

특허문헌은, 해상크레인(1)을 이용하여 데릭 구조물(2)을 인양한 다음 이를 원하는 장소로 직접 운송하여 하역할 수 있는 기술적 사상을 개시하고 있다.

그러나, 특허문헌에 개시되는 사상에는 데릭 구조물(2), 즉 기둥, 보 등으로 이루어진 골조 구조물만을 인양할 뿐, 데릭 구조물(2)에 부가되는 보호벽(wind wall), 비 도어(vee-door), 기타 데릭 관련 장비(예: 윈치 연결 부재, 데드라인 앵커, 탑 드라이브 등)를 일괄적으로 모두 탑재한 상태에서 인양하는 것은 아니다.

즉, 특허문헌에는 데릭 구조물(2)을 인양하기 위한 사각링형 리프트 프레임(3)이 제공되나, 사각링형 리프트 프레임(3)이 데릭 구조물(2)의 둘레를 감싸도록 형성되어 있어서, 보호벽 등이 미리 탑재된 데릭 구조물인 경우 사각링형 리프트 프레임(3)과 보호벽간 간섭이 발생되어 사각링형 리프트 프레임(3)의 부착이 어려운 단점이 있다.

또한, 데릭 관련 장비를 모두 일괄적으로 데릭 구조물(2)에 설치하여 인양하는 경우, 사각링형 리프트 프레임(3)이 더욱더 튼튼하고 크게 만들어지면서 사각링형 리프트 프레임(3) 자체 중량이 증가될 수 있는 단점을 가질 수 있다.

또한, 특허문헌은 해상크레인(1)을 이용하기 때문에, 해상크레인(1)으로 사각링형 리프트 프레임(3)을 장착하는 시간과, 장착된 사각링형 리프트 프레임(3)과 함께 데릭 구조물(2)을 인양하는 시간 동안 해상크레인(1)을 사용하므로써, 조선소 내에서 다른 지상크레인과 해상크레인(1)을 병행하여 사용하는 것에 비해, 해상크레인(1)의 사용시간이 상대적으로 길고, 결과적으로 조선소 내 크레인 장치들의 활용도가 상대적으로 크게 떨어지고, 탑재 또는 설치 비용이 상대적으로 많이 드는 단점이 있다.

또한, 사각링형 리프트 프레임(3)은 데릭 구조물(2)에 맞게 밀착되도록 세팅되어 있으므로, 만일 데릭 구조물(2)에 제작오차가 있는 경우, 그 제작오차에 대응하게 사각링형 리프트 프레임(3)의 조립 상태를 변경, 조정이 어렵고, 이로 인해 사각링형 리프트 프레임(3)을 데릭 구조물(2)에 장착시 사각링형 리프트 프레임(3)과 데릭 구조물(2)간 오차를 맞추기 위한 부수적인 구조물의 용접 또는 절단 등과 같이 고소 위치에서의 부가적인 작업이 발생되는 등 많은 어려움이 있다.

특히, 한정된 조선소의 부지면적 및 크레인 자원과 상대적으로 중량이 많이 나가는 사각링형 리프트 프레임(3)의 사용에 따라, 데릭 구조물(2)의 크기 및 중량을 대형화하거나, 데릭 관련 설치물을 지상에서 일괄적으로 조립하여 드릴플로어에 설치하기 어려운 상태이다.

공개특허공보 제10-2010-0039076, 도 1, 도 2

본 발명의 실시예는 데릭의 측면에서 탈부착이 가능하고, 데릭 제작오차 발생시 대응할 수 있도록 회전이 가능한 핀타입 리프팅프레임 및 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 데릭의 너비에 대응하게 연장된 메인프레임부와, 상기 메인프레임부의 양측 끝단에 각각 마련된 러그조립체와, 상기 러그조립체에 고정 연결되고, 상기 메인프레임부의 연장 방향에 대하여 수직하게 연장되는 수평프레임부와, 조인트판부의 힌지구멍에 각각 힌지결합된 경사프레임부와, 상기 메인프레임부와 상기 수평프레임부 사이의 내측에서 경사지게 연결된 지지프레임부를 포함하는 핀타입 리프팅프레임이 제공될 수 있다.

또한, 상기 메인프레임부는, 중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 사용하여 제작한 몸체와, 상기 몸체의 상부 외주면에 하나 이상 고정된 제 1 러그를 포함할 수 있다.

또한, 상기 러그조립체는, 판 형상으로서 상부에 체결구멍 및 구멍보강층을 갖고, 하부에 보강리브를 가지며, 중간부를 상기 메인프레임부에 형성된 제 1 절개홈에 끼워서 용접에 의해 고정되는 크레인연결부와, 상기 크레인연결부의 일측과 타측에 배치되고, 상기 크레인연결부 및 메인프레임부에 용접되는 양측면판과, 상기 제 1 절개홈과 수직하여 관통하게 연결되어 상기 메인프레임부의 외주면쪽으로 절개된 제 2 절개홈 및 상기 제 2 절개홈에 일치되도록 수평프레임부에 형성된 제 3 절개홈에 끼워짐에 따라, 상기 크레인연결부에 대하여 T자 형태로 고정되고, 하부에 힌지구멍 및 구멍보강층을 갖는 조인트판부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평프레임부는, 중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 사용하여 제작한 몸체와, 상기 수평프레임부의 몸체의 상부에 마련된 제 2 러그와, 상기 경사프레임부를 경사지게 유지 또는 그의 위치를 조절하기 위한 슬링와이어 또는 체인블록의 체인의 일단부를 체결하도록, 상기 수평프레임부의 몸체의 하부에 마련된 하나 이상의 제 3 러그와, 상기 수평프레임부의 몸체의 자유단쪽 끝단에 배치되어 있고 핀구멍을 갖는 상부 핀조인트부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 상부 핀조인트부는, Y자 또는 U자 너클(knuckle)과 같은 형상을 갖도록, 평행하게 이격되어 한 쌍을 이루며 상기 수평프레임부의 몸체의 연장 방향을 따라 절개된 제 4 절개홈에 각각 끼워져 용접에 의해 고정되는 한 쌍의 너클판과, 상기 제 4 절개홈을 제외한 상기 수평프레임부의 몸체의 끝단 측면을 마감하도록 상기 수평프레임부의 몸체의 끝단 측면에 용접되는 마감판을 포함할 수 있다.

또한, 상기 경사프레임부는, 중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 사용하여 제작한 몸체와, 상기 수평프레임부의 제 3 러그를 향하는 방향으로 상기 경사프레임부의 몸체에 마련된 하나 이상의 제 4 러그와, 상기 경사프레임부의 몸체의 일측 끝단에 마련되고 상기 러그조립체의 조인트판부에 힌지결합되는 힌지 핀조인트부와, 상기 경사프레임부의 몸체의 타측 끝단에 마련된 하부 핀조인트부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평프레임부의 제 3 러그와 상기 경사프레임부의 제 4 러그 사이에 체결되는 슬링와이어 또는 체인블록의 체인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평프레임부의 상부 핀조인트부와 상기 데릭의 데릭상부 아이피스간 상호 일치된 핀구멍, 및 상기 경사프레임부의 하부 핀조인트부와 상기 데릭의 데릭하부 아이피스간 상호 일치된 핀구멍에 각각 체결되는 탈부착핀을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 탈부착핀은, 직경이 상대적으로 크게 형성된 헤드부로부터 미리 정한 핀 길이를 갖도록 연장되어 핀구멍에 삽입되는 핀부와, 상기 핀부의 끝단부의 나사산에 결합되는 나사부를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예의 다른 측면에 따르면, a) 데릭을 일괄적으로 지상에서 조립하는 단계와, b) 지상크레인을 사용하여 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임에 조립하는 단계와, c) 플로팅크레인으로 핀타입 리프팅프레임 및 데릭을 인양하는 단계와, d) 데릭 설치위치에 정위치하여 데릭을 설치하는 단계와, e) 플로팅크레인을 핀타입 리프팅프레임으로부터 해체하는 단계와, f) 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임으로부터 해체하는 단계와, g) 데릭의 설치를 마무리하는 단계를 포함하는 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 b) 단계에서는, 상기 지상크레인을 수평프레임부의 제 2 러그와 메인프레임부의 제 1 러그에 연결하고, 슬링와이어와 체인블록의 체인을 수평프레임부의 제 3 러그와 경사프레임부의 제 4 러그 사이에 체결하고, 상기 지상크레인에 의해 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임쪽으로 이동하고, 데릭의 보호벽의 설치구멍을 통해서 핀타입 리프팅프레임의 상부 및 하부 핀조인트부를 데릭프레임의 데릭상부 아이피스 및 데릭하부 아이피스 쪽으로 각각 접근시키고, 상부 핀조인트부의 핀구멍을 데릭상부 아이피스에 핀구멍에 일치시켜 탈부착핀으로 체결하고, 상기 체인블록을 조작하여 경사프레임부가 데릭 쪽으로 접근하도록 회전시킴에 따라, 경사프레임부의 하부 핀조인트부의 핀구멍을 데릭하부 아이피스의 핀구멍에 일치시켜 다른 탈부착핀으로 체결하고, 상기 지상크레인을 핀타입 리프팅프레임으로부터 분리시킬 수 있다.

상기 f) 단계에서는, 상기 지상크레인을 수평프레임부의 제 2 러그와 메인프레임부의 제 1 러그에 연결하고, 경사프레임부의 아래쪽 탈부착핀을 해체하고, 체인블록의 체인 길이를 상대적으로 길게 신장 시키고, 중력의 작용에 의해 경사프레임부를 회전시켜 데릭으로부터 멀어지게 이탈시키고, 데릭상부 아이피스의 볼트 및 너트를 풀어 상기 데릭상부 아이피스 자체를 데릭프레임의 해당 피스설치부로부터 분리시킴에 따라, 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임으로부터 해체할 수 있다.

본 발명의 실시예는 데릭프레임을 기준으로 대칭되게 배치되어 데릭프레임의 일측부와 타측부에 설치되는 핀타입 리프팅프레임을 제공함으로써, 데릭프레임 전체를 둘러쌀 필요가 없으므로 상대적으로 경량화되게 제작될 수 있는 장점이 있다.

이를 통해서, 지상에서 데릭프레임에 보호벽 또는 기타 데릭 관련 장비가 일괄 조립되어 인양하중이 기존 공법에 비해 증가되더라도, 종래의 기술의 사각링형 리프트 프레임에 비해 상대적으로 경량화되게 제작될 수 있는 핀타입 리프팅프레임의 사용에 따라, 동일 규격의 플로팅크레인이 사용되더라도, 상대적으로 인양능력을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 핀타입 리프팅프레임은 러그조립체(lug assembly)가 양측에 마련된 메인프레임과, 러그조립체에서 각각 수직하게 연장된 수평프레임부와, 러그조립체의 힌지결합부위인 조인트판부의 힌지구멍을 통해 힌지결합된 경사프레임부를 포함하되, 수평프레임의 상부 핀조인트부 및 경사프레임부의 하부 핀조인트부 각각이 데릭프레임에 마련된 데릭상부 아이피스(eye piece)와 데릭하부 아이피스에 각각 핀결합될 수 있도록 되어 있다.

이런 핀결합 도중, 경사프레임부가 러그조립체의 조인트판부를 기준으로 회전이 가능하므로, 이를 통해 데릭 제작오차 발생시 대응이 가능하므로 신속하게 데릭프레임에 설치될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에는 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법이 제공될 수 있는데, 지상크레인을 사용하여 핀타입 리프팅프레임이 데릭프레임의 양측면쪽 방향을 따라 데릭프레임쪽으로 접근하여 데릭프레임의 데릭상부 아이피스와 데릭하부 아이피스에 장착될 수 있다. 따라서, 데릭프레임의 높이보다 큰 인양높이를 갖는 해상크레인이 아닌 지상크레인을 사용하여 핀타입 리프팅프레임이 데릭프레임에 장착된 후, 실제적으로 데릭을 인양할 때만 해상크레인을 사용할 수 있게 함에 따라, 크레인 활용도를 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 핀타입 리프팅프레임은 데릭의 양측에서 접근하는 방식이기 때문에, 핀타입 리프팅프레임 자체를 기존과 같이 데릭 높이 이상으로 들어올린 후 하향으로 이동시킬 필요가 없고, 일반적인 데릭에 비해 상대적으로 높은 높이의 데릭을 제작할 때, 그에 대응한 해상크레인을 사용할 필요 없이, 상대적으로 데릭프레임의 상부 위치에 핀타입 리프팅프레임을 장착시킬 수 있다. 이에 따라 데릭의 인양 중심을 잡기가 상대적으로 쉽고, 데릭프레임의 상부구조물과 크레인간의 간섭이 상대적으로 줄어들 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 운송용 지그를 이용하여 데릭 구조물을 이송하는 사용 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀타입 리프팅프레임 한 쌍을 이용하여 지상에서 일괄 조립된 데릭을 인양하는 사용 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 핀타입 리프팅프레임의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 핀타입 리프팅프레임의 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 핀타입 리프팅프레임의 우측면도이다.
도 6은 메인프레임과 수평프레임이 고정 연결된 러그조립체의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 러그조립체의 분해 사시도이다.
도 8은 수평프레임부의 끝단에 마련된 상부 핀조인트부의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 상부 핀조인트부의 분해 사시도이다.
도 10은 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 핀타입 리프팅프레임과 데릭프레임과의 설치관계를 설명하기 위한 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀타입 리프팅프레임 한 쌍을 이용하여 지상에서 일괄 조립된 데릭을 인양하는 사용 상태를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 데릭(20)의 일측과 타측 또는 좌, 우측에 각각 배치되도록, 한 쌍으로 마련될 수 있는 핀타입 리프팅프레임(100)과, 그 핀타입 리프팅프레임(100)을 이용한 데릭 설치 공법을 개시한다.

핀타입 리프팅프레임(100)은 한 쌍으로 이루어지며 데릭(20)을 기준으로 대칭되게 설치 및 사용될 수 있으므로, 본 실시예의 설명에서는 설명의 용이성을 위하여 어느 한쪽의 핀타입 리프팅프레임(100)에 대하여 설명할 수 있다.

본 발명의 설명에서, 데릭(20)은 골조 형상의 데릭프레임(21)과, 데릭프레임(21)에 일괄적으로 지상에서 조립된 보호벽(22)(wind wall), 비 도어(vee-door), 기타 데릭 관련 장비(예: 윈치 연결 부재, 데드라인 앵커, 탑 드라이브 등)를 일괄적으로 모두 탑재한 상태의 구조물을 의미할 수 있다.

특히, 데릭프레임(21)의 외측에 방풍벽과 같은 보호벽(22)이 데릭프레임(21)을 대부분을 가린 상태로 데릭(20)이 조립되어 있으므로, 보호벽(22)의 간섭에 따라 기존의 사각링형 리프팅 프레임을 데릭프레임(21)에 조립하여 사용하기 어려울 수 있다.

이런 어려움을 해소할 수 있는 본 실시예의 한 쌍의 핀타입 리프팅프레임(100)은 데릭프레임(21)의 양측면쪽 방향을 따라 데릭프레임(21)쪽으로 접근하고, 각 핀타입 리프팅프레임(100)당 보호벽(22)에 미리 형성되어 있는 4개의 설치구멍(23)(도 2 또는 도 11 참조)을 통해 데릭프레임(21)의 데릭상부 아이피스(24)와 데릭하부 아이피스(25)에 핀타입 방식으로 탈부착 될 수 있도록 되어 있다.

데릭상부 아이피스(24)는 하나 이상의 볼트 및 너트(24a)(도 11참조)에 의해 데릭프레임(21)의 해당 피스설치부(24b)에 취부 가능하게 설치되어 있을 수 있다.

데릭하부 아이피스(25)는 용접에 의해 데릭프레임(21)의 해당 아이피스 설치위치에 고정되게 설치되어 있을 수 있다.

핀타입 방식으로 탈부착된다는 의미는 도 11에 도시된 바와 같이, 고하중 인양용 탈부착핀(200, 200')을 각각 대응되는 상부, 하부 핀조인트부(135, 145)의 핀구멍(135f, 145f)과 아이피스(24, 25)의 핀구멍에 체결하여, 결과적으로 핀타입 리프팅프레임(100)이 데릭프레임(21)에 장착 또는 탈착 가능하게 체결됨을 의미할 수 있다.

여기서, 탈부착핀(200, 200')은 직경이 상대적으로 크게 형성된 헤드부(201)로부터 미리 정한 핀 길이를 갖도록 연장되어 상기 핀구멍에 삽입되는 핀부(202)와, 핀부(202)의 끝단부의 나사산에 결합되는 나사부(203)를 포함할 수 있다.

각 핀타입 리프팅프레임(100)은 지상크레인(30)에 의해 인양되어 데릭(20)의 데릭프레임(21)에 장착 또는 탈착될 수 있다.

핀타입 리프팅프레임(100)이 데릭(20)의 데릭프레임(21)에 장착된 이후, 핀타입 리프팅프레임(100) 및 데릭(20)을 실제로 인양 및 이송하여 드릴플로어(도시 안됨)에 설치하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같은 플로팅크레인(40)이 사용될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 핀타입 리프팅프레임의 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 핀타입 리프팅프레임의 정면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 핀타입 리프팅프레임의 우측면도이다.

핀타입 리프팅프레임(100)은 메인프레임부(110), 러그조립체(120), 수평프레임부(130), 경사프레임부(140, 140'), 지지프레임부(150)를 포함한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 메인프레임부(110)는 인양하중을 견딜 수 있는 구조재로 제작되어서, 데릭(20)의 너비에 대응하게 연장되어 있을 수 있다.

메인프레임부(110)는 중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 사용하여 제작한 몸체(111)를 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예에서 언급한 중공형 구조재는 강봉(steel pole), 샤프트, 빔(beam), 바(bar) 형태로 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

메인프레임부(110)는 지상크레인의 와이어 또는 로프에 연결되기 위한 제 1 러그(112, 113)를 포함할 수 있다. 제 1 러그(112, 113)는 하나 이상으로 메인프레임부(110)의 몸체(111)의 상부 외주면에 수직하게 돌출 및 고정되어 있을 수 있다.

러그조립체(120)는 데릭 인양 포인트가 되도록 플로팅크레인용 케이블 또는 샤클(shackle)이 연결되는 것으로서 용접에 의해 고정되어 메인프레임부(110)의 양측 끝단에 각각 마련되어 있는 크레인연결부(121)와, 크레인연결부(121)에 대하여 T자 형태로 고정되며 하부에 힌지구멍이 구비된 조인트판부(122)를 포함할 수 있다.

러그조립체(120)의 상세한 구성 및 조립관계는 하기의 도 6 및 도 7을 통해서 상세히 설명될 수 있다.

수평프레임부(130)는 각 러그조립체(120)에 고정 연결되고, 메인프레임부(110)의 연장 방향에 대하여 각각 수직하게 연장될 수 있다.

이런 수평프레임부(130)는 중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 사용하여 제작한 몸체(131)와, 지상크레인의 와이어 또는 로프에 연결되기 위해 수평프레임부(130)의 몸체(131)의 상부에 마련된 제 2 러그(132)와, 경사프레임부(140, 140')를 경사지게 매달거나 힌지결합 각도를 조절하여 데릭의 제작오차에 대응하기 위한 슬링와이어(sling wire) 또는 체인블록의 체인의 일단부를 체결하기 위해 수평프레임부(130)의 몸체(131)의 하부에 마련된 하나 이상의 제 3 러그(133, 134)를 포함할 수 있다.

수평프레임부(130)는 데릭의 데릭프레임(21)에 기 마련되어 있는 데릭상부 아이피스(24)에 핀결합되도록 핀구멍(135f)을 구비하고 있고 수평프레임부(130)의 몸체(131)의 자유단쪽 끝단에 배치되어 있는 상부 핀조인트부(135)를 포함할 수 있다.

상부 핀조인트부(135)의 상세한 구성 및 조립관계는 하기의 도 8 및 도 9를 통해서 상세히 설명될 수 있다.

경사프레임부(140, 140')는 러그조립체(120)의 조인트판부(122)의 힌지구멍에 각각 힌지결합되고, 수평프레임부(130)의 연장 방향에 대하여 경사지게 데릭프레임(21)의 해당 장착 위치(예: 데릭하부 아이피스)쪽으로 연장될 수 있다.

각 경사프레임부(140, 140')는 중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 사용하여 제작한 몸체(141)와, 수평프레임부(130)에 경사지게 매달려 있거나 힌지결합 각도를 조절하여 데릭의 제작오차에 대응하기 위한 슬링와이어 또는 체인블록의 체인의 타단부를 체결하도록, 수평프레임부(130)의 제 3 러그(133, 134)를 향하는 방향으로 경사프레임부(140, 140')의 몸체(141)의 상부에 마련된 하나 이상의 제 4 러그(143, 144)와, 몸체(141)의 일측 끝단에 마련되고 러그조립체(120)의 조인트판부(122)에 힌지결합되는 힌지 핀조인트부(142)와, 몸체(141)의 타측 끝단에 마련되고, 데릭프레임(21)의 데릭하부 아이피스(25)에 핀결합되는 핀구멍(145f)을 갖는 하부 핀조인트부(145)를 포함할 수 있다.

힌지 핀조인트부(142) 및 하부 핀조인트부(145)는 앞서 언급한 상부 핀조인트부(135)와 동일한 구성 및 조립관계를 가지고 있으므로, 하기의 도 8 및 도 9를 통해서 상세히 설명하는 내용으로도 충분히 한정될 수 있으므로, 중복 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 데릭프레임(21)의 구조물이 그의 설계 특성상 기울어져 있는 부위가 있는 것을 고려하여, 좌측의 경사프레임부(140)는 메인프레임부(110)의 연장 방향을 기준으로 수직하게 연장될 수 있는 반면, 우측의 경사프레임부(140')는 메인프레임부(110)의 연장 방향을 기준으로 둔각(B)을 이루도록 바깥쪽으로 연장되게 형성될 수 있다.

지지프레임부(150)는 메인프레임부(110)와 수평프레임부(130) 사이의 좌측과 우측 각각의 내측 코너 부위에서 경사지게 연결될 수 있다.

지지프레임부(150)는 메인프레임부(110)와 수평프레임부(130)의 구조적 보강재의 역할을 담당하도록 메인프레임부(110)와 수평프레임부(130) 사이에서 용접에 의해 경사지게 고정되는 것으로서, 중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 각각 사용하여 제작될 수 있다.

이하, 러그조립체(120)의 상세한 구성 및 조립관계에 대하여 설명하되, 도 6은 메인프레임과 수평프레임이 고정 연결된 러그조립체의 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 러그조립체의 분해 사시도이다.

도 6 또는 도 7을 참조하면, 러그조립체(120)는 판 형상으로서 상부에 케이블 또는 샤클 연결용 체결구멍(121f) 및 구멍보강층(121a)을 갖고, 하부에 한 쌍으로 이격되게 설치된 보강리브(121b)를 갖고, 중간부가 메인프레임부의 몸체(111)의 연장 방향을 따라 절개된 제 1 절개홈(114)에 끼워져 용접에 의해 고정되어 있는 크레인연결부(121)를 포함할 수 있다.

러그조립체(120)는 크레인연결부(121)의 일측과 타측에 배치되어, 크레인연결부(121) 및 메인프레임부의 몸체(111)에 용접되는 마감과 보강을 위한 양측면판(121c, 121d, 121e)을 포함할 수 있다.

또한, 러그조립체(120)는 메인프레임부의 몸체(111)에서 제 1 절개홈(114)과 수직하여 관통하게 연결되어 외주면쪽으로 절개된 제 2 절개홈(115)과, 이런 제 2 절개홈(115)에 일치되도록 수평프레임부의 몸체(131)의 연장 방향을 따라 절개된 제 3 절개홈(136)에 있어서, 일치된 제 2 절개홈(115) 및 제 3 절개홈(136)에 끼워짐에 따라, 크레인연결부(121)에 대하여 T자 형태로 고정되고, 하부에 힌지구멍(122b) 및 구멍보강층(122a)을 갖는 조인트판부(122)를 포함할 수 있다.

러그조립체(120)에서는 제 1 내지 제 3 절개홈(114, 115, 136)을 이용하여 용접 접촉 면적을 증가시킴에 따라 더욱 구조적으로 견고하게 크레인연결부(121) 및 조인트판부(122)를 메인프레임부 또는 수평프레임부의 몸체(111, 131)에 고정시킬 수 있다.

또한, 크레인연결부(121)와 조인트판부(122)가 T자 형태로서 상호 보강 리브의 역할을 해주는 배치 구조를 실현함으로써, 파이프 등과 같이 상대적으로 경량화된 구조적 부재를 사용하면서 핀타입 리프팅 프레임을 상대적으로 견고하게 결합 및 제조할 수 있게 해줄 수 있다.

예컨대, 조인트판부(122)의 내측면은 크레인연결부(121)의 배면 중간에 밀착 및 용접될 수 있다. 조인트판부(122)의 상부는 경사지게 돌출되어서 크레인연결부(121)의 배면 중간 부위를 보강하는 보강 리브와 같은 역할을 담당할 수 있다.

이하, 경사프레임부의 일측 끝단과 타측 끝단에 마련된 힌지 핀조인트부 및 하부 핀조인트부와 동일한 구조를 갖는 상부 핀조인트부(135)의 상세한 구성 및 조립관계에 대하여 설명하되, 도 8은 수평프레임부의 끝단에 마련된 상부 핀조인트부의 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 상부 핀조인트부의 분해 사시도이다.

도 8 또는 도 9를 참조하면, 상부 핀조인트부(135)는 Y자 또는 U자 너클(knuckle)과 같은 형상을 갖도록, 평행하고 이격되어 한 쌍을 이루어 수평프레임부의 몸체(131)의 연장 방향을 따라 절개된 제 4 절개홈(137)에 각각 끼워져 용접에 의해 고정되는 한 쌍의 너클판(135a, 135b)과, 제 4 절개홈(137)을 제외한 몸체(131)의 끝단 측면을 마감하도록 몸체(131)의 끝단 측면의 용접되는 마감판(135c, 135d, 135e)를 포함할 수 있다.

각 너클판(135a, 135b)에는 상부 핀조인트부(135)용 핀구멍(135f)이 상호 일치되어 관통하게 형성되어 있다.

도 11을 참조하면, 위의 상부 핀조인트부(135)와 동일한 구성으로 제작될 수 있는 경사프레임부(140)의 힌지 핀조인트부(142)는 그의 너클판의 핀구멍과 러그조립체(120)의 조인트판부(122)의 힌지구멍(122b)을 상호 일치시킨 후, 힌지결합용 결합부재(129)(예: 힌지핀, 볼트 및 너트, 샤프트 및 스탭링 등)이 힌지구멍(122b)을 통해 결합됨에 따라, 그 힌지결합부위인 힌지구멍(122b)과 힌지결합용 결합부재(129)를 기준으로 경사프레임부(140')가 회전 가능하게 될 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법에 대해서 설명하고자 한다.

도 10은 핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 데릭 설치 공법은 데릭을 일괄적으로 지상에서 조립하는 단계(S110)와, 지상크레인을 사용하여 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임에 조립하는 단계(S120)와, 플로팅크레인으로 핀타입 리프팅프레임 및 데릭을 인양하는 단계(S130)와, 데릭 설치위치에 정위치하여 데릭을 설치하는 단계(S140)와, 플로팅크레인을 핀타입 리프팅프레임으로부터 해체하는 단계(S150)와, 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임으로부터 해체하는 단계(S160)와, 데릭의 설치를 마무리하는 단계(S170)를 포함할 수 있다.

도 11은 핀타입 리프팅프레임과 데릭프레임과의 설치관계를 설명하기 위한 측면도이다.

도 10과 도 11을 병행하여 참조하면, 본 실시예는 드릴쉽 또는 세미 리그(semi-rig)를 위한 데릭을 지상에서 일괄조립 후 통체로 인양하여 드릴플로어에 설치하는 세부 과정을 포함할 수 있다.

데릭을 일괄적으로 지상에서 조립하는 단계(S110)에서는 지상에서 작업자가 데릭 조립용 지그 등을 이용하여 수직 방향 또는 수평 방향 등으로 배치되는 H 빔 및 데릭 구조용 구조 부재들을 연결하여 데릭프레임을 제작하고, 이와 함께 데릭 관련 장비(예: 윈치 연결 부재, 데드라인 앵커, 탑 드라이브 등)를 데릭프레임에 탑재한 후, 보호벽(예: wind wall)을 데릭프레임에 장착할 수 있다.

지상크레인을 사용하여 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임에 조립하는 단계(S120)에서는 도 11에 도시된 바와 같이, 지상크레인(30)의 후크, 와이어 또는 로프가 수평프레임부(130)의 제 2 러그(132)와 메인프레임부(110)의 제 1 러그에 연결될 수 있다.

슬링와이어(210)와 체인블록의 체인(220)은 수평프레임부(130)에 설치된 하나 이상의 제 3 러그(133, 134)와, 경사프레임부(140')의 하나 이상의 제 4 러그(143, 144) 사이에 체결되어서, 경사프레임부(140')를 수평프레임부(130)에 경사지게 매달려 있도록 할 수 있다.

이후, 핀타입 리프팅프레임(100)이 지상크레인(30)에 의해 인양될 수 있고, 이후 데릭프레임(21)의 양측면쪽 방향을 따라 데릭프레임(21)쪽으로 각각 이동될 수 있다.

각 핀타입 리프팅프레임(100)당 보호벽(22)에 미리 형성되어 있는 4개의 설치구멍(23)을 통해서, 핀타입 리프팅프레임(100)의 상부, 하부 핀조인트부(135, 145)는 데릭프레임(21)의 데릭상부 아이피스(24)와 데릭하부 아이피스(25) 쪽으로 접근될 수 있다.

이때, 핀타입 리프팅프레임(100)의 상부 핀조인트부(135)가 그의 핀구멍(135f)을 데릭프레임(21)의 데릭상부 아이피스(24)의 핀구멍에 일치시켜 결합될 수 있다. 이후, 도시되어 있지 않지만, 다른 지상크레인 또는 인양용 로프를 이용하여 데릭 인양 하중을 견딜 수 있도록 제작된 대구경의 탈부착핀(200)이 데릭상부 아이피스(24) 쪽으로 운반될 수 있고, 상기 상호 일치된 핀구멍(135f)을 통해 체결될 수 있다.

이후, 작업자는 체인블록을 조작하여 체인(220) 길이를 상대적으로 짧게 신축(M) 시킴에 따라, 경사프레임부(140')가 데릭(20) 쪽으로 접근하도록 회전(N)시킬 수 있다.

이에 따라, 핀타입 리프팅프레임(100)의 하부 핀조인트부(145)의 위치가 데릭프레임(21)의 데릭하부 아이피스(25)의 위치에 맞게 조절될 수 있으므로, 이와 같은 조절 작업을 통해, 하부 핀조인트부(145)의 핀구멍(145f)이 데릭하부 아이피스(25)의 핀구멍에 상호 일치될 수 있다.

또한, 다른 탈부착핀(200')이 상호 일치된 데릭하부 아이피스(25)의 핀구멍과 하부 핀조인트부(145)의 핀구멍(145f)을 통해 체결될 수 있다.

이후, 지상크레인(30) 또는 인양용 로프 등이 핀타입 리프팅프레임(100)으로부터 분리되어서, 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임에 조립하는 단계(S120)가 마무리 될 수 있다.

플로팅크레인으로 핀타입 리프팅프레임 및 데릭을 인양하는 단계(S130)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 플로팅크레인(40)의 케이블 또는 샤클이 각 핀타입 리프팅프레임(100)의 각 크레인연결부(121)의 체결구멍을 통해 연결되고, 이후 핀타입 리프팅프레임(100) 및 데릭(20)의 인양이 이루어질 수 있다.

이후, 데릭 설치위치에 정위치하여 데릭을 설치하는 단계(S140)에서는 인양된 데릭(20)이 드릴플로어(미 도시)의 데릭 설치위치에 정위치 상태에서 드릴플로어와 데릭(20)이 상호 연결되는 작업이 이루어질 수 있다. 예컨대, 데릭(20)의 내부 장비와 드릴플로어의 인터페이스 장비가 상호 연결될 수 있다.

플로팅크레인을 핀타입 리프팅프레임으로부터 해체하는 단계(S150)에서는 도 2에 도시된 플로팅크레인(40)의 케이블 또는 샤클을 각 핀타입 리프팅프레임(100)의 각 크레인연결부(121)의 체결구멍으로부터 분리시킬 수 있다.

핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임으로부터 해체하는 단계(S160)에서는 지상크레인(30)의 후크, 와이어 또는 로프가 수평프레임부(130)의 제 2 러그(132)와 메인프레임부(110)의 제 1 러그에 다시 연결되어, 지상크레인(30)이 핀타입 리프팅프레임(100)의 하중을 지탱할 수 있다.

이후, 작업자에 의해 경사프레임부(140')의 아래쪽 탈부착핀(200')이 해체되고, 작업자가 체인블록을 조작하여 체인블록의 체인(220) 길이를 상대적으로 길게 신장 시킴에 따라 중력의 작용에 의해서, 경사프레임부(140')가 회전하여 데릭(20)으로부터 멀어지도록 이탈될 수 있다.

이후, 작업자는 더욱더 신속한 해체 작업을 위해서 데릭상부 아이피스(24)의 볼트 및 너트(24a)를 풀어 데릭상부 아이피스(24) 자체를 데릭프레임(21)의 해당 피스설치부(24b)로부터 분리시킴에 따라, 결과적으로 모든 핀타입 리프팅프레임(100)이 데릭프레임(21)으로부터 해체될 수 있다.

데릭의 설치를 마무리하는 단계(S170)에서는 보호벽(22)의 설치구멍(23)을 마감하는 작업 또는 데릭 성능 테스트 등이 이루어질 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

100 : 핀타입 리프팅프레임 110 : 메인프레임부
120 : 러그조립체 130 : 수평프레임부
140, 140' : 경사프레임부 150 : 지지프레임부
200, 200' : 탈부착핀

Claims (12)

1. 데릭의 너비에 대응하게 연장된 메인프레임부와,
   상기 메인프레임부의 양측 끝단에 각각 마련되고, 크레인연결부, 양측면판 및 조인트판부를 포함한 러그조립체와,
   상기 러그조립체에 고정 연결되고, 상기 메인프레임부의 연장 방향에 대하여 수직하게 연장되는 수평프레임부와,
   상기 조인트판부의 힌지구멍에 각각 힌지결합된 경사프레임부와,
   상기 메인프레임부와 상기 수평프레임부 사이의 내측에서 경사지게 연결된 지지프레임부를 포함하고,
   상기 크레인연결부는 판 형상으로서 상기 크레인연결부의 상부에 체결구멍 및 구멍보강층을 갖고, 상기 크레인연결부의 하부에 보강리브를 가지며, 상기 크레인연결부의 중간부를 상기 메인프레임부에 형성된 제 1 절개홈에 끼워서 용접에 의해 고정되고,
   상기 양측면판은 상기 크레인연결부의 일측과 타측에 배치되고, 상기 크레인연결부 및 상기 메인프레임부에 용접되고,
   상기 조인트판부는 상기 제 1 절개홈과 수직하여 관통하게 연결되어 상기 메인프레임부의 외주면쪽으로 절개된 제 2 절개홈, 및 상기 제 2 절개홈에 일치되도록 상기 수평프레임부에 형성된 제 3 절개홈에 끼워짐에 따라, 상기 크레인연결부에 대하여 T자 형태로 고정되고, 상기 조인트판부의 하부에 힌지구멍 및 구멍보강층이 마련된 것을 특징으로 하는
   핀타입 리프팅프레임.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인프레임부는,
   중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 사용하여 제작한 몸체와,
   상기 몸체의 상부 외주면에 하나 이상 고정된 제 1 러그를 포함하는
   핀타입 리프팅프레임.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 수평프레임부는,
   중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 사용하여 제작한 몸체와,
   상기 수평프레임부의 몸체의 상부에 마련된 제 2 러그와,
   상기 경사프레임부를 경사지게 유지 또는 그의 위치를 조절하기 위한 슬링와이어 또는 체인블록의 체인의 일단부를 체결하도록, 상기 수평프레임부의 몸체의 하부에 마련된 하나 이상의 제 3 러그와,
   상기 수평프레임부의 몸체의 자유단쪽 끝단에 배치되어 있고 핀구멍을 갖는 상부 핀조인트부를 포함하는
   핀타입 리프팅프레임.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 상부 핀조인트부는,
   Y자 또는 U자 너클(knuckle)과 같은 형상을 갖도록, 평행하게 이격되어 한 쌍을 이루며 상기 수평프레임부의 몸체의 연장 방향을 따라 절개된 제 4 절개홈에 각각 끼워져 용접에 의해 고정되는 한 쌍의 너클판과,
   상기 제 4 절개홈을 제외한 상기 수평프레임부의 몸체의 끝단 측면을 마감하도록 상기 수평프레임부의 몸체의 끝단 측면에 용접되는 마감판을 포함하는
   핀타입 리프팅프레임.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 경사프레임부는,
   중공형 구조재, 튜브, 파이프 중 하나를 사용하여 제작한 몸체와,
   상기 수평프레임부의 제 3 러그를 향하는 방향으로 상기 경사프레임부의 몸체에 마련된 하나 이상의 제 4 러그와,
   상기 경사프레임부의 몸체의 일측 끝단에 마련되고 상기 러그조립체의 조인트판부에 힌지결합되는 힌지 핀조인트부와,
   상기 경사프레임부의 몸체의 타측 끝단에 마련된 하부 핀조인트부를 포함하는
   핀타입 리프팅프레임.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 수평프레임부의 제 3 러그와 상기 경사프레임부의 제 4 러그 사이에 체결되는 슬링와이어 또는 체인블록의 체인을 더 포함하는
   핀타입 리프팅프레임.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 수평프레임부의 상부 핀조인트부와 상기 데릭의 데릭상부 아이피스간 상호 일치된 핀구멍, 및 상기 경사프레임부의 하부 핀조인트부와 상기 데릭의 데릭하부 아이피스간 상호 일치된 핀구멍에 각각 체결되는 탈부착핀을 더 포함하는
   핀타입 리프팅프레임.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 탈부착핀은,
   직경이 상대적으로 크게 형성된 헤드부로부터 미리 정한 핀 길이를 갖도록 연장되어 핀구멍에 삽입되는 핀부와,
   상기 핀부의 끝단부의 나사산에 결합되는 나사부를 포함하는
   핀타입 리프팅프레임.
   
10. a) 데릭을 일괄적으로 지상에서 조립하는 단계와,
    b) 지상크레인을 사용하여 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임에 조립하는 단계와,
    c) 플로팅크레인으로 핀타입 리프팅프레임 및 데릭을 인양하는 단계와,
    d) 데릭 설치위치에 정위치하여 데릭을 설치하는 단계와,
    e) 플로팅크레인을 핀타입 리프팅프레임으로부터 해체하는 단계와,
    f) 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임으로부터 해체하는 단계와,
    g) 데릭의 설치를 마무리하는 단계를 포함하고,
    상기 b) 단계에서는,
    상기 지상크레인을 수평프레임부의 제 2 러그와 메인프레임부의 제 1 러그에 연결하고,
    슬링와이어와 체인블록의 체인을 수평프레임부의 제 3 러그와 경사프레임부의 제 4 러그 사이에 체결하고,
    상기 지상크레인에 의해 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임쪽으로 이동하고,
    데릭의 보호벽의 설치구멍을 통해서 핀타입 리프팅프레임의 상부 및 하부 핀조인트부를 데릭프레임의 데릭상부 아이피스 및 데릭하부 아이피스 쪽으로 각각 접근시키고,
    상부 핀조인트부의 핀구멍을 데릭상부 아이피스에 핀구멍에 일치시켜 탈부착핀으로 체결하고,
    상기 체인블록을 조작하여 경사프레임부가 데릭 쪽으로 접근하도록 회전시킴에 따라, 경사프레임부의 하부 핀조인트부의 핀구멍을 데릭하부 아이피스의 핀구멍에 일치시켜 다른 탈부착핀으로 체결하고,
    상기 지상크레인을 핀타입 리프팅프레임으로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는
    핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법.
    
11. 삭제
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 f) 단계에서는,
    상기 지상크레인을 수평프레임부의 제 2 러그와 메인프레임부의 제 1 러그에 연결하고,
    경사프레임부의 아래쪽 탈부착핀을 해체하고,
    체인블록의 체인 길이를 상대적으로 길게 신장 시키고, 중력의 작용에 의해 경사프레임부를 회전시켜 데릭으로부터 멀어지게 이탈시키고,
    데릭상부 아이피스의 볼트 및 너트를 풀어 상기 데릭상부 아이피스 자체를 데릭프레임의 해당 피스설치부로부터 분리시킴에 따라, 핀타입 리프팅프레임을 데릭프레임으로부터 해체하는 것을 특징으로 하는
    핀타입 리프팅프레임을 이용한 데릭 설치 공법.

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