KR101740279B1 - 그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해저의 석유 및 가스 시추용 파이프를 운반하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 크레인에 부가되는 해양 시추용 파이프 운반장치에 있어서, 운반될 파이프의 길이방향의 메인빔(main beam)(100)과, 상기 메인빔(100) 중앙에 설치되는 크레인연결부(200)와, 상기 메인빔(100)의 저부에 설치되는 파이프파지부(300)로 구성되며, 상기 파지부(300)는 파이프를 파지하기 위한 4개 이상의 그리퍼핑거(310)를 포함하며, 상기 메인빔(100)의 양측 말단에 파이프를 지지하기 위한 파이프지지부(110)가 설치되며, 상기 파이프지지부(110)는 파이프와 접촉하는 파이프접촉구(111)와 파이프접촉구(111)의 위치와 지지력을 조절하기 위한 실린더(112)와, 상기 파이프접촉구(111)와 상기 실린더(112)를 연결하기 위한 암(113)을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치를 제공한다.

Description

그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치{A riser Yoke for pipeline with gripper}

본 발명은 해저의 석유 및 가스 시추용 파이프를 운반하기 위한 장치에 관한 것으로서 특히 파지구로서 집게로써 파이프를 파지하는 그리퍼(gripper)를 적용한 장치에 관한 것이다.

오래전부터 산업화 및 공업발전으로 인해 자원의 채굴량이 증가 추세에 있으며, 특히 해저에 존재하는 에너지 자원의 의존도가 점점 높아져 가고 있는 실정이다. 이와 같이 해저 에너지 자원에 대한 채굴과 의존도가 높아지면서 시추선의 시추 작업량이 증가하고 있다.

우리나라의 경우에는 1970년대부터 개발 가능성이 있는 몇몇 해역에서 탐사를 지속하고 있다. 우리나라의 서해와 남해는 대륙붕이 발달하여 석유가 묻혀 있을 가능성이 매우 높은데, 특히 제주도 남쪽에서 시추 중인 미국 석유 회사들은 최소한 6억 배럴의 석유가 묻혀 있을 것으로 추측한다. 뿐만 아니라 우리나라의 민간 기업도 인도네시아의 마두라 해역 및 북예멘의 바다에서 석유ㆍ천연가스 개발 사업을 하고 있다.

시추장비(drill rig)들은 미리 이송된 관 또는 관 모양의 스트링에 연결하기 위해 시추 저상에 인접한 파이프랙으로부터 시추 저상에 있는 작은 구멍 또는 시추공으로 관 부재들을 이송하기 위한 여러 가지 방법들을 사용 하고 있다. 여기서 사용된 상기 "관(tubular)" 또는 "파이프(pipe)"이라는 용어는 모든 형상의 시추용 파이프, 시추용 칼라(drill collar), 케이싱(casing), 라이너(liner), 갱저 조립체(bottom hole assembly: BHA) 및 당해 기술분야에서 공지된 다른 종류의 관들을 포함한다.

통상적으로 시추(굴착)장비들은 파이프 랙으로부터 유정 중심부 위의 수직 위치로 관을 이송하기 위하여 시추용크레인과 이송 시스템의 조합체를 활용하였다. 종래의 시스템에 있어서의 명백한 불리한 점은 파이프 엘리베이 터를 상기한 관에 부착함에 있어 그리고 드릴 랙(drill rack)으로부터 유정 최상부(well head)의 로터리 테이블로 파이프를 이동시킴에 있어 현저하게 수작업을 수반한다. 작업자들의 근처에서 이러한 수작업으로 이루어지는 이송작업은 잠재적으로는 매우 위험하고 사실 시추작업에 있어 수많은 상해를 야기하여 왔다. 또한 이러한 위험은 관의 손상으로 연계될 수 있으며 이는 유정에서 연속된 시추관들 사이의 연결의 완전성에 영향을 미칠 수도 있다.

공개특허 제10-2011-0113607호 '암이 강화된 파이프 운반 장치'는 파이프를 시추 저상으로 이송하는 파이프 운반장치에 있어서, 지지 구조(supporting structure), 상기 지지 구조로부터 연장되며, 상기 시추 저상에서 이격된 제1 위치와 상기 시추 저상 상의 제2 위치 사이를 이동 가능한 암(arm), 그리고 상기 암 및 상기 지지 구조가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 암과 협력하는 강화 수단(stiffening means)을 포함하는 파이프를 시추 저상으로 이송하는 파이프 운반 장치에 관한 것이다. 상기 강화 수단은 제2 위치에 있는 암에 기계적 저항(mechanical resistance)을 인가한다. 제10-2011-0113607호에서, 상기 제2 위치는 상기 지지 구조 및 상기 암의 진행의 말미이다. 상기 강화 수단은 상기 지지 구조의 반대쪽에서 상기 암의 일 단부와 협력한다. 상기 강화 수단은 상기 암이 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동할 때 상기 암에 가변 저항(variable resistance)을 인가한다. 상기 가변 저항은 상기 암이 상기 제2위치에 있을 때 더 커진다. 그리퍼 수단(gripper means)은 상기 지지 구조의 반대쪽에서 상기 암의 일 단부에 부착된다. 상기 그리퍼 수단은 파이프를 그 안에 수용한다. 상기 그리퍼 수단은 상기 지지 구조 및 상기 암이 상기 제2 위치에 있을 때 상기 파이프를 수직 방향으로 지지한다. 또한, 상기 그립 수단(gripping means)은 상기 암 및 상기 지지 구조가 상기 제1 위치에 있을 때 수평 방향의 파이프를 파지한다. 상기 지지 구조는 개방된 내부 영역을 가진다. 상기 그리퍼 수단은 상기 암에 연결되어 상기 지지 구조 및 상기 암이 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동할 때 상기 파이프가 상기 개방된 내부 영역을 통과하여 이동하도록 한다.

공개특허 제10-2014-0028865호 '시추용 드릴 파이프 운반 방법'은 시추용 드릴 파이프 운반 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시추선 모듈에 적재딘 드릴 파이프를 데릭에 운반하는 것에 있어서 기존에 설치되어 있는 윈치를 이용함으로써 운반 작업 비용을 절감하고 공간에 대한 효율성을 높일 수 있도록 한 시추용 드릴 파이프 운반 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 일측에는 복수의 드릴 파이프가 적재된 시추선 모듈이 배치되고, 타측에는 시추선 모듈로부터 드릴파이프를 공급받아 해저에 드릴 파이프를 박아 가스 및 오일을 시추하는 데릭에 있어서, 시추선 모듈 및 데릭에는 각각 유틸리티(utility) 윈치인 운반 윈치 및 직립 윈치가 설치되고, 시추선 모듈과 데릭 사이에 레일을 설치하는 레일 설치단계;상기 시추선 모듈과 데릭 사이를 왕복하도록 상기 레일 위에 드릴 파이프 운반을 위한 운반대차를 설치하는 대차 설치단계;크레인을 이용하여 운반 대차에 드릴 파이프를 적재하는 파이프 적재 단계;운반윈치의 와이어를 운반 대차에 연결한 후, 운반 윈치를 작동하여 운반 대차를 데릭으로 이동시키는 대차 이동단계;데릭으로 이동된 운반 대차의 드릴 파이프의 단부를 직립 윈치의 와이어에 연결한 후, 직립 윈치를 작동하여 드릴 파이프를 들어올려 데릭에 설치된 마우스홀에 삽입시키는 파이프 직립단계:를 포함하여 구성된 시추용 드릴 파이프 운반 방법을 제공한다.

일본공개특허 제2009-0286610호는 지지발 발판(12) 양측에 배치된 회전축부재(13)를 중심으호 회동하는 한 벌의 파지용 훅부재(14)를 구성하고 실린더장치(15)에 의해 훅부재(14)가 관체(11)의 길이에 따라 회동 가능한 구조를 개시한다. 제2009-0286610는 파이프의 양끝단을 파지하는 훅부재를 구성한 기술을 개시하고 있으나 파이프 기울기 및 회전의 제어가 미흡한 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0113607호 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0028865호 일본 공개특허공보 제2009-286610호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 천해유전(Shallow Water)에서 사용되는 잭업(Jack-Up)이나 심해유전(Deep Water)에서 사용되는 시추선(Drill Ship) 및 반잠수식 시추선(Semi-Rig)와 같이 해저의 석유나 가스를 시추하는데 사용되는 드릴파이프(Drill Pipe), 케이싱파이프(Casing Pipe) 등을 집게형상의 그립퍼(gripper)를 이용하여 용이하게 운반할 수 있는 요크(Yoke) 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 크레인에 부가되는 해양 시추용 파이프 운반장치에 있어서, 운반될 파이프의 길이방향으로 연장된 메인빔(main beam)(100)과, 상기 메인빔(100) 중앙에 설치되는 크레인연결부(200)와, 상기 메인빔(100)의 저부에 설치되는 파이프파지부(300)로 구성되며, 상기 파지부(300)는 파이프를 파지하기 위한 4개 이상의 그리퍼핑거(310)를 포함하고, 상기 메인빔(100)의 양측 말단에 파이프를 지지하기 위한 파이프지지부(110)가 설치되며, 상기 파이프지지부(110)는 파이프와 접촉하는 파이프접촉구(111)와 파이프접촉구(111)의 위치와 지지력을 조절하기 위한 실린더(112)와, 상기 파이프접촉구(111)와 상기 실린더(112)를 연결하기 위한 암(113)을 포함하며, 상기 메인빔(100)은 상기 크레인연결부(200)에 대하여 연결축(210)을 중심으로 회전할 수 있도록 체결되며, 상기 메인빔(100)의 일측 상단에 메인빔(100)의 기울기를 조절하기 위한 기울기실린더(120)가 설치되고, 상기 기울기실린더(120)의 일측 말단은 메인빔의 일측 말단에 실린더막대(121)로 연결되며, 상기 기울기 실린더(120)의 타측 말단은 크레인연결부(200)에 연결되어 실린더의 압력을 조절하여 메인빔(100)의 기울기를 조절하며, 상기 크레인연결부(200)는 상측부재(220)와 하측부재(230)로 구성되며, 상기 상측부재(220)와 하측부재(230)의 체결부에 회전조인트(240)를 포함하고, 상기 회전조인트(240)는 상측부재(220)에 대하여 하측부재(230)가 과도한 속도로 회전하는 것을 방지하기 위한 회전감속장치(241)를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치를 제공한다.

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본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기울기실린더(120)는 파이프의 기울기를 감지하는 자이로스코프센서로부터의 정보에 따른 제어장치에 따라 파지된 파이프의 기울기를 수평으로 유지하도록 실린더내의 유압을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 실린더(112)와, 상기 기울기실린더(120)와, 상기 회전감속장치(241)은 하나의 제어장치에 의해 제어되며, 상기 제어장치는 파이프의 기울기 및 회전을 감지하는 센서로부터의 정보를 기초로 하여 상기 실린더(112)와, 상기 기울기실린더(120)의 유압과 상기 회전감속장치(241)의 감속비율을 결정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어장치에 따른 유압 배분 상황 및 회전감속 상황을 사용자가 확인할 수 있도록 디스플레이하기 위한 디스플레이장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 크레인연결부(200)의 상측부재(220)는 상측부재(220)의 길이조절을 위하여 길이조절실린더(221)를 가지며, 상기 길이조절실린더(221)에 의해 상측부재의 상측제1부재(222)와 상기 상측제1부재(222)가 삽입되는 상측제2부재(223)의 삽입정도를 조절하여 상측부재(220)의 길이를 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 천해유전(Shallow Water)에서 사용되는 잭업(Jack-Up)이나 심해유전(Deep Water)에서 사용되는 시추선(Drill Ship) 및 반잠수식 시추선(Semi-Rig)와 같이 해저의 석유나 가스를 시추하는데 사용되는 드릴파이프(Drill Pipe), 케이싱파이프(Casing Pipe) 등을 그리퍼를 이용하여 용이하게 운반할 수 있는 요크(Yoke) 시스템을 제공할 수 있다.

특히, 파이프를 파지함에 있어서 그리퍼를 이용하여 견고하게 파지할 수 있어 고하중의 파이프를 안정적으로 파지할 수 있으며, 파이프가 기울어지거나 과도하게 회전하는 것을 억제함으로써 운송시 안전성을 높이고 파이프의 파손을 예방하는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 파이프의 파지 및 운송 중 파이프가 기울어지거나 회전하는 것을 억제하기 위한 수단으로서 파이프의 균형을 유지하기 위한 실린더들과 회전속도를 감속시키기 위한 회전감속장치를 포함하며, 상기의 실린더들과 회전감속장치는 제어장치를 통하여 자동으로 제어할 수 있는 구성을 제공한다. 이러한 자동제어의 구성은 사용자에게 간편한 인터페이스의 화면으로 디스플레이되어 사용자의 편의성을 높이고 보다 효율적인 균형유지 기동을 수행할 수 있는 장점이 있다.

발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도1은 본 발명의 사시도이다.
도2는 본 발명의 정면도이다.
도3은 본 발명의 측면도이다.
도4는 본 발명의 평면도이다.
도5는 본 발명의 기울기 및 회전을 자동으로 제어하기 위한 인터페이스의 예시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 크레인에 부가되는 해양 시추용 파이프 운반장치에 있어서, 운반될 파이프의 길이방향의 메인빔(main beam)(100)과, 상기 메인빔(100) 중앙에 설치되는 크레인연결부(200)와, 상기 메인빔(100)의 저부에 설치되는 파이프파지부(300)로 구성되며, 상기 파지부(300)는 파이프를 파지하기 위한 4개 이상의 그리퍼핑거(310)를 포함하고, 상기 메인빔(100)의 양측 말단에 파이프를 지지하기 위한 파이프지지부(110)가 설치되며, 상기 파이프지지부(110)는 파이프와 접촉하는 파이프접촉구(111)와 파이프접촉구(111)의 위치와 지지력을 조절하기 위한 실린더(112)와, 상기 파이프접촉구(111)와 상기 실린더(112)를 연결하기 위한 암(113)을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치를 제공한다. 상기의 파이프 운반장치는 크레인체결구(250)을 통해 크레인의 크레인헤드와 체결될 수 있다. 상기 크레인체결구(250)는 크레인헤드와 물리적으로 체결함은 물론 하술하게될 제어장치, 센서 등의 연결을 위하여 전기적 연결도 제공하는 것이 바람직하다.

상기의 그리퍼핑거(310)는 도1 및 도3에 도시된 바와 같이, 파이프를 파지하기 위하여 내측에 곡면부를 가지며, 두 개의 그리퍼핑거(310)가 1조가 되어 파이프를 움켜쥐게 된다. 1조의 그리퍼 핑거만 파이프를 파지할 경우 파이프의 균형을 잡기 용이하지 아니하므로 4개 이상의 그리퍼핑거를 설치하여 2조 이상으로 운용하는 것이 바람직하다. 상기 그리퍼핑거(310)의 움직임은 동시에 동일하게 움직이도록 연동시킬 수 있으며, 필요에 따라 굵기가 두꺼워지거나 가늘어지는 관을 옮기기 위하여 각조 마다 다른 구동수단을 구비하여 각조마다 독립적으로 구동시킬 수 있다. 상기 그리퍼핑거(310)의 구동은 유압실린더를 이용하는 것이 바람직하나 모터 등의 구동장치를 적용할 수 있다. 본 발명은 그리퍼핑거(310)의 구동원에 제한을 두지 아니한다. 이러한 그리퍼핑거(310)의 구성에 따르면, 5.5인치~30인치의 파이프를 파지하는 것이 적합하며, 12톤 하중의 파이프를 파지할 수 있게 된다.

상기 그리퍼핑거(310)는 도3에 도시된 바와 같이, 메인빔(100)을 기준으로 전방의 그리퍼핑거(312)와 후방의 그리퍼핑거(311)가 대칭되지 아니하며, 일측의 그리퍼핑거(312)가 고정설치되고, 타측의 그리퍼핑거(311)가 실린더에 의해 의해 구동되는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 이동부재를 줄이고 고정설치구조를 늘림으로써 보다 높은 내구성을 확보할 수 있게 하며, 고중량의 파이프를 보다 안정적으로 파지할 수 있게 한다. 그러나 필요에 따라 모든 그리퍼핑거(310)가 구동될 수 있게 하며 각조 내의 그리퍼핑거(310)가 메인빔(100)에 대하여 서로 대칭적으로 구성시키는 것도 가능하다. 후자의 구성은 파이프의 굵기가 변하는 파이프를 파지함에 있어서 파지의 유연성을 높이는 장점을 가질 수 있으나 상술한 바와 같이 내구성 및 파지의 안정성에서 다소의 손해가 있을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명은 상기 메인빔(100)의 양측 말단에 파이프를 지지하기 위한 파이프지지부(110)가 설치되며, 상기 파이프지지부(110)는 파이프와 접촉하는 파이프접촉구(111)와 파이프접촉구(111)의 위치와 지지력을 조절하기 위한 실린더(112)와, 상기 파이프접촉구(111)와 상기 실린더(112)를 연결하기 위한 암(113)이 설치된다. 이는 파이프파지부(300)에 의해 파지된 파이프가 안정적으로 흔들림 없이 안정적으로 파지되도록 파이프접촉구(111)가 파지된 파이프 상면을 눌러주게 하는 구성을 제공한다. 이는 그리퍼핑거(310)의 내면의 곡률이 항상 파지되는 파이프에 맞출 수 없기 때문이며, 파이프의 길이가 긴 경우, 파지길이를 확장시키는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 필요에 따라 파이프가 흔들리는 경우, 파이프 흔들림에 맞추어 압력을 파이프가 흔들리는 진동에 역위상으로 실시간으로 조절하여 파이프의 흔들림을 억제할 수 있다. 이러한 흔들림 억제는 자이로센서 등으로부터의 정보를 제어장치가 처리하여 실린더(112)의 유압을 실시간으로 제어함으로써 이루어질 수 있다.

상기 메인빔(100)은 상기 크레인연결부(200)에 대하여 연결축(210)을 중심으로 회전할 수 있도록 체결되며, 상기 메인빔(100)의 일측 상단에 메인빔(100)의 기울기를 조절하기 위한 기울기실린더(120)가 설치되고, 상기 기울기실린더(120)의 일측 말단은 메인빔의 일측 말단에 실린더막대(121)로 연결되며, 상기 기울기 실린더(120)의 타측 말단은 크레인연결부(200)에 연결되어 실린더의 압력을 조절하여 메인빔(100)의 기울기를 조절하는 것이 바람직하다.

파지되는 파이프가 길고 고중량인 경우, 본 발명의 파이프운반장치의 파이프파지부(300)가 파이프 중앙을 파지하는 경우에도, 바람 등의 외력의 작용, 이동에 따른 관성 등의 작용으로 파이프의 기울어짐 및 회전 등의 움직임은 불가피하다. 파이프가 길고 고중량일 수록 이러한 의도치않은 움직임은 작업의 위험성을 증대시키고 작업의 효율을 저하시키는 요인이 된다. 상기의 기울기 실린더(120)는 파이프의 기울어짐에 대한 편심하중을 지지해줌으로써 하중을 분산시키고 파이프의 균형을 잡아준다.

본 발명의 다른 실시예로서, 상기 연결축(210)을 중심으로 메인빔(100)이 회전하는 구성에 갈음하여, 상기 메인빔(100)이 크레인연결부(200)에 대하여 수직인 방향, 즉 메인빔(100)의 길이방향으로 수평이동하는 구성을 제공한다. 이러한 구성에 있어서, 상기 기울기 실린더(120)는 크레인연결부(200)에 대하여 메인빔(100)을 길이방향으로 수평이동시켜주게되며, 이러한 기동으로써 파지구(300)가 파이프의 중심을 정확히 파지하도록 하여준다. 파이프의 중심을 정확히 파지함으로써 파이프의 기울어짐을 방지할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 파이프가 휘청거리는 경우, 파이프가 기울어지는 것에 대하여 실시간으로 파이프파지부(300)의 파지위치를 이동시킴으로써 파이프의 요동을 억제할 수 있다. 상기의 파이프파지부(300)의 실시간 이동은 자이로센서 등으로부터의 정보를 제어장치가 실시간으로 처리하여 실시간으로 실린더 유압을 제어함으로써 이루어질 수 있다.

상기 크레인연결부(200)는 상측부재(220)와 하측부재(230)로 구성되며, 상기 상측부재(220)와 하측부재(230)의 체결부에 회전조인트(240)를 포함하고, 상기 회전조인트(240)는 상측부재(220)에 대하여 하측부재(230)과도한 속도로 회전하는 것을 방지하기위한 회전감속장치(241)를 포함하는 것이 바람직하다. 긴 파이프가 회전할 경우, 몇 도의 움직임 만으로도 파이프 말단의 이동거리는 수m 에 달할 수 있어 작업상의 위험성이 높아지게 된다. 이에 따라 회전속도를 제어하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기의 회전감속장치(241)는 파이프의 회전속도를 0~0.5rpm으로 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명은 이에 나아가, 상기 실린더(112)와, 상기 기울기실린더(120) 및 상기 회전감속장치(241)은 하나의 제어장치에 의해 제어되며, 상기 제어장치는 파이프의 기울기 및 회전을 감지하는 센서로부터의 정보를 기초로하여 상기 실린더(112)와, 상기 기울기실린더(120)의 유압과 상기 회전감속장치(241)의 감속비율을 결정하는 구성을 제공한다. 상술한 바와 같이, 바람, 이동시 가해지는 관성력 등의 외력에 의해 파이프는 수평회전, 진동, 수직방향의 기울어짐 등 여러 운동을 할 수 있다. 이러한 파이프의 운동은 작업시 위험성을 증진시킬 뿐 아니라 작업의 효율을 저하시키게 된다. 이러한 움직임을 억제하기 위하여 사용자가 직접 상기 실린더들 및 회전감속장치를 제어하는 것은 용이한 일이 아니다. 이에, 본 발명은 상기와 같은 파이프의 수평회전, 진동, 수직방향의 기울어짐 등 여러 운동을 센서를 이용하여 수치화하여 정보를 수집한 수, 제어장치를 이용하여 상기 운동을 억제하는 방향으로 실린더(112)와, 상기 기울기실린더(120) 및 상기 회전감속장치(241)를 실시간으로 제어하는 기술을 제공한다.

상기 제어장치에 따른 유압 배분 상황 및 회전감속 상황을 사용자가 확인할 수 있도록 디스플레이하기 위한 디스플레이장치를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 제어인터페이스는 도5의 인터페이스의 예시도를 참조한다. 즉, 본 발명은 센서신호에 대한 인코더(Encoder)를 장착하여 회전에 따른 장치의 방향을 일정하게 유지하면서 파이프를 원하는 위치로 이동시키기 위한 수평방향 캣워크이동(Catwalk)이동기술을 제공한다. 도5에 도시된 바와 같이, 상기의 인터페이스를 통하여 조종 화면의 푸쉬버튼(Push Button)으로 손쉽게 조작할 수 있다. 상기의 제어인터페이스에 따라 상기의 회전속도는 0~0.5rpm으로 관리되며 메인빔(100)의 기울기는 ±7.5°로 제어되는 것이 바람직하다.

상기 크레인연결부(200)의 상측부재(220)는 상측부재(220)의 길이조절을 위하여 길이조절실린더(221)를 가지며, 상기 길이조절실린더(221)에 의해 상측부재의 상측제1부재(222)와 상기 상측제1부재(222)가 삽입되는 상측제2부재(223)의 삽입정도를 조절하여 상측부재(220)의 길이를 조절하는 것이 바람직하다. 이는 크레인의 높이조절 기동을 보조해줄 수 있으며, 파이프를 크레인이 내릴 수 있는 높이보다 더 낮게 내려야 할 경우 부족한 길이를 보충해줄 수 있는 효과가 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100. 메인빔
110. 파이프지지부
111. 파이프접촉구
112. 실린더
113. 암
200. 크레인연결부
210. 연결축
220. 상측부재
230. 하측부재
240. 회전조인트
241. 회전감속장치
300. 파이프파지부
310. 그리퍼핑거

Claims (7)

1. 크레인에 부가되는 해양 시추용 파이프 운반장치에 있어서,
   운반될 파이프의 길이방향으로 연장된 메인빔(main beam)(100)과, 상기 메인빔(100) 중앙에 설치되는 크레인연결부(200)와, 상기 메인빔(100)의 저부에 설치되는 파이프파지부(300)로 구성되며,
   상기 파지부(300)는 파이프를 파지하기 위한 4개 이상의 그리퍼핑거(310)를 포함하고,
   상기 메인빔(100)의 양측 말단에 파이프를 지지하기 위한 파이프지지부(110)가 설치되며,
   상기 파이프지지부(110)는 파이프와 접촉하는 파이프접촉구(111)와 파이프접촉구(111)의 위치와 지지력을 조절하기 위한 실린더(112)와, 상기 파이프접촉구(111)와 상기 실린더(112)를 연결하기 위한 암(113)을 포함하며,
   상기 메인빔(100)은 상기 크레인연결부(200)에 대하여 연결축(210)을 중심으로 회전할 수 있도록 체결되며,
   상기 메인빔(100)의 일측 상단에 메인빔(100)의 기울기를 조절하기 위한 기울기실린더(120)가 설치되고,
   상기 기울기실린더(120)의 일측 말단은 메인빔의 일측 말단에 실린더막대(121)로 연결되며,
   상기 기울기 실린더(120)의 타측 말단은 크레인연결부(200)에 연결되어 실린더의 압력을 조절하여 메인빔(100)의 기울기를 조절하며,
   상기 크레인연결부(200)는 상측부재(220)와 하측부재(230)로 구성되며,
   상기 상측부재(220)와 하측부재(230)의 체결부에 회전조인트(240)를 포함하고,
   상기 회전조인트(240)는 상측부재(220)에 대하여 하측부재(230)가 과도한 속도로 회전하는 것을 방지하기 위한 회전감속장치(241)를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 기울기실린더(120)는 파이프의 기울기를 감지하는 자이로스코프센서로부터의 정보에 따른 제어장치에 따라 파지된 파이프의 기울기를 수평으로 유지하도록 실린더내의 유압을 제어하는 것을 특징으로 하는 그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 실린더(112)와, 상기 기울기실린더(120)와, 상기 회전감속장치(241)은 하나의 제어장치에 의해 제어되며,
   상기 제어장치는 파이프의 기울기 및 회전을 감지하는 센서로부터의 정보를 기초로하여 상기 실린더(112)와, 상기 기울기실린더(120)의 유압과 상기 회전감속장치(241)의 감속비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어장치에 따른 유압 배분 상황 및 회전감속 상황을 사용자가 확인할 수 있도록 디스플레이하기 위한 디스플레이장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 크레인연결부(200)의 상측부재(220)는 상측부재(220)의 길이조절을 위하여 길이조절실린더(221)를 가지며,
   상기 길이조절실린더(221)에 의해 상측부재의 상측제1부재(222)와 상기 상측제1부재(222)가 삽입되는 상측제2부재(223)의 삽입정도를 조절하여 상측부재(220)의 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 그리퍼핑거를 이용한 해양 시추용 파이프 운반장치.
   
   

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