• Title/Summary/Keyword: 해저 관로

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Study of Drag Force of Subsea Pipeline in Trench (트랜치내의 해저 관로 항력 변화 고찰)

  • 조철희;김경수;홍성근
    • Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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    • pp.13-17
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    • 2000
  • 해저관로가 노출되어 있을 경우 파도와 조류 등에 의한 외적 하중으로부터 안정적이어야 한다. 트랜치 구간 내의 해저관로에 작용하는 유체 입자의 속도와 가속도는 해저면과 비교하여 볼 때 현저히 감소하므로 감쇄 계수를 사용하여 트랜치 구간 내에 설치되는 해저관로의 안정성을 해석한다. 그러나, 다양한 트랜치 구간의 깊이와 기울기에 대한 감쇄 계수에 대해 많은 자료가 부족하여 실제 설계에는 한정된 계수들이 이용된다. 본 논문에서는 다양한 깊이와 기울기를 가진 트랜치 구간의 실험 모형을 제작하여 회류 수조에서 P.I.V(입자 영상 속도계) 기법을 이용하여 여러 속도에 대하여 실험을 수행하였다. 다양한 트랜치 구간 내의 실린더 주변의 유동 특성과 유체 입자의 수평 속도를 측정하여 항력 감쇄 계수를 산출해 냈으며 실제 해양 공사에서 적용 가능한 안정성 해석 기준을 제시하였다.

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Study on Sebsea Pipeline Thermal Expansion (해저송유관의 열팽창 고찰)

  • 조철희;홍성근
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.11 no.1
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    • pp.1-6
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    • 1999
  • Nearshore and offshore pipelines are often applied to carry oil, gas, water and combined products. The thermal and pressure gradients of the fluid inside pipeline cause pipeline expansion. This expansion produces stress to connecting structures with pipeline. Should this stress exceeds the yield strength of connecting components or the allowable displacement of the system, a damage can occur. As most pipelines contain hazardous and toxic fluids, the damage usually leads to fatal accidents involving great economic loss as well. Even subsea pipelines can be easily applied to transport liquid type fluid without time and space constraint, they should be designed and maintained carefully to be functional safely during design lifetime. In this paper, various theories estimating pipeline thermal expansion are investigated and the effects of pipe components to expansion are studied.

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Application of dual offshore pipelines in curved route (곡선구간의 복합 해저관로 적용 사례)

  • Jo, Chul-H.;Kim, Jae-W.
    • Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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    • pp.129-133
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    • 2002
  • 곡선 구간에 복합 해저관로를 설치하기 위해서는 한 개의 관로를 설치하는데 필요한 설계 및 장치보다 더 많은 상황들을 고려해야 한다. 본 논문은 두 개의 복합 해저관로를 설치하는데 필요한 각종 설치 설계 및 장치 설계를 비롯하여 개발된 특수 장치들을 소개한다. 두 개의 해저관로의 외경은 30 inch, 두께는 17.5 mm, 콘크리트 코팅은 70mm이고 3.007km의 노선 중 약 1km가 곡선 구간이다. 최대 수심은 34m이고 약 7.5m의 조수간만의 차를 갖고 있는 지역이다. 해저 곡선구간에는 18개의 해저 가이드 파일을 설치하여 곡선부에서 요구되는 반경을 확보하였다.

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Large Deflecion of Subsea Pipeline due to One Point Lifting (해저 관로의 일점 상승에 의한 대변형)

  • 엔드루니암;조철희;손출열
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.1
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    • pp.75-82
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    • 1999
  • 일반 해양 구조물이나 해저면에 설치되는 해저 관로는 외력에 의한 변형이 발생된다. 구조물 형상이 복잡하거나, 구성 요소의 개수가 많을 경우 응력해석 시 많은 초기값이 필요하고 해석 시간 또는 장 시간 소요된다. 해양 구조물에 작용하는 대표적인 외력은 파도, 조류, 바람이고 이런 외력은 구조물의 사용 기간(operation life)동안 계속적으로 작용하기 때문에 구조물의 변형율은 항상 허용치 안에서 발생되도록 설계되어야 한다. 허용 변형은 탄성범위 내에 존재해야 하며, 비교적 큰 변형을 일으키는 구조물이나 해저파이프라인의 응력해석을 수치적으로 접근하는 방법을 고찰하였다. 평행상태의 하중 벡터값만 직각 좌표계에서 인트린직(intrinsic) 좌료로 변환시킬 때 변형이 발생함으로, 본 논문에서 소개하는 이차 요소(quadratic element)방법을 사용할 경우 수치해석 시 많은 장점이 있다는 것을 보여준다. 본 방법을 도입함으로써 비교적 큰 변형이 발생되는 구조물 해석 시 일반 수치해석 방법과 그 결과는 같으나 해석 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다. 응력 해석 시 국부 강도 행열(element stiffness matrix)은 방향과 무관하며 이차요소 방법을 사용하여 각 요소 벡터를 발생시켰다. 해저관로 일점 상승 시 관로에 작용하는 변형과 상승력에 따른 휨 모멘트를 산출하여 일반적으로 사용되는 선형이론과 비교하였다.

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Local Scour at a Submarine Pipelines on Slope Beach (경사해빈에 설치된 해저관로의 국부세굴)

  • 황현구;김경호;연주흠;오현식
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.15 no.3
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    • pp.176-185
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    • 2003
  • In order to ensure that submarine pipelines are stable and functional during their project lives, attention must be paid to possibility of their local scouring. When a pipeline is placed on an erodible bed, scour will develop and cause the spanning of the pipeline. U they were destroyed partially or fully, it might cause enormous restoration expenses and contamination of sea water. This paper aims at examining the characteristics of the scour End the prediction of the local scour depths around the submarine pipelines. The pipelines on the model beach with the uniform slope are placed, and the local scour depths around the pipelines are obtained according to the various wave steepnesses. Using the experimental results, some parameters needed for analyses are calculated. Finally, empirical equations of the scour depth around the pipelines are suggested through the correlation analyses between the rotative scour depth. the KC number and Modified Ursell number.

Prediction of the Scour Depth around the Pipeline Exposed to Waves using Neural Networks (신경망을 이용한 파랑하 관로주변의 세굴심 예측)

  • Kim, Kyoungho;Cho, Junyoung;Lee, Hojin;Oh, Hyunsik
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.14 no.5
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    • pp.15-22
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    • 2013
  • The submarine pipe, which is one of the most important coastal structures, is widely used in the development of coastal and ocean engineering. The scour of the submarine pipe occurs due to the wave and the current according to the state of the sea bed. The scour affects the submarine pipe and causes it to undergo settlement and fatigue. It is difficult to predict the local scour under complicated and various conditions of the coastal environment, even though many researches on the scour of the submarine pipe have been studied in recent years. This study analyzed the scour depth around a submarine pipe by using the Neural Network technique. The back-propagation algorithms was used to train the Neural Network. The 58 simulating experimental data for the performance and validation of the Neural Network technique were analyzed in this study. Then, the regression analysis for the same data was performed in this study to predict and compare with the Neural Network technique for the scour depth.

The Local Scour around Submarine Pipelines in the Interaction Region Combined with Waves and Currents (파랑과 정상흐름의 공존역에서 해저관로 주변의 국부세굴)

  • Kim, Kyoung-Ho;Lee, Ho-Jin;Kim, Wan-Shik
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.20 no.5
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    • pp.510-521
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    • 2008
  • In the study, experiments are performed in the interaction region combined with wave and current to investigate the characteristics of local scour around submarine pipelines. Wave generator and current generator are used for the experiments and two current directions were used; co-direction and counter direction to the wave. The local scour depths around the pipeline are obtained according to the various pipe diameters(D), wave periods(T), wave heights(H), and current velocities(V). The experiments show that the maximum equilibrium local scour depth increases with pipe diameter, wave period, wave height, and current velocity. Using the experimental results, the correlations of scour depth and parameters such as Shields parameter($\theta$), Froude number(Fr), period parameter, Keulegan-Carpenter number(KC), Ursell number($U_R$), modified Ursell number($U_{RP}$) and ratio of velocities($U_{c}/(U_{c}+U_{m})$) are analyzed. In the interaction region combined with waves and currents, Froude number and Shields parameter are found the main parameters to cause the local scour around the submarine pipelines and this means that current governs the scour within any limits of the currents.

A Study of Flow Pattern around the Two-Dimensional Dual Subsea Pipeline on Sea Bottom (해저면에 설치된 2차원 복합해저관로 주위의 유동특성에 관한 실험적 연구)

  • 나인삼;조철희;정우철;김두홍
    • Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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    • pp.122-127
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    • 2001
  • As pipelines are often used to transport gas, oil, water and oil products, there are more than one pipeline installed in the offshore field. The size and space of pipelines are various depending on the design specifications. The pipelines are to be designed and installed to secure the stability to external loads during the installation and operation period. The flow patterns are very complex around the pipelines being dependent on incoming flow velocity, pipelines size and space. To investigate the flow patterns, number of experiment are conducted with visualization equipment in a circulating water channel. The flow motion and trajectory were recorded from the laser reflected particles by camera. From the experiment the flow patterns around spaced pipelines were obtained. Also pressure gradient was measured by mano-meter to estimate the hydrodynamic forces on the behind pipeline. The results show that the various sizes and spaces can be affected in the estimation of external load. The complex flow patterns and pressure gradients can be effectively used in the understanding of flow motion and pressure gradient.

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Estimation of Plastic Bending Moment of Offshore Pipelines (해저관로의 대변형 굽힘에 의한 소성 모멘트 추정)

  • 이종현;최한석;이승건
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.17 no.2
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    • pp.21-26
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    • 2003
  • The reel-lay method of submarine pipelines a continuous string of pipe coiled onto a reel. Assembly of this pipe that is string is accomplished onshore by welding, and nondestructive testing is carried out prior to coiling the pipe. The total length of pipes on the reel depends on the reel and pipe diameters. Pipeline installation is accomplished by uncoiling, straightening the pipe, and laying out the pipe string onto the seabed as the barge moves forward. Installation associated with coiling and uncoiling is related to the bending moment and strain relationship of the pipeline, A highgrade pipe material is required when the reel-lay method is used. This paper is concerned with the highly plastic bending moment of the pipeline, including the effect of ovality. Moment calculation in the pipe is accomplished by the numerical method, including the variable ovalities during the plastic bending of the pipe string. The new calculation method of the high plastic bending moment was applied to the reel-lay method.

Estimation of Plastic Bending Moment of Offshore Pipelines (해저관로의 대 변형 굽힘에 의한 소성 모멘트 추정)

  • Lee, Jong-Hyun;Choi, Han-Suk
    • Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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    • pp.20-25
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    • 2002
  • 본 논문은 대 변형 굽힘에 의한 소성 모멘트의 계산시 ovality를 고려한 파이프의 중립축에 대한 모멘트에 관해 논한다. 기존의 계산방법에 의한 중립축에 대한 모멘트 계산결과와 새로운 방법에 의한 계산결과를 비교해 보았다. 파이프가 길이방향의 모멘트에 의하여 굽어질 때, 증가하는 모멘트에 따른 ovality 변화를 고려하여 중립축에 대한 모멘트 계산에 적용해 보았다. 모멘트 계산은 타원형의 파이프 단면을 미세한 단면으로 나누어서 각 단면에 대한 응력을 비선형 strain-stress 식을 이용하여 구한 다음 중립축에 대해 계산을 수행하였다. 대 변형 굽힘에서 일어나는 실제현상 중 하나인 ovality를 파이프의 계산에 적용함으로써 좀 더 정확한 중립축에 대한 모멘트를 계산할 수 있었다. 이 방법을 reel에 의한 해저배관의 설치 공법에서 사용되는 reverse bending radius 계산에 적용해 보았다.

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