해양라이저 배치 설계를 위한 설계 변수의 동적 영향도 분석

Abstract

심해에 부존하는 oil&gas의 사업적 가치가 상승함에 따라 심해저 라이저 개발 기술의 중요성도 커지고 있다. 심해저 라이저는 해양에서 생산되는 자원을 선상의 처리 장비까지 이송시키는 장비로써 수천미터에 도달하는 광범위한 길이를 갖는 세장체 구조물이다. 이러한 해양 라이저는 설계 기술도 중요하지만, 설치 및 운용하기 위한 기술도 매우 중요하다. 본 연구에서는 1000m 이상 급의 초심해역 라이저의 설치 및 배치를 위한 설계 기술로 다물체 동역학을 이용한 시뮬레이션 기반 설계 기술을 제안하였다. 초심해역 라이저의 설치 및 배치 설계를 위한 설계 변수로는 표 1과 같이 부력재의 개수, 설치 위치, 양성부력크기, 부력재 형상, 부력재 재료 등이 있으며, 설계 검토를 위한 응답으로는 라이저 top tension, VIV 현상, 해저면 접촉 현상, 라이저 국부 안정성,라이저 내부유동에 의한 진동, 라이저 설치 형상, 부력재의 체결력, 라이저 플랜지의 구조적 안정성 등이 있다. 본 논문에서는 이러한 설계 변수 및 응답 중 해양라이저의 배치 설계에 대한 부력재 및 체결 영역의 설계 변수에 따른 동적 영향도를 평가하였으며, 이러한 설계 변수들이 설계 응답에 어느 정도 민감도를 가지고 있는지를 검토하여 최종적으로 설계 가이드로 활용하고자 한다.