심해저 원유 생산용 매니폴드 기초 압입관 기본 설계

Abstract

압입관은 경제적 이점 및 시공의 간편함으로 해양 구조물의 앵커나 기초로써 널리 사용되고 있으나, 심해저 매니폴드를 지지하기 위한 기초 압입관의 설계 방법은 명확히 제시되지 않았다. 본 연구에서는 심해저 원유 생산용 매니폴드의 기초 압입관의 기본사양을 결정하기 위하여 매니폴드 설치 예상 해역의 토질 조사 자료를 참고하여 토질 특성을 결정하였고 압입관의 길이/지름비를 변경하면서 지반-압입관의 3차원 유한 요소 모델을 생성하였다. 압입관의 상부에 수직하중 및 수평하중을 각각 부여하여 하중-변위 곡선을 도출하였으며 이로부터 2가지 하중 성분에 대한 극한 지지력을 도출하였다. 또한 사례 분석 및 극한 지지력 검토 결과 적용된 토질 특성에 대하여 길이/직경비가 3.0이상일 때 매니폴드를 충분히 지지할 수 있음을 확인하여, 길이/직경비를 3.0으로 선정하였다. 마지막으로 매니폴드에 작용하는 설계 하중을 산정하여 길이/직경비 3.0에 대한 압입관의 기본 설계안을 제시하였고. 기본 설계안에 대한 극한 지지력과 설계 하중을 비교하여 압입관의 구조적 안전성을 검증하였다.