KR101506839B1

KR101506839B1 - 드릴쉽

Info

Publication number: KR101506839B1
Application number: KR1020140014108A
Authority: KR
Inventors: 윤호원
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2015-03-27

Abstract

본 발명은 드릴쉽의 선체 상부로 돌출되는 대형 데릭 장치가 없어도 라이저 파이프 및 드릴 파이프 등 파이프를 문풀에 수직으로 이송시킬 수 있고, 선체 상부에 데릭 장치가 없어 선박의 높이가 제한되어 있는 내륙 해안이나 다리 밑을 용이하게 운항할 수 있고, 별도의 데릭을 설치하지 않음으로써 선박의 생산 공수와 무게 및 생산 단가를 절감할 수 있는 드릴쉽에 관한 것이다.

Description

드릴쉽{DRILL SHIP}

본 발명은 드릴쉽에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드릴쉽의 선체 상부로 돌출되는 대형 데릭 장치가 없어도 라이저 파이프 및 드릴 파이프 등 파이프를 문풀에 수직으로 이송시킬 수 있고, 선체 상부에 데릭 장치가 없어 선박의 높이가 제한되어 있는 내륙 해안이나 다리 밑을 용이하게 운항할 수 있고, 별도의 데릭을 설치하지 않음으로써 선박의 생산 공수와 무게 및 생산 단가를 절감할 수 있는 드릴쉽에 관한 것이다.

일반적으로 시추선 또는 드릴쉽(drill ship)은 원유나 가스 등의 해양 지하자원을 탐사하여 시추하는 선박으로, 도 1에 도시된 바와 같이 빔과 각종 시추장비로 구성된 복잡한 형태의 대형 금속재 구조물로 드릴쉽 선체(10)의 문풀(20) 상부에 데릭(derrick crane: 30)이 설치된다.

그리고 이러한 드릴쉽 선체(10)의 데릭(30)은 선체와 같이 하나의 구조물로설치된다

또한 상기와 같은 드릴쉽의 데릭은 H빔, 앵글, 스틸 플레이트 등으로 구성되어 있으며, 이 구조 내부에 탑 드리이브 시스템, 파이프 핸들링 머신 등이 설치되고, 배관과 케이블이 혈관처럼 데릭 안, 밖을 통과하면서 설치된다

그리고 데릭은 플로러에 의해 지지되고, 데릭의 하부에는 시추작업을 위하여 선체에 상하로 관통된 문풀(moonpool)이 구비된다.

또한 드릴쉽은 선체의 상부에서 데릭을 이용하여 라이저 파이프나 드릴 파이프 등과 같은 파이프를 수직직 방향으로 세워 문풀을 통해 파이프를 해저로 삽입하여 시추작업을 하게 된다.

한편 근래에는 흑해(Black Sea)에서의 유전 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 흑해에 선박이 진입하기 위해서는 보스포러스 해협(Bosporus Strait)을 통과하게 되는데, 상기 보스포러스 해협을 지날 때 선박은 보스포러스 다리(Bosporus Bridge)를 통과해야 하며, 이 다리를 통과하기 위해서는 선박의 최대 높이가 제한된다.

그러나 드릴쉽의 데릭은 보통 자체 높이만 100m가 넘는 대형의 구조물로써 시추선이 파나마 운하를 가로지르는 센테니얼 브리지, 수에즈 운하를 가로지르는 무라바크 피스브리지, 보스포러스 해협 브리지 등과 같이 최대 높이 제한(air draft limit)을 적용받는 항로를 운항할 때 선체에 설치된 데릭의 높이로 인해 운항이 불가능한 문제점이 있었다.

그리고 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근에는 운항에 있어 높이 제한이 있는 항로와 다리 밑을 운항할 때 데릭을 선체로부터 분리 또는 해체하여 통과하는 방법이 사용되고 있다.

그러나 상기와 같이 종래의 방법은 드릴쉽의 선체에 설치된 데릭을 분리 또는 해체하기가 현실적으로 매우 어려운 문제점이 있다.

그리고 데릭을 선체로부터 분리하거나 해체하고 다시 선체에 조립하는 데 장시간이 소요는 문제점이 있었다.

또한 종래의 드릴쉽은 상기와 같이 선체에 데릭이 설치됨으로써 무게중심에 의해 풍랑 및 파도에 의해 선체가 동요될 때 전복 사고가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

한편 종래의 드릴쉽 건조시 상기와 같은 데릭을 선체의 상부에 설치해야 함으로써 선박의 생산 공수가 늘어나고, 건조에 장기간이 소요되는 문제점이 있으며, 선박의 생산단가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 드릴쉽의 선체 상부로 돌출되는 대형 데릭 장치가 없어도 라이저 파이프 및 드릴 파이프 등과 같은 파이프를 문풀에 수직으로 이송시킬 수 있는 드릴쉽을 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은 별도의 데릭을 드릴쉽 선체에 설치하지 않음으로써 드릴쉽의 건조 공수와 무게를 줄일 수 있고, 생산 단가를 절감할 수 있는 드릴쉽을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 선체 상부에 데릭 장치가 없어 선박의 높이가 제한되어 있는 내륙 해안이나 다리 밑을 용이하게 운항할 수 있는 드릴쉽을 제공하는 데 목적이 있다.

그리고 본 발명은 시추 작업을 위한 파이프의 수직 이송작업이 선체의 내부에서 작업이 이루어짐으로써 풍랑 및 파도에 의해 선체가 동요될 때에도 안전하게 작업할 수 있는 드릴쉽을 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선체(100)에 문풀(200)이 구비된 드릴쉽에 있어서,

상기 문풀(200)의 양측 내부에 일정한 간격 이격되도록 각각 구비된 지지판(300)과;

상기 지지판(300) 사이에 힌지결합되어 상부로 이송된 파이프(700)를 문풀(200) 중앙으로 이송시키는 이송레일(400)과;

상기 이송레일(400)에 파이프(700)가 고정되도록 이송레일(400)의 폭방향으로 각각 대응되도록 이송되어 파이프(700)를 고정하는 제 1, 2클램프(510, 520)가 구비된 고정 클램프(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 이송레일(400)은 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520) 사이에 수평으로 고정된 파이프(700)가 이송 레일(400)을 따라 문풀(200)의 중앙으로 이송되면서 수직방향으로 회동될 수 있도록 타원 형상으로 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 문풀(200)의 중앙 상부에는 수직 상태로 회동되는 파이프(700)의 상단부 위치를 센싱하여 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520)를 제어하는 위치감지센서(600)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 드릴쉽의 선체 상부로 돌출되는 대형 데릭 장치가 없어도 라이저 파이프 및 드릴 파이프 등과 같은 파이프를 문풀에 수직으로 이송시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 별도의 대형 데릭을 드릴쉽 선체에 설치하지 않음으로써 드릴쉽의 건조 공수와 무게를 줄일 수 있고, 생산 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 선체 상부에 데릭 장치가 없어 선박의 높이가 제한되어 있는 내륙 해안이나 다리 밑을 용이하게 운항할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 시추 작업을 위한 파이프의 수직 이송작업이 선체의 내부에서 이루어짐으로써 풍랑 및 파도에 의해 선체가 동요될 때에도 안전하게 작업할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 드릴쉽을 나타낸 예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 드릴쉽을 나타낸 예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 드릴쉽의 파이프 이송장치를 나타낸 예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 드릴쉽의 크레인으로 파이프가 이송되는 상태를 나타낸 예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 드릴쉽의 파이프 이송장치에 파이프가 이송되는 상태를 나타낸 예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 드릴쉽의 파이프 이송장치가 작동되는 상태를 나타낸 예시도.
도 7 은 본 발명에 따른 드릴쉽의 파이프 이송장치에 의해 파이프가 이송되는 상태를 나타낸 예시도.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면 중 미설명 부호 700은 파이프이고, 800은 파이프를 이송하는 크레인이며, 900은 파이프를 회전시키거나 선체 하부로 이송시키는 파이프 작동장치이고, 910은 피이프가 선체 하부로 이송할 때 가이드하는 가이드관이다.

먼저 선체(100)에 문풀(200)이 구비된 본 발명의 드릴쉽은 도 2에 도시된 바와 같이 문풀(200)의 양측 내부에 일정한 간격 이격되도록 각각 지지판(300)이 구비되고, 상기 지지판(300) 사이에는 양측단이 힌지결합되어 크레인(800)에 의해 상부로 이송된 파이프(700)를 문풀(200) 중앙으로 이송시키는 이송레일(400)이 구비된다.

이때 상기 지지판(300)은 크레인(800)으로 파이프(700)를 용이하게 이송레일(400) 상부로 삽입할 수 있도록 상단부가 이송레일(400)의 폭 외측 방향으로 굴곡되도록 실시하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 이송레일(400)에는 도 3에 도시된 바와 같이 파이프(700)가 이송레일(400)에 고정되도록 이송레일(400)의 폭방향으로 이송되어 중앙으로 삽입된 파이프(700)를 고정하는 제 1, 2클램프(510, 520)가 구비된 고정 클램프(500)가 구비된다.

이때 상기 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520)는 내측면이 중앙으로 삽입되는 라이저 파이프 또는 드릴 파이프 등과 같은 파이프(700)의 외주면일착되도록 반원형으로 굴곡지게 실시하는 것이 바람직하다.

그리고 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520)는 도면에 도시하지는 않았지만 이송레일(400)의 폭방향으로 이송되어 중앙에 삽입된 파이프(700)를 고정할 수 있도록 유압 또는 공압, 리드 스크류 등과 같은 장치를 이용하여 이송되도록 실시하는 것이 바람직하다.

한편 상기 이송레일(400)은 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520) 사이에 수평으로 삽입되어 고정된 파이프(700)가 이송 레일(400)을 따라 문풀(200)의 중앙으로 이송되고, 문풀(200)의 중앙에 이송될 때에는 파이프(700)가 수직방향으로 회동될 수 있도록 타원 형상으로 실시하는 것이 바람직하다.

그러나 본 발명에서는 이송레일(400)의 형상을 타원 형상으로 예를 들어 설명하였지만 이송레일(400)의 형상이 타원형상에 국한되는 것은 아니고, 파이프(700)가 문풀의 중앙으로서 이송되면서 고정클래프(500)에 의해 수직방향으로 회동될 수 있도록 이송레일(400)의 상부는 수평이고, 문풀(200) 방향의 끝단부는 반원형으로 이송되는 형상으로도 실시할 수 있다.

그리고 상기 문풀(200)의 중앙 상부에는 이송레일(400)로 이송되면서 고정클램프(500)에 의해 문풀(200) 중앙에서 수직방향으로 회동되는 파이프(700)의 상단부가 수직으로 위치되는 것을 센싱하여 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520) 이송을 제어하는 위치감지센서(600)가 구비된다.

이와 같은 본 발명에 따른 드릴쉽의 파이프를 이송하는 장치는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 크레인(800)을 이용하여 지지판(300)의 양측 선체(100)에 적재되어 있는 파이프(700)를 문풀(200)을 중심으로 양측에 구비된 일측 지지판(300) 사이로 먼저 이송시켜 파이프(700)가 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520) 사이로 삽입되도록 이송시킨다.

이때 상기 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520)는 이송레일(400)의 폭 방향 외측으로 각각 이송된 상태로 용이하게 파이프(700)가 제 1, 2클램프(510, 520) 사이로 삽입된다.

그리고 상기와 같이 파이프(700)가 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520) 사이로 삽입되면 제 1, 2클램프(510, 520)는 이송레일(400)의 폭 중심방향으로 이송되어 내측면이 파이프(700)의 외주면에 밀착되면서 파이프(700)를 고정하게 된다.

이때 상기 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520)는 내측면이 반원형으로 굴곡되어 파이프(700)의 외주면에 내측면 전체가 밀착되어 견고하게 파이프(700)를 고정한다.

그리고 상기 고정 클램프(500) 제 1, 2클램프(510, 520)는 외부에서 작업자의 조작에 의해 이송될 수 있고, 고정 클램프(500)에 파이프 감지센서(도면에 미도시)를 설치하여 파이프(700)가 제 1, 2클램프(510, 520) 사이로 삽입되면 파이프(700)를 감지하여 제 1, 2클램프(510, 520)가 이송레일(400) 폭 중심 방향으로 이송되도록 실시할 수 있다.

또한 도면에 도시하지는 않았지만 제 1, 2클램프(510, 520)의 내측면과 파이프(700)의 외주면에 미끄럼 현상이 발생하지 않도록 제 1, 2클램프(510, 520) 내측면에 다수의 미끄럼방지 돌기가 내측으로 돌출되도록 실시할 수 있다.

상기와 같이 파이프(700)가 고정클램프(500)에 고정되면 이송레일(400)이 작동되어 파이프(700)를 문풀(200)의 중심방향으로 이송시키고, 파이프(700)가 문풀(200)의 중심에 가깝게 이송될수록 도 6에 도시된 바와 같이 타원형으로 굴곡된 이송레일(400)에 의해 고정 클램프(500)가 수직방향으로 위치되면서 파이프(700)도 수직방향으로 세워진다.

그리고 이송레일(400)과 고정 클램프(500)에 의해 파이프(700)가 문풀(200)의 중심에서 수직 방향으로 세워지면 도 7에 도시된 바와 같이 문풀(200)의 상부에 구비된 위치감지센서(600)에 의해 파이프(700)의 위치가 감지되고, 감지된 위치감지센서(600)의 신호에 의해 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520)는 이송레일(400)의 폭 외측방향을 향해 자동으로 이송된다.

상기와 같이 제 1, 2클램프(510, 520)가 외측으로 이송되면 파이프(700)는 하부로 이송되어 문풀(200)의 하부에 구비된 파이프 작동장치(900)에 이미 삽입된 파이프(700)와 밀착되면서 파이프 작동장치(900)에 의해 연결된다.

이때 상기 파이프(700)가 삽입되는 파이프 작동장치(900)의 중앙에는 가이드관(910)이 구비되어 문풀(200) 중앙에 수직 방향으로 세워진 파이프(700)는 가이드관(910)의 내주면과 마찰되면서 자중에 의해 느린 속도로 하부로 이송된다.

그리고 상기와 같이 문풀(200)의 일측에 구비된 이송레일(400)에 의해 파이프(700)의 이송이 완료되면 동일한 방법으로 문풀(200)의 타측에 구비된 이송레일로 파이프(700)를 문풀(200) 중심에 수직방향으로 파이프(700)를 이송한다.

상기와 같이 드릴쉽에 대형의 데릭이 설치되어 있지 않아도 문풀(200) 양측에 구비된 이송레일(400)를 이용하여 연속적으로 파이프(700)를 이송시킬 수 있어 작업시간을 줄일 수 있다.

100 : 선체
200 : 문풀
300 : 지지판
400 : 이송레일
500 : 고정 클램프
510: 제 1클램프 520 : 제 2클램프
600 : 위치감지센서

Claims

선체(100)에 문풀(200)이 구비된 드릴쉽에 있어서,
상기 문풀(200)의 양측 내부에 일정한 간격 이격되도록 각각 구비된 지지판(300)과;
상기 지지판(300) 사이에 힌지결합되어 상부로 이송된 파이프(700)를 문풀(200) 중앙으로 이송시키는 이송레일(400)과;
상기 이송레일(400)에 파이프(700)가 고정되도록 이송레일(400)의 폭방향으로 각각 대응되도록 이송되어 파이프(700)를 고정하는 제 1, 2클램프(510, 520)가 구비된 고정 클램프(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴쉽.
제 1항에 있어서, 상기 이송레일(400)은 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520) 사이에 수평으로 고정된 파이프(700)가 이송 레일(400)을 따라 문풀(200)의 중앙으로 이송되면서 수직방향으로 회동될 수 있도록 타원 형상으로 구비된 것을 특징으로 하는 드릴쉽.
제 1 항에 있어서, 상기 문풀(200)의 중앙 상부에는 수직 상태로 회동되는 파이프(700)의 상단부 위치를 센싱하여 고정 클램프(500)의 제 1, 2클램프(510, 520)를 제어하는 위치감지센서(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴쉽.