KR101538003B1

KR101538003B1 - 시추 시스템 및 관 스탠드를 조립 및 분해하기 위한 장치

Info

Publication number: KR101538003B1
Application number: KR1020137014143A
Authority: KR
Inventors: 페르 안드레 셀세르; 매그너스 요한슨; 에릭 하빈드; 조나단 개릭 웹; 트론드 베너 모엔; 뵤른 아브라함슨
Original assignee: 내쇼날 오일웰 파르코 노르웨이 에이에스
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2015-07-20
Also published as: EP2635766B1; EP2635766A2; KR20130093142A; BR112013010737A2; WO2012061506A2; DK2635766T3; WO2012061506A4; BR112013010737B1; US20130206478A1; US9303468B2; WO2012061506A3

Abstract

하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템은, 시추공 중심선으로부터 편위되어 있는 구멍을 포함하는 시추 갑판을 포함한다. 추가로 본 시스템은, 시추 갑판에 연결되고 그 시추 갑판에 있는 상기 구멍으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 랙 유닛을 포함한다. 이 랙 유닛은 관형 하우징을 포함하고, 이 관형 하우징은 길이 방향 축선, 상단부 및 이 상단부 반대쪽의 하단부를 갖는다. 랙 유닛은 또한 몸체 내부에 배치되는 제 1 랙을 포함하고, 이 제 1 랙은 그 몸체에 움직일 수 있게 연결된다.

Description

시추 시스템 및 관 스탠드를 조립 및 분해하기 위한 장치{A DRILLING SYSTEM AND A DEVICE FOR ASSEMBLING AND DISASSEMBLING PIPE STANDS}

본 출원은 2010년 11월 2일에 출원된 미국 가출원 제 61/409,459 호의 이익을 주장하면서 2011년 11월 2일에 출원된 PCT/US2011/058969의 35 U.S.C.§371 국내 단계 출원이며, 두 출원 모두는 전체적으로 모든 목적을 위해 본원에서 참조로 관련되어 있다.
본원에서 본 개시는 일반적으로 유정 시추를 위한 관 조인트의 조립 및 분해, 그의 제조, 유지 보수 및 그들의 결합을 위한 장치와 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 시추 갑판 아래에서 적어도 두개의 관 조인트를 독립적으로 보관하고 관형체의 연결을 도와주는 관 조인트 랙 유닛에 관한 것이다.

유정 또는 가스정 시스템은 끝에서 함께 연결되는 많은 종류의 기다란 관형체(예컨대, 드릴 관, 케이싱 및 칼라를 포함하는)를 사용한다. 취급의 용이를 위해, 둘 이상의 개별적인 관형체의 그룹이 일반적으로 함께 결합되어 "스탠드(stand)"를 형성하게 된다. 이들 스탠드는 연결되어 더 긴 일련의 연결된 관형체("스트링"이라고 함)를 형성한다. 다양한 종류의 스트링, 예컨대 시추를 위한 드릴 스트링, 작업 완료를 위한 완료 스트링 및 탄화수소의 생산을 위한 생산 스트링이 수행되는 임무에 기초하여 오일 및 가스 산업에 알려져 있다. 스탠드를 구성하고 최종적으로 결합된 관형체로 된 긴 "스트링"을 구성하고 그 스트링을 시추공 또는 유정 안으로 도입시키는 작업은 일차적으로 시추 마루 또는 시추 갑판에서 수행된다. 시추공 또는 유정으로부터 관 스트링을 회수하고 그 관 스트링을 개별적인 스탠드나 관으로 분해하는 작업도 마찬가지로 일차적으로 시추 마루에서 수행된다.

각각의 개별적인 관 또는 관형체는 양 단부에서 나사 결합된다. 두개 이상의 관을 연결하여 관 스탠드로 만들기 위해, 한 관의 일 단부가 다른 관의 단부에 나사 결합된다. 역으로, 두개의 관을 분리하려면, 한 관을 분리될 때까지 다른 관에서 푼다. 어떤 경우에는, 연결 및 분리 작업은 모터 구동식 공구를 사용해 수행된다.

스탠드 및 스트링의 조립 또는 분해의 효율을 높히기 위해, 일부 관 연결 또는 분리 과정은 시추 마루의 중심부의 외부에 있거나 그에서 먼쪽에 있는, 즉 시추공 또는 유정의 중심부로부터 떨어진 영역에서 수행된다. 예컨대, 개별적인 관 세트는 처음에 중심부로부터 외측으로 떨어진 영역에서 조립되어 관 스탠드로 된다. 그런 다음, 조립된 관 스탠드는 다운홀 스트링에의 연결을 위해 중심부 안으로 이동될 수 있다. 대안적으로, 관 스트링은 중심부에서 두개 이상의 관 스트링으로 분해될 수 있다. 그리고, 각각의 관 스탠드는 추가 분해를 위해 상기 떨어진 영역으로 보내진다. 각 경우, 조립 또는 분해 과정은 시추 마루의 둘 이상의 영역 사이에 분산되어 이루어진다.

일반적으로, 관 스탠드의 조립 또는 분해 중에, 각각의 관은 시추 갑판 또는 그 아래에 위치되는 실질적으로 수직의 관형 하우징에 의해 제공되는 보관 영역에서 홀로 임시적으로 배치된다. 상기 하우징은 상단부에서 열려 있고 그의 하단부에서는 관 지지부를 포함한다. 관형 하우징은 그의 열린 상단부가 시추 갑판에 있는 마우스홀(하우징에의 접근을 가능하게 해준다) 둘레에 동심으로 배치되도록 설치된다. 관 지지부는 끝 플레이트 또는 바닥 플레이트일 수 있다. 상기 하우징 내부의 보관 영역의 깊이는 상기 관 지지부의 배치에 따라 결정된다.

4개의 관을 조립하여 4-관 스탠드를 만들기 위해서는, 제 1 관이 관형 하우징에 배치되고 제 2 관이 제 1 관의 위쪽 수직 위치로 보내진 다음에 하강되어 제 1 관과 결합하게 된다. 시추 갑판에 있는 마우스홀 근처에 있는 공구를 사용하여, 두 관을 함께 나사 결합하여 제 1 "2-관 스탠드"를 형성한다. 상기 제 1 2-관 스탠드를 마우스홀 근처에서 들어 올리고 중간의 보관 영역에 배치한다. 다음, 동일한 단계에 따라 제 2 "2-관 스탠드"를 얕은 관형 하우징에서 구성한다. 제 2 2-관 스탠드는 시추 갑판에 있는 다른 마우스홀을 통해 더 깊은 관형 하우징 안으로 전달되며, 그래서 제 2 2-관 스탠드의 상단부는 시추 마루 위쪽의 적절한 작업 높이에 배치될 수 있다. 제 1 2-관 스탠드는 상기 중간 보관 영역으로부터 회수되어, 상기 더 깊은 관형 하우징에 위치되어 있는 제 2 2-관 스탠드의 정상부에 연결되어 4-관 스탠드를 완성하게 된다. 이 4-관 스탠드는 들어 올려져 시추 마루의 중심부에 보내지거나 중간 보관 영역에 배치된다. 4-관 스탠드의 분해는 실질적으로 동일한 단계를 사용하여 역순으로 수행된다.

상기한 조립 및 분해 작업의 단점은, 서로 다른 깊이를 갖는 관형 하우징이 필요하거나(단일의 관 및 2-관 스탠드를 수용하기 위해) 또는 하우징 내부의 보관 영역의 깊이를 조절할 필요가 있다는 것이다. 이들 작업의 다른 가능한 단점은, 다른 깊이를 갖는 하우징들 사이 또는 관형 하우징과 중간 보관 영역 사이에서 관 스탠드를 이동시킬 필요가 있다는 것이다. 이러한 조절과 이동으로 인해, 작업 완료에 필요한 시간이 늘어나고 그래서 조립 또는 분해 작업의 효율이 감소된다. 또한, 관형 하우징 자체가 주변에 대해 움직이는 설계에서는, 장치가 시추 갑판 아래에 있는 근처의 와이어, 가요성 도관 또는 다른 요소와 엉킬 가능성이 있다. 따라서, 당 기술에서 관 조립 또는 분해 작업의 효율을 증가시킬 수 있는 장치와 방법이 필요하다.

당 기술에서의 이들 및 다른 필요는 일 실시 형태에서 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템으로 해결된다. 이 시스템은 시추공 중심선으로부터 편위되어 있는 구멍을 포함하는 시추 갑판을 포함한다. 추기로, 상기 시스템은, 상기 시추 갑판에 연결되고 그 시추 갑판에 있는 상기 구멍으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 랙 유닛을 포함한다. 이 랙 유닛은 관형 하우징을 포함하고, 이 하우징은 길이 방향 축선, 상단부 및 이 상단부 반대쪽의 하단부를 갖는다. 상기 랙 유닛은 또한 몸체 내부에 배치되는 제 1 랙을 포함한다. 이 제 1 랙은 상기 몸체에 움직일 수 있게 연결된다.

당 기술에서의 이들 및 다른 필요는 또한 관 스탠드를 구성하는 방법으로 해결된다. 본 방법은 시추 갑판에 있는 구멍 아래에 랙 유닛을 배치하는 단계를 포함한다. 상기 랙 유닛은 길이 방향 축선을 갖는 관형 하우징, 몸체에 배치되는 제 1 랙 및 그 몸체에 배치되는 승강기를 포함한다. 상기 방법은 상기 승강기로부터 옆으로 편위된 제 1 위치로부터 상기 제 1 랙을 상기 승강기와 동축으로 정렬되는 제 2 위치로 이동시키는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 또한 제 1 위치로부터 제 1 랙을 제 2 위치로 이동시키는 단계를 포함한다. 추가로, 상기 방법은 상기 승강기를 상기 제 1 랙의 적어도 일 부분을 통해 축방향 위쪽으로 이동시키는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 제 1 관 조인트를 상기 구멍에 통과시켜 상기 제 1 랙 안으로 삽입하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 상기 승강기를 이용하여 상기 제 1 관 조인트를 상기 제 1 랙에서 지지하는 단계 및 상기 승강기를 이용하여 상기 제 1 관 조인트를 제 1 랙 안으로 내려 보내는 단계를 더 포함한다.

당 기술에서의 이들 및 다른 필요는 다른 실시 형태에서 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템으로 해결된다. 일 실시 형태에서, 싱기 시스템은 시추공 중심선으로부터 편위되어 있는 구멍을 포함하는 시추 갑판을 포함한다. 추가로, 상기 시스템은 상기 시추 갑판에 연결되고 그 시추 갑판에 있는 상기 구멍으로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 랙 유닛을 포함한다. 상기 랙 유닛은, 길이 방향 축선, 상단부 및 이 상단부 반대쪽의 하단부를 갖는 하우징을 포함한다. 상기 랙 유닛은 또한 상기 하우징 내부에 배치되고 관형체를 수용하도록 되어 있는 제 1 랙을 포함한다. 이 제 1 랙은 상기 제 1 랙은 상기 하우징에 피봇식으로 연결되는 상측 안내부 및 그 하우징에 피봇식으로 연결되는 하측 안내부를 포함한다. 상기 제 1 랙의 상기 상측 안내부와 하측 안내부는 제 1 회전 축선 둘레로 회전하도록 되어 있다. 상기 랙 유닛은 상기 하우징 내부에 배치되고 그 하우징 내부에서 축방향 상하로 이동하도록 되어 있는 승강기를 더 포함한다.

따라서, 여기서 설명하는 실시 형태들은 어떤 종래의 장치, 시스템 및 방법과 관련된 다양한 단점들을 해소하기 위해 이루어지는 특징과 이점의 조합을 포함한다. 전술한 다양한 특징적 사항 및 다른 특징은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면을 통해 당업자에게 쉽게 명백하게 될 것이다.

본 발명의 개시된 실시 형태(들)에 대한 상세한 설명을 위해, 이제 첨부 도면을 참조하도록 한다.

도 1 은 여기서 개시하는 원리에 따른 시추 시스템의 일 실시 형태의 개략적인 입면도이다.
도 2 는 도 1 의 랙 유닛의 측면도이다.
도 3 은 도 2 의 A-A 단면을 따라 취한 도 2 의 랙 유닛의 단면도이다.
도 4 는 도 2 의 랙 유닛의 확대 상면도이다.
도 5 는 도 2 에 나타나 있는 랙 유닛의 주 몸체의 사시 단면도이다.
도 6 은 도 2 의 랙 유닛의 센트럴라이저의 사시도이다.
도 7 은 도 6 의 센트럴라이저의 부분 사시도로, 여러 내부 요소를 도시하기 위해 하우징의 일 부분은 제거되어 있다.
도 8 은 도 2 의 랙 유닛의 승강기의 사시도이다.
도 9 는 도 3 의 랙의 상측 안내부 및 관련된 구동부의 후방 사시도이다.
도 10 은 도 3 의 랙의 하측 안내부 및 관련된 구동부의 후방 사시도이다.
도 11 은 도 3 의 한 랙의 크래들의 사시도이다.
도 12 ∼ 17 은 도 1 의 랙 유닛의 순차적인 상면도로, 랙 유닛에 3개의 관 조인트를 로딩하는 예시적인 방법을 도시한다.
도 18 은 도 1 의 시추 시스템에 사용되는 관 스탠드의 조립 및 분해를 위한 랙 유닛의 제 2 실시 형태의 단면도이다.
도 19 는 도 18 에 있는 랙 유닛의 상면도이다.

이하의 설명은 본 발명의 다양한 실시 형태에 대한 것이다. 개시된 실시 형태들은 청구 범위를 포함한 본 개시의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 사용되어서는 아니 된다. 추가로, 당업자라면, 이하의 설명은 넓은 적용을 가지며 어떤 실시 형태에 대한 설명도 단지 그 실시 형태의 대표적인 예이며 청구 범위를 포함한 본 개시의 범위가 그 실시 형태에 한정되는 것은 아님을 이해할 것이다.

이하의 설명과 청구 범위에서 사용되는 어떤 용어들은 특별한 특징적 요소 및 구성 요소를 나타낸다. 당업자라면 이해하는 바와 같이, 다른 사람은 동일한 특징 또는 구성 요소를 다른 명칭으로 부를 수 있다. 본 문헌은 기능이 아닌 명칭이 다른 구성 요소 또는 특징적 요소들을 구별하지 않는다. 도면은 일정한 축척에 따를 필요는 없다. 여기서 어떤 특징적 요소 및 구성 요소는 과장된 축척 또는 다른 개략적인 형태로 나타내질 수 있으며, 통상의 요소의 일부 상세는 명료성과 간결성을 위해 나타내지 않을 수 있다. 추가로, 유사하거나 동일한 참조 번호는 공통된 또는 유사한 요소를 나타내는데 사용될 수 있다.

이하의 설명 및 청구 범위에서, 용어 "포함하는"은 개방적인 의미로 사용되며, 따라서 "... 을 포함하지만 그에 한정되지 않는다" 라는 의미로 해석되어야 한다. 또한, 용어 "연결한다"는 간접 또는 직접적인 연결을 의미하는 것이다. 따라서, 제 1 장치가 제 2 장치에 연결되어 있다고 한다면, 그 연결은 직접적인 연결이거나 또는 다른 장치, 요소 및 연결부를 통한 간접적인 연결일 수 있다. 연결부가 전력 또는 신호를 전달한다고 한다면, 연결은 유선 또는 무선의 전자기적 전달(예컨대, 광학 전달) 또는 다른 수단을 통한 것일 수 있다. 추가로, 여기서 사용되는 바와 같이, 용어 "축방향" 및 "축방향으로"는 주어진 축선(예컨대, 어떤 몸체나 포트의 중심 축선)을 따르거나 그에 평행한 것을 의미하며, 용어 "반경 방향" 또는 "반경 방향으로"는 그 축선에 수직인 것을 의미한다. 예컨대, 축방향 거리는 축선을 따라 또는 그에 평행하게 측정된 거리를 말하고, 반경 방향 거리는 그 축선에 수직하게 측정된 거리를 의미한다. 또한, 여기서 사용되는 바와 같이, 용어 "관", "관 조인트" 및 "관 세그먼트"는 관의 개별적인 조인트 또는 부분(예컨대, 드릴 관 조인트)를 의미하며, 용어 "관 스탠드"는 두개 이상의 관 조인트가 끝에서 함께 연결된 조합체를 의미한다.

이제 도 1 을 참조하면, 근해 시추 시스템(10)의 실시 형태가 나타나 있다. 이 실시 형태에서, 시추 시스템(10)은 굴착 구조물(12)을 포함하고, 이 굴착 구조물은 시추 갑판(14) 및 이 갑판(14)에 연결된 마스트 또는 유정탑(derrick; 16)을 갖고 있다. 수직하게 뻗어 있는 상기 유정탑(16)은 시추 중심선(15)을 규정하는 시추 라이저 내부에 매달리는 드릴 스트링(18)을 지지한다. 특히, 유정탑(16)의 상부는 드릴 스트링(18)을 지지하는 상부 구동 시스템(25)과 관 승강기(26)를 포함하며, 상기 드릴 스트링은 시추 갑판(14)과 시추 라이저를 통과하여 해저 시추공 안으로 들어간다.

개별적인 관 조인트(20)와 관 스탠드(22)를 위한 하나 이상의 보관 구역이 제공되어 있다. 이 실시 형태에서, 제 1 보관부(21)는 다수의 관 조인트(20)를 갑판(14) 상에서 수평 배향으로 임시 보관하고 제 2 보관부(23)는 다수의 관 스탠드(22)를 수직 배향으로 임시 보관한다. 보관부(21)에 있는 관 조인트(20)는 관 스탠드(22)를 조립하는데 사용되며, 그리고 관 스탠드는 드릴 스트링(18)에 추가될 수 있다. 이 실시 형태에서, 각각의 관 스탠드(22)는 끝에서 서로 연결되는 4개의 개별적인 관 조인트(20)로 만들어진다. 보관부(23)는 시추 갑판(14)의 위쪽에서 유정탑(16)으로부터 수평 방향으로 연장되어 있는 랙킹(racking) 또는 핑거 보드(30)를 포함한다. 나타나 있는 바와 같이, 상기 보관부(22, 23)는 중심선(15)으로부터 편위되어 있는데, 즉 그로부터 반경 방향으로 떨어져 있다.

계속 도 1 을 참조하면, 일 실시 형태의 랙 유닛(100)이 중심선(15)으로부터 반경 방향으로 편위되어 있고 시추 갑판(14)으로부터 수직 하방으로 뻗어 있다. 시추 갑판(14)에 있는 구멍(17)(마우스홀이라고도 함)을 통해, 랙 유닛(100)에 접근할 수 있고 또한 관 조인트(20)가 랙 유닛(100) 안으로 내려가고 그로부터 빼내질 수 있다. 아래에서 더 자세히 설명하겠지만, 랙 유닛(100)은 관 스탠드(22)의 조립 및 분해를 위해 다수의 관 조인트(20)를 임시 보관하는데 사용된다.

일반적으로, 개별적인 관 조인트(20) 및 개별적인 관 스탠드(22)를 결합하고 보관부(21, 23), 랙 유닛(100) 및 중심선(15) 사이에서 상기 조인트(20)와 스탠드(22)를 조작하고 움직이기 위해 어떤 적절한 관 취급 장치 또는 시스템이라도 사용될 수 있다. 이 관 취급 시스템은 로봇식일 수 있는데, 다시 말해 자동화될 수 있거나 또는 원격으로 작동될 수 있다. 일부 작업 중에, 랙킹 보드(30)에 또는 그 근처에 있는 한 명 이상의 작업자는 관 조인트(20) 또는 관 스탠드(22)의 움직임을 수동으로 제어할 수 있다. 적절한 관 취급 시스템의 예들은, 미국 특허 7,841,415, 7,228,919, 6,976,540, 7,736,119, 7,083,007 및 미국 특허 출원 공개 2007/0251728 및 2008/0164064에 개시되어 있으며, 이들 문헌 각각의 전체는 모든 목적으로 본원에 참조로 관련되어 있다.

상기 시추 갑판(14)은 스태빙(stabbing) 시스템, 슬립, 관 윤활기, 진흙 펌핑 시스템 및 관 조인트를 구성하거나 분해하는데 사용되는 다른 시스템을 포함하는(이에 한정되지 않음) 드릴링 또는 트립핑(tripping) 작업을 위한 다른 종류의 장비(미도시)를 지지할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 클램핑 장치 또는 집게가 갑판(14)에 지지될 수 있고, 관 조인트(20)와 관 스탠드(22)를 회전 안 되게 잡는데 사용될 수 있다. 이러한 클램핑 장치는 수동식이거나 자동화되거나 또는 반자동화될 수 있다.

이제 도 2 - 4 를 참조하면, 이 실시 형태에서, 랙 유닛(100)은 시추 갑판(14)의 저부에 고정되는 기초 또는 설치 어셈블리(110), 이 어셈블리(110)에 매달려 있는 본체 또는 하우징(120), 이 하우징(120) 내부에 피봇식으로 배치되는 한쌍의 랙(200), 및 상기 하우징(120) 내부에 움직일 수 있게 배치되는 승강기(300)를 포함한다. 각각의 랙(200)은 관 스탠드(22)의 조립에 사용되는 한쌍의 관 조인트(20)를 수용하여 임시로 보관하는 작용을 한다. 다시 말해, 각각의 랙(200)은 하우징(120) 내부에서 관 보관 위치를 규정한다. 따라서, 랙(200)은 여기서 관 조인트 보관 어셈블리라고도 할 수 있다. 하단부가 승강기(300)에 의해 지지되는 제 3 관 조인트(20)가 랙 유닛(100) 안에서 랙(200)들 사이에 보관될 수 있다. 다시 말해, 하우징(120) 내부에서 랙(200)들 사이에 있는 공간은 하우징(120) 내부의 추가적인 관 보관 위치로서 기능할 수 있다. 따라서, 이 실시 형태에서, 랙 유닛(100)은 주어진 시간에 개별적인 관 조인트를 3개까지 임시로 보관할 수 있는데, 각각의 랙(200)에 하나의 관 조인트(20)가 보관될 수 있고 또한 하나의 관 조인트(20)가 랙(200)들 사이에 보관될 수 있다. 3개의 관 보관 위치(참조 번호 "101A, 101B, 101C"로 표시되어 있음)를 아래에서 보다 자세히 설명할 것이다.

이제 도 2, 3 및 5 를 참조하면, 하우징(120)은 기다란 관형 구조체로 되어 있으며, 중심 또는 길이 방향 축선(125), 제 1 단부(또는 상단부)(120a) 및 이 단부(120a) 반대쪽의 제 2 단부(또는 하단부)(120b)를 갖고 있다. 상단부(120a)는 설치 어셈블리(110)에 부착되어 하우징(120)을 갑판(14)에 연결하고, 하단부(120b)는 갑판(14)에서 먼쪽에 있다. 그러나, 상단부(120a)는 개방되어 있고 캡쳐 바스켓(126)이 하단부(120b)에서 하우징(120)에 연결되어 있어 하단부(120b)를 폐쇄하고 관 조인트(20)가 하단부를 통과하여 완전히 떨어지는 것을 방지해 준다. 이 실시 형태에서, 캡쳐 바스켓(126)은, 설치 어셈블리(110)로부터 캡쳐 바스켓(126)까지 수직으로 뻗어 있고 원주 방향으로 서로 떨어져 있는 복수의 케이블(127)에 의해 위치 유지된다. 도 3 및 4 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 센트럴라이저(150)가 설치 어셈블리(110) 내부에서 상단부(120a)에 축방향으로 인접하여 배치되어 있으며, 하우징(120) 안으로 로딩되고 그로부터 언로딩되는 관 조인트(20)를 위한 출입 위치로서 역할한다. 일반적으로, 상기 센트럴라이저(150)는 하우징(120) 안으로 로딩되고 그로부터 언로딩되는 관 조인트(20)의 수직 배향(즉, 축선(125)에 평행함)을 용이하게 해준다.

다시 도 2 - 4 를 참조하면, 설치 어셈블리(110)는 랙 유닛(100)을 시추 갑판(14)에 연결한다. 이 실시 형태에서, 설치 어셈블리(110)는 일반적으로 직사각형인 몸체 또는 하우징(111)을 포함하는데, 이 몸체 또는 하우징은 축선(125)과 동축으로 정렬되는 중심 또는 길이 방향 축선(115), 열린 상단부(111a) 및 열린 하단부(111b)를 갖는다. 하우징(120)의 상단부(120a)는 하우징(111)에 동축으로 수용되어 복수의 볼트로 그 하우징 안에 고정된다. 이 실시 형태에서 독립적인 별도의 설치 어셈블리(110)를 사용하여 하우징(120)을 갑판(14)에 연결하고 있지만, 다른 실시 형태에서는 설치 어셈블리(예컨대, 설치 어셈블리(110))는 본체(예컨대, 하우징(120))의 상단부와 일체적으로 될 수 있거나 또는 본체는 시추 갑판에 직접 고정될 수 있다.

도 2 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 승강기 구동부(350)가 하우징(120)의 외측을 따라 하우징(111)의 하단부(111b)로부터 연장되어 있다. 승강기 구동부(350)는 상단부(120a)에 가까운 제 1 위치(상부 위치)와 하단부(120b)에 가까운 제 2 위치하부 위치) 사이에서 승강기(300)를 하우징(120) 내부에서 축방향 상하로 이동시킨다. 아래에서 보다 자세히 설명하겠지만, 승강기(300)는 개별 관 조인트(20)의 로딩 및 언로딩 중에 구동부(350)에 의해 상부 위치와 하부 위치 사이에서 이동된다. 승강기(300)는 하우징(120) 내부의 상부 위치와 하부 위치를 갖는 것으로 설명되어 있지만, 승강기(300)는 하우징(120) 내부에서 임의의 원하는 축방향 위치에서 멈출 수 있다.

이제 도 4, 6 및 7 를 참조하면, 상기 센트럴라이저(150)는 승강기(300)에 의해 지지되는 개별적인 관 조인트 또는 관형체(20)를 랙 유닛(100) 내부에서 축방향으로 수직하게 또는 실질적으로 수직하게 배향된 상태로 유지하는 기능을 한다. 이 실시 형태에서, 센트럴라이저(150)는 외부 하우징(151), 서로 맞은 편에 있고 하우징(151) 내부에서 움직일 수 있게 배치되는 한쌍의 죠오 클램프(152, 153), 죠오 클램프(152, 153)를 작동시키는 구동 어셈블리(160)를 포함한다. 하우징(151)은 수평 상부 플레이트(151a), 수평 하부 플레이트(151b), 및 상기 플레이트(151a, 151b) 사이에 수직으로 연장되어 있는 한쌍의 측면 플레이트(151c)를 포함한다. 관통 보어 또는 통로(154)는 하우징(151)을 통과해 연장되어 있고 하우징(120)의 축선(125)에 평행한 수직 중심 축선(155)을 갖는다. 관 조인트(20)를 랙 유닛(100) 안으로 내려보내거나 그 랙 유닛(100)으로부터 잡아 당길 때, 그 관 조인트는 센트럴라이저(150)의 상기 통로(154)를 수직으로 통과하게 된다.

상기 죠오 클램프(152, 153)는 하우징(151) 내부에서 축선(155)의 양측에 배치되며 구동 어셈블리(160)에 의해 축선(155)에 대해 반경 방향 내외측으로 움직인다. 특히, 죠오 클램프(152, 153)는 반경 방향 내측으로 움직여 상기 통로(154)를 통과해 뻗어 있는 관 조인트(20)를 잡으며 그 관 조인트를 축선(155)과 정렬되는 수직 배향으로 되게 해준다. 이 실시 형태에서, 각각의 죠오 클램프(152, 153)는 기부(156) 및 이 기부(156)에 회전가능하게 연결되어 있는 한쌍의 롤러 요소(157)를 포함한다. 각 기부(156)의 외측 가장자리들은 하우징(151)의 측면 플레이트(151c)의 내측면에 형성되어 있는 상대 안내부 또는 홈에 슬라이딩가능하게 배치된다. 도 7 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 기부(156)는 반경 방향 내측의 V-형 노치(158)를 갖는 플레이트이다. 롤러 요소(157)는 그 노치(158) 내부에 배치되고, 각각의 롤러 요소(157)는 노치(158)가 형성되어 있는 기부(156)의 일 가장자리를 따라 있다. 이 실시 형태에서, 각 죠오 클램프(152, 153)의 롤러 요소(157)는 90°의 각도로 서로 떨어져 있다. 죠오 클램프(152, 153)가 반경 방향 내측으로 움직일 때 서로 간섭하지 않도록 하기 위해, 죠오 클램프(152)는 축선 방향으로 죠오 클램프(153)의 바로 위쪽에 배치된다. 그래서, 죠오 클램프(152, 153)가 반경 방향 내측으로 움직일 때, 죠오 클램프(153)의 선두 가장자리는 죠오 클램프(152)의 선두 가장자리 아래를 지나게 된다.

계속 도 7 을 참조하면, 구동 어셈블리(160)는 두 죠오 클램프(152, 153)를 축선(155) 및 통로(154)를 통과하여 뻗어 있는 관 조인트(20)에 대해 반경 방향 내외측으로 동시에 움직이게 한다. 이 실시 형태에서, 구동 어셈블리(160)는 하우징(151)과 기부(156) 사이에 있는 액츄에이터(161), 기부(156)의 양 반대 표면에 설치되는 한쌍의 기어 랙(162, 163) 및 랙(162, 163) 사이에 배치되는 피니언 기어(164)를 포함한다. 특히, 한 기어 랙(162)은 제 1 클램프 죠오(152)의 기부(156)의 저부에 설치되고 다른 기어 랙(163)은 제 2 클램프 죠오(153)의 상측를 따라 설치된다. 피니언 기어(164)는 두 랙(162, 163)과 맞물린다. 따라서, 피니언 기어(164)가 제 1 방향으로 회전할 때, 랙(162, 163) 및 죠오 클램프(152, 153)는 반경 방향 내측으로 서로를 향해 움직이며, 피니언 기어(164)가 제 1 방향의 반대인 제 2 방향으로 회전할 때, 랙(162, 163) 및 죠오 클램프(152, 153)는 반경 방향 외측으로 서로에서 멀어지게 움직인다. 따라서, 각 죠오 클램프(152, 153)의 운동은 다른 죠오 클램프(152, 153)의 운동에 구속된다.

상기 액츄에이터(161)는 하우징(151)의 플레이트(151b)에 부착되는 제 1 단부(161a) 및 죠오 클램프(153)에 연결되는 제 2 단부(161b)를 갖는다. 도 7 에서, 액츄에이터(161)는 하우징(151) 아래에 있는 것으로 나타나 있지만, 하부 플레이트(151b)는 선형 슬롯을 포함하는데, 이 슬롯은 하부 죠오 클램프(153)의 기부(156)와 제 2 단부(161b) 사이에 있는 연결 분재를 슬라이딩가능하게 수용한다. 이 실시 형태에서, 액츄에이터(161)는 선형으로 전진 및 후퇴하여 죠오 클램프(153)를 축선(155) 및 통로(154)를 통과하는 관 조인트(20)에 대해 반경 방향 내외측으로 움직이게 하도록 구성된 유압 실린더와 같은 양방향 선형 액츄에이터이다. 죠오 클램프(153)의 반경 방향 운동은 전술한 바와 같이 랙(162, 163) 및 피니언 기어(164)를 통해 죠오 클램프(152)에 전달된다. 따라서, 액츄에이터(161)가 전진되면, 죠오 클램프(152, 153)는 축선(155) 및 관 조인트(20)로부터 멀어지게 반경 방향 외측으로 움직이고, 액츄에이터(161)가 후퇴하면, 죠오 램프(152, 153)는 축선(155) 및 내부의 관 조인트(20)를 향해 반경 방향 내측으로 움직이게 된다. 죠오 클램프(152, 153) 및 구동 어셈블리(160)는, 죠오 클램프(151, 153)가 축선(155)에 대해 반경 방향으로 일정하게 떨어져 있도록 구성된다. 따라서, 죠오 클램프(152, 153)가 반경 방향 내측으로 움직여 관 조인트(20)를 물면 그들 죠오 클램프에 의해 관 조인트(20)는 축선(155)과 동축으로 정렬되어 수직으로 배향된다.

이제 도 3 및 8 을 참조하면, 승강기(300)는 상기 통로(154)와 센트럴라이저(150)를 통과하는 관 조인트(20)를 하우징(120) 내부에서 축방향 상하로 이동시키도록 되어 있다. 도 8 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 이 실시 형태에서, 승강기(300)는 원통형인 컵형 지지 부재(301), 연장 아암(320)에 의해 상기 지지 부재(301)에 연결된 트롤리(310) 및 지지 부재(301)와 트롤리(310) 사이에서 아암(320)에 피봇식으로 연결된 리프팅 부재(330)를 포함한다. 관 지지 부재(301)는 원통형이고, 축선(155)과 동축으로 정렬되는 수직 중심 축선(305) 및 관 조인트(20)의 하단부를 수용할 수 있는 크기로 되어 있는 상향 수용부 또는 개구(302)를 갖는다. 상기 연장 아암(320)의 일 단부는 지지 부재(301)에 부착되고 반대쪽 단부는 트롤리(310)에 부착된다. 이 실시 형태에서, 연장 아암(320)은 비교적 좁은 수평 방향 폭을 갖는 수직 배향 플레이트이다. 트롤리(310)는 연장 아암(320)에 고정되고 도 5 에서 보는 바와 같이 하우징(120)에 있는 상대 수직 채널(122) 내부에 움직일 수 있게 배치된다. 이 실시 형태에서, 트롤리(310)는 이 트롤리(310)가 채널(122)를 통해 부드럽게 상하로 움직일 수 있게 해주는 복수의 휠(311)을 포함한다. 이제 도 2, 3 및 8 을 참조하면, 케이블(미도시)이 승강기 구동부(350)로부터 하우징(120)의 상단부(120a)에 있는 풀리(351)를 지나 리프팅 부재(330)까지 연장되어 있어, 승강기 구동부(350)가 하우징(120) 내부에서 승강기(300)를 축방향 상하로 당길 수 있다.

다시 도 3 을 참조하면, 전술한 바와 같이, 랙 유닛(100)은 두개의 랙(200)를 포함한다. 각각의 랙(200)은 하우징(20) 내부에서 그 하우징(20)에 피봇식으로 연결되며, 하나의 관 조인트(20)를 수용해 그 관 조인트(20)를 임시로 보관하고 관 스탠드(22)의 조립 중에 그 보관된 관 조인트(20)를 공급하게 된다. 특히, 각각의 랙(200)은 축선(155, 305)과 동축으로 정렬되는 관 조인트 로딩/언로딩 위치와 축선(155, 305)과 승강기(300)로부터 반경 방향으로 떨어져 옆으로 편위되는 관 조인트 보관 위치 사이에서 독립적으로 자신의 회전축인 축선(218) 둘레로 회전된다. 로딩/언로딩 위치에서 랙(200)은 센트럴라이저(150)에 있는 통로(154)를 통과해 내려가는 관 조인트(20)를 수용하거나(관 조인트(20)가 아직 랙(200)에 배치되어 있지 않으면) 또는 통로(154)를 통해 관 조인트(20)를 공급하도록(관 조인트(20)가 이미 랙(200)에 배치되어 있으면) 위치되고, 보관 위치에서는 랙(200)은 관 조인트가 다른 보관 위치(즉, 다른 랙(200))로 로딩되거나 그로부터 언로링되는 중에 승강기(300)가 축방향 상하로 이동할 때 그 승강기와 간섭하지 않도록 위치된다. 예컨대, 도 12 에서, 각각의 랙(200)은 그의 보관 위치에 있고 도 13 에서 한 랙(200)(좌측에 있는 랙(200))은 로딩/언로딩 위치에 있고 다른 랙(200)(우측에 있는 랙(200))은 보관 위치에 있으며, 도 15 에서 한 랙(200)(우측에 있는 랙(200))은 로딩/언로딩 위치에 있고 다른 랙(200)(좌측에 있는 랙(200))은 보관 위치에 있다. 특정 시간에 단지 하나의 랙(200)만 로딩/언로딩 위치에 배치될 수 있다.

다시 도 3 을 참조하면, 이 실시 형태에서, 각각의 랙(200)은 하우징(120)에 회전가능하게 연결되는 상측 안내부(210) 및 하우징(120)에 회전가능하게 연결되는 하측 안내부(220)를 포함한다. 각각의 랙(200)은 한쌍의 구동부(250)에 의한 대응 안내부(210, 220)의 동시적인 동기화된 운동에 의해 로딩/언로딩 위치와 보관 위치 사이에서 움직인다. 주어진 랙(200)에 대해, 한 구동부(250)는 상측 안내부(250)를 작동시키고 다른 구동부(250)는 관련된 하측 안내부(220)를 작동시킨다.

이제 도 9 를 참조하면, 랙(200)의 상측 안내부(210)는 축선(155, 125)을 포함하는 수직면에 대해 서로 거울상 관계에 있으며, 따라서 단지 하나의 상측 안내부(210)만 설명할 것이며, 다른 상측 안내부(210)도 동일함을 이해할 것이다. 상측 안내부(210)는 관형 몸체(211)를 포함하는데, 이 관형 몸체는 중심 또는 길이 방향 축선(215), 제 1 단부(또는 상단부)(211a) 및 이 단부(211a) 반대쪽의 제 2 단부(또는 하단부)(211b)를 갖는다. 상측 설치 아암(212)이 상단부(211a)에서 몸체(211)로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 있고, 하측 설치 아암(213)이 상기 단부(211a, 211b) 사이에서 몸체(211)로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 있다. 아래에서 더 자세히 설명하겠지만, 설치 아암(212, 213)은 상측 안내부(210)를 하우징(120)에 회전가능하게 연결한다.

상기 관형 몸체(211)는 상기 단부(211a, 211b) 사이에서 축방향으로 연장되어 있는 기다란 슬롯(214)을 포함한다. 이 슬롯(214)은 승강기(300)의 연장 아암(320)의 횡방향 폭 보다 큰 원주 방향 폭을 가지며, 몸체(211)는 관 지지 부재(301)의 외경 보다 큰 내경을 갖는다. 따라서, 상기 슬롯(214)은 연장 아암(320)이 그를 축방향으로 통과할 수 있는 크기로 되어 있고 몸체(211)는 관 지지 부재(301)가 슬롯을 축방향으로 통과할 수 있는 크기로 되어 있다. 아래에서 더 자세히 설명하는 바와 같이, 관 조인트(20)를 랙(200) 안으로 로딩하고 그 랙(200)으로부터 관 조인트(20)를 언로딩하는 중에 관 지지 부재(301)는 몸체(211)를 통과해 축방향으로 움직이며, 이때 슬롯(214)은 연장 아암(320)을 수용한다.

계속 도 9 를 참조하면, 일반적으로 직사각형의 가다란 한쌍의 중심맞춤 플레이트(216)가 일반적으로 상기 슬롯(214)의 반대쪽에서 몸체(211)로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 있다. 각각의 플레이트(216)는 상기 단부(211a, 211b) 사이에서 축방향으로 연장되어 있다. 이 실시 형태에서, 한 플레이트(216)는 슬롯(214)으로부터 약 120°의 각도로 떨어져 있고 다른 플레이트(216)는 슬롯(214)으로부터 약 -120°의 각도로 떨어져 있다. 아래에서 더 자세히 설명하는 바와 같이, 각각의 랙(200)이 보관 위치에 있을 때, 플레이트(216)는 하우징(120) 내부에서 랙(200)들 사이에서 관 지지 부재(301)에 의해 지지되는 관 조인트(20)가 실질적으로 수직하게 유지되고 하우징(120) 내부에서 넘어지지 않도록 보장해주는 안내부로서 기능한다.

설치 아암(212, 213)은 원주 방향으로 플레이트(216)와 슬롯(214) 사이에 배치된다. 이 실시 형태에서, 각각의 아암(212, 213)은 몸체(211)로부터 먼쪽에 있는 아암(212, 213)의 단부로부터 아래쪽으로 연장되어 있는 수직 설치 핀 또는 축(217)을 포함한다. 아암(212, 213)의 핀(217)들은 공통 중심 축선(218)을 공유한다. 이 실시 형태에서, 각각의 핀(217)은 하우징(120)의 내측에 있는 상대 수용부에 회전가능하게 배치되며, 그래서 상측 안내부(210)가 하우징(120) 내부에서 축선(218) 둘레로 회전할 수 있다.

이제 도 10 을 참조하면, 랙(200)의 하측 안내부(220)는 축선(155, 125)을 포함하는 수직면에 대해 서로 거울상 관계에 있으며, 따라서 단지 하나의 하측 안내부(220)만 설명할 것이며, 다른 하측 안내부(220)도 동일함을 이해할 것이다. 하측 안내부(220)는 관형 몸체(221)를 포함하는데, 이 관형 몸체는 중심 또는 길이 방향 축선(225), 제 1 단부(또는 상단부)(221a) 및 이 단부(221a) 반대쪽의 제 2 단부(또는 하단부)(221b)를 갖는다. 설치 아암(222)이 상기 단부(221a, 212b) 사이에서 몸체(221)로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 있다. 아래에서 더 자세히 설명하겠지만, 설치 아암(222)은 하측 안내부(220)를 하우징(120)에 회전가능하게 연결한다.

상기 관형 몸체(221)는 하측 단부(211b)에서 반경 방향 내측으로 연장되어 있는 환형 플랜지(223)를 포함한다. 따라서, 이 플랜지(223)는 하측 단부(221b)에서 몸체(221)의 내측에 있는 환형 어깨부를 규정한다. 추가로, 몸체(221)는 상기 단부(221a, 211b) 사이에서 축방향으로 연장되어 있는 기다란 슬롯(224)을 포함한다. 이 슬롯(224)은 승강기(300)의 연장 아암(320)의 횡방향 폭 보다 큰 원주 방향 폭을 가지며, 플랜지(223)에 의해 규정되는 몸체(221)의 최소 내경은 관 지지 부재(301)의 외경 보다 크다. 따라서, 상기 슬롯(224)은 연장 아암(320)이 그를 축방향으로 통과할 수 있는 크기로 되어 있고 몸체(221)는 관 지지 부재(301)가 그를 축방향으로 통과할 수 있는 크기로 되어 있다. 아래에서 더 자세히 설명하는 바와 같이, 관 조인트(20)를 랙(200) 안으로 로딩하고 랙(200)으로부터 관 조인트(20)를 언로딩하는 중에 관 지지 부재(301)는 몸체(211)를 통과해 축방향으로 움직이며, 이때 슬롯(224)는 연장 아암(320)을 수용한다.

설치 아암(222)은 원주 방향으로 슬롯(224)으로부터 떨어져 있다. 이 실시 형태에서, 아암(222)은 몸체(221)로부터 먼쪽에 있는 아암(222)의 단부에 배치되는 수직 설치 축(226)을 포함한다. 이 축(226)은 대응하는 상측 안내부(210)의 핀(217)과 동축으로 정렬되며 하우징(120)의 내측에 회전가능하게 연결되어, 하측 안내부(220)가 하우징(120) 내부에서 축선(218) 둘레로 회전할 수 있다.

이제 도 9 및 도 10 을 참조하면, 한 구동부(250)가 각각의 안내부(210, 220)를 작동시킨다. 즉, 각각의 구동부(250)는 각각의 랙의 각각의 안내부(210, 220)를 작동시킨다. 단지 하나의 구동부(250)만 설명할 것이며, 각각의 구동부(250)는 동일함을 이해할 것이다. 도 10 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 이 실시 형태에서, 구동부(250)는 아암(251), 구동축(252) 및 선형 액츄에이터(253)를 포함한다. 축(252)은 한 안내부(210, 220)의 대응하는 축(217, 226)과 각각 동축으로 정렬되어 그에 연결된다. 특히, 축(252)은 대응하는 축(217, 226)에 고정되게 연결되어 있어, 축(252)은 축(217, 226)에 대해 회전 또는 병진 운동을 하지 못한다. 아암(251)은 축(252)에 고정되는 제 1 단부(251a) 및 대응하는 축(217, 226)으로부터 반경 방향으로 떨어져 있고 액츄에이터(253)의 일 단부에 피봇식으로 연결되는 제 2 단부(251b)를 갖는다. 액츄에이터(253)의 반대쪽 단부는 하우징(120)의 내측에 피봇식으로 연결된다. 일단 설치되면 아암(251)과 액츄에이터(253)는 축선(218)에 수직한 평면내에서 작동하도록 구속된다. 따라서, 액츄에이터(253)가 연장되면, 아암(251)은 그의 제 1 단부(251a) 둘레로 제 1 방향으로 회전하게 되며, 그리 하여 동시에 축(252), 대응 축(217, 226) 및 대응 안내부(210, 220)가 축선(218) 둘레로 제 1 방향으로 회전하며, 액츄에이터가 후퇴되면, 아암(251)은 그의 제 1 단부(251a) 둘레로 상기 제 1 방향의 반대인 제 2 방향으로 회전하게 되며, 그리 하여 동시에 축(252), 대응 축(217, 226) 및 대응 안내부(210, 220)가 축선(218) 둘레로 제 2 방향으로 회전하게 된다. 이렇게 해서, 각 랙(200)의 두 구동부(250)(한 구동부(250)는 각 랙(200)의 상측 안내부(210)를 작동시키기 위한 것이고 제 2 구동부(250)는 각 랙(200)의 하측 안내부(220)를 작동시키기 위한 것임)는 대응 랙(200)을 로딩/언로딩 위치와 보관 위치 사이에서 이동시키는 기능을 한다. 일반적으로, 액츄에이터(253)는 어떤 적절한 종류의 선형 액츄에이터라도 될 수 있지만, 이 실시 형태에서 액츄에이터(253)는 유압 피스톤-실린더 어셈블리이다.

이제 도 10 및 11 을 참조하면, 크래들(230)이 각 하측 안내부(220)의 몸체(221) 내부에 형성된 어깨부에 안착된다. 각각의 크래들(230)은 관 조인트(20)가 대응 랙(200) 안으로 내려갈 때, 그 안에 보관될 때 또한 그로부터 제거될 때 그 관 조인트를 지지하는 기능을 한다. 단지 하나의 크래들(230)만 설명할 것이며, 각각의 크래들(230)은 동일함을 이해할 것이다.

이 실시 형태에서, 크래들(230)은 중심 축선(235), 컵형의 환형 몸체(231) 및 이 몸체(231)로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 있는 환형 플랜지(223)를 갖는다. 몸체(231)는 일반적으로 절두 원추형이고, 관 조인트(20)의 하단부를 수용할 수 있는 크기로 된 개방된 상단부 및 폐쇄된 하단부를 갖는다. 크래들(230)은 일반적으로 대응 관형 몸체(211, 221)과 동축으로 정렬되며 그들 몸체를 통과해 축방향으로 움직일 수 있는 크기로 되어 있다. 그러나, 환형 플랜지(223)와 하측 안내부(220)의 몸체(221)에 있는 어깨부가 서로 결합하면, 크래들(230)이 몸체(221)를 통과해 완전히 떨어지는 것이 방지된다. 다시 말해, 크래들(230)의 외경은 몸체(211, 221)의 내경 보다 작지만 플랜지(223)의 내경 보다는 크다. 그러므로, 플랜지(223)는 크래들(230)을 몸체(221)의 하단부(211b) 내부에 유지시킬 수 있다. 관 조인트의 로딩 및 언로딩 작업 중에 승강기(300)의 관 지지 부재(301)가 몸체(211, 221)를 통과해 축방향으로 움직일 때 크래들(230)을 이동시킨다.

이제 도 12 - 17 을 참조하여, 랙 유닛(100)의 작동을 설명하도록 한다. 명료성을 위해, 센트럴라이저(150)는 도 12 - 17 에 나타내지 않았고, 설명을 위해, 도 12 - 17 에 있는 랙 유닛(100)의 좌측에 있는 랙(200)을 랙(200A)이라고 하고 도 12 - 17 에 있는 랙 유닛(100)의 우측에 있는 랙(200)을 랙(200B)이라고 할 것이다. 도 12 에서, 랙(200A)은 축선(155, 305) 및 승강기(300)로부터 반경 방향으로 떨어져 옆으로 편위된 보관 위치에 있고, 랙(200B)도 축선(155, 305) 및 승강기(300)로부터 반경 방향으로 떨어져 옆으로 편위된 보관 위치에 있으며, 도 13 에서 랙(200A)은 축선(155, 305) 및 승강기(300)와 동축으로 정렬되는 로딩/언로딩 위치에 있고 랙(200B)은 보관 위치에 있으며, 도 14 에서 두 랙(200A, 200B)은 그들 각각의 보관 위치에 있고, 도 15 에서 랙(200A)은 보관 위치에 있고 랙(200B)은 축선(155, 305) 및 승강기(300)와 동축으로 정렬되는 로딩/언로딩 위치에 있으며, 도 16 및 도 17 에서 두 랙(200A, 200B)은 보관 위치에 있다. 따라서, 도 12 및 13 은 랙(200A)이 그의 보관 위치에서 로딩/언로딩 위치로 가는 것을 도시하고, 도 13 및 14 는 랙(200A)이 로딩/언로딩 위치에서 보관 위치로 가는 것을 도시하며, 도 14 및 15 는 랙(200B)이 그의 보관 위치에서 로딩/언로딩 위치로 가는 것을 도시하고, 도 15 및 16 은 랙(200B)이 로딩/언로딩 위치에서 보관 위치로 가는 것을 도시한다. 랙(200A, 200B)이 보관 위치와 로딩/언로딩 위치 사이에서 이동할 때 이들 사이의 간섭을 피하기 위해 승강기(300)는 바람직하게는 랙(200A, 200B) 아래에서 하우징(120)의 하단부에 배치된다. 랙(200A, 200B)이 보관 위치와 로딩/언로딩 위치 사이에서 독립적으로 이동할 때 하우징(120)은 시추 갑판(14)에 대해 움직이지 않게 유지된다.

도 12 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 랙 유닛(100)은 3개의 관 조인트 보관 위치(101A, 101B, 101C)를 포함하고 그래서 하우징(120) 내부에서 최대 3개의 관 조인트(20)를 동시에 보관할 수 있다. 랙(200A, 200B) 각각이 그의 보관 위치에 있을 때, 제 1 보관 위치(101A)는 랙(200A)의 안내부(210, 220)에 의해 규정되며, 제 2 보관 위치(101B)는 랙(200B)의 안내부(210, 220)에 의해 규정되며, 제 3 보관 위치(101C)는 두 랙(200A, 200B)의 중심맞춤 플레이트(216)에 의해 규정된다. 도 12 에서, 각각의 보관 위치(101A, 101B, 101C)는 비어 있고(즉, 보관 위치(101A, 101B, 101C) 중 어디에도 관 조인트(20)가없음), 도 13 및 14 에서 하나의 관 조인트(20)가 보관 위치(101A)에 있지만, 나머지 보관 위치(101B, 101C)는 비어 있으며, 도 15 및 16 에서, 하나의 관 조인트(20)가 각각의 보관 위치(101A, 101B)에 있지만, 나머지 보관 위치(101C)는 비어 있으며, 도 17 에서 하나의 관 조인트(20)가 각각의 보관 위치(101A, 101B, 101C)에 있다. 랙(200A, 200B)이 보관 위치(101C)에 있는 관 조인트(20)와 간섭하지 않도록, 랙(200A, 200B)이 로딩/언로딩 위치로 이동할 때 보관 위치(101C)는 바람직하게 비어 있게 된다.

이제 도 12 - 14 를 참조하면, 랙(200A) 및 관련된 보관 위치(101A)에 관 조인트(20)를 로딩하기 위해, 랙(200A)은 구동부(250)에 의해 로딩/언로딩 위치로 이동한다. 랙(200A)이 로딩/언로딩 위치로 이동할 때, 승강기(300)는 랙(200A)의 회전과 간섭하지 않도록 그 랙(200A) 아래에서 하우징(120) 내부에 배치된다. 랙(200A)이 로딩/언로딩 위치에 있을 때, 그 랙(200A)의 몸체(211, 221)는 관 지지 부재(301)와 동축으로 정렬되며, 랙(200A)의 슬롯(214, 224)은 원주 방향으로 연장 아암(320)과 정렬된다. 다음, 승강기(300)는 승강기 구동부(350)에 의해 축방향 위쪽으로 전진되며, 관 지지 부재(301)는 랙(200A)의 몸체(211, 221)를 통과하면서 축방향 위쪽으로 이동하며, 연장 아암(320)은 랙(200A)의 슬롯(214, 224)을 통과해 움직인다. 관 지지 부재(301)가 몸체(221)를 통과해 위쪽으로 움직일 때 상기 크래들(230)에 축방향으로 접해 그 크래들을 몸체(211)와 몸체(221)의 나머지를 통과해 위쪽으로 이동시킨다. 승강기(300)는 관형 몸체(211)에 위치될 때까지 위쪽으로 전진한다. 다음, 시추 갑판(14)에 있는 관 취급 장치에 의해 한 관 조인트(20)가 축방향 아래쪽으로 센트럴라이저(150)를 통과해 내려가 랙(200A)의 관형 몸체(211) 안으로 들어가고 관 조인트(20)의 하단부는 크래들(230) 및 관 지지 부재(301)에 세팅된다. 상기 관 취급 장치는 관 조인트(20)를 풀어주고 이 관 조인트는 랙(200A)의 상측 안내부(210) 및 센트럴라이저(150)에 의해 일반적으로 수직 직립 배향으로 유지된다. 그런 다음, 지지 부재(301)는 몸체(211, 221)를 통과해 아래쪽으로 이동하여 관 조인트(20)를 보관 위치(101A)로 내려 보낸다. 관 조인트(20)가 랙(200A)의 상측 안내부(210) 및 센트럴라이저(150)를 통과해 내려갈 때 그 관 조인트의 수직 직립 배향이 유지된다. 지지 부재(301)가 랙(200A)의 관형 몸체(221)에서 나갈 때까지 승강기(300)는 축방향 아래쪽으로 이동한다. 관 지지 부재(301)가 몸체(221) 밖으로 아래쪽으로 움직일 때, 크래들(230)은 몸체(221) 내부에서 플랜지(223)에 안착되어 있으며, 그리 하여 랙(200A) 내부에 배치되어 있는 관 조인트(20)가 하단부(221b)를 통과해 떨어지는 것이 방지된다. 크래들(230)이 플랜지(223)에 안착되어 있는 상태에서, 관 조인트(20)의 상단부는 랙(200A)의 상측 안내부(210) 내부에서 어떤 수직 위치에서도 배치될 수 있다. 따라서, 보관 위치(101A) 및 더 일반적으로는 랙 유닛(100)은 다양한 길이의 관 조인트(예컨대, 관 조인트(20))를 조절 또는 변경 없이 수용할 수 있다. 관 조인트(20)가 랙(200A)의 보관 위치(101A) 내부에 배치되어 있고 승강기(300)가 하측 안내부(220)의 아래에 위치된 상태에서, 관 조인트(20)의 상단부는 센트럴라이저(150) 아래에 위치되고 랙(200A)은 보관 위치로 갈 수 있다.

이제 도 14 - 16 을 참조하면, 랙(200B) 및 관련된 보관 위치(101B)에는 관조인트(20)가 유사한 방식으로 로딩된다. 특히, 랙(200B)은 구동부(250)에 의해 로딩/언로딩 위치로 이동된다. 랙(200B)이 로딩/언로딩 위치로 이동될 때, 승강기(300)는 랙(200B)의 회전과 간섭하지 않도록 그 랙(200B) 아래에서 하우징(120) 내부에 배치된다. 랙(200B)이 로딩/언로딩 위치에 있을 때, 그 랙(200B)의 몸체(211, 221)는 관 지지 부재(301)와 동축으로 정렬되며, 랙(200B)의 슬롯(214, 224)은 원주 방향으로 연장 아암(320)과 정렬된다. 다음, 승강기(300)는 승강기 구동부(350)에 의해 축방향 위쪽으로 전진되며, 관 지지 부재(301)는 랙(200B)의 몸체(211, 221)를 통과하면서 축방향 위쪽으로 이동하며, 연장 아암(514)은 랙(200B)의 슬롯(214, 224)을 통과해 움직인다. 관 지지 부재(301)가 몸체(221)를 통과해 위쪽으로 움직일 때 상기 크래들(230)에 축방향으로 접해 그 크래들을 몸체(211)와 몸체(221)의 나머지를 통과해 위쪽으로 이동시킨다. 승강기(300)는 관형 몸체(211)에 위치될 때까지 위쪽으로 전진한다. 다음, 시추 갑판(14)에 있는 관 취급 장치에 의해 한 관 조인트(20)가 축방향 아래쪽으로 센트럴라이저(150)를 통과해 내려가 랙(200B)의 관형 몸체(211) 안으로 들어가고 관 조인트(20)의 하단부는 크래들(230) 및 관 지지 부재(301)에 세팅된다. 상기 관 취급 장치는 관 조인트(20)를 풀어주고 이 관 조인트는 랙(200B)의 상측 안내부(210) 및 센트럴라이저(150)에 의해 일반적으로 수직 직립 배향으로 유지된다. 그런 다음, 지지 부재(301)는 몸체(211, 221)를 통과해 아래쪽으로 이동하여 관 조인트(20)를 보관 위치(101B)로 내려 보낸다. 관 조인트(20)가 랙(200B)의 상측 안내부(210) 및 센트럴라이저(150)를 통과해 내려갈 때 그 관 조인트의 수직 직립 배향이 유지된다. 지지 부재(301)가 랙(200B)의 관형 몸체(221)에서 나갈 때까지 승강기(300)는 축방향 아래쪽으로 움직인다. 관 지지 부재(301)가 몸체(221) 밖으로 아래쪽으로 움직일 때, 크래들(230)은 몸체(221) 내부에서 플랜지(223)에 안착되어 있으며, 그리 하여 랙(200B) 내부에 배치되어 있는 관 조인트(20)가 하단부(221b)를 통과해 떨어지는 것이 방지된다. 크래들(230)이 플랜지(223)에 안착되어 있는 상태에서, 관 조인트(20)의 상단부는 랙(200B)의 상측 안내부(210) 내부에서 어떤 수직 위치에서도 배치될 수 있다. 따라서, 보관 위치(101B) 및 더 일반적으로는 랙 유닛(100)은 다양한 길이의 관 조인트(예컨대, 관 조인트(20))를 조절 또는 변경 없이 수용할 수 있다. 관 조인트(20)가 랙(200B)의 보관 위치(101B) 내부에 배치되어 있고 승강기(300)가 하측 안내부(220) 아래에 위치된 상태에서, 관 조인트(20)의 상단부는 센트럴라이저(150) 아래에 위치되고 랙(200B)은 보관 위치로 갈 수 있다.

이제 도 16 및 17 을 참조하면, 관 조인트(20)를 보관 위치(101C)에 로딩하기 위해, 각각의 랙(200A, 200B)은 그의 보관 위치에 배치되고, 승강기(300)는 승강기 구동부(350)에 의해 축방향 위쪽으로 전진된다. 승강기(300)는 하우징(120)의 단부(120a, 120b) 사이의 위치로 위쪽으로 전진된다. 다음, 시추 갑판(14)에 있는 관 취급 장치에 의해 한 관 조인트(20)가 축방향 아래쪽으로 센트럴라이저(150)를 통과해 내려가 보관 위치(101C)에 들어가고 그 관 조인트(20)의 하단부는 승강기(300)의 관 지지 부재(301)에 세팅된다. 상기 관 취급 장치는 관 조인트(20)를 풀어주고 이 관 조인트는 센트럴라이저(150)에 의해 일반적으로 수직 직립 배향으로 유지된다. 그런 다음, 지지 부재(301)는 하우징(120)을 통과해 아래쪽으로 이동하여 관 조인트(20)를 보관 위치(101C)로 내려 보낸다. 관 조인트(20)의 하단부가 관 지지 부재(301)에 의해 유지되는 상태에서 그 관 조인트(20)를 보관 위치(101C) 내부에서 수직 직립 배향으로 유지하기 위해 상기 센트럴라이저(150)가 사용된다. 보관 위치(101C)에 있는 관 조인트(20)는 바람직하게는 센트럴라이저(150) 아래로 완전히 내려가지 않는다. 다시 말해, 보관 위치(101C)에 있는 관 조인트(20)의 상단부는 바람직하게는 센트럴라이저(150)의 통로(155)를 통해 연장된다. 따라서, 관 지지 부재(301)가 보관 위치(101C)의 관 조인트(20)를 지지할 때(즉, 랙(200A, 200B)에 배치되어 있지 않는 관 조인트(20)를 지지할 때), 관 지지 부재(301)는 바람직하게는 축방향으로 랙(200A, 200B) 아래로 내려가지 않는다. 관 지지 부재(301)는 바람직하게는 랙(200A, 200B)의 상방에서 어떤 수직 위치에서도 멈출 수 있다. 그러므로, 보관 위치(101C) 및 더 일반적으로는 랙 유닛(100)은 다양한 길이의 관 조인트를 조절 또는 변경 없이 수용할 수 있다.

이제 도 1 및 12 - 17 을 참조하면, 다음의 작업 단계들을 수행하여, 4개의 관 조인트(20)를 포함하는 관 스탠드(22)를 랙 유닛(100)을 사용해 조립할 수 있다. 명료성을 위해, 보관 위치(101A)에 있는 관 조인트(20)를 관 조인트(20A)라고 하고 보관 위치(101B)에 있는 관 조인트(20)를 관 조인트(20B)라고 하며 또한 보관 위치(101C)에 있는 관 조인트(20)를 관 조인트(20C)라고 할 수 있다. 먼저, 전술한 바와 같이 랙 유닛(100)에 3개의 관 조인트(20A, 20B, 20C)를 로딩한다. 다음, 시추 갑판(14)에 있는 관 취급 장치가 관 조인트(20)(관 조인트(20D))를 제 1 보관 부(21)에서 들어 올려 그 관 조인트(20D)를 보관 위치(101C)에 배치되어 있는 관 조인트(20C)와 동축으로 정렬시키고, 관 조인트(20D)의 하단부가 관 조인트(20C)의 상단부에 축방향으로 접할 때까지 그 관 조인트(20D)를 내려 보낸다. 다음, 관 조인트(20C, 20D)의 단부들을 함께 나사 결합시켜 2-관 이음 스탠드를 형성한다. 함께 연결된 관 조인트(20C, 20D)는 시추 갑판(14)에 있는 마우스홀(17) 및 센트럴라이저를 통해 랙 유닛(100)으로부터 들어 올려진다. 다음, 보관 위치(101C)가 비어 있는 상태에서, 랙(200B)(또는 선택적으로 300A)이 그와 보관 위치에서 로링/언로딩 위치로 회전하고, 관 조인트(20B)의 충분한 부분이 통로(155)를 통과해 시추 갑판(14)의 상방으로 나갈 때까지 승강기(300)를 사용하여 관 조인트(20B)(또는 선택적으로는 관 조인트(20A))를 상승시킨다. 그리고 나서, 연결된 관 조인트(20C, 20D)는 관 조인트(20B)와 동축으로 정렬되며, 관 조인트(20C)의 하단부가 관 조인트(20B)의 상단부에 축방향으로 접할 때까지 내려가서 그 관 조인트(20B)의 상단부에 나사 결합되어 3-관 이음 스탠드를 형성하게 된다. 그리고, 일반적으로 상기 공정을 반복하여, 관 조인트(20B, 20C, 20D)를 포함하는 상기 3-관 이음 스탠드를 랙(200A)에 유지되어 있는 관 조인트(20A)와 연결시켜 4-관 이음 스탠드(22)를 형성하며, 이 스탠드는 중심선(15)으로 이동하여 드릴 스트링(18)에 추가되거나 또는 보관부(23)에 임시 보관될 수 있다. 전술한 방식으로, 랙 유닛(100)을 사용하여, 관 스탠드(22)의 최종 구성을 위해 3개의 관 조인트(20)를 시추 갑판(14) 아래에 보관한다. 4개의 개별적인 관 조인트(20A, 20B, 20C, 20D)는 끝에서 함께 나사 결합되어 스탠드(22)를 형성한다. 일반적으로, 2개 이상의 관 조인트(20)의 나사 결합을 용이하게 하기 위해, 집게나 클램프와 같은 당업계에 알려져 있는 어떠한 기구도 사용할 수 있다.

랙 유닛(100)을 작동시킬 때, 유사하거나 다른 유리한 결과를 가져오면서, (a) 단계의 순서, (b) 수행되는 단계의 수, (c) 일부 부재의 이동 거리, 및 (d) 다른 요인에 대한 약간의 변경이 가능하다. 랙 유닛(100)의 다른 작업 및 과정은 4개의 관 조인트(20)로 이루어진 스탠드를 조립하기 위해 수행되는 것과 유사한 절차를 따른다. 다른 작업은 (a) 단일의 관 조인트(20)의 설치 또는 제거, (b) 하나 이상의 관 조인트(20)의 설치 또는 제거, (c) 2개의 관 조인트(20)로 이루어진 스탠드의 조립, 및 (d) 3개의 관 조인트(20)로 이루어진 스탠드의 조립을 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 관 스탠드 분해 작업을 돕는데도 랙 유닛(100)을 사용할 수 있으며, 그 분해 작업은 일반적으로 조립 작업의 역순이다.

이제 도 18 을 참조하면, 시추 시스템(10)에서 상기 랙 유닛(100) 대신에 사용될 수 있는 다른 실시 형태의 랙 유닛(700)이 나타나 있다. 이 실시 형태에서, 랙 유닛(700)은 시추 갑판(14)의 저부에 고정되는 설치 프레임(705), 이 프레임(705)에 매달려 있는 본체 또는 하우징(710) 및 이 하우징(710) 안에 슬라이딩가능하게 배치되는 한쌍의 랙(730) 및 상기 하우징(710) 내부에 움직일 수 있게 배치되는 전술한 바와 같은 승강기(300)를 포함한다. 각각의 랙(730)은 관 스탠드(22)의 조립에 사용되는 관 조인트(20)를 수용하여 임시로 보관하는 작용을 한다. 다시 말해, 각각의 랙(730)은 하우징(710) 내부의 관 보관 위치를 규정한다. 따라서, 랙(730)은 여기서 관 조인트 보관 어셈블리라고도 한다. 하단부가 승강기(300)에 의해 지지되는 제 3 관 조인트(20)가 랙(730)들 사이에서 랙 유닛(700)에 보관될 수 있다. 다시 말해, 하우징(710) 내부에서 랙(730)들 사이에 있는 공간은 하우징(710) 내부의 추가적인 관 보관 위치로서 기능할 수 있다. 따라서, 이 실시 형태에서, 랙 유닛(700)은 주어진 시간에 개별적인 관 조인트를 3개까지 임시로 보관할 수 있는데, 각각의 랙(730)에 하나의 관 조인트(20)가 보관될 수 있고 또한 하나의 관 조인트(20)가 랙(730)들 사이에 보관될 수 있다. 3개의 관 보관 위치(참조 번호 "720A, 720B, 720C"로 표시되어 있음)를 아래에서 보다 자세히 설명할 것이다.

상기 하우징(710)은 기다란 관형 구조체로 되어 있으며, 중심 또는 길이 방향 축선(713), 제 1 단부(또는 상단부)(711) 및 이 단부(711) 반대쪽의 제 2 단부(또는 하단부)(712)를 갖고 있다. 상단부(711)는 설치 프레임(705)에 부착되어 하우징(710)을 갑판(14)에 연결되고, 하단부(712)는 갑판(14)에서 먼쪽에 있다. 일부 실시 형태에서, 충격 흡수기(800)가 하단부(712)에서 하우징(710)에 연결되어, 관 조인트(20)가 상기 단부(712)를 완전히 통과해 떨어지는 것을 방지해 준다. 전술한 바와 같은 센트럴라이저(150)가 설치 프레임(705) 내부에서 상단부(711)에 축방향으로 인접하여 배치되어 있으며, 하우징(710) 안으로 로딩되고 그로부터 언로딩되는 관 조인트(20)를 위한 출입 위치로서 역할한다. 일반적으로, 상기 센트럴라이저(150)는 하우징(710) 안으로 로딩되고 그로부터 언로딩되는 각각의 관 조인트(20)의 수직 배향(즉, 축선(713)에 평행함)을 용이하게 해준다.

계속 도 18 을 참조하면, 설치 프레임(705)은 랙 유닛(700)을 시추 갑판(14)에 연결한다. 이 실시 형태에서, 설치 프레임(705)은 일반적으로 직사각형인 하우징(706)을 포함하는데, 이 하우징은 축선(713)과 동축으로 정렬되는 중심 또는 길이 방향 축선(707), 열린 상단부(708) 및 열린 하단부(709)를 갖는다. 하우징(710)의 상단부(711)는 동축으로 하우징(706)에 수용되어 복수의 볼트 또는 다른 체결구로 그 하우징 안에 고정된다. 이 실시 형태에서 독립적인 별도의 설치 프레임(705)을 사용하여 하우징(710)을 갑판(14)에 연결하고 있지만, 다른 실시 형태에서는 설치 어셈블리(예컨대, 설치 프레임(705))는 본체(예컨대, 하우징(710))의 상단부와 일체적으로 될 수 있거나 또는 그 본체가 시추 갑판에 직접 고정될 수 있다.

이제 도 19 를 참조하면, 랙 유닛(700)은 전술한 바와 같은 승강기 구동부(350)를 포함하는데, 이 구동부는 하우징(710) 내부에 배치되거나 그 하우징(710)의 외부에 있을 수 있다. 승강기 구동부(350)는 상단부(711)에 가까운 제 1 위치(상부 위치)와 하단부(712)에 가까운 제 2 위치(하부 위치) 사이에서 승강기(300)를 하우징(710) 내부에서 축방향 상하로 이동시킨다. 승강기(300)는 개별 관 조인트(20)의 로딩 및 언로딩 중에 구동부(350)에 의해 상기 상부 위치와 하부 위치 사이에서 이동된다. 승강기(300)는 하우징(710) 내부의 상부 위치와 하부 위치를 갖는 것으로 되어 있지만, 승강기(300)는 하우징(710) 내부에서 임의의 원하는 축방향 위치에서 멈춰 위치될 수 있다.

다시 도 18 을 참조하면, 전술한 바와 같이 랙 유닛(700)은 두개의 랙(730)을 포함한다. 각각의 랙(730)은 하우징(710) 내부에 움직일 수 있게 배치되며 하나의 관 조인트(20)를 수용해 그 관 조인트(20)를 임시로 보관하고 관 스탠드(22)의 조립 중에 그 보관된 관 조인트(20)를 공급하게 된다. 특히, 각각의 랙(730)은 축선(155, 305)과 동축으로 정렬되는 관 조인트 로딩/언로딩 위치와 축선(155, 305)과 승강기(300)로부터 반경 방향으로 떨어져 옆으로 편위되는 관 조인트 보관 위치 사이에서 독립적으로 선형으로 움직인다. 로딩/언로딩 위치에서 랙(730)은 센트럴라이저(150)에 있는 통로(154)를 통과해 내려가는 관 조인트(20)를 수용하거나(관 조인트(20)가 아직 랙(730)에 배치되어 있지 않으면) 또는 통로(154)를 통해 관 조인트(20)를 공급하도록(관 조인트(20)가 이미 랙(730)에 배치되어 있으면) 위치되고, 보관 위치에서는 랙(730)은 관 조인트가 다른 보관 위치(예컨대, 다른 랙(730))로 로딩되거나 언로링되는 중에 승강기(300)가 축방향 상하로 이동할 때 그 승강기와 간섭하지 않도록 위치된다. 특정 시간에 단지 하나의 랙(730)만 로딩/언로딩 위치에 배치될 수 있다.

이제 도 18 및 19 를 참조하면, 이 실시 형태에서, 각각의 랙(730)은 안내 헤드(732), 관 지지 인서트(739) 및 한쌍의 레일 또는 트랙(740)을 포함한다. 안내 헤드(732)는 상단부(733), 중심 축선(736)을 갖는 중앙 관통 보어(734), 복수의 레일 연결 부재(738) 및 상기 관통 보어(734) 내부에 동축으로 배치되는 환형 관 지지 인서트(739)를 포함한다. 그 인서트(739)는 관 조인트(20)를 슬라이딩가능하게 수용하는 중앙 관통 보어(735)를 포함한다. 그 보어(735)의 내경은 관 조인트(20)의 어깨부 또는 박스 단부의 외경 보다 작지만 관 조인트의 축 직경의 외경 보다는 크다. 일반적으로, 인서트(739)는 다른 크기의 관 조인트를 수용하기 위해 제거되어 다른 내경을 갖는 다른 인서트로 대체될 수 있다. 각각의 관 지지 인서트(739)는 특정한 크기의 관 조인트(20)의 축 직경에 맞는데 적절한 보어 직경을 갖는다.

도 19 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 칼라(733)의 양 반대 측에 있는 두개의 레일 연결 부재(738)는 레일(740)을 가로질러 있으며 그 레일과 슬라이딩가능하게 결합한다. 각 어깨부의 저부는 레일(740)과 접촉하는 마찰 감소 마모 요소(미도시) 또는 구름 바퀴(미도시)를 포함한다. 두 랙 칼라(732) 각각의 어깨부(738)에는 기어 랙(754)이 부착되어 있다. 동력화된 두개의 피니언 기어(753)가 하우징(710) 또는 설치 프레임(705) 내부에 연결되어 있다. 한 피니언 기어(753)는 두 관 랙(730) 각각에 있는 기어 랙(754)과 맞물린다. 그러므로, 각각의 관 랙(730)은 관 지지 인서트(739)에 연결된 기어 랙(754)과 맞물리는 상기 동력화된 피니언 기어(753)에 의해 보관 위치와 로딩/언로딩 위치 사이에서 선형적으로 작동될 수 있다. 적어도 하나의 실시 형태에서, 유압 실린더가 랙(730)을 움직이도록 되어 있다.

이제 도 18 및 19 를 참조하여, 랙 유닛(700)의 작동을 설명하도록 한다. 설명을 위해, 랙 유닛(700)의 좌측에 있는 랙(730)을 랙(730A)이라고 하고 랙 유닛(700)의 우측에 있는 랙(730)을 랙(730B)이라고 할 것이다. 도 18 에서, 랙(730A)은 센트럴라이저(150)의 축선(155) 및 관 지지 부재(301)의 축선(305)으로부터 떨어져 옆으로 편위된 보관 위치에 있다. 도 18 에서, 랙(730B)도 상기 축선(155, 305)으로부터 떨어져 옆으로 편위된 보관 위치에 있다. 랙(730A, 730B)은 공통의 로딩/언로딩 위치를 공유하는데, 이 위치는 축선(155, 305)과 정렬되는 칼라 중심 축선(736A, 736B)에 각각 대응한다. 주어진 시간에 단지 하나의 랙(730A, 730B)만 로딩/언로딩 위치를 차지할 수 있다. 다른 시간 중에는 랙(730A, 730B)은 로딩/언로딩 위치에 있지 않을 것이다. 랙(730A, 730B)이 로딩/언로딩 위치와 보관 위치 사이에서 이동될 때, 승강기(300)는 그들 사이의 간섭을 피하기 위해 바람직하게는 랙(730A, 730B) 아래에서 하우징(710)의 하단부에 위치된다. 랙(730A, 730B)이 보관 위치와 로딩/언로딩 위치 사이에서 독립적으로 이동할 때 하우징(710)은 시추 갑판(14)에 대해 움직이지 않게 유지된다.

도 18 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 랙 유닛(700)은 3개의 관 조인트 보관 위치(720A, 720B, 720C)를 포함하고 그래서 하우징(710) 내부에서 최대 3개의 관 조인트(20)를 동시에 보관할 수 있다. 제 1 보관 위치(720A)는 랙(730A)의 안내 헤드(732)에 의해 규정되며, 제 2 보관 위치(720B)는 랙(730B)의 안내 헤드(732)에 의해 규정되며, 제 3 보관 위치(720C)는 센트럴라이저(150)에 의해 규정된다. 도 18 에서, 각각의 보관 위치(720A, 720B, 720C)에 하나의 관 조인트(20)가 배치되어있다. 각각의 랙(730A, 730B)이 로딩/언로딩 위치로 이동할 때 보관 위치(720C)는 바람직하게는 비어 있게 되고, 그래서 랙(730A, 730B)은 보관 위치(720C)에 배치되어 있는 관 조인트(20)와 간섭하지 않는다.

이제 도 18 및 19 를 참조하고 각각의 보관 위치(280A, 280B, 280C)가 비어 있다고 가정하면(즉, 보관 위치(280A, 280B, 280C) 중 어디에도 관 조인트(20)가 배치되어 있지 않음), 랙(730A) 및 관련된 보관 위치(720A)에 관 조인트(20)를 로딩하기 위해 랙(730A)이 구동부(750)에 의해 로딩/언로딩 위치로 이동된다. 랙(730A)이 로딩/언로딩 위치로 이동할 때, 승강기(300)는 랙(730A)의 회전과 간섭하지 않도록 그 랙(730A) 아래에서 하우징(710) 내부에 위치된다. 랙(730A)이 로딩/언로딩 위치에 있을 때, 그 랙(730A)의 몸체(310, 410)는 관 지지 부재(301)와 동축으로 정렬된다. 다음, 지지 부재(301)가 하우징(710)의 상단부(711)와 센트럴라이저(150) 아래의 바람직한 거리에 위치될 때까지 승강기(300)는 상기 지지 부재와 함께 축방향 위쪽으로 전진하게 된다. 다음, 시추 갑판(14)에 있는 관 취급 장치에 의해 한 관 조인트(20)가 축방향 아래쪽으로 센트럴라이저(150)를 통과해 내려가 그 관 조인트(20)의 하단부가 관 지지 부재(301)에 세팅된다. 상기 관 취급 장치는 관 조인트(20)를 풀어주고 이 관 조인트는 랙(730A)의 안내 헤드(732) 및 센트럴라이저(150)에 의해 일반적으로 수직 직립 배향으로 유지된다. 그런 다음, 관 지지 부재(301)는 아래쪽으로 이동하여 관 조인트(20)를 보관 위치(720A)로 내려 보낸다. 관 조인트(20)가 랙(730A)의 안내 헤드(732) 및 센트럴라이저(150)를 통과해 내려갈 때 그 관 조인트의 수직 직립 배향이 유지된다. 관 조인트(20)가 안내 헤드(732)에 있는 홀딩 또는 관 지지 인서트(739)에 의해 완전히 지지될 때까지 승강기(300)는 축방향 아래쪽으로 이동된다.

승강기(300)가 계속 아래쪽으로 이동함에 따라, 지지 부재(301)는 관 조인트(20)를 풀어준다. 안내 헤드(732)에 있는 상기 홀딩 부재(739)는 랙(730A) 내부에 있는 관 조인트(20)가 하우징(710)의 하단부(712)로 떨어지는 것을 방지한다. 관 조인트(20)가 랙(730A)의 보관 위치(720A) 내부에 배치되어 있고 승강기(300)가 관 조인트(20)의 아래에 위치된 상태에서, 그 관 조인트(20)의 상단부는 센트럴라이저(150) 아래에 위치되고 랙(730A)은 보관 위치로 이동될 수 있다.

계속 도 18 을 참조하면, 랙(730B) 및 관련된 보관 위치(720B)에는 관 조인트(20)가 유사한 방식으로 로딩된다. 특히, 랙(730B)은 구동부(750)에 의해 로딩/언로딩 위치로 이동된다. 랙(730B)이 로딩/언로딩 위치로 이동될 때, 승강기(300)는 랙(730B)의 회전과 간섭하기 않도록 그 랙(730B) 아래에서 하우징(710) 내부에 배치된다. 랙(730B)이 로딩/언로딩 위치에 있을 때, 그 랙(730B)의 안내 헤드(732)는 관 지지 부재(301)와 동축으로 정렬된다. 다음, 지지 부재(301)는 센트럴라이저(150)와 하우징(710)의 상단부(711) 아래의 바람직한 거리에 위치할 때까지 축방향 위쪽으로 전진된다. 다음, 시추 갑판(14)에 있는 관 취급 장치에 의해 한 관 조인트(20)가 축방향 아래쪽으로 센트럴라이저(150)를 통과해 내려가 그 관 조인트(20)의 하단부가 관 지지 부재(301)에 세팅된다. 상기 관 취급 장치는 관 조인트(20)를 풀어주고 이 관 조인트는 랙(730B)의 안내 헤드(732) 및 센트럴라이저(150)에 의해 일반적으로 수직 직립 배향으로 유지된다. 그런 다음, 관 지지 부재(301)는 아래쪽으로 이동하여 관 조인트(20)를 보관 위치(720B)로 내려 보낸다. 관 조인트(20)가 랙(730B)의 안내 헤드(732) 및 센트럴라이저(150)를 통과해 내려갈 때 그 관 조인트의 수직 직립 배향이 유지된다. 관 조인트(20)가 안내 헤드(732)에 있는 홀딩 또는 관 지지 인서트(739)에 의해 완전히 지지될 때까지 관 지지 부재(301)는 축방향 아래쪽으로 이동된다.

승강기(300)가 계속 아래쪽으로 이동함에 따라, 지지 부재(301)는 관 조인트(20)를 풀어준다. 안내 헤드(732)에 있는 상기 관 지지 인서트(739)는 랙(730B) 내부에 있는 관 조인트(20)가 하우징(710)의 하단부(712)로 떨어지는 것을 방지한다. 관 조인트(20)가 랙(730B)의 보관 위치(720A) 내부에 배치되어 있고 승강기(300)가 관 조인트(20)의 아래에 위치된 상태에서, 관 조인트(20)의 상단부는 센트럴라이저(150) 아래에 위치되고 랙(730B)은 보관 위치로 이동될 수 있다.

이제 도 18 및 19 를 참조하면, 관 조인트(20)를 보관 위치(720C)에 로딩하기 위해, 각각의 랙(730A, 730B)은 그의 보관 위치에 배치되고, 승강기(300)는 승강기 구동부(350)에 의해 축방향 위쪽으로 전진된다. 다음, 시추 갑판(14)에 있는 관 취급 장치에 의해 한 관 조인트(20)가 축방향 아래쪽으로 센트럴라이저(150)를 통과해 내려가 보관 위치(720C)에 들어가고 그 관 조인트(20)의 하단부는 관 지지 부재(301)에 세팅된다. 상기 관 취급 장치는 관 조인트(20)를 풀어주고 이 관 조인트는 센트럴라이저(150)에 의해 일반적으로 수직 직립 배향으로 유지된다. 그런 다음, 지지 부재(301)는 하우징(710)을 통과해 아래쪽으로 이동하여 관 조인트(20)를 보관 위치(720C)로 내려 보낸다. 관 조인트(20)의 하단부가 관 지지 부재(301)에 의해 유지되는 상태에서 그 관 조인트(20)를 보관 위치(720C) 내부에서 수직 직립 배향으로 유지하기 위해 상기 센트럴라이저(150)가 사용된다. 보관 위치(720C)에 있는(즉, 랙(730A, 730B) 어디에도 배치되어 있지 않는) 관 조인트(20)는 바람직하게는 센트럴라이저(150) 아래로 완전히 내려가지 않는다. 다시 말해, 보관 위치(720C)에 있는 관 조인트(20)의 상단부는 바람직하게는 센트럴라이저(150)의 통로(161)를 통해 연장된다. 관 지지 부재(301)가 보관 위치(720C)의 관 조인트(20)를 지지할 때, 관 지지 부재(301)는 바람직하게도 그의 가능한 최저 위치로 내려 가지 않는다. 따라서, 관 지지 부재(301)는 보관 위치(720C)에 있는 관 조인트(20)를 계속 지지한다.

이하의 작업 단계들을 수행하여, 4개의 관 조인트(20)를 포함하는 관 스탠드(22)를 랙 유닛(700)을 사용해 조립할 수 있다. 명료성을 위해, 보관 위치(720A)에 있는 관 조인트(20)를 관 조인트(20A)라고 하고 보관 위치(720B)에 있는 관 조인트(20)를 관 조인트(20B)라고 하며 또한 보관 위치(720C)에 있는 관 조인트(20)를 관 조인트(20C)라고 할 수 있다. 먼저, 전술한 바와 같이 랙 유닛(700)에 3개의 관 조인트(20A, 20B, 20C)를 로딩한다. 다음, 시추 갑판(14)에 있는 관 취급 장치가 관 조인트(20)(관 조인트(20D))를 제 1 보관부(21)에서 들어 올려 그 관 조인트(20D)를 보관 위치(720C)에 배치되어 있는 관 조인트(20C)와 동축으로 정렬시키고, 관 조인트(20D)의 하단부가 관 조인트(20C)의 상단부에 축방향으로 접할 때까지 그 관 조인트(20D)를 내려 보낸다. 다음, 관 조인트(20C, 20D)의 단부들을 함께 나사 결합시켜 2-관 이음 스탠드를 형성한다. 함께 연결된 관 조인트(20C, 20D)는 시추 갑판(14)에 있는 마우스홀(17) 및 센트럴라이저를 통과해 랙 유닛(700)으로부터 들어 올려진다. 다음, 보관 위치(720C)가 비어 있는 상태에서, 랙(730B)(또는 선택적으로 730A)이 그와 보관 위치에서 로딩/언로딩 위치로 선형으로 이동하고, 관 조인트(20B)의 충분한 부분이 통로(161)를 통과해 시추 갑판(14)의 상방으로 나갈 때까지 승강기(300)를 사용하여 관 조인트(20B)(또는 선택적으로는 관 조인트(20A))를 상승시킨다. 그리고 나서, 연결된 관 조인트(20C, 20D)는 관 조인트(20B)와 동축으로 정렬되며, 관 조인트(20C)의 하단부가 관 조인트(20B)의 상단부에 축방향으로 접할 때까지 내려가서 그 관 조인트(20B)의 상단부에 나사 결합되어 3-관 이음 스탠드를 형성하게 된다. 그리고, 일반적으로 상기 공정을 반복하여, 관 조인트(20B, 20C, 20D)를 포함하는 상기 3-관 이음 스탠드를 랙(730A)에 유지되어 있는 관 조인트(20A)와 연결시켜 4-관 이음 스탠드(22)를 형성하며, 이 스탠드는 중심선(15)으로 이동하여 드릴 스트링(18)에 추가되거나 또는 보관부(23)에 임시 보관될 수 있다. 전술한 방식으로, 랙 유닛(700)을 사용하여, 관 스탠드(22)의 최종 구성을 위해 3개의 관 조인트(20)를 시추 갑판(14) 아래에 보관한다. 4개의 개별적인 관 조인트(20A, 20B, 20C, 20D)는 끝에서 함께 나사 결합되어 스핸드(22)를 형성한다. 일반적으로, 2개 이상의 관 조인트(20)의 나사 결합을 용이하게 하기 위해, 집게나 클램프와 같은 당업계에 알려져 있는 어떠한 기구도 사용할 수 있다.

랙 유닛(700)을 작동시킬 때, 유사하거나 다른 유리한 결과를 가져오면서, (a) 단계의 순서, (b) 수행되는 단계의 수, (c) 일부 부재의 이동 거리, 및 (d) 다른 요인에 대한 약간의 변경이 가능하다. 랙 유닛(700)의 다른 작업 및 과정은 4개의 관 조인트(20)로 이루어진 스탠드를 조립하기 위해 수행되는 것과 유사한 절차를 따른다. 다른 작업은 (a) 단일의 관 조인트(20)의 설치 또는 제거, (b) 하나 이상의 관 조인트(20)의 설치 또는 제거, (c) 2개의 관 조인트(20)로 이루어진 스탠드의 조립, 및 (d) 3개의 관 조인트(20)로 이루어진 스탠드의 조립을 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 관 스탠드 분해 작업을 돕는데도 랙 유닛(700)을 사용할 수 있으며, 그 분해 작업은 일반적으로 조립 작업의 역순이다.

여기서 설명하는 랙 유닛(예컨대, 랙 유닛(100, 700))의 실시 형태들을 근해 시추 시스템(예컨대, 시스템(10))과 관련하여 사용하는 것으로 나타나 있고 설명되었 있지만, 랙 유닛의 그러한 실시 형태들은 육지 시추 시스템에도 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 여기서 설명되는 랙 유닛의 실시 형태들은 드릴 스트링에 포함되는 관 스탠드(예컨대, 관 스탠드(22))를 구성하는데 사용되는 개별적인 관 조인트(예컨대, 관 조인트(20))들을 수용하여 임시로 보관하는데 사용되는 것으로 나타나 있고 설명되었지만, 어떠한 관형 요소(예컨대, 케싱부, 칼라 등)도 랙 유닛에 수용되어 보관될 수 있다. 다시 말해, 여기서 설명하는 실시 형태는 관 조인트의 임시 보관에 한정되지 않는다.

바람직한 실시 형태들을 설명했지만, 당업자라면 본 발명의 교시의 범위에서 벗어남이 없이 그 실시 형태에 대해 변경을 할 수 있을 것이다. 여기서 설명하는 실시 형태는 단지 예시적인 것이고 한정적인 것이 아니다. 여기서 설명하는 시스템, 장치 및 공정에 대한 많은 변경 및 수정이 가능하며 본 발명의 범위에 속한다. 예컨대, 다양한 부품의 상대적인 치수, 이들 다양한 부품을 만들 때 사용되는 재료 및 다른 파라미터를 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 여기서 설명하는 실시 형태들에 한정되지 않고, 이하의 청구 범위에 의해서만 한정되며, 그 청구 범위는 청구항에 기재된 사항의 모든 등가물도 포함하는 것이다. 다른 명시적인 언급이 없으면, 방법 청구항의 단계들은 어떤 순서로도 수행될 수 있다. 방법 청구항에서 단계 앞에 있는 (a), (b), (c) 또는 (1), (2), (3) 과 같은 식별 요소는 단계들의 특별한 순서를 특정하기 위한 것이 아니고, 단순히 그러한 단계들에 대한 다음 참조를 나타내기 위해 사용되는 것이다.

Claims

시추공 중심선으로부터 편위되어 있는 구멍을 통해 하나 이상의 관형체를 시추 갑판에 보관하기 위한 랙 유닛으로서,
길이 방향 축선, 상단부 및 이 상단부 반대쪽의 하단부를 가지며, 하나 이상의 관형체를 위한 로딩/언로딩 위치를 규정하는 관형 하우징;
상기 하우징 내부에 배치되고 그 하우징에 움직일 수 있게 연결되는 제 1 랙; 및
상기 하우징 내부에 배치되고 그 하우징에 움직일 수 있게 연결되는 제 2 랙을 포함하고,
상기 제 1 랙은 상기 로딩/언로딩 위치와 이 로딩/언로딩 위치로부터 옆으로 편위된 제 1 보관 위치 사이에서 움직이도록 되어 있고,
상기 제 2 랙은 상기 로딩/언로딩 위치와 이 로딩/언로딩 위치 및 상기 제 1 보관 위치로부터 옆으로 편위된 제 2 보관 위치 사이에서 상기 제 1 랙과는 독립적으로 움직이도록 되어 있는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 랙 유닛의 상기 관형 하우징은 상기 시추 갑판에 대해 움직이지 않는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 랙 유닛은 상기 하우징 내부에 배치되는 승강기를 더 포함하고, 이 승강기는 그 하우징에 대해 축방향 상하로 이동하도록 되어 있는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 랙은 상기 하우징에 피봇식으로 연결되고, 또한 그 하우징의 길이 방향 축선에 평행하게 그 길이 방향 축선으로부터 반경 방향으로 편위되어 있는 제 1 축선 둘레로 회전하도록 되어 있고,
상기 제 2 랙은 상기 하우징에 피봇식으로 연결되고, 또한 그 하우징의 길이 방향 축선에 평행하게 그 길이 방향 축선 및 상기 제 1 축선으로부터 반경 방향으로 편위되어 있는 제 2 축선 둘레로 회전하도록 되어 있는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 4 항에 있어서,
각각의 랙은, 상측 안내부 및 축방향으로 그 상측 안내부 아래에 위치되는 하측 안내부를 포함하고,
상기 상측 안내부는 관형 몸체를 포함하고, 이 관형 몸체는 중심 축선, 상단부, 하단부 및 그 상단부와 하단부 사이에서 축방향으로 연장되어 있는 관통 슬롯을 가지며,
상기 하측 안내부는 관형 몸체를 포함하고, 이 관형 몸체는 상기 상측 안내부의 중심 축선과 동축으로 정렬되는 중심 축선, 상단부, 하단부 및 그 상단부와 하단부 사이에서 축방향으로 연장되어 있는 관통 슬롯을 갖는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 5 항에 있어서,
각각의 랙은 상기 하측 안내부의 관형 몸체에 움직일 수 있게 배치되는 크래들(cradle)을 포함하고, 각각의 크래들은 관형체의 하단부를 수용하도록 되어 있고 또한 대응하는 하측 안내부의 관형 부재의 하단부에 있는 환형 어깨부에 안착되는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 6 항에 있어서,
상기 랙 유닛은 상기 하우징 내부에 배치되는 승강기를 더 포함하고, 이 승강기는 그 하우징에 대해 축방향 상하로 이동하도록 되어 있고,
상기 승강기는 관형체의 하단부를 수용하도록 되어 있는 컵형 지지 부재 및 이 지지 부재로부터 반경 방향으로 연장되어 있는 연장 아암을 포함하며,
각각의 상측 안내부의 상기 관형 몸체와 각각의 하측 안내부의 상기 관형 몸체는 상기 지지 부재를 슬라이딩가능하게 수용하도록 되어 있고,
각각의 상부 부재에 있는 슬롯과 각각의 하부 부재에 있는 상기 슬롯은 상기 연장 아암을 슬라이딩가능하게 수용하도록 되어 있는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 시추 갑판 및 상기 하우징의 상단부에 부착되는 설치 어셈블리; 및
상기 하우징의 하단부에 배치되고 관형체가 그 하우징의 하단부를 통과하여 떨어지는 것을 방지하는 캡쳐 바스켓(capture basket)을 더 포함하는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 랙은 상기 승강기의 지지 부재와 동축으로 정렬되는 제 1 위치와 그 지지 부재로부터 반경 방향으로 편위된 제 2 위치를 가지며,
상기 제 2 랙은 상기 승강기의 지지 부재와 동축으로 정렬되는 제 1 위치와 그 지지 부재로부터 반경 방향으로 편위된 제 2 위치를 갖는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
관 스탠드를 구성하는 방법으로서,
(a) 시추 갑판에 있는 구멍 아래에 랙 유닛을 배치하는 단계 - 상기 랙 유닛은 길이 방향 축선을 갖는 관형 하우징, 이 하우징에 배치되는 제 1 랙, 그 하우징에 배치되는 제 2 랙 및 그 하우징에 배치되는 승강기를 포함함;
(b) 상기 승강기로부터 옆으로 편위된 제 1 위치로부터 상기 승강기와 동축으로 정렬되는 제 2 위치로 상기 제 1 랙을 상기 하우징에 대해 이동시키는 단계;
(c) 상기 승강기를 상기 제 1 랙의 적어도 일 부분을 통해 축방향 위쪽으로 이동시키는 단계;
(d) 제 1 관 조인트를 상기 구멍에 통과시켜 상기 제 1 랙 안으로 삽입하는 단계;
(e) 상기 승강기와 함께 상기 제 1 관 조인트를 상기 제 1 랙에서 지지하는 단계;
(f) 상기 승강기와 함께 상기 제 1 관 조인트를 상기 제 1 랙 안으로 내려 보내는 단계; 및
(g) 상기 승강기로부터 옆으로 편위된 제 3 위치로부터 그 승강기와 동축으로 정렬되는 제 2 위치로 상기 제 2 랙을 이동시키는 단계를 포함하고,
상기 제 2 랙의 이동은 상기 제 1 랙의 이동과는 독립적인, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 단계 (d), (e) 및 (f) 중에 상기 제 1 랙을 상기 제 2 위치에 유지시키는 단계를 더 포함하는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 단계 (d), (e) 및 (f) 후에 그리고 단계 (g) 전에 상기 제 1 랙을 그 안에 있는 제 1 관 조인트와 함께 상기 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 12 항에 있어서,
(h) 상기 승강기를 상기 제 2 랙의 적어도 일 부분을 통해 축방향 위쪽으로 이동시키는 단계;
(i) 제 2 관 조인트를 상기 구멍에 통과시켜 상기 제 2 랙 안으로 삽입하는 단계;
(j) 상기 승강기와 함께 상기 제 2 관 조인트를 상기 제 2 랙에서 지지하는 단계; 및
(k) 상기 승강기와 함께 상기 제 2 관 조인트를 상기 제 2 랙 안으로 내려 보내는 단계를 더 포함하는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 단계 (h), (i), (j) 및 (k) 중에 상기 제 2 랙을 상기 제 2 위치에 유지시키는 단계를 더 포함하는, 관 스탠드를 구성하는 방법
제 14 항에 있어서,
상기 단계 (k) 후에 상기 제 2 랙을 그 안에 있는 제 2 관 조인트와 함께 상기 제 2 위치로부터 제 3 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 14 항에 있어서,
(l) 상기 랙 유닛의 하우징 안에서 상기 승강기를 상기 제 1 랙과 제 2 랙 사이에서 축방향 위쪽으로 이동시키는 단계;
(m) 제 3 관 조인트를 상기 구멍에 통과시켜 상기 랙 유닛의 상기 하우징 안으로 삽입하는 단계;
(n) 상기 승강기와 함께 상기 제 3 관 조인트를 상기 랙 유닛의 하우징에서 지지하는 단계; 및
(o) 승강기와 함께 상기 제 3 관 조인트를 상기 랙 유닛의 하우징 안으로 내려 보내는 단계를 더 포함하는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 단계 (b) 는, 상기 제 1 위치로부터 상기 제 1 랙을 선형으로 상기 제 2 위치로 이동시키는 것을 포함하는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 단계 (b) 는, 상기 하우징의 길이 방향 축선으로부터 편위된 제 1 축선 둘레로 상기 제 1 랙을 상기 제 1 위치로부터 제 2 위치로 상기 하우징에 대해 회전시키는 것을 포함하는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 단계 (b) 는, 상기 하우징의 길이 방향 축선으로부터 편위된 제 1 축선 둘레로 상기 제 1 랙을 상기 제 1 위치로부터 제 2 위치로 상기 하우징에 대해 회전시키는 것을 포함하고,
상기 단계 (g) 는, 상기 하우징의 길이 방향 축선으로부터 편위된 제 2 축선 둘레로 상기 제 2 랙을 상기 제 3 위치로부터 제 2 위치로 상기 하우징에 대해 회전시키는 것을 포함하는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 19 항에 있어서,
각각의 랙은 상측 관형 안내부 및 하측 관형 안내부를 포함하고,
상기 제 1 랙은, 상기 제 1 랙의 상측 관형 안내부를 회전시키는 제 1 액츄에이터 및 상기 제 1 랙의 하측 관형 안내부를 회전시키는 제 2 액츄에이터에 의해 상기 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 회전되며,
상기 제 2 랙은, 상기 제 2 랙의 상측 관형 안내부를 회전시키는 제 3 액츄에이터 및 상기 제 2 랙의 하측 관형 안내부를 회전시키는 제 4 액츄에이터에 의해 상기 제 3 위치와 제 2 위치 사이에서 회전되는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 제 1 및 2 액츄에이터는 동기화되어 제 1 랙의 상측 관형 안내부와 하측 관형 안내부를 함께 회전시키며,
상기 제 3 및 4 액츄에이터는 동기화되어 제 2 랙의 상측 관형 안내부와 하측 관형 안내부를 함께 회전시키는, 관 스탠드를 구성하는 방법.
하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템으로서,
시추공 중심선으로부터 편위되어 있는 구멍을 포함하는 시추 갑판; 및
제 1 항에 따른 랙 유닛
을 포함하고,
상기 랙 유닛은 상기 시추 갑판에 연결되고 그 시추 갑판에 있는 상기 구멍으로부터 아래쪽으로 연장되어 있고,
상기 제 1 랙은 상기 하우징 내부에 배치되고 관형체를 수용하도록 되어 있고, 상기 제 2 랙은 상기 하우징 내부에 배치되고 관형체를 수용하도록 되어 있는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템.
제 22 항에 있어서,
상기 제 1 랙은, 상기 하우징에 피봇식으로 연결된 제 1 상측 안내부 및 상기 하우징에 피봇식으로 연결된 제 1 하측 안내부를 포함하고,
상기 제 1 랙의 제 1 상측 안내부 및 제 1 하측 안내부는 제 1 축선 둘레로 회전하도록 되어 있고,
상기 제 1 랙의 상측 안내부는 관형 몸체를 포함하고, 상기 제 1 랙의 하측 안내부는 상기 제 1 랙의 상측 안내부의 상기 관형 몸체와 동축으로 정렬되는 관형 몸체를 포함하는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템.
제 23 항에 있어서,
상기 제 1 랙의 상측 안내부의 상기 관형 몸체는 상단부, 하단부 및 그 상단부에서부터 하단부로 축방향으로 연장되어 있는 슬롯을 포함하고,
상기 제 1 랙의 하측 안내부의 상기 관형 몸체는 상단부, 하단부 및 그 상단부에서부터 하단부로 축방향으로 연장되어 있는 슬롯을 포함하는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템.
제 22 항에 있어서,
상기 제 2 랙은, 상기 하우징에 피봇식으로 연결된 제 2 상측 안내부 및 상기 하우징에 피봇식으로 연결된 제 2 하측 안내부를 포함하고,
상기 제 2 랙의 제 2 상측 안내부 및 제 2 하측 안내부는 제 2 축선 둘레로 회전하도록 되어 있고, 상기 제 2 축선은 상기 제 1 축선에 평행하면서 편위되어 있고,
상기 제 2 랙의 상측 안내부는 관형 몸체를 포함하고, 상기 제 2 랙의 하측 안내부는 상기 제 2 랙의 상측 안내부의 상기 관형 몸체와 동축으로 정렬되는 관형 몸체를 포함하는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템.
제 25 항에 있어서,
상기 제 2 랙의 상측 안내부의 상기 관형 몸체는 상단부, 하단부 및 그 상단부에서부터 하단부로 축방향으로 연장되어 있는 슬롯을 포함하고,
상기 제 2 랙의 하측 안내부의 상기 관형 몸체는 상단부, 하단부 및 그 상단부에서부터 하단부로 축방향으로 연장되어 있는 슬롯을 포함하는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템.
제 8 항에 있어서,
둘레 방향으로 서로 떨어져 있고 상기 설치 어셈블리에 상기 캡쳐 바스켓을 매다는 복수의 케이블을 더 포함하는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 랙이 제 2 보관 위치에 있을 때 상기 제 1 랙이 이동하도록 되어 있고, 제 1 랙이 제 1 보관 위치에 있을 때 제 2 랙은 제 1 랙과는 독립적으로 이동하도록 되어 있는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 랙 유닛은 상기 시추 갑판에 연결되어 상기 시추 갑판으로부터 아래쪽으로 연장되어 있고,
상기 랙 유닛은 상기 시추 갑판에 있는 구멍을 통해 하나 이상의 관형체를 로딩 및 언로딩하도록 되어 있는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 랙 유닛.
제 22 항에 있어서,
상기 하우징 내부에 배치되고 그 하우징 내부에서 축방향 상하로 이동하도록 되어 있는 승강기를 더 포함하는, 하나 이상의 관형체를 보관하기 위한 시스템.