KR102260479B1 - pipe ram unit for continuous circulation process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시추용 머드의 압력을 유지하면서 순환시키기 위한 연속이수순환시스템에 적용되는 파이프 램 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe ram unit applied to a continuous water circulation system for circulating while maintaining the pressure of the drilling mud.
해저 또는 육지의 지하자원을 탐사하거나 지층의 구조, 상태를 조사하기 위하여 암석이자 모래를 굴착하는 경우 드릴 부분 내 머드의 압력을 일정 조건 내로 유지하는 것이 요구된다. In the case of excavating rocks and sand to explore underground resources on the seabed or land or to investigate the structure and condition of strata, it is required to maintain the pressure of the mud in the drilling part within a certain condition.
상기 머드의 압력이 너무 낮을 경우에는 지하 유체 및 가스들의 힘(pore pressure)에 의해 시추공 벽면이 눌려 붕괴되고, 너무 높을 경우에는 팽창으로 인한 주변 암석 내 균열을 발생시켜 머드가 이와 같은 균열 사이로 빠져나가 순환 과정에서 유실이 발생하게 된다.When the pressure of the mud is too low, the borehole wall is compressed and collapsed by the force of underground fluids and gases (pore pressure). When the pressure of the mud is too high, cracks are generated in the surrounding rock due to expansion and the mud escapes through these cracks. Loss occurs during the cycle.
따라서, 제한된 압력 조건(pressure window) 내에 시추용 머드의 압력을 유지하는 것이 중요하며, 이를 위해 연속이수순환시스템(CCS:Continuous Circulation System)이 사용되고 있다.Therefore, it is important to maintain the pressure of the drilling mud within a limited pressure window, and for this purpose, a Continuous Circulation System (CCS) is used.
즉, 상기 연속이수순환시스템은 드릴 파이프의 연결, 해제 작업을 비롯한 드릴링 작업공정 전반에 걸쳐 머드펌프의 연속 구동을 유도하여 머드가 시추장치 내에서 연속순환되도록 한다.That is, the continuous water circulation system induces continuous operation of the mud pump throughout the drilling operation process, including connection and disconnection of the drill pipe, so that the mud is continuously circulated in the drilling apparatus.
이를 위해 상기 연속 이수 순환시스템은 챔버 어셈블리/로터리 슬립 어셈블리/스누빙 디바이스 어셈블리/파이프 가이드 어셈블리, 실린더, 파이프 램, 블라인드 램, 램 블록, 밸브, 머드 펌프 등의 구성을 포함하며, 드릴링 머드의 순환경로를 단계적으로 가변시키면서 드릴 파이프의 연결 또는 연결해제가 이루어진다. To this end, the continuous water circulation system includes a chamber assembly / rotary slip assembly / snubbing device assembly / pipe guide assembly, cylinder, pipe ram, blind ram, ram block, valve, mud pump, etc., and the circulation of drilling mud The connection or disconnection of the drill pipe is made by varying the path stepwise.
관련하여, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1959829호 "연속 이수 순환시스템", 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-2115513호 "개량형 연속 이수 순환시스템" 등이 공지되어 있다.In this regard, Republic of Korea Patent Registration No. 10-1959829 "continuous water circulation system", Republic of Korea Patent Registration No. 10-2115513 "improved continuous water circulation system" and the like are known.
한편, 도 1 에는 연속 이수 순환시스템의 순환 프로세스 일 실시 예가 도시된다. On the other hand, Figure 1 shows an embodiment of the circulation process of the continuous water circulation system.
도면을 참조하면, 드릴 파이프를 통해 추출되는 드릴링 머드는 순환 배관을 통해 챔버 내부로 공급되며, 이와 같은 챔버는 상/하부 파이프 램과 중앙 블라인드 램에 의해 다단의 구획된 공간으로 가변된다. Referring to the drawings, the drilling mud extracted through the drill pipe is supplied into the chamber through the circulation pipe, and such a chamber is changed into a multi-stage partitioned space by an upper/lower pipe ram and a central blind ram.
상기와 같은 공간 구획 구조는 드릴 파이프의 추가 연결이나 해제를 위해 드릴링 머드의 순환 경로를 가변시키기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 상/하부 파이프 램과 블라인드 램의 차폐와 개방 순서에 따라 유체의 순환경로를 가변시키면서 드릴링 유체 압력이 유지될 수 있도록 한다. The space partition structure as described above is for changing the circulation path of the drilling mud for additional connection or release of the drill pipe. As shown, the circulation path of the fluid according to the shielding and opening order of the upper/lower pipe ram and the blind ram while varying the drilling fluid pressure.
따라서, 상기와 같은 연속 이수 순환시스템에서는 챔버 내부의 공간 구획 시 압력 유지와 이를 위한 누설방지가 중요하며, 이를 위해 파이프 램과 블라인드 램에는 밀폐를 위한 램 패커가 설치된다.Therefore, in the continuous water circulation system as described above, it is important to maintain pressure and prevent leakage when dividing the space inside the chamber, and for this, a ram packer for sealing is installed in the pipe ram and the blind ram.
한편, 파이프 램 또는 블라인드 램에 설치되는 램 패커는 직접 밀폐대상과 맞닿아 밀폐구조를 형성하는 구성으로 보다 램 챔버 및 램 블록과 함께 유기적인 결합구조를 형성함으로써 유동을 줄여 기밀성능을 향상시키기 위한 노력이 이루어지고 있다.On the other hand, the ram packer installed in the pipe ram or blind ram directly contacts the sealing object to form a sealed structure, and forms an organic coupling structure with the ram chamber and ram block to reduce flow and improve airtight performance. Efforts are being made
본 발명에 따르면, 파이프 램 챔버와 파이프 램 블록 및 파이프 램 패커의 결합관계가 보다 견고히 이루어지며, 파이프 램 챔버 내부에서 파이프의 기밀 성능을 보다 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the coupling relationship between the pipe ram chamber, the pipe ram block, and the pipe ram packer is made more robust, and the airtight performance of the pipe inside the pipe ram chamber can be further improved.
상술한 과제를 해결하기 위한 기술 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛은, 연속이수순환시스템에서 드릴 파이프와 함께 유체가 수용되는 공간을 선택적으로 차폐하기 위한 파이프 램 유닛으로, 육면체 형상으로 중앙에 상하 방향으로 개구되는 드릴 파이프 수용부가 형성되고, 실린더를 통해 진출입되는 파이프 램 블록의 진출입 경로를 제공하는 파이프 램 삽입부가 90°간격을 형성하도록 각 측면에 형성되는 파이프 램 챔버, 일단이 실린더와 연결되어 상기 파이프 램 삽입부를 통해 진출입되며, 드릴 파이프와 접하여 기밀구조를 형성하기 위한 4개의 파이프 램 패커 설치 공간을 각각 제공하는 4개의 파이프 램 블록;을 포함하고, 상기 파이프 램 패커는, 드릴 파이프와 접하는 부분에 내주면의 곡률이 상기 드릴 파이프 외주면의 곡률과 대응되는 사분원 리세스가 형성되는 실링부와, 상기 실링부를 중앙에 두고 상측과 하측으로 소정 길이 연장형성되어 실링부와 직교하는 형상의 소정 두께를 가지는 원호 형상의 장착부를 포함하도록 구성되며, 상기 파이프 램 패커의 장착부 측면에는, 상기 파이프 램 블록 바디의 전면에 요입 형성되는 단턱홈과 대응되는 형상의 단턱이 형성되고, 상기 파이프 램 블록은, 후측에 실린더 헤드와 연결되도록 요홈부와 돌출부로 이루어지는 실린더 연결부가 마련되는 파이프 램 블록 바디와, 상기 파이프 램 블록 바디의 전측에서 상기 파이프 램 패커의 장착을 위한 설치공간을 제공하는 파이프 램 패커 체결부를 포함하며, 상기 파이프 램 패커 체결부는, 상기 파이프 램 블록 바디의 전측 상부에 형성되는 상측 패커 체결부와, 중앙 패커 체결부 및 하측 패커 체결부를 포함하고, 상기 중앙 패커 체결부는 상기 상측 패커 체결부 및 하측 패커 체결부 보다 후측에 위치되어 상기 상측 패커 체결부와 하측 패커 체결부 사이에 파이프 램 패커의 실링부가 위치되며, 상기 파이프 램 삽입부는, 상기 드릴 파이프 수용부를 향해 수평 방향으로 형성되는 수평면과, 상기 파이프 램 블록이 진입되는 시작단으로 상기 수평면의 가장자리에서 외측으로 경사지게 형성되어 진입공간을 확장시키는 테이퍼면을 포함하도록 형성되며, 상기 파이프 램 챔버에는, 상기 드릴 파이프 수용부와 상기 파이프 램 삽입부가 교차하는 영역에서 일정 깊이 삽입되는 파이프 램 블록의 삽입 위치를 제한하면서 상기 파이프 램 블록에 장착된 상기 파이프 램 패커를 가압하여 고정시키기 위한 패커 고정 그루브가 형성될 수 있다.As a technical means for solving the above-described problems, the pipe ram unit for a continuous drainage circulation system according to an embodiment of the present invention selectively shields a space in which a fluid is accommodated together with a drill pipe in a continuous drainage circulation system A pipe ram unit for a hexahedral shape, a drill pipe receiving part that opens in the vertical direction is formed in the center, and a pipe ram insert that provides an entry/exit path for a pipe ram block that enters and exits through a cylinder is formed at a 90° interval on each side. The pipe ram chamber is formed, one end is connected to the cylinder, enters and exits through the pipe ram insert, and in contact with the drill pipe, four pipe ram blocks each providing an installation space for four pipe ram packers to form an airtight structure; includes; The pipe ram packer includes a sealing portion having a quadrant recess in which the curvature of the inner circumferential surface corresponds to the curvature of the outer circumferential surface of the drill pipe at a portion in contact with the drill pipe, and a predetermined length extending upward and downward with the sealing portion in the center It is formed and configured to include an arc-shaped mounting part having a predetermined thickness and having a shape perpendicular to the sealing part, and on the side of the mounting part of the pipe ram packer, a stepped groove formed in a concave shape on the front surface of the pipe ram block body. A step is formed, and the pipe ram block includes a pipe ram block body in which a cylinder connection part including a recess and a protrusion is provided on the rear side so as to be connected to the cylinder head, and the pipe ram packer is mounted on the front side of the pipe ram block body. and a pipe ram packer fastening part that provides an installation space for the pipe ram packer fastening part, an upper packer fastening part formed on the front upper part of the pipe ram block body, a central packer fastening part and a lower packer fastening part, The central packer fastening part is located behind the upper packer fastening part and the lower packer fastening part, so that the sealing part of the pipe ram packer is positioned between the upper packer fastening part and the lower packer fastening part, and the pipe ram insert part, the drill pipe A horizontal plane formed in a horizontal direction toward the receiving portion, and the wave The starting end at which the ifram block enters is formed to include a tapered surface that is inclined outwardly from the edge of the horizontal plane to expand the entry space, and in the pipe ram chamber, the drill pipe receiving part and the pipe ram insertion part intersect A packer fixing groove may be formed to press and fix the pipe ram packer mounted on the pipe ram block while limiting the insertion position of the pipe ram block to be inserted to a certain depth in the region where the ram block is inserted.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛은, 상기 파이프 램 블록의 실린더 연결부에는 상기 실린더 헤드가 장착된 뒤 상하 방향으로 소정거리 이동 가능하도록 결합여유가 형성될 수 있다.In addition, in the pipe ram unit for a continuous water circulation system according to an embodiment of the present invention, a coupling allowance may be formed in the cylinder connection part of the pipe ram block to move a predetermined distance in the vertical direction after the cylinder head is mounted. have.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛은, 상기 파이프 램 패커에는 윤활제가 주입되는 가공홀이 하나 이상 형성될 수 있다.In addition, in the pipe ram unit for a continuous water circulation system according to an embodiment of the present invention, one or more processing holes into which a lubricant is injected may be formed in the pipe ram packer.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛은, 상기 파이프 램 패커 체결부의 측면에는 윤활제의 주입이 가능한 가공홀이 하나 이상 형성될 수 있다.In addition, in the pipe ram unit for a continuous water circulation system according to an embodiment of the present invention, one or more processing holes through which a lubricant can be injected may be formed in a side surface of the pipe ram packer fastening part.
본 발명에 따르면, 파이프 램 챔버와 파이프 램 블록 및 파이프 램 패커의 결합관계가 보다 견고히 이루어져 기밀 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the coupling relationship between the pipe ram chamber, the pipe ram block, and the pipe ram packer is made more robust, thereby improving airtight performance.
도 1은 연속이수 순환 시스템 순환 프로세스의 일 실시 예를 보인 도면이다.
도 2는 연속이수 순환시스템용 램 유닛 테스트 베드의 일 실시 예를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 파이프 램 유닛의 상세 구성을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 요부구성인 파이프 램 챔버의 상세 구조를 보이기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 요부구성인 파이프 램 블록의 상세 구조를 보이기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 요부구성인 파이프 램 블록의 단턱홈을 보이기 위한 확대 사시도이다.
도 7은 본 발명의 요부구성인 파이프 램 패커의 상세 구조를 보이기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 파이프 램 유닛의 결합 구조를 보이기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 파이프 램 패커의 압착전(a) 모습과 압착된(b) 모습을 보인 도면이다.1 is a view showing an embodiment of a continuous water circulation system circulation process.
2 is a view showing an embodiment of a ram unit test bed for a continuous water circulation system.
3 is a view showing a detailed configuration of a pipe ram unit according to the present invention.
4 is a view for showing a detailed structure of a pipe ram chamber, which is a main part of the present invention.
5 is a view for showing a detailed structure of a pipe ram block, which is a main part of the present invention.
6 is an enlarged perspective view for showing the stepped groove of the pipe ram block, which is the main part of the present invention.
7 is a view for showing a detailed structure of a pipe ram packer, which is a main part of the present invention.
8 is a view for showing the coupling structure of the pipe ram unit according to the present invention.
9 is a view showing the state of the pipe ram packer according to the present invention before (a) compression and (b) before compression.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다.각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 기재된다. 또한, 실시 예의 설명에 있어 드릴 파이프나 실린더와 같이 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 설명을 간략히 하거나 생략하였으며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 일측에 “구비”,“연결”되거나, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 함께“형성”한다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소의 일측에 직접적으로 구비 또는 연결되거나 언급된 구성으로 형성할 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “구비”또는“연결”되거나, 또 다른 구성과 함께“형성”할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to components in each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible even though they are indicated in different drawings. described. In addition, in the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function, such as a drill pipe or a cylinder, interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the description is simplified or omitted, and what component is When it is described as “included” or “connected” to one side of another component, or that a component is “formed” together with another component, the component is directly provided, connected, or referred to one side of the other component. Although it may be formed by a composition, it should be understood that another element may be "comprised" or "connected" between each element, or may be "formed" together with another element.
한편, 이하에서는 본 발명이 연속이수 순환시스템용 램 유닛 테스트 베드에 장착된 형태로 설명되나, 실제 연속이수 순환시스템의 챔버 일측에서 유체 이동경로를 차폐하기 위해 적용될 수 있다. On the other hand, below, the present invention is described in a form mounted on a ram unit test bed for a continuous water circulation system, but it can be applied to shield the fluid movement path at one side of the chamber of the actual continuous water circulation system.
도 2 에는 연속이수 순환시스템용 램 유닛 테스트 베드의 일 실시 예를 보인 도면이 도시된다.2 is a view showing an embodiment of a ram unit test bed for a continuous water circulation system is shown.
도면을 참조하면, 본 발명의 설명을 위한 연속이수 순환시스템용 램 유닛 테스트 베드(이하“테스트 베드(100)”라 함)는 드릴 파이프가 수용되는 테스트 챔버(600)에 테스트 유체가 일정 시간 동안 순환시키면서 누설이나 테스트 챔버(600) 내부의 압력 저하가 발생되는지를 확인하도록 구성된다.Referring to the drawings, the ram unit test bed for the continuous water circulation system (hereinafter referred to as the “
이를 위해 상기 테스트 베드(100)는 상기 테스트 챔버(600)를 중심으로 하측을 차폐하는 블라인드 램 유닛(400)과 상측을 차폐하는 파이프 램 유닛(200)이 포함되며, 상기 파이프 램 유닛(200)과 블라인드 램 유닛(400)은 지주(130)에 의해 테스트 챔버(600)와 대응되는 높이만큼 이격 설치된다.To this end, the
그리고, 상기 블라인드 램 유닛(400)의 하측에는 안정적인 지지를 위한 베이스 플레이트(120)가 형성되고, 상기 파이프 램 유닛(200)에는 드릴 파이프(P)가 수용되며, 수용된 드릴 파이프(P)를 고정하기 위한 드릴 파이프 베이스 플렌지(160)가 체결된다. In addition, a
또한, 상기 파이프 램 유닛(200)에는 드릴 파이프(P)를 향해 가압력을 제공하기 위한 파이프 램 실린더(280)가 더 구비되고, 상기 블라인드 램 유닛(400)에는 공간 차폐를 위한 가압력 제공을 위해 블라인드 램 실린더(480)가 더 구비된다. In addition, the
상기 각 실린더(280, 480)는 아래에서 설명할 램 블록의 개수와 대응되며, 가이드바(180)에 의해 실린더(280, 480)의 조립 편의성이 향상될 수 있다.Each of the
한편, 상기와 같이 상측과 하측이 각각 파이프 램 유닛(200)과 블라인드 램 유닛(400)에 의해 차폐된 테스트 챔버(600)에는 복수의 테스트홀(140)이 마련된다. Meanwhile, a plurality of
상기 테스트홀(140)은 테스트 유체의 공급 및 회수를 위한 유체공급홀과 유체회수홀 및 센서의 설치를 위한 센서홀이 포함되며, 상기 센서홀은 실시간으로 변화되는 테스트챔버(600) 내부 압력을 디지털 값으로 측정하여 전송하는 압력센서홀을 기본으로 테스트 현장에서 실시간 변화되는 압력을 확인하기 위한 압력게이지홀이 더 포함될 수 있다. The
이하에서는 상기 드릴 파이프(P)가 내부에 수용된 상태에서 상기 테스트 챔버(600)의 상측을 차폐하기 위한 파이프 램 유닛(200)의 상세 구조에 대하여 설명한다. Hereinafter, a detailed structure of the
도 3 에는 본 발명에 따른 파이프 램 유닛의 상세 구성을 보인 도면이 도시되고, 도 4 에는 본 발명의 요부구성인 파이프 램 챔버의 상세 구조를 보이기 위한 도면이 도시되며, 도 5 에는 본 발명의 요부구성인 파이프 램 블록의 상세 구조를 보이기 위한 도면이 도시되고, 도 6 에는 본 발명의 요부구성인 파이프 램 블록의 단턱홈을 보이기 위한 확대 사시도가 도시되고, 도 7 에는 본 발명의 요부구성인 파이프 램 패커의 상세 구조를 보이기 위한 도면이 도시된다.3 is a view showing the detailed configuration of the pipe ram unit according to the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the detailed structure of the pipe ram chamber, which is the main part of the present invention, and FIG. 5 is the main part of the present invention A drawing is shown to show the detailed structure of the pipe ram block, which is a component, and FIG. 6 is an enlarged perspective view for showing the stepped groove of the pipe ram block, which is a main component of the present invention, and FIG. 7 is a pipe which is a main component of the present invention. A drawing is shown to show the detailed structure of the ram packer.
이들 도면을 참조하면, 상기 파이프 램 유닛(200)은 육면체 형상의 파이프 램 챔버(220)와 상기 파이프 램 챔버(220) 내부에 선택적으로 장착되는 파이프 램 블록(240) 및 상기 파이프 램 블록(240)에 구비되어 기밀 성능을 형성하는 파이프 램 패커(260)를 포함하여 구성된다. Referring to these drawings, the
본 실시 예에서 상기 파이프 램 챔버(220)는 사각 통상의 파이프 램 챔버 바디(222)에 상하 방향으로 형성되는 드릴 파이프 수용부(224)와 각 측면에 형성되는 파이프 램 삽입부(221)를 포함한다. In this embodiment, the
그리고, 상기 파이프 램 챔버 바디(222)의 상면에는 플렌지 체결홀(224a)이 형성되어 상기 드릴 파이프 베이스 플렌지(160)가 체결되고, 각 측면에는 상기 파이프 램 실린더(280)가 설치될 수 있도록 파이프 램 실린더 체결홀(222a)이 더 형성된다. In addition, a
상기 드릴 파이프 수용부(224)는 파이프 램 챔버 바디(222)의 중앙 부분에 형성되는 개구된 공간으로 상기 파이프 램 블록(240)과 이에 결합되는 파이프 램 패커(260)가 수용될 수 있도록 상하 대응되는 깊이로 형성된다. The drill
또한, 상기 드릴 파이프 수용부(224)와 인접한 상기 파이프 램 챔버 바디(222)의 내면 상측 및 하측 가장자리에는 패커 고정 그루브(226)가 더 형성된다.In addition,
상기 패커 고정 그루브(226)는 상기 파이프 램 삽입부(221)를 통해 삽입되는 파이프 램 패커(260)가 쉽게 탈거되지 않도록 가압하는 구성으로 파이프 램 패커(260)의 상면 및 하면을 향해 소정 크기 돌출 형성된다. The
그리고, 상기 파이프 램 삽입부(221)에는 파이프 램 블록(240)이 삽입되는 부분이 수평면(221a)과 테이퍼면(221b)으로 형성된다. Further, in the pipe
상기 수평면(221a)은 상기 드릴 파이프 수용부(224)를 향해 직선 이동을 가이드 하면서 파이프 램 블록(240)의 하중을 일정 부분 지지하게 되며, 상기 테이퍼면(221b)은 상기 파이프 램 블록(240)의 진입 시 진입 입구를 확장시켜 보다 용이하게 삽입될 수 있도록 한다. The
한편, 상기 파이프 램 블록(240)은 실린더 연결부(246)가 마련되어 실린더와 결합되는 파이프 램 블록 바디(241)와, 상기 파이프 램 패커(260)가 장착되는 파이프 램 패커 체결부(242)를 포함하여 구성된다. On the other hand, the
상기 파이프 램 블록 바디(241)는 상기 파이프 램 챔버(220)의 각 측면에 형성된 파이프 램 삽입부(221)를 통해 진출입 되는 구성으로, 4개가 90°간격으로 각각 배치되는 한편, 진출입을 위한 동력이 전달되도록 후측에 실린더 연결부(246)가 형성된다. The pipe
상기 실린더 연결부(246)는 실린더 헤드(282, 도 8의 (a) 참조)가 끼워질 수 있도록 요홈과 돌출부를 포함하는 형상으로 형성되며, 실린더 헤드(282)와 실린더 연결부(246)의 결합구조는 아래에서 보다 상세히 설명하기로 한다.The
한편, 상기 파이프 램 패커 체결부(242)는 파이프 램 블록 바디(241)의 전측에 상하 소정 간격 이격 형성되며, 후단부가 상기 파이프 램 블록 바디(241)의 전측과 대응되는 사분원 곡률의 호(arc) 형상으로 형성된다. On the other hand, the pipe ram
상세히, 상기 파이프 램 블록 바디(241)의 전측 상부에는 상측 패커 체결부(242a)가 형성된다. In detail, an upper
상기 상측 패커 체결부(242a)는 소정 넓이를 가지는 사분할 된 링 형상으로 형성된다.The upper
그리고, 상측 패커 체결부(242a)의 상면은 상기 파이프 램 블록 바디(241)의 상면보다 낮은 높이는 물론, 상기 상측 패커 고정 그루브(226)의 돌출 높이보다 더 낮게 형성되어 파이프 램 블록(240)이 드릴 파이프 수용부(224)를 향해 진입하는 경우 간섭이 발생되지 않는다.And, the upper surface of the upper
또한, 상기 상측 패커 체결부(242a)의 후단은 파이프 램 블록 바디(241)와 일정거리 이격되며, 상기 상측 패커 체결부(242a)의 하면에 중앙 패커 체결부(242b)가 파이프 램 블록 바디(241)의 전면과 접하도록 형성됨으로써 상측 패커 체결부(242a)와 중앙 패커 체결부(242b) 및 파이프 램 블록 바디(241)에 의해 소정 깊이의 상측 패커 장착홈(243a)이 형성된다. In addition, the rear end of the upper
상기 중앙 패커 체결부(242b)는 상기 상측 패커 체결부(242a)와 대응되는 형상으로 형성되되, 좌우 양측부가 상대적으로 짧게 형성되며, 상기 상측 패커 체결부(242a)보다 후측에 위치됨에 따라 상측 패커 체결부(242a)의 하측으로 소정 공간이 형성되어 파이프 램 패커(260)의 중앙 부분이 장착될 수 있는 중앙 패커 장착홈(243b)이 형성된다. The central
그리고, 상기 중앙 패커 체결부(242b)의 하측에는 상기 상측 패커 체결부(242a)와 동일한 형상 및 크기로 상기 중앙 패커 체결부(242b)의 두께만큼 이격된 위치에 하측 패커 체결부(242c)가 형성되어 전술한 상기 상측 패커 장착홈(243a)와 마찬가지로 하측 패커 장착홈(243c)이 형성된다. And, on the lower side of the central
또한, 상기 하측 패커 체결부(242c)의 경우에도 하측 패커 체결부(242c)의 하면은 상기 파이프 램 블록 바디(241)의 하면보다 높은 위치는 물론 상기 상측 패커 고정 그루브(226)의 돌출 높이보다 더 높은 위치에 형성됨으로써 파이프 램 블록(240)이 드릴 파이프 수용부(224)를 향해 진입하는 경우 간섭이 발생되지 않는다.In addition, in the case of the lower
한편, 상기와 같이 형성되는 파이프 램 패커 체결부(242)의 측면에는 각각 하나 이상의 가공홀(244)이 더 형성되며, 상기 가공홀(244)에는 상기 파이프 램 패커(260)를 용이 결합시키며 향후 분리 가능한 구조를 형성하기 위한 점착제가 주입될 수 있다. On the other hand, at least one
상기와 같은 형상의 파이프 램 블록(240)에는 전술한 바와 같이 파이프 램 패커(260)가 장착된다. As described above, the
상기 파이프 램 패커(260)는 고분자 폴리머 재질로 형성되어 상기 파이프 램 블록(240) 보다 상대적으로 연질이며, 외압에 의해 탄성 변형이 가능하여 파이프 램 챔버(220) 내부에서 드릴 파이프(P)에 밀착될 수 있다. The
상세히, 상기 파이프 램 패커(260)는 실링부(262)와 장착부(264)로 구분될 수 있으며, 상기 실링부(262)는 드릴 파이프(P)와 접하는 부분이 방위각 90°인 부채꼴 형상에서 꼭지점 부분이 소정 넓이 제거되어 전측에 사분원 리세스(262a)로 형성되고, 후측에는 상기 중앙 패커 체결부(242b)와 대응되는 면적으로 개구된 중앙패커 체결부 수용홈(262b)이 형성된다. In detail, the
여기서, 드릴 파이프(P)와 접하는 사분원 리세스(262a) 내주면의 곡률이 드릴 파이프(P) 외주면의 곡률과 대응되게 형성됨으로써 드릴 파이프(P)에 안정적으로 밀착될 수 있게 된다.Here, since the curvature of the inner circumferential surface of the
또한, 파이프 램 패커(260)가 파이프 램 블록(240)에 장착되는 경우 파이프 램 패커(260)의 실링부(262)는 파이프 램 블록의 상, 하측 패커 체결부(242a)(242c)보다 돌출되게 형성됨으로써 보다 안정적으로 밀착될 수 있게 된다.In addition, when the
상기 장착부(264)는 상기 실링부(262)를 중앙에 두고 상측과 하측으로 소정 길이 연장형성되어 실링부(262)와 직교하는 형상의 소정 두께를 가지는 원호 형상으로 형성된다. The mounting
그리고, 상기 장착부(264)의 측면에는 상기 파이프 램 블록 바디(241)의 전면에 요입 형성되는 단턱홈(241a)에 끼워지는 단턱(264b)이 더 형성되어 파이프 램 패커(260)의 끼움 장착 시 보다 견고한 결합력이 형성될 수 있다. In addition, a
또한, 상기 실링부(262) 및 장착부(264)에는 복수의 가공홀(262c, 264a)이 더 형성된다. In addition, a plurality of
상기 각 가공홀(262c, 264a)에는 그리스(grease)와 같은 윤활제가 주입되어 파이프 램 챔버(220) 내부로 진/출입이 보다 용이하게 이루어질 수 있다. A lubricant, such as grease, is injected into each of the processing holes 262c and 264a so that entering/exiting into the
한편, 도 8 에는 본 발명에 따른 파이프 램 유닛의 결합 구조를 보이기 위한 도면이 도시되고, 도 9 에는 본 발명에 따른 파이프 램 패커의 압착전(a) 모습과 압착된(b) 모습을 보인 도면이 도시된다. On the other hand, FIG. 8 is a view showing the coupling structure of the pipe ram unit according to the present invention, and FIG. 9 is a view showing (a) and (b) before compression of the pipe ram packer according to the present invention. This is shown.
이들 도면을 참조하면, 상기 파이프 램 블록(240)에 장착된 파이프 램 패커(260)는 파이프 램 챔버 바디(222) 내부로 파이프 램 실린더(280)에 의해 진/출입 될 수 있으며, 이를 위해 상기 파이프 램 실린더(280)의 실린더 헤드(282)는 실린더 연결부(246)와 대응되는 형상으로 형성되어 결합된다. Referring to these drawings, the
이때, 상기 실린더 연결부(246)는 상기 실린더 헤드(282)보다 소정 크기 크게 형성되어 결합여유를 가지며, 상기와 같이 형성되는 결합여유는 상기 실린더 헤드(282)를 가압할 경우 상기 파이프 램 블록(240)을 상하로 흔들어주면서 밀어 넣을 수 있도록 한다. At this time, the
따라서, 상기 파이프 램 삽입부(221)에 형성된 테이퍼면(221b)과 상기 결합여유에 의해 상기 파이프 램 블록(240)이 파이프 램 챔버(220) 내부로 보다 용이하고 안정적으로 진입될 수 있다. Accordingly, the
한편, 도 8의 (a)를 참조하면 상기 파이프 램 챔버 바디(222)내부에 수용되는 파이프 램 블록(240)과 이에 장착된 파이프 램 패커(260)는 소정 깊이 진입하게 되면 상기 장착부(264)가 상기 패커 고정 그루브(226)와 접하게 되는데(도 8의 (b)참조) 이때, 상기 패커 고정 그루브(226)와 접하는 장착부(264)는 가압에 의해 탄성변형되면서 파이프 램 블록(240)의 진입 깊이를 제한함은 물론 파이프 램 패커(260)를 보다 견고히 고정시킬 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 8 (a), the
그리고, 상기 실링부(262)는 상측 패커 체결부(242a)와 하측 패커 체결부(242c) 및 중앙 패커 체결부(242b)에 의해 3면이 고정된 지지구조로 장착됨에 따라 가압력의 전달이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다. And, as the sealing
상기와 같이 장착되는 파이프 램 패커(260)는 전술한 바와 같이 90°간격으로 4개가 배치되어 파이프 챔버(220) 내부에서 도 9의 (a)와 같이 드릴 파이프 수용부(224)를 향해 배치되고, 각각 연결된 파이프 램 실린더(280)에 의해 가압되는 경우 탄성변형되면서 서로 밀착되어 도 9의 (b)와 같이 각각의 파이프 램 패커(260) 실링부(262)와 장착부(264)가 접하여 상기 테스트 챔버(600) 상측에서 안정적인 밀폐구조를 형성할 수 있다.The four
100.......... 테스트 베드 200.......... 파이프 램 유닛
220.......... 파이프 램 챔버 240.......... 파이프 램 블록
260.......... 파이프 램 패커 280.......... 파이프 램 실린더
400.......... 블라인드 램 유닛 480.......... 블라인드 램 실린더
600.......... 테스트 챔버100..........
220.............
260........
400..........
600........Test chamber
Claims (4)
육면체 형상으로 중앙에 상하 방향으로 개구되는 드릴 파이프 수용부가 형성되고, 실린더를 통해 진출입되는 파이프 램 블록의 진출입 경로를 제공하는 파이프 램 삽입부가 90°간격을 형성하도록 각 측면에 형성되는 파이프 램 챔버;
일단이 실린더와 연결되어 상기 파이프 램 삽입부를 통해 진출입되며, 드릴 파이프와 접하여 기밀구조를 형성하기 위한 4개의 파이프 램 패커 설치 공간을 각각 제공하는 4개의 파이프 램 블록;을 포함하고,
상기 파이프 램 패커는,
드릴 파이프와 접하는 부분에 내주면의 곡률이 상기 드릴 파이프 외주면의 곡률과 대응되는 사분원 리세스가 형성되는 실링부와, 상기 실링부를 중앙에 두고 상측과 하측으로 소정 길이 연장형성되어 실링부와 직교하는 형상의 소정 두께를 가지는 원호 형상의 장착부를 포함하도록 구성되며,
상기 파이프 램 패커의 장착부 측면에는,
상기 파이프 램 블록 바디의 전면에 요입 형성되는 단턱홈과 대응되는 형상의 단턱이 형성되고,
상기 파이프 램 블록은,
후측에 실린더 헤드와 연결되도록 요홈부와 돌출부로 이루어지는 실린더 연결부가 마련되는 파이프 램 블록 바디와, 상기 파이프 램 블록 바디의 전측에서 상기 파이프 램 패커의 장착을 위한 설치공간을 제공하는 파이프 램 패커 체결부를 포함하며,
상기 파이프 램 패커 체결부는,
상기 파이프 램 블록 바디의 전측 상부에 형성되는 상측 패커 체결부와, 중앙 패커 체결부 및 하측 패커 체결부를 포함하고,
상기 중앙 패커 체결부는 상기 상측 패커 체결부 및 하측 패커 체결부 보다 후측에 위치되어 상기 상측 패커 체결부와 하측 패커 체결부 사이에 파이프 램 패커의 실링부가 위치되며,
상기 파이프 램 삽입부는,
상기 드릴 파이프 수용부를 향해 수평 방향으로 형성되는 수평면과, 상기 파이프 램 블록이 진입되는 시작단으로 상기 수평면의 가장자리에서 외측으로 경사지게 형성되어 진입공간을 확장시키는 테이퍼면을 포함하도록 형성되며,
상기 파이프 램 챔버에는,
상기 드릴 파이프 수용부와 상기 파이프 램 삽입부가 교차하는 영역에서 일정 깊이 삽입되는 파이프 램 블록의 삽입 위치를 제한하면서 상기 파이프 램 블록에 장착된 상기 파이프 램 패커를 가압하여 고정시키기 위한 패커 고정 그루브가 형성되는 것을 특징으로 하는 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛.A pipe ram unit for selectively shielding the space where the fluid is accommodated together with the drill pipe in the continuous water circulation system.
A pipe ram chamber having a hexahedral shape and a drill pipe receiving part that is opened in the vertical direction at the center, and a pipe ram insertion part that provides an entry/exit path for a pipe ram block that enters and exits through a cylinder is formed on each side to form an interval of 90°;
One end is connected to the cylinder and enters and exits through the pipe ram insert, and four pipe ram blocks each providing space for installing four pipe ram packers for forming an airtight structure in contact with the drill pipe; includes;
The pipe ram packer,
A sealing portion in which a quadrant recess is formed in a portion in contact with the drill pipe, the curvature of the inner circumferential surface corresponding to the curvature of the outer circumferential surface of the drill pipe, and the sealing portion is formed to extend a predetermined length upward and downward with the sealing portion in the center. is configured to include an arc-shaped mounting portion having a predetermined thickness of
On the side of the mounting part of the pipe ram packer,
A stepped groove having a shape corresponding to a stepped groove formed in a concave indentation is formed on the front surface of the pipe ram block body,
The pipe ram block is
A pipe ram block body provided with a cylinder connection part including a recess and a protrusion to be connected to the cylinder head on the rear side, and a pipe ram packer fastening part that provides an installation space for mounting the pipe ram packer on the front side of the pipe ram block body includes,
The pipe ram packer fastening part,
an upper packer fastening part formed on the front upper part of the pipe ram block body, a central packer fastening part and a lower packer fastening part;
The central packer fastening part is located behind the upper packer fastening part and the lower packer fastening part so that the sealing part of the pipe ram packer is located between the upper packer fastening part and the lower packer fastening part,
The pipe ram insertion part,
It is formed to include a horizontal surface formed in a horizontal direction toward the drill pipe receiving part, and a tapered surface formed to be inclined outwardly from the edge of the horizontal surface as a starting end into which the pipe ram block enters to expand the entry space,
In the pipe ram chamber,
A packer fixing groove is formed for pressing and fixing the pipe ram packer mounted on the pipe ram block while limiting the insertion position of the pipe ram block to be inserted to a predetermined depth in a region where the drill pipe receiving part and the pipe ram inserting part intersect. A pipe ram unit for a continuous water circulation system, characterized in that it becomes.
상기 파이프 램 블록의 실린더 연결부에는 상기 실린더 헤드가 장착된 뒤 상하 방향으로 소정거리 이동 가능하도록 결합여유가 형성되는 것을 특징으로 하는 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛.The method of claim 1,
A pipe ram unit for a continuous water circulation system, characterized in that a coupling allowance is formed in the cylinder connection part of the pipe ram block to be movable a predetermined distance in the vertical direction after the cylinder head is mounted.
상기 파이프 램 패커에는 윤활제가 주입되는 가공홀이 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛.The method of claim 1,
A pipe ram unit for a continuous water circulation system, characterized in that the pipe ram packer has at least one processing hole through which a lubricant is injected.
상기 파이프 램 패커 체결부의 측면에는 윤활제의 주입이 가능한 가공홀이 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛.The method of claim 1,
A pipe ram unit for a continuous water circulation system, characterized in that at least one processing hole through which a lubricant can be injected is formed on a side surface of the pipe ram packer fastening part.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210043310A KR102260479B1 (en) | 2021-04-02 | 2021-04-02 | pipe ram unit for continuous circulation process |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |