KR102260479B1 - 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속이수순환시스템에 적용되는 파이프 램 유닛에 관한 것으로서, 더 자세히는 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 블록을 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 형성된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 보다 견고한 설치구조를 바탕으로 기밀성능이 향상될 수 있다.

Description

연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛{pipe ram unit for continuous circulation process}
본 발명은 시추용 머드의 압력을 유지하면서 순환시키기 위한 연속이수순환시스템에 적용되는 파이프 램 유닛에 관한 것이다.
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.
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.
따라서, 제한된 압력 조건(pressure window) 내에 시추용 머드의 압력을 유지하는 것이 중요하며, 이를 위해 연속이수순환시스템(CCS:Continuous Circulation System)이 사용되고 있다.
즉, 상기 연속이수순환시스템은 드릴 파이프의 연결, 해제 작업을 비롯한 드릴링 작업공정 전반에 걸쳐 머드펌프의 연속 구동을 유도하여 머드가 시추장치 내에서 연속순환되도록 한다.
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.
관련하여, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1959829호 "연속 이수 순환시스템", 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-2115513호 "개량형 연속 이수 순환시스템" 등이 공지되어 있다.
한편, 도 1 에는 연속 이수 순환시스템의 순환 프로세스 일 실시 예가 도시된다.
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.
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.
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.
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.
KR 10-1959829 B1 KR 10-215513 B1
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.
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.
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.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛은, 상기 파이프 램 패커에는 윤활제가 주입되는 가공홀이 하나 이상 형성될 수 있다.
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.
본 발명에 따르면, 파이프 램 챔버와 파이프 램 블록 및 파이프 램 패커의 결합관계가 보다 견고히 이루어져 기밀 성능을 향상시킬 수 있다.
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.
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.
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.
도 2 에는 연속이수 순환시스템용 램 유닛 테스트 베드의 일 실시 예를 보인 도면이 도시된다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
그리고, 상기 파이프 램 삽입부(221)에는 파이프 램 블록(240)이 삽입되는 부분이 수평면(221a)과 테이퍼면(221b)으로 형성된다.
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.
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.
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.
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.
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.
상세히, 상기 파이프 램 블록 바디(241)의 전측 상부에는 상측 패커 체결부(242a)가 형성된다.
상기 상측 패커 체결부(242a)는 소정 넓이를 가지는 사분할 된 링 형상으로 형성된다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
상기와 같은 형상의 파이프 램 블록(240)에는 전술한 바와 같이 파이프 램 패커(260)가 장착된다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
또한, 상기 실링부(262) 및 장착부(264)에는 복수의 가공홀(262c, 264a)이 더 형성된다.
상기 각 가공홀(262c, 264a)에는 그리스(grease)와 같은 윤활제가 주입되어 파이프 램 챔버(220) 내부로 진/출입이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 챔버

Claims (4)

  1. 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 형성되는 것을 특징으로 하는 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    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.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 파이프 램 패커에는 윤활제가 주입되는 가공홀이 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 파이프 램 패커 체결부의 측면에는 윤활제의 주입이 가능한 가공홀이 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 연속이수순환시스템용 파이프 램 유닛.
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