KR20000004699A

KR20000004699A - Manipulator of drilling pipe

Info

Publication number: KR20000004699A
Application number: KR1019980026190A
Authority: KR
Inventors: 이영규
Original assignee: 이해규; 삼성중공업 주식회사
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-25

Abstract

PURPOSE: A manipulator is provided to easily handle a drilling pipe when the drilling pipe is connected and is removed in a drilling work. CONSTITUTION: The manipulator contains:a post(10) firmly installed in a drill floor(4) closed in a moon pool of a drill ship(2); a turning body(20) installed to be able to rotate in the post(10); an arm(30) to be able to expand and to contract; a clamp(40) to hold a drilling pipe; a piston(50) to control the upper and lower angle of the arm(30).

Description

시추 파이프 매니풀레이터Drilling pipe manipulator

(기술분야)(Technology)

본 발명은 시추 파이프 매니풀레이터에 관한 것이며, 보다 상세하게는 시추 작업에서 시추 파이프를 연결하고 해체할 때 시추 파이프의 취급을 용이하게 하기 위한 매니풀레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a drilling pipe manipulator, and more particularly to a manipulator for facilitating the handling of the drilling pipe when connecting and dismantling the drilling pipe in the drilling operation.

(배경기술)(Background)

해저 지하로부터 석유나 가스를 시추하는 작업에 있어서는, 시추의 진행 경과에 따라 소정 길이의 시추 파이프를 시추 데릭을 이용하여 승강시키는 한편 시추 파이프를 서로 연결하거나 분리하는 작업이 반복적으로 수행된다. 즉 시추를 할 때에는 지속적으로 시추 파이프를 연결하여야 하고 시추를 완료한 후에는 연결된 시추 파이프를 해제하여야 한다.In the operation of drilling oil or gas from the basement of the sea floor, as the progress of the drilling, the drilling pipe of a predetermined length is elevated by using the drilling derrick while the operation of connecting or disconnecting the drilling pipes to each other is repeatedly performed. That is, when drilling, the drilling pipe should be continuously connected and after completion of drilling, the connected drilling pipe should be released.

이와 같은 시추 파이프의 연결 및 해체 작업은, 특히 수심 10,000m 이상에 이르는 깊이까지 굴착되는 심해유전 개발의 경우, 수백개의 시추 파이프를 연결하고 해체하는 작업을 요하므로 작업 생산성에 중대한 영향을 미치게 된다.The connection and dismantling of such drilling pipes has a significant impact on the work productivity, especially in the development of deep sea fields, which are excavated to a depth of more than 10,000 m, as they require the connection and dismantling of hundreds of drilling pipes.

시추 파이프의 연결 작업은, 시추 파이프의 저장소로부터 이송된 시추 파이프의 일단을 시추 데릭의 상단에 설치된 크라운 블록으로 잡아 올려서 타단을 이미 시추된 다른 시추 파이프의 상단에 맞추어 연결한 후, 탑 드라이버에 의해 나사부위를 연결하는 작업이며, 시추 파이프의 해체 작업은 이런 연결 작업과 반대되는 작업이다.The connection work of the drilling pipe is carried out by pulling up one end of the drilling pipe transferred from the reservoir of the drilling pipe to the crown block installed at the top of the drilling derrick and connecting the other end to the top of the other drilling pipes which have already been drilled. It is the work of connecting the screw parts, and the dismantling of the drilling pipe is the opposite of this connection work.

이와 같이 시추 파이프를 연결 및 해체함에 있어서, 종래에는 크라운 블록으로 잡아 올려진 시추 파이프를 수작업에 의해 그 위치를 조절하였다. 즉, 도3에 도시된 바와 같이, 작업자(100)는 크라운 블록(110)에 매달린 시추 파이프(120)를 손으로 일일이 이동시켜 이미 시추된 하부의 시추 파이프(130)에 일치시킨 후에 연결 또는 해체 작업을 하였으므로, 종래의 시추 파이프의 연결 및 해체 작업은 그 생산성이 매우 낮았다.As described above, in connecting and dismantling the drilling pipe, the position of the drilling pipe, which is conventionally held up by the crown block, is manually adjusted. That is, as shown in FIG. 3, the operator 100 manually moves the drilling pipe 120 suspended from the crown block 110 to match the already drilled lower drilling pipe 130, and then connects or disassembles it. As the work was done, the conventional drilling pipe connection and dismantling work was very low in productivity.

따라서, 본 발명은 시추선에서 시추 파이프를 연결하고 해체하는 작업을 할 때, 크라운 블록에 매달린 시추 파이프를 잡아서 이미 시추된 다른 시추 파이프 위로 위치시키는 작업과 시추 파이프를 해체하는 작업을 기계화하므로써 시추 파이프의 연결 및 해체 작업의 생산성을 높이고자 하는 것이다.Therefore, the present invention, when connecting and dismantling the drilling pipe in the drilling vessel, by grasping the drilling pipe suspended on the crown block and placing it on another drilling pipe already drilled and the work of dismantling the drilling pipe by mechanizing the The purpose is to increase the productivity of connecting and dismantling operations.

도1은 본 발명에 따른 시추 파이프 매니풀레이터의 측면도,1 is a side view of a drilling pipe manipulator according to the present invention;

도2는 본 발명에 따른 시추 파이프 매니풀레이터의 작용 범위를 보여주는 시추선 드릴 플로어의 개략도,2 is a schematic view of a drilling line drill floor showing the range of operation of a drilling pipe manipulator according to the present invention;

도3은 종래의 시추 파이프 연결 작업을 보여주는 도면.Figure 3 shows a conventional drilling pipe connection operation.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1: 매니풀레이터 10: 포스트1: manipulator 10: post

20: 선회체 30: 암20: turning body 30: cancer

40: 클램프 50: 피스톤40: clamp 50: piston

상기한 본 발명의 목적은, 시추선의 문풀에 인접한 드릴 플로어에 고정 설치되는 포스트, 상기 포스트에 회전 가능하게 설치된 선회체, 상기 선회체의 상단에 상하로 회동 가능하게 설치되는 신축 가능한 암, 상기 암의 말단에 설치되고 시추 파이프를 잡아주는 클램프, 및 상기 선회체와 상기 암 사이에 연결되어 상기 암의 상하 각도를 조절하는 피스톤을 포함하는 시추 파이프 매니풀레이터에 의해 달성된다.The object of the present invention described above is a post fixedly installed on a drill floor adjacent to a door pool of a drilling line, a pivot body rotatably installed on the post, a flexible arm rotatably installed up and down on an upper end of the pivot body, the arm. It is achieved by a drilling pipe manipulator including a clamp installed at the distal end and holding a drilling pipe, and a piston connected between the pivot and the arm to adjust the vertical angle of the arm.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 시추 파이프 매니풀레이터를 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 시추 파이프 매니풀레이터를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.Hereinafter, a drilling pipe manipulator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are merely illustrative of the drilling pipe manipulator according to the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

도1은 본 발명에 따른 시추 파이프 매니풀레이터의 측면도, 도2는 본 발명에 따른 시추 파이프 매니풀레이터의 작용 범위를 보여주는 시추선 드릴 플로어의 개략도이다.1 is a side view of a drilling pipe manipulator according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a drilling line drill floor showing the range of operation of a drilling pipe manipulator according to the present invention.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시추 파이프 매니풀레이터(1)는, 포스트(10), 선회체(20), 암(30), 클램프(40), 및 피스톤(50)을 기본적으로 포함하는 구성으로 이루어져 있다.As shown in FIG. 1, the drilling pipe manipulator 1 according to the present invention basically includes a post 10, a pivot 20, an arm 30, a clamp 40, and a piston 50. It consists of a configuration that includes.

포스트(10)는 본 발명의 매니풀레이터(1)를 시추선(2)의 문풀(3)에 인접한 드릴 플로어(4)에 고정하기 위한 지지구조로서, 그 하단은 예를 들어 볼트(11)에 의해 드릴 플로어(4)에 고정되며, 상단에는 상기 선회체(20)를 회전 가능하게 장착할 수 있는 구조, 예를 들어 공지의 링기어(도시 생략)가 형성되어 있다.The post 10 is a support structure for fixing the manipulator 1 of the present invention to the drill floor 4 adjacent to the door pool 3 of the drilling line 2, the lower end of which is, for example, a bolt 11. It is fixed to the drill floor 4 by the upper end, the structure which can rotatably mount the said turning body 20, for example, the well-known ring gear (not shown) is formed.

상기 포스트(10)에는 선회체(20)가 적어도 상기 암(30)의 작업 반경에 걸쳐서 회전 가능하게 장착되며, 여기에는 포스트(10)에 대해 회전할 수 있는 구조, 예를 들면 선회 기어가 구비된 롤러 서클, 선회 피니언, 선회축 등이 구비되어 모터와 같은 구동수단에 의해 그 회전과 정지 및 회전 방향을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 포스트(10)에 대해 선회체(20)를 회전시키는 구성은 공지의 선회 구동 장치를 그대로 적용할 수 있는 것이므로, 그 상세한 설명과 도면상의 표시를 생략한다. 본 선회체(20)는 상기 암(30)을 수평 방향으로 회전시키기 위한 것이다.The post 10 is pivotally mounted to the pivot 20 at least over the working radius of the arm 30, and is provided with a structure rotatable with respect to the post 10, for example, a swing gear. Roller circles, swing pinions, swing shafts, and the like are provided to control the rotation, the stop, and the rotation direction by a driving means such as a motor. Since the structure which rotates the turning body 20 with respect to the post 10 can apply a well-known turning drive apparatus as it is, the detailed description and the display on drawing are abbreviate | omitted. This pivot 20 is for rotating the arm 30 in the horizontal direction.

상기 선회체(20)의 상단에는 신축 가능한 암(30)이 상하로 회동 가능하도록 힌지(31)에 의해 연결되어 있다. 암(30)의 신축은 암 자체를 암실린더로 구성하는 것에 의할 수도 있고, 별도로 피스톤(32)을 장착하거나, 양자를 혼합 사용하여 신축되도록 할 수도 있다. 또한 암(30)의 신축은 다단계로 이루어지도록 구성할 수도 있다. 암(30)을 상하로 회동하는 구성에 대해서는 이후에 설명한다.The retractable arm 30 is connected to the upper end of the revolving body 20 by a hinge 31 so as to be rotatable up and down. The expansion and contraction of the arm 30 may be based on the configuration of the arm itself with an arm cylinder, or may be separately mounted by using the piston 32 or a mixture of both. In addition, the stretching of the arm 30 may be configured to be made in a multi-step. The structure which rotates the arm 30 up and down is demonstrated later.

상기 암(30)의 말단에는 시추 파이프를 잡아주는 클램프(40)가 설치된다. 본 클램프(40)는 시추 파이프의 두께에 대응하는 크기로 되어 있으며, 유압에 의해 개폐 가능하도록 구성된다. 예를 들어, 도2에 도시된 바와 같이, 클램프(40)를 우각(牛角) 형상으로 구성하되, 암(30)의 말단에 장착된 고정부(41)에 대해 이동부(42)가 유압기구에 의해 개폐될 수 있도록 구성한다. 이와 같은 구성으로 이동부(42)를 개방하여 고정부(41)에 파이프를 끼운 상태에서 이동부(42)를 폐쇄하는 조작으로 클램프(40)로 파이프를 잡을 수 있다.At the end of the arm 30, a clamp 40 for holding a drilling pipe is installed. The clamp 40 has a size corresponding to the thickness of the drilling pipe, and is configured to be opened and closed by hydraulic pressure. For example, as shown in Fig. 2, the clamp 40 is configured in a right angle shape, but the moving part 42 is a hydraulic mechanism with respect to the fixing part 41 mounted at the end of the arm 30. It is configured to be opened and closed by. In such a configuration, the pipe can be held by the clamp 40 by the operation of closing the moving part 42 while the moving part 42 is opened and the pipe is inserted into the fixing part 41.

상기 암(30)의 상하 각도 조정은, 상기 선회체(20)와 상기 암(30) 사이에 회동 가능하게 연결된 피스톤(50)에 의해 이루어진다. 암(30)의 상하 각도 조정에는 피스톤(50)을 하나만 설치하는 것으로도 충분하지만, 암(30)에 가해지는 하중에 대한 편차에 대응하기 위해서는 대용량의 피스톤(예,15톤)과 소용량의 피스톤(예,10톤)을 각각 설치하는 것이 바람직하다.The vertical angle adjustment of the arm 30 is made by the piston 50 rotatably connected between the pivoting body 20 and the arm 30. It is sufficient to install only one piston 50 to adjust the upper and lower angles of the arm 30, but in order to cope with the variation in the load applied to the arm 30, a large capacity piston (for example, 15 tons) and a small capacity piston are required. It is preferable to provide (for example, 10 tons) each.

이상에서 설명한 매니풀레이터(1)의 조작은 공지의 조절레버를 포함한 공지의 유압 조절기구에 의해 이루어지며, 조절레버가 설치된 조작반은 드릴 플로어의 적절한 위치에 설치된다.The manipulator 1 described above is operated by a known hydraulic control mechanism including a known control lever, and an operation panel on which the control lever is installed is installed at an appropriate position of the drill floor.

상기한 바와 같은 구성의 매니풀레이터(1)는, 도2에 도시된 바와 같이 문풀(3)에 인접한 드릴 플로어(4)에 설치되며, 예컨대, 시추의 작업선에 따라 130도의 회전 반경과 4-10m의 암 신축, 15도의 암 상하 회동이 가능하도록 구성할 수 있다.The manipulator 1 of the above-described configuration is installed in the drill floor 4 adjacent to the door pool 3 as shown in FIG. 2, for example, with a rotation radius of 130 degrees and 4 depending on the working line of the drilling. It can be configured to allow arm extension of -10m and arm rotation up and down by 15 degrees.

이로써, 시추 파이프를 연결할 때에는, 크라운 블록에서 시추 파이프의 상단부를 잡아 올리고, 매니풀레이터(1)의 선회체(20)의 회전 위치, 암(30)의 길이 및 상하 각도를 적절히 조절한 후에, 매달린 시추 파이프의 하단을 클램프(40)로 잡아서 문풀 중앙에 현재 시추중인 파이프에 그 중심을 맞춘 다음, 탑 드라이버의 작동으로 두 파이프를 연결한다. 또한 시추 파이프를 해체할 때에는, 크라운 블록에서 해체된 시추 파이프를 저장소로 운반할 때, 매니풀레이터(1)로 파이프의 하단부를 잡은 상태로 이동하여 저장소에 올려놓게 된다.Thus, when connecting the drilling pipe, after raising the upper end of the drilling pipe in the crown block, after adjusting the rotational position of the swinging body 20 of the manipulator 1, the length and the vertical angle of the arm 30, The bottom of the suspended drilling pipe is held by the clamp 40, centered on the pipe currently being drilled in the center of the door pool, and then the two pipes are connected by the operation of the top driver. In addition, when dismantling the drilling pipe, when transporting the drilling pipe dismantled from the crown block to the reservoir, the manipulator (1) while holding the lower end of the pipe is placed on the reservoir.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 인력에 의해 행하던 시추 파이프의 연결 및 해체 작업을 자유자제로 조정 가능한 암을 구비한 매니풀레이터에 의해 행하므로써, 시추 파이프의 연결 및 해체 작업을 정확하고 신속하게 저비용으로 행할 수 있다.According to the present invention described above, the connection and dismantling of the drilling pipe carried out by manpower is performed by a manipulator having an arm that can be freely adjusted. This can be done.

Claims

시추선(2)의 문풀(3)에 인접한 드릴 플로어(4)에 고정 설치되는 포스트(10), 상기 포스트(10)에 회전 가능하게 설치된 선회체(20), 상기 선회체(20)의 상단에 상하로 회동 가능하게 설치되는 신축 가능한 암(30), 상기 암(30)의 말단에 설치되고 시추 파이프를 잡아주는 클램프(40), 및 상기 선회체(20)와 상기 암(30) 사이에 연결되어 상기 암(30)의 상하 각도를 조절하는 피스톤(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시추 파이프 매니풀레이터.On the post 10 fixedly installed on the drill floor 4 adjacent to the door pool 3 of the drilling line 2, the revolving body 20 rotatably installed on the post 10, the upper end of the revolving body 20 A stretchable arm 30 rotatably installed up and down, a clamp 40 installed at an end of the arm 30 to hold a drilling pipe, and a connection between the pivot 20 and the arm 30. Drilling pipe manipulator, characterized in that it comprises a piston (50) for adjusting the vertical angle of the arm (30).

제1항에 있어서, 상기 클램프(40)를 우각 형상으로 되어 있고, 상기 암(30)의 말단에 장착된 고정부(41)에 대해 이동부(42)가 개폐 가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 시추 파이프 매니풀레이터.The said clamp 40 is formed in the right angle shape, The moving part 42 is provided so that opening and closing is possible with respect to the fixing part 41 mounted in the distal end of the said arm 30. Drilling pipe manipulator.