KR20160006479A - Bop 크레인을 구비한 드릴쉽 - Google Patents

Abstract

드릴쉽이 개시된다. 본 발명의 드릴쉽은, 메인 데크에 마련되며, 라이저 파이프가 적재되는 라이저 랙; 라이저 랙에 이동 가능하게 마련되어 BOP(Blowout Preventer)를 핸들링 하는 BOP 크레인; 및 BOP 크레인에 결합되어 BOP 크레인과 일체로 이동되며 BOP를 가이드 하는 BOP 가이드를 포함한다.

Description

BOP 크레인 및 이를 구비한 드릴쉽{BOP CRANE AND DRILLSHIP HAVING THE SAME}

본 발명은, BOP 크레인 및 이를 구비한 드릴쉽에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, BOP(Blowout Preventer)를 핸들링 하는 BOP 크레인에 BOP 가이드를 일체로 마련하여 물량을 감소할 수 있고, 현장 작업성을 극대화 한 BOP 크레인 및 이를 구비한 드릴쉽에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업발전 추이에 따라, 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.

종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫홈이 주로 사용되었다.

최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 드릴쉽(drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다. 군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 드릴쉽은 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 구성되어 있다.

드릴쉽은 그 중심부에 라이저 파이프(riser pipe) 및 드릴 파이프(drill pipe)가 상하 이동하는 문풀(moon pool)이 형성되고, 드릴쉽의 갑판에는 각종 시추장비가 집약되는 데릭(derrick)이 설치된다.

그리고, 드릴 파이프의 단부에는 드릴비트가 설치되고, 드릴비트의 드릴링작동에는 드릴링유체(drilling fluid)로서 머드(mud)가 이용된다. 이러한 머드는 머드탱크(mud tank) 내에 저장되어 머드펌프(mud pump)에 의해 순환한다.

석유 또는 가스 자원을 채굴하기 위한 시추 작업은 라이저 랙 플랫폼(riser rack platform)에 보관된 드릴링 파이프 또는 라이저 파이프을 라이저 핸들링 크레인(Riser Handling Crane)으로 들어올려 캣워크(Catwalk)로 이동시키고 다시 서브스트럭춰(Substructure) 상부의 드릴플로어(Drillfloor)로 수평이동시킨 다음 데릭(Derrick)을 사용하여 세워 해저유정으로 연속하여 내려 보내게 된다.

이와 같은 드릴쉽은 선체를 일정한 시추 지점로 이동시켜 정박한 상태에서 시추에 따른 각종 작업을 실시한다.

한편 해저 시추 작업은, 시추공(drilling well) 내로 제어되지 않은 지질층 유체(formation fluid)의 유동인 블로아웃(blow out)이 수반될 수 있다. 블로아웃은 위험하고 비용이 많이 들며, 시추 장비의 수명 단축, 오염, 손상 및 유정(well) 생산의 손실을 유발할 수 있다.

이러한 블로아웃을 방지하도록, 블로아웃 방지(blowout preventor, BOP) 장비가 요구된다. BOP라고 불리우는 장비는 전형적으로 시추 위치(drilling site)에서 지질층 압력(formation presure) 및 유체를 안전하게 격리하여 제어할 수 있는 일련의 기능들을 포함한다.

BOP는 유압으로 동작되는 파이프 램(pipe ram), 환상 밀봉부(annular seal),파이프를 절단하도록 디자인된 전단램(shear ram), 시추 유체의 유동을 제어하는 일련의 원격 동작 밸브 및 유정 재진입 설비를 개폐하는 것을 포함한다.

유정과 BOP는 수중의 라이저 파이프(marine riser pipe)를 통해 해상의 드릴쉽(drill ship)에 연결되며, 라이저 파이프는 지질층 유체(예를 들어, 오일 등)를 해상으로 운반하고 시추 유체를 순환시킨다.

수중의 라이저 파이프는 심해 라이저 파이프 패키지(Lower Marine Riser Package, LMRP)를 통해 BOP에 연결되고, 심해 라이저 파이프 패키지는, BOP 하부 스택에 연결되는 디바이스, 유정 제어를 위한 환상 밀봉부(annualr seal) 및 BOP 하부 스택의 동작을 위해 유압 유체를 공급하는 유동 제어 디바이스들을 포함한다.

LMRP와 BOP 하부 스택은 통상 간단히 BOP로서 총체적으로 지칭되고, 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 바와 같이, 용어 BOP는 BOP 하부 스택과 LMRP의 모두를 지칭한다.

한편 BOP는, 도 1에 도시된 바와 같이, 갠트리 타입의 BOP 크레인(200)에 의해 핸들링 되어 BOP 트롤리(trolley)에 안착된다. BOP 크레인은 후방 벽체(AW)와 드릴 플로어(DF)에 마련된 레일(R)에 각각 지지된다.

이 중 후방 벽체(AW)는 BOP 크레인(200)의 사양에 따라 사이즈가 결정되며, BOP 크레인(200)이 메인 데크(MD)로부터 약 8.175m 상부에 위치하기 때문에 장비 작동에서의 디플렉션(deflection)에 많은 제약 조건이 있기 때문에 강한(rigid) 구조가 필요하다.

이로 인해 후방 벽체(AW)의 무게는 약 100톤 이상이 나가고, 이로 인해 드릴쉽의 수직 방향 무게 중심인 VCG(Vertical Center of Gravity)도 높아지고, 드릴쉽의 운정성이 나빠진다.

BOP 크레인(200)은 크레인과 BOP 가이드(300)로 구성되며, 이 중 BOP 가이드(300)는 후방 벽체(AW)에 설치된다. 이 경우 BOP 가이드(300)를 후방 벽체(AW)에 설치 시 매 호선마다 현장 정도 관리가 문제가 되어 현장 시수가 많이 발생된다.

또한 후방 벽체(AW)가, 도 1에 도시된 바와 같이, 문풀(MP)의 후방 영역에서 많은 공간을 차지하므로 공간 활용도가 떨어진다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국특허등록공보 제10-1281049호(삼성중공업 주식회사) 2013. 07. 01

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 문풀의 후방 영역에 마련되는 후방 벽체를 제거하여 물량 감소 및 현장 작업성을 향상시킬 수 있는 드릴쉽을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 메인 데크에 마련되며, 라이저 파이프가 적재되는 라이저 랙; 상기 라이저 랙에 이동 가능하게 마련되어 BOP(Blowout Preventer)를 핸들링 하는 BOP 크레인; 및 상기 BOP 크레인에 결합되어 상기 BOP 크레인과 일체로 이동되며 상기 BOP를 가이드 하는 BOP 가이드를 포함하는 드릴쉽이 제공될 수 있다.

상기 BOP 크레인은, 상기 BOP의 상측부를 홀딩하는 복수의 제1 홀더가 구비된 크레인 바디; 상기 크레인 바디의 일측부에 마련되며, 하단부가 상기 라이저 랙에 이동 가능하게 지지되는 상기 제1 레그; 및 상기 크레인 바디의 타측부에 마련되며, 상기 제1 레그보다 짧은 길이로 마련되는 제2 레그를 포함할 수 있다.

상기 제2 레그는 드릴 플로어에 마련되는 레일에 이동 가능하게 지지될 수 있다.

상기 BOP 가이드는, 상기 제1 레그에 분리 가능하게 결합되는 가이드 몸체; 및 상기 가이드 몸체에 마련되어 상기 BOP의 측면을 홀딩하는 적어도 하나의 제2 홀더를 포함할 수 있다.

상기 BOP 가이드는, 일측부는 상기 가이드 몸체에 결합되고, 타측부는 상기 제1 레그에 결합되는 지지 브래킷을 더 포함할 수 있다.

상기 BOP 크레인은 갠트리(gantry) 타입의 크레인 일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, BOP를 핸들링하는 BOP 크레인에 있어서, 상기 BOP 크레인은 서로 다른 높이를 갖는 한 쌍의 지지레그를 구비하며, 상기 한 쌍의 지지레그 중 더 긴 길이를 갖는 지지레그에는 상기 BOP 크레인과 일체로 이동되며 상기 BOP를 가이드 하는 BOP 가이드가 마련되는 것을 특징으로 하는 BOP 크레인이 제공될 수 있다.

상기 한 쌍의 지지레그 중 어느 하나는 라이저 파이프가 적재되는 라이저 랙에 이동 가능하게 지지되고, 나머지 하나는 드릴 플로어에 이동 가능하게 지지될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, BOP 크레인의 일측부를 라이저 랙에 이동 가능하게 지지하고 BOP를 가이드 하는 BOP 가이드를 BOP 크레인과 일체로 이동되도록 BOP 크레인에 결합시켜 이전의 후방 벽체를 제거함으로써 물량을 감소할 수 있고 현장 작업성을 극대화할 수 있다.

또한 후방 벽체의 제거로 인해 확보되는 공간을 작업 공간 또는 드릴링 장비의 적재 장소로 활용할 수 있어 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 문풀의 후방 영역에 후방 벽체와 BOP 크레인과 BOP 가이드가 마련된 것을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴쉽의 주요부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴쉽의 주요부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 드릴쉽(1)은, 메인 데크(MD)에 마련되며 라이저 파이프가 적재되는 라이저 랙(10)과, 라이저 랙(10)에 이동 가능하게 마련되어 BOP(Blowout Preventer)를 핸들링 하는 BOP 크레인(20)과, BOP 크레인(20)에 결합되어 BOP 크레인(20)과 일체로 이동되며 BOP를 가이드 하는 BOP 가이드(30)를 구비한다.

라이저 랙(10)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 문풀(MP)의 후방 영역에 배치되며, 메인 데크(MD)에 마련되어 라이저 파이프의 적재 장소로 제공된다.

본 실시 예에서 라이저 랙(10)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, BOP 크레인(20)의 제1 레그(22)가 좌현 또는 우현으로 이동 가능하도록 지지하는 레일(R)이 마련된다.

BOP 크레인(20)은, 라이저 랙(10)에 선체의 폭 방향으로 이동 가능하게 마련되어 BOP를 BOP 트롤리(미도시)에 안착시키는 역할을 한다.

본 실시 예에서 BOP 크레인(20)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 직사각형 형상의 크레인 바디(21)와, 크레인 바디(21)의 좌측에 분리 가능하게 볼트 결합되며 하단부가 라이저 랙(10)에 마련되는 레일(R)에 이동 가능하게 지지되는 제1 레그(22)와, 크레인 바디(21)의 우측에 마련되며 하단부가 드릴 플로어(DF)에 마련되는 레일(R)에 이동 가능하게 지지되는 제2 레그(23)와, 크레인 바디(21)에 마련되어 BOP의 상측부를 홀딩하는 복수의 제1 홀더(24)와, 크레인 바디(21)에 승강 가능하게 마련되는 후크(25)와, 제1 레그(22)와 제2 레그(23)의 하단부에 마련되는 구동부(26)를 포함한다.

BOP 크레인(20)의 복수의 제1 홀더(24)는, 크레인 바디(21)를 통해 공급되는 유압에 의해 작동되어 BOP의 상측부를 홀딩하는 그립퍼(gripper) 일 수 있다.

BOP 크레인(20)의 구동부(26)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 레그(22)의 하단부에 마련되는 구동모터(27)와, 라이저 랙(10)의 레일(R)에 마련되는 랙 기어를 포함하고, 구동모터(27)에는 랙 기어와 기어 맞물림 되는 피니언 타입의 구동기어가 마련된다.

또한 구동모터(27)의 배선 라인은 라이저 랙(10)에 마련되는 드래그 체인(28, drag chain)에 연결될 수 있다.

본 실시 예에서 BOP 크레인(20)은 BOP의 하부 스택에 라이저 파이프 패키지(LMRP)를 안착시키는 용도로 사용될 수도 있고, BOP를 BOP 트롤리에 안착시키는 용도로도 사용될 수 있다.

BOP 가이드(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이, BOP 크레인(20)에 결합되어 BOP의 측면부를 가이드 즉 홀딩하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 BOP 가이드(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이, BOP 크레인(20)의 제1 레그(22)에 분리 가능하게 볼트 결합되는 가이드 바디(31)와, 가이드 바디(31)에 마련되어 BOP의 측면을 홀딩하는 제2 홀더(32)와, 일측부는 가이드 바디(31)에 결합되고 타측부는 제1 레그(22)에 결합되는 복수의 지지 브래킷(33)을 포함한다.

BOP 가이드(30)의 제2 홀더(32)는, BOP의 측면을 홀딩하는 것으로서, 가이드 바디(31)에 마련되는 유압 실린더와, 일측부는 가이드 바디(31)에 회동 가능하게 결합되고 타측부는 유입 실린더에 연결되어 유압 실린더의 신장에 의해 BOP를 홀딩하는 그립퍼(gripper)로 마련될 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 BOP 크레인의 일측부를 라이저 랙에 이동 가능하게 지지하고 BOP를 가이드 하는 BOP 가이드를 BOP 크레인과 일체로 이동되도록 BOP 크레인에 결합시켜 이전의 후방 벽체를 제거함으로써 물량을 감소할 수 있고 현장 작업성을 극대화할 수 있다.

또한 후방 벽체의 제거로 인해 확보되는 공간을 작업 공간 또는 드릴링 장비의 적재 장소로 활용할 수 있어 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 드릴쉽 10 : 라이저 랙
20 : BOP 크레인 21 : 크레인 바디
22 : 제1 레그 23 : 제2 레그
24 : 제1 홀더 25 : 후크
26 : 구동부 27 : 구동모터
28 : 드래그 체인 30 : BOP 가이드
31 : 가이드 바디 32 : 제2 홀더
33 : 지지 브래킷 AW : 후방 벽체
DF : 드릴 플로어 MD : 메인 데크
R : 레일

Claims (8)

1. 메인 데크에 마련되며, 라이저 파이프가 적재되는 라이저 랙;
   상기 라이저 랙에 이동 가능하게 마련되어 BOP(Blowout Preventer)를 핸들링 하는 BOP 크레인; 및
   상기 BOP 크레인에 결합되어 상기 BOP 크레인과 일체로 이동되며 상기 BOP를 가이드 하는 BOP 가이드를 포함하는 드릴쉽.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 BOP 크레인은,
   상기 BOP의 상측부를 홀딩하는 복수의 제1 홀더가 구비된 크레인 바디;
   상기 크레인 바디의 일측부에 마련되며, 하단부가 상기 라이저 랙에 이동 가능하게 지지되는 상기 제1 레그; 및
   상기 크레인 바디의 타측부에 마련되며, 상기 제1 레그보다 짧은 길이로 마련되는 제2 레그를 포함하는 드릴쉽.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 레그는 드릴 플로어에 마련되는 레일에 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 드릴쉽.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 BOP 가이드는,
   상기 제1 레그에 분리 가능하게 결합되는 가이드 몸체; 및
   상기 가이드 몸체에 마련되어 상기 BOP의 측면을 홀딩하는 적어도 하나의 제2 홀더를 포함하는 드릴쉽.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 BOP 가이드는,
   일측부는 상기 가이드 몸체에 결합되고, 타측부는 상기 제1 레그에 결합되는 지지 브래킷을 더 포함하는 드릴쉽.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 BOP 크레인은 갠트리(gantry) 타입의 크레인인 것을 특징으로 하는 드릴쉽.
7. BOP를 핸들링하는 BOP 크레인에 있어서,
   상기 BOP 크레인은 서로 다른 높이를 갖는 한 쌍의 지지레그를 구비하며, 상기 한 쌍의 지지레그 중 더 긴 길이를 갖는 지지레그에는 상기 BOP 크레인과 일체로 이동되며 상기 BOP를 가이드 하는 BOP 가이드가 마련되는 것을 특징으로 하는 BOP 크레인.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 한 쌍의 지지레그 중 어느 하나는 라이저 파이프가 적재되는 라이저 랙에 이동 가능하게 지지되고, 나머지 하나는 드릴 플로어에 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 BOP 크레인.

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