KR20200009675A - 드릴십 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드릴십에 관한 것으로서, 해양에 부유하여 해저를 시추하는 드릴십으로서, 드릴링파이프 및 라이저를 하강시키는 데릭; 상기 데릭의 상단부에 2층 구조로 마련되되, 하층구조물에 설치되는 제1크라운블록과, 상층구조물에 설치되는 제2크라운블록으로 이루어지는 크라운블록부; 상기 데릭의 내부에 위치되는 제1탑드라이브와, 상기 데릭의 전방측에 위치되는 제2탑드라이브로 이루어지는 탑드라이브부; 상기 데릭과 중첩되게 형성되는 메인웰; 및 상기 데릭의 전방측에 형성되는 보조웰을 포함하며, 상기 보조웰은, 센터가 상기 제2탑드라이브와 분출방지장치의 저장/핸들링 포지션이 일렬 배치되도록 하여, 상기 분출방지장치의 이송용 갠트리 크레인의 기능을 상기 제2탑드라이브를 통해 구현하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

드릴십{A drillship}

본 발명은 드릴십에 관한 것이다.

최근 급격한 산업화로 인해 석유와 같은 자원의 사용량이 급등함에 따라, 석유의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다. 그런데 대륙 또는 연해에서의 유전은 이미 많은 시추가 이루어진바, 최근에는 수심이 깊은 심해에 위치한 유전의 개발에 관심이 집중되고 있으며, 이러한 심해 유전을 시추하기 위해서는 일반적으로 드릴십(Drillship)이 이용된다.

드릴십은 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 선박과 유사한 형태로 제작된 해상 구조물로서, 해상 플랫폼의 설치가 불가능한 심해 지역에서 원유나 가스 등의 채취 작업이 가능하고, 일정 지점에서 시추를 종료하고 다른 지점으로 이동하여 다시 시추를 수행할 수 있다는 장점이 있다.

이러한 드릴십은, 상하로 관통된 형태의 문풀(Moonpool) 구조를 구비하고, 문풀 상부에 위치하며 시추장비를 구비하는 데릭(Derrick)을 포함한다. 이하에서는 드릴십이 해저에 시추를 하는 과정에 대해 설명한다.

우선 드릴십은 자체 동력을 이용하여 시추 대상 지역으로 이동하고, 위치를 유지할 수 있도록 복수의 스러스터(Thruster)를 이용한 동적 위치유지 시스템(Dynamic Positioning System; DPS)을 구동한다.

이후 드릴십은 드릴 파이프(drill pipe)에 드릴 비트(drill bit)를 결합하고, 데릭에 마련된 호이스팅 시스템(Hoisting System)과 핸들링 시스템(Handling System)을 이용해 복수의 드릴 파이프를 충분한 길이만큼 연결하여 문풀을 통해 해저면까지 하강시킨 뒤, 로테이팅 시스템(Rotating System)을 통해 드릴 파이프를 회전하여 시추공을 형성한다.

1차로 드릴링이 완료되면, 데릭은 드릴 파이프를 회수하고 케이싱 파이프(casing pipe)를 시추공에 설치한 뒤, 케이싱 파이프와 시추공 사이에 콘크리트를 채우는 시멘팅(Cementing) 작업을 진행하며, 다시 드릴 파이프를 이용한 드릴링 작업과 케이싱 파이프를 설치하는 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복 수행함으로써, 일정 깊이를 갖는 시추공의 형태를 유지시킨다.

시추공이 무너지지 않도록 케이싱 파이프가 충분히 설치되면, 라이저(Riser)에 분출방지장치(Blow Out Preventer; BOP)를 연결하여 시추공에 결합하게 되며, 이때 라이저의 내부는 드릴 파이프와 케이싱 파이프의 이동 경로가 된다.

그런데 드릴링 과정에서 드릴 비트의 윤활 및 냉각과, 시추공 내부에서 생성되는 암석 덩어리 등의 분쇄물의 처리가 필요하다. 따라서 드릴십은 드릴 파이프의 내부에 머드를 공급하여 드릴 비트의 말단부에서 머드가 배출되도록 하고, 머드가 드릴 비트의 윤활과 냉각을 수행한 뒤 분쇄물과 함께 드릴 파이프의 외부에서 라이저의 내부를 통해 상부로 회수되도록 하는, 머드 순환 시스템(Mud Circulation System)을 사용한다. 회수된 머드는 분쇄물이 걸러진 후 재사용된다.

드릴십은 이러한 머드 순환 시스템을 구동하면서 드릴 비트가 유정에 도달할 때까지 드릴링과 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복적으로 수행하는데, 이 경우 케이싱 작업에 사용되는 케이싱 파이프의 직경이 점차 작아짐에 따라, 상대적으로 작은 크기의 드릴 비트를 교체 사용하여 드릴링을 지속적으로 구현할 수 있다.

이와 같이 드릴십은, 드릴 파이프와 라이저 등을 설치 및 사용하기 위한 시스템과 머드를 사용하는 시스템 등을 구비하며, 이러한 시스템을 이용하여 시추 작업을 원활히 구현하기 위한 문풀 구조, 데릭 구조, 그리고 적재 구조 등을 일정한 공간 내에 배치하여야 하므로, 상당히 높은 기술력이 요구됨에 따라 지속적으로 연구 및 개발이 이루어지고 있다.

최근에는, 해비 듀티 로드 파이프 핸들링(Heavy duty load pipe handling) 시 요구되는 탑 드라이브(Top drive)의 용량이 증대되고 있는 추세인데, 기존 드릴십의 경우, 드릴링 깊이(Drilling depth) 증가에 따른 드릴 케이싱 핸들링 웨이트(Drill casing handling weight) 증가에 따라 탑 드라이브의 용량을 1,250Ton에서 1,750ton으로 용량 증가가 요구되었고, 이로 인해 장비의 사양을 대폭 변경하게 되며, 이에 따른 선박의 중심보다 높은 위치에 설치된 데릭 장비의 웨이트 변경 및 지지 구조물 증가로 인하여 선박 전체의 복원력이 유지되는 안전성(Stability)이 낮아지는 문제가 있다.

또한, 바람의 영향을 받는 지역(Wind affected area)의 증가에 따른 위치유지(Dynamic Positioning) 효율이 저하되고 있는데, 선체 또는 데릭은 바람에 그대로 노출되어 있어 바람 영향 지역이 상대적으로 크기 때문에 십 모션(Ship Motion)에 더 큰 영향을 주고 있고, 위치를 유지하기 위하여 더 많은 추력 에너지를 소모하기 때문에 위치유지 효율이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스마트 호이스팅 시스템(Smart Hoisting System)을 적용하여 선박의 오퍼레이션(Operation) 효율을 향상시킬 수 있고, 안정된 십 모션을 유지하여, 선박의 안정성을 보장할 수 있도록 하는 드릴십을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십은, 해양에 부유하여 해저를 시추하는 드릴십으로서, 드릴링파이프 및 라이저를 하강시키는 데릭; 상기 데릭의 상단부에 2층 구조로 마련되되, 하층구조물에 설치되는 제1크라운블록과, 상층구조물에 설치되는 제2크라운블록으로 이루어지는 크라운블록부; 상기 데릭의 내부에 위치되는 제1탑드라이브와, 상기 데릭의 전방측에 위치되는 제2탑드라이브로 이루어지는 탑드라이브부; 상기 데릭과 중첩되게 형성되는 메인웰; 및 상기 데릭의 전방측에 형성되는 보조웰을 포함하며, 상기 보조웰은, 센터가 상기 제2탑드라이브와 분출방지장치의 저장/핸들링 포지션이 일렬 배치되도록 하여, 상기 분출방지장치의 이송용 갠트리 크레인의 기능을 상기 제2탑드라이브를 통해 구현하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 메인웰은, 센터가 상기 제1탑드라이브와 일렬 배치되도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 메인웰에서는, 상기 드릴링파이프의 하강 또는 상기 드릴링파이프의 가조립이 이루어지고, 상기 보조웰에서는, 상기 라이저의 하강 또는 상기 드릴링파이프의 가조립이 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 제1크라운블록은, 제1드로워크로부터 상기 제1탑드라이브에 연결되는 제1와이어가 통과하며, 상기 제1드로워크로부터 가까운 쪽인 상기 하층구조물의 일측단에 고정 설치되는 제1고정식크라운블록과, 상기 하층구조물 상에 이동 가능하도록 설치되는 제1이동식크라운블록으로 이루어지고, 상기 제2크라운블록은, 제2드로워크로부터 상기 제2탑드라이브에 연결되는 제2와이어가 통과하며, 제2드로워크로부터 가까운 쪽인 상기 상층구조물의 일측단에 고정 설치되는 제2고정식크라운블록과, 상기 제2드로워크로부터 먼 쪽인 상기 상층구조물의 타측단에 설치되는 제2이동식크라운블록으로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 제1드로워크 및 상기 제2드로워크는, 상기 데릭의 후방측 드릴플로어 상에 설치되는 드로워크구조물 상에 일렬 방향으로 배치되고, 상기 제1크라운블록 및 제2크라운블록과 일렬로 배치될 수 있다.

구체적으로, 상기 드로워크구조물은, 내부 천장에 크리스마스 트리용 브리지크레인이 설치되고, 내부 바닥에는 파이프캣워크의 통로가 마련될 수 있다.

구체적으로, 선체의 길이 방향에 따라 상기 드로워크구조물, 상기 제1드로워크, 상기 제2드로워크, 상기 데릭, 상기 제1크라운블록, 상기 제2크라운블록, 상기 제1탑드라이브, 상기 제2탑드라이브, 상기 메인웰, 상기 보조웰, 상기 파이프캣워크가 수평으로 일렬 배치되는 구조를 이루고, 상기 메인웰의 센터와 상기 제1탑드라이브 및 상기 보조웰의 센터와 상기 제2탑드라이브가 수직으로 일렬 배치되는 구조를 이룰 수 있다.

본 발명에 따른 드릴십은, 보조웰의 센터에 제2탑드라이브와 분출방지장치의 저장/핸들링 포지션(storage/handling position)이 일렬 배치되도록 구성함으로써, 분출방지장치의 조립 및 해체를 위한 분출방지장치 이송용 갠트리 크레인(gantry crane)의 기능을 일렬 배치된 제2탑드라이브를 통해 구현될 수 있어, 소요 장비 수량 감소로 인한 유지보수 비용 절감에 따른 OPEX를 절감할 수 있고, 무거운 하중의 장비 설치의 제외로 인한 선박 하중 감소로 인한 드릴십의 주요 능력 지수인 VDL(Variable Deck Lad)을 증가시킬 수 있어, 파이프 등 선주가 필요로 하는 유류 등을 더 많이 적재할 수 있고, 장비 시스템이 간소화 되므로 인하여, 시스템이 안정화 되고, 오퍼레이션 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 드릴십은, 하부에 파이프캣워크가 통과하고, 상부에 제1드로워크 및 제2드로워크가 설치되는 드로워크구조물을 마련하되, 제1드로워크 및 제2드로워크 각각을 제1크라운블록 및 제2크라운블록 각각과 일렬 배치되도록 구성함으로써, 제1드로워크 및 제2드로워크 각각과 파이프캣워크가 상호 간섭되는 것을 회피하면서도 제1드로워크 및 제2드로워크 각각으로부터 제1크라운블록 및 제2크라운블록 각각을 통과하는 제1와이어 및 제2와이어 각각이 제1크라운블록 및 제2크라운블록 각각과 일렬 방향을 이룰 수 있어, 제1크라운블록 및 제2크라운블록 각각을 구성하는 시브와의 마찰 저항의 감소로 제1와이어 및 제2와이어의 손상을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 병렬 배치와 대비하여 양 측면에 여유공간을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 드릴십은, 제1크라운블록과 제2크라운블록을 메인웰 또는 보조웰에서의 드릴링 작업에 함께 적용할 수 있어, 호이스팅시스템의 호이스팅 용량(hoisting capacity)를 충분히 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십의 주요부분을 확대 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 절단한 정단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B'선을 따라 절단한 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십의 주요부분을 확대 도시한 평면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만 본 명세서에서 드릴십(1)은, 해상에 부유하며 해저를 드릴링하는 모든 설비(선박 형태를 갖는 시추선, 반잠수식 시추선(semi-submersible) 등)를 포괄하는 의미로 사용됨을 알려 둔다.

또한 이하에서 전후 방향이라 함은 선체(10)의 길이 방향과 나란한 방향을 의미하며, 좌우 방향이라 함은 선체(10)의 좌우 방향과 나란한 방향을 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십의 주요부분을 확대 도시한 측단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 절단한 정단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B'선을 따라 절단한 정단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십의 주요부분을 확대 도시한 평면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십(1)은, 선체(10), 드릴링시스템(20), 호이스팅시스템(30)을 포함한다.

선체(10)는, 드릴십(1)의 전체적인 형태를 형성한다. 이하에서 편의상 선체(10)는 본 발명의 드릴십(1)이 선박의 형태를 가짐을 한정하여 설명하도록 한다.

선체(10)는 전후 방향으로 선수(11), 중앙부(12), 선미(13)로 구분될 수 있다.

선수(11)는 드릴십(1)이 항해하는 방향을 기준으로 전방이며, 구상선수가 돌출될 수 있다. 선수(11)에는 일정 높이의 선실(111)이 마련될 수 있다.

중앙부(12)는, 선수(11)와 선미(13) 사이 부분으로 드릴링 작업 등이 이루어지기 위한 공간이다. 따라서 중앙부(12)에는 문풀(18)이 형성되며 각종 장비들 등이 놓일 수 있다. 문풀(18)에는 유정으로부터 폭발성 가스가 유입될 우려가 있는바, 문풀(18) 주변을 보호하기 위해 문풀(18)은 둘레가 코퍼댐(도시하지 않음)으로 둘러싸일 수 있다.

또한 중앙부(12)에는 드릴링파이프(P)와 라이저(R) 등의 적재가 이루어질 수 있다. 물론 드릴링파이프(P)와 라이저(R) 등의 적재는, 공간상 가능하다면 선수(11) 및/또는 선미(13)에도 적재될 수 있다.

또한, 중앙부(12)에는 드릴링 작업을 위한 드릴링시스템(20), 호이스팅시스템(30)이 설치될 수 있다.

선미(13)는, 드릴십(1)이 항해하는 방향을 기준으로 후방이며, 엔진을 수용하는 엔진룸이 배치될 수 있다. 드릴십(1)이 하나의 프로펠러를 이용해 추진할 경우에는 선미(13)에 러더가 설치될 수 있겠지만, 드릴십(1)이 선수(11) 및 선미(13)에 복수 개의 스러스터가 마련될 경우 러더 없이 조향이 가능하다.

선미(13)에는 엔진이 마련되므로 엔진 배기를 외부로 배출하기 위한 엔진케이싱(15)도 마련될 수 있다.

엔진케이싱(15)은, 엔진의 배기를 외부로 배출한다. 엔진케이싱(15)은 엔진룸의 상부에 위치하며, 선미(13)에서 플러시데크(14)(패널데크(14a)) 상에 마련될 수 있다. 엔진케이싱(15)은 웰테스트구역(부호 미도시)의 좌우에 한 쌍이 배치될 수 있으며, 선미(13)의 후단보다 전방인 동시에 웰테스트구역의 후단보다 전방에 위치할 수 있다. 이때 엔진에서 배출되는 배기는 적절히 분배되어 한 쌍의 엔진케이싱(15)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

선체(10)에 대한 정단면을 보면, 선체(10)는 데크, 선측외판(16), 선저판(17)으로 이루어진 대략 사각형 형태일 수 있다. 이때 데크는 패널데크(14a), 캣워크데크(14b), 드릴플로어(14c), 메인데크(도시하지 않음), 성큰데크(도시하지 않음) 등일 수 있다.

선체(10)는 바람에 그대로 노출되어 있어 바람 영향 지역이 상대적으로 크기 때문에 십 모션(Ship Motion)에 큰 영향을 주고 있고, 위치를 유지하기 위하여 더 많은 추력 에너지를 소모하기 때문에 위치유지 효율이 저하되는 문제가 있는데, 본 실시예에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 좌우현측의 선측외판(16)에 복수 개의 개구(161)를 형성한다.

선측외판(16)에 마련되는 복수 개의 개구(161)는, 드릴플로어(14c)의 하부에 위치할 수 있으며, 다만 로드라인(load line)의 상부에 위치할 수 있다. 로드라인은 드릴링 작업 시 흘수선을 의미할 수 있으며, 개구(161)가 흘수선보다 아래에 있다면 개구(161)를 통해 해수가 유입되어 선체(10)의 내부에 설치되는 각종 장비가 피해를 입게 되므로, 개구(161)는 로드라인보다 일정 높이만큼 높게 위치할 수 있다.

이러한 개구(161)는, 선체(10) 내부에 설치되는 각종 장비들과 간섭되지 않는 범위 내에서 좌우현측을 관통하여 형성될 수 있고, 문풀(18)과 연통되도록 형성될 수 있다. 이를 통해 개구(161)는 선체(10)의 풍압 면적을 줄여 드릴십(1)의 위치유지를 위한 추력 에너지의 소모를 최소화할 수 있게 할 뿐만 아니라, 십모션 영향을 최소화할 수 있게 한다.

패널데크(14a)는, 중앙부(12)의 전후, 선수(11)와 선미(13) 등에 마련되며, 상부로 노출되어 각종 장비를 지지하는 데크이다. 패널데크(14a)가 지지하는 각종 장비는 드릴링에 필요한 장비들이지만 특별히 한정되지 않으며, 더 나아가 패널데크(14a)는 장비 외에 엔진케이싱(15)과 같은 구조물을 지지할 수도 있으며, 패널데크(14a)(특히 선미(13)에 위치한 패널데크(14a))에는 웰테스트구역이 형성될 수 있다. 웰테스트구역이라 함은 유정을 시험, 검사하기 위한 작업 공간을 의미한다.

본 명세서에서 패널데크(14a)는 일반적으로 드릴십(1)에서 사용되며 당업자가 충분히 이해하고 있는 패널데크(14a)(Panel deck)임을 알려둔다.

캣워크데크(14b)는, 드릴링파이프(P) 및/또는 라이저(R)를 이송하는 캣워크(19)가 마련되는 데크이다. 캣워크데크(14b)는 드릴링파이프(P) 및 또는 라이저(R)의 수평 이동을 구현하는 공간으로, 중앙부(12)에 위치할 수 있다. 캣워크데크(14b)에 마련되는 캣워크(19)는 드릴링파이프(P)의 이송을 담당하는 파이프캣워크(191)와 라이저(R)의 이송을 담당하는 라이저캣워크(192)로 구분될 수 있다.

본 실시예에서는 데릭(21)을 기준으로, 파이프캣워크(191)가 선미(13) 측에 배치되고, 라이저캣워크(192)가 선수(11) 측에 배치되는 경우를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.

파이프캣워크(191)는 메인웰(22)을 지나 보조웰(23)까지 이동 가능하게 마련될 수 있다. 파이프캣워크(191)의 이동을 위해, 메인웰(22)에는 선체(10)의 전후 방향으로 크로스오버레일(1911)이 설치될 수 있고, 파이프캣워크(191)는 크로스오버레일(1911)을 따라 보조웰(23)까지 이동할 수 있다.

드릴플로어(14c)는, 드릴링파이프(P) 및 라이저(R)를 하강시키는 데릭(21)가 마련되고 드릴링 작업이 이루어지는 데크이다. 드릴플로어(14c)는 드릴링 작업을 수행하기 위한 공간으로, 문풀(18) 주변에 형성될 수 있다. 문풀(18)의 상측에는 메인웰(22), 보조웰(23)이 형성될 수 있다. 드릴플로어(14c)에는 호이스팅시스템(30)을 비롯하여 드릴링을 통합 제어하는 제어실인 캐빈(24), 라이저텐셔너(25), 파이프랙커(26) 등 드릴링 작업에 필요한 장비들이 마련될 수 있다. 데릭(21), 메인웰(22), 보조웰(23) 및 호이스팅시스템(30) 각각에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

본 실시예는 드릴플로어(14c)의 전후에 캣워크데크(14b)를 마련할 수 있다. 이때 드릴플로어(14c)에 놓인 데릭(21)의 전방 및/또는 후방에 캣워크(19)가 마련될 수 있는데, 본 실시예에서는 데릭(21)의 전방에 라이저캣워크(192)가 마련되고, 데릭(21)의 후방에 파이프캣워크(191)가 마련될 수 있다. 데릭(21)의 전방 및/또는 후방에 캣워크(19)가 마련되도록, 본 실시예에서 패널데크(14a)는, 선수(11) 및 선미(13)에 각각 마련될 수 있다. 즉 본 실시예의 데크는 선체(10)의 길이 방향을 따라 패널데크(14a) - 캣워크데크(14b) - 드릴플로어(14c) - 캣워크데크(14b) - 패널데크(14a) 순으로 형성될 수 있다.

상기한 패널데크(14a), 캣워크데크(14b), 드릴플로어(14c) 각각은 동일한 높이 상에 나란히 마련될 수 있다. 이때 동일 높이에 위치한 패널데크(14a), 캣워크데크(14b) 및 드릴플로어(14c)는, 일체로 플러시데크(14)(flush deck)를 형성할 수 있다.

플러시데크(14)는, 중간에 중단되지 않고 수평을 이루는 표면을 갖는 데크이다. 따라서 드릴링파이프(P) 또는 라이저(R)는 캣워크데크(14b)의 캣워크(19)로 이송될 때 승강이 (거의) 생략될 수 있다. 플러시데크(14)의 아래에는 데릭(21)을 지지하는 메인데크가 마련된다. 메인데크는 데릭(21)의 하부를 지지하는 데크이며, 본 명세서에서 메인데크는 패널데크(14a)와 마찬가지로 드릴십(1)에서 일반적으로 사용되는 용어인 메인데크와 동일한 구성임을 알려둔다.

드릴링시스템(20)은, 드릴링을 구현한다. 드릴링시스템(20)은 데릭(21), 메인웰(22), 보조웰(23), 캐빈(24) 등을 포함한다.

데릭(21)은, 선체(10)의 메인데크에 결합 지지되어 설치될 수 있으며, 데릭(21)에 마련되는 호이스팅시스템(30), 핸들링시스템 등을 이용하여 드릴링파이프(P) 및 라이저(R)를 하강시킬 수 있게 한다. 데릭(21)은 드릴링파이프(P) 또는 라이저(R)를 수직 방향으로 세운 뒤, 메인웰(22)이나 보조웰(23)을 통해 해저로 하강시키는 구성으로서, 사각기둥 형태의 스마트 데릭(smart derrick)일 수 있다.

데릭(21)에 또는 데릭(21)의 주변에는, 2~3개의 드릴링파이프(P)가 가조립된 것을 세워서 보관되는 파이프랙커(26), 핑거보드(27) 등이 마련될 수 있다.

메인웰(22)은, 드릴링파이프(P)의 하강 및 조립과 함께 드릴링파이프(P)에 의한 드릴링이 직접 이루어지는 공간으로서, 문풀(18)의 상측에 데릭(21)과 중첩되게 형성되되, 메인웰(22)의 센터(CL1)가 데릭(21)의 내부에 위치되는 제1탑드라이브(321)와 일렬 배치되도록 형성될 수 있다.

메인웰(22)에서는 가조립되어 핑거보드(27)에 보관되었던 드릴링파이프(P)가 조립 및 하강하게 되며, 드릴링파이프(P)는 미리 설치된 라이저(R)의 내부로 하강하게 된다. 다만 보조웰(23)에서 라이저(R)를 하강 및 조립할 경우 메인웰(22)에서 드릴링파이프(P)의 가조립이 수행될 수도 있다.

보조웰(23)은, 라이저(R)의 조립이나 드릴링파이프(P)의 가조립이 이루어지는 공간으로서, 문풀(18)의 상측에서 데릭(21)의 전방측에 형성되되, 보조웰(23)의 센터(CL2)가 데릭(21)의 전방측에 위치되는 제2탑드라이브(322)와 분출방지장치(28)의 저장/핸들링 포지션(storage/handling position)이 일렬 배치되도록 형성될 수 있다.

기존의 보조웰은, 데릭(21)의 전방측에 형성되기 했지만, 센터(CL2)가 제2탑드라이브(322)와 일렬로 배치되지 않은 곳에 형성되어 있어서, 분출방지장치(28)의 조립 및 해체를 위한 이송용 갠트리 크레인(gantry crane)가 필수적이었다.

그런데 본 발명은 보조웰(23)의 센터(CL2)가 데릭(21)의 전방측에 위치되는 제2탑드라이브(322)와 분출방지장치(28)의 저장/핸들링 포지션이 일렬 배치되도록 하여, 분출방지장치(28)의 이송용 갠트리 크레인이 수행했던 기능을 제2탑드라이브(322)를 통해 구현될 수 있게 되어, 소요 장비 수량 감소로 인한 유지보수 비용 절감에 따른 OPEX를 절감할 수 있고, 무거운 하중의 장비 설치의 제외로 인한 선박 하중 감소로 인한 드릴십(1)의 주요 능력 지수인 VDL(Variable Deck Lad)을 증가시킬 수 있어, 파이프 등 선주가 필요로 하는 유류 등을 더 많이 적재할 수 있고, 장비 시스템이 간소화 되므로 인하여, 시스템이 안정화 되고, 오퍼레이션 효율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

캐빈(24)은, 데릭(21)의 일측에 마련되며 드릴링 작업을 제어한다. 캐빈(24)은 위와 같은 드릴링을 전체적으로 제어하는 제어실이며, 드릴플로어(14c)에 마련될 수 있다. 즉 캐빈(24)은 선체(10)의 상면에 마련된다.

캐빈(24)은 제어실이면서 종합 관제실 등과 같은 구성일 수 있다. 다만 캐빈(24)은 드릴십(1)의 드릴링 작업을 담당하며, 드릴십(1)의 운항 제어는 선실(111)에서 담당할 수 있다.

호이스팅시스템(30)은, 드릴플로어(14c)와 데릭(21)에 설치되어, 드릴링 작업에 필요한 드릴링파이프(P), 라이저(R) 및 기타 시추 장비를 승강시키면서 드릴링 작업을 수행할 수 있도록 하는 시스템으로서, 크라운블록부(31), 탑드라이브부(32), 드로워크부(33)를 포함하여 구성될 수 있다.

크라운블록부(31)는, 데릭(21)의 상단부에 2층 구조로 마련되되, 하층구조물(311)에 설치되는 제1크라운블록(312)과, 상층구조물(313)에 설치되는 제2크라운블록(314)으로 구성될 수 있다.

제1크라운블록(312)은, 데릭(21) 상단부의 하층구조물(311)에 설치되어, 드로워크부(33)의 제1드로워크(332)로부터 탑드라이브부(32)의 제1탑드라이브(321)에 연결되는 제1와이어(W1)가 통과한 상태에서 제1드로워크(332)의 작동에 따라 제1탑드라이브(321)의 힘의 방향을 바꿀 수 있게 하며, 제1고정식크라운블록(3121)과 제1이동식크라운블록(3122)으로 이루어질 수 있다.

제1크라운블록(312)은, 메인웰(22)에서의 드릴링 작업을 우선적으로 수행할 수 있게 구성되지만, 필요에 따라 보조웰(23)에서의 드릴링 작업을 수행할 수도 있게 한다.

제1고정식크라운블록(3121)은, 하층구조물(311) 상에 고정 설치되되, 제1드로워크(332)로부터 가까운 쪽인 하층구조물(311)의 일측단에 고정 설치될 수 있다.

제1이동식크라운블록(3122)은, 하층구조물(311) 상에 이동 가능하도록 설치될 수 있다.

제1이동식크라운블록(3122)은, 제1고정식크라운블록(3121)에 인접 설치된 상태로 설치되어 제1고정식크라운블록(3121)과 함께 메인웰(22)에서 드릴링 작업을 수행할 수 있게 한다.

또한, 제1이동식크라운블록(3122)은, 제1드로워크(332)로부터 먼 쪽인 하층구조물(311)의 타측단으로 이동하여 보조웰(23)에서 드릴링 작업을 수행할 수 있게도 하는데, 이 경우 제1크라운블록(312)을 통과하는 제1와이어(W1)는 제2탑드라이브(322)와 연결된다.

제2크라운블록(314)은, 데릭(21) 상단부의 상층구조물(313)에 설치되어, 드로워크부(33)의 제2드로워크(333)로부터 탑드라이브부(32)의 제2탑드라이브(322)에 연결되는 제2와이어(W2)가 통과한 상태에서 제2드로워크(333)의 작동에 따라 제2탑드라이브(322)의 힘의 방향을 바꿀 수 있게 하며, 제2고정식크라운블록(3141)과 제2이동식크라운블록(3142)으로 이루어질 수 있다.

제2크라운블록(314)은, 보조웰(23)에서의 드릴링 작업을 우선적으로 수행할 수 있게 구성되지만, 필요에 따라 메인웰(22)에서의 드릴링 작업을 수행할 수도 있게 한다.

제2고정식크라운블록(3141)은, 상층구조물(313) 상에 고정 설치되되, 제2드로워크(333)로부터 가까운 쪽인 상층구조물(313)의 일측단에 고정 설치될 수 있다.

제2이동식크라운블록(3142)은, 상층구조물(313) 상에 이동 가능하도록 설치될 수 있다.

제2이동식크라운블록(3142)은, 제2드로워크(333)로부터 먼 쪽인 상층구조물(313)의 타측단에 설치되어 보조웰(23)에서 드릴링 작업을 수행할 수 있게 한다.

또한, 제2이동식크라운블록(3142)은, 제2고정식크라운블록(3141)에 인접되도록 이동하여 메인웰(22)에서 드릴링 작업을 수행할 수 있게도 하는데, 이 경우 제2크라운블록(314)을 통과하는 제2와이어(W2)는 제1탑드라이브(321)와 연결된다.

상기와 같이, 제1크라운블록(312)은 메인웰(22)에서의 드릴링 작업을 수행하는데 적용하고, 제2크라운블록(314)은 보조웰(23)에서의 드릴링 작업을 수행하는데 적용하지만, 제1크라운블록(312)과 제2크라운블록(314)을 메인웰(22) 또는 보조웰(23)에서의 드릴링 작업에 함께 적용할 수 있어, 호이스팅시스템(30)의 호이스팅 용량(hoisting capacity)를 충분히 확보할 수 있게 한다.

탑드라이브부(32)는, 데릭(21)에서 비교적 상부에 위치되도록 마련되어 드릴링파이프(P) 또는 라이저(R)의 상단을 고정한 상태에서 드로워크부(33)의 작동에 의해 드릴링파이프(P) 또는 라이저(R)를 승강시킬 수 있으며, 제1탑드라이브(321), 제2탑드라이브(322)로 구성될 수 있다.

제1탑드라이브(321)는, 데릭(21)의 내부에 위치되도록 마련될 수 있으며, 드로워크부(33)의 제1드로워크(332)로부터 제1크라운블록(312)을 통과한 제1와이어(W1)에 연결될 수 있다.

이러한 제1탑드라이브(321)는, 메인웰(22)의 센터(CL1)와 수직으로 일렬 배치될 수 있으며, 드릴링파이프(P)의 상단을 고정한 상태에서 제1드로워크(332)의 작동에 의해 제1와이어(W1)가 감기거나 풀리면서 상하로 이동될 수 있다.

상기한 제1탑드라이브(321)는, 드로워크부(33)의 제2드로워크(333)로부터 제2크라운블록(314)을 통과한 제2와이어(W2)와도 연결될 수 있는데, 이때 드릴링파이프(P)의 상단을 고정한 상태에서 제2드로워크(333)의 작동에 의해 제2와이어(W2)가 감기거나 풀리면서 상하로 이동될 수 있다.

또한, 제1탑드라이브(321)는 제1와이어(W1)와 제2와이어(W2)가 동시에 연결될 수 있으며, 이 경우 제1탑드라이브(321)는 제1드로워크(332)와 제2드로워크(333)의 작동에 의해 상하로 이동될 수 있다.

제2탑드라이브(322)는, 데릭(21)의 전방측에 위치되도록 마련될 수 있으며, 드로워크부(33)의 제2드로워크(333)로부터 제2크라운블록(314)을 통과한 제2와이어(W2)에 연결될 수 있다.

이러한 제2탑드라이브(322)는, 보조웰(23)의 센터(CL2)와 수직으로 일렬 배치될 수 있으며, 라이저(R)의 상단을 고정한 상태에서 제2드로워크(333)의 작동에 의해 제2와이어(W2)가 감기거나 풀리면서 상하로 이동될 수 있다.

상기한 제2탑드라이브(322)는, 드로워크부(33)의 제1드로워크(332)로부터 제1크라운블록(312)을 통과한 제1와이어(W1)와도 연결될 수 있는데, 이때 라이저(R)의 상단을 고정한 상태에서 제1드로워크(332)의 작동에 의해 제1와이어(W1)가 감기거나 풀리면서 상하로 이동될 수 있다.

또한, 제2탑드라이브(322)는 제1와이어(W1)와 제2와이어(W2)가 동시에 연결될 수 있으며, 이 경우 제2탑드라이브(322)는 제1드로워크(332)와 제2드로워크(333)의 작동에 의해 상하로 이동될 수 있다.

드로워크부(33)는 데릭(21)의 후방측 드릴플로어(14c) 상에 설치되어 와이어(W1, W2)를 권취(winding)하거나 권출(unwinding)하여 탑드라이브부(32)를 승강시킬 수 있으며, 드로워크구조물(331), 제1드로워크(332), 제2드로워크(333)로 구성될 수 있다.

드로워크구조물(331)은, 데릭(21)의 후방측 드릴플로어(14c) 상에 설치되되, 하부에 파이프캣워크(191)가 통과하고, 상부에 제1드로워크(332) 및 제2드로워크(333)가 일렬 방향으로 배치될 수 있도록 형성될 수 있다.

드로워크구조물(331)은, 바람의 영향을 최소화하기 위해 측면에 개구(부호 미도시)가 형성될 수 있다.

드로워크구조물(331)의 내부 천장에는 크리스마스 트리용 브리지크레인(29)이 설치될 수 있고, 내부 바닥에는 파이프캣워크(191)의 통로(부호 미도시)가 마련될 수 있다.

제1드로워크(332)는, 드로워크구조물(331) 상에 설치되되, 데릭(21)으로부터 가까운 쪽인 드로워크구조물(331)의 일측 상부에 고정 설치될 수 있다.

제1드로워크(332)는, 제1크라운블록(312)의 제1고정식크라운블록(3121)과 제1이동식크라운블록(3122)을 통과한 제1와이어(W1)가 감기고 풀리는 제1윈치드럼(부호 미도시)과, 제1윈치드럼을 회전시키는 제1구동장치(부호 미도시)와, 제1와이어(W1)의 권취 및 권출을 제어하는 제1브레이크(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 제1구동장치에는 복수 개의 유압식 또는 전기식 모터와 감속기가 포함될 수 있다.

제2드로워크(333)는, 드로워크구조물(331) 상에 설치되되, 데릭(21)으로부터 먼 쪽인 드로워크구조물(331)의 타측 상부에 고정 설치될 수 있다.

제2드로워크(333)는, 제2크라운블록(314)의 제2고정식크라운블록(3141)과 제2이동식크라운블록(3142)을 통과한 제2와이어(W2)가 감기고 풀리는 제2윈치드럼(부호 미도시)과, 제2윈치드럼을 회전시키는 제2구동장치(부호 미도시) 와, 제2와이어(W2)의 권취 및 권출을 제어하는 제2브레이크(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 제2구동장치에는 복수 개의 유압식 또는 전기식 모터와 감속기가 포함될 수 있다.

기존에는 파이프캣워크(191)와의 간섭을 회피하기 위해 드릴플로어(14c) 상에 제1드로워크(332)와 제2드로워크(333)를 병렬 배치, 즉 제1드로워크(332)는 파이프캣워크(191)의 일측 드릴플로어(14c) 상에 설치하고, 제2드로워크(333)는 파이프캣워크(191)의 타측 드릴플로어(14c) 상에 설치할 수 밖에 없어, 제1드로워크(332) 및 제2드로워크(333)로부터 제1크라운블록(312) 및 제2크라운블록(314)을 통과하는 제1와이어(W1) 및 제2와이어(W2)가 제1크라운블록(312) 및 제2크라운블록(314)에 대해 빗각을 이루게 되어 마찰 저항이 심한 문제가 있었으나, 본 실시예는 상기한 바와 같이 드로워크구조물(331)의 설치로 파이프캣워크(191)와의 간섭을 고려하지 않아도 되어 제1드로워크(332)와 제2드로워크(333)를 일렬 방향으로 배치할 수 있어 상기한 문제를 해결할 수 있다.

전술한 본 실시예에 따른 드릴십(1)은, 선체(10)의 길이 방향에 따라 드로워크구조물(331), 제1드로워크(332), 제2드로워크(333), 데릭(21), 제1크라운블록(312), 제2크라운블록(314), 제1탑드라이브(321), 제2탑드라이브(322), 메인웰(22), 보조웰(23), 파이프캣워크(191), 라이저캣워크(192)가 수평으로 일렬 배치되는 구조를 이루고, 메인웰(22)의 센터(CL1)와 제1탑드라이브(321) 및 보조웰(23)의 센터(CL2)와 제2탑드라이브(322)가 수직으로 일렬 배치되는 구조를 이루는 것을 알 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 보조웰(23)의 센터(CL2)에 제2탑드라이브(322)와 분출방지장치(28)의 저장/핸들링 포지션(storage/handling position)이 일렬 배치되도록 구성함으로써, 분출방지장치(28)의 조립 및 해체를 위한 분출방지장치 이송용 갠트리 크레인의 기능을 일렬 배치된 제2탑드라이브(322)를 통해 구현될 수 있어, 소요 장비 수량 감소로 인한 유지보수 비용 절감에 따른 OPEX를 절감할 수 있고, 무거운 하중의 장비 설치의 제외로 인한 선박 하중 감소로 인한 드릴십(1)의 주요 능력 지수인 VDL(Variable Deck Lad)을 증가시킬 수 있어, 파이프 등 선주가 필요로 하는 유류 등을 더 많이 적재할 수 있고, 장비 시스템이 간소화 되므로 인하여, 시스템이 안정화 되고, 오퍼레이션 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시예는, 하부에 파이프캣워크(191)가 통과하고, 상부에 제1드로워크(332) 및 제2드로워크(333)가 설치되는 드로워크구조물(331)을 마련하되, 제1드로워크(332) 및 제2드로워크(333) 각각을 제1크라운블록(312) 및 제2크라운블록(314) 각각과 일렬 배치되도록 구성함으로써, 제1드로워크(332) 및 제2드로워크(333) 각각과 파이프캣워크(191)가 상호 간섭되는 것을 회피하면서도 제1드로워크(332) 및 제2드로워크(333) 각각으로부터 제1크라운블록(312) 및 제2크라운블록(314) 각각을 통과하는 제1와이어(W1) 및 제2와이어(W2) 각각이 제1크라운블록(312) 및 제2크라운블록(314) 각각과 일렬 방향을 이룰 수 있어, 제1크라운블록(312) 및 제2크라운블록(314) 각각을 구성하는 시브와의 마찰 저항의 감소로 제1와이어(W1) 및 제2와이어(W2)의 손상을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 병렬 배치와 대비하여 양 측면에 여유공간을 확보할 수 있다.

또한, 본 실시예는, 제1크라운블록(312)과 제2크라운블록(314)을 메인웰(22) 또는 보조웰(23)에서의 드릴링 작업에 함께 적용할 수 있어, 호이스팅시스템(30)의 호이스팅 용량(hoisting capacity)를 충분히 확보할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 드릴십 P: 드릴링파이프
R: 라이저 W1: 제1와이어
W2: 제2와이어 CL1: 메인웰의 센터
CL2: 보조웰의 센터 10: 선체
11: 선수 111: 선실
12: 중앙부 13: 선미
14: 플러시데크 14a: 패널데크
14b: 캣워크데크 14c: 드릴플로어
15: 엔진케이싱 16: 선측외판
161: 개구 17: 선저판
18: 문풀 19: 캣워크
191: 파이프캣워크 1911: 크로스오버레일
192: 라이저캣워크 20: 드릴링시스템
21: 데릭 22: 메인웰
23: 보조웰 24: 캐빈
25: 라이저텐셔너 26: 파이프랙커
27: 핑거보드 28: 분출방지장치
29: 브리지크레인 30: 호이스팅시스템
31: 크라운블록부 311: 하층구조물
312: 제1크라운블록 3121: 제1고정식크라운블록
3122: 제1이동식크라운블록 313: 상층구조물
314: 제2크라운블록 3141: 제2고정식크라운블록
3142: 제2이동식크라운블록 32: 탑드라이브부
321: 제1탑드라이브 322: 제2탑드라이브
33: 드로워크부 331: 드로워크구조물
332: 제1드로워크 333: 제2드로워크

Claims (7)

1. 해양에 부유하여 해저를 시추하는 드릴십으로서,
   드릴링파이프 및 라이저를 하강시키는 데릭;
   상기 데릭의 상단부에 2층 구조로 마련되되, 하층구조물에 설치되는 제1크라운블록과, 상층구조물에 설치되는 제2크라운블록으로 이루어지는 크라운블록부;
   상기 데릭의 내부에 위치되는 제1탑드라이브와, 상기 데릭의 전방측에 위치되는 제2탑드라이브로 이루어지는 탑드라이브부;
   상기 데릭과 중첩되게 형성되는 메인웰; 및
   상기 데릭의 전방측에 형성되는 보조웰을 포함하며,
   상기 보조웰은, 센터가 상기 제2탑드라이브와 분출방지장치의 저장/핸들링 포지션이 일렬 배치되도록 하여, 상기 분출방지장치의 이송용 갠트리 크레인의 기능을 상기 제2탑드라이브를 통해 구현하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴십.
2. 제1항에 있어서, 상기 메인웰은,
   센터가 상기 제1탑드라이브와 일렬 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴십.
3. 제1항에 있어서,
   상기 메인웰에서는, 상기 드릴링파이프의 하강 또는 상기 드릴링파이프의 가조립이 이루어지고,
   상기 보조웰에서는, 상기 라이저의 하강 또는 상기 드릴링파이프의 가조립이 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴십.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1크라운블록은,
   제1드로워크로부터 상기 제1탑드라이브에 연결되는 제1와이어가 통과하며, 상기 제1드로워크로부터 가까운 쪽인 상기 하층구조물의 일측단에 고정 설치되는 제1고정식크라운블록과, 상기 하층구조물 상에 이동 가능하도록 설치되는 제1이동식크라운블록으로 이루어지고,
   상기 제2크라운블록은,
   제2드로워크로부터 상기 제2탑드라이브에 연결되는 제2와이어가 통과하며, 제2드로워크로부터 가까운 쪽인 상기 상층구조물의 일측단에 고정 설치되는 제2고정식크라운블록과, 상기 제2드로워크로부터 먼 쪽인 상기 상층구조물의 타측단에 설치되는 제2이동식크라운블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴십.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1드로워크 및 상기 제2드로워크는,
   상기 데릭의 후방측 드릴플로어 상에 설치되는 드로워크구조물 상에 일렬 방향으로 배치되고,
   상기 제1크라운블록 및 제2크라운블록과 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 드릴십.
6. 제5항에 있어서, 상기 드로워크구조물은,
   내부 천장에 크리스마스 트리용 브리지크레인이 설치되고, 내부 바닥에는 파이프캣워크의 통로가 마련되는 것을 특징으로 하는 드릴십.
7. 제6항에 있어서,
   선체의 길이 방향에 따라 상기 드로워크구조물, 상기 제1드로워크, 상기 제2드로워크, 상기 데릭, 상기 제1크라운블록, 상기 제2크라운블록, 상기 제1탑드라이브, 상기 제2탑드라이브, 상기 메인웰, 상기 보조웰, 상기 파이프캣워크가 수평으로 일렬 배치되는 구조를 이루고,
   상기 메인웰의 센터와 상기 제1탑드라이브 및 상기 보조웰의 센터와 상기 제2탑드라이브가 수직으로 일렬 배치되는 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 드릴십.

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