KR100397593B1 - 관형 시추 장비용 보관 샤프트를 구비하는 반잠수식 가동시추선 - Google Patents

관형 시추 장비용 보관 샤프트를 구비하는 반잠수식 가동시추선 Download PDF

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Abstract

본 발명의 반잠수식 가동 시추선에는 하나 이상의 부체(1)와, 하나 이상의 칼럼(2, 4)에 의해 상기 하나 이상의 부체(1) 상에 지지되고 시추 설비(7)를 구비하는 플랫폼(11)이 마련되어 있다. 또한, 시추선에는 라이저, 시추관, 케이싱 또는 라이너 등의 관형 시추 장비(18)용 보관 수단(13, 15)이 마련되어 있다. 보관 수단(13, 15)은 상기 하나 이상의 칼럼(2, 4) 내부에 배치되어 상기 플랫폼(11)으로부터 하방으로 연장되는 하나 이상의 샤프트(15)를 포함한다. 샤프트(15) 내에서, 상기 하나 이상의 관형 시추 장비(18)는 수직으로 배치될 수 있다. 관형 시추 장비(18)의 위치를 확실하게 고정하기 위하여, 샤프트(15)에는 랙(13)과 같은 가이드 시스템이 마련될 수 있다. 또한, 샤프트(15)는 그 상부가 개방되어 있거나 적어도 개방될 수 있다. 또한, 샤프트는 바닥으로부터 건현 갑판(16)까지 수밀 구조로 되어 있는 것이 바람직하다.

Description

관형 시추 장비용 보관 샤프트를 구비하는 반잠수식 가동 시추선{SEMI-SUBMERSIBLE, MOBILE DRILLING VESSEL WITH STORAGE SHAFT FOR TUBULAR DRILLING EQUIPMENT}
이러한 유형의 반잠수식 가동 시추선은 일반적으로 알려져 있다. 그러한 시추선은 일반적으로 2개의 부체를 포함하며, 이 부체는 사이에 소정 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 있고, 각 부체에는 플랫폼을 지지하는 2개 이상의 칼럼이 마련되어 있다. 이 플랫폼 상에는 일반적으로 중앙에 시추 설비가 배치되어 있다. 또한, 이 플랫폼에는 승무원 숙박 시설, 작업 영역 및 라이저, 시추관, 케이싱, 라이너 등의 형태의 관형 시추 장비와 같은 시추 장비용 보관 영역/보관 수단이 마련되어 있다. 이러한 유형의 반잠수식 가동 시추선은 본래, 예컨대 북해와 같이 대략 300 미터까지의 비교적 얕은 수심에서 사용하도록 설계되어 있다. 시추선은 부유 위치에 부체를 갖는 일종의 쌍동선과 같이 의도된 목적지까지 운반될 수 있으며, 이 목적지에 도착하면 부체는 수면 아래로 가라 앉도록 밸러스트(일반적으로 물)로 채워져, 특히 큰 파도에 대한 저항력과 관련하여 거친 바다에서 시추선의 성능을 개선시킨다. 대략 300 미터 깊이까지 시추하기 위해, 시추 플랫폼의, 소위 메인 갑판 상에는 이용 가능한 충분한 공간이 있어 관형 시추 장비, 특히 라이저, 시추관, 케이싱 및 라이너를 모두 보관할 수 있다. 이러한 유형의 반잠수식 가동 시추선을 심해에서 사용하는 경우에는, 그에 상응하는 보다 많은 라이저가 또한 필요하게 된다. 대략 800 미터까지의 수심에서는, 일반적으로 여분의 라이저와 기타 필요한 관형 시추 장비를 위해 갑판 상에 충분한 공간을 형성할 수 있다. 그러나, 이 경우의 단점은 메인 갑판 상에 보관된 비교적 큰 중량으로 인해 시추선 전체의 안정성이 감소된다는 것이다. 그러나, 이러한 안정성은 반잠수 상태시의 안정성과 마찬가지로 여전히 충분한데, 이는 실제로 시추 설비에 있어서 이들 라이저의 중량 증가와 관련하여 매우 중요하다. 그러나, 종래에 반잠수식의 대부분의 소형 시추선은 대략 800 미터 이상의 수심을 위해 충분한 시추 장비를 운반하는 것이 불가능하였다. 이 문제는 이러한 유형의 가동 시추선이 무거운 시추 장비가 보관되어 있는 여분의 화물선을 동반함으로써 극복될 수 있지만, 이와 관련된 불이익은 명확하다. 다른 해결책으로는 시추선을 더 크게 하는 것인데, 이는 반잠수식 가동 시추선의 제조비를 더 증가시키게 된다.
본 발명은 하나 이상의 부체(浮體)와, 상기 하나 이상의 부체 상에 하나 이상의 칼럼(column)에 의해 지지되고 시추 설비를 구비하는 플랫폼(platform)을 포함하는 반잠수식 시추선(semi-submersible drilling vessel)에 관한 것으로서, 상기 시추선에는 라이저(riser), 시추관, 케이싱, 라이너(liner) 등과 같은 관형 시추 장비용 보관 수단이 마련되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반잠수식 가동 시추선의 부분적 단면 배면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반잠수식 가동 시추선의 평면도이다.
도 3은 도 1과 도 2에 따른 시추선의 길이 방향 측면부를 따른 더욱 개략적인 도면이다.
본 발명의 목적은 개량된 반잠수식 가동 시추선을 제공하는 것으로, 구체적으로는 1000 내지 1100 m까지의 수심 또는 가능한 한 더 깊은 비교적 심해에서 소위 "독립형(stand alone)" 시추선으로서 사용될 수 있는 이러한 유형의 시추선을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 하나 이상의 칼럼에 배치되어 플랫폼으로부터 하방으로 연장되는 하나 이상의 샤프트가 보관 수단에 마련되고, 이 샤프트 내에 하나 이상의 시추 장비가 수직으로 배치될 수 있는 본 발명에 따라 달성된다. 칼럼 내부에 긴 관형 시추 장비를 수용함으로써 여분의 적재 공간을 형성시키고, 칼럼 내부에 비교적 무거운 관형 시추 장비가 확실하게 보관되면, 하중의 중심이 하부 위치로 이동하여, 시추선의 안정성에 매우 유리하다. 이러한 유형의 반잠수식 가동 시추선에 일반적으로 이미 존재하는 호이스팅 설비(hoisting installation), 또는 선택적으로 특별히 적용된 호이스팅 설비에 의해, 샤프트(들) 내부에 보관된 관형 시추 장비는 샤프트의 외측으로 수직 방향으로 인출되어, 시추 설비에 보충될 종래의 취급 장치 상에 수평 방향으로 배향되게 배치될 수 있으며, 이로 인해 시추 설비에 배치되어 시추 설비에 의해 시추 스트링(drill string)에 추가될 수 있다.
샤프트의 하중 이동을 방지하고 또 샤프트를 최적으로 채울 수 있도록, 본 발명에 따르면, 상기 샤프트 내부의 고정 지점(수평면에 관하여)에 수직으로 배치된 관형 시추 장비를 유지하기 위해, 샤프트 또는 적절한 각각의 샤프트에 랙(rack)과 같은 가이드 시스템이 마련되는 것이 좋다. 이러한 유형의 가이드 시스템은 예컨대, 수평으로 배치된 하나 이상의 격자형 랙을 포함할 수 있으며, 각각의 격자 개구부는 샤프트 내에 배치되는 관형 시추 장비가 통과하는 데 적합하다.
관형 시추 장비를 샤프트로부터 용이하게 인출하고, 샤프트 내부에 관형 시추 장비를 용이하게 배치하기 위하여, 본 발명에 따르면, 샤프트는 그 상부가 개방(완전히 개방)되어 있거나, 또는 적어도 개방(완전히 개방될)될 수 있다면 유리하다. 관형 시추 장비는 먼저 샤프트 내에서 특정한 제거 위치로 이동될 필요 없이 샤프트로부터 취출될 수 있다. 이는 관형 시추 장비가 샤프트로부터 수직 상향으로 직접 상승될 수 있기 때문이다. 역으로, 관형 시추 장비를 샤프트 내로 수직으로 하강시켜 소정 위치에 직접 배치할 수 있다.
샤프트로부터 취출하거나 또는 샤프트 내부에 적재할 목적으로 관형 시추 장비에 비교적 용이하게 접근할 수 있도록 하기 위해, 플랫폼의 메인 갑판으로부터 측정된 샤프트의 깊이는 그 내부에 배치될 관형 시추 장비의 길이보다 실질적으로 작아서, 이 관형 시추 장비가 샤프트 내에 배치되어 있는 위치에서 메인 갑판 위로 돌출되어 있는 것이 유리하다. 이러한 방식으로, 관형 시추 장비의 상단부는 관형 시추 장비를 적재 및 취출하는 취급 수단을 부착 및 고정할 수 있도록 비교적 용이하게 접근할 수 있게 된다. 또 다른 이점으로는, 이러한 방법으로 샤프트가 합체되는 칼럼의 높이보다 더 큰 길이를 갖는 샤프트 내부에 관형 시추 장비를 보관할 수 있다는 것이다. 말하자면, 샤프트 내부에 수용될 관형 시추 장비는 과다한 길이가 시추선 전체의 안정성에 악영향을 끼친다는 사실을 제외하고는, 원하는 만큼 길게 될 수 있다.
샤프트 내부에 배치된 관형 시추 장비의 손상을 방지하기 위하여, 이 관형 시추 장비가 메인 갑판 위로 돌출될 때, 메인 갑판 상의 샤프트 개구부 둘레에 난간 또는 범퍼 시스템과 같은 보호 수단이 설치되어, 샤프트 내부에 배치된 관형 시추 장비의 메인 갑판 위로 돌출되는 단부가 충돌과 같은 외부로부터의 기계적 충격에 대하여 보호되는 것이 좋다. 예컨대, 메인 갑판을 가로질러 전후로 이동하는 차량 또는 호이스팅 설비의 부품으로 인한 손상이 이러한 방법으로 방지될 수 있다.
재해가 발생할 경우, 특히 칼럼 또는 부체에 누수가 생기는 경우, 시추선의 안정성을 보장할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명에 따르면, 샤프트가 바닥으로부터 적어도 소위 건현 갑판(乾舷 甲板;freeboard deck)까지 물이 새지 않는 것이 좋다. 이러한 방법으로, 샤프트가 바닥으로부터 물이 차올라 채워진 다음 건현 갑판 아래에 위치된 갑판을 가로질러 확산되어 재해가 생기는 것이 방지된다.
샤프트 내부에 배치된 관형 시추 장비의 바닥 단부를 검사할 수 있도록 하기 위해, 본 발명에 따르면, 샤프트의 바닥 단부에 작업자가 접근할 수 있다면 좋다. 이러한 접근성이 샤프트의 수밀성(水密性;water-tightness)을 손상시키지 않도록 하기 위해, 본 발명에 따르면, 이 접근성이 샤프트 내부에 설치된 계단 또는 샤프트 내부에 설치된 승강 설비에 의해 제공된다면 또한 유리하다. 이 계단 또는 승강 설비는 수밀식 샤프트에 의해 건현 갑판 아래에 있는 물로부터 보호되어, 샤프트의 바닥 단부에서 수밀식으로 밀폐될 수 있는 도어를 설치할 필요가 없게 된다. 다른 유리한 일실시예에 따르면, 일반적으로 샤프트 및 그 내부에 설치된 소정의 가이드 시스템이 관형 시추 장비 중 가장 무거운 장비인 라이저를 수용하기에 적합하다면, 시추선의 안정성에 있어서 특히 유리하다.
또 다른 유리한 일실시예에 따르면, 시추선은 서로 평행하게 배치되고 그 사이에 공간이 있는 2개의 부체(浮體)를 포함하며, 부체마다에는 2개 이상의 칼럼이 마련되어 있다. 각각의 부체에 있어서, 이들 칼럼은 모두 실질적으로 선체의 길이 방향 또는 선체를 가로지르는 방향에 대하여 본질적으로 동일 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 시추선의 안정성과 관련하여, 각각의 케이스 내부에서 쌍으로 동일 위치에 배치되어 있는 상이한 부체의 칼럼에는 관형 시추 장비를 위한 동일한 보관 능력이 제공되어, 시추선의 양측부에 걸쳐 중량이 항상 균일하게 분포된다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명될 것이며, 이 실시예는 단지 예로서 주어지며, 도면에 개략적으로 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 반잠수식 가동 시추선은 2개의 부체(1)를 포함하며, 이 부체는 서로 소정 간격을 두고 평행하게 배치되어 있고, 각 부체에는 2개의 칼럼, 즉 후방 칼럼(2)과 전방 칼럼(4)이 마련되어 있다. 선체 길이 방향을 따라, 칼럼은 인접한 부체 상의 동일 위치에 쌍으로 배치되어 있으며, 즉 후방 칼럼(2)이 서로 나란히 위치되어 있고, 전방 칼럼(4)이 서로 나란히 위치되어 있다. 또한, 필요에 따라, 하나의 부체당 보다 많은 칼럼을 설치하거나, 및/또는 하나 이상의 칼럼이 각각 마련된 보다 많은 부체를 이용할 수 있다는 것은 명백하다. 부체 상의 동일 거리에서, 칼럼은 플랫폼(5)을 지지하고 있다. 개략적으로 예시된 바와 같이, 이 플랫폼(5)에는 2개의 호이스팅 또는 크레인 설비(6)와, 중앙에 위치된 시추 설비(7)와, 승무원 숙박 시설 및 작업 영역(8)과, 헬리콥터 플랫폼(9) 및 복수 개의 구명 보트(10)가 마련되어 있다. 또한, 플랫폼(5)의 메인 갑판(11) 상의 후방에는 시추 장비용 보관 지점이 여러 곳 마련되어 있으며, 보관 지점(12)은 십자 표시가 있는 직사각형으로 매우 개략적으로 도시되어 있다. 특히, 이들 보관 지점은 시추 칼라(collar), 라이저, 라이너, 케이싱, 시추관, 다듬질 공구, 보조 공구 등을 보관하도록 되어 있다. 호이스팅/크레인 설비(6)에 의해, 관형 시추 장비와 같은 이러한 시추 장비는 시추 설비(7)에 공급될 수 있거나, 또는 그들을 시추 설비(7)에 공급하기에 적합한 종래의 취급 장치(통상적인 것으로 도시 생략) 상에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 후방 칼럼(2)에는 비교적 무거우며(대략 15톤) 길이가 대략 65피트(대략 20 미터)인 라이저를 보관하기 위한 샤프트가 각각 마련되어 있다. 특히 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 샤프트에는 격자형 랙(13)을 포함하는 가이드 시스템이 마련되어 있으며, 이 가이드 시스템에는 30대의 라이저가 위치되어 있다(6×5 격자 섹션). 또한, 도 2에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 샤프트(15)에는 계단(14)이 설치되어 있으며, 이 계단은 메인 갑판(11)으로부터 하방으로 샤프트(15) 내부로 연장되어 있다. 작업자는 이 계단(14)을 통해 메인 갑판(11)으로부터 샤프트(15)의 바닥으로 내려가서, 샤프트 내부에 배치된 라이저의 바닥 단부를 점검할 수 있다.
시추선의 소위 건현 높이는 도 1에 점선으로 지시되어 있다. 재해가 발생할 경우에 시추선의 안정성 관점에서, 본 발명에 따르면, 샤프트(15)가 바닥으로부터 적어도 건현 높이, 즉 건현 갑판(16)까지 수밀 구조이면 좋다.
도 1에 있어서, 도면 부호 17은 메인 갑판(11) 상의 샤프트의 개구부 둘레에 배치된 난간(17)을 지시하고 있다. 이 난간을 설치한 목적은 메인 갑판(11) 위에서 이동하는 차량이 메인 갑판(11)으로부터 상방으로 돌출되어 있는 라이저에 충돌하여 라이저를 손상시키는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 유형의 난간(17)은 또한 다른 기계적 손상을 효과적으로 방지한다.
크레인 설비(6)에 의해 라이저(18)를 하나씩 또는 필요에 따라 한번에 몇개씩 샤프트(15)로부터 인출할 수 있으며, 종래의 취급 장치(도시 생략) 상에 배치하여 시추 설비(7)에 수평 위치로 공급하고, 또한 시추 설비(7)에 의해 수직 위치로 끌어 당길 수 있다. 이와 같이 라이저가 시추 설비(7)에 설치된 시설에 의해 수직 위치로 이동하는 그 자체는 종래 기술로부터 공지되어 있다.
도면에 예시된 가동 시추선은 반잠수식 상태로 도시되어 있지만, 펌프 설비에 의해 부체(1)로부터 밸러스트를 제거함으로써 이들 부체가 수면(3)으로 드러나게 되는 것은 명백하다.
본 발명에 따른 시추선에 대해 다양한 변형을 생각할 수 있음은 명백하다.예컨대, 관형 시추 장비를 보관하는 샤프트를 갖는 전방 칼럼(4)을 제공할 수도 있다. 관형 시추 장비를 보관하는 샤프트를 하나 이상 구비하는 하나 이상의 칼럼을 제공하는 것도 생각할 수 있다.

Claims (10)

  1. 2개 이상의 부체(浮體)와, 2개 이상의 부체의 각각에서 하나 이상의 지지 칼럼에 의해 지지되고 시추 설비를 구비하는 플랫폼을 포함하고, 관형 시추 장비용 보관 수단이 마련되어 있는 반잠수식 가동 시추선으로서,
    상기 보관 수단은 상기 지지 칼럼 중 하나 이상에 배치되어 상기 플랫폼으로부터 하방으로 연장되는 하나 이상의 샤프트를 포함하며, 상기 샤프트는 그 내부에 하나 이상의 관형 시추 장비가 수직으로 배치되도록 구성되고 상기 부체 위에 수직으로 위치되며, 상기 지지 칼럼은 시추선의 외주를 형성하는 것인 반잠수식 가동 시추선.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샤프트에는 그 내부에 배치된 관형 시추 장비를 수직으로 고정된 위치에 유지하는 랙 등의 가이드 시스템이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반잠수식 가동 시추선.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 샤프트는 그 상부에서 개방되어 있거나 적어도 개방될 수 있는 것을 특징으로 하는 반잠수식 가동 시추선.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플랫폼의 메인 갑판으로부터 측정된 샤프트의 깊이는 이 샤프트 내부에 배치될 관형 시추 장비의 길이보다 작고, 이에 따라 상기 관형 시추 장비는 샤프트 내에 배치된 위치에서 메인 갑판 위로 돌출되는 것을 특징으로 하는 반잠수식 가동 시추선.
  5. 제4항에 있어서, 상기 메인 갑판 상의 샤프트 개구부의 둘레에는 난간 또는 범퍼 시스템 등의 보호 수단이 마련되어, 상기 샤프트 내에 배치된 관형 시추 장비 중 메인 갑판 위로 돌출되는 단부가 충돌 등의 기계적 충격으로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 반잠수식 가동 시추선.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 샤프트는 바닥으로부터 건현 갑판(乾舷 甲板;freeboard deck) 이상까지 수밀식(水密式;water-tight)인 것을 특징으로 하는 반잠수식 가동 시추선.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 샤프트의 바닥 단부에는 작업자가 샤프트 내에 설치된 계단을 통해 접근할 수 있는 것을 특징으로 하는 반잠수식 가동 시추선.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 샤프트 및 소정의 가이드 시스템은 라이저를 수용하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반잠수식 가동 시추선.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시추선은 사이에 소정 간격을 두고 서로 평행하게 배치된 2개의 부체를 포함하며, 각 부체마다 2개 이상의 지지 칼럼이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반잠수식 가동 시추선.
  10. 제1항에 있어서, 상기 관형 시추 장비는 라이저, 시추관, 케이싱 및 라이너 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반잠수식 가동 시추선.
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