KR101097383B1 - 시추선의 오염수 처리장치 및 방법 - Google Patents

시추선의 오염수 처리장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시추선의 오염수 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 누출된 오염수를 회수할 수 있어 환경오염을 막을 수 있으며, 회수된 오염수 중 머드를 재생하여 사용할 수 있도록 하고, 오염수의 누출에 의해 작업 환경이 오염되는 것을 막을 수 있어 친환경적일 뿐만 아니라 안전성을 향상시키는 시추선의 오염수 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 시추선의 오염수 처리장치는 시추선에 설치되며 회전력을 전달하는 로터리 테이블과, 시추 작업을 위해 상기 로터리 테이블에 의해 회전하며 머드가 흘러 들어가 시추공에 전달되는 드릴관(Drill String)과, 상기 로터리 테이블의 하부에 마련되어 상기 드릴관 또는 디버터(DIVERTER)에 의해 순환되는 머드 중 누출되는 머드를 포함하는 오염수를 모으는 드립 팬(Drip pan)과, 상기 디버터와 상기 드립 팬(DRIP PAN) 사이의 틈을 메워주는 드레인 커버(DRAIN COVER)와, 상기 드립 팬에 연결되어 누출된 상기 오염수를 배출하는 드레인 배관과, 상기 드레인 배관에 연결되어 배출된 상기 오염수를 저장하는 솔리드 트리트먼트 탱크를 포함한다.
선박, 시추선, 드릴, 디버터, 머드, 드립 팬, 드레인, 배관

Description

시추선의 오염수 처리장치 및 방법 {DRAIN TREATMENT SYSTEM OF DRILLING EQUIPMENT AND METHOD}
본 발명은 시추선의 오염수 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시추 과정에서 노출된 오염수를 회수할 수 있도록 한 시추선의 오염수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 시추선은 해저 유전 등의 개발에 적합한 시추 장비를 탑재한 선박으로, 자체의 동력으로 항해가 가능하며 선체를 일정한 시추 지점에 안정적으로 유지할 수 있도록 이루어져, 해저의 탐사 또는 시추가 가능하다.
이러한 시추선은 시추작업과정에서 기름 혼합물을 포함하여 진흙(mud)과 분쇄물(cuttings)을 포함한 오염수를 끌어올리게 된다. 이와 같이, 시추선으로 끌어올려진 오염수는 해양에 버려질 경우 환경오염을 초래할 수 있으며, 대부분의 나라에서 해양에 이러한 오염수를 버리는 행위가 금지되고 있다. 따라서, 시추선에는 이러한 오염수를 처리하기 위한 처리장치가 구비된다.
종래 기술에 따른 시추선의 오염수 처리장치(10)가 도시된 내부 개략도인 도 1을 참고하면, 시추를 위한 드릴 작업시 드릴의 윤활 등의 작용을 하는 머드(Mud) 가 파이프를 통해 순환된다. 이때 머드에는 분쇄물(cuttings), 오일(Oil) 등이 섞이며 오염된다.
이와 같이 머드 등을 포함하는 오염수는 디버터(Diverter)(12)를 통해 머드 처리 모듈(Mud process module)로 유입되고, 이곳에서 머드 처리 장치(Mud process equipment)들을 통해 분쇄물, 오일 등이 걸러지는 과정을 거치며 재사용이 가능한 머드로 재생된다.
이때 대부분의 오염수는 머드 처리 장치를 통해 재사용이 가능한 머드로 재생되고 있으나, 드릴 파이프 안에 남은 머드 중 드릴 플로워(Drill floor)(14)로 떨어져 폐유 및 이물질과 섞여 오염된 머드는 재사용 할수 없었다.
또한, 로터리 테이블(16) 주변으로 떨어진 머드는 드릴 작업이 이루어지는 드릴 플로워(Drill floor)(14)로 떨어질 수 있으며, 드릴 플로워(14)와 로터리 테이블(16) 사이의 틈으로 떨어진다.
한편, 로터리 테이블(16)과 디버터(12) 하우징 사이에는 틈새가 형성될 수 있으며, 이 틈새를 통해 오염수가 바다로 떨어져 환경 오염을 유발하는 문제가 있다. 이에 따라 종래에는 디버터(12)의 운용 및 관리를 위해 형성된 디버터 플랫폼(18)에 떨어지는 오염수의 확장을 방지하기 위한 테두리판(18) 및 오염수의 튐을 방지하기 위한 그래이팅 구조의 하부 발판(20)을 설치하고, 이 디버터 플랫폼(18)에 모인 오염수를 펌프 등을 이용해 제거하는 작업을 하고 있는 실정이다. 더불어, 종래에는 작업자가 드립 팬에 모인 오염수를 주기적으로 흡입시켜 배출해야하는 번거로움이 있고, 디버터 플랫폼(18)으로 떨어진 오염수 등에 의해 작업환경이 오염되고, 이러한 오염수에 의해 바닥이 미끄러워져 작업환경을 악화시킬 뿐만 아니라 작업자가 이 오염수에 의해 미끄러져 넘어지는 등의 안전사고를 일으키는 요인이 되고 있다.
본 발명은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 누출된 오염수를 회수할 수 있어 환경오염을 막을 수 있으며, 회수된 오염수 중 머드를 재생하여 사용할 수 있도록 하고, 오염수의 누출에 의해 작업 환경이 오염되는 것을 막을 수 있어 친환경적일 뿐만 아니라 안전성을 향상시키는 시추선의 오염수 처리장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 시추선의 오염수 처리장치는 시추선에 설치되며 회전력을 전달하는 로터리 테이블과, 시추 작업을 위해 상기 로터리 테이블에 의해 회전하며 머드가 흘러 들어가 시추공에 전달되는 드릴관(Drill String)과, 상기 로터리 테이블의 하부에 마련되어 상기 드릴관 또는 디버터(DIVERTER)에 의해 순환되는 머드 중 누출되는 머드를 포함하는 오염수를 모으는 드립 팬(Drip pan)과, 상기 디버터와 상기 드립 팬(DRIP PAN) 사이의 틈을 메워주는 드레인 커버(DRAIN COVER)와, 상기 드립 팬에 연결되어 누출된 상기 오염수를 배출하는 드레인 배관과, 상기 드레인 배관에 연결되어 배출된 상기 오염수를 저장하는 솔리드 트리트먼트 탱크를 포함한다.
또한, 상기 드립 팬 또는 상기 드레인 배관에 설치되어 상기 오염수를 흡입하여 배출하는 보조배출부를 포함할 수 있다. 상기 보조배출부는 상기 드립 팬 또는 상기 드레인 배관에 연결되는 진공 드레인용 배관과, 상기 진공 드레인용 배관에 연결되어 상기 오염수를 흡입하여 배출하는 진공 펌프를 포함할 수 있다. 또한, 상기 디버터의 하부에 설치된 격자구조의 하부 발판을 포함할 수 있다. 또한, 상기 드립 팬은 상기 솔리드 트리트먼트 탱크 보다 높게 설치되며, 상기 드레인 배관은 상기 솔리드 트리트먼트 탱크로 경사지게 연결될 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 시추선의 오염수 처리방법은 누출되는 머드를 포함하는 오염수를 처리하기 위한 시추선의 오염수 처리방법에 있어서, 로터리 테이블의 하부에 드립 팬을 설치하고, 누출되는 상기 오염수를 상기 드립 팬으로 모아서 드레인 배관을 통해 솔리드 트리트먼트 탱크에 저장한다.
전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 시추선의 오염수 처리장치 및 방법은 시추시 누출된 머드가 해양 등으로 버려지는 것을 방지할 수 있어 환경오염을 막을 수 있고, 국제법의 준수로 안정적인 시추가 가능하며, 국제적인 이미지 향상에도 도움을 줄 수 있다. 또한, 본 발명은 오염수를 자동으로 회수할 수 있으므로 작업이 용이하고, 유지 관리에 별도의 추가적인 작업이 필요하지 않다. 따라서, 오염수의 회수를 위한 작업인원의 배치가 불필요하고, 작업자의 부주의로 인해 오염수가 넘쳐 해양을 오염시키는 문제를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 제조비용이 고가인 머드를 회수된 오염수로부터 분리하여 사용할 수 있으므로, 머 드의 재사용률을 높일 수 있어 비용 절감에도 기여할 수 있다. 또한, 본 발명은 누출된 오염수가 디버터 플랫폼의 바닥으로 떨어지지 않으므로 디버터의 작업 및 관리가 용이하며, 오염수가 바닥에 떨어지지 않으므로, 작업자의 보행 시 바닥에 떨어진 오염수에 의해 미끄러지는 안전사고를 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 오염수 처리장치는 갖는 시추선의 내부를 도시한 측면도고, 도 3은 본 발명에 따른 시추선의 오염수 처리장치가 도시된 내부 개략도이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 시추선의 오염수 처리장치를 확대한 사시도이다.
본 발명에 따른 오염수 처리장치(60)는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 시추선(50) 등에 구비되며, 시추시 발생하는 오염수를 처리하여 해양이 오염되는 것을 방지한다.
시추선(50)은 뱃머리(52)와 선미(54) 사이에 문 풀(moon pool)(56)이 마련되며, 이 문 풀(56)은 거대한 중앙 개구부 또는 배를 수직으로 관통하게 형성된다.
이 문 풀(56)의 상부에 드릴 플로워(64)가 마련되며, 이곳에는 시추작업의 수행을 위한 드릴장비(58)가 설치된다.
이 드릴장비(58)는 시추를 위한 드릴이 갖춰져 있으며, 로터리 테이블(rotary table)(66)을 갖는다. 로터리 테이블(66)은 드릴 플로워(64) 내의 중앙 부위에 설치된다. 이러한 로터리 테이블(66)은 드릴 및 드릴관(Drill String)에 회전운동을 전달하기 위해 사용된다.
이 드릴장비(58)는 시추 작업시 드릴의 보호를 위해 사용되는 머드 등이 드릴관(Drill String)을 통해 순환되고, 이 과정에서 분쇄물이나 오일 등이 섞인 오염수가 발생된다.
본 발명에서 사용되는 머드는 시추용 비트에서는 윤활 작용을 하며, 시추할 때 발생되는 파편(Debris)을 제거하고, 시추공을 안정시키며 탄화수소가 유정의 구경 (Well Bore)속으로 유입되지 못하도록 하는 안전 장벽(Safety Barrier)의 기능을 하게 된다. 이러한 머드는 물 또는 연료(Fuel Oil) 속에 용해된 벤토나이트(Bentonite) 및 콜로이드성(Colloide) 형태의 점토로 이루어져 있는 유체이다. 머드에는 중정석(Barite 또는 황화바륨)이 포함될 수 있다. 중정석은 머드의 비중(Specific Gravity) 및 이와 유사하게 변화시킬 수 있도록 중량을 높이기 위한 매개체로 사용되어 첨가되며, 최종 생성물(Final Product)은 머드가 그와 일치하는 농도를 갖게 되어 굉장히 많은 양을 생산하게 된다.
이와 같이 시추작업을 위해 사용되는 시추용 머드(Drilling Mud)는 시추작업을 부드럽고 안전한 방법으로 수행할 수 있도록 하므로 제조시 세심한 주의가 요구되고 있으며, 이를 제조하기 위해 많은 비용이 소요되고 있다.
또한, 시추용 비트(Drill Bit)는 예기치 않은 오일 혹은 가스 구멍(Pocket)을 뚫고 들어갈 가능성이 있는데, 시추공 내부에서 만들어 내는 머드의 정수압(Hydrostatic Head)은 포켓의 압력보다 항상 높은 압력이 유지되도록 머드의 밀도를 지속적으로 감시하고 조절해야 한다.
주요 시추작업을 할 때는 '오일을 기본으로 하는 머드(Oil Based Mud)'보다는 비용이 저렴하고 환경 친화적인 '물을 기본으로 하는 머드(Water Based Mud)'가 주로 사용된다.
이러한 머드와 커팅들은 바다로 버려질 경우, 환경을 오염시킬 수 있으므로, 대부분의 나라에서는 그들의 주변 지역에 머드와 커팅들을 바다로 버리는 것이 금지되고 있다.
따라서, 이와 같이 머드와 분쇄물, 오일 등을 포함하는 오염수는 디버터(Diverter)(62)를 통해 머드 프로세스 모듈(70)(Mud process module)로 돌려져 머드 프로세스 장비(Mud process equipment)들을 통해 분쇄물 등은 걸러지고, 머드는 재생되는 과정을 거친다. 이때 오염수에 포함된 대부분의 머드는 재생되어 재사용된다.
그리고, 드릴관(Drill String)을 회수 할 때 드릴 플로워(64)로 머드가 누출 될 수 있으며, 누출된 머드는 드릴 플로워(64)에서 폐유 및 이물질과 섞여 다시 로터리 테이블(66) 중간의 틈을 통해 흘러내린다. 이를 위해 드릴 플로워(64)에는 로터리 테이블(66) 주변으로 흘러내린 오염수가 바깥으로 퍼지지 않도록 가두기 위한 코밍(coaming)과 같은 상부 테두리판(65)이 설치될 수 있다.
한편, 디버터(62)의 상부에는 상부로부터 흘러내린 오염수를 아래쪽으로 모으기 위한 드립 팬(Drip pan)(74)이 설치된다. 그리고, 이 드립 팬(74)에는 드레인 배관(76)이 설치된다. 이 드레인 배관(76)을 통해 공급된 오염수는 솔리드 트리트먼트 탱크(Solid Treatment Tank)(72)로 공급된다.
솔리드 트리트먼트 탱크(72)는 오염수를 모아 육상 운송하거나 침전된 머드를 재처리할 수 있도록 저장한다.
여기서, 드립 팬(74)는 솔리드 트리트먼트 탱크(72)보다 높게 설치되는 것이 바람직하며, 이 드립 팬(74)에 연결된 드레인 배관(76)은 머드를 포함하는 오염수가 중력에 의해 원활하게 흘러내릴 수 있도록 경사지게 설치되는 것이 바람직하며, 5°이상 기울어지게 설치되어야 한다.
그리고, 드립 팬(74)과 디버터(62) 사이에는 드레인 커버(78)가 설치되며, 이에 따라 드립 팬(74)과 디버터(62) 사이를 막아 틈새를 메워 머드의 누출을 차단한다. 또한, 드립 팬(74)이 설치된 중간 플로워(80)에는 코밍(coaming)과 같은 테두리판(81)이 설치되어 머드의 누출 등을 차단할 수 있다.
또한, 드립 팬(74)에는 누출되어 모이는 머드를 흡입하여 강제로 배출하기 위한 (도시되지 않은) 보조배출부를 구비하는 것도 가능하다. 이 보조배출부는 머드 프로세스 장비(Mud process equipment)의 교체, 정비 등이 실시될 경우, 머드를 흡입하여 배출할 수 있도록 이루어질 수 있다.
이를 위해 드립 팬(74) 또는 드레인 배관(76)에는 진공 드레인(Vacuum drain)용 배관이 설치될 수 있으며, 이 진공 드레인용 배관에는 진공 펌프가 연결되어 오염수를 흡입하여 강제로 배출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 드립 팬(74) 및 드레인 배관(76)에 의해 오염수가 회수되고, 이에 따라 디버터(62)의 운용 및 관리를 위해 형성된 디버터 플랫폼(82)에는 머드가 떨어지지 않으므로 디버터 플랫폼(82)의 바닥에는 격자형태, 즉 그래이 팅(Grating) 구조의 하부 발판(84)을 설치하여 본래의 작업 통로 기능을 유지할 수 있다. 더불어, 디버터 플랫홈(82)에는 머드와 같은 오염수가 떨어지지 않으므로 별도의 테두리판을 제거할 수 있으며, 이에 따라 작업효율을 향상시킬 수 있고, 선체의 무게를 줄일 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
도 1은 종래 기술에 따른 시추선의 오염수 처리장치가 도시된 내부 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 오염수 처리장치는 갖는 시추선의 전체 외형을 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 시추선의 오염수 처리장치가 도시된 내부 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 시추선의 오염수 처리장치를 확대한 사시도.

Claims (6)

  1. 시추선에 설치되며 회전력을 전달하는 로터리 테이블과,
    시추 작업을 위해 상기 로터리 테이블에 의해 회전하며 머드가 흘러 들어가 시추공에 전달되는 드릴관(Drill String)과,
    상기 로터리 테이블 하부에 설치하되, 이물질이 포함되어 오염수를 형성하는 머드를 상기 시추공으로부터 회수하여 머드처리장치로 전달하는 디버터(Diverter)와,
    상기 디버터로부터 전달되는 오염수를 처리하여 재사용 가능한 머드로 만들어 상기 드릴관으로 공급하는 상기 머드처리장치와,
    상기 디버터의 둘레에 설치하되, 상기 드릴관 또는 디버터(DIVERTER)를 통해 순환되는 상기 오염수 중 상기 시추선의 드릴플로워 상부로부터 상기 드릴플로워 하부로 누출되는 상기 오염수를 모으는 드립 팬(Drip pan)과,
    상기 디버터와 상기 드립 팬의 사이에 설치하되, 상기 디버터와 상기 드립 팬 사이의 틈을 메워주는 드레인 커버(DRAIN COVER)와,
    상기 드립 팬에 연결되어 누출된 상기 오염수를 배출하는 드레인 배관과,
    상기 드레인 배관에 연결되어 배출된 상기 오염수를 저장하는 솔리드 트리트먼트 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 시추선의 오염수 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 드립 팬 또는 상기 드레인 배관에 설치되어 상기 오염수를 흡입하여 상기 솔리드 트리트먼트 탱크로 배출하는 보조배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시추선의 오염수 처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보조배출부는 상기 드립 팬 또는 상기 드레인 배관에 연결되는 진공 드 레인용 배관과,
    상기 진공 드레인용 배관에 연결되어 상기 오염수를 흡입하여 배출하는 진공 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 시추선의 오염수 처리장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디버터의 하부에 설치된 격자구조의 하부 발판을 포함하는 것을 특징으로 하는 시추선의 오염수 처리장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드립 팬은 상기 솔리드 트리트먼트 탱크 보다 높게 설치되며, 상기 드레인 배관은 상기 솔리드 트리트먼트 탱크로 경사지게 연결된 것을 특징으로 하는 시추선의 오염수 처리장치.
  6. 시추선의 드릴관 또는 디버터로부터 누출되는 머드를 포함하는 오염수를 처리하기 위한 시추선의 오염수 처리방법에 있어서,
    로터리 테이블의 하부에 드립 팬을 설치하고, 누출되는 상기 오염수를 상기 드립 팬으로 모아서 드레인 배관을 통해 솔리드 트리트먼트 탱크에 저장하는 것을 특징으로 하는 시추선의 오염수 처리방법.
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