KR101164086B1 - 해저시추설비에서의 시추 작업 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시추 작업에 걸리는 시간을 단축하여 용선료를 절감할 수 있는 해저시추설비에서의 시추 작업 방법에 관한 것이다. 상기 시추 작업 방법은, 드릴비트에 의해 해저 지층에 홀을 형성하기 위한 드릴링 단계; 상기 드릴링 단계 동안에 데릭의 일측에서 케이싱을 조립하는 케이싱 조립 단계; 상기 드릴링 단계 종료 후 상기 조립된 케이싱을 해저 지층으로 내려 케이싱을 설치하는 케이싱 설치 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 단일 데릭을 갖는 시추선에서 드릴링 작업이 진행되는 동안에, 데릭의 일측에서 케이싱을 연결하는 작업을 동시에 진행하므로, 케이싱 설치 작업에 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 단축된 시간만큼 시추설비의 용선료를 절감할 수 있다.

시추 작업, 데릭, 케이싱, 드릴링 단계, 케이싱 조립 단계, 케이싱 설치 단계

Description

해저시추설비에서의 시추 작업 방법 {Drilling working method in a seabed drilling facility}

본 발명은 시추 작업에 걸리는 시간을 단축하여 용선료를 절감할 수 있는 해저시추설비에서의 시추 작업 방법에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

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

종래의 해저 시추에는 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫홈이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위, 시추선(drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.

이러한 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 각종 시추장비를 갖춘 리그선 또는 시추선(이하, 시추선)의 중심부에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추하기 위한 라이저(riser) 또는 관 부재(drill pipe)가 상하로 이동될 수 있도록 문풀(moonpool)이 형성되어 있다.

도 1은 해수면에서 시추작업을 수행하고 있는 종래의 시추선을 도시한 측면도이다.

작업자는 데릭(2)에 설치된 탑드라이브(top dirve)를 이용하여 라이저(4) 및 관 부재 또는 드릴 파이프(5)를 시추선(1)의 중앙에 형성된 문풀(3)을 통해 하향 전진시킴으로써 해저 바닥(sea bed)(6) 아래의 저유지(reservoir)(12)에 위치하는 유정(13)에 저장되어 있는 해저자원을 시추한다.

상기 라이저(4)는 관 부재(5)를 상기 유정(13)까지 전진시키기 전에 미리 상기 해저 바닥(6)까지 전진되는 부재로서 머드가 되돌아 오는 통로를 제공한다. 상기 라이저(4)가 설치되면 라이저(4) 내부로 관 부재(5)가 해저 지층(11)을 통해 상기 유정(13)까지 하향 전진된다.

이와 같이 라이저(4)를 해저 바닥(6)까지 하향 전진시키거나, 관 부재(5)를 유정(13)까지 전진시킬 경우, 길게 연결된 라이저(4)나 관 부재(5)를 하향 전진시키는 것이 아니라, 짧은 길이의 라이저(4)나 관 부재(5)를 서로 연결하여 하향 전진시킨다. 해저 바닥(6)에는 이상 고압이 관 부재(5)를 타고 올라오는 것을 차단하기 위해 분출 방지용 스택(blowout preventer; BOP)(7)이 설치된다. 해저 지 층(11)에서는 시멘트에 의해 케이싱(8)을 고정한 후, 케이싱 내부로는 드릴비트(drill-bit; 10)가 장착된 관 부재(5)를 삽입하여 해저자원을 시추한다. 드릴비트(10)가 땅을 뚫을 때 발생되는 열에 의해 드릴비트(10)가 과열되는 것을 방지하고 윤활작용을 하여 드릴링을 더욱 쉽게 하기 위해, 관 부재(5) 속으로는 머드(9)가 삽입된다. 이러한 머드는 드릴비트(10)를 통해 빠져나가 케이싱(8)과 라이저(4)를 통하여 다시 되돌아오게 된다. 시추 작업이 종료되면, 관 부재(5)는 문풀(3)을 통해 드릴플로어(drill floor)로 운반되어 분리된 후 적재장소로 운반된다.

도 2는 종래의 일반적인 데릭의 구조를 도시하는 도면이다.

데릭(2)에는 트레블링 블록(travelling block; 14), 탑드라이브(15), 로터리 테이블(rotary table; 16) 등이 설치되어 있다. 드릴 파이프, 케이싱과 같은 관 부재는 탑드라이브(15)에 의해 파지되어 로터리 테이블(16)을 통해 해저로 전진된다. 트레블링 블록(14)은 탑드라이브(15)에 의해 파지된 관 부재를 승강시키는 수단이다.

시추 작업에서 많은 부분을 차지하는 작업이 관 부재를 결합하여 해저로 전진시키거나, 결합된 관 부재를 하나씩 분리하여 해체하는 작업이다. 이러한 작업은 하나의 트레블링 블록(14)과 탑드라이브(15)에 기초하여 이루어지기 때문에 시추 작업의 초기에서 예를 들어, 드릴링 작업, 케이싱을 해저 지층에 설치하는 작업은 하나의 작업이 끝나면 다음 작업을 해야 하고, 두 개의 작업이 동시에 이루어질 수 없다.

도 3a 내지 도 3e는 종래의 시추 작업 초기에 케이싱을 설치하는 과정을 설명하는 도면이다.

먼저, 36" 드릴비트(10)를 사용하여 해저 바닥(6)에 대해 드릴링을 시작하여 예를 들어, 약 100 m 정도 홀을 판다(도 3a 참조). 드릴비트(10)의 상부에는 드릴 칼라(drill collars; 18)가 연결되고, 그 위에는 다수의 드릴 파이프(5)가 차례로 연결되어 시추선(1)까지 이어진다. 최근의 유정 시추에서, 시추선(1)에서 해저 바닥(6)까지의 거리는 수천 m 정도가 된다.

다음에, 드릴비트(10), 드릴 칼라(18) 및 드릴 파이프(5)를 시추선(1) 위에까지 올려 하나씩 분리한다. 다음에, 시추선(1)의 로터리 테이블을 통해 30" 케이싱(19)을 약 100m 정도가 될 때까지 하나씩 연결한다. 30" 케이싱(19)의 상부에는 드릴 파이프(5)와 같은 케이싱 스트링(string)을 연결하여 해저 바닥(6)까지 내려 30" 케이싱(19)을 홀에 집어넣는다. 다음에, 30" 케이싱(19) 내부를 통해 시멘팅(cementing)을 하여 30" 케이싱(19)과 지층을 완전히 접착시킨다(도 3b 참조). 시멘팅은 시멘트를 케이싱 속으로 집어넣고, 시멘트에 압력을 가해서 시멘트를 지층과 케이싱 사이의 공간에 위치시켜 경화시키는 작업이다. 이는 웰(well)을 견고하게 만들어, 이후의 시추 작업을 안정적으로 수행할 수 있게 한다.

다음에, 30" 케이싱(19)으로부터 드릴 파이프(5)를 분리한 후, 연결된 다수의 드릴 파이프(5)를 시추선(1) 위에까지 올려 하나씩 분리한다. 다음에, 드릴비트(10)를 26"로 갈아끼운 다음, 드릴비트(10)에 드릴 칼라(18) 및 드릴 파이프(5)를 연결하여 드릴링을 계속하여 약 1000m 정도로 깊게 홀을 판다(도 3c 참조).

다음에, 드릴 파이프(5)를 시추선 위에까지 올려 드릴비트(10)를 분리한 후, 20" 케이싱(20)을 홀에 집어 넣고 시멘팅을 하여 20" 케이싱(20)과 지층을 완전히 접착시킨다(도 3d 참조).

다음에, 드릴비트(10)를 18"로 갈아 끼운 다음, 드릴링을 계속하여 더욱 깊게 홀을 판다(도 3e 참조).

이와 같이, 시추 작업은 시추선(1)에서부터 관 부재를 하나씩 연결하여 드릴링을 하거나, 케이싱을 홀에 설치하는 작업이 많은 부분을 차지한다. 최근의 유정 시추에서, 시추선(1)에서 해저 바닥(6)까지의 거리는 수천 m 정도가 되고, 해저 바닥(6)에서 유정까지의 거리도 1000m 이상이 되는 경우가 많다.

시추선과 같은 시추설비의 일일 사용료는 약 50 만불에 이르므로, 시추작업에서 작업시간의 절약은 석유 생산 비용의 절감과 직결되는 매우 중요한 문제이다. 종래에 하나의 데릭(2)을 갖는 시추선(1)에서, 드릴링 또는 케이싱 설치와 같은 작업은 데릭(2)에 설치된 하나의 트레블링 블록(14)과 탑드라이브(15)에 기초하여 이루어지기 때문에 하나의 작업이 끝나면 다음 작업을 해야 하고, 두 개의 작업이 동시에 이루어질 수 없다. 이는 일일 사용료가 매우 고가인 시추설비에서는 비효율적인 것이다.

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 드릴링과 케이싱 설치와 같은 시추 작업시에 시추선에서 드릴링 작업이 진행 중에 케이싱 조립 작업 을 진행함으로써, 시추 작업에 걸리는 시간을 줄여 시추 비용을 절감할 수 있는 시추 작업 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 단일 데릭을 갖는 해저시추설비에서의 시추 작업 방법은, 드릴비트에 의해 해저 지층에 홀을 형성하기 위한 드릴링 단계; 상기 드릴링 단계 동안에 데릭의 일측에서 케이싱을 조립하는 케이싱 조립 단계; 상기 드릴링 단계 종료 후 상기 조립된 케이싱을 해저 지층으로 내려 케이싱을 설치하는 케이싱 설치 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱 조립 단계에서, 케이싱은 데릭의 외부에서 조립되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱 설치 단계에서, 상기 조립된 케이싱은 웰 센터로 이송된 후 승강수단에 의해 해저 지층으로 내려지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조립된 케이싱은 크리스마스 트리 트롤리에 의해 웰 센터로 이송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱 조립 단계에서, 케이싱은 데릭의 외부에 위치된 케이싱 수직 이송 장치; 데릭의 외부에 위치되어, 수직으로 승강되는 케이싱을 가이드하는 가이드 장치; 에 의해 수직으로 승강되어 조립되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱 수직 이송 장치는 상기 데릭에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 단일 데릭을 갖는 해저시추설비는, 데릭의 외부에 위치된 케이싱 수직 이송 장치; 데릭의 외부에 위치되어, 수직으로 승강되는 케이싱을 가이드하는 가이드 장치; 데릭의 외부에서 다수개 조립된 케이싱을 데릭 내의 웰 센터로 이송하는 이송수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱 수직 이송 장치는 상기 데릭에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드 장치는 케이싱을 파지할 수 있는 아암을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 단일 데릭을 갖는 시추선에서 드릴링 작업이 진행되는 동안에, 데릭의 외부에서 케이싱을 연결하는 작업을 동시에 진행하므로, 케이싱 설치 작업에 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 단축된 시간만큼 시추설비의 용선료를 절감할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 4a 내지 도 4l은 본 발명에 따른 해저시추설비에서 데릭의 외부에서 케이 싱을 조립하여 데릭 내의 웰 센터로 이송하는 과정을 도시하는 도면이다.

본 발명에서 해저시추설비는 드릴십, 리그선, 반잠수식시추선, 텐션레그플랫폼 등 데릭을 구비하여 해저의 자원을 시추할 수 있는 설비를 모두 포함하는 의미이다.

일반적으로, 시추 작업 초기에는 해저 지층에 케이싱을 설치하게 된다. 케이싱은 웰을 견고하게 만들어, 이후의 시추 작업을 안정적으로 수행할 수 있도록 하기 위해 설치된다. 케이싱 설치작업은 드릴비트를 사용하여 해저 바닥에 대해 드릴링을 하여 홀을 판 후, 홀 내에 케이싱을 내리고 시멘팅에 의해 케이싱을 고정시키는 과정을 반복하여 이루어진다. 해저 지층으로 더 깊이 홀을 팔수록, 케이싱의 지름을 줄여가면서 설치하게 된다.

최근의 유정 시추에서, 시추선에서 해저 바닥까지의 거리는 수천 m 정도가 되고, 해저 바닥에서 유정까지의 거리도 1000m 이상이 되는 경우가 많다.

종래에 단일 데릭을 갖는 시추선에서, 드릴링 또는 케이싱 설치와 같은 작업은 데릭에 설치된 하나의 트레블링 블록과 탑드라이브에 기초하여 이루어진다. 따라서, 시추선에서 드릴링 작업이 끝나면 드릴비트를 시추선까지 끌어올린 후, 다시 트레블링 블록과 탑드라이브에 의해 다수의 케이싱을 차례로 연결하여 해저 지층으로 내려 케이싱 설치작업을 해야 한다.

시추선과 같은 시추설비의 일일 용선료는 약 50 만불에 이르므로, 시추작업에서 작업시간의 절약은 석유 생산 비용의 절감과 직결되는 매우 중요한 문제이다.

예를 들어, 20" 케이싱을 해저 지층에 약 1000m 정도 길이로 설치할 경우, 45 ft(피트) 길이의 케이싱을 약 100개 정도 연결해야 하는데, 이러한 작업에 걸리는 시간은 약 65시간 정도가 된다. 이를 용선료로 계산하면 약 130 만불에 달한다.

본 발명에서는, 단일 데릭을 갖는 시추선에서 탑드라이브에 의해 드릴링 단계가 진행되는 동안에, 데릭의 외부에서 케이싱을 연결하는 작업을 진행한다. 상기 드릴링 단계는 드릴비트에 의해 해저 지층을 드릴링하는 작업 외에도 드릴비트를 시추선으로 끌어올리는 등 드릴링과 관련된 작업이 이루어지는 단계를 말한다. 이러한 방식으로 작업할 경우, 데릭 내의 탑드라이브에 의해 케이싱을 하나씩 연결하는 작업에 걸리는 시간만큼을 단축할 수 있고, 이는 상술한 예에서 약 1000m 정도로 케이싱을 연결할 경우 약 130 만불에 달하는 용선료를 절감하는 결과가 된다. 케이싱은 지름을 달리하여 여러 종류가 설치되므로, 전체 케이싱을 설치하는 시간은 더욱 단축되어 그만큼 더 용선료가 절감된다.

통상, 케이싱은 데릭의 내부에 설치된 트레블링 블록과 탑드라이브를 사용하여 연결되므로, 데릭의 외부에서 케이싱을 연결하는 작업을 수행하기 위해서는 이를 위한 추가의 장치가 필요하다. 추가되는 장치로는 케이싱 수평 이송 장치(120), 케이싱 수직 이송 장치(140), 가이드 장치가 있다.

도 4a를 참조하면, 케이싱 수평 이송 장치(120), 케이싱 수직 이송 장치(140), 가이드 장치, 크리스마스 트리 트롤리(X-mas tree trolley; 160) 등이 도시된다.

크레인(110)이 케이싱 적재 장소(101)에 적재된 케이싱(100)을 들어서 캐트워크 상의 케이싱 수평 이송 장치(120) 위에 놓으면, 케이싱 수평 이송 장치(120)는 케이싱(100)을 데릭(130) 외부의 케이싱 수직 이송 장치(140)가 설치된 곳으로 수평으로 이송한다.

케이싱 수직 이송 장치(140)는 케이싱 수평 이송 장치(120)에 의해 이송된 케이싱(100)을 들어서 수직으로 승강하기 위한 장치이다. 상기 케이싱 수직 이송 장치(140)는 레일(141)을 데릭(130)의 외부에 설치하고, 상기 레일(141)에 승강 가능한 승강장치(142)를 설치하여 구성된다. 바람직하게는, 상기 레일(141)은 데릭(130)에 의해 지지된다.

가이드 장치는 케이싱(100)이 수직으로 승강되는 과정에서 흔들리는 것을 방지하도록 가이드하는 장치이다. 가이드 장치(150)에는 상부 케이싱 아암(151)과 하부 케이싱 아암(152)이 포함된다(도 4c 참조). 바람직하게는, 상기 가이드 장치(150)는 케이싱(100)을 파지할 수 있는 아암을 갖는다.

데릭(130)의 하부에는 크리스마스 트리 트롤리(160)가 위치된다. 시추선에는 문풀(3)을 따라서 레일(161)이 설치되고, 상기 레일을 따라서 크리스마스 트리 트롤리(160)가 이동할 수 있도록 구성된다. 상기 크리스마스 트리 트롤리(160)는 시추선에 일반적으로 설치되는 장비로서 크리스마스 트리를 조작하는 것이 주목적이지만, 본 시스템에서는 조립된 케이싱(100)을 웰 센터(well center)로 이송하기 위한 용도로 사용된다. 크리스마스 트리는 유정에서 오일의 흐름을 조절하기 위해 여러 개의 밸브로 이루어진 구조물을 말한다. 웰 센터는 데릭(130) 내에서 탑드라 이브 등의 장비가 위치하여 주된 시추작업이 이루어지는 부분을 말한다.

크리스마스 트리 트롤리(160)에는 파워슬립(170)이 설치된다. 상기 파워슬립(170)은 유압으로 작동되며 케이싱을 파지하여 케이싱의 자유낙하를 방지하는 역할을 한다.

도 4b를 참조하면, 케이싱 수직 이송 장치(140)는 이송된 케이싱(100)을 들어 올린다.

도 4c를 참조하면, 케이싱 수직 이송 장치(140)가 케이싱(100)을 파워슬립(170)을 통해 내리고 있다. 케이싱은 하강하는 과정에서, 상부 케이싱 아암(151)과 하부 케이싱 아암(152)에 의해 안내된다. 케이싱(100)의 하단부가 파워슬립(170)에 도달하면, 파워슬립(170)은 슬립부를 잠가서, 케이싱이 자유낙하하는 것을 방지한다.

도 4d를 참조하면, 케이싱 수직 이송 장치(140)는 상승하여 복귀하고, 크리스마스 트리 크레인(180)이 이동하여 케이싱(100)을 파지한다. 크리스마스 트리 크레인(180)은 시추선에 일반적으로 설치되는 장비로서 크리스마스 트리를 조작하는 것이 주목적이지만, 본 시스템에서는 케이싱을 조작하는 용도로 사용된다. 케이싱 수직 이송 장치(140)를 대신하여 크리스마스 트리 크레인(180)이 케이싱(100)을 파지하는 것은 케이싱 수직 이송 장치(140)에 의해서는 케이싱(100)을 하강할 수 있는 높이와 무게에 한계가 있기 때문이다.

도 4e를 참조하면, 크리스마스 트리 크레인(180)이 승강장치를 이용하여 케이싱(100)을 내리고, 파워슬립(170)이 케이싱의 상단부를 파지한다.

도 4f를 참조하면, 크리스마스 트리 크레인(180)이 승강장치를 올리고 원래의 위치로 복귀한다.

다음에, 크레인(110)이 케이싱 적재 장소(101)에 적재된 다른 케이싱(100)을 들어서 케이싱 수평 이송 장치(120) 위에 놓으면, 케이싱 수평 이송 장치(120)는 케이싱(100)을 케이싱 수직 이송 장치(140) 쪽으로 이송한다(도 4a 참조).

다음에, 케이싱 수직 이송 장치(140)가 이송된 케이싱(100)을 들어올린다(도 4b 참조).

도 4g를 참조하면, 케이싱 수직 이송 장치(140)는 케이싱을 파워슬립(170)이 미리 파지하고 있는 케이싱과 연결할 수 있는 위치까지 내린다. 이때, 상부 케이싱 아암(151)은 아암을 닫아 케이싱(100)을 파지하고, 하부 케이싱 아암(152)은 케이싱을 밀어서 두 개의 케이싱을 연결할 수 있는 위치로 정렬한다.

도 4h를 참조하면, 케이싱 수직 이송 장치(140)는 복귀하고, 케이싱 통(casing tong; 190)이 두 개의 케이싱(100)을 하나로 연결한다.

도 4i를 참조하면, 크리스마스 트리 크레인(180)이 이동하여 케이싱(100)을 파지한 후 승강장치를 이용하여 케이싱을 내리면, 파워슬립(170)이 조립된 케이싱의 상단부를 파지한다.

도 4j를 참조하면, 크리스마스 트리 크레인(180)이 승강장치를 올리고 원래의 위치로 복귀한다.

이러한 과정을 반복 수행하여, 케이싱(100)을 원하는 길이, 예를 들어 1000m만큼 연결한다.

도 4k를 참조하면, 원하는 길이만큼 조립된 케이싱(100)을 파지하고 있는 크리스마스 트리 트롤리(160)는 문풀의 양쪽으로 설치된 레일을 따라 웰 센터로 이동한다. 크리스마스 트리 트롤리(160)가 웰 센터로 이동할 때는, 드릴링 작업이 끝나서 드릴비트를 시추선까지 끌어올린 상태가 된다. 이때, 탑드라이브(200)는 조립된 케이싱(100)의 상부에 연결하기 위한 케이싱 스트링(102)을 파지하고 있다. 케이싱 스트링(102)은 케이싱(100)을 해저 지층으로 내리기 위한 줄의 역할을 한다. 조립된 케이싱(100)은 케이싱 스트링(102)과 연결되어 해저 지층으로 내려지게 된다.

도 4l을 참조하면, 탑드라이브(200)가 케이싱 스트링(102)을 로터리 테이블(210)을 통해 내리면, 케이싱 통(190)이 조립된 케이싱(100)과 케이싱 스트링(102)을 연결한다.

케이싱(100)에 케이싱 스트링(102)이 연결되면, 계속하여 드릴 파이프와 같은 스트링을 연결하여 조립된 케이싱을 승강수단(트레블링 블록, 탑드라이브 등)에 의해 해저로 전진시켜 케이싱 설치 작업을 진행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 단일 데릭(130)을 갖는 시추선에서 탑드라이브(200)에 의해 드릴링 작업이 진행되는 동안에, 데릭(130)의 외부에서 케이싱(100)을 연결하는 작업을 진행한다. 웰 센터에서 드릴링 작업이 종료되면, 조립된 케이싱을 그대로 웰 센터로 이동하여 해저로 내리면 된다. 이러한 경우, 드릴링 작업이 종료된 후, 데릭(130) 내의 탑드라이브(200)에 의해 케이싱을 하나씩 연 결하여 해저로 내리는 것에 비해, 케이싱을 연결하는데 걸리는 시간을 그만큼 단축할 수 있다. 상술한 예에서, 약 45 ft 길이를 갖는 케이싱을 100개 연결하여 약 1000m 정도로 케이싱을 연결할 경우, 본 발명에서는 약 65시간을 단축할 수 있고, 이는 약 130 만불에 달하는 용선료를 절감하는 결과가 된다. 케이싱은 지름을 달리하여 여러 종류가 해저 지층에 설치되므로, 전체 케이싱을 설치하는 시간은 더욱 단축될 수 있어 그만큼 더 용선료가 절감된다.

다만, 본 발명에서는 데릭(130)의 외부에서 케이싱(100)을 연결하는 작업을 진행하기 위해 추가의 장치가 설치된다. 이러한 추가되는 장치로는 케이싱 수평 이송 장치(120), 케이싱 수직 이송 장치(140), 가이드 장치(150)가 있다.

본 발명에서 데릭(130)의 외부에서 케이싱(100)을 연결하기 위해 별도의 장치 비용이 추가된다고 해도, 하나의 시추선으로 수십년간 시추 작업이 이루어지는 것을 감안할 때는 이러한 비용은 절감되는 용선료와 비교할 때는 상당히 적은 것이다. 따라서, 본 발명의 시추 작업 방법을 사용하면, 시추 작업에 걸리는 시간을 단축하여 용선료를 절감할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

도 1은 해수면에서 시추작업을 수행하고 있는 종래의 시추선을 도시한 측면도.

도 2는 종래의 일반적인 데릭의 구조를 도시하는 도면.

도 3a 내지 도 3e는 종래의 시추 작업 초기에 케이싱을 설치하는 과정을 설명하는 도면.

도 4a 내지 도 4l은 본 발명에 따른 해저시추설비에서 데릭의 외부에서 케이싱을 조립하여 데릭 내의 웰 센터로 이송하는 과정을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 케이싱

101 : 케이싱 적재 장소

102 : 케이싱 스트링

110 : 크레인

120 : 케이싱 수평 이송 장치

130 : 데릭

140 : 케이싱 수직 이송 장치

151 : 상부 가이드 아암

152 : 하부 가이드 아암

160 : 크리스마스 트리 트롤리

170 : 파워슬립

180 : 크리스마스 트리 크레인

190 : 케이싱 통

200 : 탑드라이브

210 : 로터리 테이블

Claims (15)

1. 단일 데릭을 갖는 해저시추설비에서의 시추 작업 방법에 있어서,

   드릴비트에 의해 해저 지층에 홀을 형성하기 위한 드릴링 단계;

   상기 드릴링 단계 동안에 데릭의 일측에서 케이싱을 조립하는 케이싱 조립 단계;

   상기 드릴링 단계 종료 후 상기 조립된 케이싱을 해저 지층으로 내려 케이싱을 설치하는 케이싱 설치 단계;를 포함하되,

   상기 케이싱 조립 단계에서, 상기 케이싱은 데릭의 외부에서 크리스마스 트리 트롤리에 설치된 파워슬립에 의해 파지되어 조립되고;

   상기 케이싱 설치 단계에서, 상기 조립된 케이싱은 크리스마스 트리 트롤리에 의해 웰 센터로 이송되는 것;

   을 특징으로 하는 시추 작업 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 케이싱 설치 단계에서, 상기 조립된 케이싱은 웰 센터로 이송된 후 승강수단에 의해 해저 지층으로 내려지는 것을 특징으로 하는 시추 작업 방법.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 케이싱 조립 단계에서,

   케이싱은 데릭의 외부에 위치된 케이싱 수직 이송 장치; 데릭의 외부에 위치되어, 수직으로 승강되는 케이싱을 가이드하는 가이드 장치; 에 의해 수직으로 승강되어 조립되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시추 작업 방법.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 케이싱 수직 이송 장치는 상기 데릭에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 시추 작업 방법.
7. 단일 데릭을 갖는 해저시추설비에 있어서,

   데릭의 외부에 위치된 케이싱 수직 이송 장치;

   데릭의 외부에 위치되어, 수직으로 승강되는 케이싱을 가이드하는 가이드 장치; 및

   데릭의 외부에서 크리스마스 트리 트롤리에 설치된 파워슬립에 의해 파지되어 다수개 조립된 케이싱을 데릭 내의 웰 센터로 이송하는 상기 크리스마스 트리 트롤리;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저시추설비.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 케이싱 수직 이송 장치는 상기 데릭에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 해저시추설비.
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 가이드 장치는 케이싱을 파지할 수 있는 아암을 갖는 것을 특징으로 하는 해저시추설비.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 크리스마스 트리 트롤리에는 상기 케이싱을 조립하기 위한 케이싱 통이 설치되고,

    상기 케이싱 통은 상기 케이싱 조립 단계에서 케이싱을 조립하고, 상기 케이싱 설치 단계에서 웰 센터로 이송된 조립된 상기 케이싱을 케이싱 스트링과 연결하는 것을 특징으로 하는 시추 작업 방법
11. 삭제
12. 청구항 1에 있어서,

    상기 파워슬립은 유압으로 작동하는 것을 특징으로 하는 시추 작업 방법.
13. 청구항 7에 있어서,

    상기 크리스마스 트리 트롤리에 설치되어 상기 케이싱을 조립하고, 조립된 상기 케이싱을 케이싱 스트링과 연결하는 케이싱 통;

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저시추설비.
14. 삭제
15. 청구항 7에 있어서,

    상기 파워슬립은 유압으로 작동하는 것을 특징으로 하는 해저시추설비.

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