KR101271754B1 - Drilling and generating power system of drillship - Google Patents

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Abstract

시추선의 시추 및 발전 시스템이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 시추선의 시추 및 발전시스템은, 시추선 몸체; 시추선 몸체에서 해저면을 향하여 연장 형성되며, 단부에 해저지각을 뚫기위한 드릴이 설치되고, 상기 드릴을 향하여 윤활유가 유동되는 윤활유 공급유로 및 윤활유가 드릴로부터 시추선 몸체를 향하여 회수되는 윤활유 회수유로가 내부에 형성되는 라이저; 및 윤활유 회수유로를 통하여 유동되는 고온의 드릴링 윤활유와 드릴링 윤활유보다 저온인 해수의 온도 차이를 이용하여 전력을 생산하는 온도차 발전장치;를 포함한다.Disclosed is a drilling and power generation system for a drilling vessel.
Drilling and power generation system of the drilling vessel according to an embodiment of the present invention, the drilling vessel body; It is formed extending from the drilling vessel body toward the sea bottom, a drill for drilling the sea crust at the end is installed, the lubricant supply flow path for lubricating oil flows toward the drill and the lubricant recovery flow path where the lubricant is recovered from the drill toward the drilling vessel body A riser formed in the; And a temperature difference generator for generating electric power by using a temperature difference between the high temperature drilling lubricating oil flowing through the lubricating oil recovery flow passage and the seawater having a lower temperature than the drilling lubricating oil.

Description

시추선의 시추 및 발전 시스템{DRILLING AND GENERATING POWER SYSTEM OF DRILLSHIP}DRILLING AND GENERATING POWER SYSTEM OF DRILLSHIP}

본 발명은 시추선의 시추 및 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a drilling and power generation system for a drilling vessel.

해저유전을 탐사하거나 상기 해저유전으로부터 원유 또는 가스를 채굴하기 위한 시추선에는 해전유전을 향하여 연장되는 드릴링 라이저(Riser)와, 상기 드릴링 라이저가 상하방향으로 드나들수 있는 문풀(Moon Pool)이 설치된다.Drilling lines for exploring subsea oil fields or for extracting crude oil or gas from the sea oil fields are provided with a drilling riser extending toward the oil field and a moon pool through which the drilling riser can enter up and down. .

이때, 상기 라이저에는 상기 해전유정에 대한 시추를 수행하는 과정에서, 해저지각을 뚫기 위한 드릴이 설치되며, 상기 라이저는 상기 드릴을 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 드릴링 파이프를 포함한다.At this time, the riser is provided with a drill for drilling the seabed crust in the process of drilling the naval well, the riser includes a drilling pipe for providing a rotational force for rotating the drill.

상기 드릴에 상기 해저지각의 드릴과정에서, 상기 해저지각과 상기 드릴의 마찰력을 감쇄시켜 상기 드릴의 파손을 방지하기 위한 드릴링 윤활유가 상기 라이저를 통하여 상기 드릴로 공급된다. 그리고, 상기 라이저에는, 상기 드릴로 유동된 상기 드릴링 윤활유가 다시 상기 시추선으로 공급되도록 하기 위한 윤활유회수 파이프가 더 구비된다. 이때, 회수되는 상기 드릴링윤활유는 상기 드릴과 상기 해저지각 사이의 마찰열에 의하여 고온으로 가열된다. 그리고, 상기 시추선에는 상기 시추선의 구동을 위한 전력을 생산하기 위하여 일례로 화석연료를 연소시켜 전력을 생산하기 위한 발전시설이 마련된다.In the drill of the subsea crust to the drill, drilling lubricating oil is supplied to the drill through the riser to attenuate the frictional force between the subsea crust and the drill to prevent breakage of the drill. The riser is further provided with a lubricating oil return pipe for supplying the drilling lubricating oil flowing to the drill back to the drilling line. At this time, the recovered drilling lubricating oil is heated to a high temperature by the frictional heat between the drill and the seabed crust. In addition, the drilling vessel is provided with a power generation facility for producing power by burning fossil fuel, for example, to produce power for driving the drilling vessel.

한편, 상기 해저유전이 위치되는 상기 해저지각의 해저면 깊이는 보통 수심 1000 m 이상으로 형성되며, 상기 해저 근처에는 일반적으로 표층수의 온도보다 낮은 온도, 예컨대 2 ℃ ~ 6 ℃ 사이의 온도로 유지되는 심층수가 유동되는 수괴가 형성된다.On the other hand, the seabed depth of the seabed crust on which the seabed oil field is located is usually formed at a depth of more than 1000 m, near the seabed is generally maintained at a temperature lower than the temperature of the surface water, for example, between 2 ℃ ~ 6 ℃ Water masses in which deep water flows are formed.

본 발명의 실시예에 따르면 발전시설을 구비하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 시추선의 시추 및 발전시스템이 제공될 수 있다.According to the embodiment of the present invention can be provided with a drilling and drilling system of a drilling ship that can be provided with a power generation facility to improve energy efficiency.

본 발명의 실시예에 따르면, 시추선 몸체; 상기 시추선 몸체에서 해저면을 향하여 연장 형성되며, 단부에 해저지각을 뚫기위한 드릴이 설치되고, 상기 드릴을 향하여 윤활유가 유동되는 윤활유 공급유로 및 상기 윤활유가 상기 드릴로부터 시추선 몸체를 향하여 회수되는 윤활유 회수유로가 내부에 형성되는 라이저; 및 상기 윤활유 회수유로를 통하여 유동되는 고온의 상기 드릴링 윤활유와 상기 드릴링 윤활유보다 저온인 해수의 온도 차이를 이용하여 전력을 생산하는 온도차 발전장치;를 포함하는 시추선의 시추 및 발전시스템이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the invention, the drilling vessel body; A lubricating oil supply passage is formed extending from the drilling vessel body toward the sea bottom, a drill for drilling a seabed angle at the end, and a lubricating oil supply passage through which lubricating oil flows toward the drill and lubricating oil recovered from the drill toward the drilling vessel body. A riser in which a flow path is formed; And a temperature difference generator for generating electric power using a temperature difference between the high temperature drilling lubricating oil flowing through the lubricating oil recovery flow passage and the seawater having a lower temperature than the drilling lubricating oil. .

또한, 상기 온도차 발전장치는 상기 시추선 몸체에 설치되며, 상기 라이저는, 내부에 상기 윤활유 공급유로가 형성되는 드릴링 파이프; 내부에 상기 윤활유 회수유로가 형성되는 윤활유 회수 파이프; 및 상기 드릴링 파이프 및 상기 윤활유 회수파이프와 함께 연장형성되며, 저온의 상기 해수를 상기 온도차 발전장치로 공급하기 위한 심층수 공급유로가 형성되는 심층수 파이프를 포함할 수 있다.In addition, the temperature difference generator is installed in the drilling vessel body, the riser, the drilling pipe in which the lubricating oil supply passage is formed; A lubricant recovery pipe in which the lubricant recovery path is formed; And a deep water pipe extending along with the drilling pipe and the lubricating oil recovery pipe and having a deep water supply passage for supplying the low temperature seawater to the temperature difference generator.

또한, 상기 윤활유 회수파이프 및 상기 드릴링 파이프는 상기 심층수 파이프의 내부에 설치되며, 상기 심층수 공급유로는상기 심층수 파이프의 내면과 상기 윤활유 회수파이프의 외면 사이에 형성되고, 상기 윤활유 회수파이프의 외면에는 제1단열부재가 설치될 수 있다.In addition, the lubricating oil recovery pipe and the drilling pipe is installed in the deep water pipe, the deep water supply passage is formed between the inner surface of the deep water pipe and the outer surface of the lubricating oil recovery pipe, the outer surface of the lubricating oil recovery pipe One insulation member may be installed.

또한, 상기 심층수 공급파이프에는, 제2단열부재가 설치될 수 있다.In addition, a second insulating member may be installed in the deep water supply pipe.

또한, 상기 해양심층수가 유입되도록 상기 심층수 파이프에 형성되는 심층수 유입홀의 위치는 수면으로부터 1000 m 깊이인 지점과 해저면 사이의 어느 한 위치일 수 있다.In addition, the position of the deep water inflow hole formed in the deep water pipe so that the deep sea water flows may be any position between a point that is 1000 m deep from the water surface and the sea bottom.

또한, 상기 온도차 발전장치는, 작동유체가 저온의 상기 해수와 열교환되어, 기체상태에서 액체상태로 냉각되는 응축부;냉각된 상기 작동유체가 압축되는 압축펌프; 압축된상기 작동 유체가 고온의 상기 드릴링 윤활유와 열교환되어, 고압의 액체상태에서 기체상태로 가열되는 기화부; 및 기화된 상기 작동유체가 공급되어, 내부의 블레이드들을 회전시켜 전력을 생성하며, 상기 작동유체를 상기 응축부로 공급하기 위한 발전터빈;을 포함할 수 있다.The temperature difference generator includes: a condensation unit in which a working fluid is heat-exchanged with the seawater at low temperature, and cooled in a liquid state in a gas state; a compression pump in which the cooled working fluid is compressed; A vaporization unit in which the compressed working fluid is heat-exchanged with the high temperature drilling lubricating oil, and is heated in a gas state in a high pressure liquid state; And a power generation turbine which is supplied with the working fluid vaporized, rotates the blades therein to generate electric power, and supplies the working fluid to the condensation unit.

또한, 상기 온도차 발전장치를 통과한 상기 해수가 공급되며, 상기 시추선 몸체의 흘수선을 조절하기 위하여 상기 해수를 선택적으로 내부에 저수 또는 외부로 배수하는 밸러스팅 유닛;을 더 포함할 수 있다.In addition, the seawater passed through the temperature difference generator is supplied, the ballasting unit for selectively draining the seawater to the water storage or the outside to adjust the draft line of the drilling vessel body may further include.

또한, 상기 라이저의 윤활유 회수유로를 통하여 회수된 드릴링 윤활유를 정화시켜, 정화된 상기 드릴링 윤활유를 상기 라이저의 윤활유 공급유로로 공급하기 위한 윤활유 정화장치;를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a lubricating oil purifying apparatus for purifying the drilling lubricating oil recovered through the lubricating oil recovery channel of the riser and supplying the purified drilling lubricating oil to the lubricating oil supply channel of the riser.

또한, 상기 온도차 발전장치는 해저면에 설치되며, 상기 온도차 발전장치에는 상기 해저면에 인접하여 유동되는 심층수가 유입되는 유입홀 및 상기 심층수가 배출되는 배출홀이 형성될 수 있다.In addition, the temperature difference generator is installed on the sea bottom, the temperature difference generator may be formed with an inlet hole in which the deep water flows adjacent to the sea bottom surface and a discharge hole for the deep water discharged.

본 발명의 실시예에 따른 시추선의 시추 및 발전시스템은 발전시설을 구비하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.Drilling and power generation system of the drilling vessel according to an embodiment of the present invention can be provided with a power plant to improve energy efficiency.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 시추선의 시추 및 발전시스템을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 시추선의 시추 및 발전시스템을 보여주는 블럭도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선도에 따른 라이저의 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 시추선의 시추 및 발전시스템을 보여주는 도면.1 is a view showing a drilling and power generation system of a drilling vessel in a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a drilling and power generation system of a drilling vessel according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the riser according to the III-III diagram of FIG.
4 is a view showing a drilling and power generation system of a drilling vessel according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 시추선의 시추 및 발전시스템을 보여주는 도면이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 시추선의 시추 및 발전시스템을 보여주는 블럭도이다.1 is a view showing a drilling and power generation system of the drilling vessel in the first embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a drilling and power generation system of the drilling vessel according to the first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 시추선의 시추 및 발전시스템(1)은 시추선 몸체(30)와, 라이저(20), 온도차 발전장치(10)를 포함한다.1 and 2, the drilling and power generation system 1 of a drilling vessel according to the present embodiment includes a drilling vessel body 30, a riser 20, and a temperature difference generator 10.

보다 상세히, 시추선 몸체(30)는, 시추선(1)의 외형을 형성하며, 예컨대 자가 운항가능하게 마련되는 선박 또는 다른 선박에 의하여 예인가능하게 형성되는 부유식 해상구조물로 형성될 수 있다. 그리고, 시추선 몸체(30)에는, 라이저(20), 온도차발전장치(10)가 설치된다. 또한, 시추선 몸체(30)에는 시추선 몸체(30) 로부터 외부로 내부의 해수(W)가 배출될 수 있는 해수 배출홀(321)이 형성된다. 또한, 시추선 몸체(30)에는, 라이저(20)를 상하방향,즉 해저(B)에서 시추선 몸체(30) 방향,으로 이동가능하게 지지하기 위한 데릭 유닛(31)과, 드릴(50)에 의한 드릴과정에서 윤활작용을 수행하는 드릴링 윤활유를 정화시키기 위한 윤활유정화장치(36)와, 온도차 발전장치(10)에서 생산된 전력을 저장하기 위한 전력저장유닛(33)과, 시추선 몸체(30)의 흘수선을 조정하기 위한 밸러스팅 유닛 (34)이 설치된다. 이때, 밸러스팅 유닛(34)은 해수 배출홀(321)과 연통되어, 밸러스팅 유닛(34)의 내부에 저장된 해수(W)가 선택적으로 해수 배출홀(321)을 통하여 시추선 몸체(30)의 외부로 배출되도록 할 수 있다.In more detail, the drilling vessel body 30 forms the outline of the drilling vessel 1 and may be formed of, for example, a floating offshore structure which is tolerated by a vessel or other vessel provided for self-operation. The riser 20 and the temperature difference generator 10 are installed in the drilling vessel body 30. In addition, the drilling vessel body 30 is formed with a seawater discharge hole 321 through which the seawater (W) can be discharged from the drilling vessel body 30 to the outside. Further, the drilling vessel body 30 includes a derrick unit 31 for supporting the riser 20 so as to be movable upward and downward, that is, in the direction of the drilling vessel body 30 in the seabed B, and by the drill 50. Lubricating oil purification device 36 for purifying the drilling lubricating oil performing lubrication during the drilling process, the power storage unit 33 for storing the power produced by the temperature difference generator 10, and the drilling vessel body 30 A ballasting unit 34 is installed for adjusting the water line. At this time, the ballasting unit 34 is in communication with the seawater discharge hole 321, so that the seawater (W) stored in the ballasting unit 34 selectively through the seawater discharge hole 321 of the drilling vessel body 30 Can be discharged to the outside.

여기서, 드릴링 윤활유는 드릴에 윤활작용 및 드릴 홀(Hole)의 압력을 안정시키는 등의 역할을 수행하는 유체로써, 물 또는 Fuel Oil 속에 용해된 벤토나이트 (Bentonite) 및 콜로이드(Colloide) 형태의 점토 및 기타 공지된 구성성분을 포함하는 것을 칭한다. Here, the drilling lubricating oil is a fluid that plays a role of lubricating the drill and stabilizing the pressure of the drill hole, such as bentonite and colloidal clay and other dissolved in water or fuel oil. It is to include known components.

상기 라이저(20)는 시추선(1)이 해상에서 원유를 시추 또는 채굴하기 위하여, 시추선 몸체(30)에서 해저면(B)을 향하여 연장형성되며, 라이저(20)의 단부에 해저지각을 뚫기 위한 드릴(50)이 설치된다. 이때, 해저면(B)에는 라이저(20)가 관통되며, 드릴(50)에 의하여 뚫려진 공간의 압력을 조절하여 폭발을 방지하기 위한 폭발방지장치(40)가 설치될 수 있다.The riser 20 is a drilling line (1) for drilling or mining crude oil at sea, extending from the drilling vessel body 30 toward the bottom surface (B), for drilling a seabed angle at the end of the riser 20 Drill 50 is installed. At this time, the riser 20 penetrates the sea bottom surface B, and an explosion prevention device 40 for preventing explosion by adjusting the pressure of the space drilled by the drill 50 may be installed.

또한, 시추선 몸체(30)로부터 라이저(20)를 통하여 드릴(50)로, 드릴(50)의 상기 해저지각의 드릴링 과정에서 윤활작용을 하는 상기 드릴링 윤활유가 공급되며, 라이저(20)에는 시추선 몸체(30)로부터 상기 드릴링 윤활유(O)를 드릴(50) 측으로 유동되도록 위한 윤활유 공급유로(21) 및 드릴(50)측으로 공급되어 윤활작용을 수행한 다음, 자갈, 모래 등과 같은 불순물과 섞인 상기 드릴링 윤활유(O)가 시추선 몸체(30)로 회수되도록 하는 윤활유 회수유로(22)가 형성된다. 이때, 윤활유 공급유로(21) 및 윤활유 회수유로(22)는 시추선 몸체(30)의 윤활유 정화장치(도2의 36)에 연결되고, 윤활유 정화장치(36)는 윤활유 회수유로(22)를 거쳐 회수되는 상기 드릴링 윤활유(O)로부터 상기 불순물을 걸러내어, 정화된 상기 드릴링 윤활유(O)를 다시 윤활유 공급유로(21)를 통하여 드릴(50) 측으로 공급한다.In addition, the drilling lubricating oil, which is lubricated in the drilling process of the seabed crust of the drill 50, is supplied to the drill 50 from the drilling vessel body 30 through the riser 20, and the riser 20 is provided with the drilling vessel body. The drilling lubricating oil O from the 30 is supplied to the lubricating oil supply passage 21 and the drill 50 to flow to the drill 50 side to perform lubrication, and then the drilling mixed with impurities such as gravel, sand, and the like. A lubricating oil recovery passage 22 is formed so that the lubricating oil O is recovered to the drilling vessel body 30. At this time, the lubricating oil supply passage 21 and the lubricating oil recovery passage 22 are connected to the lubricating oil purification apparatus (36 in FIG. 2) of the drilling vessel body 30, and the lubricating oil purification apparatus 36 passes through the lubricating oil recovery passage 22. The impurities are filtered out of the recovered drilling lubricating oil (O), and the purified drilling lubricating oil (O) is supplied to the drill 50 side through the lubricating oil supply passage 21 again.

한편, 라이저(20)에는 예컨대, 2 ℃ ~ 6 ℃로 형성되는 저온의 해수(W)를 시추선 몸체(30) 측으로 공급하기 위한 심층수 공급유로(23)가 더 형성된다. 이때, 심층수 공급유로(23)는, 윤활유 공급유로(21) 및 윤활유 회수유로(22)와 달리, 해저면(B)까지 연장형성되지 않고, 일정 깊이(d)까지만 연장형성되어, 일정 깊이(d)에 위치되는 수괴(水槐)로부터 상기 심층수를 취수하여 시추선 몸체(30)로 공급할 수 있다.Meanwhile, the riser 20 is further provided with a deep water supply passage 23 for supplying, for example, low temperature seawater W formed at 2 ° C. to 6 ° C. to the drilling vessel body 30. At this time, the deep water supply passage 23, unlike the lubricating oil supply passage 21 and the lubricating oil recovery passage 22, does not extend to the sea bottom surface B, but only extends to a predetermined depth d, The deep water may be taken out of the water mass located in d) and supplied to the drilling vessel body 30.

본 실시예에 따른 라이저(20)의 심층수 공급유로(23)가 형성되는 수면 깊이는(d)는 일례로 1000 m 일 수 있으며, 심층수 공급유로(23)가 해저면(B)에 인접한 위치 또는 해저면(B)까지 연장형성되어 상기 심층수가 유입되도록 하는 구성 또한 본 발명의 구성에 포함된다고 할 것이다.The depth of the water surface in which the deep water supply passage 23 of the riser 20 according to the present embodiment is formed may be 1000 m, for example, and the deep water supply passage 23 may be adjacent to the sea bottom B. Formed to extend to the sea floor (B) is to be included in the configuration of the present invention to allow the deep water flows.

한편, 상기 온도차 발전장치(10)에는 심층수 공급유로(23)를 통하여 시추선 몸체(30) 측으로 유동되는 저온의 심층수인 해수(W)와, 윤활유 회수유로(23)를 통하여 시추선 몸체(30) 측으로 유동되는 고온의 드릴링 윤활유(O)가 공급되며, 온도차 발전장치(10)는 해수(W) 및 드릴링 윤활유(O)의 온도차이를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 이때, 드릴링 윤활유(O)는 윤활유 회수유로(23)로부터 윤활유정화장치(36)로 유입되기 전에, 온도차 발전장치(10)로 공급될 수 있다.On the other hand, the temperature difference generator 10 has a deep sea water (W) of low temperature deep water flowing to the drilling vessel body 30 side through the deep water supply passage 23 and the lubricating oil recovery passage 23 toward the drilling vessel body 30 side. The flowing high temperature drilling lubricating oil (O) is supplied, the temperature difference generator 10 may produce power using the temperature difference between the sea water (W) and the drilling lubricating oil (O). In this case, the drilling lubricating oil O may be supplied to the temperature difference generator 10 before flowing into the lubricating oil purification apparatus 36 from the lubricating oil recovery passage 23.

온도차 발전장치(10)는, 작동유체(R)가 저온의 해수(W)와 열교환되어 기체상태에서 액체상태로 냉각되는 응축부(11)와, 응축부(11)에서 냉각된 작동유체(R)가 응축부(11)에서의 압력보다 높은 압력으로 압축되는 압축펌프(12)와, 압축펌프(12)에서 압축된 작동유체(R)가 드릴링 윤활유(O)와 열교환되어 고압의 액체상태에서 기체상태로 가열되는 기화부(13)와, 기화부(13)에서 고압의 기체로 기화된 작동유체(R)가 공급되어 내부의 블레이드들을 회전시켜 전력을 생성하면서 상기 블레이드들을 회전시킨 작동유체(R)를 응축부(11)로 공급하는 발전터빈(14)을 포함한다. 본 실시예에 따른 시추선(1)의 온도차 발전장치(10)의 작동유체(R)는 예컨대 암모니아일 수 있으며, 작동유체(R)는 응축부(11), 압축펌프(12), 기화부(13) 및 발전터빈(14)을 차례로 순환하며, 전력이 생산되도록 한다. 이때, 발전터빈(14)에서 생산된 전력은 전력저장유닛(33)에 저장되어, 시추선(1)의 구동에 사용될 수 있다.The temperature difference generator 10 includes a condensation unit 11 in which the working fluid R is heat-exchanged with low temperature seawater W and cooled in a liquid state in a gas state, and the working fluid R cooled in the condensation unit 11. ) Is compressed to a pressure higher than the pressure in the condensation unit 11, and the working fluid (R) compressed in the compression pump 12 is heat-exchanged with the drilling lubricant (O) in a high pressure liquid state A vaporization unit 13 heated in a gaseous state and a working fluid R vaporized with a high-pressure gas from the vaporization unit 13 are supplied to a working fluid in which the blades are rotated while generating electric power by rotating the blades therein ( It includes a power generation turbine 14 for supplying R) to the condensation unit (11). The working fluid R of the temperature difference generator 10 of the drilling vessel 1 according to the present embodiment may be, for example, ammonia, and the working fluid R may be a condensation unit 11, a compression pump 12, and a vaporization unit ( 13) and the power generation turbine 14 in turn, so that power is produced. At this time, the power produced by the power generation turbine 14 is stored in the power storage unit 33, it can be used to drive the drilling line (1).

한편, 응축부(11) 및 기화부(13)에는 각각 작동유체(R)가 응축 또는 기화되는 응축공간(111) 및 기화공간(131)이 형성된다. 그리고, 응축공간(111) 및 기화공간(131)에는 해수(W) 및 드릴링 윤활유(O)가 유동되며 작동유체(R)와 열교환되기 위한 제1열교환부(112) 및 제2열교환부(132)가 설치된다. On the other hand, the condensation unit 11 and the vaporization unit 13 is formed with a condensation space 111 and the vaporization space 131 in which the working fluid (R) is condensed or vaporized, respectively. In addition, the seawater (W) and the drilling lubricating oil (O) flow in the condensation space 111 and the vaporization space 131, and the first heat exchanger 112 and the second heat exchanger 132 for heat exchange with the working fluid R. ) Is installed.

이때, 제1열교환부(112)는 심층수 공급유로(23)와 연통되어 해수(W)가 유동되도록 할 수 있으며, 제2열교환부(132)는 표층수 공급유닛(35)과 연통되어 드릴링 윤활유(O)가 유동되도록 할 수 있다.In this case, the first heat exchange part 112 may be in communication with the deep water supply passage 23 to allow the sea water (W) to flow, and the second heat exchange part 132 may be in communication with the surface water supply unit 35 to drill drilling lubricants ( O) can be made to flow.

그리고, 제1열교환부(112)는 상기 밸러스팅 유닛(34)과 연통됨으써, 제1열교환부(112)를 거쳐 열교환되는 해수(W)는 밸러스팅 유닛(34)으로 공급될 수 있다. 밸러스팅 유닛(34)에 공급된 해수(W)는 선택적으로 밸러스팅 유닛(34)의 내부에 저장되거나 밸러스팅 유닛(34)과 연통되는 시추선 몸체(30)의 해수 배출홀(321)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.In addition, since the first heat exchanger 112 communicates with the ballasting unit 34, the seawater W that is heat-exchanged through the first heat exchanger 112 may be supplied to the ballasting unit 34. The seawater W supplied to the ballasting unit 34 is optionally stored in the ballasting unit 34 or through the seawater discharge hole 321 of the drilling vessel body 30 in communication with the ballasting unit 34. It can be discharged to the outside.

한편, 제2열교환부(112)를 거쳐 열교환되는 드릴링 윤활유(O)는 윤활유정화장치(36)에 공급되어, 드릴(50)의 상기 드릴링 과정에서 혼합되는 자갈 또는 진흙과 같은 이물질이 걸러진 다음, 다시 윤활유 공급유로(21)를 통하여 드릴(50)로 다시 공급된다.On the other hand, the drilling lubricating oil O, which is heat-exchanged through the second heat exchanger 112, is supplied to the lubricating oil purification device 36 to filter foreign matter such as gravel or mud mixed in the drilling process of the drill 50, The lubricating oil supply passage 21 is again supplied to the drill 50.

즉, 본 실시예에 따르면 원유의 시추 또는 채굴을 위한 시추선(1)에서, 해저면(B)을 향하여 연장형성되는 라이저(20)를 통하여 저온의 해수(W)를 취수(取水)하고, 해수(W)와 드릴링 윤활유(O)의 온도차이를 이용하여 전력을 생산함으로써, 전력을 생산하기 위한 화석연료의 소모가 감소될 수 있다.That is, according to the present embodiment, in the drilling vessel 1 for drilling or mining of crude oil, the low temperature seawater W is collected through the riser 20 extending toward the sea bottom B, and the seawater By producing electric power using the temperature difference between W and the drilling lubricating oil O, the consumption of fossil fuel for producing electric power can be reduced.

본 실시예에 따른 시추 및 발전시스템(1)의 온도차발전장치(10)에서 열교환된 해수(W)는 밸러스팅 유닛(34)을 통하여 시추선(1)의 외부로 배출되는 것으로 설명되고 있으나, 열교환된 해수(W)가 밸러스팅 유닛(34)을 거치지 않고 바로 시추선(1)의 외부로 배출되는 구성 또한 본 실시예의 구성에 포함된다고 할 것이다.Seawater (W) heat exchanged in the temperature difference generator 10 of the drilling and power generation system 1 according to the present embodiment is described as being discharged to the outside of the drilling vessel 1 through the ballasting unit 34, It will be said that the configuration of the seawater (W) is discharged directly to the outside of the drilling vessel 1 without passing through the ballasting unit 34 is also included in the configuration of this embodiment.

이하에선, 드릴링 윤활유(O) 및 해수(W)가 유동되는 라이저(20)의 구성을 상세하게 설명한다.Below, the structure of the riser 20 through which the drilling lubricating oil O and the seawater W flow is demonstrated in detail.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선도에 따른 라이저의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the riser according to the III-III diagram of FIG. 1.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 라이저(20)는, 드릴링 파이프(24)와, 윤활유 회수파이프(25)와, 심층수 파이프(26)와, 제1단열부재(271)와, 제2단열부재(272)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the riser 20 according to the present embodiment includes a drilling pipe 24, a lubricating oil recovery pipe 25, a deep water pipe 26, a first insulation member 271, and a second Insulating member 272 is included.

보다 상세히, 드릴링 파이프(24)는, 단부에 드릴(50)이 설치되며, 내부에 드릴링 윤활유(O)가 시추선 몸체(30)로부터 드릴(50)을 향하여 유동되는 윤활유 공급유로(21)가 형성된다.In more detail, the drilling pipe 24 has a drill 50 installed at an end thereof, and a lubricating oil supply passage 21 through which drilling lubricating oil O flows from the drilling vessel body 30 toward the drill 50 is formed therein. do.

그리고, 윤활유 회수파이프(25)는 드릴링 파이프(24)의 외주면을 둘러싸도록 형성되며, 윤활유 회수파이프(25)의 내면과 드릴링 파이프(24)의 외면 사이에는 윤활유 회수유로(22)가 형성된다.The lubricating oil recovery pipe 25 is formed to surround the outer circumferential surface of the drilling pipe 24, and a lubricating oil recovery channel 22 is formed between the inner surface of the lubricating oil recovery pipe 25 and the outer surface of the drilling pipe 24.

그리고, 심층수 파이프(26)는 윤활유 회수파이프(25)의 둘러싸도록 형성되며, 심층수 파이프(26)의 내면과 윤활유 회수파이프(25)의 외면 사이에는 심층수 공급유로(23)가 형성된다.The deep water pipe 26 is formed to surround the lubricating oil recovery pipe 25, and a deep water supply passage 23 is formed between the inner surface of the deep water pipe 26 and the outer surface of the lubricating oil recovery pipe 25.

즉, 드릴링 파이프(24) 및 심층수 파이프(26)가 각각 라이저(20)의 중심측 및 외곽측에 위치되며, 드릴링 파이프(24) 및 심층수 파이프(26) 사이에 윤활유 회수파이프(25)가 형성된다.That is, the drilling pipe 24 and the deep water pipe 26 are located at the center side and the outer side of the riser 20, respectively, and the lubricating oil recovery pipe 25 is formed between the drilling pipe 24 and the deep water pipe 26. do.

한편, 드릴(50)에 의한 상기 해저지각의 드릴링 과정에서 마찰에 의하여 고온의 열이 발생되며, 상기 열에 의하여 드릴(50)로부터 회수되는 드릴링 윤활유(O)는 고온으로 가열된다. 따라서, 윤활유 회수파이프(25)의 외주면에는 제1단열부재(271)가 배치되어, 윤활유 회수유로(22)를 따라서 유동되는 고온의 드릴링 윤활유(O)와 심층수 공급유로(23)를 따라서 유동되는 저온의 심층수인 해수(W)사이에 열교환되는 것을 억제할 수 있다.On the other hand, high temperature heat is generated by friction during the drilling of the seabed crust by the drill 50, and the drilling lubricating oil O recovered from the drill 50 by the heat is heated to a high temperature. Accordingly, the first insulating member 271 is disposed on the outer circumferential surface of the lubricant recovery pipe 25 and flows along the high temperature drilling lubricant O and the deep water supply channel 23 flowing along the lubricant recovery channel 22. It is possible to suppress heat exchange between seawater W which is a low temperature deep water.

또한, 심층수 파이프(26)의 외주면에는 제2단열부재(272)가 배치되어, 심층수 공급유로(23)를 따라서 유동되는 저온의 해수(W)와 라이저(20) 주변의 해수가 열교환되는 것을 억제할 수 있다.In addition, a second insulating member 272 is disposed on an outer circumferential surface of the deep water pipe 26 to prevent heat exchange between the low temperature seawater W flowing along the deep water supply passage 23 and the seawater around the riser 20. can do.

본 발명의 실시예에 의하면, 해저면(B)까지 연장되는 라이저(20)를 이용하여 저온의 해수(W)를 취수함으로써, 원유의 시추 또는 채굴과 동시에 해수(W)의 취수가 수행될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by taking the low-temperature seawater (W) using the riser 20 extending to the sea bottom (B), withdrawal of seawater (W) can be performed simultaneously with drilling or mining of crude oil. have.

본 실시예에 따른 시추선(1)의 라이저(20)는 일례로 해양지각을 뚫기위한 회전력을 전달하기 위한 드릴링 라이저(Drilling Riser)로 형성되는 것으로 설명되고 있으나, 라이저(20)가 드릴링 과정이 완료된 상태에서 해저유전으로부터 원유를 채굴하기 위한 채굴용 라이저로 형성되는 구성 또한 본 실시예의 구성에 포함된다고 할 것이다. 물론, 이러한 경우, 라이저(20)에는 해저유전으로부터 시추선(1)을 향하여 원유를 수송하기 위한 수송 파이프 및 수송유로가 형성될 수 있다.Although the riser 20 of the drilling vessel 1 according to the present embodiment is described as being formed as a drilling riser for transmitting a rotational force for drilling a sea crust as an example, the riser 20 has completed the drilling process. It will be said that the configuration formed by the mining riser for mining crude oil from the subsea oil field in the state is also included in the configuration of the present embodiment. Of course, in this case, the riser 20 may be formed with a transport pipe and a transport passage for transporting crude oil from the seabed oil field toward the drilling vessel 1.

또한, 본 실시예에서는 시추선(1)의 라이저(20)를 통하여 유동되는 심층수를 이용하여 온도차 발전을 수행하는 것으로 설명되고 있으나, 시추선(1)이 부유되는 해상의 표층수와 고온의 드릴링 윤활유의 온도차이를 이용하여 온도차 발전을 수행하는 구성 또한 본 발명의 실시예에 포함된다고 할 것이다.In addition, in the present embodiment, it is described that temperature difference generation is performed by using the deep water flowing through the riser 20 of the drilling vessel 1, but the surface surface water at which the drilling vessel 1 is suspended and the temperature of the high temperature drilling lubricant It will be said that the configuration for performing the temperature difference generation using the difference is also included in the embodiment of the present invention.

이상에서는 본 발명의 바람직한 발명에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.Although the above has been illustrated and described with respect to the preferred invention of the present invention, the invention is not limited to the specific embodiments described above, it is common in the art to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications may be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the scope of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 시추선의 시추 및 발전시스템을 보여주는 도면이다.4 is a view showing a drilling and power generation system of a drilling vessel according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예는 라이저의 구조 및 온도차 발전장치가 설치되는 구성에 있어서, 차이가 있을 뿐 다른 구성에 있어서는 도 1 내지 도 3의 제1실시예에 따른 시추선의 시추 및 발전시스템의 구성과 동일하므로 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.This embodiment is different from the structure of the riser structure and the temperature difference generator is installed, the other configuration is the same as the configuration of the drilling and power generation system of the drilling vessel according to the first embodiment of Figs. In the following description, the characteristic parts of the present embodiment will be described.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 시추 및 발전시스템(1)의 온도차 발전장치(60)는 해저면(B)에 설치된다. 그리고, 온도차 발전장치(60)에는 저온의 해수(W)인 심층수가 유입되는 유입홀(61) 및 상기 해수(W)가 배출되는 배출홀(62)이 형성되며, 라이저(20)의 윤활유 회수유로(22)를 따라서 유동되는 고온의 드릴링 윤활유(O)가 공급된다.4, the temperature difference generator 60 of the drilling and power generation system 1 according to the present embodiment is installed on the sea bottom B. In addition, the temperature difference generator 60 is formed with an inlet hole 61 through which deep water, which is low temperature sea water W, and a discharge hole 62 through which the sea water W is discharged, and recovering the lubricating oil of the riser 20. The high temperature drilling lubricating oil O flowing along the flow path 22 is supplied.

즉, 본 실시예에 따른 시추 및 발전시스템(1)의 온도차 발전장치(60)에는 저온의 심층수인 해수(W)가 라이저(20)를 통한 이송과정 없이 바로 공급되며, 드릴링 윤활유(O)가 라이저(20)를 통한 이송이 수행되기 전에 공급됨으로써, 해수(W)와 드릴링 윤활유(O)의 온도차이가 극대화될 수 있는 장점이 있다.That is, the deep sea water (W), which is a low temperature deep water, is directly supplied to the temperature difference generator 60 of the drilling and power generation system 1 according to the present embodiment without the transfer process through the riser 20, and the drilling lubricant O is By being supplied before the transfer through the riser 20 is performed, there is an advantage that the temperature difference between the seawater (W) and the drilling lubricant (O) can be maximized.

1 : 시추선 10 : 온도차 발전장치
20 : 라이저 30 : 시추선 몸체1: drilling vessel 10: temperature difference generator
20: riser 30: drilling vessel body

Claims (9)

시추선 몸체;
상기 시추선 몸체에서 해저면을 향하여 연장 형성되며, 단부에 해저지각을 뚫기 위한 드릴이 설치되고, 상기 드릴을 향하여 드릴링 윤활유가 유동되는 윤활유 공급유로 및 상기 드릴링 윤활유가 상기 드릴로부터 시추선 몸체를 향하여 회수되는 윤활유 회수유로가 내부에 형성되는 라이저; 및
작동유체를 저온의 해수와 열교환하여 냉각시키고, 상기 냉각된 작동유체를 상기 윤활유 회수유로를 통하여 유동되는 고온의 드릴링 윤활유와 열교환하여 기체상태로 기화시키고, 상기 기화된 작동유체를 이용하여 터빈을 회전시켜 전력을 생산하는 온도차 발전장치;를 포함하는 시추선의 시추 및 발전시스템.Drilling line body;
The drill line body extends toward the sea bottom and is provided with a drill for drilling a sea bottom angle at an end thereof, and a lubricating oil supply passage through which drilling lubricating oil flows toward the drill, and the drilling lubricating oil is recovered from the drill toward the drilling line body. A riser having a lubricating oil recovery passage formed therein; And
The working fluid is cooled by heat exchange with cold seawater, the cooled working fluid is exchanged with hot drilling lubricating oil flowing through the lubricating oil return flow path to vaporize in a gaseous state, and the turbine is rotated using the vaporized working fluid. Drilling and power generation system of a drilling vessel comprising a; 제 1 항에 있어서,
상기 온도차 발전장치는 상기 시추선 몸체에 설치되며,
상기 라이저는,
내부에 상기 윤활유 공급유로가 형성되는 드릴링 파이프;
내부에 상기 윤활유 회수유로가 형성되는 윤활유 회수 파이프; 및
상기 저온의 해수를 상기 온도차 발전장치로 공급하는 심층수 공급유로가 형성되는 심층수 파이프;를 포함하는 시추선의 시추 및 발전시스템.The method of claim 1,
The temperature difference generator is installed in the drilling vessel body,
The riser is,
A drilling pipe in which the lubricating oil supply passage is formed;
A lubricant recovery pipe in which the lubricant recovery path is formed; And
Drilling and power generation system comprising a; deep sea water pipe is formed a deep water supply passage for supplying the low temperature sea water to the temperature difference generator. 제 2 항에 있어서,
상기 드릴링 파이프 및 상기 윤활유 회수 파이프는 상기 심층수 파이프의 내부에 설치되며,
상기 심층수 공급유로는 상기 심층수 파이프의 내면과 상기 윤활유 회수 파이프의 외면 사이에 형성되되,
상기 윤활유 회수 파이프의 외면에는 제1단열부재가 설치되는 시추선의 시추 및 발전시스템.3. The method of claim 2,
The drilling pipe and the lubricating oil return pipe are installed in the deep water pipe,
The deep water supply passage is formed between the inner surface of the deep water pipe and the outer surface of the lubricating oil recovery pipe,
A drilling and power generation system for a drilling vessel having a first insulation member installed on an outer surface of the lubricating oil recovery pipe. 제 2 항에 있어서,
상기 심층수 파이프에는 제2단열부재가 설치되는 시추선의 시추 및 발전시스템.3. The method of claim 2,
Drilling and power generation system of the drilling vessel that the second insulation member is installed in the deep water pipe. 제 2 항에 있어서,
상기 심층수 파이프에 형성되는 심층수 유입홀의 위치는 수면으로부터 1000 m 깊이인 지점과 해저면 사이의 어느 한 위치인 시추선의 시추 및 발전시스템.3. The method of claim 2,
The deep water inlet hole formed in the deep water pipe is a drilling and power generation system of the drilling vessel, which is any position between the point and the bottom surface 1000 m deep from the water surface. 제 1 항에 있어서,
상기 온도차 발전장치는,
상기 작동유체를 상기 저온의 해수와 열교환하여 냉각시키는 응축부;
상기 냉각된 작동유체를 압축하는 압축펌프;
상기 압축된 작동유체를 상기 고온의 드릴링 윤활유와 열교환하여 기체상태로 기화시키는 기화부; 및
상기 기화된 작동유체가 공급되어, 내부의 블레이드들을 회전시켜 전력을 생산하며, 상기 작동유체를 상기 응축부로 공급하는 상기 터빈;을 포함하는 시추선의 시추 및 발전시스템.The method of claim 1,
The temperature difference generator,
A condenser for cooling the working fluid by exchanging heat with the low temperature seawater;
A compression pump for compressing the cooled working fluid;
A vaporization unit for vaporizing the compressed working fluid with the high temperature drilling lubricating oil to vaporize it into a gas state; And
And a turbine for supplying the vaporized working fluid to rotate the blades therein to produce electric power, and supplying the working fluid to the condensation unit. 제 1 항에 있어서,
상기 온도차 발전장치를 통과한 상기 해수를 선택적으로 내부에 저수하거나 외부로 배수하는 밸러스팅 유닛을 더 포함하는 시추선의 시추 및 발전시스템.The method of claim 1,
And a ballasting unit for selectively storing the seawater passing through the temperature generator and draining it outwardly. 제 1 항에 있어서,
상기 윤활유 회수유로를 통하여 회수된 드릴링 윤활유를 정화시키고, 정화된 상기 드릴링 윤활유를 상기 윤활유 공급유로로 공급하는 윤활유 정화장치를 더 포함하는 시추선의 시추 및 발전시스템.The method of claim 1,
And a lubricating oil purifying apparatus for purifying the drilling lubricating oil recovered through the lubricating oil recovery channel, and supplying the purified drilling lubricating oil to the lubricating oil supply channel. 제 1 항에 있어서,
상기 온도차 발전장치는 해저면에 설치되며,
상기 해저면 근방의 해수가 유입되는 유입홀 및 상기 해수가 배출되는 배출홀이 형성되는 시추선의 시추 및 발전시스템.The method of claim 1,
The temperature difference generator is installed on the bottom of the sea,
A drilling and power generation system for a drilling vessel in which an inflow hole into which seawater near the sea bottom flows and an discharge hole through which seawater is discharged are formed.
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