KR101544814B1 - 시추 시스템의 이종파이프 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 이종파이프, 예컨대 라이저와 드릴파이프의 이송 및 핸들링에 리던던시(redundancy) 및 듀얼(dual) 개념을 적용함으로써 시추작업에 대한 안정성 및 생산성을 개선시킬 수 있는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 이동레일에 설치되는 본체; 상기 본체에 길이방향을 따라 서로 다른 종류의 제 1 및 제 2 파이프가 슬라이딩 가능하게 각각 지지되도록 마련되는 제 1 및 제 2 지지부; 및 상기 제 1 및 제 2 파이프가 각각 걸리는 제 1 및 제 2 걸림부가 마련되고, 상기 본체의 길이방향을 따라 왕복 이동함으로써 제 1 및 제 2 파이프 각각을 서로 반대되는 방향으로 이송시키는 트롤리;를 포함한다.

Description

시추 시스템의 이종파이프 이송장치{Drilling system using apparatus for moving other types pipe}

본 발명은 이종파이프 이송장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 이종파이프, 예컨대 라이저와 드릴파이프의 이송 및 핸들링에 리던던시(redundancy) 및 듀얼(dual) 개념을 적용하도록 구성된 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 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 일점에 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 드릴파이프(drill pipe)가 상하로 이동될 수 있도록 문풀(moonpool)이 형성되어 있으며, 문풀 상부에 시추 작업을 위한 타워 형태의 데릭(derrick)이 설치된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 시추선의 데릭 구조를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 시추선의 데릭 구조는 상부갑판(21)의 상부에 위치하는 드릴플로어(22)에 데릭(20)이 설치된다. 파이프 적재공간에 가로로 적재된 드릴파이프(drill pipe; 5)는 세워져서 탑드라이브(top drive; 23) 및 로터리 테이블(rotary table; 24)에 의해 파지된다. 데릭(20)에는 탑드라이브(23) 및 트레블링 블록(25)을 구동하는 케이블, 윈치 등이 마련된다. 2개 이상의 드릴파이프(5)가 서로 결합된 후, 결합된 드릴파이프(5)는 문풀을 통해 하향 전진된다. 이와 같은 데릭(20)은 스틸로 만들어진 격자형(lattice)의 타워이며, 높이가 디자인에 따라 차이를 가지지만, 약 50m 정도가 된다.

또한 시추선의 데릭 구조에서, 시추 시스템은 성능을 향상시키기 위한 종래 기술로서, 한국공개특허 제10-2011-0026057호의 2개의 승강수단이 설치된 갠트리형 데릭과 이를 포함하는 시추선과, 한국공개특허 제10-2012-0059820호의 듀얼 탑드라이브를 가지는 데릭 등이 도출된 바 있다. 그러나 이와 같은 종래 기술들은 2개의 승강수단들이 정지시간 없이 연속적으로 작업을 수행하는데 어려움이 따르고, 이로 인해 작업 효율을 높이는데 한계를 가지는 문제점을 가지고 있었다.

그러나, 이러한 종래 기술들은 승강수단이나 탑드라이브가 듀얼 개념으로 구성됨에 반하여, 라이저(riser)와 드릴파이프(drill pipe)를 각각 핸들링(handling)하는 피딩 머신(feeding machine)에 대해서 이러한 개념이 도입되지 않아, 시추작업의 효율이나 생산성 향상에 한계를 가지는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이종파이프, 예컨대 라이저와 드릴파이프의 이송 및 핸들링에 리던던시(redundancy) 및 듀얼(dual) 개념을 적용함으로써, 시추작업에 대한 안정성 및 생산성을 개선시키는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 이동레일에 설치되는 본체; 상기 본체에 길이방향을 따라 서로 다른 종류의 제 1 및 제 2 파이프가 슬라이딩 가능하게 각각 지지되도록 마련되는 제 1 및 제 2 지지부; 및 상기 제 1 및 제 2 파이프가 각각 걸리는 제 1 및 제 2 걸림부가 마련되고, 상기 본체의 길이방향을 따라 왕복 이동함으로써 제 1 및 제 2 파이프 각각을 서로 반대되는 방향으로 이송시키는 트롤리;를 포함하는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치가 제공된다.

상기 제 1 및 제 2 파이프는, 각각 라이저 및 드릴파이프이고, 상기 본체에 어느 하나가 선택적으로 지지될 수 있다.

상기 제 1 지지부는, 상기 본체의 일단에 제 1 파이프의 일단이 안착되도록 상방으로 개방되는 홈을 가지는 지지블록으로 이루어질 수 있다.

상기 제 1 걸림부는, 상기 제 1 지지부와 함께 제 1 파이프를 지지하도록 상기 트롤리의 상부에 요면이 마련되고, 상기 요면에 제 1 파이프의 타단에 접하도록 지지판이 마련될 수 있다.

상기 제 2 지지부는, 상기 본체에 상방으로 노출되도록 길이방향을 따라 설치되는 지지레일로 이루어질 수 있다.

상기 제 2 걸림부는, 상기 제 2 파이프의 끝단에 접하도록 상기 트롤리에 형성되는 돌출부로 이루어질 수 있다.

상기 트롤리는, 제 1 걸림부가 형성되는 상부 몸체와 제 2 걸림부가 형성되는 하부 몸체를 포함하며, 상기 하부 몸체는 주행롤러에 의해 상기 지지레일 상에 이동 가능하게 설치되며, 상기 상부 몸체는 상기 하부 몸체 상에 전후로 회전 가능하도록 힌지 결합될 수 있다.

상기 트롤리에 마련되는 가이드롤러; 및 상기 본체에 길이방향을 따라 마련되고, 상기 가이드롤러가 이동하도록 설치되는 가이드레일;을 더 포함할 수 있다.

상기 본체는, 상기 제 1 및 제 2 파이프를 인덱싱하기 위한 인덱싱장치가 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 서로 다른 종류의 제 1 및 제 2 파이프가 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 각각 설치될 수 있도록 하되, 제 1 및 제 2 파이프 중 어느 하나가 설치되는 본체; 및 상기 본체에 설치되는 제 1 및 제 2 파이프가 각각 걸리게 되고, 상기 본체의 길이방향을 따라 왕복 이동이 가능하며, 상기 왕복 이동을 통해, 상기 제 1 또는 제 2 파이프 각각을 서로 반대되는 방향으로 이송시키는 트롤리;를 포함하는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 이종파이프, 예컨대 라이저와 드릴파이프의 이송 및 핸들링에 리던던시(redundancy) 및 듀얼(dual) 개념을 적용함으로써 시추작업에 대한 안정성 및 생산성을 개선시킬 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 시추선의 데릭 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 시추 시스템의 이종파이프 이송장치를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 시추 시스템의 이종파이프 이송장치를 도시한 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에서 트롤리를 도시한 정면 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시례에 따른 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에서 트롤리를 도시한 배면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시례에 따른 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에서 트롤리의 다른 예를 도시한 정면 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시례에 따른 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에서 트롤리의 다른 예를 도시한 배면 사시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시례에 따른 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에서 상이한 종류의 파이프가 각각 장착된 모습을 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시례에 따른 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에서 라이저의 호이스팅을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법에서 오프라인 파이프 스탠드 제작 과정을 설명하기 위한 사시도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시례는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템을 도시한 평면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템(10)은 이종파이프 이송장치(100), 이동레일(200), 랙킹아암(racking arm; 300), 아이언러프넥(iron roughneck; 400), 셋백에리어(setback area; 500) 및 탑드라이브(top drive; 600)를 포함할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치(100)는 서로 다른 종류의 파이프(1,2; 도 2 및 도 3에 도시)가 지지될 수 있도록 하고, 지지되는 파이프(1,2)를 일측으로부터 다른 일측까지 이송시키게 되는데, 예컨대 이동레일(200; 도 2 및 도 3에 도시)에 설치되는 본체(110)와, 본체(110)에 이동하도록 설치되는 트롤리(trolley; 140)를 포함할 수 있고, 나아가서 서로 다른 종류의 파이프(1,2)를 지지하도록 본체(110)에 마련되는 제 1 및 제 2 지지부(120,130)를 더 포함할 수 있다.

본체(110)는 서로 다른 종류의 제 1 및 제 2 파이프(1,2; 도 2 및 도 3에 도시)가 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 각각 설치될 수 있도록 하되, 제 1 및 제 2 파이프(1,2) 중 어느 하나가 설치될 수 있고, 이동레일(200)를 따라 이동할 수 있도록 하부에 다수의 이동롤러(111)가 마련될 수 있다. 본체(110)는 모터의 구동력을 이용하여 이동롤러(111)의 일부 또는 전부를 회전시킴으로써 자력으로 주행하거나, 이동레일(200)을 따라 주행하는 주행장치 또는 외부의 구동장치로부터 전달되는 구동력에 의해 주행할 수 있으며, 이 경우 정해진 프로세스에 따라, 또는 작업자의 조작신호에 따라 이동레일(200)을 따라 주행할 수 있다. 본체(110)는 제 1 및 제 2 파이프(1,2)를 인덱싱(indexing)하기 위한 인덱싱장치(160)가 고정부(161)에 고정되어 제 1 및 제 2 파이프(1,2)를 향하도록 설치되되, 인덱싱장치(160)가 일례로 중심부로부터 일측으로 치우치도록 설치될 수 있다.

제 1 및 제 2 지지부(120,130)는 본체(110)에 길이방향을 따라 서로 다른 종류의 제 1 및 제 2 파이프(1,2; 도 2 및 도 3에 도시)가 슬라이딩 가능하게 각각 지지되도록 마련된다. 제 1 지지부(120)는 일례로 본체(110)의 일단에 제 1 파이프(1)의 일단이 안착되도록 상방으로 개방되는 홈(121)을 가지는 지지블록으로 이루어질 수 있다. 제 2 지지부(130)는 일례로 본체(110)에 상방으로 노출되도록 길이방향을 따라 설치되는 지지레일로 이루어질 수 있다.

트롤리(140)는 본체(110)에 설치되는 제 1 및 제 2 파이프(1,2; 도 2 및 도 3에 도시)가 각각 걸리게 되고, 본체(110)로부터 구동부(미도시)에 의해 길이방향을 따라 왕복 이동함으로써, 제 1 또는 제 2 파이프(1,2) 각각을 서로 반대되는 방향으로 이송시킬 수 있고, 예컨대 제 1 및 제 2 파이프(1,2)의 끝단이 각각 걸리는 제 1 및 제 2 걸림부(141,142)가 각각 마련될 수 있다. 트롤리(140)는 제 2 걸림부(142)가 형성되는 하부몸체(143)가 주행롤러(144)에 의해 제 2 지지부(130)의 일 예인 지지레일 상에 이동 가능하게 설치될 수 있고, 제 1 걸림부(141)가 형성되는 상부몸체(145)가 하부몸체(143) 상에 전후로 회전 가능하도록 힌지축(146)에 의해 힌지결합될 수 있다. 여기서 구동부는 모터와, 모터의 회전력을 직선 왕복 운동으로 전환하여, 트롤리(140)에 전달하는 부재, 예컨대 피니언과 래크 등을 포함할 수 있다.

트롤리(140)의 이동을 가이드하기 위하여, 트롤리(140), 예컨대 하부몸체(143)에 마련되는 가이드롤러(151)가 본체(110)에 길이방향을 따라 마련되는 가이드레일(152)을 따라 이동하도록 설치될 수 있다. 가이드롤러(151)와 가이드레일(152)은 인덱스장치(160)가 본체(110)의 정면을 기준으로 볼 때, 일측에 위치하는 점을 고려하여, 다른 일측으로 치우치도록 마련될 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 걸림부(141)는 제 1 지지부(120; 도 4에 도시)와 함께, 제 1 파이프(1; 도 2 및 도 3에 도시)를 지지하도록 트롤리(140)의 상부에 요면(141a)이 마련될 수 있고, 요면(141a)에 제 1 파이프(1)의 타단에 접하도록 지지판(141b)이 수직되게 마련될 수 있다. 제 2 걸림부(142)는 제 2 파이프(2; 도 2 및 도 3에 도시)의 끝단에 접하도록 트롤리(140)에 형성되는 돌출부로 이루어질 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 다른 예에 따른 트롤리(170)에서 제 1 걸림부(171)는 요면(171a)이 지지판(171b)의 일측에만 형성될 수 있다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 파이프(1,2)는 예컨대 각각 라이저(riser) 및 드릴파이프(drill pipe)일 수 있고, 본체(110)에 어느 하나가 선택적으로 지지될 수 있다. 여기서 제 1 파이프(1)의 일례인 라이저는 제 1 지지부(120)에 의해 일단이 지지되고, 제 1 걸림부(141)에 타단이 지지됨과 동시에 걸리게 된다. 또한 제 2 파이프(2)의 일례인 드릴파이프는 제 2 지지부(130) 상에 위치한 상태에서 제 2 걸림부(142; 도 7 참조)에 의해 끝단이 걸리게 된다. 따라서 본체(110)에 지지된 제 1 또는 제 2 파이프(1,2)의 끝단을 랙킹아암(300)이나 탑드라이브(600)에 의해 호이스팅시, 트롤리(140)가 본체(110)로부터 이동함으로써 제 1 또는 제 2 파이프(1,2)를 일측에서 타측으로, 또는 그 반대 방향으로 이송시킴으로써, 제 1 또는 제 2 파이프(1,2)가 손상없이 원활하게 호이스팅이 이루어지도록 한다. 제 1 또는 제 2 파이프(1,2)를 호이스팅하기 위해 그립시, 제 1 또는 제 2 파이프(1,2)에서 트롤리(140)에 의해 지지되는 끝단의 반대측에 위치하는 끝단을 그립하게 되고, 이로 인해 트롤리(140)의 이동에 의해 제 1 또는 제 2 파이프(1,2)를 용이하게 세우거나, 그 역으로 수평되게 안착시킬 수 있는데, 이를 제 1 파이프(1)인 라이저를 예로 들어 도 12에 도시하였다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이동레일(200)은 이종파이프 이송장치(100)를 웰센터(well center; 3) 측과 마우스홀(mouse hole; 4) 측으로 이동하도록 가이드할 수 있다. 이동레일(200)은 예컨대 캣워크레일(catwalk rail; 210)과, 스위칭레일(switching rail; 220)을 포함할 수 있다.

캣워크레일(210)은 마우스홀(4)을 가로질러서, 라이저 데크와 드릴파이프 데크를 서로 연결하도록 설치될 수 있는데, 예컨대 웰센터(3)의 주위에 다수로 마련되는 마우스홀(4) 각각에 대응하도록 다수개가 나란하게 설치될 수 있고, 각각에 이종파이프 이송장치(100)가 각각 설치될 수 있다. 캣워크레일(210)은 본 실시례에서처럼 웰센터(3)의 양측에 마련되는 마우스홀(4)에 각각 대응하도록 한 쌍으로 이루어질 수 있는데, 이 경우 선체에서 좌현측과 우현측에 각각 위치할 수 있다. 스위칭레일(220)은 캣워크레일(210)을 따라 이동하는 이종파이프 이송장치(100)를 진행방향의 전환에 의해 웰센터(3)로 이동시키는데, 캣워크레일(210)가 다수로 이루어지는 경우, 캣워크레일(210) 각각으로부터 분기되어 웰센터(3)까지 연장되도록 설치될 수 있다. 스위칭레일(220)은 이송파이프 이송장치(100)의 경로 전환을 위한 구동부가 정해진 프로세스에 따라, 또는 작업자의 조작신호에 따라 원격 제어될 수 있다.

한편, 이종파이프 이송장치(100)는 캣워크레일(210)마다 다수개가 설치될 수 있고, 일부가 스위칭레일(220)에 수용됨으로써 다른 일부가 캣워크레일(210)을 따라 원하는 위치, 예컨대 라이저 데크에서 드릴파이프 데크로, 또는 그 역으로 이동할 수 있다.

랙킹아암(300)은 마우스홀(4)의 부근에 설치되고, 마우스홀(4) 측으로 이동한 이종파이프 이송장치(100)로부터 파이프, 예컨대 제 2 파이프(2)인 드릴파이프를 그리핑(gripping)하여 호이스팅(hoisting)한다. 랙킹아암(300)은 마우스홀(4)이 다수로 이루어지는 경우, 이러한 마우스홀(4) 각각에 대응하도록 다수로 이루어질 수 있다. 랙 킹아암(300)은 모터나 실린더 또는 윈치를 비롯하여 다양한 구동수단을 이용한 이동구동부(320)에 의해 랙킹아암레일(310)을 따라 마우스홀(4)과 웰센터(3) 사이를 이동할 수 있도록 설치된다.

아이언러프넥(400)은 파이프(1,2)를 다수로 연결시키거나 해체시키도록 한다. 아이언러프넥(140)은 예컨대 상부의 스피닝 렌치(spinning wrench)와 하부의 토크 렌치(torque wrench)로 구성될 수 있는데, 스피닝 렌치는 제 1 또는 제 2 파이프(1,2)를 다수로 결합시, 토크 렌치가 강한 힘으로 최종적으로 파이프를 조이기 전까지 파이프를 빠르게 회전시키는 렌치이고, 토크 렌치는 스피닝 렌치의 힘으로 조이기 힘든 마지막 단계의 파이프 결합을 위해, 강한 힘으로 상부 렌치와 하부 렌치가 서로 반대방향으로 회전하여 파이프를 결합시킬 수 있다. 아이언러프넥(400)은 모터나 실린더 또는 윈치를 비롯하여 다양한 구동수단을 이용한 이동구동부(미도시)에 의해 아이언러프넥레일(410)을 따라 마우스홀(4)과 웰센터(3) 사이를 이동할 수 있도록 설치된다.

셋백에리어(500)는 시추작업에 소요되는 시간을 단축시키기 위하여, 아이언러프넥(400)에 의해 다수, 예컨대 3~4개로 연결된 파이프(2), 즉 파이프 스탠드(pipe stand)를 저장하는데, 이러한 파이프 스탠드를 수직으로 안전하게 보관하기 위한 핑거보드가 마련될 수 있다. 셋백에리어(500)는 랙킹아암(300) 각각에 대응하도록 다수로 설치될 수 있다.

탑드라이브(600)는 웰센터(3)의 부근에 설치되고, 제 1 또는 제 2 파이프(1,2)에 회전력을 전달하고, 머드(mud)를 순환시키는 역할을 할 수 있는데, 예컨대 파이프를 그리핑하기 위한 그립(610)을 가지고, 승강부(620)에 의해 승강하게 된다. 탑드라이브(600)는 셋백에리어(500)로부터 랙킹아암(300)에 의해 전달되는 파이프를 그리핑하여 웰센터(3)에 삽입하거나, 웰센터(3) 측으로 이동한 이종파이프 이송장치(100)로부터 파이프를 그립핑하여 웰센터(3)에 삽입할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템(10)은 서로 다른 종류의 파이프(1,2)가 지지될 수 있도록 하고, 지지되는 파이프를 일측으로부터 다른 일측까지 이송시키는 이종파이프 이송장치(100)와, 이종파이프 이송장치(100)가 웰센터(3) 측으로 이동하도록 가이드하는 이동레일(200)과, 웰센터(3)의 부근에 설치되고, 이종파이프 이송장치(100)로부터 파이프를 그리핑하여 웰센터(3)에 삽입하는 탑드라이브(600)와, 탑드라이브(600)에 그리핑되는 파이프를 다수로 연결시키거나 해체시키는 아이언러프넥(400)을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템은 서로 다른 종류의 파이프(1,2)가 지지될 수 있도록 하고, 지지되는 파이프를 일측으로부터 다른 일측까지 이송시키는 이종파이프 이송장치(100)와, 이종파이프 이송장치(100)가 마우스홀(4) 측으로 이동하도록 가이드하는 이동레일(200)과, 마우스홀(4)의 부근에 설치되고, 이종파이프 이송장치(100)로부터 파이프를 그리핑하여 호이스팅하는 랙킹아암(300)과, 랙킹아암(300)에 의해 호이스팅된 파이프를 다수로 연결시키거나 해체시키는 아이언러프넥(400)과, 아이언러프넥(400)에 의해 다수로 연결된 파이프를 저장하는 셋백에리어(500)와, 셋백에리어(500)로부터 랙킹아암(300)에 의해 전달되는 파이프를 그리핑하여 웰센터(3)에 삽입하는 탑드라이브(600)를 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시례와, 또 다른 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템에서 각각의 구성은, 상기한 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템(10)에서 동일한 명칭으로 설명한 바와 동일하므로, 그 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법은 앞서 설명한 본 발명에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 시스템을 이용한 것이므로, 동일 구성에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.

도 13 내지 도 16은 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법을 설명하기 위한 사시도이다.

본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법은, 먼저 도 13에 도시된 바와 같이, 서로 다른 종류의 제 1 및 제 2 파이프를 지지할 수 있는 이종파이프 이송장치(100) 각각이 제 1 파이프(1)를 지지하여, 이동레일(200) 각각을 따라 웰센터(3)로 이동하는 단계와, 도 14 내지 도 16에서와 같이, 웰센터(3)로 이동한 이종파이프 이송장치(100) 각각으로부터 이송되는 제 1 파이프(1)를 순차적으로 탑드라이브(600)로 호이스팅하여, 아이언러프넥(400)에 의해 서로 연결되도록 웰센터(3)에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 이로 인해 일례로 라이저 데크로부터 제 1 파이프(1)인 라이저를 좌현과 우현 각각의 이동레일(200)을 통해서 이종파이프 이송장치(100)에 의해 웰센터(3)로 가져와서, 탑드라입(600)에 의해 웰센터(3)로 순차적으로 삽입할 수 있다. 여기서 이종파이프 이송장치(100)는 이동레일(200)에서 스위칭레일(220)에 의해 웰센터(3)에 도달할 수 있다.

도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법은, 오프라인 파이프 스탠드 제작 과정의 일례로서, 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법과는 별개의 단독 과정으로 수행되거나, 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법에서 이종파이프 이송장치(100) 각각이 웰센터(3)로 이동하는 단계 이전에 수행되거나, 제 1 파이프(1)를 웰센터(3)에 삽입하는 단계 이후에 수행될 수 있다.

이러한 오프라인 파이프 스탠드 제작과정은 이종파이프 이송장치(100) 각각이 제 2 파이프(2), 예컨대 드릴파이프를 지지하여, 이동레일(200) 각각을 따라 마우스홀(4)로 이동하는 단계와, 마우스홀(4)로 이동한 이종파이프 이송장치(100) 각각으로부터 이송되는 제 2 파이프(2)를 순차적으로 랙킹아암(300)으로 호이스팅하여, 아이언러프넥(400)에 의해 서로 연결시켜서 셋백에리어(500)에 저장하는 단계와, 셋백에리어(500)로부터 랙킹아암(300)에 의해 순차적으로 전달되는 제 2 파이프(2)를 탑드라이브(600)로 호이스팅하여, 아이언러프넥(400)에 의해 서로 연결되도록 웰센터(3)에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.

한편 본 발명의 일 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법에서, 이종파이프 이송장치(100)는 이동레일(200)을 따라 라이저 데크와 드릴파이프 데크를 오가며, 제 1 파이프(1)로서 라이저를 지지하거나, 제 2 파이프(2)로서 드릴파이프를 지지할 수 있다. 또한 이종파이프 이송장치(100)는 이동레일(200) 마다 다수개가 설치될 수 있는데, 이 경우 일부의 이종파이프 이송장치(100)가 스위칭레일(220)에 수용됨으로써 다른 일부 이종파이프 이송장치(100)의 이동경로, 예컨대 캣워크레일(210)을 통한 이동경로를 확보할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시례에 따른 이종파이프 이송장치를 이용한 시추 방법은 파이프 스탠드 제작 과정과, 이러한 과정에 의해 제작된 파이프 스탠드를 저장하는 과정과, 저장된 파이프 스탠드를 웰센터에 삽입하는 과정을 포함할 수 있는데, 이를 구체적인 단계로서 나타내면, 서로 다른 종류의 제 1 및 제 2 파이프를 지지할 수 있는 이종파이프 이송장치(100) 각각이 제 2 파이프(2), 예컨대 드릴파이프를 지지하여, 이동레일(200) 각각을 따라 마우스홀(4)로 이동하는 단계와, 마우스홀(4)로 이동한 이종파이프 이송장치(100) 각각으로부터 이송되는 제 2 파이프(2)를 순차적으로 랙킹아암(300)으로 호이스팅하여, 아이언러프넥(400)에 의해 서로 연결시켜서 셋백에리어(500)에 저장하는 단계와, 셋백에리어(500)로부터 랙킹아암(300)에 의해 순차적으로 전달되는 제 2 파이프(2), 예컨대 파이프 스탠드를 탑드라이브(600)로 호이스팅하여 아이언러프넥(400)에 의해 서로 연결되도록 웰센터(3)에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 시추 시스템의 이종파이프 이송장치에 따르면, 이종파이프, 예컨대 라이저와 드릴파이프의 이송 및 핸들링에 리던던시(redundancy) 및 듀얼(dual) 개념을 적용함으로써 시추작업에 대한 안정성 및 생산성을 개선시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시례에 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.

1 : 제 1 파이프 2 : 제 2 파이프
3 : 웰센터 4 : 마우스홀
100 : 이종파이프 이송장치 110 : 본체
111 : 이동롤러 120 : 제 1 지지부
121 : 홈 130 : 제 2 지지부
140,170 : 트롤리 141,171 : 제 1 걸림부
141a,171a : 요면 141b,171b : 지지판
142 : 제 2 걸림부 143 : 하부몸체
144 : 주행롤러 145 : 상부몸체
146 : 힌지축 151 : 가이드롤러
152 : 가이드레일 160 : 인덱싱장치
161 : 고정부 200 : 이동레일
210 : 캣워크레일 220 : 스위칭레일
300 : 랙킹아암 310 : 랙킹아암레일
320 : 이동구동부 400 : 아이언러프넥
410 : 아이언러프넥레일 500 : 셋백에리어
600 : 탑드라이브 610 : 그립
620 : 승강부

Claims (10)

1. 이동레일에 설치되는 본체;
   상기 본체에 길이방향을 따라 서로 다른 종류의 제 1 및 제 2 파이프가 슬라이딩 가능하게 각각 지지되도록 마련되는 제 1 및 제 2 지지부; 및
   상기 제 1 및 제 2 파이프가 각각 걸리는 제 1 및 제 2 걸림부가 마련되고, 상기 본체의 길이방향을 따라 왕복 이동함으로써 제 1 및 제 2 파이프 각각을 서로 반대되는 방향으로 이송시키는 트롤리;
   를 포함하는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 파이프는,
   각각 라이저 및 드릴파이프이고, 상기 본체에 어느 하나가 선택적으로 지지되는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 지지부는,
   상기 본체의 일단에 제 1 파이프의 일단이 안착되도록 상방으로 개방되는 홈을 가지는 지지블록으로 이루어지는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 제 1 걸림부는,
   상기 제 1 지지부와 함께 제 1 파이프를 지지하도록 상기 트롤리의 상부에 요면이 마련되고, 상기 요면에 제 1 파이프의 타단에 접하도록 지지판이 마련되는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 2 지지부는,
   상기 본체에 상방으로 노출되도록 길이방향을 따라 설치되는 지지레일로 이루어지는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
   상기 제 2 걸림부는,
   상기 제 2 파이프의 끝단에 접하도록 상기 트롤리에 형성되는 돌출부로 이루어지는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 트롤리는,
   제 1 걸림부가 형성되는 상부 몸체와 제 2 걸림부가 형성되는 하부 몸체를 포함하며,
   상기 하부 몸체는 주행롤러에 의해 상기 지지레일 상에 이동 가능하게 설치되며, 상기 상부 몸체는 상기 하부 몸체 상에 전후로 회전 가능하도록 힌지 결합되는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.
8. 청구항 1 또는 청구항 7에 있어서,
   상기 트롤리에 마련되는 가이드롤러; 및
   상기 본체에 길이방향을 따라 마련되고, 상기 가이드롤러가 이동하도록 설치되는 가이드레일;
   을 더 포함하는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는,
   상기 제 1 및 제 2 파이프를 인덱싱하기 위한 인덱싱장치가 설치되는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.
10. 서로 다른 종류의 제 1 및 제 2 파이프가 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 각각 설치될 수 있도록 하되, 제 1 및 제 2 파이프 중 어느 하나가 설치되는 본체; 및
    상기 본체에 설치되는 제 1 및 제 2 파이프가 각각 걸리게 되고, 상기 본체의 길이방향을 따라 왕복 이동이 가능하며, 상기 왕복 이동을 통해, 상기 제 1 또는 제 2 파이프 각각을 서로 반대되는 방향으로 이송시키는 트롤리;
    를 포함하는 시추 시스템의 이종파이프 이송장치.

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