KR101561876B1

KR101561876B1 - 드릴링리그용 워킹웰의 호스들을 조작하기 위한 장치

Info

Publication number: KR101561876B1
Application number: KR1020137013663A
Authority: KR
Inventors: 군나르 시구드 파예
Original assignee: 프리그스타드 엔지니어링 엘티디.
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2015-10-20
Also published as: US20130240214A1; CN103282598B; BR112013013081B1; NO20101693A1; KR20140068790A; BR112013013081A2; US9175525B2; CN103282598A; NO332505B1; WO2012074409A1

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 호스들(12)이 마린라이저(1)에 배치된 파이프라인들(11)로 연결되거나 상기 파이프라인들(11)에서 분리됨에 따라 호스매니폴드(13)를 이동시키기 위해 배치된 매니퓰레이터장치(4)를 가지며, 상기 매니퓰레이터(4)는 워킹웰(21)에서 상대적인 이동이 가능한 언더캐리지(3)에 고정되고, 상기 언더캐리지(3)는 워킹웰(21)에서 상대적인 이동이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

드릴링리그용 워킹웰의 호스들을 조작하기 위한 장치{DEVICE FOR HANDLING HOSES OF A WORKING WELL FOR A DRILLING RIG}

본 발명은 드릴링리그용(굴착장치용) 워킹웰(작업용으로 뚫린 공간)의 호스들을 조작하기 위한 장치에 관한 것이다.

매니퓰레이터(manipulator) 장치는, 하나 이상의 웰센트레들(well centres)를 구비한 플로팅(필드)설비(floating field installation)에 위치하는 마린라이저(marine riser: 석유 시추 보호판)에 배치된 파이프라인들에서 하나 이상의 호스들을 연결하거나 단절(분리)시킬 때, 호스매니폴드(hose manifold)를 이동시키기 위해 배치되는 것으로 설명된다.

해저(seabed)에 고정된 마린라이저와 파도에 의해 움직이는 플로팅설비 사이에서, 유체들은 호스들로 이동된다. 통상적으로, 호스들의 일측 끝단은 텔레스코픽라이저부재(telescopic riser element) 근방에서 소위 구즈넥(gooseneck)이라 불리는 굽은 파이프를 경유하여 (마린)라이저로 연결된다. 상기 호스의 다른쪽 끝단은 라이저의 상단부 근방에서 루프다운(loop down)에 매달린 플로팅설비로 견고히 연결될 것이다. 이러한 호스들 연결의 대부분은 소위 문-풀(moon-pool)이라 불리되 여기에서 이 후로는 워킹웰(working well)이라고 불릴 구역 내에서 벨트에 매달린 한 명 이상의 작업자들에 의해 수작업 방식으로 수행되어, 작업자들은 주변의 구조물들은 물론 바람과 파도의 영향에 노출되었었다.

또한, 기계적 시스템들도 알려져 있다 예를 들어, 노르웨이, 스타방거에 소재한 서브 씨 서비스 에이에스(Sub Sea Services AS) 사의 ROPS(Remote Operated Pull-in System)에는 여러 개의 구즈넥들이 제공된 호스매니폴드로 호스들이 연결되되 각 구즈넥은 호스로 연결되며, 라이저의 파이프소켓과 구즈넥 사이를 해제(탈거 또는 분리)가능하게 연결하기 위한 퀵-릴리즈(quick-release) 커플링들이 제공된다. 연결 단계에 있어, 호스매니폴드는 라이저에 배치된 첫번째 매니퓰레이터에 의해 조작되며, 그리고 상기 호스매니폴드는 워킹웰 가까이에 배치된 두번째 매니퓰레이터에 의해서 상기 라이저를 향하여 또는 멀어지게 이동된다.

종래 기술에서는 호스 및 워킹웰과 라이저센트레(riser centre) 주변의 공간을 차지하는 조작 기구들이 수반되어 이는 웰의 작업 시 사용될 다른 조작기구들에 방해가 되었다.

본 발명은 종래 기술의 결점 중 적어도 하나 이상을 개선 또는 감소시키거나, 종래의 기술을 대신하여 유용하게 사용될 수 있는 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

상기의 목적은 하기의 상세한 설명과 아래에 첨부된 청구항들에서 특정되는 특징들에 의해서 달성된다.

(본 발명은) 해저 상의 웰설비(well installation)와 해수면 위의 플로팅설비 사이에서 확장되는 마린라이저로 하나 이상의 호스들을 해제가능하게 연결하도록 배치된 호스매니폴드를 조작하기 위한 장치를 제공한다. 상기 장치는 플로팅설비를 개방하는 워킹웰에서 상대적으로 수평이동이 가능한 언더캐리지(undercarriage)로 연결된 하나 이상의 매니퓰레이터를 포함한다. 상기 언더캐리지는 가령, 폭발방지기(BOP: blowout preventer)를 이동시키기 위해 배치된 운반용스키드(transportation skid)와 같은 운반체인 것이 바람직하다.

본 발명은 특히, 마린라이저에 배치된 파이프라인에서 하나 이상의 호스들이 연결되거나 분리됨에 따라서 호스매니폴드를 이동시키도록 배치된 매니퓰레이터 장치와 관계가 있으며, 상기 매니퓰레이터에는 워킹웰에서 상대적으로 이동할 수 있는 언더캐리지가 고정된다.

상기 언더캐리지는 워킹웰에 접하는(접경하는) 데크(deck)에 배치된 캐리지(carriage) 일 수 있다.

상기 언더캐리지는 웰부재(well element) 또는 웰장비(well tool)를 위한 지지구조물에 연결될 수도 있다.

상기 매니퓰레이터는 세 개의 직선운동 자유도(3 자유도)를 가질 수 있되, 첫번째와 두번째의 자유도는 매니퓰레이터암(manipulator arm)에 부여되고, 세번째 자유도는 언더캐리지에 부여될 수 있다.

아래에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면들을 참조하여 설명한다.

도 1 은 워킹웰 구역의 단면 모습을 나타내되, 두 개의 호스매니폴드들이 두 개의 매니퓰레이터가 제공된 캐리지에 의해 라이저 가까이에 위치된 모습을 나타내고;
도 2 는 호스매니폴드들이 라이저 쪽으로 이동되어 그것에 연결된 모습을 나타내며;
도 3 은 더 크게 확대되어 상세한 모습을 나타내되, 파이프 매니폴드들이 라이저로 연결된 상황에서 두 개의 매니퓰레이터들이 캐리지에 제공된 모습을 나타낸다.

도면들에서, 참조번호 1 은 바닷속의 웰헤드(well-head)(미도시)로부터 해수면(미도시) 상에 떠 있는 플로팅설비(2)에 위치한 워킹웰(21) 위로 통과하도록, 알려진 그것 자체의 방식으로 확장된 라이저를 가리킨다. 상기 워킹웰(21)은 데크(22)에 의해 (경계가) 정해진다.

상기 라이저(1)의 외부를 따라, 예를 들어, 바닷속의 폭발방지기(미도시)로의 작동유(hydraulic fluid) 운반을 위한 몇 개의 파이프라인들(11)이 알려진 그것 자체의 방식으로써 확장된다. 각각의 파이프라인들(11)은 구즈넥(131)을 경유하여 호스(12)로 분리가능하게 연결되도록 배치된 커넥팅피스(connectiong piece)(111)가 그것 자체에 제공되되, 상기 호스는 호스매니폴드(13)로 만곡되게 걸쳐지며, 상기 호스매니폴드는 몇 개의 구즈넥들(131)을 운송하고, 적합한 연결 및 잠금 부재들(미도시)이 라이저(1)에 고정된 상기 호스매니폴드(13)를 구속하기 위해서 제공된다. 상기 파이프라인(11)과 플로팅설비(2) 사이의 연결 즉, 여기에서 도면부호 34 로 표시된 텔레스코픽(신장 및 신축 가능한) 라이저 구간이 여기에서 제공된다. 즉, 플로팅설비(2)의 육중한 움직임에 의해 방해받지 않는 라이저의 연결이 제공되어야 하는 것이 필수적이다.

도면부호 34 와 35 로 도 3 에서 표시된 다양한 웰 부재들(well elements) 및 웰 장비들(well tools)을 매달기 위하여 서포팅구조물(supporting structure)(23)이 워킹웰(21)에 배치된다.

언더캐리지(3)은 워킹웰(21) 윗쪽의 위치;와 상기 언더캐리지(3)가 워킹웰(21)의 바깥쪽 있을 때의 위치; 사이에서 수평적 이동이 가능하고, 도 3 에서 레일들(rails)과 같이 데크(플로팅설비, 2) 상에 배치된 적절한 트랙들(221)에서 구를 수 있는 휠들(32)을 포함하여 드라이브(31)가 상기 언더캐리지(3)에 제공된다.

상기 언더캐리지(3)는 전방 개구부(33)를 갖되 거의 C 모양과 유사한 평면(ground plan)을 가지며, (도 2 에 표시된) 화살표(423)가 가리키는 축방향을 따라서 라이저(1)의 일부를 둘러싸는 위치로 이동할 수 있다. 상기 전방 개구부(33)의 양측으로 두 개의 매니퓰레이터들(4)이 배치되며, 그 것들 각각에는 수평 축(421)을 따라서 회동가능하고 (도 2 에 표시된) 화살표(422)가 가리키는 축방향을 따라서 신장되도록 확장가능한 매니퓰레이터암(manipulator arm)(41)이 제공된다. 상기 매니퓰레이터암(41)에는 호스매니폴드(13)에서 매니퓰레이터(4)와 연결장치들(미도시) 사이의 접점(interface)을 형성하는 그립핑장치(gripping device)(42)가 제공되며, 상기 호스매니폴드(13)는 필요할 때 매니퓰레이터(4)에서 분리될 수도 있다.

라이저(1)에서 호스들(12)의 분리가 요구될 때마다, 상기 언더캐리지(3)는 드라이브(31)에 의해서 워킹웰(21)로 이동되되 매니퓰레이터(4)의 그립핑장치들(42)이 호스매니폴드들(13)의 연결장치들(미도시)에 바로 맞은 편에 놓이는 위치로 이동된다. 상기 매니퓰레이터암들(41)은 호스매니폴드들(13)과 맞물리도록 조절된 다음에 상기 호스매니폴드들이 라이저(1)에서 뽑혀서 워킹웰(21)의 외측 모서리들 쪽으로 당겨짐에 따라 상기 호스매니폴드들은 파이프라인들(11)에 있는 커넥팅피스들(111)에서 분리된다. 상기 호스매니폴드들(13)과 호스들(12)이 워킹웰(21)의 가운데 부분에서 떨어져 위치되도록 상기 언더캐리지(3)는 라이저(1)에서 이동된다(이탈된다). 따라서, 상기 라이저(1) 위에서 또는 주변에서의 다른 작업은 호스매니폴드들(13)에 의해 방해받지 않고 착수될 수 있다.

바람직한 실시예에서 언더캐리지(3)는 두 개의 매니퓰레이터들(4)을 갖는 것으로 도시되었지만, 상기 언더캐리지(3)로 제공되되 라이저(1)로 연결된 장비들을 조작하기 위해 배치된 매니퓰레이터들(4)의 다른 장착 갯수 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

Claims

하나 이상의 호스들(12)이 마린라이저(1)에 배치된 파이프라인들(11)로 연결되거나 상기 파이프라인들(11)에서 분리됨에 따라 호스매니폴드(13)를 이동시키기 위해 배치된 매니퓰레이터(4)를 갖되,
상기 매니퓰레이터(4)는 워킹웰(21)의 개구부에 상대적으로 수평방향 이동이 가능한 언더캐리지(3)에 고정되며,
상기 언더캐리지(3)는 워킹웰(21)에 접하는 데크(22)에 배치된 운반체인 것을 특징으로 하는 드릴링리그용 워킹웰의 호스들을 조작하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 언더캐리지(3)는 워킹웰(21)에 접하는 데크(22)에 배치된 운반용 스키드(transportation skid)인 것을 특징으로 하는 드릴링리그용 워킹웰의 호스들을 조작하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 언더캐리지(3)는 웰 부재(34) 또는 웰 장비(35)의 지지구조물(23)로 연결된 것을 특징으로 하는 드릴링리그용 워킹웰의 호스들을 조작하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 매니퓰레이터(4)는 3 자유도를 갖되, 첫번째 자유도(421)와 두번째의 자유도(422)는 매니퓰레이터암(41)에 부여되고,
상기 언더캐리지(3)의 수평 이동에 의해서 세번째 자유도(423)는 언더캐리지(3)로 부여된 것을 특징으로 하는 드릴링리그용 워킹웰의 호스들을 조작하기 위한 장치.