KR101594062B1 - 작업모드 전환가능 시추리그 및 이를 가지는 시추 구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 작업모드 전환가능 시추리그 및 이를 가지는 시추 구조물에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 보조리그가 비생산 시간 동안 메인리그의 작업을 보조하도록 하여 작업효율을 증대시키고, 아이언러프넥과 승강부의 동기구동에 의해 트리핑 인/아웃(tripping in/out)시 정지시간 없이 연속작업을 수행할 수 있도록 하는 작업모드 전환가능 시추리그 및 이를 가지는 시추 구조물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 작업모드 전환가능 시추리그 및 이를 가지는 시추 구조물은 시추 구조물의 드릴플로어에 설치되고, 관부재를 승강시키는 제 1 승강부가 마련되는 메인리그; 및 상기 드릴플로어에 설치되고, 관부재를 승강시키는 제 2 승강부가 마련되고, 편심되는 수직축을 중심으로 회전하여 상기 메인리그와 공동 작업을 수행할 수 있도록 하는 보조리그;를 포함한다.
본 발명에 따른 작업모드 전환가능 시추리그 및 이를 가지는 시추 구조물은 시추 구조물의 드릴플로어에 설치되고, 관부재를 승강시키는 제 1 승강부가 마련되는 메인리그; 및 상기 드릴플로어에 설치되고, 관부재를 승강시키는 제 2 승강부가 마련되고, 편심되는 수직축을 중심으로 회전하여 상기 메인리그와 공동 작업을 수행할 수 있도록 하는 보조리그;를 포함한다.
Description
본 발명은 시추리그 및 이를 가지는 시추 구조물에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 보조리그가 비생산 시간 동안 메인리그의 작업을 보조하도록 하여 작업효율을 증대시킬 수 있도록 구성된 작업모드 전환가능 시추리그 및 이를 가지는 시추 구조물에 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 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 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 구조(20)는 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. 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, 높이는 디자인에 따라 차이는 있지만, 약 50m 정도가 된다.
종래의 데릭(20)은 복잡한 철골구조로 되어 있고, 상부갑판(21)의 비교적 넓은 면적을 차지하고 있으며, 복잡한 철골구조로 인해 내부로 작업을 위한 장비의 진출입이 불편하였다. 또한, 종래의 데릭(20)은 드릴플로어(22)의 상부에 설치되므로, 드릴플로어(22)의 높이로 인해 선체의 무게 중심이 상승하여 선박의 안정성이 악화되는 단점이 있었다. 또한, 탑드라이브(23) 및 트레블링 블록(25)을 구동하는 케이블, 윈치 등이 데릭(20)의 외부에 노출되어 있어, 시추 작업에 사용되는 각종 장비가 케이블, 윈치 등과 간섭이 일어날 수 있는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 한국공개특허 제10-2011-0026057호의 2개의 승강수단이 설치된 갠트리형 데릭과 이를 포함하는 시추선과, 한국공개특허 제10-2012-0059820호의 듀얼 탑드라이브를 가지는 데릭이 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.
또한 종래의 기술로서, 미국등록특허 제6,056,071호의 멀티 동작 해양 탐사 및/또는 개발 드릴링 방법 및 장치가 있으나, 보조리그의 경우 라이저와 BOP를 해저면에 내린 후부터 비생산 시간이 많아짐으로써, 이 역시 작업 효율을 높이는데 한계를 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보조리그가 비생산 시간 동안 메인리그의 작업을 보조하도록 하여 작업효율을 증대시키고, 트리핑 인/아웃(tripping in/out)시 정지시간 없이 연속작업을 수행할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 시추작업을 수행하는 시추리그에 있어서, 시추 구조물의 드릴플로어에 설치되고, 관부재를 승강시키는 제 1 승강부가 마련되는 메인리그; 및 상기 드릴플로어에 설치되고, 관부재를 승강시키는 제 2 승강부가 마련되고, 수직축을 중심으로 회전하여 상기 메인리그와 공동 작업을 수행할 수 있도록 하는 보조리그;를 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그가 제공된다.
상기 메인리그는, 상기 보조리그와 나란하도록 드릴플로어에 수직으로 설치되고, 상단에 측방향으로 연장되어 상기 보조리그의 상단을 회전 가능하게 지지하는 회전지지부가 마련될 수 있다.
상기 보조리그는, 상단과 하단에 측방향으로 연장되고, 상기 편심을 이루는 수직축을 가지는 편심회전결합부가 각각 마련될 수 있다.
상기 제 1 승강부는, 상기 메인리그의 제 1 본체에 수직되게 설치되는 제 1 유압실린더; 상기 제 1 유압실린더에 의해 승강하도록 설치되는 제 1 움직도르래; 상기 제 1 움직도르래에 설치되는 제 1 와이어로프; 및 상기 제 1 와이어로프에 의해 승강하도록 연결되고, 관부재를 그립핑하는 제 1 승강부재;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 승강부재에 착탈 가능하게 설치되는 제 1 탑드라이브를 더 포함할 수 있다.
상기 드릴플로어에 마련되고, 상기 제 1 탑드라이브가 보관되는 제 1 탑드라이브스토리지를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 승강부는, 상기 보조리그의 제 2 본체에 수직되게 설치되는 제 2 유압실린더; 상기 제 2 유압실린더에 의해 승강하도록 설치되는 제 2 움직도르래; 상기 제 2 움직도르래에 설치되는 제 2 와이어로프; 및 상기 제 2 와이어로프에 의해 승강하도록 연결되고, 관부재를 그립핑하는 제 2 승강부재;를 포함할 수 있다.
상기 제 2 승강부재에 착탈 가능하게 설치되는 제 2 탑드라이브를 더 포함할 수 있다.
상기 드릴플로어에 마련되고, 상기 제 2 탑드라이브가 보관되는 제 2 탑드라이브스토리지를 더 포함할 수 있다.
상기 메인리그에 대한 관부재 연결 및 해체 작업을 수행하고, 전후 및 수직이동이 가능하도록 드릴플로어에 설치되는 제 1 아이언러프넥을 더 포함할 수 있다.
상기 보조리그에 대한 관부재 연결 및 해체 작업을 수행하고, 전후 이동이 가능하도록 드릴플로어에 설치되는 제 2 아이언러프넥을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 시추작업을 수행하는 시추리그에 있어서, 관부재를 승강시키는 제 1 및 제 2 승강부가 각각 마련되는 메인리그와 보조리그를 포함하고, 상기 보조리그는, 회전 이동하여 상기 제 2 승강부가 상기 메인리그와 공동 작업이 가능하도록 하는 작업모드 전환가능 시추리그가 제공된다.
상기 제 1 승강부에 의해 승강하도록 착탈 가능하게 설치되는 제 1 탑드라이브를 보관하도록 드릴플로어에 마련되는 제 1 탑드라이브스토리지; 및 상기 제 2 승강부에 의해 승강하도록 착탈 가능하게 설치되는 제 1 탑드라이브를 보관하도록 드릴플로어에 마련되는 제 2 탑드라이브스토리지를 더 포함할 수 있다.
상기 메인리그 및 상기 보조리그 각각에 대한 관부재 연결 및 해체 작업을 수행하는 제 1 및 제 2 아이언러프넥을 더 포함하고, 상기 제 1 아이언러프넥은, 전후 및 수직이동이 가능하도록 드릴플로어에 설치되고, 상기 제 2 아이언러프넥은, 전후 이동이 가능하도록 드릴플로어에 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면 또는 다른 측면에 따른 작업모드 전환가능 시추리그를 포함하는 시추 구조물이 제공된다.
본 발명에 따르면, 보조리그가 비생산 시간 동안 메인리그 측으로 회전하여, 메인리그의 작업을 도와줄 수 있으므로, 작업효율이 향상되어 전체 시추시간 및 시추비용을 절감할 수 있고, 트리핑(tripping) 작업 시 정지시간 없이 연속으로 드릴파이프(drill pipe)를 이송시킬 수 있으므로 작업시간 단축 및 시추공의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 탑드라이브(top drive)가 필요없는 작업 시에는 고중량의 탑드라이브를 호이스팅 장치가 들어올릴 필요가 없으므로 에너지 절감 및 작업 시 충돌을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 시추선의 데릭 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 작업모드 전환가능 시추리그를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 작업모드 전환가능 시추리그에서 메인리그와 보조리그의 공동 작업 모습을 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시례에 따른 작업모드 전환가능 시추리그의 사용례를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 작업모드 전환가능 시추리그를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 작업모드 전환가능 시추리그에서 메인리그와 보조리그의 공동 작업 모습을 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시례에 따른 작업모드 전환가능 시추리그의 사용례를 도시한 정면도이다.
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 작업모드 전환가능 시추리그를 도시한 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 작업모드 전환가능 시추리그(100)는 관부재를 승강시키는 제 1 및 제 2 승강부(112,122)가 각각 마련되는 메인리그(main rig; 110)와 보조리그(auxiliary rig; 120)를 포함하고, 보조리그(120)는 회전이동하여 제 2 승강부(122)가 메인리그(110)와 공동 작업이 가능하도록 할 수 있다. 한편 관부재는 드릴파이프(1; 도 3에 도시)를 비롯하여 시추에 사용되는 다양한 파이프가 포함될 수 있다.
메인리그(110)는 메인 시추작업을 담당하는 리그로서, 시추 구조물의 드릴플로어(drill floor; 210) 상에 설치되고, 드릴플로어(210)에 형성되는 메인웰(main well; 220)을 통해서 관부재, 예컨대 드릴파이프(1; 도 3에 도시)를 승강시키는 제 1 승강부(112)가 마련된다. 메인리그(110)는 일례로 보조리그(120)와 나란하도록 수직되게 설치될 수 있고, 상단에 측방향으로 연장되어 보조리그(120)의 상단을 회전 가능하게 지지하는 회전지지부(111b)가 마련될 수 있다.
제 1 승강부(112)는 메인리그(110)의 호이스팅(hoisting) 장치로서, 메인리그(110)의 제 1 본체(111)에 마련되는데, 예컨대 제 1 본체(111) 내에 수직되게 설치되는 제 1 유압실린더(112a)와, 제 1 유압실린더(112a)에 의해 승강하도록 제 1 유압실린더(112a)의 피스톤로드 상단에 설치됨으로써 제 1 본체(111) 내에 위치하는 제 1 움직도르래(112b)와, 제 1 움직도르래(112b)에 설치되는 제 1 와이어로프(112c)와, 제 1 와이어로프(112c)에 의해 승강하도록 연결되고, 관부재를 그립핑하는 제 1 승강부재(112d)를 포함할 수 있다. 여기서 제 1 본체(111)는 와이어로프(112c) 등의 인출을 위하여 제 1 개구(111a)가 형성될 수 있다. 제 1 승강부재(112d)는 관부재를 그립핑할 수 있도록 제 1 그리퍼(112e)가 마련될 수 있다. 제 1 승강부재(112d)는 제 1 본체(111)의 측면에 수직되게 마련되는 레일을 따라 승강하도록 가이드될 수 있다.
제 1 승강부(112)는 제 1 본체(111) 내에 설치되는 윈치나 그 밖의 권선장치 등에 의해 제 1 와이어로프(112c)를 감거나 풀게 됨으로써 제 1 승강부재(112d)를 승강시킬 수 있다.
제 1 승강부(112)에는 제 1 탑드라이브(130)가 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 여기서 제 1 탑드라이브(130)는 관부재에 회전력을 전달하고, 머드(mud)를 순환시키는 역할을 하는데, 제 1 승강부재(112d)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 또한 제 1 승강부재(112d)로부터 분리되는 제 1 탑드라이브(130)를 보관하도록 드릴플로어(210)에 제 1 탑드라이브스토리지(150)가 마련될 수 있다. 여기서 제 1 탑드라이브스토리지(150)는 드릴플로어(210)로부터 하방으로 연장되어 상방이 개방되는 공간으로 이루어질 수 있다.
보조리그(120)는 메인 시추작업을 제외한 보조작업을 담당하는 리그로서, 드릴플로어(210) 상에 설치되고, 관부재를 승강시키는 제 2 승강부(122)가 마련됨으로써 드릴플로어(210)에 형성되는 보조웰(auxiliary well; 230)을 통해서 메인리그(110)와는 독립된 작업을 수행할 수 있고, 편심되는 수직축(A)을 중심으로 회전하여 메인리그(110)와 공동 작업을 수행할 수 있다. 보조리그(120)는 상단과 하단에 측방향으로 연장되고, 편심을 이루는 수직축을 가지는 편심회전결합부(121b)가 각각 마련될 수 있으며, 편심회전결합부(121b)의 수직축을 중심으로 회전하도록 회전구동부(123)가 마련될 수 있다. 여기서 회전구동부(123)는 보조리그(120)의 본체(121) 내지 제 2 승강부(122)가 편심을 이루는 수직축(A)을 중심으로 하여 회전함으로써 회전 이동하도록, 모터의 회전력을 편심회전결합부(121b)의 수직축에 전달하기 위한 다양한 장치가 사용될 수 있다. 여기서 편심을 이루는 수직축(A)이란 보조리그(120), 구체적으로는 제 2 본체(121) 또는 제 2 승강부(122)의 중심을 지나는 수직축과 이격되는 수직축일 수 있다.
제 2 승강부(122)는 보조리그(120)의 호이스팅(hoisting) 장치로서, 보조리그(120)의 제 2 본체(121)에 마련되는데, 예컨대 제 2 본체(121) 내에 수직되게 설치되는 제 2 유압실린더(122a)와, 제 2 유압실린더(122a)에 의해 승강하도록 제 2 유압실린더(122a)의 피스톤로드 상단에 설치됨으로써 제 2 본체(121) 내에 위치하는 제 2 움직도르래(122b)와, 제 2 움직도르래(122b)에 설치되는 제 2 와이어로프(122c)와, 제 2 와이어로프(122c)에 의해 승강하도록 연결되고, 관부재를 그립핑하는 제 2 승강부재(122d)를 포함할 수 있다. 여기서 제 2 본체(121)는 와이어로프(122c) 등의 인출을 위하여 제 2 개구(121a)가 형성될 수 있다. 제 2 승강부재(122d)는 관부재를 그립핑할 수 있도록 제 2 그리퍼(122e)가 마련될 수 있다. 제 2 승강부재(122d)는 제 2 본체(121)의 측면에 수직되게 마련되는 레일을 따라 승강하도록 가이드될 수 있다.
제 2 승강부(122)는 제 2 본체(121) 내에 설치되는 윈치나 그 밖의 권선장치 등에 의해 제 2 와이어로프(122c)를 감거나 풀게 됨으로써 제 2 승강부재(122d)를 승강시킬 수 있다.
제 2 승강부(122)에는 제 2 탑드라이브(140)가 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 여기서 제 2 탑드라이브(140)는 관부재에 회전력을 전달하고, 머드(mud)를 순환시키는 역할을 하는데, 제 2 승강부재(122d)에 착탈 가능하게 설치된다. 또한 제 2 승강부재(122d)로부터 분리되는 제 2 탑드라이브(140)를 보관하도록 드릴플로어(210)에 제 2 탑드라이브스토리지(160)가 마련될 수 있다. 여기서 제 2 탑드라이브스토리지(160)는 드릴플로어(210)로부터 하방으로 연장되어 상방이 개방되는 공간으로 이루어질 수 있다.
드릴플로어(210)에는 메인리그(110) 및 보조리그(120) 각각에 대응하도록 제 1 및 제 2 아이언러프넥(iron roughneck; 170,180)이 각각 마련될 수 있다. 제 1 및 제 2 아이언러프넥(170,180)은 예컨대 상부의 스피닝 렌치(spinning wrench)와 하부의 토크 렌치(torque wrench)로 구성될 수 있는데, 스피닝 렌치는 관부재의 결합시 토크 렌치가 강한 힘으로 최종적으로 드릴파이프(1; 도 3에 도시)를 조이기 전까지 드릴파이프(1)를 빠르게 회전시키는 렌치이고, 토크 렌치는 스피닝 렌치의 힘으로 조이기 힘든 마지막 단계의 드릴파이프(1) 결합을 위해 강한 힘으로 상부렌치와 하부렌치가 서로 반대방향으로 회전하여 드릴파이프(1)를 결합시키게 된다.
제 1 아이언러프넥(170)은 메인리그(110)에 대한 관부재 연결 및 해체 작업을 수행하고, 전후이동 및 수직이동이 가능하도록 드릴플로어(210) 상에 설치된다. 제 1 아이언러프넥(170)은 드릴플로어(210) 상에 설치됨과 아울러, 모터나 실린더를 이용하여 전후 및 수직이동을 위한 구동력을 제공하는 제 1 구동부(171)에 설치될 수 있다.
제 2 아이언러프넥(180)은 보조리그(120)에 대한 관부재 연결 및 해체 작업을 수행하고, 전후 이동이 가능하도록 드릴플로어(210)에 설치된다. 제 2 아이언러프넥(180)은 드릴플로어(210)상에 설치됨과 아울러, 모터나 실린더를 이용하여 전후이동을 위한 구동력을 제공하는 제 2 구동부(181)에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 시추 구조물은 상기한 본 발명의 일 실시례에 따른 작업모드 전환가능 시추리그(100)를 포함할 수 있는데, 이러한 시추리그(100)에 대해서는 앞서 설명한 바와 같다. 또한 시추 구조물은 해저 시추를 위한 구조물로서, 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나, 고정식 플랫홈 또는 드릴쉽(drillship)을 비롯하여, 시추 작업을 위해 해양에서 사용되는 모든 구조물이 포함될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 작업모드 전환가능 시추리그 및 이를 가지는 시추 구조물의 작용을 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시례에 따른 작업모드 전환가능 시추리그(100)에 의한 연속 트리핑 아웃(tripping out) 작업을 위하여, 먼저 도 3에서와 같이, 제 1 및 제 2 탑드라이브(130,150)를 분리하여 제 1 및 제 2 탑드라이브스토리지(140,160)에 각각 수용되도록 하고, 보조리그(120)가 공동 작업이 가능하도록 회전하게 된다.
그런 다음 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 승강부재(112d)의 제 1 그리퍼(112e)가 드릴 파이프(1)를 그립핑하여 제 1 승강부(112; 도 2에 도시)의 동작에 의해 메인웰(220)로부터 들어올린다. 제 1 승강부재(112d)가 상승하는 동안 제 2 승강부재(122d)는 제 2 승강부(122; 도 2에 도시)의 동작에 의하여 하강하여, 드릴파이프(1)의 연결부를 그립핑할 수 있는 위치로 이동한다. 이때 제 1 아이언러프넥(170; 도 2에 도시)은 후진하여 제 1 및 제 2 승강부재(112d,122d)와 간섭되지 않도록 위치한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 승강부재(112d)와 함께 드릴파이프(1)가 상승하면, 제 2 승강부재(122d)의 제 2 그리퍼(122e)가 드릴파이프(1)의 연결부위 아랫부분을 그립핑하고, 제 1 아이언러프넥(170)이 전진하여 드릴파이프(1)의 연결부위에 접근한다. 이러한 작업은 드릴파이프(1)의 정지없이 수행될 수 있도록 제 1 및 제 2 승강부(112,122; 도 2에 도시)와 제 1 아이언러프넥(170)은 서로 동기 구동하여 동일한 속도로 상승하게 된다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 아이언러프넥(170)은 제 1 및 제 2 승강부재(112d,122d)와 함께 상승하면서 드릴파이프(1)이 연결부위를 풀게 되는데, 이때 제 1 아이언러프넥(170)은 상측의 드릴파이프(1)를 회전시키게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 드릴파이프(1)의 분리작업이 완료되면, 제 1 아이언러프넥(170)은 간섭되지 않는 위치로 후진하고, 연결이 해제된 드릴파이프(1)는 버티컬 랙킹 아암(vertical racking arm)에 의해 핑거보드(fingerboard)로 이송된다. 그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 승강부재(122d)는 제 2 승강부(122; 도 2에 도시)의 계속적인 동작에 의해 드릴파이프(1)를 상승시키고, 제 2 승강부재(122d)가 상승하는 동안, 제 1 승강부재(112d)는 제 1 승강부(112; 도 2에 도시)에 의해 하강하여 드릴파이프(1)의 연결부를 그립핑할수 있는 위치로 이동한다. 이때 제 1 아이언러프넥(170; 도 7에 도시)은 후진하여 제 1 및 제 2 승강부재(112d,122d)와 간섭되지 않도록 위치한다. 도 9에서와 같이, 제 1 승강부재(112d)의 제 1 그립퍼(112e)는 드릴파이프(1)의 연결부 아랫부분을 그립핑하고, 제 1 아이언러프넥(170)이 전진하여 드릴파이프(1)의 연결부에 접근하는데, 이러한 작업은 드릴파이프(1)의 정지없이 수행되도록 제 1 및 제 2 승강부(112,122; 도 2에 도시)와 제 1 아이언러프넥(170)은 서로 동기 구동하여 동일한 속도로 상승하게 된다.
상기한 작업을 반복하여 트립핑 아웃(tripping out) 작업을 수행하게 되는데, 이와 같은 과정의 역순에 의해 트립핑 인(tripping in) 작업을 수행할 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 보조리그가 비생산 시간 동안 메인리그 측으로 회전하여, 메인리그의 작업을 도와줄 수 있으므로 작업효율이 향상되어 전체 시추시간 및 시추비용을 절감할 수 있고, 트리핑(tripping) 작업 시 정지시간 없이 연속으로 드릴파이프(drill pipe)를 이송시킬 수 있으므로 작업시간 단축 및 시추공의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 탑드라이브(top drive)가 필요없는 작업 시에는 고중량의 탑드라이브를 호이스팅 장치가 들어올릴 필요가 없으므로 에너지 절감 및 작업 시 충돌을 방지할 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.
110 : 메인리그 111 : 본체
111a : 제 1 개구 111b : 회전지지부
112 : 제 1 승강부 112a : 제 1 유압실린더
112b : 제 1 움직도르래 112c : 제 1 와이어로프
112d : 제 1 승강부재 112e : 제 1 그리퍼
120 : 보조리그 121 : 본체
121a : 제 2 개구 121b : 편심회전결합부
122 : 제 2 승강부 122a : 제 2 유압실린더
122b : 제 2 움직도르래 122c : 제 2 와이어로프
122d : 제 2 승강부재 122e : 제 2 그립퍼
123 : 회전구동부 130 : 제 1 탑드라이브
140 : 제 1 탑드라이브스토리지 150 : 제 2 탑드라이브
160 : 제 2 탑드라이브스토리지 170 : 제 1 아이언러프넥
171 : 제 1 구동부 180 : 제 2 아이언러프넥
181 : 제 2 구동부 210 : 드릴플로어
220 : 메인웰 230 : 보조웰
111a : 제 1 개구 111b : 회전지지부
112 : 제 1 승강부 112a : 제 1 유압실린더
112b : 제 1 움직도르래 112c : 제 1 와이어로프
112d : 제 1 승강부재 112e : 제 1 그리퍼
120 : 보조리그 121 : 본체
121a : 제 2 개구 121b : 편심회전결합부
122 : 제 2 승강부 122a : 제 2 유압실린더
122b : 제 2 움직도르래 122c : 제 2 와이어로프
122d : 제 2 승강부재 122e : 제 2 그립퍼
123 : 회전구동부 130 : 제 1 탑드라이브
140 : 제 1 탑드라이브스토리지 150 : 제 2 탑드라이브
160 : 제 2 탑드라이브스토리지 170 : 제 1 아이언러프넥
171 : 제 1 구동부 180 : 제 2 아이언러프넥
181 : 제 2 구동부 210 : 드릴플로어
220 : 메인웰 230 : 보조웰
Claims (15)
- 시추작업을 수행하는 시추리그에 있어서,
시추 구조물의 드릴플로어에 설치되고, 관부재를 승강시키는 제 1 승강부가 마련되는 메인리그; 및
상기 드릴플로어에 설치되고, 관부재를 승강시키는 제 2 승강부가 마련되고, 수직축을 중심으로 회전하여 상기 메인리그와 공동 작업을 수행할 수 있도록 하는 보조리그;를 포함하며,
상기 메인리그는,
상기 보조리그와 나란하도록 드릴플로어에 수직으로 설치되고, 상단에 측방향으로 연장되어 상기 보조리그의 상단을 회전 가능하게 지지하는 회전지지부가 마련되는 작업모드 전환가능 시추리그. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 보조리그는,
상단과 하단에 측방향으로 연장되고, 편심을 이루는 수직축을 가지는 편심회전결합부가 각각 마련되는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 승강부는,
상기 메인리그의 제 1 본체에 수직되게 설치되는 제 1 유압실린더;
상기 제 1 유압실린더에 의해 승강하도록 설치되는 제 1 움직도르래;
상기 제 1 움직도르래에 설치되는 제 1 와이어로프; 및
상기 제 1 와이어로프에 의해 승강하도록 연결되고, 관부재를 그립핑하는 제 1 승강부재;
를 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 4에 있어서,
상기 제 1 승강부재에 착탈 가능하게 설치되는 제 1 탑드라이브를 더 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 5에 있어서,
상기 드릴플로어에 마련되고, 상기 제 1 탑드라이브가 보관되는 제 1 탑드라이브스토리지를 더 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 승강부는,
상기 보조리그의 제 2 본체에 수직되게 설치되는 제 2 유압실린더;
상기 제 2 유압실린더에 의해 승강하도록 설치되는 제 2 움직도르래;
상기 제 2 움직도르래에 설치되는 제 2 와이어로프; 및
상기 제 2 와이어로프에 의해 승강하도록 연결되고, 관부재를 그립핑하는 제 2 승강부재;
를 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 7에 있어서,
상기 제 2 승강부재에 착탈 가능하게 설치되는 제 2 탑드라이브를 더 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 8에 있어서,
상기 드릴플로어에 마련되고, 상기 제 2 탑드라이브가 보관되는 제 2 탑드라이브스토리지를 더 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 1에 있어서,
상기 메인리그에 대한 관부재 연결 및 해체 작업을 수행하고, 전후 및 수직이동이 가능하도록 드릴플로어에 설치되는 제 1 아이언러프넥을 더 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 1에 있어서,
상기 보조리그에 대한 관부재 연결 및 해체 작업을 수행하고, 전후 이동이 가능하도록 드릴플로어에 설치되는 제 2 아이언러프넥을 더 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그. - 시추작업을 수행하는 시추리그에 있어서,
관부재를 승강시키는 제 1 및 제 2 승강부가 각각 마련되는 메인리그와 보조리그를 포함하고,
상기 보조리그는,
회전 이동하여 상기 제 2 승강부가 상기 메인리그와 공동 작업이 가능하도록 하며,
상기 메인리그는,
상기 보조리그와 나란하도록 드릴플로어에 수직으로 설치되고, 상단에 측방향으로 연장되어 상기 보조리그의 상단을 회전 가능하게 지지하는 회전지지부가 마련되는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 12에 있어서,
상기 제 1 승강부에 의해 승강하도록 착탈 가능하게 설치되는 제 1 탑드라이브를 보관하도록 드릴플로어에 마련되는 제 1 탑드라이브스토리지; 및
상기 제 2 승강부에 의해 승강하도록 착탈 가능하게 설치되는 제 2 탑드라이브를 보관하도록 드릴플로어에 마련되는 제 2 탑드라이브스토리지를 더 포함하는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 12에 있어서,
상기 메인리그 및 상기 보조리그 각각에 대한 관부재 연결 및 해체 작업을 수행하는 제 1 및 제 2 아이언러프넥을 더 포함하고,
상기 제 1 아이언러프넥은,
전후 및 수직이동이 가능하도록 드릴플로어에 설치되고,
상기 제 2 아이언러프넥은,
전후 이동이 가능하도록 드릴플로어에 설치되는 작업모드 전환가능 시추리그. - 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 기재된 작업모드 전환가능 시추리그를 포함하는 시추 구조물.
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2014
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