KR101681712B1 - Offshore structure having an ubd system - Google Patents
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Abstract
UBD 시스템이 구비된 해양구조물이 개시된다. 본 발명의 UBD 시스템이 구비된 해양구조물은, 데크(deck); 및 데크에 마련되며 드릴링의 대상이 되는 해저 지층의 압력 보다 낮은 압력으로 설계된 드릴링 유체를 이용하여 드릴링된 웰(well)의 웰 커팅류를 테스트 및 분리하는 UBD 시스템을 포함한다.An offshore structure having a UBD system is disclosed. An offshore structure provided with the UBD system of the present invention includes a deck; And a UBD system provided in the deck for testing and separating the well cutting wells of drilled wells using drilling fluids designed to a pressure lower than the pressure of the seabed that is the subject of drilling.
Description
본 발명은, UBD 시스템이 구비된 해양구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 드릴링의 대상이 되는 해저 지층의 압력 보다 낮은 압력으로 설계된 드릴링 유체를 이용한 UBD 시스템이 구비된 해양구조물에 관한 것이다.The present invention relates to an offshore structure having a UBD system, and more particularly, to an offshore structure having a UBD system using a drilling fluid designed to have a pressure lower than that of a seabed layer to be drilled.
최근 개발 중인 유전의 수심은 점차 심해로 이동하고 있다. 유전 개발을 위해서는 석유의 매장을 확인하는 시추 작업이 선행되어야 하며 유전 개발의 추세에 따라 시추가 이뤄지는 수심도 심해로 이동하고 있다.The depth of the oil field currently under development is gradually shifting to deep sea. In order to develop oilfields, drilling operations should be preceded by confirmation of the oil stores, and the depth of drilling is also shifting to deep sea due to the trend of oil field development.
시추 작업을 수행하는 대표적인 해양구조물로는 드릴쉽(Drill-ship),드릴링 리그(Drilling-Rig), 잭업 리그(Jack-up), 드릴링 바지(Drilling-Barge) 등이 있다. 이들 중 심해에서 시추 작업이 가능한 것으로는 Drill-ship과 Drilling-Rig가 있다. Drilling-ship, drilling-rig, jack-up, and drilling-barge are examples of marine structures that perform drilling operations. Among these, Drill-ship and Drilling-Rig are available for deep drilling.
드릴쉽은 선박 형태의 시추선으로 적재 공간이 크기 때문에 supply vessel의 도움없이 장기간 작업이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 선박 형태를 가지고 있기 때문에 운동 성능이 좋지 못한 단점으로 인해 파도 등으로 인한 해상환경하중이 심한 해역에서는 투입이 제한적이다.The drill ship is a ship type drill ship, which has the advantage of being able to work for a long time without the help of a supply vessel because of the large loading space. However, due to the disadvantage of poor performance due to the ship type, the input is limited in the sea area where the sea environmental load due to waves and the like is high.
드릴링 리그는 semi-submersible로도 불린다. Semi-submersible은 컬럼(column)과 폰툰(pontoon)으로 구성되며 수선 면적이 작아 운동 성능이 좋은 장점이 있다. 따라서 상대적으로 해상환경하중이 심한 해역에서도 투입이 가능하며 심해 유전 개발을 위해 많이 투입되고 있다.Drilling rigs are also called semi-submersible. Semi-submersible is composed of column and pontoon, and it has good merit because of small repair area. Therefore, it is possible to input even in the sea area where the marine environmental load is relatively high, and it is putting a lot of effort into the development of the deep sea oil field.
한편 시추 장비를 구비한 전술한 해양구조물은 해저 지층에 웰을 형성할 시 해저 지층보다 높은 압력을 갖는 드릴링 유체를 이용한다. 이 경우 홀에서의 압력이 해저 지층의 압력보다 높으므로 압력 차이에 의해 오일 또는 가스는 홀에서 해저 지층으로 유입되어 오일 또는 가스의 손실이 발생된다.On the other hand, the above-described marine structure with drilling rig uses a drilling fluid having a pressure higher than that of the seabed layer when forming the well in the seabed. In this case, since the pressure in the hole is higher than the pressure in the seabed layer, the pressure difference causes the oil or gas to flow from the hole into the seabed layer, resulting in loss of oil or gas.
또한 전술한 압력 차이에 의해 오일 또는 가스가 해저 지층으로 유입되는 과정에서 홀 근처에 손상이 발생될 수 있다. 특히 홀의 압력이 해저 지층의 압력보다 높아 홀의 압력이 드릴 파이프를 해저 지층으로 밀쳐서 해저 지층에 붙여버린다(differential sticking). 이 경우 해저 지층으로부터 드릴 파이프를 분리해 내는 것은 거의 불가능하다.In addition, damage may occur near the hole in the course of oil or gas being introduced into the seabed layer due to the pressure difference described above. Especially, the pressure of the hole is higher than that of the seabed so that the pressure of the hole pushes the drill pipe to the subsoil and sticks to the subsoil (differential sticking). In this case, it is almost impossible to separate the drill pipe from the seabed.
나아가 해저 지층과 드링링 유체의 압력 차이로 인해 드릴링 유체의 로스가 발생된다. 즉 드릴링 유체인 고가의 머드가 해저 지층 속으로 압력 차이에 의해 빨려들어가서 머드 케이크(mud cake)를 형성하여 머드가 낭비되는 문제점이 있다.Furthermore, a loss of the drilling fluid occurs due to the pressure difference between the seabed layer and the de-ringing fluid. That is, there is a problem that the expensive mud which is a drilling fluid is sucked into the seabed layer due to the pressure difference to form a mud cake, thereby wasting the mud.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 해저 지층과 드릴링 유체 사이의 압력 차이를 조절하여 효율적인 드릴링 작업을 할 수 있고 효율적인 공간 배치를 갖는 UBD 시스템이 구비된 해양구조물을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an offshore structure equipped with a UBD system capable of efficiently performing drilling operations by controlling a pressure difference between a seabed layer and a drilling fluid and having an efficient spatial arrangement.
본 발명의 일 측면에 따르면, 데크(deck); 및 상기 데크에 마련되며 드릴링의 대상이 되는 해저 지층의 압력 보다 낮은 압력으로 설계된 드릴링 유체를 이용하여 드릴링된 웰(well)의 웰 커팅류를 테스트 및 분리하는 UBD 시스템을 포함하는 해양구조물이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a lithographic apparatus comprising: a deck; And a UBD system provided in the deck for testing and isolating the well cutting flow of the drilled well using a drilling fluid designed to a pressure lower than the pressure of the seabed that is the subject of drilling .
상기 UBD 시스템은, 선체의 선미부 영역의 상기 데크에 마련되어 상기 웰 커팅류의 테스트 과정에서 공급되는 웰 커팅류를 분리하는 웰 테스트 분리유닛을 포함할 수 있다.The UBD system may include a well test separation unit provided on the deck of the aft section of the hull to separate a well cutting stream supplied in the test process of the well cutting stream.
상기 UBD 시스템은, 선체의 선미부 영역의 상기 데크에 마련되며 상기 드릴링 유체가 상기 해저 지층의 압력 보다 낮은 압력을 갖도록 상기 드릴링 유체로 공급되는 질소를 생성하는 질소 생성 유닛을 포함할 수 있다.The UBD system may include a nitrogen generating unit that is provided in the deck of the aft area of the hull and produces the nitrogen supplied to the drilling fluid such that the drilling fluid has a pressure lower than the pressure of the seabed.
상기 질소 생성 유닛은 상기 데크에 별도로 마련되며 천장부에 적어도 하나의 레일이 구비된 플래폼의 내부에 설치될 수 있다.The nitrogen generating unit may be installed in the platform separately provided in the deck and having at least one rail on the ceiling.
상기 UBD 시스템은, 선체의 선수부와 선미부 사이의 상기 데크 영역에 마련되어 상기 웰 커팅류로부터 커팅물, 드릴링 유체를 포함하는 분리물을 분리하는 세퍼레이션 유닛을 포함할 수 있다.The UBD system may include a separation unit provided in the deck region between the forward portion of the hull and the aft portion to separate the separating material including the cutting water and the drilling fluid from the well cutting stream.
상기 UBD 시스템은, 선체의 선미부 영역의 상기 데크에 마련되어 상기 웰 커팅류에 포함된 고체를 분쇄한 후 오일, 액체를 포함하는 분리물로 분리하는 해머 밀 유닛을 포함할 수 있다.The UBD system may include a hammer mill unit provided on the deck of the aft section of the hull, for separating the solid contained in the well cutting stream into a separated product including oil and liquid.
상기 UBD 시스템은, 선체의 선수부와 선미부 사이의 상기 데크 영역에 마련되며 접근 경로를 갖는 트리플 캐빈과 툴 하우스를 포함할 수 있다.The UBD system may include a triple cabin and a tool house provided in the deck area between the forward and aft portions of the hull and having an approach path.
상기 UBD 시스템은, 선체의 선수부 영역의 시멘팅룸에 마련되어 드릴링된 상기 웰을 시멘팅하는 시멘트를 공급하는 시멘팅 유닛을 포함할 수 있다.The UBD system may include a cementing unit that is provided in a cementing room of the forward portion of the hull and supplies cement to cement the drilled well.
상기 해양구조물은 드릴쉽, 드릴링 리그, 잭업 리그 또는 드릴링 바지를 포함할 수 있다.The offshore structure may include a drill ship, drilling rig, jack-up rig or drilling pants.
본 발명의 실시예들은, 해저 지층과 드릴링 유체 사이의 압력 차이를 조절하여 효율적인 드릴링 작업을 할 수 있고, 공간 배치를 효율적으로 할 수 있다.Embodiments of the present invention can perform effective drilling work by adjusting the pressure difference between the seabed layer and the drilling fluid, and can efficiently perform spatial arrangement.
도 1은 본 실시 예가 적용되는 UBD(Underbalanced Drilling)와 종래의 드릴링을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시 예에 따른 UBD 시스템이 구비된 해양구조물을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 UBD 시스템이 구비된 해양구조물에서 선미부에 웰 테스트 분리유닛, 질소 생성 유닛, 일부 세퍼레이션 유닛, 해머 밀 유닛이 마련된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 질소 생성 유닛의 확대 배치도이다.
도 5와 도 6은 세퍼레이션 유닛의 확대 배치도이다.
도 7은 도 3에 도시된 해머 밀 유닛의 확대 배치도이다.
도 8은 도 2에 도시된 UBD 시스템이 구비된 해양구조물에서 시멘트 유닛의 확대 배치 평면도이다.
도 9는 도 2에 도시된 UBD 시스템이 구비된 해양구조물에서 트리플 캐빈과 풀 하우스의 확대 배치도이다.FIG. 1 is a view schematically showing an underbalanced drilling (UBD) to which the present embodiment is applied and conventional drilling.
2 is a side view schematically showing an offshore structure having the UBD system according to the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic view showing a well test separation unit, a nitrogen production unit, a partial separation unit, and a hammer mill unit in a stern part of a marine structure provided with the UBD system shown in FIG.
4 is an enlarged arrangement view of the nitrogen generating unit shown in Fig.
5 and 6 are enlarged arrangement views of the separation unit.
7 is an enlarged arrangement view of the hammer mill unit shown in Fig.
FIG. 8 is an enlarged layout plan view of a cement unit in an offshore structure having the UBD system shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 9 is an enlarged layout of a triple cabin and a full house in an offshore structure having the UBD system shown in FIG. 2; FIG.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 실시 예가 적용되는 UBD(Underbalanced Drilling)와 종래의 드릴링을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing an underbalanced drilling (UBD) to which the present embodiment is applied and conventional drilling.
본 실시 예는, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 해양에서 드릴링의 대상이 되는 해저 지층의 압력(P1) 보다 낮은 압력으로 설계된 드릴링 유체(P2)를 이용하여 드릴링을 하는 UBD를 이용한다.The present embodiment is characterized in that as shown in Fig. 1 (a), UBD (drilling) is performed using a drilling fluid P 2 designed at a pressure lower than the pressure P 1 of the seabed layer to be drilled in the ocean, .
종래의 드릴링에서 드릴링 유체인 머드의 압력은 해저 지층의 압력보다 200에서 1000psi가 높은 수압을 가지도록 설계된다. 따라서, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 해저 지층의 압력(P1)이 드릴링 유체의 압력(P2)보다 낮아 드릴링 유체가 해저 지층으로 유입되어 드릴링 유체의 손실이 일어나는 등의 전술한 문제점이 발생된다.In conventional drilling, the pressure of the mud, which is a drilling fluid, is designed to have a water pressure that is 200 to 1000 psi higher than the pressure of the seafloor. Thus, as shown in 1 (b), the pressure of the subsea strata (P1) is a lower drilling fluid than the pressure (P 2) of the drilling fluid is flowing into the sea floor resin layer, such as a loss of drilling fluid takes place above Problems arise.
하지만 본 실시 예는 해저 지층의 압력 보다 드릴링 유체의 압력을 100~200psi 낮게 하여 드릴링하는 UBD를 이용하므로 고체 또는 드릴링 유체가 웰이 형성된 해저 지층으로 유입되지 않아 해저 지층의 손상이 감소된다.However, this embodiment utilizes a UBD drilling with a drilling fluid pressure lower than the pressure of the seabed layer by 100-200 psi, so that the solid or drilling fluid does not flow into the well-formed seabed layer, and the damage of the seabed layer is reduced.
또한 드릴 비트가 웰을 드릴링 하자 마자 압력차에 의해 원유 등의 유체가 바로 상승되므로 웰에 저장된 유체의 조기 생산이 가능하다. 나아가 UBD 시에는 해저 지층 방향으로의 압력이 가해지지 않으므로 드릴링 시에 드릴 파이프가 해저 지층에 들어붙는 디퍼런셜 스틱킹(differential sticking)이 방지된다.As soon as the drill bit is drilled in the well, the fluid such as crude oil is immediately raised by the pressure difference, so that the fluid stored in the well can be produced early. Furthermore, UBD does not apply pressure in the direction of the seabed so that differential sticking of the drill pipe to the seafloor during drilling is avoided.
특히 해저 지층 방향으로 압력이 가해지지 않으므로 고가의 머드의 손실이 줄어들고, 침투 속도가 증가되며, 침투 속도의 증가와 드릴 비트 안면부에서의 효과적인 커팅물의 제거로 드릴 비트의 수명이 증가되고 사용되는 드릴 비트의 개수도 현저히 줄일 수 있다.In particular, since no pressure is applied in the direction of the seabed layer, the cost of the expensive mud is reduced, the penetration rate is increased, the penetration speed is increased, and the effective removal of the cut material from the drill bit face portion increases the life of the drill bit, Can be significantly reduced.
한편 드릴링 유체의 압력을 해저 지층의 압력보다 낮게 설계하기 위해 머드에 질소, 천연가스를 공급한다. 이하에서 드릴링 유체라 함은 머드에 질소가 함유된 것을 포함하고, 웰 커팅류라 함은 원유, 가스, 드릴링 유체, 고체인 커팅물 등을 포함하며, 해양구조물은 설명의 편의를 위해 드릴쉽을 기준으로 설명한다.On the other hand, nitrogen and natural gas are supplied to the mud to design the pressure of the drilling fluid to be lower than the pressure of the seafloor. Hereinafter, the drilling fluid includes nitrogen contained in the mud, and the wellcutting term includes crude oil, gas, drilling fluid, solid cutting water, etc., and the offshore structure is referred to as a drill ship Explain.
도 2는 본 실시 예에 따른 UBD 시스템이 구비된 해양구조물을 개략적으로 도시한 측면도이다.2 is a side view schematically showing an offshore structure having the UBD system according to the present embodiment.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 해양구조물(1)은, 데크(D, deck)와, 데크(D)에 마련되며 드릴링의 대상이 되는 해저 지층의 압력 보다 낮은 압력으로 설계된 드릴링 유체를 이용하여 드릴링된 웰(well)의 웰 커팅류를 테스트 및 분리하는 UBD 시스템을 구비한다.As shown in this figure, an offshore structure 1 according to the present embodiment comprises a deck (deck), a deck (D), and a drilling And a UBD system for testing and separating the well-cutting flow of drilled wells using fluid.
UBD 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 선체의 선미부 영역의 데크(D)에 마련되어 웰의 테스트 과정에서 공급되는 웰 커팅류를 분리하는 웰 테스트 분리유닛(100)과, 선체의 선미부 영역의 데크(D)에 마련되며 드릴링 유체가 해저 지층의 압력 보다 낮은 압력을 갖도록 드릴링 유체로 공급되는 질소를 생성하는 질소 생성 유닛(200)과, 선체의 선수부와 선미부 사이의 데크(D) 영역에 마련되어 웰 커팅류로부터 커팅물, 드릴링 유체를 포함하는 분리물을 분리하는 세퍼레이션 유닛(300)과, 선체의 선미부 영역의 데크(D)에 마련되어 웰 커팅류에 포함된 고체를 분쇄한 후 오일, 액체를 포함하는 분리물로 분리하는 해머 밀 유닛(400)과, 선체의 선수부 영역의 시멘팅룸에 마련되어 드릴링된 웰을 시멘팅하는 시멘트를 공급하는 시멘팅 유닛(500)과, 선체의 선수부와 선미부 사이의 데크(D) 영역에 마련되며 접근 경로(800)를 갖는 트리플 캐빈(600)과 툴 하우스(700)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the UBD system includes a well
웰 테스트 분리유닛(100)은 웰 테스트 과정에서 공급되는 웰 커팅류를 분리하는 것으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 시추 장비를 포함하는 다양한 장비들이 설치되어 공간의 제약이 많은 드릴쉽에서 효과적인 공간확보를 위해 선체의 선미부 영역의 데크(D)에 마련된다.The well
본 실시 예에서 웰 테스트 분리유닛(100)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 웰에서 이송되는 웰 커팅류를 오일, 가스, 물 및 고체의 커팅물로 분리하는 웰 테스트 세퍼레이터(110)와, 웰 테스트 세퍼레이터(110)에서 분리되어 공급되는 물에서 오일을 분리하는 오일 분리기(120)와, 웰 커팅류가 공급되는 라인에 마련되며 웰 커팅류의 온도를 상승시켜 하이드레이트 생성(hydrate formation), 점성의 감소 등을 방지하는 스팀 열교환기(130)와, 분리된 액체 탄화수소류를 저장하는 서지 탱크(140)와, 서지 탱크(140)에 저장된 액체 탄화수소류를 버너 등으로 펌핑시키는 이송펌프(150)와, 제1 컨트롤 캐빈(160)을 포함한다.In the present embodiment, the well
웰 테스트 분리유닛(100)의 웰 테스트 세퍼레이터(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 데크(D)의 가로 방향 가장자리에 마련된 크레인(C)에 급접되게 배치되며, 웰 커팅류가 처음으로 유입되는 수평 웰 테스트 세퍼레이터(111)와, 수평 웰 테스트 세퍼레이터(111)에 분리된 웰 커팅류를 2차적으로 분리시키는 수직 웰 테스트 세퍼레이터(112)를 포함하며, 수직 웰 테스트 세퍼레이터(112)에 의해 설치 면적을 줄일 수 있다.The
본 실시 예에서 웰 테스트 세퍼레이터(110)는, 미 도시 되었지만 제1 분리부와, 중력으로 웰 커팅류를 분리하는 제2 분리부와, 가스로부터 작은 액체 파티클을 제거하는 미스트 추출부와, 오일로부터 가스 또는 증기를 제거하는 액체 분리부를 포함할 수 있다.In this embodiment, the
질소 생성 유닛(200)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 드릴 파이프가 적재되는 선체의 선미부에 마련되어 드릴링 유체가 해저 지층의 압력 보다 낮은 압력을 갖도록 드릴링 유체로 공급되는 질소를 생성한다The
본 실시 예에서 질소 생성 유닛(200)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 질소를 발생시키는 질소 발생기(210)와, 질소 발생기(210)에서 발생된 질소의 압력을 요구되는 압력으로 상승시키는 부스터 컴프레서(220, booster compressor)와, 부스터 압축기에 압축된 공기를 공급하는 에어 컴프레서(230)와, 질소 발생기(210)와 부스터 컴프레서(220)와 에어 컴프레서(230)가 내부에 마련되고 상측부에 스파이더(S, spider), 짐발(G, gimbal) 등을 적재할 수 있는 공간을 제공하는 제1 플랫폼(240)을 포함한다.4, the
본 실시 예에서 제1 플랫폼(240)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 데크(D)의 상측부에 마련되는 복수의 제1 수직부재(241)와, 복수의 제1 수직부재(241)의 상단부에 결합되는 제1 천장플레이트(242)와, 제1 천장플레이트(242)의 내측에 마련되며 질소 발생기(210) 등을 편리하게 이동 및 설치할 수 있도록 호이스트 트롤리(HT)를 견인하는 적어도 하나의 제1 레일(243)을 포함한다.4, the
본 실시 예는 제1 플랫폼(240)에 의해 질소 발생기(210) 등이 우천이나 폭설이 온 경우에도 외부의 환경에 노출되지 않고, 질소 발생기(210) 등을 레일에 견인되어 레일에서 이동되는 호이스트 트롤리(HT)에 의해 편리하게 이동 및 설치할 수 있는 이점이 있다.The present embodiment is characterized in that the
또한 제1 천장플레이트(242)의 상측부에 스파이더(S), 짐볼(G) 등을 적재할 수 있어 공간 효율을 높일 수 있다.In addition, the spider S, the zoom ball G, and the like can be mounted on the upper side of the
세퍼레이션 유닛(300)은, 웰 테스트가 끝나고 난 후 시추 작업에서 공급되는 웰 커팅류를 분리하는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 시추 작업 중에 공급되는 웰 커팅류의 근접 영역인 선체의 선수부와 선미부 사이의 데크(D) 영역에 마련된다.The
본 실시 예에서 세퍼레이션 유닛(300)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 선체의 선미부 방향으로 치우치게 배치되며 공급되는 웰 커팅류에서 커팅류의 샘플을 분리해내는 제1 세퍼레이션부(310)와, 선체의 선수부와 선미부 사이의 중앙 영역에 배치되며 공급되는 웰 커팅류에서 커팅류를 분리해내는 제2 세퍼레이션부(320)를 포함한다.2, the
세퍼레이션 유닛(300)의 제1 세퍼레이션부(310)는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 드릴링 유체의 유입 관로인 초크 매니폴드(311)와, 초크 매니폴드(311)를 통해서 유입되는 웰 커팅류에서 샘플 대상인 커팅류를 분리하는 샘플 캐쳐(312, sample catcher)와, 초크 매니폴드(311)와 샘플 캐쳐(312)를 연결하는 관로에 마련되어 공급되는 웰 커팅류의 유량을 측정하는 코리올리 유량계(313)와, 제2 컨트롤 캐빈(314)과, 초크 매니폴드(311)와 샘플 캐쳐(312)와 코리올리 유량계(313)와 제2 컨트롤 캐빈(314)이 내부에 마련되고 상측부에 텔레스코픽 조인트(TJ, telescopic joint), 펍 조인트(PJ, pup joint) 등을 적재할 수 있는 공간을 제공하는 제2 플랫폼(315)과, 코리올리 유량계(313)와 제2 컨트롤 캐빈(314) 사이에 배치되는 DAPC 펌프(DP)를 포함한다.As shown in FIGS. 3 and 5, the
본 실시 예에서 제2 플랫폼(315)은 도 5에 도시된 바와 같이, 데크(D)의 상측부에 마련되는 복수의 제2 수직부재(315a)와, 복수의 제2 수직부재(315a)의 상단부에 결합되는 제2 천장플레이트(315b)와, 제2 천장플레이트(315b)의 내측에 마련되며 초크 매니폴드(311) 등을 편리하게 이동 및 설치할 수 있도록 호이스트 트롤리(HT)를 견인하는 적어도 하나의 제2 레일(315c)을 포함한다.5, the
본 실시 예는 제2 플랫폼(315)에 의해 초크 매니폴드(311) 등이 우천이나 폭설이 온 경우에도 외부의 환경에 노출되지 않고, 초크 매니폴드(311) 등을 제2 레일(315c)에 지지되어 제2 레일(315c)에서 이동되는 호이스트 트롤리(HT)에 의해 편리하게 이동 및 설치할 수 있는 이점이 있다.The
또한 제2 천장플레이트(315b)의 상측부에 텔레스코픽 조인트(TJ), 펍 조인트(PJ) 등을 적재할 수 있어 공간 효율을 높일 수 있다.Further, a telescopic joint (TJ), a pub joint (PJ), or the like can be mounted on the upper portion of the
세퍼레이션 유닛(300)의 제2 세퍼레이션부(320)는, 샘플 캐쳐(312)를 거치지 않고 초크 매니폴드(311)를 통해 공급되는 웰 커팅류를 분리하는 것으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 공급되는 웰 커팅류 중 원심력에 의해 고체 상태의 커팅류를 대부분 분리시키는 원심분리기(321)와, 원심분리기(321)에서 분리된 고체 상태의 커팅류를 드라이시키는 커팅 드라이어(322)와, 원심분리기(321)에서 분리된 커팅류를 후술하는 ISO 펌프(324)로 이송시키는 커팅 블로워(323)와, 커팅 블로워(323)에서 공급되는 커팅류를 압축 공기를 이용하여 공급처로 이송시키는 ISO 펌프(324)를 포함한다.The
본 실시 예에서 커팅 블로워(323)는 입구 밸브와 출구 밸브를 갖는 압력 용기 본체와, 압력 용기 본체의 상측부에 마련되며 커팅류가 유입되는 피드 호퍼를 포함하며, 피드 호퍼를 통해 유입된 커팅류는 압축 공기에 의해 배출된다.In this embodiment, the
해머 밀 유닛(400)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 선체의 선미부 영역의 데크(D)에 마련되어 웰 커팅류에 포함된 고체를 분쇄한 후 오일, 가스 등을 포함하는 분리물로 분리하는 역할을 한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
본 실시 예에서 해머 밀 유닛(400)으로 공급되는 웰 커팅류는 세퍼레이션 유닛(300) 또는 웰 테스트 분리유닛(100)을 경유하여 공급될 수도 있고, 초크 매니폴드(311)를 통해 세퍼레이션 유닛(300)과 웰 테스트 분리유닛(100)을 경유하지 않고 바로 공급될 수도 있다.The well cutting stream supplied to the
본 실시 예에서 해머 밀 유닛(400)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 초크 매니폴더를 통해 공급되는 웰 커팅류가 저장되는 호퍼(410)와, 호퍼(410)에서 공급되는 웰 커팅류에 포함된 고체 물질을 구동모터(430)에 의해 구동되어 미세 입자로 분쇄하는 해머 밀(420)과, 해머 밀(420)에서 미세 입자를 제외하고 공급되는 웰 커팅류에서 원심력으로 유체 속에 섞인 고체 알갱이로 분리해내는 사이클론(440, cyclone)과, 사이클론(440)에서 공급되는 웰 커팅류에서 열을 흡수하되 오일을 냉각제로 사용하는 오일 콘덴서(450)와, 오일 콘덴서(450)에서 냉각되어 공급되는 웰 커팅류를 스팀으로 냉각시키는 스팀 콘덴서(460)와, 스팀 콘덴서(460)에서 공급되는 웰 커팅류를 오일과 물로 분리시키는 세퍼레이터(470)를 포함한다.7, the
해머 밀 유닛(400)의 해머 밀(420)은, 내부에 구동모터(430)에 의해 회전되는 로터를 구비하며, 해머 밀(420)로 공급되는 웰 커팅류는 로터와의 충돌에 의해 미세한 입자로 분쇄되고, 이 과정에서 마찰에 의한 열 발생으로 웰 커팅류에 함유된 오일과 물은 증발된다.The
본 실시 예에서 해머 밀 유닛(400)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 사이클론(440)과 오일 콘덴서(450)의 사이에 마련되어 웰 커팅류에서 휘발성 화합물을 제거하는 오일 스크러버(480)와, 오일 콘덴서(450)와 스팀 콘덴서(460) 사이에 마련되어 미스트(mist)를 제거하는 디미스터(490)와, 해머 밀(420)에서 분쇄된 미세 입자가 저장되는 저장탱크(T)를 포함한다. 미 설명 도면부호 P는 펌프이다.7, the
시멘팅 유닛(500)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 선체의 선수부 영역의 시멘팅룸에 마련되어 드릴링된 웰을 시멘팅하는 시멘트를 공급하는 것으로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 시멘트를 믹싱하는 시멘트 믹서(510)와, 시멘트 믹서(510)에서 믹싱된 시멘트를 펌핑하는 시멘트 유닛(520)과, 시멘트 유닛(520)에서 펌핑되는 믹싱된 시멘트에 존재하는 슬러리를 제거하는 슬러리 제거부(530)를 포함한다.The cementing
시멘트 유닛(520)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 시멘트 믹서(510)로부터 공급되는 믹싱된 시멘트를 펌핑하는 시멘트 펌프(521)와, 시멘트 펌프(521)에 펌핑력을 제공하는 시멘터 모터를 포함한다.8, the
본 실시 예에서 시멘팅 유닛(500)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 슬러리 제거부(530)에서 슬러리가 제거되어 공급되는 믹싱된 시멘트가 이송되는 배관에서 압력이 급격히 변할 때 배관의 압력 변동을 완화시켜 배관과 시멘트 펌프(521)를 보호하는 시멘트 서지탱크(540)를 더 포함한다.In the present embodiment, the cementing
또한 본 실시 예에서 시멘팅 유닛(500)이 배치되는 시멘트 룸(R)의 천장부에는 시멘트 펌프(521)와 시멘트 모터(522)의 이동 및 설치의 편의를 위해서, 도 8에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 제3 레일(550)이 마련된다.8, for the sake of convenience of movement and installation of the
이 제3 레일(550)에는 호이스트 트롤리(HT)가 지지될 수 있고, 호이스트 트롤리(HT)는 제3 레일(550)을 따라 전후로 이동되어 시멘트 펌프(521)와 시멘트 모터(522)를 견인하여 이동시킬 수 있다.The hoist trolley HT may be supported on the
나아가 시멘팅 유닛(500)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 시멘트 룸(R)의 일측부에 마련되어 믹싱된 시멘트의 내부에 함유된 더스트(dust)를 수집하는 더스트 컬렉터(560)를 더 포함한다.Further, the cementing
한편 본 실시 예에서 시멘팅 유닛(500)은 전술한 다른 구성과 달리, 도 2에 도시된 바와 같이, 데크(D)로부터 일정 높이에 있는 별도의 시멘트 룸(R)에 마련된다. 이는 시멘트 작업 상 외부의 환경에서 작업 시 외부의 환경에 의해 영향을 받는 것을 최소화하고, 시멘팅 작업이 지연되는 것을 방지하기 위해서다.Meanwhile, in the present embodiment, the cementing
트리플 캐빈(600)과 툴 하우스(700)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 데크(D)로부터 가장 높은 위치에 배치되고 다른 영역에 비해 공간이 협소하다. 따라서 본 실시 예는 트리플 캐빈(600)과 툴 하우스(700)가 마련되는 영역에, 도 9에 도시된 바와 같이, 별도의 접근 경로(800)를 확보하여 이동의 편의성 및 작업자의 안전을 확보할 수 있는 이점이 있다.The
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 해저 지층의 압력 보다 드릴링 유체의 압력을 100~200psi 낮게 하여 드릴링하는 UBD를 이용하므로 고체 또는 드릴링 유체가 웰이 형성된 해저 지층으로 유입되지 않아 해저 지층의 손상이 감소된다.As described above, the present embodiment uses the UBD for drilling by lowering the pressure of the drilling fluid by 100-200 psi lower than the pressure of the seabed stratum, so that the solid or drilling fluid does not flow into the bottom layer formed with the well, .
또한 드릴 비트가 웰을 드릴링 하자 마자 압력차에 의해 원유 등의 유체가 바로 상승되므로 웰에 저장된 유체의 조기 생산이 가능하다. 나아가 UBD 시에는 해저 지층 방향으로의 압력이 가해지지 않으므로 드릴링 시에 드릴 파이프가 해저 지층에 들어붙는 디퍼런셜 스틱킹(differential sticking)이 방지된다.As soon as the drill bit is drilled in the well, the fluid such as crude oil is immediately raised by the pressure difference, so that the fluid stored in the well can be produced early. Furthermore, UBD does not apply pressure in the direction of the seabed so that differential sticking of the drill pipe to the seafloor during drilling is avoided.
특히 해저 지층 방향으로 압력이 가해지지 않으므로 고가의 머드의 손실이 줄어들고, 침투 속도가 증가되며, 침투 속도의 증가와 드릴 비트 안면부에서의 효과적인 커팅물의 제거로 드릴 비트의 수명이 증가되고 사용되는 드릴 비트의 개수도 현저히 줄일 수 있다.In particular, since no pressure is applied in the direction of the seabed layer, the cost of the expensive mud is reduced, the penetration rate is increased, the penetration speed is increased, and the effective removal of the cut material from the drill bit face portion increases the life of the drill bit, Can be significantly reduced.
나아가 웰 테스트 과정이나 드릴링 작업 중에 웰로부터 공급되는 웰 커팅류를 분리하기 위한 구성이나 시멘팅 하기 위한 구성을 효율적으로 배치하여 제한된 공간내에서 공간을 최대한으로 이용할 수 있는 이점이 있다.Furthermore, there is an advantage that a space for separating a well cutting stream supplied from a well during a well test process or a drilling operation or a configuration for cementing can be efficiently arranged, and the space can be utilized to the maximum extent within a limited space.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
1 : UBD 시스템이 구비된 해양구조물
100 : 웰 테스트 분리유닛 110 : 웰 테스트 세퍼레이터
120 : 오일 분리기 130 : 스팀 열교환기
140 : 서지 탱크 150 : 이송펌프
160 : 제1 컨트롤캐빈 200 : 질소 생성 유닛
210 : 질소 발생기 220 : 에어 컴프레셔
230 : 부스터 컴프레셔 240 : 제1 플랫폼
300 : 세퍼레이션 유닛 310 : 제1 세퍼레이션부
320 : 제2 세퍼레이션부 400 : 해머 밀 유닛
410 : 호퍼 420 : 해머 밀
430 : 구동모터 440 : 사이클론
450 : 오일 콘덴서 460 : 스팀 콘덴서
470 : 세퍼레이터 480 : 오일 스크러버
490 : 디미스터 500 : 시멘팅 유닛
510 : 시멘트 믹서 520 : 시멘트 유닛
530 : 슬러리 제거부 540 : 서지탱크
550 : 제3 레일 560 : 더스트 컬렉터
600 : 트리플 캐빈 700 : 툴 하우스
800 : 접근 경로 C : 크레인
D : 데크 HT : 호이스트 트롤리
P : 펌프 R : 시멘트 룸
T : 저장탱크1: Offshore structure with UBD system
100: Well test separation unit 110: Well test separator
120: Oil separator 130: Steam heat exchanger
140: Surge tank 150: Feed pump
160: First control cabin 200: Nitrogen generating unit
210: nitrogen generator 220: air compressor
230: booster compressor 240: first platform
300: Separation unit 310: First separation unit
320: second separation unit 400: hammer mill unit
410: hopper 420: hammer mill
430: Driving motor 440: Cyclone
450: Oil condenser 460: Steam condenser
470: Separator 480: Oil scrubber
490: Demister 500: Cementing unit
510: Cement mixer 520: Cement unit
530: slurry removing unit 540: surge tank
550: Third rail 560: Dust collector
600: Triple Cabin 700: Tool House
800: Access path C: Crane
D: Deck HT: Hoist trolley
P: Pump R: Cement room
T: Storage tank
Claims (9)
상기 데크에 마련되며 드릴링의 대상이 되는 해저 지층의 압력 보다 낮은 압력으로 설계된 드릴링 유체를 이용하여 드릴링된 웰(well)의 웰 커팅류를 테스트 및 분리하는 UBD 시스템;을 포함하고,
상기 UBD 시스템은,
선체의 선미부 영역의 상기 데크에 마련되어 상기 웰 커팅류에 포함된 고체를 분쇄한 후 오일, 가스 등을 포함하는 분리물로 분리하는 해머 밀 유닛을 포함하는 해양구조물.Deck; And
And a UBD system provided in the deck for testing and separating the well-cutting flow of the drilled well using a drilling fluid designed to a pressure lower than the pressure of the seam bed to be drilled,
In the UBD system,
And a hammer mill unit provided on the deck of the stern area of the hull to crush a solid contained in the well cutting stream and separate the separated solid into an isolated product including oil, gas, and the like.
상기 UBD 시스템은,
선체의 선미부 영역의 상기 데크에 마련되어 상기 웰 커팅류의 테스트 과정에서 공급되는 웰 커팅류를 분리하는 웰 테스트 분리유닛을 포함하는 해양구조물.The method according to claim 1,
In the UBD system,
And a well test separation unit provided on the deck of the stern area of the hull to separate a well cutting stream supplied in a test process of the well cutting stream.
상기 UBD 시스템은,
선체의 선미부 영역의 상기 데크에 마련되며 상기 드릴링 유체가 상기 해저 지층의 압력 보다 낮은 압력을 갖도록 상기 드릴링 유체로 공급되는 질소를 생성하는 질소 생성 유닛을 포함하는 해양구조물.The method according to claim 1,
In the UBD system,
And a nitrogen generating unit provided in said deck of the stern area of the hull to produce nitrogen supplied to said drilling fluid such that said drilling fluid has a pressure lower than the pressure of said seabed strata.
상기 질소 생성 유닛은 상기 데크에 별도로 마련되며 천장부에 적어도 하나의 레일이 구비된 플래폼의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 해양구조물.The method of claim 3,
Wherein the nitrogen generating unit is installed inside the platform separately provided in the deck and having at least one rail on the ceiling.
상기 UBD 시스템은,
선체의 선수부와 선미부 사이의 상기 데크 영역에 마련되어 상기 웰 커팅류로부터 커팅물, 드릴링 유체를 포함하는 분리물을 분리하는 세퍼레이션 유닛을 포함하는 해양구조물.The method according to claim 1,
In the UBD system,
And a separation unit provided in said deck area between the forward part of the hull and the stern part for separating the separating material including cutting water and drilling fluid from said well cutting flow.
상기 UBD 시스템은,
선체의 선수부와 선미부 사이의 상기 데크 영역에 마련되며 접근 경로를 갖는 트리플 캐빈과 툴 하우스를 포함하는 해양구조물.The method according to claim 1,
In the UBD system,
An offshore structure comprising a triple cabin and a tool house provided in said deck area between the forward and aft portions of the hull and having an approach path.
상기 UBD 시스템은,
선체의 선수부 영역의 시멘팅룸에 마련되어 드릴링된 상기 웰을 시멘팅하는 시멘트를 공급하는 시멘팅 유닛을 포함하는 해양구조물.The method according to claim 1,
In the UBD system,
And a cementing unit provided in a sealing chamber of the forefoot region of the hull to supply cement that cement the drilled well.
상기 해양구조물은 드릴쉽, 드릴링 리그, 잭업 리그 또는 드릴링 바지를 포함하는 해양구조물.The method according to claim 1,
The offshore structure may include a drill ship, a drilling rig, a jack-up rig or a drilling pant.
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