KR101700110B1

KR101700110B1 - 신축형 엘리베이터 베일, 엘리베이터 베일로 이루어진 작업선 및 그 사용방법

Info

Publication number: KR101700110B1
Application number: KR1020137000977A
Authority: KR
Inventors: 모튼 오버랜드
Original assignee: 스캔 테크 프로덕트 에이에스
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2017-01-26
Also published as: US20130105168A1; WO2011162617A2; WO2011162617A3; MX2012014967A; KR20130132379A; RU2012157373A; AU2011269931A1; AU2011269931B2; CA2803756C; NO20110852A1; EP2585670A2; CN103080460B; EP2585670B1; CA2803756A1; CN103080460A; EP2585670A4; US9080396B2; BR112012032719B1; NO336048B1; RU2557279C2

Abstract

석유 산업 분야에서 해저 작업시 다이나믹하게 사용될 수 있게 배열된 신축형 엘리베이터 베일(1)은 제1 연결 기관(24)과 주둥이 부위(28)가 제공되어 있는 슬리브(2), 상기 슬리브(2)와 로드(3)의 공통 길이방향 축을 따라 슬리브(2)에 대해 신축가능하게 변위될 수 있도록 배열되어 있는 로드(3)로 이루어져 있으며, 상기 로드(3)는 상기 로드(3)의 길이방향 축에 수직방향으로 적어도 하나의 관통하는 제1, 2, 3 홀(36, 36', 36")이 제공되어 있고 상기 제1, 2, 3 홀(36, 36', 36")은 액추에이터를 작동할 수 있는 홀딩 볼트(42)를 수용할 수 있도록 배열되어 있고, 여기서, 상기 슬리브(2)에는 적어도 하나의 캐치 볼트(5)가 제공되어 있고, 상기 캐치 볼트(5)는 안쪽으로 돌출되는 제1 홀딩 부위(53)가 제공되어 있으며, 상기 로드(3)에는 상기 슬리브(2)와 상기 로드(3)가 가장 긴 길이방향의 변위를 나타낼 때 상기 캐치 볼트(5)의 홀딩 부위에 남아 있도록 배열된 제1 숄더 부위(54)가 제공되어 있다. 또한, 본 발명은 상기 엘리베이터 베일(1)을 이용하기 위한 방법을 제공한다.

Description

신축형 엘리베이터 베일, 엘리베이터 베일로 이루어진 작업선 및 그 사용방법{A telescopic elevator bail, vessel comprising such the elevator bail and method of using the elevator bail}

본 발명은 시추 작업, 유정 시험 및 유정 보수 작업에 사용하기 위한 엘리베이터 베일에 관한 것이다. 특히 본 발명은 엘리베이터 베일 위에 해저로부터 수면 위에서 이러한 작업을 수행하는 선박에 엘리베이터 베일을 사용하기 위한 방법에 에 관한 것이다.

해저에서부터 선박까지 확장되어 있는 라이저(riser) 상에서 작업, 소위 워크 오버 라이저(Work Over Riser: WOR)를 할 때 부유식 시추선(floating drilling rigs) 및 해저 굴착선(drill ships)에서 항상 안전한 방식으로 작업하기 위해 계속 시도하고 있다는 것은 종래부터 잘 알려진 사실이다. 노출된 지역에서 일년 내내 WOR 작업이 진행되는 것과 관련해서 지속적으로 증가하는 압력을 치수하게 되는 WOR 시스템은 통제 불능 상황 가능성, 유정 시험과 WOR 작업시 장비 손상이 증가하게 된다.

특정 상황에서, 유정과 선박에서의 장비 간의 인장력이 선박의 히브 컴펜세이터(Heave compensator), 시추탑(drilling derrick), 리프팅 장비(lifting equipment)의 구조적인 강도를 초과하게 된다. 이러한 상황은 예를 들어 선박의 예상치 못한 높은 파도와 드리프트 오프(drift-off)에서 발생할 수 있습니다. 유정 시험을 위한 현대 장비는 매우 무거워서 드릴 파이프(drill pipe)의 인장력이 선박 인양 장비의 치수 최대 부하를 초과할 수 있다. 선박이 최대 히브 컴펜세이터 작업 범위 까지 파도에 서 있어야 할 것이다. 특정 기상 조건하에서, 파도 높이가 히브 컴펜세이터의 작업 범위를 초과하는 파도 높이가 발생할 수 있으며, 그 히브 컴펜세이터가 최대로 펼쳐질 때 파손이 발생할 수 있다. 이러한 파손은 다음과 같은 방식으로 조절해야 하는 것이 요구된다. 즉, 파손이 발생하는 장소를 미리 예측하고 그로 인해서 작업자와 장비에 대한 손상을 피할 수 있도록 하는 방식이다. 따라서 과도한 손상을 피할 수 있도록 파손을 제어하는 약한 연결을 도입할 필요성이 있다.

라이저는 다음과 같은 방식으로 선박에 설치되어 있다. 즉, 선박이 파도와 함께 움직이고, 선박 작업 데크에 대해서 라이저 상단이 움직이는 것과 같은 방식을 말한다. 와이어와 코일 튜브는 리프트에 의해서 상하로 이끌려지고 이 리프트는 소위 엘리베이터 베일, 일반적으로 공지된 타입의 2개의 엘리베이터 베일을 통해서 히브 컴펜세이터에 연결되어 있다. 엘리베이터 베일은 대표적으로 각각의 선단 부위에 연결 기관이 함께 제공될 것이다. 이 연결 기관은 후크에 또는 후크로부터 빠르게 고정 또는 비고정되게 설치된 아이(eye)로 구성될 수 있다. 엘리베이터 베일은 여러가지 길이로 존재하며 갈철 합금과 같은 단단한 재질로 구성되어 있다.

리프트(lift)는 엘레베이터 베일을 경유해서 히브 컴펜세이터에 걸려져 있다. 리프트와 엘리베이터 베일은 종래 기술에 따라 약한 연결, 소위 위크 링크(weak link)를 통해서 연결되어 있다. 모든 위크 링크는 상부 주요 부분과 하부 주요 부분으로 쪼개지게 된다. 하부 주요 부분에는 리프트와의 세그먼트 연결을 형성하는 연결 기관이 제공되어 있다. 연결 기관은 포크의 뾰족한 끝을 통해서 리프트에 볼트로 고정되는 아이 또는 포크일 수 있다. 상부 주요 부분은 히브 컴펜세이터에 직접 또는 간접적으로 걸려지는 파이프 취급 장비에서 하부 아이에 고정되어 있다. 미리 정해진 인장력에서 파쇄되게 설치된 골절 볼트는 2개의 주요 부분을 잡고 있다. 위크 링크에는 강한 볼트로 구성되어 있는 유압식의 변위 가능한 볼트가 제공되어 있다. 상기 장비를 리프팅하는데 강한 볼트는 위크 링크의 2개의 주요 부분에 있는 보완 구멍으로 변위하게 되며 이들 간에 강한 연결을 형성하게 된다. 임계적인 작업 공정이 수행될 때, 강한 볼트는 보완 구멍 밖으로 밀어내고 상기 장비는 골절 볼트에 걸려 있게 된다.

잘 알려진 해법에는 최소한 2가지의 결점이 있다. 골절시, 위크 링크의 2개의 주요 부분 간의 접촉이 손실되어 리프트, 히브 컴펜세이터 및 부속 리프팅 장치 간의 연결이 더 이상 존재하지 않게 된다. 위크 링크의 2개의 주요 부분 간의 연결이 재현되기 전에 그 장비는 이미 들어올려질 수 없거나 또는 리프트가 히브 컴펜세이터에 직접 또는 간접적으로 매달려 있는 엘리베이터 베일에 직접적으로 고정되어 있다. 이것은 날씨가 개선되기 전에는 할 수 없게 될 것이다. 이것은 또한 사람이 데크에서 물러나야 하며, 위험성이 있다. 다른 결점으로는 히브 컴펜세이터와 리프트 간의 연결이 후크 대 아이의 연결을 통해서 상호 연결되는 엘리베이터 베일과 위크 링크에 의해서 구성된다는 것이다. 이것은 인장력이 밑에서부터 리프트에 적용될 때 직선형으로 세그먼트 연결을 형성하게 되지만, 그러나, 선박 이동이 아래 방향이고 연결이 압축을 위해 노출될 때 이것은 측면으로 이동하게 될 것이다.

노르웨이 특허 제200884595호에는 해저 시추공 마무리에 사용하기 위한 인장 프레임을 기재하고 있다. 인장 프레임 레그는 골절 부재를 수용하기 위해서 설치된 보링이 제공된 부위 중 하나에 있다. 골절 부재의 전체 직경에 대해 전단력이 작용하게 되는 "강한 모듈러스" 와 전단력이 골절 부재의 약한 부위에 작용하게 되는 약한 모듈러스 간에 길이 방향을 따라서 액추에이터에 의해서 골절 부재가 그의 보링에서 변위될 수 있다. 위 특허서류에서의 교시는, 골절 부재가 파괴될 때 인장 프레임에서 주요 부품 간 연결을 유지 및/또는 재현하는 문제점을 해결하지 못하였다.

종래, 길이를 조정할 수 있는 엘리베이터 베일을 사용하는 것이 잘 알려져 있다. 국제공개특허 WO2005/121493호에 의하면, 엘리베이터 베일은 연결 아이가 제공되어 있는 슬리브 부품, 상기 슬리브 부품 안쪽에서 길이방향으로 변위하게 되는 아이가 제공되어 있는 로드로 구성되어 있다. 로드는 슬리브와 로드를 통해서 볼트에 의해서 슬리브에 연결되어 있다. 볼트는 고정된 연결을 형성한다. 미국특허공개 제2005/0098352호에 의하면, 중앙 슬리브 부품, 연결 아이가 제공되어 있는 상부 로드 및 연결 아이가 제공되어 있는 상부 로드를 가지는 엘리베이터 베일을 공지하고 있다. 상부 로드와 하부 로드는 슬리브 부품 내에서 그의 길이방향으로 변위할 수 있다. 로드는 슬리브 부품과 각각의 로드를 통해서 볼트에 의해 슬리브 부품에 연결되어 있다. 이들 특허들 모두 정적으로 길이방향으로 조정할 수 있는 엘리베이터 베일을 교시하고 있는데 이것은 이들이 고정된 길이로 사용하는 경우를 의미한다. 엘리베이터 베일 길이의 변경은, 볼트들이 홀을 통해서 각각 밖으로 이동하고, 로드가 슬리브 부품의 안쪽으로 원하는 길이로 변위된 후에 다시 배치되는 것을 요구하고 있다.

본 발명의 목적은 종래기술의 단점 중 적어도 하나를 개선 및 감소시키고 종래 기술에 비해 유용한 다른 방안 중 적어도 하나를 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적은 다음의 실시를 위한 구체적인 설명과 첨부하는 청구범위에서 기술한 특징들에 의해 달성될 수 있다.

종래 기술에서 언급한 단점들은 엘리베이터 베일과 약한 고리를 하나의 유니트로 형성하는 것에 의해 극복될 수 있다. 더욱 상세하게, 엘리베이터 베일은 다이나믹하게 신축 가능한 엘리베이터 베일로 형성되어 있다. 다이나믹하게 신축 가능한 것은 다음과 같이 작업 중에 엘리베이터 베일의 슬리브와 로드가 상대적으로 변위할 수 있다는 것을 의미하는 것이다. 신축가능한 엘리베이터 베일에는 3가지 타입의 볼트가 제공되어 있다. 적어도 하나는 강하고 변위가 가능한 홀딩 볼트, 적어도 하나는 강하고 이동하지 않는 캐치 볼트 그리고 적어도 하나는 약하고 이동하지 않는 골절 볼트이다. 다른 구현예에 의하면, 엘리베이터 베일에는 추가로 2차로 이동가능한 골절 볼트가 제공되어 있다.

본 발명의 제1구현예에 의하면, 석유 산업 분야에서 해저 작업시 다이나믹하게 사용될 수 있게 배열된 신축형 엘리베이터 베일에 관한 것으로, 여기서 엘리베이터 베일은 제1 연결 기관과 주둥이 부위가 제공되어 있는 슬리브, 슬리브와 로드의 공통 길이방향 축을 따라 슬리브에 대해 신축가능하게 변위될 수 있도록 설치되어 있는 로드로 이루어져 있으며, 로드에는 로드의 길이방향 축에 수직방향으로 적어도 하나의 관통 홀이 제공되어 있고, 홀에는 액추에이터를 작동시킬 수 있는 홀딩 볼트를 수용할 수 있도록 설치되어 있으며, 그리고, 로드의 제2 선단 부위에는 적어도 하나의 제1 접합 부위가 제공되어 있고, 슬리브에는 적어도 하나의 접촉 부위가 제공되어 있되 제1 접촉 부위는 슬리브와 로드가 가장 긴 길이방향으로 변위를 나타낼 때 로드의 제1 접합 부위를 지지할 수 있도록 설치되게 된다. 로드의 제1 접합 부위는 로드의 표면 밖으로 방사형태로 돌출될 수 있다. 슬리브의 제1 접촉 부위는 슬리브의 내부 벽면에 형성될 수 있다.

상기 로드는 그의 제2 선단 부위에 제1 숄더 부위가 제공되어 있으며, 슬리브는 적어도 하나의 캐치 볼트가 제공되어 있다. 여기서 캐치 볼트는 안쪽으로 돌출되는 홀딩 부위가 제공되어 있다. 적어도 하나의 축 방향으로 움직이는 직선형의 골절 홈이 로드 표면의 일부분에 형성되어 있으며, 캐치 볼트 홀딩 부위를 수용할 수 있도록 배열되어 있다. 로드의 제1 숄더 부위는 로드 표면 밖으로 돌출될 수 있다. 다른 구현예에 의하면, 로드의 제1 숄더 부위는 로드 표면의 내부에 놓일 수 있다.

로드에는 적어도 하나의 제2 접합 부위가 제공될 수 있으며, 슬리브에는 적어도 하나의 제2 접촉 부위가 제공되어 있되 슬리브와 로드가 비교적 긴 작업 길이 변위를 나타낼 때 로드의 제2 접합 부위를 지지할 수 있도록 설치되게 된다. 로드의 제2접합 부위는 로드 표면 밖으로 방사 형태로 돌출될 수 있다. 슬리브의 제2 접촉 부위는 슬리브의 내부 벽면에 형성될 수 있다. 로드에는 제2 숄더 부위가 제공되어 있으며, 슬리브에는 적어도 하나의 골절 볼트가 제공되어 있다. 골절 볼트에는 안쪽으로 돌출하는 골절-홀딩 부위가 제공될 수 있다. 제2 로드 숄더 부위는 로드 표면의 밖으로 돌출될 수 있다. 다른 구현예로서, 제2 로드 숄더 부위는 로드 표면 내에 놓일 수 있다. 적어도 하나의 축 방향으로 움직이는 직선형의 골절 홈은 로드 표면의 일부에 형성될 수 있으며, 골절 볼트의 골절 부위를 수용할 수 있도록 설치될 수 있다.

캐치 볼트는 액추에이터와 제1 슬리브 연결 기관 사이에 위치할 수 있다. 골절 볼트는 액추에이터와 슬리브 주둥이 부위 사이에 위치할 수 있다.

슬리브에는 다른 구현예로서 추가로 적어도 하나의 길이가 변위할 수 있는 골절 볼트가 제공될 수 있으며, 2차 골절 볼트가 작동을 할 경우에 슬리브에서 안쪽으로 골절 홀딩 부위가 돌출되게 제공될 수 있다. 2차 골절 볼트는 홀딩 볼트와 캐치 볼트 사이에 위치할 수 있다.

본 발명은 해저 유전 작업을 수행할 수 있도록 준비된 선박을 포함한다. 여기서 해저 유전 작업선은 상기한 바와 같은 다이나믹 신축형 엘리베이터 베일을 포함한다.

본 발명의 제2 구현예로서, 상술한 바와 같은 신축형 엘리베이터 베일을 해저 유전 작업선에 사용하기 위한 방법으로서 엘리베이터 베일은 다음과 같이 단계적으로 조정되어진다. 즉

- 액추에이터를 작동시키는 홀딩 볼트를 잠금 위치에서 작동 위치로 변위시키는 단계;

- 슬리브에 있는 관통 구멍이 로드에 있는 한 개의 홀과 직접적으로 일렬로 정렬될 때까지 공통의 길이방향의 축을 따라서 엘리베이터 베일의 슬리브에 대해 엘리베이터 베일의 로드를 변위시키는 단계; 및

- 상기 자유 위치로부터 잠금 위치로 액추에이터를 작동시키는 홀딩 볼트를 변위시키는 단계.

첨부한 도면에 예시한 바람직한 구현예의 실시예를 다음에서 기재하기로 한다.
도 1A-B는 양 측면에서 바라본, 신축가능한 엘리베이터 베일의 선단 부위와 엘리베이터 베일에 액추에이터가 볼트로 고정된 중앙 부위의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 선 II-II에 따른 확대 종단면이다.
도 3A-C는 A에서 최소형일 경우, B는 이동 위치; C는 최대로 신장한 위치에서의 신축가능한 엘리베이터 베일의 정면도이다.
도 4는 작업 위치에서 엘리베이터 베일을 부분적으로 절단하여 다른 크기로 나타낸 것으로 엘리베이터 베일의 선단 부분과 중앙 부분을 확대하여 나타낸 정면도이다.
도 5는 도 4와 같은 크기로 나타낸 것으로 작업 위치에서의 엘리베이터 베일의 정면도와 엘리베이터 베일의 선단 부분과 중앙 부분을 확대하여 나타낸 정면도이다.
도 6A-B는 도 1의 크기와 유사하며, 다른 구현예의 엘리베이터 베일을 나타낸 정면도이다.
도 7A-C는 엘리베이터 베일의 길이 방향 축에 따른 대형 크기의 다른 단면도이다.
도 8은 도 2와 유사한 크기로서, 도 6에 나타낸 다른 구현예의 엘리베이터 베일의 VIII-VIII선에 따른 종단면도이다.
도 9는 엘리베이터 베일 액추에이터, 홀딩 볼트, 골절 볼트 및 제2 골절 볼트를 다른 크기로 나타낸 사시도이다.

도면에서, 참조 번호 1은 본 발명에 따른 다이나믹하게 신축가능한 엘리베이터 베일을 나타낸 것이다. 엘리베이터 베일(1)은 슬리브(2), 로드(3) 및 액추에이터(4)로 구성되어 있다. 작동 위치에서, 슬리브(2)의 제1 선단부위(22)에는 제1 연결기관(접안경)(24)이 제공되어 있으며, 이것은 후크(도면에 도시하지 않음)로 트레드되는 제1 연결기관(24)의 아이(25)에 의해서 연결기관이 후크에 장착될 수 있는 형태로 제공되어 있다. 로드(3)의 제1 선단 부위(32)는 제2 연결기관(접안경)(34)이 제공되어 있으며, 제2 연결기관(34)의 아이(35)에 의해서 연결기관이 리프트(도면에 도시하지 않음)에 장착될 수 있는 형태로 제공되어 있다. 제2 연결기관(34)은 로드(3)의 제1 선단부위(32)에 숄더(38)를 형성하고 있다.

액추에이터(4)는 슬리브(2)에 연결되어 있다. 액추에이터(4)는 유압식으로 작동하는 공지된 액추에이터일 수 있다. 액추에이터(4)는 피스톤 로드(47)에 의해서 홀딩 볼트(42)에 연결되어 있는 유압식으로 작동하는 피스톤(45)에 의해서 홀딩 볼트(42)를 도 2에 도시한 바와 같은 자유 위치에서부터, 도 5B, 7 및 8에 도시한 바와 같은 잠금 위치로, 다시 자유 위치로 변위(變位)하게 할 수 있도록 배치되어 있다. 액추에이터(4)는 공지의 방법으로 포트(49,49')를 통해서 유압 유체가 공급 되며, 이에 대해서는 추가로 설명하지 않을 것이다. 홀딩 볼트(42)는 슬리브(2)에 있는 제1 관통 구멍(26)을 통과하고, 로드(3)에 있는 제1, 2, 3홀(36, 36', 36")을 통과하여 그리고 도 7에 나타낸 바와 같이 홀딩 볼트(42) 자유 선단 부위(43)가 슬리브(2)에 있는 제2 관통구멍(26')과 체결될 때까지 변위하게 된다. 액추에이터(4)에는 피스톤(45)과 함께 움직이는 액추에이터 표시기(44)가 제공되어 있다. 홀딩 볼트(42)가 자유로운 위치에 있을 경우, 액추에이터 표시기(44)는 도 2와 4에 나타낸 바와 같이 액추에이터(4)의 자유 선단 부위(46)를 지나서 밖으로 돌출될 것이다. 홀딩 볼트(42)가 잠금 위치에 있을 경우, 액추에이터(4) 표시기(44)의 자유 선단 부위(48)는 도 5와 8에 나타낸 바와 같이 액추에이터(4)의 자유 선단 부위(46)와 동일 평면상에 있게 될 것이다. 이 기술분야의 숙달된 기술자가 적당한 액추에이터(4)를 어떻게 설계하는지 알 수 있는 바와 같이 액추에이터(4)의 디자인 특징에 대한 비용에 대해서는 더 이상 제공하지 않는다. 제1, 2 관통 구멍(26, 26')과 제1, 2, 3 홀(36, 36', 36")은 홀딩 볼트(42)의 단면에 대해 보상하는 단면을 갖는다. 액추에이터(4)는 홀딩 볼트(42)를 엘레베이터 베일(1)의 길이방향 축에 대해 수직한 방향으로 변위시킨다. 액추에이터(4)는 슬리브 주둥이 부위(28)에 인접하는 슬리브(2)에 연결되어 있다.

슬리브(2)에는 액추에이터(4)와 슬리브(2)의 제1 선단 부위(22) 사이에 하나 또는 그 이상의 캐치 볼트(5)가 제공되어 있다. 캐치볼트(5)는 슬리브(2)에 있는 캐치볼트 구멍(51)에 해체 가능하게 체결되어 있다. 캐치볼트(5) 제1 홀딩부위(53)은 도 7에 나타낸 바와 같이 슬리브(2)의 내면벽(21)을 지나서 슬리브(2) 쪽으로 돌출되어 있는 제1 홀딩 부위(53)를 형성한다. 축 방향으로 움직이는 직선형의 캐치홈(52)이 도 1, 3, 4, 7 및 9에 나타낸 바와 같이 로드(3)의 표면 부위에 형성되어 있다. 캐치홈(52)은 로드(3)의 제1 선단부위(32)로부터 로드(3)의 제2 선단부위(33)까지 확장되어 있으며, 여기서, 캐치 홈(52)은 제1 숄더 부위(54)를 형성하는 제1 숄더 부위(54)에서 종결된다. 캐치 홈(52) 단면은 캐치 볼트(5)의 제1 홀딩 부위(53)에 보상적으로 꼭 맞게 된다.

슬리브(2)에는 액추에이터(4)와 슬리브(2) 주둥이 부위(28) 사이에 하나 또는 그 이상의 골절 볼트(6)가 제공되어 있다. 골절 볼트(6)는 슬리브(2)에 있는 골절 볼트 구멍(61)에 해체 가능하게 연결되어 있다. 골절 볼트(6)의 제2 홀딩 부위(63)는 골절 볼트(6)의 골절 홀딩 부위를 구성하며, 슬리브(2)의 내부 벽면(21)를 지나서 슬리브(2)에서 내부 방향으로 돌출되어 있다. 골절 볼트(6)의 제2 홀딩 부위(63)는 제2 접촉 부위인 제2 홀딩 부위(63)를 형성한다. 축 방향으로 확장되어 있는 직선형의 골절 홈(62)은 도면에 나타낸 바와 같이 로드(3)의 표면 부위에 형성되어 있다. 골절 홈(62)은 로드(3)의 제1 선단 부위(32)로부터 로드(3)의 중앙 부위까지 확장되어 있으며, 여기서, 골절 홈(62)은 도 2, 5 및 8에 나타낸 바와 같이 제2 숄더 부위(64)를 형성하는 제2 숄더 부위(64)에서 종결되게 된다. 골절 홈(62) 단면은 골절 볼트(6)의 제2 홀딩 부위(63)에 보상적으로 꼭 맞게 된다. 골절 볼트(6)는 잘 알려진 재질로 구성되어 있으며, 도 2, 7 및 8에 나타낸 바와 같이 균열 개시부(66)가 잘 알려진 방식으로 제공되어 있다. 이 기술분야의 통상의 기술자는 원하는 균열 강도를 보이기 위해 골절 볼트(6)를 어떻게 형성할지 잘 알고 있을 것이다.

도 5에 나타낸 바와 같이 로드(3)에는 로드의 제1 선단 부위(32)에 제1 홀(36)이, 로드(3)의 슬리브(2) 내에 제2 선단 부위(33)에는 제2 홀(36')이 그리고 로드(3)의 중앙 부위에는 제3 홀(36")이 제공되어 있다.

도면에 나타낸 바와 같이, 다이나믹하게 신축가능한 엘리베이터 베일(1)에는 슬리브(2)에 2개의 캐치 볼트(5)와, 로드(3)에 2개의 종속하는 보충적인 캐치 홈(52)이 제공되어 있다. 캐치 볼트(5)는 슬리브(2) 상에서 정 반대편 위치에 배치되어 있다. 엘리베이터 베일(1)은 로드(3)에 2개의 골절 볼트(6)와 2개의 종속하는 보충적인 골절 홈(62)이 제공되어 있다. 골절볼트(6)는 슬리브(2) 상에서 정 반대편 위치에 제공되어 있으며 캐치 볼트(5) 상에서 90도 간격으로 배치되어 있다. 다른 한 구현예에 의하면, 엘리베이터 베일(1)은 두 개의 캐치 볼트(5) 사이가 180도 이하인 상호 간격하에서 3개 이상의 캐치 볼트(5)가 제공되어 있다. 다른 구현예에서 엘리베이터 베일(1)에는 두 개의 골절 볼트(6) 사이가 180도 이하인 상호 간격에서 3개 이상의 골절 볼트(6)가 제공되어 있다. 이 기술분야의 통상의 기술자는 하나의 캐치 볼트(5)와 하나의 골절 볼트(6)가 존재할 수 있고, 캐치 볼트(5)의 개수가 골절 볼트(6)의 개수와 다를 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 로드(3)에는 캐치 볼트(5)와 골절 볼트(6)의 개수와 마찬가지로 최소한 많은 수의 캐치 홈(52)과 골절 홈(62)이 제공될 수 있다.

엘리베이터 베일(1)은 홀딩 볼트(42)가 잠금 위치로 변위하게 되는 세개의 정지된 위치를 갖고 있다. 이 세개의 위치는 도 3에 나타낸 바와 같이 엘리베이터 베일(1)의 짧은 작업 위치, 정상 작업 위치 및 캐치 위치이다. 짧은 작업 위치에서, 운송 및 저장 시 홀딩 볼트(42)는 로드(3)에서 제1 홀(36)로 밀려져서 엘리베이터 베일(1)의 위치와 같아지게 된다.

정상 정지 작업 위치에서, 홀딩 볼트(42)는 로드(3)에서 제3 홀(36")로 밀려지게 된다. 정상 정지 작업 위치에서, 로드(3)의 제2 숄더 부위(64)는 도 2, 5 및 8에서와 같이 골절 볼트(6)의 제2 홀딩 부위(63)에 대해서 멈출 것이다. 임계적인 동작의 실행에서, 액추에이터(4)는 잠금 위치로부터 자유 위치로 홀딩 볼트(42)를 변위시켜서 엘리베이터 베일이 동적인 작업 위치에 있게 된다. 로드(3)는 제2 숄더 부위(64)에 의해 골절 볼트(6)의 제2 홀딩 부위(63)에 걸려지게 엘리베이터 베일(1)에 인장력을 가하게 될 것이다. 용기(도면에 도시하지 않음)를 라이저(도면에 도시하지 않음)에 대해 아래로 이동시킬 때 골절 홈(62)은 로드(3)를 슬리브(2)의 안쪽으로 변위시키게 된다. 그것에 의해 엘리베이터 베일(1)에서 외부 방향으로의 이동이 일어나게 된다.

예측할 수 없는 상황에서, 예를 들어 파고가 상하요동 조절기(도면에 도시하지 않음)의 작업 범위를 초과할 경우, 엘리베이터 베일(1)이 인장력에 노출되어 골절 볼트(6)의 제동 한계를 초과할 것이다. 골절 볼트(6)는 균열 개시부(66)에서 부서지게 되고 로드(3)는 제2 숄더 부위(64)에 의해서 다시 지탱되지 않게 될 것이다. 로드(3)는 슬리브(2)를 추가로 빠져 나와서, 캐치 홈(52)에 있는 제1 숄더 부위(54)가 캐치 볼트(5)의 제1 홀딩 부위(53)를 타격하게 될 때까지 당겨지게 될 것이다. 그것에 의해 다이나믹하게 신축가능한 엘리베이터 베일(1)은 최대한으로 확장되지만, 슬리브(2)와 로드(3)는 계속 하나의 부품으로 연결되어 있다. 여기서, 바람직하지 않은 상황에서 로드(3)는 자유롭게 슬리브(2)의 내부와 외부로 변위할 것이다. 여기서, 내부 방향으로의 이동은 슬리브 주둥이 부위(28)에 대해서 타격하는 숄더(38)에 의해서 제한되어지며, 외부 방향으로의 이동은 캐치 볼트(5)의 제1 홀딩 부위(53)에 대해 타격하는 제1 숄더 부위(54)에 의해 제한되어진다. 로드의 자유 작업 범위는 상하요동 조절기 작업 범위에 추가하게 되며, 이와 함께 용기와 장비는 예기치 못한 상황에서 손상되는 것으로부터 벗어나게 한다.

환경이 허용되면, 캐치 홈(52)의 제1 숄더 부위(54)는 캐치 볼트(5)의 제1 홀딩 부위(53)에 걸릴때까지 엘리베이터 베일(1)을 홀딩하고 있는 후크가 올라오게 된다. 홀딩 볼트(42)는 제3 홀(36")에서 잠금 위치로 액추에이터(4)에 의해서 변위하게 된다. 이때 엘리베이터 베일(1)은 캐치 위치에 있게 된다. 이러한 작동과정에서 플로어 상에 사람이 있을 필요는 없다. 엘리베이터 베일(1)은 구조적으로 단단해서 슬리브(2)와 로드(3)는 서로 상대적으로 변위할 수 없을 것이다. 그런 후에 필요한 작업이 정상 작동 상황이 수행될 수 있도록 되돌아갈 수 있게 작동을 하게 된다.

다른 한 구현예로서, 엘리베이터 베일(1)은 도 6, 8 및 9에 나타낸 바와 같이 제2 변위 가능한 제2 골절 볼트(7)가 제공될 수 있다. 제2 골절 볼트(7)는 하우징(71)에 의해서 감싸여져 있다. 제2 골절 볼트(7)는 피스톤(75)이 제공되어 있다. 피스톤(75)은 피스톤 표시기(74)가 제공되어 있으며 제2 골절 볼트(7)가 작동하지 않을 때 피스톤 표시기(74)의 자유 선단 부위(78)는 하우징(71)의 선단 부위를 지나서 돌출되어 있다. 하우징(71)은 슬리브(2)에 연결되어 있다. 피스톤(75)은 잘 알려진 방식으로 포트(79,79')를 통해서 유압 유체가 제공되는 유압식 피스톤(75)일 수 있으며 이것은 추가로 설명하지 않는다. 작동시에 피스톤(75)은 슬리브(2)에 있는 피스톤 구멍(77)을 통해서 제2 골절볼트(7)를 밀게 된다. 제2 골절 볼트(7)는 골절 홈(76)에 제공되어 있다. 작동시에 제2 골절 볼트(7)의 골절 홀딩 부위(73)는 골절 홈(62)에 의해서 수용될 것이다.

골절 볼트(6)가 앞에서 설명한 바와 같이 깨어진 후에, 제2 골절 볼트(7)가 작동할 수 있으며, 이러한 상황에서는 작동시 사람이 플로어 상에 있을 필요는 없다. 상기에서 기재한 바와 같이 캐치 홈(52)의 제1 숄더 부위(54)가 캐치 볼트(5)의 홀딩 부위에 걸릴 때까지 엘리베이터 베일(1)을 홀딩하는 후크를 들어올릴 필요는 없다. 제2 골절 볼트(7)는 골절 홈(62)의 제2 숄더 부위(64)가 제2 골절 볼트(7) 위의 부위에 위치하는 것으로 확실하게 설정할 경우에 작동하게 된다.

다른 구현예로서, 로드(3)에는 상기에 기재한 것 외에 추가로 제1 홀(36)이 제공되어 있다. 이것은 엘리베이터 베일(1) 길이가 여러 가지 작업 길이로 설정할 수 있는 이점이 있으며 그로 인해서 고정된 길이를 가지는 여러 가지 엘리베이터 베일로 대체할 수 있다. 이 기술분야의 통상의 기술자는 엘리베이터 베일 제1 연결 기관(24) 또는 제2 연결 기관(34) 또는 이 두 가지 모두는 다른 구현예로서 관절 방식으로 장비를 보유할 수 있는 포크에 관통 볼트가 제공되어 있는 포크로서 형성할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

1: 베일,
2: 슬리브,
3: 로드,
4: 액추에이터,
5: 캐치볼트,
7: 제2 골절 볼트
21: 내면벽,
22: 제1 선단부위,
24: 제1 연결기관(접안경),
25: 아이,
26: 제1 관통구멍,
26': 제2 관통구멍,
28: 슬리브 주둥이 부위,
32: 제1 선단부위,
33: 제2 선단부위,
34: 제2 연결기관(접안경),
35: 아이,
36,36",36": 제1 홀, 제2 홀, 제3홀,
38: 숄더,
42: 홀딩 볼트,
43: (홀딩 볼트(42)) 자유 선단 부위,
44: 액추에이터 표시기,
45: 피스톤,
49,49': 포트,
51: 캐치볼트 구멍,
52: 캐치홈,
53: 제1 홀딩 부위(제1 접촉부위),
54: 제1 숄더 부위(제1 접합부위),
61: 골절볼트 구멍,
62: 골절 홈,
63: 제2 홀딩 부위,
64: 제 2 숄더 부위,
66: 균열 개시부
71: 하우징
73: 홀딩 부위
74: 피스톤 표시기
75: 피스톤
78: (피스톤 표시기의) 자유 선단 부위(78)
79,79': 포트
77: 피스톤 구멍

Claims

제1 연결 기관(24)과 주둥이 부위(28)가 제공되어 있는 슬리브(2), 그리고 슬리브(2) 내에 제1 선단 부위(32) 및 제2 선단 부위(33)를 형성하는 로드(3)를 포함하고, 상기 슬리브(2)와 로드(3)의 공통 길이방향 축을 따라 슬리브(2)를 넣거나 빼어 내어 신축가능하게 변위될 수 있도록 배열되어 있는 로드(3)로 이루어져 있는 엘리베이터 베일(1)에서, 상기 로드(3)는 상기 로드(3)의 길이방향 축에 수직방향으로 적어도 하나의 관통하는 제1, 2, 3 홀(36, 36', 36")이 제공되어 있고 상기 제1, 2, 3 홀(36, 36', 36")은 액추에이터를 작동할 수 있는 홀딩 볼트(42)를 수용할 수 있도록 배열되어 있는 석유 산업 분야에서의 운전 조작시 다이나믹하게 사용될 수 있게 배열되어 있는 신축형 엘리베이터 베일(1)에 있어서,
상기 제2 선단 부위(33)는 적어도 하나의 제1 숄더 부위(54)가 제공되어 있으며, 상기 슬리브(2)와 로드(3)가 그들의 가장 긴 길이방향으로의 변위를 나타낼 때 슬리브(2)에는 상기 로드(3)의 제1 숄더 부위(54)를 지지할 수 있도록 배열된 적어도 하나의 안쪽으로 돌출하는 제1 홀딩 부위(53)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
제1항에 있어서,
상기 슬리브(2)에는 적어도 하나의 캐치 볼트(5)가 제공되고, 상기 캐치 볼트(5)는 안쪽으로 돌출하고 있는 상기 제1 홀딩 부위(53)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
제2항에 있어서,
적어도 하나의 축 방향으로 움직이는 직선형의 캐치홈(52)은 로드(3)의 표면 부위에 형성되어 있으며, 상기 캐치 볼트(5)의 제1 홀딩 부위(53)를 수용할 수 있도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
제1항에 있어서,
상기 로드(3)에는 적어도 하나의 제2 숄더 부위(64)가 제공되고, 상기 슬리브(2)와 상기 로드(3)가 가장 긴 작업 길이 변위를 나타낼 때 상기 슬리브(2)에는 상기 로드(3)의 제2 숄더 부위(64)를 지지할 수 있도록 배열되어 있는 적어도 하나의 골절 볼트(6)의 제2 홀딩 부위(63)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
제4항에 있어서,
상기 슬리브(2)에는 적어도 하나의 골절 볼트(6)가 제공되고, 상기 골절 볼트(6)는 안쪽으로 돌출하는 골절 볼트(6)의 홀딩 부위(63)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
제5항에 있어서,
적어도 하나의 축 방향으로 움직이는 직선형 골절 홈(62)은 상기 로드(3) 표면 부위에 형성되어 상기 골절 볼트(6)의 홀딩 부위(63)를 수용할 수 있도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
제2항에 있어서,
상기 캐치 볼트(5)는 상기 홀딩 볼트(42)와 상기 제1 연결 기관(24) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
제5항에 있어서,
상기 골절 볼트(6)는 상기 홀딩 볼트(42)와 상기 슬리브(2)의 주둥이 부위(28) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
제1항에 있어서,
상기 슬리브(2)에는 추가로 적어도 하나의 길이방향으로 변위가능한 제2 골절 볼트(7)가 제공되고, 상기 제2 골절 볼트(7)가 작동될 때 상기 제2 골절 볼트(7)에는 상기 슬리브(2)에서 안쪽으로 돌출되는 골절 홀딩 부위(73)가 제공되는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
제9항에 있어서,
제2 골절 볼트(7)는 상기 홀딩 볼트(42)와 상기 캐치 볼트(5) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 신축형 엘리베이터 베일(1).
해저 유전 작업선이 청구항 1에 따른 엘리베이터 베일(1)로 이루어진 것을 특징으로 하는 해저 유전 작업을 수행할 수 있도록 배치된 작업선.
- 액추에이터를 작동시키는 홀딩 볼트(42)를 잠금 위치에서 자유 위치로 변위시키는 단계;
- 슬리브(2)에 있는 제1 관통 구멍(26)이 상기 로드(3)에 있는 하나의 제1, 2, 3 홀(36, 36', 36")과 직접적으로 일렬로 정렬될 때까지 공통의 길이방향의 축을 따라서 엘리베이터 베일(1)의 슬리브(2)에 대해 엘리베이터 베일(1)의 로드(3)를 변위시키는 단계; 및
- 상기 자유 위치로부터 잠금 위치로 액추에이터를 작동시키는 홀딩 볼트(42)를 변위시키는 단계에 의해 엘리베이터 베일(1)을 길이방향으로 단계적으로 조정하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해저 유전 작업에 역동적으로 신축가능한 청구항 1에 따른 엘리베이터 베일(1)을 해저 유전 작업에 사용하는 방법.