KR101956677B1 - 분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터 및 분출방지 스택 가이드 시스템 - Google Patents

분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터 및 분출방지 스택 가이드 시스템 Download PDF

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Abstract

분출방지 스택 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터를 개시한다.
분출방지 스택 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터는 분출방지 스택(BOP)을 문풀 센터 위치로 이동하도록 해양구조물 중앙의 웰 영역에 설치되는 것으로, 트랜스포터 본체가 상기 문풀 센터 위치로 이동하여 상기 분출방지 스택을 승,하강시킬 때, 상기 분출방지 스택을 안내하도록 상기 트랜스포터 본체의 하부에는 가이드 유닛이 설치된다.

Description

분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터 및 분출방지 스택 가이드 시스템{Transporter having blowout preventer guide apparatus and guide system in offshore}
본 발명은 분출방지 스택 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터 및 분출방지 스택 가이드 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 분출방지 스택을 운반하는 트랜스포터의 하부에 분출방지 스택의 승,하강을 가이드하는 가이드 유닛을 일체로 형성한, 분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터 및 분출방지 스택 가이드 시스템에 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 육상 시추를 넘어 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전이나 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 플랫폼이 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, 플랫폼, 또는 시추선(이하, 시추선)의 중심부에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추하기 위한 라이저(riser) 또는 드릴 파이프(drill pipe)가 상하로 이동될 수 있도록 문풀(moonpool)이 형성되어 있다.
도 1은 일반적인 시추작업과 분출방지 스택의 설치를 설명하는 도면이고, 도 2는 종래 해양구조물의 분출방지 스택의 운반 및 가이드 구조를 보인 평면도이다.
도 1 및 도 2에 보인 바와 같이, 바다에서 석유 또는 가스 자원을 채굴하기 위한 시추선의 작업은 데크(1) 바닥에 설치된 적치대로부터 시추용 파이프(드릴 파이프 또는 라이저 파이프 등)들을 라이저 핸들링 크레인(riser handling crane)으로 들어올려 캣워크(catwalk)로 이동시키고 다시 서브스트럭춰(substructure) 상부의 드릴플로어(drillfloor)로 수평이동시킨 다음 데릭(derrick)(2)을 사용하여 세워 시추선의 중앙에 형성된 문풀(3)을 통해 하향 전진시킴으로써 해저 바닥(seabed) 아래의 저유지(reservoir)에 위치하는 유정에 저장된 해저자원을 시추한다.
라이저(4)는 드릴 파이프(5)를 유정(13)까지 전진시키기 전에 미리 상기 해저 바닥(6)까지 전진되는 부재로서 머드가 되돌아오는 통로를 제공한다.
라이저(4)가 설치되면 라이저 내부로 드릴 파이프(5)가 해저 지층(11)을 통해 유정(13)까지 하향 전진한다.
이와 같이 라이저(4)를 해저 바닥(6)까지 하향 전진시키거나, 드릴 파이프를 유정까지 전진시킬 경우, 길게 연결된 라이저나 드릴 파이프를 하향 전진시키는 것이 아니라, 짧은 길이의 라이저나 드릴 파이프를 서로 연결하여 하향 전진시킨다.
해저 바닥에는 이상 고압이 드릴 파이프를 타고 올라오는 것을 차단하기 위해 분출방지 스택(blowout preventer; BOP)(7)이 설치된다.
트랜스포터(20)는 레일(22)을 따라 이동하면서 스토리지 위치(storage position)에 있는 분출방지 스택(BOP)(7)을 문풀 센터 위치로 이동하게 되는데, 문풀(3)은 입구에 상호 대향되는 위치를 따라 한 쌍의 가이드 레일(31)이 설치된다. 상기 한 쌍의 가이드 레일(31)은 상기 문풀(3)의 내부에서 분출방지 스택(7)의 승,하강을 가이드 하기 위해 상호 대향되게 배치되는 한 쌍의 스파이더 가이드 빔(32)의 이동을 가이드 하는 역할을 한다.
그리고, 상기 스파이더 가이드 빔(32)은 상기 가이드 레일(31)을 따라 이동하기 위한 구동부(33)를 구비한다.
상기 한 쌍의 스파이더 가이드 빔(32)은 상기 한 쌍의 가이드 레일(31)을 따라 상호 대향된 위치에서 서로 간의 이격 거리를 상기 구동부(33)의 동작을 통해 조절할 수 있게 된다.
그러나, 종래에는 분출방지 스택을 가이드 하는 스파이더 가이드 빔(32)이 트랜스포터(20)와 별도의 구성으로 문풀(3)에 설치되고, 상기 분출방지 스택(7)을 구동하기 위한 구동부(33)가 별도로 구비되어야 하므로, 해당 장비로의 접근을 위한 부대설비(Access ladder 및 platform 등)의 설치로 인해 문풀(3)이 가지고 있는 협소한 공간적 제약 요건을 더욱 가중시킬 뿐만 아니라 제작비용이 증가하고, 문풀(3) 구역의 공간확보에 많은 어려움이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분출방지 스택을 운반하는 트랜스포터의 하부에 분출방지 스택의 승,하강을 가이드하는 가이드 유닛을 일체로 형성함으로써, 스파이더 가이드 빔의 삭제로 제작비용을 대폭 절감하고, 복잡한 문풀(moonpool) 구역 공간을 확보할 수 있는, 분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터 및 분출방지 스택 가이드 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터는, 분출방지 스택(BOP)을 문풀 센터 위치로 이동하도록 해양구조물 중앙의 웰 영역에 설치되는 것으로, 트랜스포터 본체가 상기 문풀 센터 위치로 이동하여 상기 분출방지 스택을 승,하강시킬 때, 상기 분출방지 스택을 안내하도록 상기 트랜스포터 본체의 하부에는 가이드 유닛이 설치된다.
상기 가이드 유닛은 상기 트랜스포터 본체의 하부에 일체로 연장 형성될 수 있다.
본 발명의 분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터는, 상기 트랜스포터 본체에 설치되어 상기 분출방지 스택을 제 1 위치로 유지하며, 실린더에 의해서 작동되어 문풀 센터 위치로 이동시 상기 분출방지 스택을 하강시키도록 하는 제 1 행오프 도그; 및 상기 제 1 행오프 도그보다 상대적으로 낮게 상기 트랜스포터 본체에 설치되어 상기 분출방지 스택을 제 2 위치로 유지하며, 실린더에 의해서 작동되어 문풀 센터 위치로 이동시 상기 분출방지 스택을 하강시키도록 하는 제 2 행오프 도그;를 포함한다.
상기 제 1 위치는 어퍼 위치이고, 상기 제 2 위치는 로워 위치로서, 상기 제1 행오프 도그에는 상대적으로 높이가 낮은 분출방지 스택이 적재되고, 상기 제 2 행오프 도그에는 상대적으로 높이가 높은 분출방지 스택이 적재되어, 상기 분출방지 스택이 드릴 플로어에 간섭되지 않도록 구성된다.
상기 트랜스포터 본체는 가이드레일을 따라 좌현 우현 방향(혹은 선수 선미 방향)으로 이동하도록 구성된다.
삭제
상기 트랜스포터 본체의 상부에는 상기 분출방지 스택 안착 가이드가 설치된다.
한편, 본 발명에 따른 트랜스포터의 분출방지 스택 가이드 시스템은 분출방지 스택(BOP)을 문풀 센터 위치로 이동하고, 상기 분출방지 스택의 승,하강시 분출방지 스택을 가이드 하는 것으로, 분출방지 스택을 트랜스포터에 안착하는 단계; 상기 트랜스포터가 이동하여 상기 분출방지 스택을 문풀 센터 위치로 이동하는 단계; 상기 분출방지 스택을 하강하는 단계; 상기 트랜스포터의 하부에 설치된 분출방지 스택 가이드 유닛이 분출방지 스택을 하강을 가이드 하는 단계;를 포함한다.
상기 분출방지 스택을 트랜스포터에 안착하는 단계에서는, 이동하고자 하는 분출방지 스택의 높이가 드릴 플로어와 간섭이 발생하지 않도록 상기 분출방지 스택을 트랜스포터 본체에 설치된 제 1 행오프 도그 또는 제 2 행오프 도그에 안착한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 분출방지 스택을 운반하는 트랜스포터의 하부에 분출방지 스택의 승,하강을 가이드 하는 가이드 유닛을 일체로 형성함으로써, 가이드 유닛이 분출방지 스택의 승/하강 시, 정 위치를 안내하고 작업 중 그 위치를 일정하게 유지시켜 주며, 분출방지 스택 스파이더 가이드 빔의 삭제로 제작비용을 대폭 절감하고, 복잡한 문풀(moonpool) 구역 공간을 확보할 수 있다.
도 1은 일반적인 시추작업과 분출방지 스택의 설치를 설명하는 도면
도 2는 종래 해양구조물의 분출방지 스택의 운반 및 가이드 구조를 보인 평면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 트랜스포터를 개략적으로 보인 사시도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 트랜스포터를 평면도
도 5는 도 4의 A방향에서 바라본 정면도
도 6은 도 4의 B방향에서 바라본 측면도
도 7은 도 5의 요부발췌 확대도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 트랜스포터의 분출방지 스택 운반 및 가이드 방법을 보인 블록도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분출방지 스택 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터 및 분출방지 스택 가이드 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 트랜스포터를 개략적으로 보인 사시도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 트랜스포터를 평면도, 도 5는 도 4의 A방향에서 바라본 정면도, 도 6은 도 4의 B방향에서 바라본 측면도 그리고, 도 7은 도 5의 요부발췌 확대도이다.
위 첨부도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터(100)는, 분출방지 스택(BOP)(7)을 스토리지 위치(storage position)에서 문풀 센터 위치(moon pool center position)로 이동시, 분출방지 스택의 승,하강을 가이드 하도록 해양구조물 중앙의 문풀 영역에 설치되는 장치이다.
구동유닛(110a)에 의해서 상기 트랜스포터 본체(110)는 데크(1) 상에 가이드 레일(150)을 따라 좌현 우현 방향(선체 폭 방향)으로 이동한다.
여기서, 리그 선과 드릴쉽에 있어서, 문풀 구조의 설계에 따라 트랜스포터 이동 방향에 차이가 있으므로, 본 발명에서는 트랜스포터의 이동방향을 좌현 우현 방향으로만 도시하고 있으나, 트랜스포터의 이동방향은 선수 선미 방향 또는 좌현 우현 방향 모두에 적용됨은 물론이다.
분출방지 스택(7)을 문풀 센터 위치로 이동하면, 후술하는 제1 행오프 도그(130) 혹은 제2 행오프 도그(140)가 구동하여 분출방지 스택(7)을 하강시키도록 한다.
트랜스포터 본체(110)가 문풀 센터 위치로 이동하여 상기 분출방지 스택(7)을 승,하강시킬 때, 상기 분출방지 스택(7)을 안내하도록 상기 트랜스포터 본체(110)의 하부에는 가이드 유닛(120)이 설치된다.
상기 가이드 유닛(120)은 상기 트랜스포터 본체(110)의 하부에 일체로 연장 형성될 수 있고, 별도의 구성으로 제작된 후 조립될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터(100)에 있어서는, 제1 행오프 도그(130)는 트랜스포터 본체(110)에 설치되어 상기 분출방지 스택(7)을 제 1위치로 유지하며, 실린더에 의해서 작동되어 문풀 센터 위치로 이동시 상기 분출방지 스택(7)을 하강시키도록 구성된다. 그리고, 제2 행오프 도그(140)는 상기 제1 행오프 도그(130)보다 상대적으로 낮게 상기 트랜스포터 본체(110)에 설치되어 상기 분출방지 스택(7)을 제 2위치로 유지하며, 실린더에 의해서 작동되어 문풀 센터 위치로 이동시 상기 분출방지 스택(7)을 하강시키도록 구성된다.
여기서, 상기 제 1 위치는 상대적으로 높은 어퍼 위치(upper position)이고, 상기 제 2 위치는 상대적으로 낮은 로워 위치(lower position)를 말한다.
상기 제1 행오프 도그(130)에는 상대적으로 높이가 낮은 분출방지 스택(7)이 적재되고, 상기 제2 행오프 도그(140)에는 상대적으로 높이가 높은 분출방지 스택(7)이 적재되어, 상기 분출방지 스택(7)이 드릴 플로어에 간섭되지 않도록 구성된다.
상기 트랜스포터 본체(110)는 데크(1) 상에 가이드 레일(150)을 따라 좌현 우현 방향(선체 폭 방향)으로 이동하도록 구성된다.
삭제
상기 트랜스포터 본체(110)의 상부에는 상기 분출방지 스택 안착 가이드(113)가 설치된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분출방지 스택의 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
작업자는 이동하고자 하는 분출방지 스택(7)의 높이가 드릴 플로어와 간섭이 발생하지 않는지를 판단하여, 상기 분출방지 스택(7)의 높이가 드릴 플로어와 간섭이 발생하지 않은 정도의 높이를 갖는 경우 상기 분출방지 스택(7)을 트랜스포터 본체(110)에 설치된 제1 행오프 도그(어퍼 행오프 도그)(130)에 안착시킨다(제 1 위치에 안착).
만약, 상기 분출방지 스택(7)의 높이가 드릴 플로어와 간섭이 발생할 정도의 높이를 갖는 경우에는 상기 분출방지 스택(7)을 트랜스포터 본체(110)에 설치된 제2 행오프 도그(로워 행오프 도그)(140)에 안착시킨다(제 2 위치에 안착).
이때 상기 트랜스포터 본체(110)의 상부에 설치된 상기 분출방지 스택 안착 가이드(113)에 의해서 분출방지 스택(7)이 가이드 되도록 한다.
분출방지 스택이 제1 행오프 도그(130) 혹은 제2 행오프 도그(140)에 안착된 상태를 유지하면, 구동유닛(110a)에 의해서 상기 트랜스포터 본체(110)는 데크(1) 상에 가이드 레일(150)을 따라 좌현 우현 방향(선체 폭 방향)으로 이동한다. 분출방지 스택(7)을 문풀 센터 위치로 이동하면, 제1 행오프 도그(130) 혹은 제2 행오프 도그(140)가 구동하여 분출방지 스택(7)을 하강시키도록 한다. 이때 가이드 유닛(120)이 분출방지 스택(7)의 하강을 가이드 한다. 가이드 유닛(120)은 상기 분출방지 스택(7)의 승/하강 시, 정 위치를 안내하고 작업 중 그 위치를 일정하게 유지시켜 주는 역할을 수행한다.
한편, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 트랜스포터의 분출방지 스택 운반 및 가이드 방법을 보인 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분출방지 스택 가이드 시스템은 분출방지 스택(BOP)(7)을 문풀 센터 위치로 이동하고, 상기 분출방지 스택의 승,하강시 분출방지 스택(7)을 가이드 하는 것으로, 분출방지 스택(7)을 트랜스포터(100)에 안착하는 단계(S 10); 상기 트랜스포터(100)가 이동하여 상기 분출방지 스택(7)을 문풀 센터 위치로 이동하는 단계(S 20); 상기 분출방지 스택(7)을 하강하는 단계(S 30); 및 상기 트랜스포터(100)의 하부에 설치된 분출방지 스택 가이드 유닛(120)이 분출방지 스택(7)을 하강을 가이드 하는 단계(S 40);를 포함한다.
상기 분출방지 스택을 트랜스포터에 안착하는 단계(S 10)에서는, 이동하고자 하는 분출방지 스택(7)의 높이가 드릴 플로어와 간섭이 발생하지 않도록 상기 분출방지 스택(7)의 높이를 고려하여 분출방지 스택(7)을 트랜스포터 본체(110)에 설치된 제 1 행오프 도그(130) 또는 제 2 행오프 도그(140)에 안착한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 분출방지 스택을 운반하는 트랜스포터의 하부에 분출방지 스택의 승,하강을 가이드하는 가이드 유닛(120)을 일체로 형성함으로써, 가이드 유닛(120)이 분출방지 스택의 승/하강 시, 정 위치를 안내하고 작업 중 그 위치를 일정하게 유지시켜 주며, 분출방지 스택 스파이더 가이드 빔의 삭제로 제작비용을 대폭 절감하고, 복잡한 문풀(moonpool) 구역 공간을 확보할 수 있다.
100: 트랜스포터
110: 트랜스포터 본체
110a: 구동유닛
111: 기어 부
112: 기어 가이드
113: 분출방지 스택 안착 가이드
120: 가이드 유닛
130: 제1 행오프 도그
140: 제2 행오프 도그
150: 가이드 레일

Claims (9)

  1. 분출방지 스택(BOP)을 문풀 센터 위치로 이동하도록 해양구조물 중앙의 웰 영역에 설치되는 트랜스포터에 있어서,
    트랜스포터 본체가 상기 문풀 센터 위치로 이동하여 상기 분출방지 스택을 승,하강시킬 때, 상기 분출방지 스택을 안내하도록 상기 트랜스포터 본체의 하부에는 가이드 유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는, 분출방지 스택 가이드 구조를 갖고,
    상기 트랜스포터 본체에 설치되어 상기 분출방지 스택을 제 1 위치로 유지하며, 실린더에 의해서 작동되어 문풀 센터 위치로 이동시 상기 분출방지 스택을 하강시키도록 하는 제 1 행오프 도그; 및
    상기 제 1 행오프 도그보다 상대적으로 낮게 상기 트랜스포터 본체에 설치되어 상기 분출방지 스택을 제 2 위치로 유지하며, 실린더에 의해서 작동되어 문풀 센터 위치로 이동시 상기 분출방지 스택을 하강시키도록 하는 제 2 행오프 도그;를 더 포함하는, 분출방지 스택 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 유닛은 상기 트랜스포터 본체의 하부에 일체로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는, 분출방지 스택 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 위치는 어퍼 위치이고, 상기 제 2 위치는 로워 위치로서, 상기 제1 행오프 도그에는 상대적으로 높이가 낮은 분출방지 스택이 적재되고, 상기 제 2 행오프 도그에는 상대적으로 높이가 높은 분출방지 스택이 적재되어, 상기 분출방지 스택이 드릴 플로어에 간섭되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 분출방지 스택 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜스포터 본체는 가이드레일을 따라 좌현 우현 방향(선체 폭 방향) 으로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 분출방지 스택 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜스포터 본체의 상부에는 상기 분출방지 스택 안착 가이드가 설치되는 것을 특징으로 하는, 분출방지 스택 가이드 구조를 갖는 해양구조물의 트랜스포터.
  8. 분출방지 스택(BOP)을 문풀 센터 위치로 이동하고, 상기 분출방지 스택의 승,하강시 분출방지 스택을 가이드 하는 트랜스포터의 분출방지 스택 가이드 시스템에 있어서,
    분출방지 스택을 트랜스포터에 안착하는 단계;
    상기 트랜스포터가 이동하여 상기 분출방지 스택을 문풀 센터 위치로 이동하는 단계;
    상기 분출방지 스택을 하강하는 단계;
    상기 트랜스포터의 하부에 설치된 분출방지 스택 가이드 유닛이 분출방지 스택을 하강을 가이드 하는 단계;를 포함하고,
    상기 분출방지 스택을 트랜스포터에 안착하는 단계에서는,
    이동하고자 하는 분출방지 스택의 높이가 드릴 플로어와 간섭이 발생하지 않도록 상기 분출방지 스택을 트랜스포터 본체에 설치된 제 1 행오프 도그 또는 제 2 행오프 도그에 안착하는 것을 특징으로 하는 트랜스포터의 분출방지 스택 가이드 시스템.
  9. 삭제
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