KR101959829B1 - Continuous Circulation System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연속 이수 순환시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 종래 연속 이수 순환시스템의 챔버 어셈블리 구조를 개선하여 드릴 파이프 측방향 지지를 위한 파이프 램을 4방향으로 직교되게 배치시킴으로써 지지력의 균등한 배분을 통해 드릴 파이프의 변형이 최소화되도록 하고, 드릴 파이프의 툴 조인트(tool joint) 부분을 피해 작동해야 하는 블라인드 램의 위치조정이 슬라이딩 컨트롤 실린더를 통해 간편하고 용이하게 수행되도록 하는 연속 이수 순환시스템에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a chamber assembly structure of a conventional continuous mixed circulation system, in which the pipe ram for orthogonally supporting the drill pipe is arranged orthogonally in four directions, To minimize the deformation of the drill pipe and to facilitate the positioning of the blind ram, which must be avoided from the tool joint portion of the drill pipe, through the sliding control cylinder .
해저 또는 육지의 지하자원을 탐사하거나 지층의 구조/상태를 조사하기 위하여 땅속으로 구멍을 파는 작업을 수행하기 위한 시추장치는 드릴 파이프를 통해 공급되는 시추용 머드와 같은 드릴링 유체에 의해 암석이나 모래의 천공이 수행되도록 한다. 여기서 드릴 파이프를 설치하거나 교체하기 위하여 시추장치에 드릴 파이프를 연결하거나 해제하는 작업과정에서도 머드를 지속적으로 주입하여 드릴 스트링의 내부와 외부압력을 일정하게 유지시켜 주는데, 이는 시추작업 시 발생되는 암편류(cuttings)가 유정에 적체되지 않게 계속 움직이게 하기 위함이다.A drilling rig for drilling holes in the ground to probe the underground resources of the seafloor or land or to investigate the structure / condition of the stratum is provided by a drilling fluid, such as drilling mud, Allow puncturing to be performed. In the process of connecting or disconnecting the drill pipe to the drilling device to install or replace the drill pipe, the mud is continuously injected to keep the inside and outside pressure of the drill string constant, to keep the cuttings moving so that they do not get stuck in the well.
이와 같은 드릴 파이프의 연결/해제 작업을 비롯한 드릴링 작업공정 전반에 걸쳐 머드펌프의 연속 구동을 유도하여 머드가 시추장치 내에서 연속순환하도록 하는 것이 연속 이수 순환시스템(CCS:Continuous Circulation System)이다. 연속 이수 순환시스템과 관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1832083호 "대심도 시추를 위한 시추이수 순환조절시스템 및 시추이수 순환조절방법", 유럽등록특허 EP 2232001 "METHOD AND APPARATUS FOR FACILITATING CONTINUOUS CIRCULATION OF DRILLING MUD DURING CONSTRUCTION AND MAINTENANCE OF A WELL" 등이 안출되어 있다.Continuous circulation system (CCS) is a continuous circulation system in which the continuous driving of the mud pump is continuously performed throughout the drilling operation process including the connection / disconnection operation of the drill pipe, so that the mud is continuously circulated in the drilling apparatus. As a technique related to the continuous circulation system, Korean Registered Patent Publication No. 10-1832083 entitled " Sewage Water Circulation Regulation System and Sewage Water Circulation Regulation Method for Drilling of the Great Depth, "and European Patent No. EP 2232001" METHOD AND APPARATUS FOR FACILITATING Quot; CONTINUOUS CIRCULATION OF DRILLING MUD DURING CONSTRUCTION AND MAINTENANCE OF A WELL ".
한편 도 1에 도시된 종래의 연속 이수 순환시스템은 챔버 어셈블리(100), 로터리 슬립 어셈블리(200), 스누빙 디바이스 어셈블리(300), 파이프 가이드 어셈블리(400)를 포함하는 구성으로 이루어진다.The conventional continuous circulation system shown in FIG. 1 includes a
챔버 어셈블리(100)는 머드가 수용될 수 있는 내부공간을 가지는데, 드릴 파이프(500)는 챔버 어셈블리(100)의 내부공간을 수직으로 관통하게 된다. 챔버 어셈블리(100)는 4개의 수직배치 메인실린더(110), 2개의 상부 파이프 램(121)을 구비하는 상부 파이프 램 유닛(120), 2개의 하부 파이프 램(131)을 구비하는 하부 파이프 램 유닛(130), 2개의 블라인드 램(141)을 구비하는 블라인드 램 유닛(140), 머드 펌프와 머드 스키드를 매개로 연결되는 하부 머드 밸브(160a)와 상부 머드 밸브(160b)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 도 2에서와 같이 이와 같은 챔버 어셈블리(100) 내부에서 드릴 파이프(500)의 연결과 해제가 수행되며, 드릴 파이프(500)의 연결작업과 해제작업시 하부 머드 밸브(160a)를 통해 머드가 챔버 어셈블리(100)의 내부공간으로 유입되어 스탠드 파이프와 연결해제된 드릴 파이프(500)에 지속적으로 머드가 공급되면서 드릴 스트링의 내부와 외부압력이 일정하게 유지된다. The
로터리 슬립 어셈블리(200)는 챔버 어셈블리(100) 하측에 배치되는 것으로, 챔버 어셈블리(100) 하측의 드릴 파이프(500) 외주면에 밀착되는 복수의 슬립 패드(210)가 구비되어 드릴 파이프(500)를 측방향에서 지지하게 된다.The
스누빙 디바이스 어셈블리(300)는 챔버 어셈블리(100) 상측에 배치되어 드릴 파이프(500)의 연결과 해제를 유도하게 된다. 이를 위하여 스누빙 캡 실린더(Snubbing Cap Cylinder)에 의해 스누빙 캡 헤드(Snubbing Cap Head)가 하강을 하면, 패드 커넥션 케이싱(Pad Connection Casing)과 링크 구조로 연결된 패드(Pad)가 드릴 파이프(500)를 잡게 된다. 여기서 패드는 패드 케이싱(Pad Casing) 내부에 위치되고, 패드 케이싱은 메인기어와 체결된다. 그리고 패드 케이싱은 패드 커넥션 케이싱 내측에 위치하게 되고, 패드 커넥션 케이싱 내측면에 3개의 러그(Lug)가 배치되는데, 이와 같은 러그에 패드와 연결된 링크를 핀타입으로 고정시키게 된다.The
또한 스누빙 디바이스 어셈블리(300)에는 4개의 유압모터에 로테이팅기어(Rotating Gear)가 체결되어 있으며, 4개의 로테이팅기어와 1개의 메인기어가 서로 맞물려 있다. 모터 작동과 동시에 로테이팅기어가 회전하며 메인기어가 로테이팅기어와 반대로 회전하게 된다. 동시에 패드 케이싱이 회전하게 되며, 이로 인해 패드 및 패드 커넥션 케이싱이 회전하면서 드릴 파이프를 회전시킨다. Also, in the
한편 스누빙 디바이스 어셈블리(300)는 토크기어가 토크 실린더에 연결되어 설치되도록 하는데, 토크기어는 토크 기어 케이싱(Torque Gear Casing)에 설치되어 있고, 토크 기어의 홈이 돌출되어 있어 토크 기어 케이싱 밖으로 이탈되지 않고 토크 기어 케이싱은 기어 케이싱(Gear Casing)에 의해 밖으로 이탈되지 않게 된다. 토크 기어 케이싱은 토크 기어 케이싱 실린더(Torque Gear Casing Cylinder)에 의해 움직인다. 토크 기어 케이싱 실린더가 전진하여 토크기어는 메인기어의 기어이에 물리게 된다. 그 후 토크 실린더가 작동하며, 드릴 파이프의 연결이나 해제 작업이 완료된다. 그 후 토크 기어 케이싱 실린더가 후진하면서 메인기어와 맞물려 있던 토크기어가 풀리게 된다.On the other hand, the
파이프 가이드 어셈블리(400)는 탑 드라이브(Top Drive)에서 연결된 스탠드 파이프(Stand pipe)가 시추장치가 배치되는 유정 보어(Well Bore)의 중심라인에 위치할 수 있도록 하는 것이다.The
이와 같은 종래의 연속 이수 순환시스템은 도 3에서와 같이 2개의 파이프 램(121)(131)이 배치되는 파이프 램 바디(122)(132)를 갖는 상부 파이프 램 유닛(120)와 하부 파이프 램 유닛(130)을 구비하게 된다. 이에 대응하여 도 4의 (a) 내지 (c)에서와 같이 180°각도를 이루는 좌우측면을 갖는 램 블록, 탑 씰(Top Seal), 프론트 패커가 파이프 램 바디(122)(132)에 구비된다. 여기서 종래의 연속 이수 순환시스템은 2개의 파이프 램(121)(131)이 서로 마주보며 배치되는 구조임에 따라 힘이 한쪽 방향으로만 작용하게 되어 힘의 분배가 좋지 않은 단점이 있었다.3, the upper and lower
한편 블라인드 램은 드릴 파이프의 툴 조인트(tool joint) 부분을 피해 작동해야 하는데, 종래의 연속 이수 순환시스템은 수직배치 메인실린더에 의해 블라인드 램의 위치조정이 이루어짐에 따라 위치조정 정확도가 떨어지고 블라인드 램의 위치조정에 번거로움이 따르는 한계가 있었다.On the other hand, the blind ram must be operated from the tool joint part of the drill pipe. In the conventional continuous water circulation system, the positioning accuracy of the blind ram is lowered due to the positioning of the blind ram by the vertical main cylinder, There was a limitation in complicating the position adjustment.
이에 따라 상기와 같은 종래 연속 이수 순환시스템의 단점을 개선할 수 있는 기술개발이 요구되는 실정이다.Accordingly, there is a need to develop a technique capable of improving the disadvantages of the conventional continuous circulation system as described above.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 연속 이수 순환시스템의 챔버 어셈블리를 구성하는 상부 파이프 램 유닛과 하부 파이프 램 유닛 각각이 90°간격의 방사상으로 배치되는 4개의 파이프 램으로 구성되어 지지력의 균등한 배분이 이루어지도록 함으로써 드릴 파이프의 변형이 최소화될 수 있는 새로운 형태의 연속 이수 순환시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the problems of the related art, and the upper pipe RAM unit and the lower pipe RAM unit constituting the chamber assembly of the continuous water circulation system are each composed of four pipe rams radially arranged at intervals of 90 degrees It is an object of the present invention to provide a new type of continuous water circulation system in which deformation of the drill pipe can be minimized by making uniform distribution of the supporting force.
또한 본 발명은 연속 이수 순환시스템의 챔버 어셈블리를 구성하는 블라인드 램 유닛이 수직배치되는 슬라이딩 컨트롤 실린더에 연결되어 상하높이가 조절되는 구성을 제공함으로써 드릴 파이프의 툴 조인트(tool joint) 부분을 피해 작동해야 하는 블라인드 램의 위치조정이 간편하고 용이하게 수행될 수 있는 새로운 형태의 연속 이수 순환시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also relates to a blind ram unit constituting a chamber assembly of a continuous water circulation system, which is connected to a vertically disposed sliding control cylinder to provide a vertically adjustable configuration so as to avoid the tool joint portion of the drill pipe Which is capable of easily and easily performing the adjustment of the position of the blind ram to be operated by the user.
그리고 본 발명은 연속 이수 순환시스템의 스누빙 디바이스 어셈블리을 구성하는 패드 커넥션 케이싱과 스누빙 캡 헤드 사이에 원통 롤러베어링이 배치되도록 함으로써 스누빙 디바이스 어셈블리의 메인기어 회전시 패드 커넥션 케이싱도 원활하고 안정되게 회전하면서 스누빙 디바이스 어셈블리가 제기능을 수행할 수 있도록 하는 새로운 형태의 연속 이수 순환시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention allows a cylindrical roller bearing to be disposed between a pad connection casing and a snorking cap head constituting a snugging device assembly of a continuous water circulation system, so that the pad connection casing also smoothly and stably rotates when the main gear of the snug device assembly rotates. And to provide a new type of continuous water circulation system that allows the snubbing device assembly to perform its functions.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 머드가 수용될 수 있는 내부공간을 가지고, 드릴 파이프(500)가 상기 내부공간을 수직으로 관통하는 챔버 어셈블리(100); 상기 챔버 어셈블리(100) 하측에 배치되고, 상기 챔버 어셈블리(100) 하측의 상기 드릴 파이프(500) 외주면에 밀착되는 복수의 슬립 패드(210)가 구비되어 상기 드릴 파이프(500)를 측방향에서 지지하게 되는 로터리 슬립 어셈블리(200); 상기 챔버 어셈블리(100) 상측에 배치되어 드릴 파이프(500)의 연결과 해제를 유도하는 스누빙 디바이스 어셈블리(300); 및 상기 챔버 어셈블리(100), 로터리 슬립 어셈블리(200), 스누빙 디바이스 어셈블리(300)의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 구성으로 이루어지고,According to an aspect of the present invention for achieving the above-mentioned object, the present invention provides a chamber assembly including a chamber assembly having an inner space into which a mud can be received, the drill pipe passing vertically through the inner space; A plurality of
상기 챔버 어셈블리(100)는, 설치면에 고정되는 메인 플레이트(600)와 상기 챔버 어셈블리(100) 상측에 배치되는 챔버 플레이트(190)에 상하단이 고정되어 상기 챔버 어셈블리(100)의 높이를 조절하게 되는 복수의 수직배치 메인실린더(110); 상하 이격 배치되어 상기 드릴 파이프(500)를 측방향으로 지지하는 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130); 상기 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 사이에 배치되어 내부공간을 상하로 분할시키는 블라인드 램 유닛(140);을 포함하되,The upper and lower ends of the
상기 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 각각은 상기 드릴 파이프(500)를 중심으로 90°간격의 방사상으로 배치되는 4개의 파이프 램(121)(131)을 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 이수 순환시스템을 제공한다.Each of the upper
이와 같은 본 발명에 따른 연속 이수 순환시스템에서 상기 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 각각은 4개의 파이프 램(121)(131)이 통과하는 통로(1222)(1322)가 90°간격의 방사상으로 관통형성되어 있는 파이프 램 바디(122)(132)를 구비하고, 상기 파이프 램 바디(122)(132)는 90°간격으로 배치되는 4개의 램 블록(1221)(1321)이 서로 맞물려 결합된 구조로 이루어지되, 상기 램 블록(1221)(1321)은 45°각도로 경사진 연결면이 좌우측면을 이루는 호형상의 연결체(1221a)(1321a)가 전단 부위를 이루고 있을 수 있다.In the continuous recirculating water circulation system according to the present invention, each of the upper
이와 같은 본 발명에 따른 연속 이수 순환시스템에서 상기 램 블록(1221)(1321)은, 상기 연결체(1221a)(1321a)의 후방 라인을 따라 호 형상으로 형성되는 씰 장착홈(1221b)(1321b); 전단 부위에 상하 이격배치되는 한쌍의 연결체(1221a)(1321a) 사이에 호 형상으로 형성되는 패커 장착홈(1221c)(1321c);을 가지되,The ram blocks 1221 and 1321 have
상기 씰 장착홈(1221b)(1321b)에 끼워지는 타원형상으로 이루어지고, 테이퍼진 상면이 상기 램 블록(1221)(1321)의 상부면으로부터 돌출되도록 하는 탑 씰(1223)(1323); 45°각도로 경사진 좌우측면을 갖는 호형상으로 이루어져 상기 패커 장착홈(1221c)(1321c)에 끼워지고, 테이퍼진 전면이 상기 램 블록(1221)(1321)의 전면으로부터 돌출되도록 하는 프론트 패커(1224)(1324);를 구비할 수 있다. A top seal 1223 (1323) having an elliptical shape to be fitted into the
이와 같은 본 발명에 따른 연속 이수 순환시스템에서 상기 챔버 어셈블리(100)는, 상기 블라인드 램 유닛(140)에 연결되어 수직 배치되고, 상기 블라인드 램 유닛(140)의 높이를 조절하여 드릴 파이프(500)의 툴 조인트 부위를 제외한 영역에서 상기 블라인드 램 유닛(140)이 내부공간을 상하로 분할시키도록 하는 슬라이딩 컨트롤 실린더(180);를 더 포함할 수 있다.The
이와 같은 본 발명에 따른 연속 이수 순환시스템에서 상기 스누빙 디바이스 어셈블리(300)는, 패드 커넥션 케이싱(310)에 볼트 고정되고, 스누빙 캡 헤드(320)의 저면에 형성된 베어링 장착홈에 끼움고정되는 원통 롤러베어링(330)을 구비하여 상기 스누빙 디바이스 어셈블리(300)의 메인기어 회전시 상기 패드 커넥션 케이싱(310)이 회전할 수 있도록 한다.In the continuous circulation system according to the present invention, the
본 발명에 의한 연속 이수 순환시스템에 의하면, 드릴 파이프 측방향 지지를 위한 파이프 램이 4방향으로 배치되어 지지력의 균등한 배분이 이루어지면서 드릴 파이프의 변형이 최소화되는 효과를 가진다. 또한 본 발명에 의한 연속 이수 순환시스템에 의하면, 드릴 파이프의 툴 조인트(tool joint) 부분을 피해 작동해야 하는 블라인드 램의 위치조정이 슬라이딩 컨트롤 실린더를 통해 간편하고 용이하게 수행되는 효과가 있다. 그리고 본 발명에 의한 연속 이수 순환시스템에 의하면, 스누빙 디바이스 어셈블리의 메인기어 회전시 패드 커넥션 케이싱도 원활하고 안정되게 회전하면서 스누빙 디바이스 어셈블리가 제기능을 원활하게 수행하게 되는 효과가 있다.According to the continuous water circulation system according to the present invention, the pipe ram for supporting the drill pipe is disposed in four directions so that even distribution of the support force is performed, thereby minimizing deformation of the drill pipe. Further, according to the continuous circulation system according to the present invention, the adjustment of the position of the blind ram to be operated by avoiding the tool joint portion of the drill pipe can be easily and easily performed through the sliding control cylinder. According to the continuous circulation system of the present invention, the pad connection casing also smoothly and stably rotates when the main gear of the snug device assembly rotates, so that the snug device assembly can smoothly perform its functions.
도 1은 종래 연속 이수 순환시스템의 외형도;
도 2는 종래 연속 이수 순환시스템의 동작 순서도;
도 3은 연속 이수 순환시스템의 스누빙 디바이스 어셈블리의 구성을 보여주기 위한 도면;
도 4의 (a)는 종래 연속 이수 순환시스템의 챔버 어셈블리에 구비되는 파이프 램의 배치구조를 보여주기 위한 도면;
도 4의 (b)는 종래 연속 이수 순환시스템의 챔버 어셈블리에 구비되는 파이프 램 바디의 형상구조를 보여주기 위한 도면;
도 5의 (a) 내지 (c)는 종래 연속 이수 순환시스템의 파이프 램 바디를 이루는 구성요소를 보여주기 위한 도면;
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연속 이수 순환시스템의 사시도;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연속 이수 순환시스템의 챔버 어셈블리에 구비되는 파이프 램의 배치구조를 보여주기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 연속 이수 순환시스템의 챔버 어셈블리에 구비되는 파이프 램 바디의 형상구조를 보여주기 위한 도면;
도 10의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 챔버 어셈블리에 구비되는 파이프 램 바디를 이루는 구성요소를 보여주기 위한 도면;
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 챔버 어셈블리의 블라인드 램 유닛을 보여주기 위한 도면;
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 챔버 어셈블리의 블라인드 램 유닛의 높이조절 구성을 보여주기 위한 도면;
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 스누빙 디바이스 어셈블리의 베어링 장착구성을 보여주기 위한 도면;
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 스누빙 디바이스 어셈블리에 사용되는 원통 롤러베어링의 예시도이다.1 is an external view of a conventional continuous can circulation system;
2 is an operational flowchart of a conventional continuous mixed cycle system;
FIG. 3 is a view showing a configuration of a snug device assembly of a continuous mixed cycle system; FIG.
4 (a) is a view showing an arrangement structure of a pipe ram included in a chamber assembly of a conventional continuous mixed-circulation system;
FIG. 4 (b) is a view showing the shape of the pipe ram body provided in the chamber assembly of the conventional continuous mixed circulation system; FIG.
5 (a) to 5 (c) are diagrams showing components constituting a pipe ram body of a conventional continuous mixed cycle system;
6 and 7 are perspective views of a continuous mixed cycle system in accordance with an embodiment of the present invention;
8 is a view showing an arrangement structure of a pipe ram included in a chamber assembly of a continuous mixed-circulation system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a view showing a shape of a pipe-ram body included in a chamber assembly of a continuous mixed-circulation system according to an embodiment of the present invention; FIG.
10 (a) to 10 (c) illustrate components constituting a pipe ram body included in a chamber assembly according to an embodiment of the present invention;
11 is a view illustrating a blind RAM unit of a chamber assembly according to an embodiment of the present invention;
12 is a view illustrating a height adjustment structure of a blind RAM unit of a chamber assembly according to an embodiment of the present invention;
13 is a view illustrating a bearing mounting configuration of a snubbing device assembly according to an embodiment of the present invention;
Figure 14 is an illustration of a cylindrical roller bearing used in a snubbing device assembly according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 6 내지 도 14에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 연속 이수 순환시스템, 연속 이수 순환시스템의 챔버 어셈블리/로터리 슬립 어셈블리/스누빙 디바이스 어셈블리/파이프 가이드 어셈블리, 실린더, 파이프 램, 램 블록, 밸브, 머드 펌프 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings 6 to 14. In the drawings and the detailed description, there is shown a general continuous circulation system, a chamber assembly / rotary slip assembly / snubbing device assembly / pipe guide assembly of a continuous mixed circulation system, a cylinder, a pipe ram, a ram block, The description and the operation of the structure and operation that the workers of the present invention can easily understand are omitted or simplified. In the drawings and specification, there are shown in the drawings and will not be described in detail, and only the technical features related to the present invention are shown or described only briefly. Respectively.
본 발명의 실시예에 따른 연속 이수 순환시스템은 도 6과 도 7에서와 같이 챔버 어셈블리(100), 로터리 슬립 어셈블리(200), 스누빙 디바이스 어셈블리(300), 파이프 가이드 어셈블리(400), 컨트롤러를 포함하는 구성으로 이루어진다.The continuous circulation system according to an embodiment of the present invention includes a
챔버 어셈블리(100)는 머드가 수용될 수 있는 내부공간을 가지는 것으로, 드릴 파이프(500)가 내부공간을 수직으로 관통하게 된다. 챔버 어셈블리(100)의 내부공간은 하부 챔버(150a)와 상부 챔버(150b)에 의해 형성되고, 하부 챔버(150a)와 상부 챔버(150b)에 하부 머드 밸브(160a)와 상부 머드 밸브(160b)가 각각 연결된다.The
로터리 슬립 어셈블리(200)는 챔버 어셈블리(100) 하측에 배치되는 것으로, 챔버 어셈블리(100) 하측의 드릴 파이프(500) 외주면에 밀착되는 복수의 슬립 패드(210)가 구비되어 드릴 파이프(500)를 측방향에서 지지하게 된다. The
스누빙 디바이스 어셈블리(300)는 챔버 어셈블리(100) 상측에 배치되어 드릴 파이프(500)의 연결과 해제를 유도하게 된다. 파이프 가이드 어셈블리(400)는 탑 드라이브(Top Drive)에서 연결된 스탠드 파이프(Stand pipe)가 시추장치가 배치되는 유정 보어(Well Bore)의 중심라인에 위치할 수 있도록 하는 것이다.The snubbing
컨트롤러는 챔버 어셈블리(100), 로터리 슬립 어셈블리(200), 스누빙 디바이스 어셈블리(300)의 동작을 제어하게 된다. The controller controls the operation of the
여기서 본 발명의 실시예에 따른 챔버 어셈블리(100)는 복수의 수직배치 메인실린더(110), 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130), 블라인드 램 유닛(140)를 포함하는 구성으로 이루어진다.The
복수의 수직배치 메인실린더(110)는 설치면에 고정되는 메인 플레이트(600)와 챔버 어셈블리(100) 상측에 배치되는 챔버 플레이트(190)에 상하단이 고정되어 챔버 어셈블리(100)의 높이를 조절하게 된다. 여기서 수직배치 메인실린더(110)의 실린더블록은 서브 플레이트(700)에 고정되고, 수직배치 메인실린더(110)의 로드(rod)는 메인 플레이트(600)에 고정된다.A plurality of vertically arranged
상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130)은 상하 이격 배치되어 드릴 파이프(500)를 측방향으로 지지하는 것이고, 블라인드 램 유닛(140)은 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 사이에 배치되어 내부공간을 상하로 분할시키는 것이다. The upper
특히 본 발명의 실시예에 따른 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 각각은 드릴 파이프(500)를 중심으로 도 8에서와 같이 90°간격의 방사상으로 배치되는 4개의 파이프 램(121)(131)을 구비하는 구성으로 이루어진다. 이에 대응하여 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 각각은 도 9에서와 같이 4개의 파이프 램(121)(131)이 통과하는 통로(1222)(1322)가 90°간격의 방사상으로 관통형성되어 있는 파이프 램 바디(122)(132)를 구비하게 된다.Particularly, each of the upper
파이프 램 바디(122)(132)는 90°간격으로 배치되는 4개의 램 블록(1221)(1321)이 서로 맞물려 결합된 구조로 이루어진다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 램 블록(1221)(1321)의 전단 부위는 45°각도로 경사진 연결면이 좌우측면을 이루는 호형상의 연결체(1221a)(1321a)로 이루어진다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 램 블록(1221)(1321)은 도 10의 (a)에서와 같이 연결체(1221a)(1321a)의 후방 라인을 따라 호 형상으로 형성되는 씰 장착홈(1221b)(1321b), 전단 부위에 상하 이격배치되는 한쌍의 연결체(1221a)(1321a) 사이에 호 형상으로 형성되는 패커 장착홈(1221c)(1321c)을 가진다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 램 블록(1221)(1321)은 도 10의 (b)에서와 같이 씰 장착홈(1221b)(1321b)에 끼워지는 타원형상으로 이루어지고, 테이퍼진 상면이 램 블록(1221)(1321)의 상부면으로부터 돌출되도록 하는 탑 씰(1223)(1323)을 구비하는 한편, 45°각도로 경사진 좌우측면을 갖는 호형상으로 이루어져 패커 장착홈(1221c)(1321c)에 끼워지고, 도 10의 (c)에서와 같이 테이퍼진 전면이 램 블록(1221)(1321)의 전면으로부터 돌출되도록 하는 프론트 패커(1224)(1324)를 구비한다. 이와 같은 탑 씰(1223)(1323)과 프론트 패커(1224)(1324)의 테이퍼진 형상구조에 의해 파이프 램 바디(122)(132)의 씰링 성능이 향상될 수 있게 된다.The pipe ram bodies 122 and 132 have a structure in which four ram blocks 1221 and 1321 arranged at intervals of 90 degrees are engaged with each other. Here, the front end portion of the ram blocks 1221 and 1321 according to the embodiment of the present invention is formed of arc-shaped connecting
한편 본 발명의 실시예에 따른 챔버 어셈블리(100)의 블라인드 램 유닛(140)은 상하이동 가능하게 배치되는데, 이에 따라 블라인드 램 유닛(140)은 도 11에서와 같이 블라인드 램(141)이 배치되는 파이프 램 바디의 상하부에 블라인드 램 챔버(170)가 추가적으로 형성되도록 하여 블라인드 램(141)이 상하로 이동하더라도 머드가 외부 누출없이 지속적으로 챔버 어셈블리의 내부공간에서 순환할 수 있도록 한다. 이와 같은 블라인드 램 챔버(170)는 블라인드 램 유닛(140)이 챔버 내에서 슬라이딩하기 위한 구조물로서, 하부 챔버(150a)와 상부 챔버(150b)에 연결되어 상하 이동가능하게 형성된다.Meanwhile, the
또한 본 발명의 실시예에 따른 블라인드 램 유닛(140)은 도 12에서와 같이 슬라이딩 컨트롤 실린더(180)를 구비하게 되는데, 슬라이딩 컨트롤 실린더(180)는 블라인드 램 유닛(140)과 하부 파이프 램 유닛(130)에 상하단이 연결되어 수직 배치되는 것으로, 블라인드 램 유닛(140)의 높이를 조절하여 드릴 파이프(500)의 툴 조인트 부위를 제외한 영역에서 블라인드 램 유닛(140)이 내부공간을 상하로 분할시키도록 한다.12, the sliding
그리고 본 발명의 실시예에 따른 스누빙 디바이스 어셈블리(300)는 도 13에서와 같이 패드 커넥션 케이싱(310)에 볼트 고정되고, 스누빙 캡 헤드(320)의 저면에 형성된 베어링 장착홈에 끼움고정되는 도 14과 같은 원통 롤러베어링(330)을 구비하여 스누빙 디바이스 어셈블리(300)의 메인기어 회전시 패드 커넥션 케이싱(310)이 원활하고 안정되게 회전할 수 있도록 한다.13, the snubbing
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 연속 이수 순환시스템은 챔버 어셈블리(100)를 구성하는 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 각각이 90°간격의 방사상으로 배치되는 4개의 파이프 램(121)(131)으로 구성되어 지지력의 균등한 배분이 이루어지도록 하므로, 드릴 파이프(500)의 변형이 최소화될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 연속 이수 순환시스템은 챔버 어셈블리(100)를 구성하는 블라인드 램 유닛(140)이 수직배치되는 슬라이딩 컨트롤 실린더(180)에 연결되어 상하높이가 조절되는 구성을 제공하므로, 드릴 파이프(500)의 툴 조인트(tool joint) 부분을 피해 작동해야 하는 블라인드 램(141)의 위치조정이 간편하고 용이하게 수행된다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 연속 이수 순환시스템은 스누빙 디바이스 어셈블리(300)을 구성하는 패드 커넥션 케이싱(310)과 스누빙 캡 헤드(320) 사이에 원통 롤러베어링(330)이 배치되도록 하므로, 스누빙 디바이스 어셈블리(300)의 메인기어 회전시 패드 커넥션 케이싱(310)도 원활하고 안정되게 회전하면서 스누빙 디바이스 어셈블리(300)가 제기능을 원활하게 수행할 수 있게 된다.In the continuous circulation system according to the embodiment of the present invention configured as described above, the upper
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 연속 이수 순환시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be appreciated by those skilled in the art that changes may be made in these embodiments without departing from the spirit or scope of the invention. As will be appreciated by those of ordinary skill in the art.
100 : 챔버 어셈블리
110 : 수직배치 메인실린더
120 : 상부 파이프 램 유닛
121 : 상부 파이프 램
122, 132 : 파이프 램 바디
1221, 1321 : 램 블록
1221a, 1321a : 연결체
1221b, 1321b : 씰 장착홈
1221c, 1321c : 패커 장착홈
1222, 1322 : 통로
1223, 1323 : 탑 씰
1224, 1324 : 프론트 패커
130 : 하부 파이프 램 유닛
131 : 하부 파이프 램
140 : 블라인드 램 유닛
141 : 블라인드 램
150a : 하부 챔버
150b : 상부 챔버
160a : 하부 머드 밸브
160b : 상부 머드 밸브
170 : 블라인드 램 챔버
180 : 슬라이딩 컨트롤 실린더
190 : 챔버 플레이트
200 : 로터리 슬립 어셈블리
210 : 슬립 패드
300 : 스누빙 디바이스 어셈블리
310 : 패드 커넥션 케이싱
320 : 스누빙 캡 헤드
330 : 원통 롤러베어링
340 : 스누빙 캡 실린더
400 : 파이프 가이드 어셈블리
500 : 드릴 파이프
600 : 메인 플레이트
700 : 서브 플레이트100: chamber assembly
110: Vertical arrangement main cylinder
120: upper pipe ram unit
121: upper pipe ram
122, 132: Pipe ram body
1221, 1321: ram block
1221a and 1321a:
1221b, 1321b: seal mounting groove
1221c, 1321c: Packer mounting groove
1222, 1322: passage
1223, 1323: Top seal
1224, 1324: front packer
130: Lower pipe RAM unit
131: Lower pipe ram
140: Blind Ram Unit
141: Blind Ram
150a: Lower chamber
150b: upper chamber
160a: Lower mud valve
160b: upper mud valve
170: blind ram chamber
180: Sliding control cylinder
190: chamber plate
200: Rotary slip assembly
210: Slip pad
300: Snubbing device assembly
310: Pad connection casing
320: Snooking cap head
330: Cylindrical Roller Bearing
340: Snaking cap cylinder
400: Pipe guide assembly
500: Drill pipe
600: main plate
700: Subplate
Claims (5)
상기 챔버 어셈블리(100)는,
설치면에 고정되는 메인 플레이트(600)와 상기 챔버 어셈블리(100) 상측에 배치되는 챔버 플레이트(190)에 상하단이 고정되어 상기 챔버 어셈블리(100)의 높이를 조절하게 되는 복수의 수직배치 메인실린더(110); 상하 이격 배치되어 상기 드릴 파이프(500)를 측방향으로 지지하는 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130); 상기 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 사이에 배치되어 내부공간을 상하로 분할시키는 블라인드 램 유닛(140);을 포함하고,
상기 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 각각은,
상기 드릴 파이프(500)를 중심으로 90°간격의 방사상으로 배치되는 4개의 파이프 램(121)(131); 4개의 파이프 램(121)(131)이 통과하는 통로(1222)(1322)가 90°간격의 방사상으로 관통형성되어 있으며, 90°간격으로 배치되는 4개의 램 블록(1221)(1321)이 서로 맞물려 결합된 구조로 이루어지되, 상기 램 블록(1221)(1321)은 45°각도로 경사진 연결면이 좌우측면을 이루는 호형상의 연결체(1221a)(1321a)가 전단 부위를 이루고 있는 파이프 램 바디(122)(132)를 구비하고,
상기 램 블록(1221)(1321)은,
상기 연결체(1221a)(1321a)의 후방 라인을 따라 호 형상으로 형성되는 씰 장착홈(1221b)(1321b); 전단 부위에 상하 이격배치되는 한쌍의 연결체(1221a)(1321a) 사이에 호 형상으로 형성되는 패커 장착홈(1221c)(1321c);을 가지되, 상기 씰 장착홈(1221b)(1321b)에 끼워지는 타원형상으로 이루어지고, 테이퍼진 상면이 상기 램 블록(1221)(1321)의 상부면으로부터 돌출되도록 하는 탑 씰(1223)(1323); 45°각도로 경사진 좌우측면을 갖는 호형상으로 이루어져 상기 패커 장착홈(1221c)(1321c)에 끼워지고, 테이퍼진 전면이 상기 램 블록(1221)(1321)의 전면으로부터 돌출되도록 하는 프론트 패커(1224)(1324);를 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 이수 순환시스템.A chamber assembly (100) having an interior space in which the mud can be received, the drill pipe (500) passing through the interior space vertically; A plurality of slip pads 210 disposed below the chamber assembly 100 and closely contacting the outer circumferential surface of the drill pipe 500 under the chamber assembly 100 support the drill pipe 500 in the lateral direction A rotary slip assembly 200 is provided. A snubbing device assembly (300) disposed above the chamber assembly (100) to induce connection and disconnection of the drill pipe (500); And a controller for controlling operations of the chamber assembly 100, the rotary slip assembly 200, and the snubbing device assembly 300,
The chamber assembly (100)
A main plate 600 secured to the mounting surface and a plurality of vertically arranged main cylinders 150 fixed to upper and lower ends of the chamber plate 190 disposed above the chamber assembly 100 to adjust the height of the chamber assembly 100 110); An upper pipe RAM unit 120 and a lower pipe RAM unit 130 arranged vertically and supporting the drill pipe 500 in a lateral direction; And a blind RAM unit (140) disposed between the upper pipe RAM unit (120) and the lower pipe RAM unit (130) to divide the internal space vertically,
The upper pipe RAM unit 120 and the lower pipe RAM unit 130, respectively,
Four pipe rams 121 and 131 radially disposed at intervals of 90 degrees around the drill pipe 500; Passages 1222 and 1322 through which the four pipe rams 121 and 131 pass are radially passed through at intervals of 90 degrees and four ram blocks 1221 and 1321 arranged at intervals of 90 degrees The ram blocks 1221 and 1321 are formed in a structure in which arc-shaped connecting members 1221a and 1321a having connecting surfaces inclined at an angle of 45 ° form left and right sides, And a body 122 (132)
The RAM blocks 1221 and 1321,
Seal mounting grooves 1221b and 1321b formed in a shape of arc along the rear line of the link members 1221a and 1321a; (1221c, 1321c) formed in a shape of arc between a pair of connecting members (1221a, 1321a) arranged up and down on the front end portion, and the packing mounting grooves (1221c, 1321c) A top seal 1223 (1323) having an elongated elliptical shape and having a tapered upper surface protruding from the upper surface of the ram blocks (1221, 1321); The front packers 1221 and 1321 are formed in a shape of arc having left and right sides inclined at an angle of 45 degrees and inserted into the packer mounting grooves 1221c and 1321c so that a tapered front surface protrudes from the front surfaces of the ram blocks 1221 and 1321. [ 1224) < / RTI > (1324).
상기 챔버 어셈블리(100)는,
설치면에 고정되는 메인 플레이트(600)와 상기 챔버 어셈블리(100) 상측에 배치되는 챔버 플레이트(190)에 상하단이 고정되어 상기 챔버 어셈블리(100)의 높이를 조절하게 되는 복수의 수직배치 메인실린더(110); 상하 이격 배치되어 상기 드릴 파이프(500)를 측방향으로 지지하는 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130); 상기 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 사이에 배치되어 내부공간을 상하로 분할시키는 블라인드 램 유닛(140); 상기 블라인드 램 유닛(140)에 연결되어 수직 배치되고, 상기 블라인드 램 유닛(140)의 높이를 조절하여 드릴 파이프(500)의 툴 조인트 부위를 제외한 영역에서 상기 블라인드 램 유닛(140)이 내부공간을 상하로 분할시키도록 하는 슬라이딩 컨트롤 실린더(180);를 포함하고,
상기 상부 파이프 램 유닛(120)과 하부 파이프 램 유닛(130) 각각은
상기 드릴 파이프(500)를 중심으로 90°간격의 방사상으로 배치되는 4개의 파이프 램(121)(131)을 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 이수 순환시스템.A chamber assembly (100) having an interior space in which the mud can be received, the drill pipe (500) passing through the interior space vertically; A plurality of slip pads 210 disposed below the chamber assembly 100 and closely contacting the outer circumferential surface of the drill pipe 500 under the chamber assembly 100 support the drill pipe 500 in the lateral direction A rotary slip assembly 200 is provided. A snubbing device assembly (300) disposed above the chamber assembly (100) to induce connection and disconnection of the drill pipe (500); And a controller for controlling operations of the chamber assembly 100, the rotary slip assembly 200, and the snubbing device assembly 300,
The chamber assembly (100)
A main plate 600 secured to the mounting surface and a plurality of vertically arranged main cylinders 150 fixed to upper and lower ends of the chamber plate 190 disposed above the chamber assembly 100 to adjust the height of the chamber assembly 100 110); An upper pipe RAM unit 120 and a lower pipe RAM unit 130 arranged vertically and supporting the drill pipe 500 in a lateral direction; A blind RAM unit 140 disposed between the upper pipe RAM unit 120 and the lower pipe RAM unit 130 to divide the internal space vertically; The blind ram unit 140 is vertically connected to the blind ram unit 140 and the height of the blind ram unit 140 is adjusted so that the blind ram unit 140 can move in an inner space of the drill pipe 500, And a sliding control cylinder (180) for dividing the upper and lower portions,
Each of the upper pipe RAM unit 120 and the lower pipe RAM unit 130
Characterized in that it comprises four pipe rams (121) (131) radially disposed at 90 [deg.] Intervals about the drill pipe (500).
상기 스누빙 디바이스 어셈블리(300)는,
패드 커넥션 케이싱(310)에 볼트 고정되고, 스누빙 캡 헤드(320)의 저면에 형성된 베어링 장착홈에 끼움고정되는 원통 롤러베어링(330)을 구비하여 상기 스누빙 디바이스 어셈블리(300)의 메인기어 회전시 상기 패드 커넥션 케이싱(310)이 회전할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 연속 이수 순환시스템.The method according to claim 1 or 4,
The snubbing device assembly (300)
And a cylindrical roller bearing 330 bolted to the pad connection casing 310 and fitted and fixed in a bearing mounting groove formed in the bottom surface of the snorking cap head 320, To allow the pad connection casing (310) to rotate.
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