KR102629169B1 - 유정 작업을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
웰 클러스터(104)의 다수의 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)에서 유정 작업을 수행하기 위한 시스템 및 관련된 방법이 개시되며, 시스템은, 웰 센터(110) 주위의 시추 플로어(108) 상에서 작동하도록 배치된 시추 및 승강 시스템(109)을 포함하고 및 시추 플로어를 노출시키는 메인 시추 장치(107)를 포함하는 메인 시추 리그(106)를 포함하고, 메인 시추 장치는 시추 및 승강 시스템이 다수의 탄화수소 유정에서 유정 작업을 수행할 수 있도록 웰헤드 클러스터 위에 적어도 부분적으로 수직으로 배치된다. 시추 작업을 수행하기 위해 자체의 시추 장비를 각각 포함하는 다수의 보조 시추 장치(105a, 105b)가 다수의 탄화수소 유정에서 유정 작업을 수행하기 위해 메인 시추 장치 아래의 웰헤드 클러스터 상에 배치되고, 메인 시추 장치 및 다수의 보조 시추 장치 중 적어도 하나는 다수의 탄화수소 유정 중 적어도 하나에서 교대로 유정 작업을 수행하도록 배치된다.
Description
본 발명은 시추 플로어(drill floor)를 갖는 메인 시추 장치(main drilling unit)를 갖고 웰헤드 스프레드(wellhead spread) 상에 여러 개의 분산된 웰 센터(well centre)를 구비한 메인 플랫폼을 포함하는, 여러 가지 유정 활동을 수행하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 웰헤드 클러스터(wellhead cluster)의 다수의 탄화수소 유정(hydrocarbon well)에서 유정 작업을 수행하기 위한 시스템에 관한 것으로, 시스템은, 웰 센터 주위의 시추 플로어 상에서 작동하도록 배치된 시추 및 승강 시스템(drilling and hoisting system)을 포함하고 및 시추 플로어를 노출시키는 메인 시추 장치를 포함하는 메인 시추 리그(main drilling rig)를 포함하고, 메인 시추 장치는 시추 및 승강 시스템이 다수의 탄화수소 유정에서 유정 작업을 수행할 수 있도록 웰헤드 클러스터 위에 적어도 부분적으로 수직으로 배치된다.
본 발명은 또한 웰헤드 클러스터의 다수의 탄화수소 유정에서 유정 작업을 수행하는 관련된 방법에 관한 것이다.
본 출원에서, "웰헤드 클러스터"라는 용어는 공통 웰헤드 템플릿(wellhead template) 상에, 예를 들어, 웰헤드 재킷 플랫폼(wellhead jacket platform) 또는 웰헤드 스프레드 상에, 또는 공통 웰헤드 템플릿에 반드시 위치할 필요 없이 제한된 지리적 영역 내에 위치한 다수의 웰헤드를 의미하기 위해 사용된다.
본 발명은 유정 작업을 위한 새로운 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 분산된 웰 센터 상에 배치된 "시추 포드(drilling pod)"로도 알려진 여러 개의 보조 시추 장치를 갖는 하나의 메인 시추 장치를 이용하여 여러 개의 유정에서 동시 작업을 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이는 또한 하나의 시추 장치로부터의 다중 유정 시추로 정의될 수 있다.
개발 시추의 경우, 일반적으로 하나의 플랫폼 또는 영역으로부터 다수의 유정이 시추된다. 천해 시추(shallow water)에서는 웰헤드 재킷 플랫폼이 일반적으로 사용된다. 웰헤드 재킷의 경우, 서로 다른 유정 사이를 이동하기 위해 x-y 스키드 모듈(x-y skid module) 상에 배치된 시추 모듈을 사용하는 것이 일반적이다. 시추 모듈이 없는 웰헤드 재킷 플랫폼의 경우 또는 유정이 마무리된 후 플랫폼 시추 모듈이 제거되거나 또는 시추 모듈이 다른 이유로(규정, 인증, 저효율) 다른 용도에 적합하지 않은 경우, 잭-업 리그(jack-up rig)와 같은 메인 시추 리그의 사용은 이러한 플랫폼 상의 유정을 추가로 시추, 개수(workover) 또는 막음(plugging) 하는 해결책일 수 있다.
본 발명은 메인 시추 리그의 상승된 시추 플로어 상에 배치된 하나의 메인 시추 장치 및 웰헤드 재킷 플랫폼 상에 배치된 하나 이상의 소형 보조 시추 장치를 사용하여 동시에 여러 유정에 작업할 수 있게 함으로써 작업 효율을 증가시키기 위한 것으로, 이 방법에 의해 각각의 유정에 대한 시간과 비용을 줄일 수 있다.
본 발명은 잭-업 리그와 같은 상승된 시추 플로어를 갖는 메인 시추 장치에 의해 지지되는 서로 다른 유정 상에 위치한 짧은 승강 마스트(hoisting mast)를 포함하는, 다음의 설명에서 "시추 포드"라고도 하는 두 개 이상의 별도의 독립적인 보조 시추 장치를 사용한다. 상승된 시추 플로어는 시추 포드 위에서 스키딩(skidding)될 수 있으며, 효율을 향상시키거나 일부 작업 용량을 증가시키고, 시추 파이프와 함께 이동하고, 대형 케이싱(casing)/튜빙(tubing)/컨덕터(conductor)를 관리하거나 잡아당기는 것을 지원한다. 상승된 시추 플로어에는 대형 저장 용량이 구비되어 오프라인 작업을 가능하게 할 수 있다.
전부 또는 일부의 유정 슬롯(well slot) 에 도달하는 대형 메인 시추 리그, 예를 들어, 캔틸레버(cantilever) 상에 시추 플로어를 갖는 잭-업 리그 또는 상승된 시추 모듈은 전체 작업에 대해 효율을 증가시키는 것이 요구된다. 메인 시추 장치는 설치를 다루고, 튜빙 및 유정 공구 물류뿐만 아니라 수용, 전력, 공기, 수력, 유압, 진흙, 시멘트, 절삭물 처리, BOP 제어 유체 및 배수 유체 처리 등과 같은 보조 시추 장치 또는 "시추 포드"의 작동을 지원한다. 상승된 메인 시추 리그를 위한 시추 제어 시스템은 각각의 보조 시추 장치 또는 "시추 포드(drilling pod)"에 대한 제어를 떠맡도록 배치될 수 있다. 메인 시추 리그의 상승된 시추 플로어는 보조 시추 장치 또는 "시추 포드"의 지원을 조정할 수 있는 별도의 작업실을 가질 수 있다. 서비스 회사는 시추 장치 또는 웰헤드 데크 또는 주변의 시추 영역에서 동시에 유정 작업을 지원할 수 있다.
각각의 보조 시추 장치 또는 "시추 포드"는 작업의 전체 제어를 가능하게 하는 시추자/작업자 선실을 가질 수 있다. 보조 시추 장치는 작업이 인근에서 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 웰헤드 데크에 메인 시추 장치가 용이하게 동원될 수 있도록 최적의 풋 프린트, 높이 및 중량에 대해 의도된 목적에 따라 최적화되도록 제작될 수 있다. 보조 시추 장치의 신속한 굴착을 위해서는 몇 개의 리프트만이 필요할 수 있다. 보조 시추 장치는 와이어라인(wireline), 코일 튜빙(coiled tubing), 스너빙(snubbing) 등과 같은 다른 유정 작업을 용이하게 할 뿐만 아니라 일반 시추 리그와 같이 지정된 깊이로 이동하고, 시추하고, 확공하고(ream), 순환하며 막음을 설정할 수 있다. BOP는 보조 시추 장치의 하부 구조에 설치될 수 있으며, 킬-초크 라인(kill and choke line)은 고압 호스에 의해 메인 시추 장치에 다시 연결될 수 있다. 메인 시추 장치와 보조 시추 장치는 장비에 대한 정부 규정 및 국제 규정을 준수해야 한다.
상기한 메인 시추 장치 및 보조 시추 장치 또는 "시추 포드"는 유정 슬롯 사이에서 독립적으로 스키딩될 수 있고 높은 작업 효율을 얻기 위해 계획된 패턴으로 독립적으로 작업할 수 있다. 유정 순서를 계획함으로써, 저장 구역에서 한 번에 하나의 시추 장치만이 작업할 수 있다. 일부 기간 동안, 메인 시추 장치는 지면 아래에서 이미 절단된 컨덕터를 잡아당기고 배치하는 것과 같은 유정 작업을 보조 시추 장치 인근에서 수행할 수 있다. 동시에 두 개 이상의 보조 시추 장치가 다른 유정에서 작업할 수 있다. 두 개의 보조 시추 장치로도 하나의 메인 시추 리그가 지원하는 최대 세 가지 유정 작업이 동시에 가능하다.
유정 철거, 마무리 또는 유사한 작업을 수행하기 위해, 보조 시추 장치 또는 "시추 포드"에 의해 작업되고 있지 않는 유정에서 와이어라인 작업 또는 코일 튜빙 작업과 같은 다른 유정 작업을 시작할 수도 있다. 메인 시추 리그가 웰헤드 스프레드 상의 모든 유정에 도달하기 위해 재배치되어야 하는 경우, 이러한 작업은 날씨가 메인 시추 리그를 웰헤드 스프레드 플랫폼의 확장된 범위의 새로운 위치로 이동할 수 있게 할 때까지 유정 프로그램에 대한 작업상의 진전을 제공할 수 있다.
와이어라인 장치, 코일 튜빙 장치 또는 두 개 이상의 보조 시추 장치와 같은 다른 유정 서비스 장비 및 서비스를 포함함으로써, 높은 효율성을 달성할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 시추, 완료, 마무리, 막음과 폐기 및 기타 유정 작업을 위해 사용될 수 있다. 메인 시추 장치의 공간 및 용량은 가능할 수 있는 동시 작업의 수를 제한할 수 있다.
동일한 유정의 서로 다른 높이에 있는 그리고 동시에 여러 개의 유정 상에 있는 두 개의 시추 플로어에서 시추하는 작업 개념은 메인 시추 리그와 같은 잭-업 리그를 사용하여 이상적으로 실현될 수 있지만, 대안적으로 고정식 해양 시설 상의 상승된 시추 리그를 사용하여 또는 상승된 스키드 빔 또는 이와 유사한 것 위의 육상 리그의 사용뿐만 아니라 해저 유정에서 메인 시추 리그 아래에 위치한 보조 시추 장치 또는 "시추 포드" 위에 배치된 이동식 해양 시추 리그, 시추선, 시추 바지선 등을 사용하여 실현될 수 있다.
보조 시추 장치는 보조 시추 장치에서 작업하는 작업자에 의해 근거리에서 조작되거나 메인 시추 리그로부터 원격으로 조작될 수 있다.
본 발명의 특정 목적은 메인 시추 리그를 이용하여 여러 개의 웰 센터의 작업을 지원하는 새로운 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 필요한 설비를 갖춘 메인 시추 리그의 메인 시추 장치로부터 지원을 받는 크기와 무게에 맞게 최적화된 두 개 이상의 보조 시추 장치를 사용하고 및 중량 화물 인양과 장거리 이동을 지원하도록 메인 시추 장치를 보조 시추 장치 또는 시추 포드 바로 위에 배치할 수 있도록 하는 새로운 사상은 보조 시추 장치에 내장된 제한된 기능을 보완한다. 보조 시추 장치와 메인 시추 장치의 결합은 전통적인 시추 리그 단독보다 상당히 높은 효율을 얻을 수 있으며 상대적으로 좁은 웰헤드 스프레드 영역에 위치한 동시 유정에서 작업할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 메인 시추 장치의 대형 데릭(derrick)에서 튜빙 작업을 수행하고 소형 보조 시추 장치를 사용하여 다른 유정 작업을 수행함으로써 전체 작업 효율을 증가시키기 위해, 상승된 고급 사양의 메인 시추 장치가 지원하는 소형 보조 시추 장치 또는 포드의 사용에 의해 여러 개의 유정을 동시에 시추하기 위한 신규한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 관련된 목적은, 기능적 보조 시추 장치 또는 포드 또는 메인 시추 장치로 진행이 여전히 이루어질 수 있기 때문에, 장비 고장의 시간을 줄이기 위해 분산된 웰 센터가 이용될 수 있고 따라서 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 새로운 시추 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 보조 시추 장치 또는 포드가 잭-업의 도달 범위를 넘어서 스키딩될 수 있고 이들 유정에서 튜빙 작업뿐만 아니라 유정 작업을 계속하기 위해 사용될 수 있고 때문에, 잭-업의 재배치를 위해 기상 조건을 기다릴 필요성을 줄이기 위해 분산된 웰 센터가 이용될 수 있는, 잭-업으로부터의 천해 시추를 위한 새로운 시추 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 현장 개발 및 유정 폐쇄(막음과 폐기)를 위한 시간과 비용을 줄이기 위해 분산된 웰 센터가 이용될 수 있는, 고정식 해양 시설 또는 육상 리그로부터의 시추를 위한 새로운 시추 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 시스템은 시추 작업을 수행하기 위해 자체의 시추 장비를 각각 포함하는 다수의 보조 시추 장치가 다수의 탄화수소 유정에서 유정 작업을 수행하기 위해 메인 시추 장치 아래의 웰헤드 클러스터 상에 배치되고, 메인 시추 장치 및 다수의 보조 시추 장치 중 적어도 하나는 다수의 탄화수소 유정 중 적어도 하나에서 교대로 유정 작업을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
메인 시추 장치는 다수의 보조 시추 장치 중 상기 적어도 하나의 보조 시추 장치의 유정 작업 용량보다 큰 유정 작업 용량을 상기 유정 작업 중 적어도 하나의 작업에서 가질 수 있다.
시스템은 상기 다수의 보조 시추 장치에 시추 지원을 제공하고 및/또는 메인 시추 장치로부터의 다수의 보조 시추 장치의 제어 및 작동을 허용하기 위해 메인 시추 장치로부터 웰헤드 클러스터로 이어지는 적어도 하나의 엄빌리컬(umbilical)을 포함할 수 있다.
메인 시추 장치는 웰헤드 클러스터에 적어도 하나의 진흙 제어 장치(mud control), 전력 공급 장치(power supply) 및 유압 공급 장치(hydraulic supply)를 제공할 수 있다.
메인 시추 장치는 웰헤드 클러스터 상의 평면에서 이동할 수 있다.
메인 시추 리그는 잭-업 리그(jack-up rig), 시추 모듈(drilling module), 시추선(drillship), 텐션 레그 플랫폼(tension leg platform), 재킷(jacket), 육상 리그(land rig) 또는 반잠수식 플랫폼(semi-submersible platform) 중 어느 하나일 수 있다.
시스템은 상기 다수의 탄화수소 유정에서 분산된 유정 활동을 위해 사용될 수 있다.
메인 시추 장치 및 하나 이상의 웰 센터와 하나 이상의 셋백(setback)/래킹(racking) 영역, 래킹 기계(racking machine), 캣워크 기계(catwalk machinery) 및 아이언 러프넥(iron roughneck)을 구비한 시추 플로어를 갖는 메인 시추 리그를 포함하는 본 발명에 따른 시스템은 분산된 유정 활동을 위해 사용될 수 있고, 상기 메인 시추 장치는 시추 마스트 및 시추 기계를 갖는 스키딩 가능한 캔틸레버 상에 설치되고, 웰헤드 스프레드는 메인 시추 리그의 캔틸레버에 인접하게 그 아래에 설치되고, 상기 웰헤드 스프레드는 여러 개의 보조 시추 장치 또는 포드를 포함하고, 각각의 보조 시추 장치는 시추 작업을 수행하기 위해 자체의 시추 장비를 가지며, 상기 보조 시추 장치는 메인 시추 장치의 지원을 받으면서 서로 다른 유정에서 동시 유정 작업을 하도록 배치된다.
메인 시추 리그는 시추 마스트 및 시추 기계를 포함하는 스키딩 가능한 캔틸레버를 포함할 수 있으며, 상기 메인 시추 장치는 스키딩 가능한 캔틸레버 상에 설치되고, 웰헤드 스프레드는 메인 시추 장치의 캔틸레버에 인접하게 그 아래에 설치되고, 상기 웰헤드 스프레드는 상기 보조 시추 장치를 포함하고, 각각의 보조 시추 장치는 시추 작업을 수행하기 위해 자체의 시추 장비를 가지며, 각각의 보조 시추 장치는 메인 시추 장치의 지원을 받으면서 서로 다른 유정에서 동시 유정 작업을 하도록 배치된다.
웰헤드 스프레드는 보조 시추 장치를 포함하는 분산된 웰 센터를 포함할 수 있다.
메인 시추 리그는, 지지 다리(support leg)로 서 있고 및 상승 또는 하강될 수 있는 바지선을 포함하는, 잭-업 리그일 수 있으며, 잭-업 리그는 메인 시추 장치를 포함하는 캔틸레버를 더 구비하고, 캔틸레버는 메인 시추 장치가 원하는 시추 작업을 수행하기 위해 작업 영역 위에 배치되도록 물 위에서 구동되거나 스키딩될 수 있다.
보조 시추 장치는 각각 마스트, 시추 플로어 및 BOP를 포함할 수 있으며, 마스트는 BOP를 통해 튜빙을 원하는 웰헤드에 삽입하도록 구성된 회전식 시추 기계를 포함할 수 있다.
메인 시추 장치는 웰헤드 스프레드 상의 보조 시추 장치 및 장비의 제어 및 작동을 위해 적어도 하나의 엄빌리컬에 의해 웰헤드 스프레드 상의 장비에 연결되는 시추자 선실/제어실을 포함할 수 있다.
메인 시추 장치는 적어도 하나의 진흙 제어 장치, 전력 공급 장치 및 유압 공급 장치를 사용하여 웰헤드 스프레드를 지원할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은,
- 시추 플로어 상에서 작동하는 시추 및 승강 시스템을 포함하고 시추 플로어를 노출시키는 메인 시추 장치를 웰헤드 클러스터 위에 배치하는 단계,
- 웰헤드 클러스터 상의 웰헤드에 다수의 보조 시추 장치를 배치하는 단계, 및
- 메인 시추 장치 및 상기 다수의 보조 시추 장치 중 적어도 하나를 사용하여 탄화수소 유정에서 교대로 또는 동시에 유정 작업을 수행하는 단계를 특징으로 한다.
상기 방법은,
- 시추 장치의 웰 센터가 웰헤드 클러스터의 제 1 탄화수소 유정의 제 1 웰헤드 위에 수직으로 배치되도록 메인 시추 장치를 웰헤드 클러스터 위에 배치하는 단계,
- 메인 시추 장치를 사용하여 제 1 탄화수소 유정에서 유정 작업을 수행하는 단계,
- 시추 장치의 웰 센터가 웰헤드 클러스터의 제 2 탄화수소 유정의 제 2 웰헤드 위에 수직으로 배치되도록 메인 시추 장치를 재배치하는 단계,
- 메인 시추 장치를 사용하여 제 2 탄화수소 유정에서 유정 작업을 수행하고 제 1 웰헤드에서 웰헤드 스프레드 상에 배치된 제 1 보조 시추 장치를 사용하여 제 1 탄화수소 유정에서 유정 작업을 동시에 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
웰헤드 클러스터 상의 웰헤드에 다수의 보조 시추 장치를 배치하는 단계는 메인 시추 장치를 갖는 메인 시추 리그로부터 다수의 보조 시추 장치를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 스키딩 가능한 캔틸레버 상에 배치된 시추 플로어를 포함하고 적어도 하나의 메인 웰 센터를 구비한 상승된 메인 시추 장치 및 메인 시추 리그의 캔틸레버에 인접하게 그 아래에 설치된 웰헤드 스프레드를 포함하는 메인 시추 리그를 포함하는 시스템을 사용하여 구현되고, 상기 방법은,
(a) 메인 시추 리그로부터 여러 개의 보조 시추 장치를 웰헤드 스프레드의 웰 데크 상에 배치하는 단계,
(b) 웰헤드 스프레드 상의 제 1 보조 시추 장치를 통해 메인 웰 센터로부터 제 1 유정에서 유정 작업을 수행하는 단계,
(c) 메인 웰 센터와 제 1 보조 시추 장치 사이의 연결을 끊는 단계,
(d) 제 1 보조 시추 장치를 사용하여 제 1 유정에서 유정 작업을 진행하는 단계,
(e) 웰헤드 스프레드 상의 제 2 보조 시추 장치 위의 위치로 메인 시추 리그를 이동하는 단계,
(f) 웰헤드 스프레드 상의 제 2 보조 시추 장치를 통해 메인 웰 센터로부터 제 2 유정에서 유정 작업을 수행하는 단계,
(g) 메인 웰 센터와 제 2 보조 시추 장치 사이의 연결을 끊는 단계, 및
(h) 제 2 보조 시추 장치를 사용하여 제 2 유정에서 유정 작업을 진행하는 단계를 포함한다.
메인 시추 장치는 보조 시추 장치 중 하나를 지원하지 않으면서 공저 장비(bottom hole assembly) 또는 랙 업-다운 케이싱(rack up-down casing)을 구성하는 것과 같은 다음 활동의 준비를 수행할 수 있다.
단계 (b)에서, 메인 시추 장치는 제 1 보조 시추 장치의 회전 부싱과 BOP를 통해 공저 장비와 함께 이동하도록 배치될 수 있고, TD에 도달하면, 시추 스트링(drill string)은 상기 보조 시추 장치의 회전 부싱에 안착될 수 있으며, 보조 시추 장치 상의 아이언 러프넥 기계는 연결을 끊어 메인 시추 장치가 다른 작업을 수행하도록 배치될 수 있다.
메인 시추 장치는, 메인 웰 센터와 제 1 보조 시추 장치 사이의 연결이 끊어진 직후, 제 1 보조 시추 장치가 현지 파이프 저장 장치를 사용하여 시추하는 동안 제 2 보조 시추 장치를 지원하기 위해 제 2 보조 시추 장치 위로 이동하도록 배치될 수 있다.
단계 (f)에서, 메인 시추 장치는 제 2 보조 시추 장치를 통해 공저 장비와 함께 TD로 이동하도록 배치될 수 있고, TD에 도달하면, 스트링은 제 2 보조 시추 장치 상의 회전 부싱에 안착될 수 있으며, 제 2 보조 시추 장치가 자체의 시추 파이프 저장 장치를 사용하여 시추를 시작하는 동안, 아이언 러프넥은 연결을 끊어 메인 웰 센터로부터 시추 스트링을 풀어 주도록 배치될 수 있다.
메인 시추 리그는 제 1 보조 시추 장치용 케이싱 섹션을 준비하고, 이동하며, 준비가 되면 제 1 보조 시추 장치에서 시추 스트링을 인출한 다음 보조 시추 장치의 회전 부싱과 BOP를 통해 케이싱 섹션에서 작동하도록 배치될 수 있다.
작동이 완료될 때, 케이싱 랜딩 스트링(casing landing string)은 보조 시추 장치로 이송되고, 케이싱을 안착시킬 수 있다.
상기한 목적의 적어도 일부를 달성하도록 의도된 본 발명의 바람직한 실시형태는 잭-업, 시추 모듈, 시추선, 텐션 레그 플랫폼, 재킷, 육상 리그 또는 반잠수식과 같은 하나의 메인 시추 리그가 지원하는 여러 개의 동시 시추 또는 유정 작업을 수행하기 위해 보조 시추 장치 또는 "시추 포드"에 유정 활동을 분배하는 단계를 포함한다.
분산된 유정 활동은 "시추 포드"로부터 시추, 확공(reaming), 밀링(milling) 및 이와 유사한 유정 작업을 수행하기 위해 웰헤드 플랫폼(웰헤드 스프레드), 재킷 또는 이와 유사한 것 위에 보조 시추 장치를 설치함으로써 달성된다. 메인 시추 장치로부터 분산된 웰 센터로 필요한 전력 및 설비를 제공하기 위해 보조 시추 장치는 메인 시추 장치로부터 엄빌리컬 및 서비스 루프의 지원을 받을 수 있다.
상기한 목적은, 하나 이상의 웰 센터, 셋백/래킹 영역, 래킹 기계, 캣워크 기계 및 아이언 러프넥을 구비한 시추 플로어를 포함하는 메인 시추 장치를 포함하는 제 1 메인 시추 리그를 포함하는, 분산된 유정 활동을 위한 시스템에 의해 달성되며, 상기 메인 시추 장치는 스키딩 가능한 데크 또는 캔틸레버 상에 배치되고, 웰헤드 스프레드는 메인 시추 리그의 캔틸레버 또는 스키딩 가능한 데크에 인접하게 그 아래에 설치되고, 상기 웰헤드 데크는 여러 개의 보조 시추 장치 또는 포드를 포함하고, 각각의 보조 시추 장치 또는 포드는 유정 작업을 수행하기 위해 자체의 시추 장비를 가지며, 각각의 보조 시추 장치는 메인 시추 장치의 지원을 받으면서 서로 다른 유정에서 동시 유정 작업을 하도록 배치된다.
유사하게, 메인 시추 장치 및 해저 웰헤드 템플릿 상에 배치된 적합한 보조 시추 장치 또는 포드를 포함하는 부유식 메인 시추 리그를 사용하여 해저 웰헤드 템플릿에 대해 동일한 목적이 달성될 수 있다.
웰헤드 플랫폼 스프레드는 분산된 웰 센터, 즉 시추 포드를 포함할 수 있다.
메인 시추 리그는, 지지 다리로 서 있고 및 상승 또는 하강될 수 있는 바지선을 포함하는, 잭-업 리그일 수 있으며, 상기 잭-업 리그는 메인 시추 장치를 포함하는 캔틸레버를 더 구비하고, 캔틸레버는 메인 시추 장치가 원하는 시추 작업을 수행하기 위해 작업 영역 위에 배치될 있도록 물 위에서 구동되거나 스키딩될 수 있다.
메인 시추 리그는 대안적으로 보조 시추 장치 또는 포드 위에서 작업할 수 있는 상승된 이동식 시추 장치를 포함하는 임의의 다른 유형의 구조물일 수 있다.
보조 시추 장치 또는 포드는 각각 마스트, 시추 플로어 및 BOP를 포함할 수 있으며, 보조 시추 장치의 마스트에는 BOP를 통해 튜빙을 원하는 웰헤드에 삽입하도록 구성된 회전식 시추 기계가 있을 수 있다.
메인 시추 장치는 웰헤드 데크 상의 보조 시추 장치 및 다른 장비의 제어 및 작동을 위해 엄빌리컬에 의해 웰헤드 데크 상의 장비에 연결되는 시추자 선실/제어실을 포함할 수 있다.
상기한 목적은 또한 하나 이상의 웰 센터를 구비한 스키딩 가능한 캔틸레버 상에 배치된 상승된 메인 시추 장치 및 메인 시추 리그의 캔틸레버에 인접하게 그 아래에 설치된 웰헤드 스프레드를 포함하는 메인 시추 리그를 포함하는 시스템에 의해 구현되는 분산된 유정 활동을 위한 방법에 의해 달성되고, 상기 방법은, (a) 상승된 메인 시추 장치로부터 여러 개의 보조 시추 장치 또는 포드를 웰헤드 스프레드의 웰 데크 상에 배치하는 단계; (b) 웰헤드 스프레드 상의 제 1 보조 시추 장치 또는 포드를 통해 메인 시추 장치로부터 제 1 유정에서 유정 작업을 수행하는 단계; (c) 메인 시추 장치와 제 1 보조 시추 장치 사이의 연결을 끊는 단계; (d) 제 1 보조 시추 장치를 사용하여 제 1 유정에서 유정 작업을 진행하는 단계; (e) 웰헤드 스프레드 상의 제 2 보조 시추 장치 위의 위치로 메인 시추 장치를 이동하는 단계; (f) 웰헤드 스프레드 상의 제 2 보조 시추 장치를 통해 메인 시추 장치로부터 제 2 유정에서 유정 작업을 수행하는 단계; (g) 메인 시추 장치와 제 2 보조 시추 장치 사이의 연결을 끊는 단계; 및 (h) 제 2 보조 시추 장치를 사용하여 제 2 유정에서 유정 작업을 진행하는 단계를 포함한다.
상승된 시추 장치는 보조 시추 장치 중 하나를 지원하지 않으면서 공저 장비 또는 랙 업-다운 케이싱을 구성하는 것과 같은 다음 활동의 준비를 수행할 수 있다.
단계 (b)에서, 상승된 메인 시추 장치는 제 1 보조 시추 장치의 회전 부싱과 BOP를 통해 공저 장비와 함께 이동할 수 있고, 전체 유정 깊이(TD)에 도달하면, 시추 스트링은 상기 보조 시추 장치의 회전 부싱에 안착될 수 있으며, 보조 시추 장치 상의 아이언 러프넥 기계는 연결을 끊어 메인 시추 장치가 다른 작업을 수행하도록 할 수 있다.
메인 시추 장치와 제 1 보조 시추 장치 사이의 연결이 끊어진 직후, 메인 시추 장치는 제 1 보조 시추 장치가 현지 파이프 저장 장치를 사용하여 시추하는 동안 제 2 보조 시추 장치를 지원하기 위해 제 2 보조 시추 장치 위로 이동할 수 있다.
단계 (f)에서, 상승된 메인 시추 장치는 제 2 보조 시추 장치를 통해 공저 장비와 함께 TD로 이동할 수 있고, TD에 도달하면, 스트링은 제 2 보조 시추 장치의 회전 부싱에 안착될 수 있으며, 제 2 보조 시추 장치가 자체의 시추 파이프 저장 장치를 사용하여 시추를 시작하는 동안, 아이언 러프넥은 연결을 끊어 상승된 메인 웰 센터로부터 시추 스트링을 풀어 줄 수 있다.
상승된 메인 시추 장치는 제 1의 보조 시추 장치용 케이싱 섹션을 준비하고, 이동하며, 준비가 되면 제 1의 보조 시추 장치로부터 시추 스트링을 인출한 다음, 보조 시추 장치의 회전 부싱과 BOP를 통해 케이싱 섹션에서 작동할 수 있다.
작동이 완료될 때, 케이싱 랜딩 스트링은 케이싱을 안착시키는 보조 시추 장치로 이송될 수 있다.
본 발명은 보조 시추 장치와 메인 시추 장치의 결합을 통해 전통적인 시추 리그 단독보다 상당히 높은 효율을 얻을 수 있으며 상대적으로 좁은 웰헤드 스프레드 영역에 위치한 동시 유정에서 작업할 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 작동 원리가 적용될 수 있는 유정의 다수의 웰헤드(101)의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3은 메인 시추 장치를 포함하는 메인 시추 리그의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다수의 유정에서 유정 작업을 수행하기 위한 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명에서 사용하기 위한 보조 시추 장치 또는 포드를 도시한다.
도 7은 본 발명에서 사용하기 위한 잭-업 시추 리그를 도시한다.
도 8은 본 발명에서 사용하기 위한 메인 시추 장치 및 보조 시추 장치 또는 포드를 포함하는 웰헤드 플랫폼을 포함하는 잭-업 시추 리그를 도시한다.
도 9는 메인 시추 리그의 시추 플로어를 도시한다.
도 10은 표준 시추 장치의 동작과 본 발명에 따른 분산된 웰 개념 간의 비교를 도시한다.
도 3은 메인 시추 장치를 포함하는 메인 시추 리그의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다수의 유정에서 유정 작업을 수행하기 위한 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명에서 사용하기 위한 보조 시추 장치 또는 포드를 도시한다.
도 7은 본 발명에서 사용하기 위한 잭-업 시추 리그를 도시한다.
도 8은 본 발명에서 사용하기 위한 메인 시추 장치 및 보조 시추 장치 또는 포드를 포함하는 웰헤드 플랫폼을 포함하는 잭-업 시추 리그를 도시한다.
도 9는 메인 시추 리그의 시추 플로어를 도시한다.
도 10은 표준 시추 장치의 동작과 본 발명에 따른 분산된 웰 개념 간의 비교를 도시한다.
이하, 본 발명의 기본 원리를 도 1 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 작동 원리가 적용될 수 있는 유정의 다수의 웰헤드(101)의 개략적인 평면도를 도시하고 있다.
도 1은, 웰헤드 템플릿(102)이 일반적으로 웰헤드 플랫폼 상에 위치하는 해양 응용에 공통적인 바와 같이, 웰헤드 템플릿(102) 상에 격자 패턴으로 배치된 다수의 웰헤드(101)를 도시하고 있다.
도 2는 제한된 지리적 영역(103) 내에 위치하지만 공통 웰헤드 템플릿 상에는 배치되지 않는 다수의 웰헤드(101)를 도시하고 있다. 이러한 웰헤드 구성은 웰헤드를 공통 웰헤드 템플릿 상에 배치하지 않고 지상 또는 해저 응용에서 가끔 사용되지만, 웰헤드 템플릿은 지상 또는 해저 응용에서도 가끔 사용된다.
본 발명의 개념은 상기한 웰헤드 구성 모두에 동등하게 적용될 수 있으며, 본 명세서의 목적을 위해, "웰헤드 클러스터"(104)라는 용어는 공통 웰헤드 템플릿 상에 위치한, 예를 들어 웰헤드 재킷 플랫폼 또는 웰헤드 스프레드 상에 위치한, 또는 공통 웰헤드 템플릿 상에 반드시 위치할 필요 없이 제한된 지리적 영역 내에 위치한 다수의 웰헤드 중 하나를 포함하기 위해 사용된다
다수의 시추 장치 또는 시추 포드(105)는 웰헤드 클러스터(104)와 관련된다. 각각의 시추 장치(105)는, 예를 들어, 시추, 밀링(milling) 및 자링(jarring), 펌핑(pumping) 및 시멘팅(cementing)과 같은 유정 작업 또는 유정 활동 및 와이어라인 작업을 수행하기 위한 장비를 포함한다. 이러한 장비는 본 기술 분야에 공지되어 있으며 여기서는 상세하게 기술되지 않지만, 일반적으로 회전식 지지 테이블, 시추 마스트 또는 데릭 및 회전식 시추 및 승강 기계를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 시추 장치(105)는 웰헤드 클러스터(104)의 서로 다른 웰헤드(101) 사이에서 이동할 수 있다. 웰헤드(101)가 웰헤드 템플릿(102) 상에 위치하면, 시추 장치(105)를 x-y 스키드(skid) 상에 배치하는 것이 유리할 수 있다(도면에 나타내지 않음).
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 일부를 형성하는 시추 리그 또는 지지 구조물(106)의 개략적인 평면도를 도시하고 있다. 시추 리그(106)는, 시추 리그(106) 상에 이동 가능하게 장착되고 또한 시추 및 승강 시스템(109)이 위치하는 시추 플로어 또는 데크(108)를 포함하는 시추 장치(107)를 포함한다. 시추 플로어(108)는 시추 및 승강 시스템이 유정 작업 또는 활동을 수행할 수 있는 웰 센터 또는 웰 센터 위치(110)를 노출시킨다.
시추 장치(107)는 시추 플로어 또는 데크(108)의 평면을 따라 이동 또는 재배치될 수 있도록 시추 리그(106) 상에 이동 가능하게 장착된다. 이러한 이동 또는 재배치는 도 3에서 참조 부호 X 및 Y로 나타낸 바와 같이 시추 장치(107)를 직교하는 x 및 y 방향으로 스키딩함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 재배치는 대안적으로 예를 들어 각 회전(angular rotation) 및 방사상 스키딩(radial skidding)과 같은 다른 이동 패턴에 의해 달성될 수 있다.
시추 장치(107)는 시추 및 승강 시스템(109)이 유정 작업 또는 활동을 수행하는 데 필요한 장비와 설비를 포함한다. 본 기술 분야에서, 이러한 장비는 그 자체가 공지되어 있으며, 여기서 더 이상 상세히 논의되지 않을 것이다. 그러나, 장비와 설비는 바람직하게, 후속 유정 작업을 위한 시추 및 승강 시스템(109)을 준비하기 위한 작업이 수행될 수 있는 스탠드 구축 영역 또는 위치(111), 캣워크 기계용 레일 시스템(112), 셋백 또는 래킹 영역(113), 래킹 기계(114), 아이언 러프넥(115) 및 시추자 선실 또는 제어실(116)을 포함한다. 실제적인 유정 작업 또는 활동을 구현하기 위해, 시추 및 승강 시스템(109)은 지지 테이블(117), 가이드 구조물(118) 및 회전식 시추 및 승강 기계(119)(도 4 참조)를 포함한다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템의 개략도이다. 시스템은 시추 리그 또는 지지 구조물(106), 예를 들어, 잭-업 리그 또는 해양 플랫폼 상에 이동 가능하게 장착되는 메인 시추 장치(107)를 포함한다. 메인 시추 장치(107)는 시추 및 승강 시스템(109)이 웰 센터(110)를 중심으로 작동하도록 배치된 시추 플로어(108)를 포함한다.
시스템은 또한 제 1, 제 2 및 제 3 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)의 제 1, 제 2 및 제 3 웰헤드(101a, 101b, 101c)를 포함하는 웰헤드 클러스터(104)를 포함한다. 제 1 및 제 2 보조 시추 장치(105a, 105b)는 각각 제 1 및 제 2 웰헤드(101a, 101b) 상에 배치된다. 각각의 보조 시추 장치(105a, 105b)는 지지 테이블(121)을 포함하며 또한 바람직하게 시추 마스트 또는 데릭(122) 및 회전식 시추 및 승강 기계(123)를 포함할 수 있다.
메인 시추 장치(107)는 웰헤드 클러스터(104) 위에 배치되고, 웰 센터(110)가 웰헤드(101a, 101b, 101c) 중 임의의 하나 위에 수직으로 배치될 수 있도록 시추 리그(106) 상에 이동 가능하게 장착되어, 시추 및 승강 시스템(109)이 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)에서 유정 작업과 활동을 수행할 수 있게 한다. 다시 말해, 메인 시추 장치(107)는 시추 플로어(108)가 웰헤드 클러스터(104) 위에서 이동할 수 있도록 배치된다. 웰헤드(101a, 101b, 101c)가 웰헤드 템플릿 상에 배치되면, 시추 플로어(108)에 의해 정의된 평면이 웰헤드 템플릿에 의해 정의된 평면, 즉 웰헤드가 배치되는 평면과 평행하도록 메인 시추 장치(107)가 배치되는 것이 유리할 수 있다.
시추 및 승강시스템(109)은 메인 시추 장치(107)의 장치, 서브 시스템 및 장비의 지원을 받는다. 따라서, 메인 시추 장치(107)는 보조 시추 장치(105a, 105b)의 유정 작업 용량보다 큰 유정 작업 용량을 가질 것이다. 다시 말해, 시추 및 승강 시스템(109)은 보조 시추 장치(105a, 105b)보다 더욱 신속하고 효율적으로 유정 작업을 수행할 수 있다. 또한, 메인 시추 장치(107)가 아닌 보조 시추 장치(105a, 105b)가 수행할 수 있는 유정 작업이 있을 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 각각의 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)은 메인 시추 장치(107) 및 보조 시추 장치(105a, 105b)에 의해 교대로 작동될 수 있다. 이는 유정 작업이 효율적인 방식으로 메인 시추 장치(107)와 보조 시추 장치(105a, 105b)에 할당되도록 할 수 있다. 또한, 보조 시추 장치(105a, 105b) 중 적어도 하나가 다른 탄화수소 유정에서 유정 작업을 수행함과 동시에 메인 시추 장치(107)가 하나의 탄화수소 유정 내에서 유정 작업을 수행하도록 함으로써, 적어도 두 개의 웰에서 동시에 유정 작업이 수행될 수 있다.
본 발명의 방법에 따른 일반적인 작업 순서가 이제 도 4 및 도 5를 참조하여 더욱 상세하게 개시될 것이다.
웰 센터(110)가 제 1 웰헤드(101a) 위에 수직으로 배치되어 시추 및 승강 시스템(109)이 제 1 탄화수소 유정(120a)에서 제 1 유정 작업을 수행할 수 있도록 메인 시추 장치(107)는 웰헤드 클러스터(104) 위에 배치된다. 도시된 실시형태에서, 시추 및 승강 시스템(109)은 제 1 보조 시추 장치(105a)의 지지 테이블(121)을 통해 제 1 유정 작업을 수행한다.
제 1 유정 작업이 완료되면, 시추 및 승강 시스템(109)과 제 1 보조 시추 장치(105a) 사이의 연결이 끊어지고, 웰 센터(110)가 웰헤드 클러스터(104)의 제 2 웰헤드(101b) 위에 수직으로 배치되도록 메인 시추 장치(107)가 재배치된다.
시추 및 승강 시스템(109)과 제 1 시추 장치(105a) 사이의 연결이 끊어지면, 제 1 보조 시추 장치(105a)는 제 1 탄화수소 유정(120a)에서 제 2 유정 작업을 자유롭게 수행할 수 있고, 시추 및 승강 시스템(109)이 제 2 웰헤드(101b) 위에 배치되면, 시추 및 승강 시스템(109)은 도 5에 도시된 바와 같이 제 2 탄화수소 유정(120b)에서 제 1 유정 작업을 자유롭게 수행할 수 있다.
제 2 탄화수소 유정(120b)에서의 제 1 유정 작업이 완료되면, 메인 시추 장치(107)는 다른 웰로 재배치되거나 제 1 웰(120a)로 되돌아 가서 유정 작업을 더 수행할 수 있고, 제 2 보조 시추 장치(105b)는 제 2 웰(120b)에서 제 2 유정 작업을 진행할 수 있다.
상기한 바와 같이, 힘든 유정 작업은 바람직하게 메인 시추 장치(107)에 할당되는 반면, 덜 힘든 유정 작업은 보조 시추 장치(105a, 105b)에 할당된다.
보조 시추 장치의 수가 웰헤드의 수보다 작은 경우라도, 적어도 하나의 보조 시추 장치가 웰헤드 클러스터 상의 모든 탄화수소 유정에 도달할 수 있도록, 보조 시추 장치(105a, 105b) 중 적어도 하나가 웰헤드 사이에 재배치될 수 있는 것이 유리할 수 있다.
보조 시추 장치(105a, 105b)를 작동시키는데 필요한 전력 및 설비가 시추 리그(106) 또는 메인 시추 장치(107)로부터 제공되는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 이러한 전력 및 설비는 메인 시추 장치(107)로부터 웰헤드 클러스터(104)로 이어지는 엄빌리컬 및 서비스 루프(124)를 통해 제공되는 것이 유리할 수 있다.
웰헤드 클러스터(104)가 일반적으로 웰헤드 플랫폼 상에 위치한 웰헤드 템플릿 상에 배치되는 해양 응용에서, 시추 리그(106)는 일반적으로 잭-업 리그, 시추선, 반잠수식 플랫폼 또는 텐션 레그 플랫폼일 수 있다. 그러나, 시추 구조물은 웰헤드 클러스터 위에서 메인 시추 장치를 이동 가능하게 지지할 수 있는 임의의 유형의 구조물일 수 있다. 메인 시추 장치(107)는 일반적으로 스키딩 가능한 캔틸레버 상에 장착될 수 있고, 따라서 메인 시추 장치는 웰헤드 클러스터의 서로 다른 탄화수소 유정 사이에서 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 시추 구조물(106)은 잭-업 리그이다.
잭-업 리그 또는 자체 승강 장치는 해면에서 선체를 들어올릴 수 있는, 다수의 움직이는 다리가 달린 부력 선체로 구성된 이동식 플랫폼의 한 유형이다. 부력 선체는 장치 및 부착된 모든 기계를 원하는 위치로 운반할 수 있게 한다. 위치에 놓이면, 선체는 해저에 의해 지지되는 해수면 위의 필요한 높이로 상승한다. 이러한 장치의 다리는 해저를 관통하도록 설계되거나, 확장 부분 또는 발판이 구비되거나, 또는 바닥 매트에 부착될 수 있다. 잭-업 리그는 숙련자에게 잘 알려져 있는 것으로 간주되고 따라서 상세하게 기술되지는 않지만, 통상적인 잭-업 리그가 이하의 설명에서 대체로 논의된다.
잭-업은 승강 또는 하강할 수 있는 긴 지지 다리가 달린 부유 바지선이다. 잭-업은 다리가 위로 올라가고 선체가 물 위에 떠있는 상태로 (자체 추진 또는 견인에 의해) 원하는 위치로 조종된다. 작업장에 도착하면, 다리는 해저 아래로 내려진다. 그런 다음, 바지선의 무게와 추가 밸러스트 수(ballast water)를 사용하여 다리를 해저에 견고하게 삽입함으로써 작업이 수행되는 동안 더 이상 관통하지 않도록 하는 "프리로딩(preloading)"이 진행된다. 프리로딩 후, 파도, 조수 및 해류 하중이 상대적으로 가는 다리에만 작용하고 바지선 선체에는 작용하지 않도록, 재킹 시스템(jacking system)을 사용하여 전체 바지선을 물 위의 소정 높이 또는 "에어 갭(air gap)"까지 상승시킨다.
현대식 재킹 시스템은 피니언 기어(pinion gear)가 유압 또는 전기 모터에 의해 구동되고 랙(rack)이 다리에 부착되는 랙-피니언 기어 장치를 사용한다.
잭-업 리그는 일반적으로 수심 120 미터(390 피트) 미만의 비교적 얕은 물에만 설치될 수 있다. 그러나 고급 또는 최고급 잭-업으로 알려진 전문적인 잭-업 리그는 150 내지 190 미터(500 내지 625 피트) 범위의 수심에서 작동할 수 있는 것으로 알려져 있다.
도 7은 보조 시추 장치 또는 포드를 통해 효과적인 튜빙 작업을 수행한 후 시추, 밀링 또는 유사한 작업을 수행하기 위해 작업을 다시 보조 시추 장치로 이전하기 위해 분산된 웰 개념과 함께 사용하기에 적합한 통상적인 잭-업 시추 리그(10)의 도면이다. 잭-업 리그는 상승 또는 하강될 수 있는 긴 지지 다리(14)가 장착된 바지선(12)을 포함하며, 상기 지지 다리(14)는 해저 플로어(18) 상에 설치된다. 도시된 바와 같이, 바지선(12)은 해수면(16) 위의 원하는 높이에 위치한다. 잭-업 리그(10)는 메인 시추 장치(22)를 갖는 캔틸레버(20)를 더 구비하며, 메인 시추 장치(22)가 원하는 시추 작업을 수행하기 위해 작업 영역 위에 있도록 캔틸레버는 물 위에서 구동되거나 스키딩될 수 있다. 작업 영역은 캔틸레버(20)로부터 아래로 내려간 두 개의 수직 점선으로 나타나 있다. 메인 시추 장치(22)에는 시추 마스트/데릭(24) 및 시추 기계(26)가 정상적인 방식으로 장착된다. 메인 시추 장치(22)는 시추 플로어(28) 상에서 작동된다.
도 6은 마스트(32), 시추 플로어(34) 및 BOP(36)를 갖는 전형적인 보조 시추 장치 또는 "시추 포드"(30)의 도면을 도시하고 있다. BOP는 웰헤드(42) 위에 위치한다. 보조 시추 장치(30)의 마스트(32)에는, BOP(36)를 통해 튜빙(40)을 원하는 웰헤드(42)에 삽입하도록 구성된 시추 및 승강 기계(38)가 장착된다. 간단한 보조 시추 장치 또는 이와 같은 "시추 포드"는 분산된 활동 개념에 사용하기에 적합하다. 보조 시추 장치는 또한 유정 작업이 필요로 하는 경우 더욱 개선될 수 있다.
도 8은 잭-업 리그(10)가 지원하는 두 개의 보조 시추 장치 또는 "시추 포드"(30)를 갖는 분산된 웰 센터 작업을 위한 전형적인 설정이다. 도시된 바와 같이, 보조 시추 장치(30)는 웰헤드 플랫폼(웰헤드 스프레드)과 같은 해저(18) 상에 자체의 다리(54)로 서있는 별도의 플랫폼(50) 상에 설치된다. 적어도 두 개와 같은 여러 개의 보조 시추 장치 또는 포드(30)가 보조 웰헤드 플랫폼(50)의 시추 플로어(34) 상에 설치되고, 원하는 웰헤드(42) 위의 설치를 위해 주위로 스키딩될 수 있다. BOP(36)와 웰헤드(42) 사이에 라이저(riser, 44)가 설치될 수 있다. 웰헤드(42)로부터, 여러 개의 튜빙(56)이 물 속으로 내려가고 해저(18)의 탄화수소 유정 보어(bore)로 내려간다. 메인 시추 장치로부터 웰헤드 플랫폼(50) 상의 분산된 웰 센터로 필요한 전력 및 설비를 제공하기 위해 메인 시추 장치(22)로부터 엄빌리컬(58) 및 서비스 루프가 이어진다.
도 9는 효율적인 튜빙 처리 및 오프라인 스탠드 구축이 가능한 잭-업 리그(10) 상의 시추 플로어(28)의 전형적인 레이아웃이다. 도시된 바와 같이, 시추 플로어(28)의 상부 좌측 코너에는 캔틸레버(20) 위의 시추 플로어(28) 상의 장비에 연결된 시추자 선실/제어실(60)이 있다. 시추자 선실/제어실(60)은 또한 장비와 보조 시추 장치(30)의 제어 및 작동을 위해 엄빌리컬(58)에 의해 웰헤드 플랫폼(50) 상의 장비에 연결된다.
또한, 시추 플로어(28)는 셋백/래킹 영역(62) 및 도시된 바와 같이 셋백/래킹 영역(62) 앞에 설치된 두 개의 래킹 기계(64)를 구비한다. 캣워크 기계용 두 개의 레일(112)이 시추 플로어(28) 상의 길이방향으로 이어져 있다. 레일(66) 사이에는 도면의 우측에 메인 웰 센터(68)가 있고, 도면에 좌측에 보조 스탠드 구축 영역(70)가 있으며, 이들 각각은 아이언 러프넥(72)을 구비한다. 레일의 단부에는, 메인 시추 장치(22)의 시추 기계(26)가 도시되어 있다.
따라서, 시추 플로어(28) 및 그 위의 장비는 캔틸레버(20)에 의해 운반되는 상승된 메인 시추 장치(22)를 형성하며, 메인 시추 장치(22)는 일반적으로 도 3에 도시된 메인 시추 장치(107)와 동일한 구성 및 동일한 장비를 갖는다.
작업 순서
상승된 메인 시추 장치(22)와 웰헤드 플랫폼(50) 상의 분산된 웰 센터 간의 작업 순서 및 임무 분배는, 키가 큰 데릭과 넓은 셋백 영역을 갖는 것이 상당한 효율성 증가가 있는 모든 이동 활동 또는 유사한 활동이 상승된 메인 시추 장치(22)에 의해 수행되도록 설정된다. 고급 사양과 저급 사양 장치 간에 차이가 거의 없는, 시추, 밀링, 순환 등과 같은 모든 진행 속도가 느린 활동은 분산된 웰 센터에서 수행될 수 있다. 전형적인 순서가 도 8 및 도 10에 도시되어 있다. 초기에 보조 시추 장치(30)는 메인 시추 장치(22)로부터 배치되고 웰헤드 플랫폼(50)의 웰 데크 상에 설치된다. 상승된 메인 시추 장치(22)가 제 1 보조 시추 장치(30)의 회전 부싱과 BOP를 통해 공저 장비와 함께 이동함으로써 작업이 진행된다. TD에 도달하면, 시추 스트링은 보조 시추 장치의 회전 부싱에 안착되고, 제 1 보조 시추 장치 상의 아이언 러프넥은 연결을 끊어 메인 시추 장치(22)의 메인 웰 센터(68)가 다른 작업을 수행할 수 있도록 한다. 그 다음, 상승된 시추 장치(22)는 제 2 보조 시추 장치(30) 위의 위치로 즉시 이동하여 제 1 보조 시추 장치(30)가 현지 파이프 보관 장치를 사용하여 시추하는 동안 제 2 보조 시추 장치를 지원한다. 상승된 메인 시추 장치(22)는 공저 장비 또는 랙 업-다운 케이싱을 구성하는 것과 같은 다음 활동을 위한 준비를 수행할 것이다. 상승된 메인 시추 장치는 제 2 분산된 웰 센터를 통해 공저 장비와 함께 TD로 이동한다. TD에 도달하면, 스트링은 제 2 보조 시추 장치 상의 회전 부싱에 안착되고, 아이언 러프넥은 연결을 끊어 상승된 메인 시추 장치로부터 시추 스트링을 풀어 준다. 제 2 보조 시추 장치는 이후 자체의 현지 시추 파이프 저장 장치를 사용하여 시추를 시작할 수 있다. 상승된 메인 시추 장치는 제 1 보조 시추 장치용 케이싱 섹션을 준비하고, 이동하며, 준비가 되면 제 1 보조 시추 장치에서 시추 스트링을 인출한 다음 보조 시추 장치의 회전 부싱과 BOP를 통해 케이싱 섹션에서 작동한다. 작동이 완료될 때, 케이싱 랜딩 스트링은 케이싱을 안착시킬 수 있는 보조 시추 장치로 이송된다.
이 원리를 사용하면, 유정에 대한 유정 제어를 항상 유지하면서 두 개 이상의 분산된 웰 센터를 사용하여 하나의 메인 시추 장치에서 두 개의 유정을 동시에 시추할 수 있다. 메인 시추 장치가 진흙, 전력, 유압 등의 서비스를 제공함에 따라 분산된 웰 센터의 크기를 작게 유지할 수 있다. 또한, 메인 시추 장치는 홀 안팎으로 이동하고 케이싱을 구동하거나 당기는 것과 같은 증가된 능력을 요구하는 작업 또는 활동을 시간 최적화하는데 활용될 수 있다.
Claims (22)
- 웰헤드 클러스터(104)의 다수의 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)에서 유정 작업을 수행하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은, 웰 센터(110) 주위의 시추 플로어(108) 상에서 작동하도록 배치된 시추 및 승강 시스템(109)을 포함하고 및 시추 플로어(108)를 노출시키는 메인 시추 장치(107)를 포함하는 메인 시추 리그(106)를 포함하고, 메인 시추 장치(107)는 시추 및 승강 시스템(109)이 다수의 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)에서 유정 작업을 수행할 수 있도록 웰헤드 클러스터(104) 위에 적어도 부분적으로 수직으로 배치되는, 시스템에 있어서,
다수의 보조 시추 장치(105a, 105b)는 웰헤드 클러스터(104) 상에 배치되고, 웰헤드 클러스터(104)는 다수의 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)에서 유정 작업을 수행하기 위해 메인 시추 장치(107) 아래의 공통 웰헤드 템플릿(102) 상에 배치되는 다수의 웰헤드(101a, 101b, 101c)를 구비하며,
각각의 보조 시추 장치(105a, 105b)는 지지 테이블(121), 시추 마스트 또는 데릭(122) 및 회전식 시추 및 승강 기계(123)를 구비하는 자체의 시추 장비를 가지며,
메인 시추 장치(107) 및 다수의 보조 시추 장치(105a, 105b) 중 적어도 하나는 다수의 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c) 중 적어도 하나에서 교대로 유정 작업을 수행하도록 배치되며,
메인 시추 장치(107)는 웰 센터(110)가 웰헤드 클러스터(104)의 임의의 웰헤드(101a, 101b, 101c) 위에 수직으로 배치될 수 있도록 시추 리그(106) 상에 이동 가능하게 장착되어, 시추 및 승강 시스템(109)이 보조 시추 장치(105a, 105b)의 지지 테이블(121)을 통해 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)에서 유정 작업을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
메인 시추 장치(107)는 다수의 보조 시추 장치(105a, 105b) 중 상기 적어도 하나의 보조 시추 장치의 유정 작업 용량보다 큰 유정 작업 용량을 상기 유정 작업 중 적어도 하나의 작업에서 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 보조 시추 장치(105a, 105b)에 시추 지원을 제공하거나, 메인 시추 장치(107)로부터의 다수의 보조 시추 장치(105a, 105b)의 제어 및 작동을 허용하기 위해 메인 시추 장치(107)로부터 웰헤드 클러스터(104)로 이어지는 적어도 하나의 엄빌리컬(124)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
메인 시추 장치(107)는 웰헤드 클러스터(104)에 적어도 하나의 진흙 제어 장치, 전력 공급 장치, 유압 공급 장치를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
메인 시추 장치(107)는 웰헤드 클러스터(104) 상의 평면에서 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
메인 시추 리그(106)는 잭-업 리그, 시추 모듈, 시추선, 텐션 레그 플랫폼, 재킷, 육상 리그 또는 반잠수식 플랫폼 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 메인 시추 리그(10)는 시추 마스트(24) 및 시추 기계(26)를 포함하는 스키딩 가능한 캔틸레버(20)를 포함하고, 상기 메인 시추 장치(22)는 스키딩 가능한 캔틸레버(20) 상에 설치되고, 웰헤드 스프레드(50)는 메인 시추 장치(22)의 캔틸레버(20)에 인접하게 그 아래에 설치되고, 상기 웰헤드 스프레드(50)는 상기 보조 시추 장치(30)를 포함하고, 각각의 보조 시추 장치(30)는 시추 작업을 수행하기 위해 자체의 시추 장비를 가지며, 각각의 보조 시추 장치(30)는 메인 시추 장치(22)의 지원을 받으면서 서로 다른 유정에서 동시 유정 작업을 하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 7 항에 있어서,
웰헤드 스프레드(50)는 상기 보조 시추 장치(30)를 포함하는 분산된 웰 센터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 7 항에 있어서,
메인 시추 리그(10)는, 지지 다리(14)로 서 있고 및 상승 또는 하강될 수 있는 바지선(12)을 포함하는, 잭-업 리그일 수 있으며, 잭-업 리그(10)는 메인 시추 장치(22)를 지지하는 캔틸레버(20)를 더 구비하고, 캔틸레버(20)는 메인 시추 장치(22)가 원하는 시추 작업을 수행하기 위해 작업 영역 위에 있도록 물 위에서 구동되거나 스키딩될 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 7 항에 있어서,
보조 시추 장치(30)는 각각 마스트(32), 시추 플로어(34) 및 BOP(36)을 포함하고, 마스트(32)는 BOP(36)를 통해 튜빙(40)을 원하는 웰헤드(42)에 삽입하도록 구성된 회전식 시추 기계(38)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 7 항에 있어서,
메인 시추 장치(22)는 웰헤드 스프레드(50) 상의 보조 시추 장치(30) 및 장비의 제어 및 작동을 위해 적어도 하나의 엄빌리컬(58)에 의해 웰헤드 스프레드(50) 상의 장비에 연결되는 시추자 선실/제어실(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 웰헤드 클러스터(104)의 다수의 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)에서 유정 작업을 수행하기 위한 방법으로서,
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 제공하는 단계; 및
- 메인 시추 장치(107) 및 상기 다수의 보조 시추 장치(105a, 105b) 중 적어도 하나를 사용하여 탄화수소 유정(120a, 120b, 120c)에서 교대로 또는 동시에 유정 작업을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서,
- 시추 장치(107)의 웰 센터(110)가 웰헤드 클러스터(104)의 제 1 탄화수소 유정(120a)의 제 1 웰헤드(101a) 위에 수직으로 배치되도록 메인 시추 장치(107)를 웰헤드 클러스터(104) 위에 배치하는 단계,
- 메인 시추 장치(107)를 사용하여 제 1 탄화수소 유정(120a)에서 유정 작업을 수행하는 단계,
- 시추 장치(107)의 웰 센터(110)가 웰헤드 클러스터(104)의 제 2 탄화수소 유정(120b)의 제 2 웰헤드(101b) 위에 수직으로 배치되도록 메인 시추 장치(107)를 재배치하는 단계,
- 메인 시추 장치(107)를 사용하여 제 2 탄화수소 유정(120b)에서 유정 작업을 수행하고 및 제 1 웰헤드(101a)에서 웰헤드 스프레드(104) 상에 배치된 제 1 보조 시추 장치(105a)를 사용하여 제 1 탄화수소 유정(120a)에서 유정 작업을 동시에 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 방법은, 스키딩 가능한 캔틸레버(20) 상에 배치된 시추 플로어(28)를 포함하고 적어도 하나의 메인 웰 센터(68,70)를 구비한 상승된 메인 시추 장치(22) 및 메인 시추 리그(10)의 캔틸레버(20)에 인접하게 그 아래에 설치된 웰헤드 스프레드(50)를 포함하는 메인 시추 리그(10)를 포함하는 시스템을 사용하여 구현되고, 상기 방법은,
(a) 메인 시추 리그(10)로부터 여러 개의 보조 시추 장치(30)를 웰헤드 스프레드(50)의 웰 데크 상에 배치하는 단계,
(b) 웰헤드 스프레드(50) 상의 제 1 보조 시추 장치(30)를 통해 메인 웰 센터(68)로부터 제 1 유정에서 유정 작업을 수행하는 단계,
(c) 메인 웰 센터(68)와 제 1 보조 시추 장치(30) 사이의 연결을 끊는 단계,
(d) 제 1 보조 시추 장치(30)를 사용하여 제 1 유정에서 유정 작업을 진행하는 단계,
(e) 웰헤드 스프레드(50) 상의 제 2 보조 시추 장치(30) 위의 위치로 메인 시추 리그(22)를 이동하는 단계,
(f) 웰헤드 스프레드(50) 상의 제 2 보조 시추 장치(30)를 통해 메인 웰 센터(68)로부터 제 2 유정에서 유정 작업을 수행하는 단계,
(g) 메인 웰 센터(68)와 제 2 보조 시추 장치(30) 사이의 연결을 끊는 단계, 및
(h) 제 2 보조 시추 장치(30)를 사용하여 제 2 유정에서 유정 작업을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 14 항에 있어서,
메인 시추 장치(22)는 보조 시추 장치(30) 중 하나를 지원하지 않으면서 공저 장비 또는 랙 업-다운 케이싱을 구성하는 것과 같은 다음 활동의 준비를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |