KR20020080359A

KR20020080359A - 모듈식 경량 시추 장치

Info

Publication number: KR20020080359A
Application number: KR1020027008641A
Authority: KR
Inventors: 한 호트베이
Original assignee: 마리타임 하이드로릭스 에이/에스
Priority date: 2000-01-03
Filing date: 2001-01-03
Publication date: 2002-10-23
Also published as: NO310736B1; JP2003519305A; BR0107385B1; CA2394300A1; BR0107385A; NO20000018L; ATE321931T1; DE60118335D1; EP1246995A1; NO20000018D0; WO2001049966A1; US20030102166A1; KR100745234B1; AU2559101A; EP1246995B1

Abstract

플랫폼 데크(15) 위에 위치하고 유정탑(11)을 받치고 있는 천공 데크(10)를 지지하도록 고안된 다수의 모듈(2,3,4,5,6,7,8,9)을 포함하는 모듈식 경량 시추 장치. 모듈의 첫번째 세트(2,4,6,8)가 첫번째 열(30)에 정렬되고 모듈의 두번째 세트(3,5,7,9)가 두번째 열에 정렬된다. 각 열 사이에 공간(32)이 존재하고 천공 데크(10)가 상기 공간 위에 위치하도록 고안되어 있다.

Description

모듈식 경량 시추 장치{Modular Lightweight Drilling Rig}

시추 장치(drilling rig)는 전통적으로 플랫폼(platform), 즉 플랫폼 데크(platform deck) 위에 직접 구성 요소들이 조립된 구조로 이루어진다. 이러한 구조는 양수기(pump), 압축기(compressors) 및 그 밖의 다른 설비 등과 같은 서비스 기능을 포함하는 하부 구조로 이루어지며, 하부 구조의 최상부에 위치한 천공 데크(drilling deck)를 특징으로 한다. 실제 유정탑(derrick)은 이 천공층 위에 정렬된다. 이와 같은 구조물의 건축에는 많은 시간이 소모되며, 구성 요소들이 조립되어야 할 때 준비가 되어 있지 않아서 발생하는 작업의 지연을 방지하기 위하여 작업이 면밀히 조정되어야 한다.

널리 사용되는 또 다른 방법은, 플랫폼과는 별도로 전체 구조물을 만든 후, 예를 들어 화물 예인선(barge)등이 구조물을 제 위치로 인도하도록 플랫폼을 낮춤으로써, 구조물을 플랫폼 위에 위치시키는 방법이다. 이러한 방법에 의해 구조물을 제 위치로 인도하기 위해서는 값비싼 대규모의 장치를 사용하여야 한다. 또한, 이러한 방법은 막대한 위험을 수반한다.

모듈(module)을 사용하여 전수한 구조물을 만들고자 하는 시도들이 있어 왔으나, 현재까지는 어떤 노력도 특별하게 성공적이지 못했다. 이러한 시도들의 예시는 다음과 같다:

독일특허 DE 1009575는 대지에 기반을 두고 모듈로 조립된 시추 장치를 개시하고 있다. 그러나, 이러한 시추 장치는 내륙 지방에서 사용되도록 고안되었기 때문에, 연근해에서 사용되기에는 적합하지 않다.

SU 1709059는 다수의 직사각형 모듈로 구성된 시추 장치를 개시하고 있다. 모듈은 각 층에 두개씩 위치하고 있다. 인접한 층의 모듈은 서로의 오른쪽 모퉁이에 짝이 되는 탑(match tower)과 같은 방식으로 위치한다. 이는 탑의 내부에 접근하는 것이 매우 제한됨을 의미한다.

SU 1836534는 SU 1709059와 유사하고 동일한 단점들을 갖는 모듈식 시추 장치를 개시하고 있다.

그러므로, 각 모듈이 적당한 크기의 기중기가 들어올릴 수 있는 무게를 갖도록 개선된 모듈식 시추 장치가 시급히 요청되고 있다. 이러한 각 모듈의 무게는 25톤 이하인 것이 바람직하다. 또한, 쉽게 조립될 수 있고 기존의 시추 장치에 비해 전체적으로 적은 무게를 갖는 시추 장치가 요구되고 있다.

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 모듈식 경량 시추 장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 간단하게 조립될 수 있고, 다양하게 응용될 수 있는 모듈식 경량 시추 장치의 구조물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 한정된 무게를 갖는 한정된 수의 모듈로 이루어진 구조물을 제공하는 것이다. 또한, 본발명의 목적은 각 모듈의 운반을 용이하게 하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 매우 간단하고 효과적으로 조립될 수 있으며, 조립시 요구되는 세부 항목 및 지지 요건을 최소화 하는 것이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 시추 장치의 분해도이다.

도 2는 본 발명에 따른 시추 장치의 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 시추 장치의 첫번째 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 시추 장치의 두번째 측면도이다.

도 1의 분해도는 본 발명에 따른 모듈식 경량 시추 장치의 구조1을 보여준다. 이 구조는 일반적으로 다음과 같은 모듈로 구성된다: 첫번째 구조 모듈(frame module)2와 두번째 구조 모듈3, 첫번째 하부 모듈 집합(module assembly)4와 두번째 하부 모듈 집합5, 첫번째 상부 모듈 집합6과 두번째 상부 모듈 집합7, 첫번째 파이핑 데크(piping deck)8과 두번째 파이핑 데크9, 천공 데크(drilling deck)10과 유정탑(derrick)11.

구조 모듈2와 3은 플랫폼 데크(platform deck)15에 고정된 세로 방향의 활주 레일12와 13에 위치되도록 설계되어 있다. 비오피 데크(BOP deck)14(BOP = 분출 방지기(Blow Out Preventer))는 구조 모듈(module)2와 3 사이에 배치된다. 또한 비오피 데크14는 구조 모듈2와 3 사이에 공간을 확보하는 역할을 하며, 서로 연관된 구조 모듈을 고정시키기 위해서 이러한 식으로 구조 모듈들에 연결되어 있다.구조 모듈은 각각 기본 구조(base frame)2a, 3a와 각각 두개씩의 측면 구조(side frame)2b, 2c와 3b, 3c로 이루어져 있다.

첫번째와 두번째 하부 모듈 집합4와 5는 모듈 조합당 다개의 단일 모듈을 포함하는 것으로서, 각각 단일 모듈(single module)4a내지 4d및 5a내지 5d로 구성되어 있다.

각 단일 모듈4a내지 4d와 5a내지 5d는 서로 나란히 위치하고 있다. 모듈 집합4와 모듈 집합5는 기본 구조2a와 3b 각각의 상부 및 측면 구조2b, 2c와 3b, 3c 각각의 사이에 위치하지만 모듈 집합4가 구조 모듈2의 내부에 위치하도록 설계된 반면, 모듈 집합5는 구조 모듈3의 내부에 위치하도록 설계되어 있다.

또한, 첫번째와 두번째 모듈 집합6과 7도 모듈 집합당 4개의 단일 모듈을 포함하는 것으로서, 각각 단일 모듈6a내지 6d와 7a내지 7d로 구성되어 있다. 모듈 집합6과 7은 각각 구조 모듈2와 3의 측면 구조인 2b ,2c와 3b, 3c의 위에 위치하도록 고안되었다. 따라서 모듈 집합4와 5가 어떠한 무게도 지탱하지 않는 반면, 구조 모듈2와 3은 각각 모듈 집합6과 7의 전체 무게를 지탱하고 있다.

첫번째 파이핑 데크(piping deck)8은 첫번째 모듈 집합6 위에 위치한다. 두번째 파이핑 데크9는 두번째 모듈 집합7 위에 위치한다. 각 파이핑 데크8과 9는 기본 구조8a, 9a 및 각각의 파이프 랙(pipe rack)을 보유할 수 있도록 설계된 다수의 핀8b, 9b로 구성된다.

첫번째 가로 방향의 활주 레일(sliding rail)16은 두번째 파이핑 데크(piping deck)9에 접한 첫번째 파이핑 데크8의 8c면에 설치된다. 두번째 가로의 방향 활주 레일17은 첫번째 파이핑 데크8에 접한 첫번째 파이핑 데크9의 9c면에 설치된다. 천공 데크10은 활주 레일16과 17에 위치한다. 유정탑11은 천공 데크 위에 위치한다. 또한, 제어실(control room)18과, 윈치(winch)19 및 지하 유정 압력을 조절하기 위한 고압력 다기관(high-pressure manifold)을 다른 요소들과 함께 포함하는 모듈19가 천공 데크 위에 설치되어 있다.

도 2는 조립된 상태의 모듈식 경량 시추 장치의 사시도이다. 플랫폼 데크(platform deck)15에 설치된 세로 방향의 활주 레일12와 13이 이 도면에 도시되었다. 전체 시추 장치는 기본 구조2a 및 3a 위에 위치한 활주 블럭(sliding block)20을 통하여 활주 레일12 및 13 위를 활주하도록 고안된 구조 모듈(module)2 및 3에 의해 활주 레일12와 13을 따라 활주할 수 있다. 상기한 바와 같이, 비오피 구조(BOP frame)14는 구조 모듈2와 3이 서로 연결되어 움직일 수 없도록 하기 위하여 구조 모듈2와 3을 서로 연결하고, 이들 사이의 공간을 확보하는 역할을 한다.

또한, 구조 모듈2 및 3의 내부에 위치한 하부 모듈 집합4 및 5와 구조 모듈2 및 3의 측면 구조2b, 2c 및 3b, 3c 위에 위치한 나머지 모듈 집합6 및 7도 도시되어 있다. 모듈 집합6 및 7은 각각의 파이프 랙, 천공 데크10, 제어실18 및 모듈19를 포함하는 파이핑 데크(piping deck)8과 9 및 유정탑11을 운반하기에 충분한 하중을 견딜 수 있도록 고안되었다. 그러나, 모듈 집합6 및 7을 내장한 각 구조 모듈2 및 3 위에 또다른 구조 모듈을 설치하는 것도 가능하다.

시추 장치10은 가로 방향의 활주 레일16과 17을 따라 앞뒤로 움직일 수 있도록 설계되었다. 이를 위해 천공 데크에 활주 블록21이 장착된다. 유정탑은레일12 및 13을 따라 전체 시추 장치가 움직이고, 활주 레일16 및 17을 따라 유정탑11을 포함하는 천공 데크10이 움직임으로써 한정된 관련 공간 안의 어느 지점에든 위치할 수 있다.

구조 모듈2 및 3과 파이핑 데크(piping deck)8 및 9는 필요하다면 수송되는 개별 요소의 크기와 무게를 감소시키기 위하여 다수의 하부 모듈(submodule)로 구성될 수 있다.

도면에 도시한 바와 같이, 모듈2, 4, 6 및 8은 첫번째 열30에 정렬되어 있고, 모듈3, 5, 7 및 9는 두번째 열31에 정렬되어 있다. 공간32는 열30과 31 사이를 의미한다.

도 3은 본 발명에 따른 시추장치의 활주 레일12 및 13 방향에서의 측면도이다. 첫번째 하부 모듈 집합4를 포함하는 첫번째 구조 모듈2가 상기 도면에 도시되어 있다. 또한, 구조 모듈2 위에 위치한 첫번째 상부 모듈 집합6도 도시되어 있다. 모듈 집합6은 그것이 하중을 견딜 수 있다는 점을 나타내기 위해 트러스(trussed) 구조로 건조되었다. 또한, 유정탑11, 제어실18 및 모듈19이 위치한 천공 데크(deck)10도 도시되었다. 또한, 승강 윈치(hoisting winch)22와 탑 드라이브(top-drive)23도 두 위치에서 상세하게 도시되어 있다.

천공 데크10의 첫번째 외부 외치가 도면의 가장 오른쪽에 굵은 선으로 도시되어 있다. 천공 데크10의 일부의 두번째 외부 위치가 도면의 가장 왼쪽에 점선으로 도시되어 있다.

도 4는 활주 레일12 및 13을 횡단하는 방향에서 관찰된 본 발명의 시추장치를 도시하고 있다. 비오피 구조14, 하부 모듈 집합4 및 5를 포함하는 구조 모듈2 및 3, 상부 모듈 집합6 및 7, 파이핑 데크8 및 9, 활주 레일16 및 17에 정렬된 천공 데크10, 제어실18과 유정탑11이 상기 도면에 도시되어 있다.

그립퍼(gripper)25가 장착되고, 활주 레일12 및 13을 따라 시추 장치를 밀고 당길 수 있도록 고안된 다수의 스키딩 실린더(skidding cylinders) 중 하나가 상기 도면에 상세하게 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 넓은 개방 공간이 첫번째 모듈2, 4 및 6과 두번째 모듈3, 5 및 7 사이에 제공된다. 이러한 넓은 개방 공간에 의해 비오피26과 같은 장비를 다루기 위한 넓은 공간이 확보된다.

또한, 도 4는 유정탑11이 모듈11a 위에 모듈11b가 위치한 두 개의 모듈11a와 11b로 구성된 모듈식 구조일 수 있음을 보여주고 있다.

예를 들어, 다른 열이 보조 기능 및 서비스 기능을 포함하도록 고안되는 반면, 첫번째 열30은 기본적으로 공정 작업과 연관된 장비를 포함하도록 고안될 수 있다. 또한, 두번째 파이핑 데크9는 케이징을 위한 랙(a rack for casings)을 포함하는 반면 첫번째 파이핑 데크8은 천공 파이프를 위한 랙(a rack for drill pipes)을 포함한다.

모듈은 조립을 위한 세부 요소들에 의해 적당한 방법으로 연결될 것이다. 모듈의 커넥팅 업(the connecting-up of module)은 세부적인 설명을 요구하지 않을 정도로 당업계에서 숙련된 자에게 널리 알려져 있는 기술이다.

각 모듈이 적당한 크기의 기중기가 들어올릴 수 있는 무게를 갖도록 개선된 모듈식 시추 장치가 시급히 요청되고 있다. 이러한 각 모듈의 무게는 25톤 이하인 것이 바람직하다. 또한, 쉽게 조립될 수 있고 기존의 시추 장치에 비해 전체적으로 적은 무게를 갖는 시추 장치가 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 간단하게 조립될 수 있고, 다양하게 응용될 수 있는 모듈식 경량 시추 장치의 구조물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 한정된 무게를 갖는 한정된 수의 모듈로 이루어진 구조물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 각 모듈의 운반을 용이하게 하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 매우 간단하고 효과적으로 조립될 수 있으며, 조립시 요구되는 세부 항목 및 지지 요건을 최소화 하는 것이다.

Claims

첫번째 모듈 세트(2,4,6,8)가 첫번째 열(30)에 정렬되고 두번째 모듈 세트(3,5,7,9)가 두번째 열에 정렬되며, 각 열(30,31)사이에 공간(32)이 존재하고 천공 데크(10)가 상기 공간 위에 위치하도록 고안된 것임을 특징으로 하는, 플랫폼 데크(15) 위에 위치하고 유정탑(11)을 받치고 있는 천공 데크(10)를 지지하도록 고안된 다수의 모듈(2,3,4,5,6,7,8,9)을 포함하는 모듈식 경량 시추 장치(1).
제1항에 있어서, 상기 공간(32)이 천공 데크(10)의 너비에 대응하는 너비를 갖는 것임을 특징으로 하는 모듈식 경량 시추 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 분출 방지기(비오피(BOP=Blow Out Preventer)) 데크(14)가 플랫폼 데크(15) 바로 위에 존재하는 상기 공간(32)에 설치되고 상기 분출 방지기 데크가 상기 공간의 폭을 결정하며 각 열(30,31)과 연결된 것임을 특징으로 하는 모듈식 경량 시추 장치.
제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 두번째 열(31)과 접하고 있는 첫번째 열(30)의 상부 모서리에 첫번째 활주 레일(16)에 설치되고, 첫번째 열(30)과 접하고 있는 두번째 열(31)의 상부 모서리에 두번째 활주 레일(17)이 설치되어 있으며, 천공 데크가 활주 운동을 위해 활주 레일(16,17) 위에 배치된 것임을 특징으로 하는 모듈식 경량 시추 장치.
제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 첫번째 열(30)이 하부 모듈 집합(4)이 위치하도록 고안된 구조 모듈(2)를 포함하고, 두번째 열(31)이 하부 모듈 집합(5)이 위치하도록 고안된 구조 모듈(3)을 포함하는 것임을 특징으로 하는 모듈식 경량 시추 장치.
제5항에 있어서, 첫번째 상부 모듈 집합(6)이 첫번째 구조 모듈(2) 위에 위치하여 운반될 수 있도록 고안되고, 두번째 상부 모듈 집합(7)이 두번째 구조 모듈(3) 위에 위치하여 운반될 수 있도록 고안된 것임을 특징으로 하는 모듈식 경량 시추 장치.
제6항에 있어서, 첫번째 파이핑 데크(8)가 첫번째 상부 모듈 집합(6) 위에 위치하고 첫번째 활주 레일(16)이 두번째 열(31)과 접하고 있는 첫번째 파이핑 데크(8)의 모서리에 설치되며, 두번째 파이핑 데크(9)가 두번째 모듈 집합(7) 위에 위치하도록 고안되고, 두번째 활주 레일(17)이 첫번째 열(30)과 접한 두번째 파이핑 데크(9)의 모서리에 설치되며, 천공 데크(10)가 활주 레일(16,17) 위에서 앞뒤로 움직일 수 있도록 고안된 것임을 특징으로 하는 모듈식 경량 시추 장치.
상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 각 열(30,31)이 플랫폼 데크(15) 위에 위치한 세번째 및 네번째 활주 레일(12, 13) 위에 배치되고, 세번째 및 네번째 활주 레일(12,13)이 일반적으로 첫번째 및 두번째 활주 레일(16, 17)을 가로질러 연장되며, 상기 열들이 활주 레일(12,13) 위에서 앞뒤로 움직일 수 있도록 고안된 것임을 특징으로 하는 모듈식 경량 시추 장치.