KR200482644Y1 - 스트라이킹 플레이트 유닛 및 이를 구비한 머드 탱크 - Google Patents

Abstract

스트라이킹 플레이트 유닛 및 이를 구비한 머드 탱크가 개시된다. 본 고안의 스트라이킹 플레이트 유닛은, 머드 펌프로부터 리턴되는 머드가 저장되는 머드 탱크의 내부에 마련되는 베이스 플레이트; 및 베이스 플레이트에 탈착 가능하게 결합되는 스트라이킹 플레이트를 포함하며, 스트라이킹 플레이트의 일측부에는 스트라이킹 플레이트에 부딪히는 머드의 압력을 분산시키는 압력 분산부가 마련될 수 있다.

Description

스트라이킹 플레이트 유닛 및 이를 구비한 머드 탱크{STRIKING PLATE UNIT AND MUD TANK HAVING THE SAME}

본 고안은, 스트라이킹 플레이트 유닛 및 이를 구비한 머드 탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 머드 탱크의 내부에 마련되어 리턴되는 고압의 머드에 의해 머드 탱크의 내부가 파손되는 것을 방지하는 스트라이킹 플레이트 유닛 및 이를 구비한 머드 탱크에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업발전 추이에 따라, 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.

종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었다.

최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 드릴쉽(drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다. 군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 드릴쉽은 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 구성되어 있다.

드릴쉽은 그 중심부에 라이저(riser) 및 드릴 파이프(drill pipe)가 상하 이동하는 통로인 문풀(moon pool)이 형성되고, 드릴쉽의 갑판에는 각종 시추장비가 집약되는 데릭(derrick)이 설치된다.

그리고 드릴 파이프의 단부에는 드릴비트가 설치되고, 드릴비트의 드릴링 작동에는 드릴링 유체(drilling fluid)로서 머드(liquid mud)가 이용된다. 이러한 머드는 머드탱크(mud tank) 즉 웰(well)에서 라이저를 통해 리턴되는 머드를 포함하는 드릴링 커팅물은 이수 분리기(shale shaker), 미세모래 제거기(desilter) 등을 포함하는 머드 재생시스템을 거친 후 파인 머드(fine mud)와 그외의 커팅물로 분리된다.

머드 재생시스템에서 분리된 머드는 머드 펌프를 통해 드릴 비트로 공급된다. 이러한 과정 중 머드 펌프 후단의 압력이 필요 이상으로 높은 경우 압력을 줄이고자 머드를 머드 펌프의 매니폴드(manifold) 후단에서 머드 탱크로 리턴하는 경우가 있고, 머드 펌프에서 리턴되는 머드는 머드 탱크에 마련된 시어 유닛(shear unit)을 통해 머드 탱크의 내부로 유입된다.

머드 펌프에서 리턴되는 머드는 고압의 머드이므로 고압(7500psi)의 머드와 부딪히는 머드 탱크의 내부가 파손되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 탱크의 내부에 스트라이킹 플레이트(striking plate)를 마련하여 고압의 머드가 탱크의 내부가 아닌 스트라이킹 플레이트에 직접 부딪히게 하여 머드 탱크의 파손을 방지하였다.

고압의 머드를 장기간 사용할 경우 스트라이킹 플레이트가 파손되는 경우가 있고, 종래에는 스트라이킹 플레이트를 머드 탱크의 내부에 용접 결합의 방식으로 결합시켰으므로 스트라이킹 플레이트를 교체시 교체 작업에 시간이 많이 소요되고, 머드 자체에 오일 성분이 함유되어 있으므로 화재 및 폭발의 위험성이 있었다.

전술한 기술구성은 본 고안의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 고안이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국공개등록공보 제2012-0140371호(대우조선해양 주식회사) 2012. 12. 31.

따라서 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 머드 펌프로부터 리턴되어 스트라이킹 플레이트와 부딪히는 머드의 흐름을 유연하게 하여 스트라이킹 플레이트의 내구성을 증가시킴과 동시에 스트라이킹 플레이트의 교체를 용이하게 할 수 있는 스트라이킹 플레이트 유닛 및 이를 구비한 머드 탱크를 제공하는 것이다.

본 고안의 일 측면에 따르면, 머드 펌프로부터 리턴되는 머드가 저장되는 머드 탱크의 내부에 마련되는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트에 탈착 가능하게 결합되는 스트라이킹 플레이트를 포함하며, 상기 스트라이킹 플레이트의 일측부에는 상기 스트라이킹 플레이트에 부딪히는 머드의 압력을 분산시키는 압력 분산부가 마련된 것을 특징으로 하는 스트라이킹 플레이트 유닛이 제공될 수 있다.

상기 스트라이킹 플레이트는 상기 베이스 플레이트에 볼트 결합 될 수 있다.

상기 압력 분산부는 콘 형상을 가지며, 상기 스트라이킹 플레이트와 일체로 형성될 수 있다.

상기 베이스 플레이트와 상기 스트라이킹 플레이트의 사이에 마련되어 상기 스트라이킹 플레이트에서 상기 베이스 플레이트로 전달되는 충격을 완충시키는 완충부를 더 포함할 수 있다.

상기 완충부는, 일측부는 상기 베이스 플레이트에 결합되고 타측부는 상기 스트라이킹 플레이트에 결합되는 복수의 지지로드; 및 상기 복수의 지지로드에 지지되어 상기 스트라이킹 플레이트를 탄성 지지하는 탄성체를 포함할 수 있다.

상기 완충부는, 상기 복수의 지지로드에 마련되어 상기 탄성체를 받침 지지하는 지지대를 더 포함할 수 있다.

상기 베이스 플레이트와 상기 스트라이킹 플레이트의 사이에 배치되되 일측부가 상기 베이스 플레이트에 밀착 마련되어 상기 완충부에서 상기 베이스 플레이트로 전달되는 충격을 완화시키는 탄성 플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 탄성 플레이트는 고무를 포함하는 탄성 소재로 제작될 수 있다.

또한 본 고안의 다른 측면에 따르면, 머드 펌프에서 리턴되는 머드가 저장되는 머드 탱크로서, 전술한 스트라이킹 플레이트 유닛이 탱크 본체의 내부에 마련되는 머드 탱크가 제공될 수 있다.

상기 탱크 본체에 마련되어 상기 머드 펌프에서 리턴되는 머드를 상기 탱크 본체의 내부로 유입시키며, 일단부가 상기 탱크 본체의 바닥부로부터 이격되는 파이프가 구비된 시어 유닛(Shear Unit)을 포함하고, 상기 스트라이킹 플레이트 유닛은 상기 바닥부에 마련될 수 있다.

상기 탱크 본체는 수성 머드(water based mud)가 저장되는 수성 머드 저장부와, 유성 머드(oil based mud)가 저장되는 유성 머드 저장부를 포함하고, 상기 시어 유닛은 수성 머드 저장부와 상기 유성 머드 저장부에 각각 마련될 수 있다.

본 고안의 실시예들은, 스트라이킹 플레이트에 부딪히는 머드의 압력을 분산할 수 있는 압력 분산부를 마련하여 스트라이킹 플레이트의 내구성을 향상시킬 수 있고, 스트라이킹 플레이트를 탈착 가능하게 마련하여 스트라이킹 플레이트의 교체를 용이하게 할 수 있고 작업을 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 머드 탱크와 머드 탱크의 내부에 스트라이킹 플레이트가 마련된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 머드 펌프에서 리턴되는 머드가 머드 탱크의 내부로 유입되는 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 스트라이킹 플레이트 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 고안과 본 고안의 동작상의 이점 및 본 고안의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 고안을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 머드 탱크와 머드 탱크의 내부에 스트라이킹 플레이트가 마련된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스트라이킹 플레이트 유닛(1)은, 머드 펌프(MP)로부터 리턴되는 머드가 저장되는 머드 탱크(100)의 내부에 마련되는 베이스 플레이트(10)와, 베이스 플레이트(10)에 탈착 가능하게 결합되는 스트라이킹 플레이트(20)를 구비한다.

베이스 플레이트(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 머드 탱크(100)의 내부 바닥부에 결합되어 스트라이킹 플레이트(20)를 지지하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 스트라이킹 플레이트(20)는 용접 결합, 볼트 결합 등의 방식으로 결합될 수 있고, 머드 탱크(100)의 내부 바닥부 뿐만 아니라 벽부 또는 천정부에도 마련될 수 있다.

스트라이킹 플레이트(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(10)에 탈착 가능하게 결합되며, 시어 유닛(150)의 파이프(152)를 통해서 유입되는 고압의 머드가 머드 탱크(100)의 바닥부에 간접적으로 부딪히게 하여 머드 탱크(100)의 내부의 파손을 방지하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 스트라이킹 플레이트(20)는 베이스 플레이트(10)에 볼트 결합, 클램프나 클립을 이용한 걸립 결합 또는 끼워 맞춤 결합 등의 방식으로 결합 될 수 있다.

또한 스트라이킹 플레이트(20)의 상측부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 유입되는 고압의 머드의 압력을 분산시켜 스트라이킹 플레이트(20)의 내구성을 향상시키는 압력 분산부(21)가 마련될 수 있다.

본 실시 예에서 압력 분산부(21)는 시어 유닛(150)의 파이프(152)와 머드 탱크(100)의 높이 방향을 기준으로 동일 선상에 마련될 수 있고, 콘(corn) 형상을 가지되 파이프(152) 방향으로 뾰족한 형상이 배치되도록 베이스 플레이트(10)에 마련될 수 있다.

또한 압력 분산부(21)의 뾰족한 형상의 각도(α)는 고압 머드의 압력을 가장 효율적으로 분산시키기 위해 90°로 마련될 수 있고, 압력 분산부(21)는 AH36 재질로 제작될 수 있다.

나아가 압력 분산부(21)는 스트라이킹 플레이트(20)와 일체로 제작될 수도 있고, 별도로 제작되어 스트라이킹 플레이트(20)에 볼트 결합, 용접 결합, 걸림 결합 또는 끼워 맞춤 결합 등의 방식으로 결합될 수 있다.

한편 본 실시 예인 머드 탱크(100)는 탱크 본체의 상측부에 마련되어 머드 펌프(MP)로 리턴되는 머드를 머드 탱크(100)의 내부로 유입시키는 시어 유닛(150)을 구비한다.

본 실시 예에서 시어 유닛(150)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 탱크 본체의 상측부에 탈착 가능하게 나사 결합되는 몸체(151)와, 몸체(151)에 탈착 가능하게 나사 결합되며 하단부가 탱크 본체의 바닥부로부터 이격되는 파이프(152)를 포함한다.

도 2는 머드 펌프에서 리턴되는 머드가 머드 탱크의 내부로 유입되는 경로를 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서 도 2를 참고하여 머드 펌프(MP)에서 리턴되는 머드가 머드 탱크(100)의 내부로 유입되는 과정을 간략히 설명한다.

일반적으로 머드 펌프(MP)에서 펌핑되는 머드는 머드 공급 라인을 통해 드릴 파이프로 공급되지만, 머드 펌프(MP)에 과도한 압력이 걸린 경우 머드 펌프(MP)의 매니 폴드 후단에서 배출되는 머드는 리턴 라인(RL)과 시어 유닛(150)을 통해 머드 탱크(100)로 공급된다.

머드 펌프(MP)와 머드 탱크(100)의 중간 과정에서 별도의 분리 과정을 거친 머드는 수성 머드(water based mud)와 유성 머드(oil based mud)로 분리된 후 수성 머드는 머드 탱크(100)의 수성 머드 저장부(110)로 공급되고, 유성 머드는 유성 머드 저장부(120)로 공급된다.

수성 머드 저장부(110)와 유성 머드 저장부(120)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 시어 유닛(150)이 각각 마련되고, 시어 유닛(150)을 통해서 리턴되는 머드는 수성 머드 저장부(110)와 유성 머드 저장부(120)의 내부로 유입된다.

이때 수성 머드 저장부(110)와 유성 머드 저장부(120)에는 전술한 스트라이킹 플레이트 유닛(1)이 마련되어 있으므로 수성 머드 저장부(110)와 유성 머드 저장부(120)의 내부 파손을 방지할 수 있다.

또한 스트라이킹 플레이트(20)가 베이스 플레이트(10)로부터 탈착 가능하게 마련되어 스트라이킹 플레이트(20)의 교체를 용이하게 할 수 있고, 스트라이킹 플레이트(20)에 마련된 압력 분산부(21)에 의해 스트라이킹 플레이트(20)에 가해지는 고압을 분산시킬 수 있으므로 스트라이킹 플레이트(20)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

한편 본 실시 예에서 수성 머드 저장부(110)와 유성 머드 저장부(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 공간으로 구획될 수 있고, 수성 머드 저장부(110)와 유성 머드 저장부(120)의 사이에는 슬러지(sludge)가 저장되는 슬러지 저장부(130)가 마련될 수 있고, 수성 머드 저장부(110)의 일측부에는 소금물이 저장되는 브라인(brine) 저장부(140)가 마련될 수 있다.

도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 스트라이킹 플레이트 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 실시 예에 따른 스트라이킹 플레이트 유닛(1a)는 전술한 실시 예에서 스트라이킹 플레이트(20)에서 베이스 플레이트(10)로 전달되는 충격을 완충시키기 위해 완충부(30)와, 완충부(30)에서 베이스 플레이트(10)로 전달되는 충격을 완화시키기 위해 탄성 플레이트(40)를 더 구비한 점에서 차이점이 있다.

완충부(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(10)와 스트라이킹 플레이트(20)의 사이에 마련되어 스트라이킹 플레이트(20)에서 베이스 플레이트(10)로 전달되는 충격을 완충시키는 역할을 한다.

본 실시 예에서 완충부(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하측부는 베이스 플레이트(10)에 결합되고 상측부는 스트라이킹 플레이트(20)에 결합되는 복수의 지지로드(31)와, 복수의 지지로드(31)에 지지되어 스트라이킹 플레이트(20)를 탄성 지지하는 탄성체(32)와, 복수의 지지로드(31)에 마련되어 탄성체(32)를 받침 지지하는 지지대(33)를 포함한다.

완충부(30)의 복수의 지지로드(31)의 상측부는, 도 3에 도시된 바와 같이, 나사산을 형성하여 너트(N)를 체결하는 방식으로 스트라이킹 플레이트(20)에 결합될 수 있고, 하측부는 베이스 플레이트(10)에 나사 결합의 방식으로 결합되어 스트라이킹 플레이트(20)와 베이스 플레이트(10)로부터 각각 분리될 수 있도록 결합될 수 있다.

완충부(30)의 탄성체(32)는 코일 스프링을 포함하며, 코일 스프링의 상측부는, 도 3에 도시된 바와 같이, 스트라이킹 플레이트(20)의 저면부를 밀착 지지하고, 하측부는 지지대(33)에 받침 지지될 수 있다.

완충부(30)의 지지대(33)는, 너트 타입으로 마련되어 지지로드(31)에 형성된 나사산에 나사결합되는 방식으로 결합되어 탄성체(32)를 지지할 수도 있고, 지지로드(31)의 외경보다 넓은 내경을 갖는 홀을 형성하여 하측부가 탄성 플레이트(40)의 상측부에 지지되는 방식으로 탄성체(32)를 지지할 수도 있다.

탄성 플레이트(40)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(10)와 스트라이킹 플레이트(20)의 사이에 배치되되 하측부가 베이스 플레이트(10)에 밀착 마련되어 완충부(30)의 받침대를 탄성 지지함으로써 완충부(30)에서 베이스 플레이트(10)로 전달되는 충격을 완화시키는 역할을 한다.

본 실시 예에서 탄성 플레이트(40)는 고무를 포함하는 탄성 소재로 제작될 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 스트라이킹 플레이트에 부딪히는 머드의 압력을 분산할 수 있는 압력 분산부를 마련하여 스트라이킹 플레이트의 내구성을 향상시킬 수 있고, 스트라이킹 플레이트를 탈착 가능하게 마련하여 스트라이킹 플레이트의 교체를 용이하게 할 수 있고 작업을 안정성을 확보할 수 있다.

또한 베이스 플레이트와 스트라이킹 플레이트의 사이에 완충부와 탄성 플레이트를 마련하여 스트라이킹 플레이트에서 베이스 플레이트로 전달되는 충격을 완충시켜 머드 탱크의 바닥부 등으로 전달되는 충격을 완화시킬 수 있다.

이와 같이 본 고안은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 고안의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 스트라이킹 플레이트 유닛 10 : 베이스 플레이트
20 : 스트라이킹 플레이트 21 : 압력 분산부
30 : 완충부 31 : 지지로드
32 : 탄성체 33 : 지지대
40 : 탄성 플레이트 100 : 머드 탱크
110 : 수성 머드 저장부 120 : 유성 머드 저장부
130 : 슬러지 저장부 140 : 브라인 저장부
150 : 시어 유닛 151 : 몸체
152 : 파이프 MP : 머드 펌프
RL : 리턴 라인

Claims (11)

1. 머드 펌프로부터 리턴되는 머드가 저장되는 머드 탱크의 내부에 마련되는 베이스 플레이트; 및
   상기 베이스 플레이트에 탈착 가능하게 결합되는 스트라이킹 플레이트;를 포함하며,
   상기 스트라이킹 플레이트의 일측부에는 상기 스트라이킹 플레이트에 부딪히는 머드의 압력을 분산시키는 압력 분산부;가 마련되고,
   상기 베이스 플레이트와 상기 스트라이킹 플레이트의 사이에 마련되어 상기 스트라이킹 플레이트에서 상기 베이스 플레이트로 전달되는 충격을 완충시키는 완충부;를 더 포함하는, 스트라이킹 플레이트 유닛.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스트라이킹 플레이트는 상기 베이스 플레이트에 볼트 결합되는 것을 특징으로 하는 스트라이킹 플레이트 유닛.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 압력 분산부는 콘 형상을 가지며, 상기 스트라이킹 플레이트와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스트라이킹 플레이트 유닛.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 완충부는,
   일측부는 상기 베이스 플레이트에 결합되고 타측부는 상기 스트라이킹 플레이트에 결합되는 복수의 지지로드; 및
   상기 복수의 지지로드가 관통하면서 지지되어 상기 스트라이킹 플레이트를 탄성 지지하는 탄성체;를 포함하는 스트라이킹 플레이트 유닛.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 완충부는,
   상기 복수의 지지로드에 마련되어 상기 탄성체를 받침 지지하는 지지대를 더 포함하는 스트라이킹 플레이트 유닛.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스 플레이트와 상기 스트라이킹 플레이트의 사이에 배치되되 일측부가 상기 베이스 플레이트에 밀착 마련되어 상기 완충부에서 상기 베이스 플레이트로 전달되는 충격을 완화시키는 탄성 플레이트를 더 포함하는 스트라이킹 플레이트 유닛.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 탄성 플레이트는 고무를 포함하는 탄성 소재로 제작되는 것을 특징으로 하는 스트라이킹 플레이트 유닛.
9. 머드 펌프에서 리턴되는 머드가 저장되는 머드 탱크로서,
   청구항 1 내지 3 및 청구항 5 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 상기 스트라이킹 플레이트 유닛이 탱크 본체의 내부에 마련되는 머드 탱크.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 탱크 본체에 마련되어 상기 머드 펌프에서 리턴되는 머드를 상기 탱크 본체의 내부로 유입시키며, 일단부가 상기 탱크 본체의 바닥부로부터 이격되는 파이프가 구비된 시어 유닛(Shear Unit)을 포함하고,
    상기 스트라이킹 플레이트 유닛은 상기 바닥부에 마련되는 것을 특징으로 하는 머드 탱크.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 탱크 본체는 수성 머드(water based mud)가 저장되는 수성 머드 저장부와, 유성 머드(oil based mud)가 저장되는 유성 머드 저장부를 포함하고,
    상기 시어 유닛은 수성 머드 저장부와 상기 유성 머드 저장부에 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 머드 탱크.

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