KR200492496Y1 - 드릴 파이프 핸들링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 드릴 파이프 핸들링 시스템에 관한 것으로서, 드릴 파이프를 이송하는 하이드라래커; 및 상기 드릴 파이프를 상기 하이드라래커로 이송하는 캣워크 장비를 포함하며, 상기 캣워크 장비는, 상기 드릴 파이프를 안착시켜 상기 하이드라래커까지 수평 이송하는 컨베이어; 상기 컨베이어를 통해 수평 이송되는 상기 드릴 파이프를 경사지게 상향 이송시키는 틸트 램프; 및 상기 틸트 램프에 의해 경사지게 상향 이송되는 상기 드릴 파이프의 일부분을 파지하여 수직 상태가 되도록 회전시키는 파이프 회전 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 고안은 드릴 파이프 핸들링 시스템에 관한 것이다.
최근 급격한 산업화로 인해 석유와 같은 자원의 사용량이 급등함에 따라, 석유의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다. 그런데 대륙 또는 연해에서의 유전은 이미 많은 시추가 이루어진바, 최근에는 수심이 깊은 심해에 위치한 유전의 개발에 관심이 집중되고 있으며, 이러한 심해 유전을 시추하기 위해서는 일반적으로 드릴십(Drillship)이 이용된다.
드릴십은 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 선박과 유사한 형태로 제작된 해상 구조물로서, 해상 플랫폼의 설치가 불가능한 심해 지역에서 원유나 가스 등의 채취 작업이 가능하고, 일정 지점에서 시추를 종료하고 다른 지점으로 이동하여 다시 시추를 수행할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 드릴십은, 상하로 관통된 형태의 문풀(Moon Pool) 구조를 구비하고, 문풀 상부에 위치하며 시추장비를 구비하는 데릭(Derrick)을 포함한다. 이하에서는 드릴십이 해저에 시추를 하는 과정에 대해 설명한다.
우선 드릴십은 자체 동력을 이용하여 시추 대상 지역으로 이동하고, 위치를 유지할 수 있도록 복수의 쓰러스터(Thruster)를 이용한 동적 위치유지 시스템(Dynamic Positioning System; DPS)을 구동한다.
이후 드릴십은 드릴 파이프(Drill Pipe)에 드릴 비트(Drill Bit)를 결합하고, 데릭에 마련된 호이스팅 시스템(Hoisting System)과 핸들링 시스템(Handling System)을 이용해 복수의 드릴 파이프를 충분한 길이만큼 연결하여 문풀을 통해 해저면까지 하강시킨 뒤, 로테이팅 시스템(Rotating System)을 통해 드릴 파이프를 회전하여 시추공을 형성한다.
1차로 드릴링이 완료되면, 데릭은 드릴 파이프를 회수하고 케이싱 파이프(Casing Pipe)를 시추공에 설치한 뒤, 케이싱 파이프와 시추공 사이에 콘크리트를 채우는 시멘팅(Cementing) 작업을 진행하며, 다시 드릴 파이프를 이용한 드릴링 작업과 케이싱 파이프를 설치하는 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복 수행함으로써, 일정 깊이를 갖는 시추공의 형태를 유지시킨다.
시추공이 무너지지 않도록 케이싱 파이프가 충분히 설치되면, 라이저(Riser)에 BOP(Blow Out Preventer)를 연결하여 시추공에 결합하게 되며, 이때 라이저의 내부는 드릴 파이프와 케이싱 파이프의 이동 경로가 된다.
그런데 드릴링 과정에서 드릴 비트의 윤활 및 냉각과, 시추공 내부에서 생성되는 암석 덩어리 등의 분쇄물의 처리가 필요하다. 따라서 드릴십은 드릴 파이프의 내부에 머드를 공급하여 드릴 비트의 말단부에서 머드가 배출되도록 하고, 머드가 드릴 비트의 윤활과 냉각을 수행한 뒤 분쇄물과 함께 드릴 파이프의 외부에서 라이저의 내부를 통해 상부로 회수되도록 하는, 머드 순환 시스템(Mud Circulation System)을 사용한다. 회수된 머드는 분쇄물이 걸러진 후 재사용된다.
드릴십은 이러한 머드 순환 시스템을 구동하면서 드릴 비트가 유정에 도달할 때까지 드릴링과 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복적으로 수행하는데, 이 경우 케이싱 작업에 사용되는 케이싱 파이프의 직경이 점차 작아짐에 따라, 상대적으로 작은 크기의 드릴 비트를 교체 사용하여 드릴링을 지속적으로 구현할 수 있다.
이와 같이 드릴십은, 파이프와 라이저 등을 설치 및 사용하기 위한 시스템과, 머드를 사용하는 시스템 등을 구비하며, 이러한 시스템을 이용하여 시추 작업을 원활히 구현하기 위한 문풀 구조, 데릭 구조, 그리고 적재 구조 등을 일정한 공간 내에 배치하여야 하므로, 상당히 높은 기술력이 요구됨에 따라 지속적으로 연구 및 개발이 이루어지고 있다.
그런데 드릴 파이프는, 길이가 10 내지 20m에 달하기 때문에, 유정까지 드릴 파이프를 연결하는 과정에서 상당히 많은 시간이 소요된다. 따라서 최근에는 이러한 작업 시간을 단축하기 위해, 파이프 적치대(Pipe Rack)에 적재된 드릴 파이프를 캣워크 장비(Catwalk Machine), 하이드라래커(Hydraracker), 마우스 홀(Mouse Hole), 커넥터(Connector) 등을 사용하여 3~4개의 드릴 파이프를 미리 조립하여 핑거 보드(Finger Board)에 적치 보관해 둔다.
도 1은 종래 기술에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 드릴 파이프 핸들링 시스템(100)은, 드릴 파이프 스탠드 빌딩(Stand Building) 작업을 위해 캣워크 장비(110), 하이드라래커(120), 픽업 엘리베이터(PUE; 130)를 포함하여 구성된다.
캣워크 장비(110)는, 파이프 적치대(도시하지 않음)에 적재된 드릴 파이프(P)를 안착시켜 마우스 홀(140) 상부 근처까지 수평 이송시키는 컨베이어(111)와, 수평 이송되는 드릴 파이프(P)의 앞 부분을 살짝 들어올리는 틸트 램프(Tilt Ramp; 112)를 포함하여 구성된다.
하이드라래커(120)는, 종방향 레일(122)을 따라 수직 이동하는 메인 암(Main Arm; 410)을 포함하여 구성된다.
픽업 엘리베이터(130)는 메인 암(121)에 매달리도록 설치되며, 틸트 램프(112)에 의해 들어올려지는 드릴 파이프(P)를 파지하도록 구성된다.
이러한 구성으로 이루어지는 종래의 드릴 파이프 핸들링 시스템(100)을 이용한 드릴 파이프 스탠드 빌딩 작업 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 파이프 적치대에 적재된 드릴 파이프(P)를 캣워크 장비(110)의 컨베이어(111)에 안착시켜 마우스 홀(140) 상부 근처의 하이드라래커(120)까지 수평 이송시킨다.
수평 이송되는 드릴 파이프(P)가 틸트 램프(112)에 의해 앞 부분이 살짝 들어올려지면, 하이드라래커(120)의 메인 암(121)에 매달려 설치되는 픽업 엘리베이터(130)가 드릴 파이프(P)를 파지하게 된다.
이후, 메인 암(121)을 종방향 레일(122)을 따라 상승시키면서 수평 상태의 드릴 파이프(P)를 수직으로 세워 마우스 홀(140) 안으로 드릴 파이프(P)를 삽입하게 된다.
상기한 바와 같이, 종래의 드릴 파이프 핸들링 시스템(100)은, 스탠드 빌딩 작업 시 드릴 파이프(P)를 수평에서 수직상태로 변화시키기 위해 픽업 엘리베이터(130)라는 별도의 장비를 메인 암(121)에 설치해야만 한다.
따라서 종래의 드릴 파이프 핸들링 시스템(100)은 별도의 픽업 엘리베이터(130)를 마련해야 함은 물론 픽업 엘리베이터(130)를 보관하기 위한 거치대 또한 설치해야 하고, 스탠드 빌딩 작업 전에 픽업 엘리베이터(130)를 설치하는 작업, 스탠드 빌딩 작업 완료 후 픽업 엘리베이터(130)를 해체하는 작업을 수행해야 하는 등, 스탠드 빌딩 작업 공수가 과다하게 소요되는 문제가 있다.
본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 고안의 목적은 기존의 픽업 엘리베이터 없이 드릴 파이프를 수평에서 수직상태로 용이하게 변화시킬 수 있도록 하는 드릴 파이프 핸들링 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 일 측면에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템, 드릴 파이프를 이송하는 하이드라래커; 및 상기 드릴 파이프를 상기 하이드라래커로 이송하는 캣워크 장비를 포함하며, 상기 캣워크 장비는, 상기 드릴 파이프를 안착시켜 상기 하이드라래커까지 수평 이송하는 컨베이어; 상기 컨베이어를 통해 수평 이송되는 상기 드릴 파이프를 경사지게 상향 이송시키는 틸트 램프; 및 상기 틸트 램프에 의해 경사지게 상향 이송되는 상기 드릴 파이프의 일부분을 파지하여 수직 상태가 되도록 회전시키는 파이프 회전 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 하이드라래커는, 상기 드릴 파이프를 파지한 상태로 상하 승강되는 메인 암; 및 상기 메인 암의 승강을 구현하는 종방향 레일을 포함하고, 상기 메인 암은, 일단이 상기 종방향 레일에 승강 가능하게 구비되고 상기 종방향 레일로부터 돌출되는 길이가 가변되도록 구비되는 메인 구동부; 및 상기 메인 구동부의 타단에 구비되어 상기 드릴 파이프를 파지하는 메인 파지부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 하이드라래커는, 상기 캣워크 장비로부터 수평 이송되는 상기 드릴 파이프를 수직으로 세우기 위한 픽업 엘리베이터가 설치되지 않을 수 있다.
구체적으로, 상기 파이프 회전 장치는, 상기 틸트 램프의 상부 프레임에 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 파이프 회전 장치는, 상기 드릴 파이프를 파지 또는 파지를 해제하도록 구성되는 파이프 그립핑부; 상기 파이프 그립핑부가 회전 가능하도록 상기 상부 프레임의 일부분에 설치되는 힌지; 및 상기 힌지를 중심으로 상기 파이프 그립핑부를 회전시키도록 상기 상부 프레임의 다른 일부분에 설치되는 실린더를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 파이프 회전 장치는, 상기 드릴 파이프를 파지 또는 파지를 해제하도록 구성되는 파이프 그립핑부; 상기 상부 프레임의 일부분에 고정 설치되는 축베어링; 상기 축베어링에 회전 가능하도록 지지되고, 상기 파이프 그립핑부가 고정 설치되는 회전축; 및 상기 회전축을 회전시킴에 의해 상기 파이프 그립핑부가 회전되도록 하는 모터를 포함할 수 있다.
본 고안에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템은, 드릴 파이프를 수평에서 수직상태로 변화시키기 위한 파이프 회전 장치를 캣워크 장비에 구비함으로써, 기존의 픽업 엘리베이터의 기능을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본 고안에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템은, 기존의 픽업 엘리베이터가 필요 없어 이를 보관하기 위한 거치대 설치로 인한 공수를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 스탠드 빌딩 작업 전에 픽업 엘리베이터를 설치하는 작업 및 스탠드 빌딩 작업 완료 후 픽업 엘리베이터를 해체하는 작업을 수행하지 않아도 되어 스탠드 빌딩 작업 공수를 절감할 수 있다.
또한, 본 고안에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템은, 야드(Yard)에서 테스트 시에도 픽업 엘리베이터가 필요 없어짐에 따라 테스트 작업을 간소화 시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템의 파이프 회전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템의 다른 파이프 회전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템의 파이프 회전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템의 다른 파이프 회전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 고안의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템의 파이프 회전 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템의 다른 파이프 회전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 드릴 파이프 핸들링 시스템(200)은, 드릴 파이프 스탠드 빌딩 작업을 위해 캣워크 장비(300), 하이드라래커(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
캣워크 장비(300)는, 선체의 파이프 적치대(도시하지 않음)에 적재된 드릴 파이프(P)를 마우스 홀(500)의 상부 근처의 후술할 하이드라래커(400)까지 이송시키고, 이송된 드릴 파이프(P)를 수직 상태가 되도록 구성될 수 있다. 이러한 캣워크 장비(300)는, 컨베이어(310), 틸트 램프(320), 파이프 회전 장치(330a, 330b)를 포함하여 구성될 수 있다.
컨베이어(310)는, 드릴 파이프(P)를 안착시켜 마우스 홀(500)의 상부 근처의 후술할 하이드라래커(400)까지 수평 이송할 수 있도록 구성될 수 있다.
틸트 램프(320)는, 컨베이어(310)의 일단부에 설치될 수 있으며, 컨베이어(310)를 통해 수평 이송되는 드릴 파이프(P)의 앞 부분을 살짝 들어올려 상향 이송시키기 위해 상부로 경사지게 구성될 수 있다.
틸트 램프(320)는 드릴 파이프(P)를 수평 상태에서 수직 상태로 용이하게 변화시키기 위한 장치라 정의되며, 본 고안의 실시예의 경우 일반적으로 사용되고 있는 틸트 램프의 구성을 포함할 수 있으므로, 본 고안에 적용되는 틸트 램프(320)에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
파이프 회전 장치(330a, 330b)는, 틸트 램프(320)에 의해 경사지게 상향 이송되는 드릴 파이프(P)의 일부분을 파지하여 수직 상태가 되도록 회전시킬 수 있으며, 틸트 램프(320)의 상부 프레임(321)에 설치될 수 있다.
이러한 파이프 회전 장치(330a, 330b)는, 회전 그립퍼(Rotatable Gripper)로 구성될 수 있음은 물론, 이에 한정하지 않고 다양하게 구성될 수 있는데, 도 3 및 도 4를 참고하여 설명하기로 한다.
파이프 회전 장치(330a)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 파이프 그립핑부(Pipe Gripping Part; 331), 힌지(332a), 실린더(333a)를 포함하여 구성될 수 있다.
파이프 그립핑부(331)는, 틸트 램프(320)의 상부 프레임(321) 상에 위치되어 후술할 힌지(332a)와 후술할 실린더(333a)에 의해 틸트 램프(320)와 결합될 수 있으며, 드릴 파이프(P)를 파지 또는 파지를 해제할 수 있도록 구성될 수 있다.
힌지(332a)는, 파이프 그립핑부(331)와 틸트 램프(320) 사이를 연결시킬 수 있으며, 파이프 그립핑부(331)가 후술할 실린더(333a)의 작동에 의해 회전 가능하도록 틸트 램프(320)의 상부 프레임(321)의 일부분에 설치될 수 있다.
실린더(333a)는, 힌지(332a)에 대향되는 위치에서 파이프 그립핑부(331)와 틸트 램프(320) 사이를 연결시킬 수 있으며, 힌지(332a)를 중심으로 파이프 그립핑부(331)가 회전할 수 있도록 틸트 램프(320)의 상부 프레임(321)의 다른 일부분에 설치될 수 있다. 이때, 실린더(333a)는 유압 실린더일 수 있다.
또한, 파이프 회전 장치(330b)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 파이프 그립핑부(331), 축베어링(332b), 회전축(333b), 모터(334b)를 포함하여 구성될 수 있다.
파이프 그립핑부(331)는, 틸트 램프(320)의 상부 프레임(321) 상에 위치되어 후술할 축베어링(332b)과 후술할 회전축(333b)에 의해 틸트 램프(320)와 결합될 수 있으며, 드릴 파이프(P)를 파지 또는 파지를 해제할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 파이프 그립핑부(331)는 후술할 회전축(333b)과 함께 회전될 수 있도록 후술할 회전축(333b) 상에 고정 설치될 수 있다.
축베어링(332b)은, 후술할 회전축(333b)을 지지하여 회전 가능하도록 틸트 램프(320)의 상부 프레임(321)의 일부분에 고정 설치될 수 있다. 이러한 축 베어링(332b)은 회전축의 일단과 타단을 각각 지지할 수 있도록 한 쌍이 설치되는 것이 바람직할 수 있다
회전축(333b)은, 축베어링(332b)에 회전 가능하도록 지지되어 파이프 그립핑부(331)와 틸트 램프(320) 사이를 연결시킬 수 있으며, 파이프 그립핑부(331)가 후술할 모터(334b)의 작동에 의해 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
모터(334b)는, 회전축(333b)에 회전력을 전달할 수 있도록 회전축(333b)의 일단부와 연결되도록 설치될 수 있다. 이때, 모터(334b)는 유압 모터일 수 있다.
상기한 파이프 회전 장치(330a, 330b)의 파이프 그립핑부(331)는 드릴 파이프(P)를 단단하게 파지할 수 있도록 내측면에 턱(jaw)이 형성될 수 있으며, 또한 드릴 파이프(P)의 손상을 방지할 수 있도록 내측면이 나일론(Nylon) 등과 같은 재질로 형성될 수 잇다.
파이프 회전 장치(330a, 330b)의 파이프 그립핑부(331)는 동일한 구성일 수 있어 동일한 도면 부호를 사용하였으나, 반드시 동일한 구성이 아닐 수 있음은 물론이다.
하이드라래커(400)는, 드릴 파이프(P)를 이송한다. 하이드라래커(400)는 드릴 파이프(P)를 수직으로 세운 상태에서 이송할 수 있으며, 상하로 들어올리거나, 드릴 플로어 평면상에서 전후 또는 좌우 방향으로 이송시킬 수 있다.
평면상의 이송은, 하이드라래커(400)의 종방향 레일(420)이 회전될 수 있고 하이드라래커(400)가 횡방향 레일(430)을 따라 이동할 수 있기 때문에 가능하다. 다만 드릴 파이프(P)의 평면 상 움직임은 종방향 레일(420)의 회전 운동과 횡방향 레일(430)의 병진 운동에 의해서 가능하므로, 일정 범위로 제한될 수 있다.
이러한 하이드라래커(400)는 적어도 하나 이상의 암을 구비할 수 있는데, 본 실시예에서는 메인 암(410)을 위주로 설명하기로 한다.
메인 암(410)은, 기존의 픽업 엘리베이터(130) 없이 드릴 파이프(P)를 직접 파지한 상태로 상하 승강된다. 메인 암(410)의 승강은 종방향 레일(420) 상에서 이루어질 수 있다.
메인 암(410)은, 메인 구동부(411)와, 메인 파지부(412)를 포함한다. 메인 구동부(411)는, 일단이 종방향 레일(420)에 승강 가능하게 구비되고, 종방향 레일(420)로부터 돌출되는 길이가 가변되도록 구비된다.
메인 구동부(411)는 적어도 하나 이상의 레버 구조를 가지며, 종방향 레일(420)의 일정 지점을 기준으로 회전하여 메인 파지부(412)가 상하로 움직이도록 할 수 있으며, 레버가 펴지거나 접혀짐에 따라 메인 파지부(412)가 종방향 레일(420)로부터 멀어지거나 가까워지도록 할 수 있다.
메인 구동부(411)가 메인 파지부(412)의 위치를 변경하는 상세 구조는 이 외에도 다양한 구조를 채용할 수 있다. 즉 메인 구동부(411)는 종방향 레일(420) 상에서 상하로 슬라이딩되고, 메인 파지부(412)를 종방향 레일(420)의 중심축으로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동시킬 수 있다면, 어떠한 구조든 사용 가능하다.
메인 파지부(412)는, 메인 구동부(411)의 타단에 구비되어 드릴 파이프(P)를 파지한다. 메인 파지부(412)는 메인 구동부(411)를 기준으로 종방향 레일(420)에서 먼 측에 구비될 수 있으며, 드릴 파이프(P)의 단면을 파지함으로써 드릴 파이프(P)가 종방향으로 세워진 상태로 고정되도록 할 수 있다.
이를 위해 메인 파지부(412)는 회전 가능한 복수 개의 고리를 이용하여 드릴 파이프(P)의 외주면을 감싸면서 가압하는 방식으로 드릴 파이프(P)의 파지를 구현할 수 있다. 즉 메인 파지부(412)는 평단면이 'C'자 또는 'ㄷ'자로 구성될 수 있고, 양 끝단이 내측으로 움직일 수 있도록 해 내측에 인입된 드릴 파이프(P)가 견고하게 고정되도록 한다.
이때 메인 파지부(412)는 드릴 파이프(P)의 안정적인 파지를 위해서, 상하로 복수 개의 파지 지점을 형성할 수 있다. 즉 한 쌍의 고리를 가짐에 따라 평단면이 'C'자 또는 'ㄷ'자인 부분이 상하로 복수 개 배치되어, 드릴 파이프(P)의 상하 높이 중 적어도 일정 구간을 한꺼번에 파지함으로써 드릴 파이프(P)의 흔들림을 최소화할 수 있다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 고안의 드릴 파이프 핸들링 시스템(200)을 이용한 드릴 파이프 스탠드 빌딩 작업 과정을 설명하면 다음과 같다.
파이프 적치대에 적재된 드릴 파이프(P)는 캣워크 장비(300)의 컨베이어(310)에 안착된 상태로 마우스 홀(500) 상부 근처의 하이드라래커(400)까지 수평 이송된다.
수평 이송되는 드릴 파이프(P)는 틸트 램프(320)에 의해 앞 부분이 살짝 들어올려지면서 상향 이송되어 파이프 회전 장치(330a, 330b)의 파이프 그립핑부(331)에 일부분이 안착된다.
파이프 그립핑부(331)는 안착된 드릴 파이프(P)를 파지한다.
실린더(333a) 또는 모터(334b)가 작동되어 파이프 그립핑부(331)를 회전시킴에 의해 드릴 파이프(P)가 수직으로 세워지게 된다.
하이드라래커(400)의 메인 암(410)은 수직으로 세워진 드릴 파이프(P)의 일부분을 파지하여 마우스 홀(500) 안으로 드릴 파이프(P)를 삽입하게 된다. 구체적으로 설명하면, 파이프 그립핑부(331)에 파지된 수직 상태의 드릴 파이프(P)는 메인 파지부(412)에 정확하게 안착되지 않을 수 있는데, 메인 구동부(411)의 구동에 의해 메인 파지부(412)에 드릴 파이프(P)의 일부분이 정확하게 안착될 수 있다. 메인 파지부(412)는 안착된 드릴 파이프(P)는 파지하게 되고, 이때 파이프 그립핑부(331)는 드릴 파이프(P)의 파지를 해제하면서 실린더(333a) 또는 모터(334b)의 작동에 의해 역회전 되면서 최초 상태를 유지하여 캣워크 장비(300)의 컨베이어(310)를 통해 수평 이송되는 다른 드릴 파이프(P)의 스탠드 빌딩 작업을 준비하게 된다. 메인 파지부(412)에 파지된 드릴 파이프(P)는 종방향 레일(420)의 회전 운동과 횡방향 레일(430)의 병진 운동 그리고 메인 암(410)의 상하 승강 운동에 의해 마우스 홀(500)에 삽입될 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 드릴 파이프(P)를 수평에서 수직상태로 변화시키기 위한 파이프 회전 장치(330a, 330b)를 캣워크 장비(300)에 구비함으로써, 기존의 픽업 엘리베이터(130)의 기능을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 기존의 픽업 엘리베이터(130)가 필요 없어 이를 보관하기 위한 거치대 설치로 인한 공수를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 스탠드 빌딩 작업 전에 픽업 엘리베이터(130)를 설치하는 작업 및 스탠드 빌딩 작업 완료 후 픽업 엘리베이터(130)를 해체하는 작업을 수행하지 않아도 되어 스탠드 빌딩 작업 공수를 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 야드(Yard)에서 테스트 시에도 픽업 엘리베이터(130)가 필요 없어짐에 따라 테스트 작업을 간소화 시킬 수 있다.
이상에서는 본 고안의 실시예들을 중심으로 본 고안을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 고안을 한정하는 것이 아니며, 본 고안이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 고안의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 고안에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 드릴 파이프 핸들링 시스템 110: 캣워크 장비
111: 컨베이어 112: 틸트 램프
120: 하이드라래커 121: 메인 암
122: 종방향 레일 130: 픽업 엘리베이터
140: 마우스 홀
200: 드릴 파이프 핸들링 시스템 300: 캣워크 장비
310: 컨베이어 320: 틸트 램프
321: 상부 프레임 330a, 330b: 파이프 회전 장치
331: 파이프 그립핑부 332a: 힌지
333a: 실린더 332b: 축베어링
333b: 회전축 334b: 모터
400: 하이드라래커 410: 메인 암
411: 메인 구동부 412: 메인 파지부
420: 종방향 레일 430: 횡방향 레일
500: 마우스 홀 P: 드릴 파이프
111: 컨베이어 112: 틸트 램프
120: 하이드라래커 121: 메인 암
122: 종방향 레일 130: 픽업 엘리베이터
140: 마우스 홀
200: 드릴 파이프 핸들링 시스템 300: 캣워크 장비
310: 컨베이어 320: 틸트 램프
321: 상부 프레임 330a, 330b: 파이프 회전 장치
331: 파이프 그립핑부 332a: 힌지
333a: 실린더 332b: 축베어링
333b: 회전축 334b: 모터
400: 하이드라래커 410: 메인 암
411: 메인 구동부 412: 메인 파지부
420: 종방향 레일 430: 횡방향 레일
500: 마우스 홀 P: 드릴 파이프
Claims (6)
- 메인 파지부가 드릴 파이프의 타단부에 대응되는 높이에 위치되며, 상기 드릴 파이프를 파지하여 이송하는 하이드라래커; 및
상기 드릴 파이프를 상기 하이드라래커로 수평 이송하는 캣워크 장비를 포함하며,
상기 캣워크 장비는,
상기 드릴 파이프를 안착시켜 상기 하이드라래커까지 수평 이송하는 컨베이어; 및
상기 컨베이어의 일단부에 고정 설치되고, 상기 컨베이어를 통해 수평 이송되는 상기 드릴 파이프를 경사지게 상향 이송시키는 틸트 램프를 포함하고,
상기 캣워크 장비는,
상기 틸트 램프의 상부 프레임에 고정 설치되고, 상기 상부 프레임을 고정축으로 하여 회전하는 파이프 회전 장치를 더 포함하고,
상기 파이프 회전 장치는,
상기 틸트 램프에 의해 경사지게 상향 이송된 상기 드릴 파이프의 일단부를 파지하고, 상기 드릴 파이프의 타단부가 상기 하이드라래커의 메인 파지부에서 파지될 수 있도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 드릴 파이프 핸들링 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 하이드라래커는,
상기 드릴 파이프를 파지한 상태로 상하 승강되는 메인 암; 및
상기 메인 암의 승강을 구현하는 종방향 레일을 포함하고,
상기 메인 암은,
일단이 상기 종방향 레일에 승강 가능하게 구비되고 상기 종방향 레일로부터 돌출되는 길이가 가변되도록 구비되는 메인 구동부; 및
상기 메인 구동부의 타단에 구비되어 상기 드릴 파이프를 파지하는 상기 메인 파지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 파이프 핸들링 시스템. - 제2항에 있어서, 상기 하이드라래커는,
상기 캣워크 장비로부터 수평 이송되는 상기 드릴 파이프를 수직으로 세우기 위한 픽업 엘리베이터가 설치되지 않는 것을 특징으로 하는 드릴 파이프 핸들링 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 파이프 회전 장치는,
상기 드릴 파이프를 파지 또는 파지를 해제하도록 구성되는 파이프 그립핑부;
상기 파이프 그립핑부가 회전 가능하도록 상기 상부 프레임의 일부분에 설치되는 힌지; 및
상기 힌지를 중심으로 상기 파이프 그립핑부를 회전시키도록 상기 상부 프레임의 다른 일부분에 설치되는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 파이프 핸들링 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 파이프 회전 장치는,
상기 드릴 파이프를 파지 또는 파지를 해제하도록 구성되는 파이프 그립핑부;
상기 상부 프레임의 일부분에 고정 설치되는 축베어링;
상기 축베어링에 회전 가능하도록 지지되고, 상기 파이프 그립핑부가 고정 설치되는 회전축; 및
상기 회전축을 회전시킴에 의해 상기 파이프 그립핑부가 회전되도록 하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 파이프 핸들링 시스템.
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