KR20120109054A - Riser of ocean structure and ocean structure using the same - Google Patents

Riser of ocean structure and ocean structure using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20120109054A
KR20120109054A KR1020110026452A KR20110026452A KR20120109054A KR 20120109054 A KR20120109054 A KR 20120109054A KR 1020110026452 A KR1020110026452 A KR 1020110026452A KR 20110026452 A KR20110026452 A KR 20110026452A KR 20120109054 A KR20120109054 A KR 20120109054A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
deep
lubricating oil
pipe
riser
Prior art date
Application number
KR1020110026452A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101291354B1 (en
Inventor
이재민
하문근
김희택
유의종
이동훈
이인호
황준성
황향안
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020110026452A priority Critical patent/KR101291354B1/en
Publication of KR20120109054A publication Critical patent/KR20120109054A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101291354B1 publication Critical patent/KR101291354B1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/01—Risers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B35/4413—Floating drilling platforms, e.g. carrying water-oil separating devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/002—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling
    • E21B19/004—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling supporting a riser from a drilling or production platform

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

PURPOSE: A riser for a marine structure and a marine structure therewith are provided to collect low-temperature deep sea water and to improve energy efficiency. CONSTITUTION: A marine structure(1) with a riser comprises a marine structure body(30), a temperature difference generator(10), and a riser(20). The marine structure body has a surface water inlet hole(321) and a seawater outlet hole(322). Surface water(Wi2) flows into the surface water inlet hole. The seawater outlet hole discharges seawater(Wo) from the marine structure body to the outside. The temperature difference generator generates power using a temperature difference between the surface water and deep seawater. The riser comprises a drilling pipe, a lubricating oil recovery pipe, and a deep seawater pipe. The drilling pipe has a lubricating oil supply passage. The lubricating oil recovery pipe surrounds the outer surface of the drilling pipe and has a lubricating oil recovery passage. The deep seawater pipe surrounds the lubricating oil recovery pipe and has a deep seawater supply passage.

Description

해상구조물의 라이저 및 이를 구비한 해상구조물{RISER OF OCEAN STRUCTURE AND OCEAN STRUCTURE USING THE SAME}Riser of offshore structure and offshore structure having same {RISER OF OCEAN STRUCTURE AND OCEAN STRUCTURE USING THE SAME}

본 발명은 해상에서 원유를 시추 또는 채굴하기 위한 해상구조물의 라이저 및 이를 구비한 해상구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a riser of offshore structures for drilling or mining crude oil at sea and offshore structures having the same.

해저유전을 탐사하거나 상기 해정유전으로부터 원유 또는 가스를 채굴하기 위한 선박 또는 부유식 생산저장설비(FPSO)와 같은 해상구조물에는 해전유전을 향하여 연장되는 드릴링 라이저(Riser)와, 상기 드릴링 라이저가 상하방향으로 드나들수 있는 문풀(Moon Pool)이 설치된다.Offshore structures, such as ships or floating production and storage facilities (FPSOs), for exploring subsea oil fields or for mining crude oil or gas from the oil fields, have a drilling riser extending toward the oil field, and the drilling risers A Moon Pool is installed that can enter and exit.

이때, 상기 라이저에는 상기 해전유정에 대한 시추를 수행하는 과정에서, 해저지각을 뚫기 위한 드릴이 설치되며, 상기 라이저는 상기 드릴을 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 드릴링 파이프를 포함한다.At this time, the riser is provided with a drill for drilling the seabed crust in the process of drilling the naval well, the riser includes a drilling pipe for providing a rotational force for rotating the drill.

상기 드릴에 상기 해저지각의 드릴과정에서, 상기 해저지각과 상기 드릴의 마찰력을 감쇄시켜 상기 드릴의 파손을 방지하기 위한 드릴링 윤활유가 상기 라이저를 통하여 상기 드릴로 공급된다. 그리고, 상기 라이저에는, 상기 드릴로 유동된 상기 드릴링 윤활유가 다시 상기 해상구조물로 공급되도록 하기 위한 윤활유회수 파이프가 더 구비된다.In the drill of the subsea crust to the drill, drilling lubricating oil is supplied to the drill through the riser to attenuate the frictional force between the subsea crust and the drill to prevent breakage of the drill. The riser is further provided with a lubricating oil return pipe for supplying the drilling lubricating oil flowing to the drill back to the offshore structure.

그리고, 상기 해상구조물에는 상기 해상구조물의 구동을 위한 전력을 생산하기 위하여 일례로 화석연료를 연소시켜 전력을 생산하기 위한 발전시설이 마련된다.In addition, the offshore structure is provided with a power generation facility for producing power by, for example, burning fossil fuel to produce power for driving the offshore structure.

한편, 상기 해저유전이 위치되는 상기 해저지각의 해저면 깊이는 보통 수심 1000 m 이상으로 형성되며, 상기 해저 근처에는 일반적으로 표층수의 온도보다 낮은 온도, 예컨대 2 ℃ ~ 6 ℃ 사이의 온도로 유지되는 해양심층수가 유동되는 수괴가 형성된다.On the other hand, the seabed depth of the seabed crust on which the seabed oil field is located is usually formed at a depth of more than 1000 m, near the seabed is generally maintained at a temperature lower than the temperature of the surface water, for example, between 2 ℃ ~ 6 ℃ Water masses in which deep ocean water flows are formed.

본 발명의 실시예에 따르면 에너지 효율이 향상된 해상구조물 및 그 해상구조물의 라이저가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an offshore structure having improved energy efficiency and a riser of the offshore structure may be provided.

본 발명의 실시예의 일 측면에 따르면, 해상에서 원유를 시추 또는 채굴하기 위하여, 해상구조물 몸체에서 해저면을 향하여 연장형성되며, 단부에 해저지각을 뚫기 위한 드릴이 설치되는 해상구조물의 라이저에 있어서, 내부에 드릴링 윤활유가 드릴을 향하여 유동되는 윤활유 공급유로가 형성되는 드릴링 파이프; 상기 드릴링 파이프에 의하여 상기 드릴로 유동된 상기 드릴링 윤활유가 상기 드릴로부터 해상구조물 몸체를 향하여 회수되는 윤활유 회수유로가 형성되는 윤활유 회수 파이프; 및 상기 드릴링 파이프 및 상기 윤활유 회수파이프와 함께 연장형성되며, 저온의 해양심층수를 상기 해상구조물 몸체로 공급하기 위한 심층수 공급유로가 형성되는 심층수 파이프;를 포함하는 해상구조물의 라이저가 제공된다.According to an aspect of an embodiment of the present invention, in order to drill or mining crude oil off the sea, in the riser of the offshore structure, which is formed extending from the offshore structure body toward the sea bottom, a drill for drilling a seabed crust at the end, A drilling pipe in which a lubricating oil supply passage through which drilling lubricating oil flows toward the drill is formed; A lubricating oil recovery pipe having a lubricating oil recovery flow path for recovering the drilling lubricating oil flowing to the drill by the drilling pipe from the drill toward the offshore structure body; And a deep water pipe extending along with the drilling pipe and the lubricating oil recovery pipe and having a deep water supply passage for supplying a low temperature deep sea water to the offshore structure body.

또한, 상기 윤활유 회수파이프 및 상기 드릴링 파이프는 상기 심층수 파이프의 내부에 설치되며, 상기 심층수 공급유로는 상기 심층수 파이프의 내면과 상기 윤활유 회수파이프의 외면 사이에 형성될 수 있다.In addition, the lubricating oil recovery pipe and the drilling pipe may be installed in the deep water pipe, and the deep water supply passage may be formed between an inner surface of the deep water pipe and an outer surface of the lubricating oil recovery pipe.

또한, 상기 윤활유 회수파이프의 외면에는 상기 윤활유 회수파이프의 윤활유 회수 유로에서 유동되는 드릴링 윤활유와 상기 심층수 파이프의 상기 심층수 공급유로에서 유동되는 상기 해양심층수 사이의 열전달을 억제하기 위한 제1단열부재가 설치될 수 있다.In addition, the outer surface of the lubricating oil recovery pipe is provided with a first insulation member for suppressing heat transfer between the drilling lubricating oil flowing in the lubricating oil recovery flow path of the lubricating oil recovery pipe and the deep sea water flowing in the deep water supply flow path of the deep water pipe. Can be.

또한, 상기 심층수 공급파이프에는, 상기 심층수 공급유로를 따라서 유동되는 상기 심층수와 상기 라이저의 외부 환경과 열전달이 발생되는 것을 억제하기 위한 제2단열부재가 설치될 수 있다.In addition, the deep water supply pipe may be provided with a second insulating member for suppressing the heat transfer and the external environment of the deep water and the riser flowing along the deep water supply passage.

또한, 상기 해양심층수가 유입되도록 상기 심층수 파이프에 형성되는 심층수 유입홀의 위치는 해저면으로부터 이격된 지점일 수 있다.In addition, the position of the deep water inflow hole formed in the deep water pipe so that the deep sea water flows may be a point spaced from the sea bottom.

본 발명의 실시예의 다른 측면에 따르면, 해상에서 원유를 시추 또는 채굴하기 위한 해상구조물에 있어서, 라이저; 상기 라이저가 설치되며, 상기 라이저를 통하여 공급되는 해양심층수보다 고온인 표층수가 유입되기 위한 표층수 유입홀과 내부로부터 외부로 해수를 배출시키기 위한 해수 배출홀이 형성되는 해상구조물 몸체; 및 상기 해양심층수와 상기 표층수가 공급되며, 상기 해양심층수와 상기 표층수의 온도차이를 이용하여 전력을 생산하는 온도차 발전장치;를 포함한다.According to another aspect of an embodiment of the present invention, an offshore structure for drilling or mining crude oil at sea, comprising: a riser; An offshore structure body having the riser installed therein, wherein a surface water inflow hole for introducing surface water that is hotter than deep sea water supplied through the riser and a seawater discharge hole for discharging seawater from the inside to the outside; And a temperature difference generator that is supplied with the deep ocean water and the surface water, and generates electric power using a temperature difference between the deep ocean water and the surface water.

또한, 상기 온도차 발전장치는, 작동유체가 상기 해양심층수와 열교환되어, 기체상태에서 액체상태로 냉각되는 응축부; 상기 응축부에 냉각된 상기 작동유체가 압축되는 압축펌프; 상기 압축펌프에서 압축된 상기 작동유체가 상기 표층수와 열교환되어, 고압의 액체상태에서 기체상태로 가열되는 기화부; 및 상기 기화부에서 기화된 상기 작동유체가 공급되어, 전력을 생성하며, 회전시킨 상기 작동유체를 상기 응축부로 공급하기 위한 발전터빈;를 포함할 수 있다.The temperature difference generator includes a condensation unit in which a working fluid is heat-exchanged with the deep sea water, and is cooled from a gas state to a liquid state; A compression pump in which the working fluid cooled in the condensation unit is compressed; A vaporization unit in which the working fluid compressed by the compression pump is heat-exchanged with the surface water and is heated in a gas state in a high pressure liquid state; And a power generation turbine supplied with the working fluid vaporized from the vaporization unit to generate electric power and supplying the rotated working fluid to the condensation unit.

또한, 상기 온도차 발전장치를 통과한 상기 해양심층수와 상기 표층수가 공급되며, 상기 해상구조물 몸체의 흘수선을 조절하기 위하여 상기 해양심층수 및 상기 표층수를 선택적으로 내부에 저수 또는 외부로 배수하는 밸러스팅 유닛;을 더 포함할 수 있다.In addition, the deep sea water and the surface water is passed through the temperature difference generator is supplied, the ballasting unit for selectively draining the deep sea water and the surface water to the water storage or the outside to adjust the draft line of the offshore structure body; It may further include.

도 1은 본 실시예에 따른 라이저가 설치된 해상구조물을 보여주는 도면.
도 2는 본 실시예에 따른 해상구조물의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선도에 따른 라이저의 단면도.1 is a view showing a marine structure installed riser according to this embodiment.
2 is a view showing the configuration of a marine structure according to the present embodiment.
3 is a cross-sectional view of the riser according to the III-III diagram of FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.

도 1은 본 실시예에 따른 라이저가 설치된 해상구조물을 보여주는 도면이며, 도 2는 본 실시예에 따른 해상구조물의 구성을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a marine structure is installed riser according to this embodiment, Figure 2 is a view showing the configuration of the offshore structure according to this embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 해상구조물(1)은 해상구조물 몸체(30)와, 라이저(20), 온도차 발전장치(10)를 포함한다.1 and 2, the offshore structure 1 according to the present embodiment includes an offshore structure body 30, a riser 20, and a temperature difference generator 10.

보다 상세히, 해상구조물 몸체(30)는, 해상구조물(1)의 외형을 형성하며, 예컨대 자가 운항가능하게 마련되는 선박 또는 다른 선박에 의하여 예인가능하게 형성되는 부유식 해상구조물로 형성될 수 있다. 그리고, 해상구조물 몸체(30)에는, 라이저(20), 온도차발전장치(10)가 설치된다. 또한, 해상구조물 몸체(30)에는 해상구조물 몸체(30) 인근의 표층수(Wi2)가 유입될 수 있는 표층수 유입홀(321) 및 해상구조물 몸체(30)로부터 외부로 내부의 해수(Wo)가 배출될 수 있는 해수 배출홀(322)이 형성된다. 또한, 해상구조물 몸체(30)에는, 라이저(20)를 상하방향으로 이동가능하게 지지하기 위한 데릭 유닛(31)과, 드릴(50)에 의한 드릴과정에서 윤활작용을 수행하는 드릴링 윤활유를 정화시키기 위한 윤활유정화장치(36)와, 온도차 발전장치(10)에서 생산된 전력을 저장하기 위한 전력저장유닛(33)과, 해상구조물 몸체(30)의 흘수선을 조정하기 위한 밸러스팅 유닛(34)과, 해상구조물 몸체(30)의 표층수 유입홀(321)과 연통되어 해상구조물 몸체(30)의 내부로 표층수(Wi2)를 공급하기 위한 표층수 공급유닛(35)이 설치된다. 이때, 밸러스팅 유닛(34)은 해수 배출홀(322)과 연통되어, 밸러스팅 유닛(34)의 내부에 저장된 해수가 선택적으로 해수 배출홀(322)을 통하여 해상구조물 몸체(30)의 외부로 배출되도록 할 수 있다.In more detail, the offshore structure body 30 forms the outline of the offshore structure 1 and may be formed of, for example, a floating offshore structure which is tolerated by a ship or other vessel provided for self-operation. The riser 20 and the temperature difference generator 10 are installed in the offshore structure body 30. In addition, the offshore structure body 30 has a surface water inlet hole 321 through which the surface water (W i2 ) near the offshore structure body 30 can be introduced, and the seawater (Wo) from the offshore structure body 30 to the outside. A seawater discharge hole 322 that can be discharged is formed. In addition, the offshore structure body 30, the derrick unit 31 for supporting the riser 20 to be movable in the vertical direction, and to purify the drilling lubricating oil for performing a lubrication operation in the drill process by the drill 50 Lubricating oil purification device 36, the power storage unit 33 for storing the power produced by the temperature difference generator 10, the ballasting unit 34 for adjusting the draft line of the offshore structure body 30 and In communication with the surface water inlet hole 321 of the offshore structure body 30, a surface water supply unit 35 for supplying surface water W i2 to the inside of the offshore structure body 30 is installed. At this time, the ballasting unit 34 is in communication with the seawater discharge hole 322, the seawater stored in the ballasting unit 34 selectively through the seawater discharge hole 322 to the outside of the offshore structure body 30 Can be discharged.

상기 라이저(20)는 해상구조물(1)이 해상에서 원유를 시추 또는 채굴하기 위하여, 해상구조물 몸체(30)에서 해저면(B)을 향하여 연장형성되며, 라이저(20)의 단부에 해저지각을 뚫기 위한 드릴(50)이 설치된다. 이때, 해저면(B)에는 라이저(20)가 관통되며, 드릴(50)에 의하여 뚫려진 공간의 압력을 조절하기 위한 폭발방지장치(40)가 설치된다.The riser 20 extends toward the bottom surface B of the offshore structure body 30 so that the offshore structure 1 can drill or mine crude oil at sea, and the seabed perception at the end of the riser 20. Drill 50 for drilling is installed. At this time, the riser 20 penetrates the sea bottom surface B, and an explosion prevention device 40 for adjusting the pressure of the space drilled by the drill 50 is installed.

또한, 해상구조물 몸체(30)로부터 라이저(20)를 통하여 드릴(50)로, 드릴(50)의 상기 해저지각의 드릴링 과정에서 윤활작용을 하는 상기 드릴링 윤활유가 공급되며, 라이저(20)에는 해상구조물 몸체(30)로부터 상기 드릴링 윤활유(O)를 드릴(50) 측으로 유동되도록 위한 윤활유 공급유로(21) 및 드릴(50)측으로 공급되어 윤활작용을 수행한 다음, 자갈, 모래 등과 같은 불순물과 섞인 상기 드릴링 윤활유(O)가 해상구조물 몸체(30)로 회수되도록 하는 윤활유 회수유로(22)가 형성된다. 이때, 윤활유 공급유로(21) 및 윤활유 회수유로(22)는 해상구조물 몸체(30)의 윤활유 정화장치(36)에 연결되고, 윤활유 정화장치(36)는 윤활유 회수유로(22)를 거쳐 회수되는 상기 드릴링 윤활유(O)로부터 상기 불순물을 걸러내어, 정화된 상기 드릴링 윤활유(O)를 다시 윤활유 공급유로(21)를 통하여 드릴(50) 측으로 공급한다.In addition, the drilling lubricating oil, which is lubricated in the drilling process of the seabed crust of the drill 50, is supplied to the drill 50 from the offshore structure body 30 through the riser 20, and the riser 20 is provided at sea The drilling lubricating oil (O) from the structure body 30 is supplied to the lubricating oil supply passage 21 and the drill 50 to flow to the drill 50 side to perform lubrication, and then mixed with impurities such as gravel, sand, etc. A lubricating oil recovery passage 22 is formed to allow the drilling lubricating oil O to be recovered to the offshore structure body 30. At this time, the lubricating oil supply passage 21 and the lubricating oil recovery passage 22 are connected to the lubricating oil purification apparatus 36 of the offshore structure body 30, and the lubricating oil purification apparatus 36 is recovered via the lubricating oil recovery passage 22. The impurities are filtered out from the drilling lubricating oil (O), and the purified drilling lubricating oil (O) is supplied to the drill 50 side through the lubricating oil supply passage 21 again.

한편, 라이저(20)에는 예컨대, 2 ℃ ~ 6 ℃로 형성되는 저온의 해양심층수(Wi1)를 해상구조물 몸체(30) 측으로 공급하기 위한 심층수 공급유로(23)가 더 형성된다. 이때, 심층수 공급유로(23)는, 윤활유 공급유로(21) 및 윤활유 회수유로(22)와 달리, 해저면(B)까지 연장형성되지 않고, 일정 깊이(d)까지만 연장형성되어, 일정 깊이(d)에 위치되는 수괴(水槐)로부터 해양심층수(Wi1)를 취수하여 해상구조물 몸체(30)로 공급할 수 있다.Meanwhile, the riser 20 further includes a deep water supply passage 23 for supplying the deep sea water W i1 having a low temperature formed at 2 ° C. to 6 ° C. to the offshore structure body 30. At this time, the deep water supply passage 23, unlike the lubricating oil supply passage 21 and the lubricating oil recovery passage 22, does not extend to the sea bottom surface B, but only extends to a predetermined depth d, The deep ocean water W i1 may be taken from the water mass located in d) and supplied to the offshore structure body 30.

본 실시예에 따른 라이저(20)의 심층수 공급유로(23)가 형성되는 수면 깊이는(d)는 일례로 1000 m 일 수 있으며, 심층수 공급유로(23)가 해저면(B)에 인접한 위치 또는 해저면(B)까지 연장형성되어 해양심층수(Wi1)가 유입되도록 하는 구성 또한 본 발명의 구성에 포함된다고 할 것이다.The depth of the water surface in which the deep water supply passage 23 of the riser 20 according to the present embodiment is formed may be 1000 m, for example, and the deep water supply passage 23 may be adjacent to the sea bottom B. Formed to extend to the sea bottom (B) to be introduced into the deep sea water (W i1 ) will also be included in the configuration of the present invention.

한편, 상기 온도차 발전장치(10)는 해양심층수(Wi1) 및 표층수(Wi2)가 공급되며, 해양심층수(Wi1) 및 표층수(Wi2)의 온도차이를 이용하여 전력을 생산한다. 이때, 해양심층수(Wi1)의 온도는 2 ℃ ~ 6 ℃의 범위 내로 형성될 수 있으며, 표층수(Wi2)의 온도는 20 ℃ ~ 35 ℃의 범위 내로 형성될 수 있다. 다만, 상기 온도의 범위는 해상구조물(1)이 위치되는 해역에 따라서 다르게 형성될 수 있다.On the other hand, the temperature difference power generator 10 is producing power using a temperature difference is supplied to the deep sea water (W i1) and surface water (W i2), the deep sea water (W i1) and surface water (W i2). At this time, the temperature of the deep sea water (W i1 ) may be formed in the range of 2 ℃ ~ 6 ℃, the temperature of the surface water (W i2 ) may be formed in the range of 20 ℃ ~ 35 ℃. However, the temperature range may be formed differently according to the sea area where the marine structure 1 is located.

온도차 발전장치(10)는, 작동유체(R)가 해양심층수(Wi1)와 열교환되어 기체상태에서 액체상태로 냉각되는 응축부(11)와, 응축부(11)에서 냉각된 작동유체(R)가 응축부(11)에서의 압력보다 높은 압력으로 압축되는 압축펌프(12)와, 압축펌프(12)에서 압축된 작동유체(R)가 표층수(Wi1)와 열교환되어 고압의 액체상태에서 기체상태로 가열되는 기화부(13)와, 기화부(13)에서 고압의 기체로 기화된 작동유체(R)가 공급되어 내부의 블레이드들을 회전시켜 전력을 생성하며 상기 블레이드들을 회전시킨 작동유체(R)를 응축부(11)로 공급하는 발전터빈(14)을 포함한다. 본 실시예에 따른 해상구조물(1)의 온도차 발전장치(10)의 작동유체(R)는 예컨대 암모니아일 수 있으며, 작동유체(R)는 응축부(11), 압축펌프(12), 기화부(13) 및 발전터빈(14)을 차례로 순환하며, 전력이 생산되도록 한다. 이때, 발전터빈(14)에서 생산된 전력은 전력저장유닛(33)에 저장되어, 해상구조물(1)의 구동에 사용될 수 있다.The temperature difference generator 10 includes a condensation part 11 in which the working fluid R is heat-exchanged with the deep sea water W i1 and cooled in a liquid state in a gas state, and the working fluid R cooled in the condensation part 11. ) Is compressed to a pressure higher than the pressure in the condenser 11, and the working fluid (R) compressed in the compression pump 12 is heat-exchanged with the surface water (W i1 ) in a high pressure liquid state A vaporization unit 13 heated in a gaseous state and a working fluid R vaporized with a high-pressure gas from the vaporization unit 13 are supplied to generate a power by rotating the blades therein to rotate the blades. It includes a power generation turbine 14 for supplying R) to the condensation unit (11). The working fluid R of the temperature difference generator 10 of the offshore structure 1 according to the present embodiment may be, for example, ammonia, and the working fluid R may be a condensation part 11, a compression pump 12, and a vaporization part. (13) and the power generation turbine 14 are cycled in turn, so that electric power is produced. At this time, the power produced in the power generation turbine 14 is stored in the power storage unit 33, it can be used to drive the offshore structure (1).

한편, 응축부(11) 및 기화부(13)에는 각각 작동유체(R)가 응축 또는 기화되는 응축공간(111) 및 기화공간(131)이 형성된다. 그리고, 응축공간(111) 및 기화공간(131)에는 해양심층수(Wi1) 및 표층수(Wi2)가 유동되며 작동유체(R)와 열교환되기 위한 제1열교환부(112) 및 제2열교환부(132)가 설치된다. On the other hand, the condensation unit 11 and the vaporization unit 13 is formed with a condensation space 111 and the vaporization space 131 in which the working fluid (R) is condensed or vaporized, respectively. Further, the deep sea water (W i1 ) and the surface water (W i2 ) flow in the condensation space 111 and the vaporization space 131, and the first heat exchange part 112 and the second heat exchange part for heat exchange with the working fluid R are performed. 132 is installed.

이때, 제1열교환부(112)는 심층수 공급유로(23)와 연통되어 해양심층수(Wi1)가 유동되도록 할 수 있으며, 제2열교환부(132)는 표층수 공급유닛(35)과 연통되어 표층수(Wi2)가 유동되도록 할 수 있다.In this case, the first heat exchange part 112 may communicate with the deep water supply passage 23 to allow the deep ocean water Wi to flow, and the second heat exchange part 132 may communicate with the surface water supply unit 35 to provide surface water. (W i2 ) can be made to flow.

그리고, 제1열교환부(112) 및 제2열교환부(132)는 각각 상기 밸러스팅 유닛(34)과 연통됨으로써, 제1열교환부(112) 및 제2열교환부(132)를 거쳐 열교환된 해양심층수(Wo1) 및 표층수(Wo2)는 밸러스팅 유닛(34)으로 공급될 수 있다. 밸러스팅 유닛(34)에 공급된 해양심층수(Wo1) 및 표층수(Wo2)는 선택적으로 밸러스팅 유닛(34)의 내부에 저장되거나 밸러스팅 유닛(34)과 연통되는 해상구조물 몸체(30)의 해수 배출홀(322)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.In addition, the first heat exchanger 112 and the second heat exchanger 132 communicate with the ballasting unit 34, respectively, whereby the marine heat exchanged through the first heat exchanger 112 and the second heat exchanger 132. The deep water W o1 and the surface water W o2 may be supplied to the ballasting unit 34. The deep sea water W o1 and the surface water W o2 supplied to the ballasting unit 34 are optionally stored inside the ballasting unit 34 or are in communication with the ballasting unit 34. It may be discharged to the outside through the sea water discharge hole (322).

즉, 본 실시예에 따르면 원유의 시추 또는 채굴을 위한 해상구조물(1)에서,해저면(B)을 향하여 연장형성되는 라이저(20)를 통하여 저온의 해양심층수(Wi1)를 취수(取水)하고, 해양심층수(Wi1)와 표층수(Wi2)의 온도차이를 이용하여 전력을 생산함으로써, 전력을 생산하기 위한 화석연료의 소모가 감소될 수 있다.That is, according to the present embodiment, in the offshore structure 1 for drilling or mining of crude oil, the deep sea water W i1 of low temperature is withdrawn through the riser 20 extending toward the sea bottom B. In addition, by using the temperature difference between the deep sea water (W i1 ) and the surface water (W i2 ) to produce power, the consumption of fossil fuel for producing power can be reduced.

본 실시예에 따른 해상 구조물(1)의 온도차발전장치(10)에서 열교환된 해양심층수(Wo1) 및 표층수(Wo2)는 밸러스팅 유닛(34)을 통하여 해상구조물(1)의 외부로 배출되는 것으로 설명되고 있으나, 열교환된 해양심층수(Wo1) 및 표층수(Wo2)가 밸러스팅 유닛(34)을 거치지 않고 바로 해상구조물(1)의 외부로 배출되는 구성 또한 본 실시예의 구성에 포함된다고 할 것이다.The deep sea water (W o1 ) and the surface water (W o2 ) heat-exchanged in the temperature difference generator (10) of the offshore structure (1) according to the present embodiment are discharged to the outside of the offshore structure (1) through the ballasting unit (34). Although it is described as being, it is also included in the configuration of this embodiment that the heat exchanged deep sea water (W o1 ) and surface water (W o2 ) is discharged directly to the outside of the offshore structure (1) without passing through the ballasting unit 34 something to do.

이하에선, 드릴링 윤활유(O) 및 해양심층수(Wi1)가 유동되는 라이저(20)의 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the riser 20 through which the drilling lubricating oil O and the deep sea water Wi 1 flows will be described in detail.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선도에 따른 라이저의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the riser according to the III-III diagram of FIG. 1.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 라이저(20)는, 드릴링 파이프(24)와, 윤활유 회수파이프(25)와, 심층수 파이프(26)와, 제1단열부재(271)와, 제2단열부재(272)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the riser 20 according to the present embodiment includes a drilling pipe 24, a lubricating oil recovery pipe 25, a deep water pipe 26, a first insulation member 271, and a second Insulating member 272 is included.

보다 상세히, 드릴링 파이프(24)는, 단부에 드릴(50)이 설치되며, 내부에 드릴링 윤활유(O)가 해상구조물 몸체(30)로부터 드릴(50)을 향하여 유동되는 윤활유 공급유로(21)가 형성된다.More specifically, the drilling pipe 24 has a drill 50 installed at an end thereof, and a lubricating oil supply passage 21 through which drilling lubricating oil O flows from the offshore structure body 30 toward the drill 50 is provided. Is formed.

그리고, 윤활유 회수파이프(25)는 드릴링 파이프(24)의 외주면을 둘러싸도록 형성되며, 윤활유 회수파이프(25)의 내면과 드릴링 파이프(24)의 외면 사이에는 윤활유 회수유로(22)가 형성된다.The lubricating oil recovery pipe 25 is formed to surround the outer circumferential surface of the drilling pipe 24, and a lubricating oil recovery channel 22 is formed between the inner surface of the lubricating oil recovery pipe 25 and the outer surface of the drilling pipe 24.

그리고, 심층수 파이프(26)는 윤활유 회수파이프(25)를 둘러싸도록 형성되며, 심층수 파이프(26)의 내면과 윤활유 회수파이프(25)의 외면 사이에는 심층수 공급유로(23)가 형성된다.The deep water pipe 26 is formed to surround the lubricating oil recovery pipe 25, and a deep water supply passage 23 is formed between the inner surface of the deep water pipe 26 and the outer surface of the lubricating oil recovery pipe 25.

즉, 드릴링 파이프(24) 및 심층수 파이프(26)가 각각 라이저(20)의 중심측 및 외곽측에 위치되며, 드릴링 파이프(24) 및 심층수 파이프(26) 사이에 윤활유 회수파이프(25)가 형성된다.That is, the drilling pipe 24 and the deep water pipe 26 are located at the center side and the outer side of the riser 20, respectively, and the lubricating oil recovery pipe 25 is formed between the drilling pipe 24 and the deep water pipe 26. do.

한편, 드릴(50)에 의한 상기 해저지각의 드릴링 과정에서 마찰에 의하여 고온의 열이 발생되며, 상기 열에 의하여 드릴(50)로부터 회수되는 드릴링 윤활유(O)는 고온으로 가열된다. 따라서, 윤활유 회수파이프(25)의 외주면에는 제1단열부재(271)가 배치되어, 윤활유 회수유로(22)를 따라서 유동되는 고온의 드릴링 윤활유(O)와 심층수 공급유로(23)를 따라서 유동되는 저온의 해양심층수(Wi1)가 열교환되는 것을 억제할 수 있다.On the other hand, high temperature heat is generated by friction during the drilling of the seabed crust by the drill 50, and the drilling lubricating oil O recovered from the drill 50 by the heat is heated to a high temperature. Accordingly, the first insulating member 271 is disposed on the outer circumferential surface of the lubricant recovery pipe 25 and flows along the high temperature drilling lubricant O and the deep water supply channel 23 flowing along the lubricant recovery channel 22. It is possible to suppress the low-temperature deep sea water Wi 1 from being heat exchanged.

또한, 심층수 파이프(26)의 외주면에는 제2단열부재(272)가 배치되어, 심층수 공급유로(23)를 따라서 유동되는 저온의 해양심층수(Wi1)와 라이저(20) 주변의 해수가 열교환되는 것을 억제할 수 있다.In addition, a second insulation member 272 is disposed on an outer circumferential surface of the deep water pipe 26 to exchange heat of the deep sea water Wi 1 at low temperature flowing along the deep water supply passage 23 and seawater around the riser 20. Can be suppressed.

제안되는 실시예에 의하면, 해저면(B)까지 연장되는 라이저(20)를 이용하여 저온의 해양심층수(Wi1)를 취수함으로써, 원유의 시추 또는 채굴과 동시에 해양심층수(Wi1)의 취수가 수행될 수 있다.According to the proposed embodiment, by taking the low temperature deep sea water Wi 1 using the riser 20 extending to the sea bottom B, the withdrawal of the deep sea water Wi 1 at the same time as drilling or mining of crude oil is carried out. Can be performed.

본 실시예에 따른 해상구조물(1)의 라이저(20)는 일례로 해양지각을 뚫기위한 회전력을 전달하기 위한 드릴링 라이저(Drilling Riser)로 형성되는 것으로 설명되고 있으나, 라이저(20)가 드릴링 과정이 완료된 상태에서 해저유전으로부터 원유를 채굴하기 위한 채굴용 라이저로 형성되는 구성 또한 본 실시예의 구성에 포함된다고 할 것이다. 물론, 이러한 경우, 라이저(20)에는 해저유전으로부터 해상구조물(1)을 향하여 원유를 수송하기 위한 수송 파이프 및 수송유로가 형성될 수 있다.Although the riser 20 of the offshore structure 1 according to the present embodiment is described as being formed as a drilling riser for transmitting a rotational force for drilling a marine crust as an example, the riser 20 has a drilling process. A configuration formed of a mining riser for mining crude oil from a subsea oil field in a completed state will also be included in the configuration of this embodiment. Of course, in this case, the riser 20 may be formed with a transport pipe and a transport passage for transporting crude oil from the seabed oil field toward the offshore structure 1.

이상에서는 본 발명의 바람직한 발명에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.Although the above has been illustrated and described with respect to the preferred invention of the present invention, the invention is not limited to the specific embodiments described above, it is common in the art to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications may be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the scope of the present invention.

1 : 해상구조물 10 : 온도차 발전장치
20 : 라이저 30 : 해상구조물 몸체1: Offshore structure 10: Temperature difference generator
20: riser 30: offshore structure body

Claims (8)

해상에서 원유를 시추 또는 채굴하기 위하여, 해상구조물 몸체에서 해저면을 향하여 연장형성되며, 단부에 해저지각을 뚫기 위한 드릴이 설치되는 해상구조물의 라이저에 있어서,
내부에 드릴링 윤활유가 드릴을 향하여 유동되는 윤활유 공급유로가 형성되는 드릴링 파이프;
상기 드릴링 파이프에 의하여 상기 드릴로 유동된 상기 드릴링 윤활유가 상기 드릴로부터 해상구조물 몸체를 향하여 회수되는 윤활유 회수유로가 형성되는 윤활유 회수 파이프; 및
상기 드릴링 파이프 및 상기 윤활유 회수파이프와 함께 연장형성되며, 저온의 해양심층수를 상기 해상구조물 몸체로 공급하기 위한 심층수 공급유로가 형성되는 심층수 파이프;를 포함하는 해상구조물의 라이저.In the riser of the offshore structure, which is formed to extend from the offshore structure body toward the sea bottom for drilling or mining crude oil at sea, and a drill is installed at the end to drill the bottom angle.
A drilling pipe in which a lubricating oil supply passage through which drilling lubricating oil flows toward the drill is formed;
A lubricating oil recovery pipe having a lubricating oil recovery flow path for recovering the drilling lubricating oil flowing to the drill by the drilling pipe from the drill toward the offshore structure body; And
And a deep water pipe extending along with the drilling pipe and the lubricating oil recovery pipe, the deep water pipe being formed to supply a low temperature deep sea water to the offshore structure body. 제 1 항에 있어서,
상기 윤활유 회수파이프 및 상기 드릴링 파이프는 상기 심층수 파이프의 내부에 설치되며, 상기 심층수 공급유로는 상기 심층수 파이프의 내면과 상기 윤활유 회수파이프의 외면 사이에 형성되는 해상구조물의 라이저.The method of claim 1,
The lubricating oil recovery pipe and the drilling pipe are installed in the deep water pipe, and the deep water supply flow path is formed between an inner surface of the deep water pipe and an outer surface of the lubricating oil recovery pipe. 제 2 항에 있어서,
상기 윤활유 회수파이프의 외면에는 상기 윤활유 회수파이프의 윤활유 회수 유로에서 유동되는 드릴링 윤활유와 상기 심층수 파이프의 상기 심층수 공급유로에서 유동되는 상기 해양심층수 사이의 열전달을 억제하기 위한 제1단열부재가 설치되는 해상구조물의 라이저.The method of claim 2,
The outer surface of the lubricating oil recovery pipe is provided with a first insulation member for suppressing heat transfer between the drilling lubricating oil flowing in the lubricating oil recovery flow path of the lubricating oil recovery pipe and the deep sea water flowing in the deep water supply flow path of the deep water pipe Risers of structures. 제 1 항에 있어서,
상기 심층수 공급파이프에는, 상기 심층수 공급유로를 따라서 유동되는 상기 심층수와 상기 라이저의 외부 환경과 열전달이 발생되는 것을 억제하기 위한 제2단열부재가 설치되는 해상구조물의 라이저.The method of claim 1,
The deep water supply pipe, the riser of the offshore structure is provided with a second insulating member for suppressing the heat transfer and the external environment of the deep water and the riser flowing along the deep water supply passage. 제 1 항에 있어서,
상기 해양심층수가 유입되도록 상기 심층수 파이프에 형성되는 심층수 유입홀의 위치는 해저면으로부터 이격된 지점인 것을 특징으로 하는 해상구조물의 라이저.The method of claim 1,
Riser of the offshore structure, characterized in that the position of the deep water inlet hole formed in the deep water pipe so that the deep sea water flows into the deep water. 해상에서 원유를 시추 또는 채굴하기 위한 해상구조물에 있어서,
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 라이저;
상기 라이저가 설치되며, 상기 라이저를 통하여 공급되는 해양심층수보다 고온인 표층수가 유입되기 위한 표층수 유입홀과 내부로부터 외부로 해수를 배출시키기 위한 해수 배출홀이 형성되는 해상구조물 몸체; 및
상기 해양심층수와 상기 표층수가 공급되며, 상기 해양심층수와 상기 표층수의 온도차이를 이용하여 전력을 생산하는 온도차 발전장치;를 포함하는 해상구조물.In offshore structures for drilling or mining crude oil at sea,
The riser of any one of claims 1 to 5;
An offshore structure body having the riser installed therein, wherein a surface water inflow hole for introducing surface water that is hotter than deep sea water supplied through the riser and a seawater discharge hole for discharging seawater from the inside to the outside; And
And a temperature difference generator that is supplied with the deep ocean water and the surface water, and generates electric power by using a temperature difference between the deep ocean water and the surface water. 제 6 항에 있어서,
상기 온도차 발전장치는,
작동유체가 상기 해양심층수와 열교환되어, 기체상태에서 액체상태로 냉각되는 응축부;
상기 응축부에 냉각된 상기 작동유체가 압축되는 압축펌프;
상기 압축펌프에서 압축된 상기 작동유체가 상기 표층수와 열교환되어, 고압의 액체상태에서 기체상태로 가열되는 기화부; 및
상기 기화부에서 기화된 상기 작동유체가 공급되어, 전력을 생성하며, 회전시킨 상기 작동유체를 상기 응축부로 공급하기 위한 발전터빈;를 포함하는 해상구조물.The method according to claim 6,
The temperature difference generator,
A condensation unit in which a working fluid is heat-exchanged with the deep sea water and cooled in a liquid state in a gas state;
A compression pump in which the working fluid cooled in the condensation unit is compressed;
A vaporization unit in which the working fluid compressed by the compression pump is heat-exchanged with the surface water and is heated in a gas state in a high pressure liquid state; And
And a power generation turbine supplied with the working fluid vaporized from the vaporization unit to generate electric power and supplying the rotated working fluid to the condensation unit. 제 6 항에 있어서,
상기 온도차 발전장치를 통과한 상기 해양심층수와 상기 표층수가 공급되며, 상기 해상구조물 몸체의 흘수선을 조절하기 위하여 상기 해양심층수 및 상기 표층수를 선택적으로 내부에 저수 또는 외부로 배수하는 밸러스팅 유닛;을 더 포함하는 해상구조물.The method according to claim 6,
The deep sea water and the surface water passed through the temperature difference generator is supplied, and the ballasting unit for selectively draining the deep sea water and the surface water to the water storage or the outside in order to adjust the waterline of the offshore structure body; Nautical structures, including.
KR1020110026452A 2011-03-24 2011-03-24 Riser of ocean structure and ocean structure using the same KR101291354B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110026452A KR101291354B1 (en) 2011-03-24 2011-03-24 Riser of ocean structure and ocean structure using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110026452A KR101291354B1 (en) 2011-03-24 2011-03-24 Riser of ocean structure and ocean structure using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120109054A true KR20120109054A (en) 2012-10-08
KR101291354B1 KR101291354B1 (en) 2013-07-30

Family

ID=47280491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110026452A KR101291354B1 (en) 2011-03-24 2011-03-24 Riser of ocean structure and ocean structure using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101291354B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140055390A (en) * 2012-10-31 2014-05-09 대우조선해양 주식회사 Brine and base oil supply system with backup function and back up supply method of brine and base oil therof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101488935B1 (en) 2013-10-04 2015-02-03 삼성중공업(주) Power generation method and marine structure

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4418257B2 (en) 2004-02-26 2010-02-17 独立行政法人海洋研究開発機構 Submersible and temperature difference power generation method
KR20100023449A (en) * 2008-08-22 2010-03-04 대우조선해양 주식회사 The ship possessing a power generator by temperature difference
KR101061564B1 (en) * 2008-09-17 2011-09-01 대우조선해양 주식회사 Vessel Ballast Water Treatment System
KR20100116073A (en) * 2009-04-21 2010-10-29 삼성중공업 주식회사 Drilling system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140055390A (en) * 2012-10-31 2014-05-09 대우조선해양 주식회사 Brine and base oil supply system with backup function and back up supply method of brine and base oil therof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101291354B1 (en) 2013-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101271754B1 (en) Drilling and generating power system of drillship
JP2021107712A (en) Process and method of producing geothermal power
CN106703780B (en) A kind of slant well exploiting ocean natural gas hydrates method
AU2012253231B2 (en) Offshore hydrocarbon cooling system
CN101666286B (en) System for integrally exploiting marine energy resource
US7770394B2 (en) Remote power-generating assembly
JP6605210B2 (en) Undersea hot water well drilling equipment
AU2005202895A1 (en) Subsea power supply
EP2171382A2 (en) Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
JP2022542910A (en) geothermal mining system
JP2017071959A (en) Gas recovery device and gas recovery method from water bottom methane hydrate
US20240295346A1 (en) Geothermal systems and methods with an underground magma chamber
KR101291354B1 (en) Riser of ocean structure and ocean structure using the same
JP2016098598A (en) Methane gas collection device
Xu et al. Innovation conceptual design on carbon neutrality deepwater drilling platform
KR101593969B1 (en) Cooling Seawater Discharging System For Floating Type Power Plant
CN108252686A (en) A kind of passageway bridge for sea bed gas hydrate fluidisation exploitation
US20180320558A1 (en) Device for converting thermal energy in hydrocarbons flowing from a well into electric energy
KR101358303B1 (en) Floating marine structure and electricity generation method using the same
KR20130059184A (en) Fuel gas system
NO309207B1 (en) System and method for generating and transmitting energy, as well as using such system and method for transmitting a multiphase fluid
CN106602778A (en) High-power oil-filled deep-diving underwater motor
CN113982872B (en) Drilling platform temperature difference energy power generation system and method based on shaft drilling fluid circulation
CN113982873B (en) Thermoelectric power generation device and method for drilling platform
CN114033643B (en) Submarine thermoelectric power generation and submarine drilling machine integrated device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant