KR20120129091A - iron roughtneck torque test jig - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그에 관한 것으로, 자세하게는 드릴쉽에 적재되어 상하 파이프 간을 연결하는 아이언 러프넥의 토크를 사전에 측정하여 안정적인 드릴링 작업이 이루어지도록 하는데 사용되는 지그에 관한 것이다.
The present invention relates to a jig for iron rough neck torque test, and more particularly, to a jig used to perform a stable drilling operation by measuring the torque of an iron rough neck that is loaded on a drillship and connects upper and lower pipes in advance. .
세계적으로 산업 및 공업이 발전함에 따라 석유, 천연가스 등의 사용량이 증가하게 되고, 이에 따라 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발에 대한 관심히 고조되고 있다. 이를 위한 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전을 개발하기 위한 시추설비를 구비한 드릴쉽(Drillship)이 다양한 형태로 개발되고 있다.As industrial and industrial developments worldwide, the use of petroleum, natural gas, etc. increases, and as a result, there is a growing interest in the development of marginal or deep sea oil fields, which have been ignored because of lack of economic feasibility. In addition to the development of seabed mining technology for this purpose, drillships equipped with drilling facilities for developing such oil fields are being developed in various forms.
일반적으로 해상에서 석유 시추를 위한 방법으로 종래에는 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단 시추 장비를 탑재하고 자체 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 운항 가능한 드릴쉽(drillship , 시추선)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.
In general, as a method for drilling oil at sea, a rig ship or a fixed platform exclusively used for subsea drilling, in which a subsea drilling is carried out while anchored at one point of the sea, has been mainly used. In order to be able to sail on its own power, a navigable drillship (drill ship) manufactured in the same form as a general ship has been developed and used for subsea drilling.
이러한 드릴쉽의 기본 구성을 살펴보면 드릴쉽의 중심부에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추하기 위한 라이저(riser) 또는 드릴 파이프(drill pipe)가 상하로 이동될 수 있도록 문풀(moonpool)이 형성되어 있어서 작업자는 라이저 및 드릴 파이프를 시추선의 중앙에 형성된 문풀을 통해 하향 전진시킴으로써 해저 바닥(sea bed) 아래의 저유지(reservoir)에 위치하는 유정(well)에 저장되어 있는 해저자원을 시추하게 된다.Looking at the basic configuration of such a drillship, the center of the drillship has a moonpool to move the riser (drill) or drill pipe (drill pipe) for drilling oil or gas existing in the basement of the seabed up and down Formed so that the operator can advance the riser and drill pipe downward through the door pool formed in the center of the drilling rig to drill undersea resources stored in a well located in a reservoir under the sea bed. do.
상기 라이저는 드릴 파이프를 상기 유정까지 전진시키기 전에 미리 상기 해저 바닥까지 전진되는 부재로서 상기 드릴 파이프가 해수에 노출되는 것을 방지한다. 상기 라이저가 설치되면 라이저 내부로 드릴 파이프가 해저 지층을 통해 상기 유정까지 하향 전진된다.The riser is a member that is advanced to the bottom of the sea floor before advancing the drill pipe to the well and prevents the drill pipe from being exposed to seawater. When the riser is installed, the drill pipe is advanced downwards through the seabed to the well into the riser.
이와 같이 라이저를 해저 바닥까지 하향 전진시키거나, 드릴 파이프를 유정까지 전진시킬 경우, 길게 연결된 라이저나 드릴 파이프를 하향 전진시키는 것이 아니라, 짧은 길이의 라이저나 드릴 파이프를 서로 연결하여 하향 전진시킨다. 해저 바닥에는 이상 고압이 드릴 파이프를 타고 올라오는 것을 차단하기 위해 비오피(blowout preventer; BOP)가 설치된다. 해저 지층에서는 시멘트에 의해 케이싱을 고정한 후, 케이싱 내부로는 드릴비트가 장착된 드릴 파이프를 삽입하여 해저자원을 시추한다.As such, when the riser is advanced downward to the bottom of the seabed or the drill pipe is advanced to the oil well, the riser or the drill pipe of the short length is connected downward and forward instead of downwardly moving the long riser or the drill pipe. At the bottom of the seabed a blowout preventer (BOP) is installed to prevent abnormally high pressure from rising up the drill pipe. In the seabed, the casing is fixed by cement, and the bottom of the casing is drilled by inserting a drill pipe equipped with a drill bit.
상기한 드릴파이프를 결합하거나 분리하는데 사용되는 장치가 아이언 러프넥(iron roughtneck)이다. 아이언 러프넥의 형상은 도 3과 같다. 아이언 러프넥의 구조는 크게 상부의 스피닝 렌치와 하부의 토크렌치로 구성된다. 이와 같이 구성된 아이언 러프넥은 파이프의 결합 및 분리 작업시 하부에 설치된 레일을 따라 전진하여 작업한뒤 다시 후진하는 형태로 설치된다. The device used to join or disconnect the drill pipe is an iron roughtneck. The shape of the iron rough neck is as shown in FIG. The iron roughneck structure consists of a spinning wrench on the top and a torque wrench on the bottom. The iron roughneck configured as described above is installed in the form of moving backwards after moving forward along the rail installed at the bottom when joining and separating pipes.
상기 스피닝 렌치(Spinning wrench)는 결합시는 토크렌치가 강한 힘으로 최종적으로 드릴 파이프를 조이기 전까지 드릴 파이프를 빠르게 회전시키는 렌치이고, 토크렌치(Torque wrech)는 스프닝렌치의 힘으로 조이기 힘든 마지막 단계의 드릴 파이프 결합을 위해 강한 힘으로 상부렌치와 하부렌치가 서로 반대방향으로 회전하여 드릴 파이프를 결합시키게 구성된다.Spinning wrench (Spinning wrench) is a wrench that rotates the drill pipe quickly until the torque wrench is tightened to finally tighten the drill pipe with a strong force at the time of coupling, Torque wrench (Torque wrech) is the last step difficult to tighten by the force of the spinning wrench The upper and lower wrenches are rotated in opposite directions to each other to join the drill pipes with a strong force for coupling the drill pipes.
이 반대의 경우 즉, 드릴 파이프를 분리시는 먼저 토크렌치가 상하 드릴 파이프간의 결합력을 해제한후, 상부에 있는 스피닝 렌치가 고속으로 상하 파이프간의 나사 결합을 해제하여 양 파이프간을 분리시키게 된다.In the opposite case, that is, when the drill pipe is separated, the torque wrench first releases the coupling force between the upper and lower drill pipes, and then a spinning wrench on the upper part releases the screw coupling between the upper and lower pipes at high speed to separate the two pipes.
이처럼 드릴쉽에서 상하 드릴 파이프의 실제 결합력을 제공하는 것은 아이언 러프넥의 토크렌치가 행하게 됨을 알 수 있다.
It can be seen that the torque wrench of the iron rough neck provides the actual coupling force of the upper and lower drill pipes in the drillship.
하지만 종래에는 아이언 러프넥의 토크렌치가 죄는 실제 토크가 얼마정도인지를 알 수 없었다. 단지 아이언 러프넥은 텐션미터가 내장된 측정용 컨트롤러를 이용 토크렌치 작동시의 전류값 변동에 의한 토크를 확인하곤 하지만, 이는 실제 토크렌치의 토크를 직접 측정하는 것이 아닌 간접적인 방법이어서 컨트롤러에 나타나는 토크값이 실제 토크렌치의 토크값인지를 확인할 필요가 있다.However, conventionally, it was not possible to know how much actual torque the torque wrench of the iron roughneck tightens. The iron roughneck only uses a measuring controller with a built-in tension meter to check the torque caused by the fluctuation of the current value when operating the torque wrench, but this is an indirect method that does not directly measure the torque of the actual torque wrench. It is necessary to confirm whether the torque value is the torque value of the actual torque wrench.
더욱이 종래 아이언 러프넥의 토크렌치의 토크를 알기 위해서는 실제 드릴 파이프가 되어야 하는데, 드릴 파이프의 크기가 크고, 무거워 원활한 측정이 이루어지지 않았다.
Furthermore, in order to know the torque of the torque wrench of the conventional iron rough neck, the actual drill pipe should be used.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 드릴쉽에 탑재된 아이언 러프넥의 토크렌치의 토크를 보다 쉽고 신뢰성 있게 측정할수 있는 수단을 구비하여, 이로부터 측정된 토크값을 아이언 러프넥의 토크값과 비교하여 보정(calibration)토록 하여 아이언 러프넥이 신뢰성 있는 토크로 드릴 파이프를 죄어 안정적인 드릴링 작업이 이루어지도록 한 토크 테스트용 지그를 제공하는 데 있다.
An object of the present invention for solving the above problems is provided with a means for measuring the torque of the torque wrench of the iron roughneck mounted on the drillship more easily and reliably, the torque value measured therefrom It is to provide a torque test jig that allows the iron roughneck to tighten the drill pipe with reliable torque to ensure stable drilling operation compared to the torque value.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 드릴링 파이프와 동일 직경을 가지고 아이언 러프넥의 토크렌치에 물리는 샘플파이프와; 샘플파이프의 둘레 일 지점에서 돌출되어 고정 설치된 토크바와; 일측단이 토크바와 결합되는 견인줄과; 일측단이 상기 견인줄의 타측단에 연결된 텐션미터와; 일측단이 상기 텐션미터의 타측단에 연결되고, 타측단은 드릴쉽 선체의 임의의 고정부재에 고정되는 고정줄;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그를 제공함으로써 달성된다.
The present invention to achieve the object as described above and to perform the problem for eliminating the conventional defects, and the sample pipe having the same diameter as the drilling pipe to the torque wrench of the iron roughneck; A torque bar protruding from and fixed to a circumferential point of the sample pipe; A tow line having one end coupled to the torque bar; A tension meter whose one end is connected to the other end of the tow line; One end is connected to the other end of the tension meter, the other end is achieved by providing a jig for iron rough neck torque test, characterized in that it comprises a; fixed rope fixed to any fixed member of the drillship hull. .
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 토크바와 견일줄간의 결합은 샤클로 체결할 수 있다.
The present invention is a preferred embodiment, the coupling between the torque bar and the string can be fastened with a shackle.
상기와 같이 본 발명에 따른 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그를 사용함으로써 간단하여게 드릴쉽에 탑재된 아이언 러프넥의 토크렌치의 토크가 실제 얼마인지를 알 수 있다는 장점과,By using the iron rough neck torque test jig according to the present invention as described above, it is possible to simply know the actual torque of the torque wrench of the iron rough neck mounted on the drillship,
또한 실제 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그에 의해 측정된 토크값을 아이언 러프넥의 토크값과 비교하여 보정(calibration)할 수 있다는 장점과,In addition, the torque value measured by the jig for iron roughneck torque test can be compared with the torque value of the iron roughneck, and it can be calibrated.
또한 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그에서 측정된 토크값과 비교하여 보정된 토크에 의해 아이언 러프넥의 토크렌치 작동시 신뢰성 있는 토크로 드릴 파이프를 죄어 안정적인 드릴링 작업이 이루어진다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
In addition, it is a useful invention which has the advantage of stable drilling operation by tightening the drill pipe with reliable torque when the torque wrench of the iron roughneck is operated by the corrected torque compared to the torque value measured in the iron roughneck torque test jig. It is an invention that is expected to use greatly.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그를 보인 예시도이고,
도 2는 본 발명 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그의 작동을 보인 예시도이고,
도 3은 종래의 아이언 러프넥을 보인 예시도이다.1 is an exemplary view showing a jig for iron rough neck torque test according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is an exemplary view showing the operation of the jig for iron iron neck torque test of the present invention,
Figure 3 is an exemplary view showing a conventional iron rough neck.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그를 보인 예시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그는 드릴링 파이프와 동일 직경을 가지고 아이언 러프넥의 토크렌치에 물리는 샘플파이프(1)와; 샘플파이프의 둘레 일 지점에서 돌출되어 고정 설치된 토크바(2)와; 일측단이 토크바와 결합되는 견인줄(3)과; 일측단이 상기 견인줄의 타측단에 연결된 텐션미터(4, Tention meter)와; 일측단이 상기 텐션미터의 타측단에 연결되고, 타측단은 드릴쉽 선체의 임의의 고정부재(6)에 고정되는 고정줄(5)을 포함하여 구성된다.
1 is an exemplary view showing a jig for iron rough neck torque test according to an embodiment of the present invention. As shown, the iron rough neck torque test jig according to the present invention comprises a sample pipe (1) having the same diameter as the drilling pipe and bites the torque wrench of the iron rough neck; A
상기 토크바와 견일줄간의 결합은 작업이 용이하게 토크바 일측단에 형성된 샤클(21)과 견인중 일측단에 형성된 샤클(31)과 같은 체결부재를 사용하면 결합시 용이하다. 물론 이와 같은 것이 아니라도 토크에 의해 풀리지 않고 고정될 수만 있는 어떤 체결 장치라도 상관없다.Coupling between the torque bar and the string is easy to combine using a fastening member such as the
상기 견인줄(3)이나 고정줄(5)은 아이언 러프넥의 토크렌치의 토크를 감당할 정도의 강도를 가진 것을 사용한다. 또한 이러한 줄이 체인이나 밧줄이든 상관은 없다.The
상기 고정부재(6)는 움직이지 않는 부재이면 족하다. 이와 같은 부재라는 것은 드릴쉽 선체를 구성하는 고정 파이프나 프레임 등을 이용하면 된다. 단지 타측 힘에 의해 움직이지 않으면 된다.
The
상기 텐션미터(4)는 상용의 토크를 측정용 텐션미터를 사용하면 된다. 단지 이때의 단위는 톤 단위를 측정하는 텐션미터를 사용하면 된다. 즉, 1톤 ~ 20톤까지의 토크를 측정할 수 있으면 충분하다. 물론 본 발명에 사용되는 텐션미터는 이러한 특정 수치에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 이보다 작은 측정 단위나 높은 측정 단위를 가진 텐션 미터를 사용할 수 있음은 물론이다. 다만 상기한 숫자 정도이면 상용의 드릴 파이프의 무게를 가해지는 토크를 측정할수 있게 되므로 충분하다. 토크의 단위는 중력단위계에서는 일반적으로 kgf.cm 또는 kgf.m를 사용하고, SI단위계에서는 cN.m 또는 M.m을 사용한다.
The
도 2는 본 발명 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그의 작동을 보인 예시도이다. 한 실시예에 따라 설명하면 실제 측정시 샘플파이프(1)는 높이가 3m인 것을 사용하고, 토크바(2)는 샘플파이프의 둘레에서 1m 정도의 길이를 가지는 것을 사용한다. 이와 같이 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그를 아이언 러프넥의 토크렌치에 물려 설치후, 토크렌치를 회전시키면 샘플파이프(1)가 텐션미터와 먼쪽 일측으로 회전하게 되고, 토크바(2)가 회전하게 된다. Figure 2 is an exemplary view showing the operation of the jig for iron roughneck torque test of the present invention. According to one embodiment, the
이에 따라 타측이 고정줄(5)로 고정부재(6)에 고정된 텐션미터(4)는 토크바의 회전에 의해 일측으로 힘이 가해져 샘플파이프에 가해지는 토크를 측정하게 된다. 이때 텐션미터에 감겨진 인양줄의 위치도 함께 이동하게 된다. 인양줄의 위치가 변하는 원리는 도면에서는 편의상 인양줄이 늘어나는 것처럼 보이지만, 실제로는 인양줄이 늘어나는 것이 아니고 텐션미터에 설치된 탄성스프링 등이 늘어나는 것이다. Accordingly, the
이때 측정된 토크값은 아이언 러프넥에 설치된 텐션미터의 정보를 출력값과 비교하고, 그 값이 동일하면 상관없지만 차이가 나면 측정값을 가지고 아이언 러프넥에 설치된 텐션미터의 값을 보정한다.
At this time, the measured torque value compares the information of the tension meter installed in the iron rough neck with the output value, and if the value is the same, it does not matter, but if there is a difference, the value of the tension meter installed in the iron rough neck is corrected.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 샘플파이프 (2) : 토크바
(21, 31) : 샤클 (3) : 견인줄
(4) : 텐션미터 (5) : 고정줄
(6) : 고정부재Description of the Related Art
(1): sample pipe (2): torque bar
(21, 31): Shackle (3): tow line
(4): tension meter (5): fixed string
(6): fixing member
Claims (2)
샘플파이프의 둘레 일 지점에서 돌출되어 고정 설치된 토크바(2)와;
일측단이 토크바와 결합되는 견인줄(3)과;
일측단이 상기 견인줄의 타측단에 연결된 텐션미터(4)와;
일측단이 상기 텐션미터의 타측단에 연결되고, 타측단은 드릴쉽 선체의 임의의 고정부재(6)에 고정되는 고정줄(5);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그.
A sample pipe (1) having the same diameter as the drilling pipe and snapped into the torque wrench of the iron roughneck;
A torque bar 2 protruding from and fixed to a circumferential point of the sample pipe;
A tow line 3 having one end coupled to the torque bar;
A tension meter 4 having one end connected to the other end of the tow line;
One end is connected to the other end of the tension meter, the other end is fixed rope (5) is fixed to any fixed member 6 of the drillship hull; Iron rough neck torque test for comprising a Jig.
상기 토크바와 견일줄간의 결합은 샤클로 체결한 것을 특징으로 하는 아이언 러프넥 토크 테스트용 지그.
The method according to claim 1,
The jig for iron rough neck torque test, characterized in that the coupling between the torque bar and the shoulder string is fastened with a shackle.
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