KR20130017491A - 해상시추설비용 케이블 송출장치 - Google Patents

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Abstract

해상시추설비용 케이블 송출장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 라이저의 하강시, BOP 시스템과 연결되는 케이블을 해저로 송출해주는 해상시추설비용 케이블 송출장치에 있어서, 라이저가 하강하는 문풀 주변에 설치되는 윈치릴; 윈치릴의 상측에 배치되며, 윈치릴에서 권출되는 케이블과 연결되는 제 1 고정시브; 제 1 고정시브의 하측에 배치되며, 제 1 고정시브를 통과한 케이블과 연결되어, 케이블에 의해 공중에 부양되도록 지지되는 유동시브; 및 유동시브의 상측에 배치되며, 유동시브를 통과한 케이블과 연결되는 제 2 고정시브;를 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치가 제공된다.

Description

해상시추설비용 케이블 송출장치 {Cable delivery device for offshore drilling platform}
본 발명은 케이블 송출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라이저의 하강시 BOP 시스템과 연결되는 케이블을 해저로 송출해주는 해상시추설비용 케이블 송출장치에 관한 것이다.
일반적으로 해저 시추 작업시에는 고압의 오일이나 가스가 갑자기 외부로 분출되는 블로아웃(blow-out) 현상을 방지하기 위하여 BOP 시스템(Blow Out Prevent system)이 사용된다. BOP 시스템은 시추공(試錐工, bore hole) 내의 압력을 억제함으로써 고압의 오일이나 가스가 갑작스럽게 외부로 분출되는 것을 차단하는 것으로, 일반적으로 드릴링 머드(drilling mud)의 이동 통로가 되는 라이저(riser) 하단부에 설치된다. 이때, BOP 시스템은 전기신호, 유압 등에 의해 제어되는데, 이를 위해, 해저에 배치된 BOP 시스템은 케이블이나 유압호스 등을 통해 멀티플렉서(multiplexer)와 같은 각종 선상설비와 연결되게 된다.
한편, 해저 시추작업의 초기단계에서는 라이저를 해저로 내려 보내는 작업이 필요한 경우가 있다. 도 1은 해저 시추작업시 라이저(10)를 해저면에 설치된 케이싱(40)으로 내려보내는 작업을 보여주는 개략도이다. 도 1을 참고하면, 일반적인 해저 시추작업의 경우, 초기굴착과정을 통해 해저면을 소정 깊이로 굴착한 후, 케이싱(40)을 설치하게 되며, 이후에 라이저(10)를 해저로 내려보내 드릴링머드를 이용한 본격적인 굴착과정에 들어가게 된다. 즉, 해저 시추작업의 초기단계에서는 시추설비에 마련된 문풀(moon pool, 미도시) 등을 통해 라이저(10)를 케이싱(40)이 설치된 해저면까지 내려보내는 과정을 거치게 된다.
이때, 라이저(10)의 하단에는 블로아웃 현상을 방지하기 위한 BOP 시스템(20)이 장착되며, BOP 시스템(20)은 라이저(10)와 함께 해저로 내려보내지게 된다. 따라서 라이저(10)를 해저로 내려보내는 동안, BOP 시스템(20)과 각종 선상설비를 연결하는 케이블(미도시) 또한 라이저(10)를 따라 해저로 내려보내야 한다.
그러나 상기와 같이 케이블을 해저로 내려보내는 케이블 송출작업은 해상의 특수한 환경조건으로 인해 일반적인 케이블 송출장치로는 이뤄지기 어렵다. 즉, 해저 시추작업의 경우, 해상환경조건에 따라 케이블에 걸리는 텐션(tension)이 일정하지 않기 때문에, 일반적인 케이블 송출장치로는 상기와 같은 케이블 송출작업이 안정적으로 이뤄지기 어렵다는 문제점이 있다.
예를 들면, 특허문헌 1(한국공개특허 제2010-0003448호)은 해저에 케이블을 포설하는 해저 케이블 포설공법에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기 특허문헌 1의 경우, 선상에 고정 설치된 일반적인 윈치 장비를 통해 해저로 케이블을 내려 보내는 것으로, 다양한 해상환경조건 하에서 수행되는 해저 시추작업시에는 적용되기 어려운 면이 있다. 즉, 해저 시추작업시에는 해상환경조건에 따라 케이블에 걸리는 텐션이 수시로 변화하게 되는 바, 특허문헌 1과 같은 일반적인 윈치 장비로는 안정적으로 케이블을 라이저 등으로 송출해줄 수 없다는 문제점이 있다.
특허문헌 1: 한국공개특허 제2010-0003448호 (2010년 01월 11일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 라이저의 하강시, BOP 시스템과 연결되는 케이블을 안정적으로 라이저로 송출해줄 수 있는 해상시추설비용 케이블 송출장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 라이저의 하강시, BOP 시스템과 연결되는 케이블을 해저로 송출해주는 해상시추설비용 케이블 송출장치에 있어서, 상기 라이저가 하강하는 문풀 주변에 설치되는 윈치릴; 상기 윈치릴의 상측에 배치되며, 상기 윈치릴에서 권출되는 상기 케이블과 연결되는 제 1 고정시브; 상기 제 1 고정시브의 하측에 배치되며, 상기 제 1 고정시브를 통과한 상기 케이블과 연결되어, 상기 케이블에 의해 공중에 부양되도록 지지되는 유동시브; 및 상기 유동시브의 상측에 배치되며, 상기 유동시브를 통과한 상기 케이블과 연결되는 제 2 고정시브;를 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치가 제공될 수 있다.
이때, 상기 유동시브는, 서로 소정간격 이격되도록 배치되는 한 쌍의 측면프레임; 및 상기 한 쌍의 측면프레임 사이에 횡방향으로 체결되며, 상기 한 쌍의 측면프레임의 길이방향을 따라 배치되는 복수개의 롤러;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 각각의 측면프레임은, 길이방향으로 굴곡지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 각각의 롤러는, 중앙측의 반경이 양단의 반경보다 작게 형성될 수 있다.
한편, 상기 유동시브는, 상기 한 쌍의 측면프레임 중 적어도 하나에 형성되는 균형추 체결부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 해상시추설비용 케이블 송출장치는, 상기 유동시브의 일측에 체결되어 상기 유동시브를 지지하는 상기 케이블에 추가 하중을 가하는 제 1 균형추;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 해상시추설비용 케이블 송출장치는, 상기 유동시브의 상측으로 소정간격 이격되도록 배치되며, 상기 유동시브가 설정높이 이상으로 상승시 상기 유동시브에 추가 하중을 가하는 제 2 균형추;를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 2 균형추는, 상기 유동시브의 상측으로 소정간격 이격되도록 배치되는 무게추를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 균형추는, 상기 유동시브의 상측에 배치되는 서포팅브라켓을 더 포함하고, 상기 무게추는 제 1 연결와이어에 의하여 상기 서포팅브라켓의 하측에 서스펜딩 되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 균형추는, 상기 서포팅브라켓의 하측으로 연장 형성된 가이드관과, 상기 무게추의 상하면을 관통하는 가이드홀과, 상기 가이드관 및 상기 가이드홀에 슬라이딩 가능하도록 체결되며 일단이 상기 유동시브와 결합되는 가이드바를 구비하는 제 1 가이드부;를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 가이드바는, 상기 유동시브와 결합되기 위한 'ㄷ' 자형의 볼트체결부를 구비하되, 상기 볼트체결부의 상부에는 충격완화를 위한 패드부재가 마련될 수 있다.
한편, 상기 제 2 균형추는, 제 2 연결와이어에 의해 상기 유동시브의 상측으로 소정간격 이격되도록 서스펜딩되는 상판부; 및 각각 상기 상판부의 하측으로 연장 형성되되, 서로 소정간격 이격되어 사이에 상기 유동시브가 배치되는 한 쌍의 측판부;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 2 균형추는, 상기 유동시브에 형성된 균형추 체결부와 맞물리도록, 상기 한 쌍의 측판부 중 적어도 하나에 상하 방향으로 형성된 제 2 가이드부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 균형추는, 상기 각 측판부의 하부에 서로 대응되도록 형성되는 한 쌍의 핀체결편과, 상기 한 쌍의 핀체결편으로 삽입 체결되는 결합핀를 구비하는 이탈방지부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 케이블의 텐션 변화에 따라 유동시브가 소정정도 상하 이동될 수 있다. 따라서 케이블의 송출작업시 해상환경조건에 따른 케이블의 텐션 변화에 유연하게 대응할 수 있으며, 안정적으로 케이블이 라이저로 송출될 수 있다.
도 1은 해저 시추작업시 라이저를 해저면에 설치된 케이싱으로 내려보내는 작업을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치가 해상시추설비 상의 드릴링 플랫폼에 설치된 모습을 보여주는 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 해상시추설비용 케이블 송출장치를 확대하여 보여주는 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 유동시브의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 유동시브의 정면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 유동시브의 측면도이다.
도 7은 제 2 균형추의 제 1 실시예를 보여주는 정면도이다.
도 8은 제 2 균형추의 제 2 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 제 2 균형추의 정면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 제 2 균형추의 측면도이다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치의 구성에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치가 해상시추설비 상의 드릴링 플랫폼에 설치된 모습을 보여주는 정면도이다.
도 2를 참고하면, 일반적으로 해상시추설비(30)에는 시추작업을 위하여 문풀(moonpool, 34), 드릴링 플랫폼(31), 드릴링 플로어(32), 드릴링 데릭(drilling derrick, 33) 등이 마련될 수 있다. 이때, 문풀(34)은 해상시추설비(30)에 형성된 일종의 큰 홀(hole)로서, 시추작업에 필요한 라이저(riser, 10), 드릴링 파이프(drilling pipe, 미도시) 등을 해저로 내려보내기 위한 통로로 기능할 수 있다. 또한, 드릴링 플랫폼(31)은 시추작업을 위하여 문풀(34) 주변에 마련되는 일종의 작업대로서 시추작업에 필요한 각종 장비가 설치 및 배치될 수 있다. 또한, 드릴링 플로어(32)는 드릴링 플랫폼(31)의 상부에 형성되는 일종의 상부 데크(deck)이며, 드릴링 데릭(33)은 크라운 블록(crown block, 미도시), 탑 드라이브(top drive, 미도시) 등이 설치되는 격자 모양의 타워 구조물이다.
라이저(10)는 상기와 같은 문풀(34)을 통해 해저로 내려보내지며, 드릴링 데릭(33)에 설치된 상기 탑 드라이브 등에 의하여 하강 속도가 조절될 수 있다. 이때, 라이저(10)에는 블로아웃(blow-out) 현상을 방지하기 위한 BOP 시스템(20)이 장착되는데, 따라서 라이저(10)의 하강에 따라 BOP 시스템(20)과 선상설비를 연결하는 케이블(C)을 해저로 송출해주어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 문풀(34) 주변에 설치되어, 상기와 같은 라이저(10)의 하강시 BOP 시스템(20)과 연결되는 케이블(C)을 해저로 송출해주는 기능을 수행할 수 있다. 다만, 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 문풀(34)을 통해 케이블(C)을 해저로 내려보낼 수 있는 위치이면 다양한 위치에 설치될 수 있다.
예를 들면, 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 시추작업을 위하여 문풀(34) 주변에 마련된 드릴링 플랫폼(31)에 설치될 수 있다. 또한, 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 드릴링 플로어(32)의 상부측이나, 드릴링 플로어(32) 위에 마련되는 드릴링 데릭(33) 등에 설치될 수도 있다. 다만, 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 필요에 따라 다양한 위치에 설치될 수 있으며, 상기 예시한 경우에 한정되지는 않는다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)가 해상시추설비(30)에 마련된 드릴링 플랫폼(31)에 설치된 경우를 중심으로 설명한다.
또한, 해상시추설비(30)는 해상에서 시추작업을 수행하기 위한 설비로서, 쉽(ship) 타입, 서브머지드(submerged) 타입 등과 같은 부유식 해상시추설비 뿐만 아니라, 잭 업(jack up) 타입, 자켓(jacket) 타입 등과 같은 고정식 해상시추설비를 모두 포함할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 해상시추설비용 케이블 송출장치를 확대하여 보여주는 정면도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 윈치릴(110), 제 1 고정시브(120), 유동시브(130) 및 제 2 고정시브(140)를 포함한다.
윈치릴(110)은 라이저(10)가 하강하는 문풀(34) 주변에 배치되도록 드릴링 플랫폼(31)의 일측에 설치될 수 있으며, BOP 시스템(20)과 연결되는 케이블(C)이 권취(捲取)되어 있다. 이때, 상기 케이블(C)은 전원공급, 전기신호제어, 유압제어 등을 위해 BOP 시스템(20)과 각종 선상설비를 연결하는 것으로, 먹스 케이블(mux cable), 핫 라인 호스(hot line hose) 등을 포함할 수 있다. 또한, 윈치릴(110)은 케이블(C)에 소정정도 이상의 텐션(tension)이 가해질 때만 케이블(C)이 풀릴 수 있도록 드럼브레이크(미도시)와 같은 텐션유지수단을 구비할 수 있다.
제 1 고정시브(120)는 윈치릴(110)의 상측에 배치되며, 윈치릴(110)에서 권출(捲出)되는 케이블(C)과 연결된다. 이때, 제 1 고정시브(120)는 고정브라켓(미표시) 등을 통해 드릴링 플랫폼(31)의 천정이나 측벽 등에 설치될 수 있다.
유동시브(130)는 제 1 고정시브(120)의 하측에 배치되어, 제 1 고정시브(120)를 통과한 케이블(C)과 연결된다. 이때, 유동시브(130)는 케이블(C)에 의해 공중에 부양(浮揚)되도록 지지된다. 따라서 유동시브(130)는 케이블(C)에 걸리는 텐션 변화에 따라 상하방향으로 소정정도 유동될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 유동시브의 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 유동시브의 정면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 유동시브의 측면도이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 유동시브(130)는 한 쌍의 측면프레임(131) 및 복수개의 롤러(132)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 측면프레임(131)은 서로 소정간격 이격되도록 배치될 수 있다. 한 쌍의 측면프레임(131) 사이에는 횡방향으로 복수개의 연결바(131b)가 형성되어, 각 측면프레임(131)을 서로 연결시킬 수 있다. 또한, 한 쌍의 측면프레임(131) 사이에는 횡방향으로 복수개의 연결핀(131a)이 체결되어, 각 측면프레임(131)을 서로 연결시킬 수 있다.
또한, 각각의 측면프레임(131)은 길이방향으로 소정정도 굴곡지게 형성될 수 있다. 즉, 각 측면프레임(131)은 소정정도의 곡률을 가지고 길이방향을 따라 휘어진 형태로 형성될 수 있다. 이는 유동시브(130)와 연결되는 케이블(C)이 하측으로 소정정도 늘어져 'U'자 형태를 이루는 점을 감안한 것이다.
한편, 롤러(132)는 한 쌍의 측면프레임(131) 사이에 횡방향으로 체결될 수 있으며, 복수개로 형성될 수 있다. 이때, 복수개의 롤러(132)는 측면프레임(131)의 길이방향을 따라 배치될 수 있다. 롤러(132)는 회전축 양단이 각각 좌우측 측면프레임(131)에 체결되어, 상기 회전축을 중심으로 회전이 가능하다. 따라서 유동시브(130)와 케이블(C)의 연결시, 롤러(132)는 케이블(C)의 상부측 외면에 접촉하여 구름 운동할 수 있으며, 이로 인해, 케이블(C)이 보다 원활하게 유동시브(130)를 통과할 수 있다.
또한, 롤러(132)는 중앙측의 반경이 양단의 반경보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 도 5를 참고하면, 롤러(132)는 중앙측의 반경이 작게 형성되어, 중앙측에 'V'자형의 골이 형성될 수 있다. 이는 유동시브(130)를 통과하는 케이블(C)이 롤러(132)의 중앙측에 용이하게 안착되도록 하기 위함이다.
즉, 롤러(132)의 반경이 동일하게 형성되어 있는 경우, 케이블(C)이 유동시브(130)를 통과하는 과정에서 케이블(C)이 롤러(132)의 좌우측으로 요동될 우려가 있다. 상기와 같은 경우, 케이블(C)의 요동으로 인해, 케이블(C)이 롤러(132)나 측면프레임(131) 사이에 끼는 등의 오작동이 발생될 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 롤러(132)의 중앙측에 'V'자형의 골을 형성하여 케이블(C)이 롤러(132)의 중앙측에 안착될 수 있도록 하였으며, 이로 인해, 케이블(C)이 보다 원활하게 유동시브(130)를 통과할 수 있다.
다만, 롤러(132)는 중앙측 반경이 양단의 반경보다 소정정도 작게 형성되어 케이블(C)이 중앙측에 안착될 수 있는 형태이면 무방하다. 즉, 롤러(132)는 상기 예시한 'V'자형 골 이외에도, 'U'자형 골을 형성하거나, 중앙측이 소정정도 인입된 형태로 형성될 수도 있다.
한편, 유동시브(130)는 균형추 체결부(133)를 더 포함할 수 있다. 균형추 체결부(133)는 후술할 제 1 균형추(150)를 유동시브(130)에 체결시키기 위한 것으로, 한 쌍의 측면프레임(131) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 또한, 균형추 체결부(133)는 측면프레임(131)의 측부 방향으로 소정정도 돌출되도록 형성될 수 있다(도 5 참고). 이는 균형추 체결부(133)가 후술할 제 2 가이드부(264)와 맞물려 일종의 가이드 돌기로서 기능할 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 균형추 체결부(133)의 끝단은 제 1 균형추(150)가 걸림 결합될 수 있도록 고리 형태로 형성될 수 있다.
또한, 유동시브(130)의 상부에는 후술할 가이드바(164c)가 결합될 수 있도록 볼트 결합홀(미표시)을 가진 결합편(134)이 형성될 수 있다.
한편, 다시 도 3을 참고하면, 제 2 고정시브(140)는 유동시브(130)의 상측에 배치되며, 유동시브(130)를 통과한 케이블(C)과 연결된다. 이때, 제 2 고정시브(140)는 고정브라켓(미표시) 등을 통해 드릴링 플랫폼(31)의 천정이나 측벽 등에 설치될 수 있다.
상기와 같은 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 케이블(C)이 윈치릴(110), 제 1 고정시브(120), 유동시브(130) 및 제 2 고정시브(140)를 거쳐 라이저(10)로 송출되게 된다. 따라서 케이블(C)을 라이저(10)로 송출하는 과정에서 갑작스런 케이블(C)의 텐션 변화에 유연하게 대처할 수 있다. 즉, 케이블(C)에 걸리는 텐션이 갑작스럽게 변화하는 경우, 유동시브(130)가 상하방향으로 소정정도 유동하여 상기와 같은 텐션 변화에 대응할 수 있다.
또한, 유동시브(130)의 자중에 의하여, 케이블(C)에 하측방향으로 소정정도 하중이 가해지게 되므로, 라이저(10) 측에 배치된 케이블(C)의 텐션이 윈치릴(110)까지 원활하게 전달될 수 있다. 즉, 케이블(C)이 송출되는 과정에서 제 1, 2 고정시브(120, 140) 등에 케이블(C)이 걸려, 케이블(C)의 각 부분에 불균등한 텐션 분포가 형성될 수 있는데, 이러한 경우, 유동시브(130)의 자중으로 인해 케이블(C)에 소정정도의 하중이 가해짐으로써, 상기와 같은 불균등한 텐션 분포가 고르게 정렬될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 제 1 균형추(150)를 더 포함할 수 있다. 제 1 균형추(150)는 유동시브(130) 측의 하중을 증가시켜, 케이블(C)에 추가 하중을 가하기 위한 것으로, 유동시브(130)의 하부에 체결될 수 있다. 제 1 균형추(150)는 유동시브(130)의 자중만으로 케이블(C)에 충분한 하중을 가할 수 없는 경우에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 유동시브(130)의 상측으로 소정간격 이격되도록 배치되는 제 2 균형추(160, 260, 도 7 내지 도 10 참고)를 더 포함할 수 있다. 제 2 균형추(160, 260)는 유동시브(130)가 지나치게 상승된 경우, 유동시브(130)에 접촉되어 추가 하중을 가할 수 있다. 즉, 제 2 균형추(160, 260)는 케이블(C)의 불균등한 텐션 분포 등으로 인해, 유동시브(130)가 설정높이보다 높게 상승되는 경우, 유동시브(130)에 추가 하중을 가함으로써 상기와 같은 불균등한 텐션 분포를 고르게 정렬시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 설명의 편의를 위하여 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)에 제 1 실시예에 따른 제 2 균형추(160, 도 7 참고)가 적용된 경우를 도 2 및 도 3에서 도시하였으나, 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)에 제 2 실시예에 따른 제 2 균형추(260, 도 8 내지 도 10 참고)가 적용된 경우 또한 상기와 동일 유사하다.
도 7은 제 2 균형추의 제 1 실시예를 보여주는 정면도이다.
도 7을 참고하면, 제 2 균형추(160)는 서포팅브라켓(161), 무게추(163), 제 1 가이드부(164)를 포함할 수 있다. 서포팅브라켓(161)은 무게추(163)를 지지하기 위한 것으로, 드릴링 플랫폼(31)에 직접 설치되거나, 체인 등의 연결수단에 의해 드릴링 플랫폼(31)의 일측에 매달린 형태로 설치될 수 있다.
무게추(163)는 유동시브(130)에 추가 하중을 가하는 것으로, 제 1 연결와이어(162)에 의해 서포팅브라켓(161)의 하측에 서스펜딩(suspending)되어, 유동시브(130)와 소정간격 이격되도록 배치된다. 즉, 무게추(163)는 제 1 연결와이어(162)에 의해 서포팅브라켓(161)의 하측에 매달려 있는 형태로 설치될 수 있다. 이때, 제 1 연결와이어(162)로는 로프나 체인과 같은 유연성 있는 연결수단이 사용될 수 있다.
제 1 가이드부(164)는 유동시브(130)의 상하 이동을 가이드하기 위한 것으로, 가이드관(164a), 가이드홀(164b) 및 가이드바(164c)로 이루어질 수 있다. 가이드관(164a)은 서포팅브라켓(161)의 하측으로 연장 형성되며, 내측으로 가이드바(164c)가 슬라이딩 이동될 수 있도록 중공 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 가이드홀(164b)은 무게추(163)에 형성되며, 무게추(163)의 상하면을 관통하도록 형성될 수 있다. 가이드바(164c)는 무게추(163)에 형성된 가이드홀(164b)을 통해 가이드관(164a)과 체결되며, 가이드홀(164b) 및 가이드관(164a)을 통해 상하 방향으로 슬라이딩될 수 있다.
또한, 가이드바(164c)의 일단은 유동시브(130)와 결합된다. 이때, 가이드바(164c)의 일단에는 유동시브(130)의 상부에 형성된 결합편(134)에 볼팅 결합되기 위한 'ㄷ' 자형의 볼트체결부(164d)가 형성될 수 있다. 또한, 볼트체결부(164d)는 유동시브(130)가 상하 방향으로 소정정도 유동할 수 있는 간격을 두기 위하여, 무게추(163)의 하측으로 소정간격 이격되어 형성될 수 있다. 덧붙여, 유동시브(130)의 상승시 무게추(163)와 접촉이 일어나는 볼트체결부(164d) 상단에는 충격완화를 위한 패드부재(164e)가 마련될 수 있다.
상기와 같은 제 2 균형추(160)는, 유동시브(130)가 상승됨에 따라 가이드바(164c)가 가이드홀(164b) 및 가이드관(164a)으로 슬라이딩 이동되며, 유동시브(130)가 무게추(163)까지 상승되면 무게추(163)에 의해 유동시브(130)에 추가 하중이 가해진다. 따라서 유동시브(130)의 지나친 상승을 억제할 수 있으며, 유동시브(130)에 추가 하중이 가해짐에 따라, 케이블(C)의 불균등한 텐션 분포 등을 고르게 정렬시킬 수 있다.
도 8은 제 2 균형추의 제 2 실시예를 보여주는 사시도이다. 도 9는 도 8에 도시된 제 2 균형추의 정면도이다. 도 10은 도 8에 도시된 제 2 균형추의 측면도이다.
도 8 내지 도 10을 참고하면, 제 2 균형추(260)는 상판부(262) 및 한 쌍의 측판부(263)로 형성될 수 있다. 상판부(262)는 제 2 연결와이어(261)에 의해 유동시브(130)의 상측으로 소정간격 이격되도록 서스펜딩될 수 있다. 즉, 상판부(262)는 제 2 연결와이어(261)에 의해 드릴링 플랫폼(31)의 일측에 매달리도록 설치되어, 유동시브(130)의 상측으로 소정간격 이격되도록 배치될 수 있다. 이때, 제 2 연결와이어(261)로는 로프나 체인과 같은 유연성 있는 연결수단이 사용될 수 있다.
한 쌍의 측판부(263)는 각각 상판부(262)의 하측으로 연장되도록 형성되며, 상판부(262)와 일체로 형성될 수 있다. 이때, 한 쌍의 측판부(263)는 서로 소정간격 이격되도록 형성되며, 사이에 유동시브(130)가 배치될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 제 2 균형추(260)는, 상판부(262) 및 한 쌍의 측판부(263)가 전체적으로 'ㄷ' 자 형태로 형성되며, 한 쌍의 측판부(263) 사이에 유동시브(130)가 배치되게 된다. 따라서 유동시브(130)가 상승하게 되면, 상판부(262)가 유동시브(130)와 접촉하게 되며, 제 2 균형추(260)의 자중으로 인해 유동시브(130)에 소정정도의 추가하중이 가해지게 된다.
한편, 제 2 균형추(260)는 유동시브(130)의 상하 이동을 가이드하기 위한 제 2 가이드부(264)를 더 포함할 수 있다. 제 2 가이드부(264)는 한 쌍의 측판부(263) 중 적어도 하나에 상하 방향으로 형성될 수 있으며, 유동시브(130)에 형성된 균형추 체결부(133, 도 4 내지 도 6 참고)와 맞물리도록 형성될 수 있다.
즉, 제 2 가이드부(264)는 각 측판부(263)의 내측면에 상하방향으로 형성된 홈(미표시)을 포함할 수 있으며, 상기와 같은 홈이 유동시브(130)에 형성된 균형추 체결부(133)와 맞물려 유동시브(130)의 상하 이동을 가이드하도록 형성될 수 있다.
다만, 필요에 따라, 유동시브(130)에는 상기와 같은 균형추 체결부(133) 이외에 별도의 가이드 돌기(미도시)가 형성될 수도 있으며, 상기 가이드 돌기가 제 2 가이드부(264)와 맞물려 유동시브(130)의 상하 이동을 가이드하도록 형성될 수도 있다.
한편, 제 2 균형추(260)는 유동시브(130)의 이탈을 방지하는 이탈방지부(265)를 더 포함할 수 있다. 이탈방지부(265)는 각 측판부(263)의 하부측에 서로 대응되도록 형성되는 한 쌍의 핀체결편(265a)과, 한 쌍의 핀체결편(265a)으로 삽입 체결되는 결합핀(265b)으로 형성될 수 있다. 이탈방지부(265)는 케이블(C)의 텐션 변화 등으로 인해 유동시브(130)가 요동함으로 인해, 유동시브(130)가 제 2 균형추(260)의 하부측으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 제 2 균형추(260)는, 유동시브(130)가 소정정도 이상 상승되면, 상판부(262)에 유동시브(130)가 접촉되게 되며, 이로 인해, 유동시브(130) 및 유동시브(130)를 지지하는 케이블(C)에 추가 하중을 가하게 된다. 따라서 유동시브(130)의 지나친 상승을 억제할 수 있으며, 유동시브(130)에 추가 하중이 가해짐에 따라, 케이블(C)의 불균등한 텐션 분포 등을 고르게 정렬시킬 수 있다. 또한, 제 2 가이드부(264)에 의해 유동시브(130)의 상하 이동이 가이드되므로, 상기와 같은 작동이 보다 원활하게 이뤄질 수 있다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 라이저(10)는 문풀(34)을 통해 해저로 내려보내지며, 라이저(10)가 하강함에 따라, 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 BOP 시스템(20)과 연결되는 케이블(C)을 해저로 송출시킨다.
구체적으로, 라이저(10)가 하강함에 따라, 케이블(C)에 걸리는 텐션이 소정정도 이상이 되면, 윈치릴(110)에 권취되어 있던 케이블(C)이 풀리게 된다. 또한, 윈치릴(110)에서 권출되는 케이블(C)은 제 1 고정시브(120), 유동시브(130), 제 2 고정시브(140)를 순차적으로 지나 해저로 송출되게 된다. 이때, 케이블(C)에 걸리는 텐션 변화에 따라, 유동시브(130)가 상하로 소정정도 이동되어, 상기와 같은 텐션 변화에 유연하게 대처할 수 있다.
한편, 유동시브(130)가 지나치게 상승되는 경우에는, 유동시브(130)가 제 2 균형추(160)에 접촉되어 추가 하중을 받게 된다. 케이블(C) 송출과정에서 제 1, 2 고정시브(120, 140)에 케이블(C)이 걸리는 등의 경우에, 케이블(C)의 텐션이 윈치릴(110)까지 전달되지 못하여, 윈치릴(110)이 원활하게 작동되지 않을 수 있다. 즉, 걸림 현상 등으로 인해 케이블(C)의 텐션이 불균등하게 분포되는 경우, 케이블(C)의 텐션이 윈치릴(110)까지 전달되지 않을 수 있으며, 이로 인해, 일시적으로 윈치릴(110)에 권취된 케이블(C)이 풀리지 않을 수 있다.
상기와 같은 경우, 윈치릴(110)에 권취된 케이블(C)이 풀리지 않음으로 인해,유동시브(130)는 상승하게 된다. 이때, 유동시브(130)가 제 2 균형추(160, 260)가 설치된 높이까지 상승되면, 유동시브(130)는 제 2 균형추(160, 260)와 접촉되어 추가 하중을 받게 된다. 즉, 제 2 균형추(160, 260)의 자중으로 인해, 유동시브(130) 및 케이블(C)은 추가 하중을 받게 되며, 이로 인해, 케이블(C)의 걸림 현상 등이 해소되고, 케이블(C)의 텐션분포가 고르게 정렬되어, 윈치릴(110)이 다시 원활하게 작동될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상시추설비용 케이블 송출장치(100)는 유동시브(130)의 상하이동을 통하여 케이블(C)의 텐션 변화에 유연하게 대응할 수 있다. 따라서 해상환경이라는 특수한 환경조건에서도 안정적으로 케이블(C)이 라이저(10)로 송출될 수 있다. 또한, 유동시브(130)의 자중에 의하여 케이블(C)에 소정정도의 하중이 가해지게 되므로, 걸림 현상 등으로 인해 케이블(C)의 텐션이 불균등하게 분포되는 경우, 이를 고르게 정렬할 수 있다. 따라서 라이저(10)에서 윈치릴(110)에 이르는 케이블(C)의 텐션이 고르게 분포될 수 있으며, 윈치릴(110) 등이 원활하게 작동될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 해상시추설비용 케이블 송출장치
110: 윈치릴 120: 제 1 고정시브
130: 유동시브 140: 제 2 고정시브
150: 제 1 균형추 160, 260: 제 2 균형추

Claims (14)

  1. 라이저(10)의 하강시, BOP 시스템(20)과 연결되는 케이블(C)을 해저로 송출해주는 해상시추설비용 케이블 송출장치에 있어서,
    상기 라이저(10)가 하강하는 문풀(34) 주변에 설치되는 윈치릴(110);
    상기 윈치릴(110)의 상측에 배치되며, 상기 윈치릴(110)에서 권출(捲出)되는 상기 케이블(C)과 연결되는 제 1 고정시브(120);
    상기 제 1 고정시브(120)의 하측에 배치되며, 상기 제 1 고정시브(120)를 통과한 상기 케이블(C)과 연결되어, 상기 케이블(C)에 의해 공중에 부양되도록 지지되는 유동시브(130); 및
    상기 유동시브(130)의 상측에 배치되며, 상기 유동시브(130)를 통과한 상기 케이블(C)과 연결되는 제 2 고정시브(140);를 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유동시브(130)는,
    서로 소정간격 이격되도록 배치되는 한 쌍의 측면프레임(131); 및
    상기 한 쌍의 측면프레임(131) 사이에 횡방향으로 체결되며, 상기 한 쌍의 측면프레임(131)의 길이방향을 따라 배치되는 복수개의 롤러(132);를 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 각각의 측면프레임(131)은,
    길이방향으로 굴곡지게 형성된 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 각각의 롤러(132)는,
    중앙측의 반경이 양단의 반경보다 작게 형성된 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유동시브(130)는,
    상기 한 쌍의 측면프레임(131) 중 적어도 하나에 형성되는 균형추 체결부(133);를 더 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유동시브(130)의 일측에 체결되어 상기 유동시브(130)를 지지하는 상기 케이블(C)에 추가 하중을 가하는 제 1 균형추(150);를 더 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 유동시브(130)의 상측으로 소정간격 이격되도록 배치되며, 상기 유동시브(130)가 설정높이 이상으로 상승시 상기 유동시브(130)에 추가 하중을 가하는 제 2 균형추(160, 260);를 더 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 균형추(160)는,
    상기 유동시브(130)의 상측으로 소정간격 이격되도록 배치되는 무게추(163);를 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2 균형추(160)는,
    상기 유동시브(130)의 상측에 배치되는 서포팅브라켓(161)을 더 포함하고,
    상기 무게추(163)는 제 1 연결와이어(162)에 의해 상기 서포팅브라켓(161)의 하측에 서스펜딩(suspending)되는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 2 균형추(160)는,
    상기 서포팅브라켓(161)의 하측으로 연장 형성된 가이드관(164a)과, 상기 무게추(163)의 상하면을 관통하는 가이드홀(164b)과, 상기 가이드관(164a) 및 상기 가이드홀(164b)에 슬라이딩 가능하도록 체결되며 일단이 상기 유동시브(130)와 결합되는 가이드바(164c)를 구비하는 제 1 가이드부(164);를 더 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가이드바(164c)는,
    상기 유동시브(130)와 결합되기 위한 'ㄷ' 자형의 볼트체결부(164d)를 구비하되, 상기 볼트체결부(164d)의 상부에는 충격완화를 위한 패드부재(164e)가 마련된 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 균형추(260)는,
    제 2 연결와이어(261)에 의해 상기 유동시브(130)의 상측으로 소정간격 이격되도록 서스펜딩되는 상판부(262); 및
    각각 상기 상판부(262)의 하측으로 연장 형성되되, 서로 소정간격 이격되어 사이에 상기 유동시브(130)가 배치되는 한 쌍의 측판부(263);를 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 2 균형추(260)는,
    상기 유동시브(130)에 형성된 균형추 체결부(133)와 맞물리도록, 상기 한 쌍의 측판부(263) 중 적어도 하나에 상하 방향으로 형성된 제 2 가이드부(264);를 더 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 2 균형추(260)는,
    상기 각 측판부(263)의 하부에 서로 대응되도록 형성되는 한 쌍의 핀체결편(265a)과, 상기 한 쌍의 핀체결편(265a)으로 삽입 체결되는 결합핀(265b)을 구비하는 이탈방지부(265);를 더 포함하는 해상시추설비용 케이블 송출장치.
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