KR20130047960A - Apparatus for repairing production pipe of submarine oil field and method using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A repair apparatus for a production pipe for an undersea oil field and a repairing method thereof are provided to make deposited metal and a thermite heat generation unit to enter a damaged area which is inside a production pipe in a wellbore, and to repair the damaged area on which the deposited metal which is melted by a thermite heat generation unit is welded. CONSTITUTION: A repair apparatus for a production pipe for an undersea oil field comprises a deposited metal(110), a thermite heat generation unit(120), and a power cable(130). The deposited metal is welded onto a damaged area of the production pipe. The thermite heat generation unit is connected to the deposited metal, is inserted into the production pipe together with the deposited metal, and generates thermite reaction to weld the deposited metal. The power cable is connected to the thermite heat generation unit to apply electric energy to the thermite heat generation unit which generates the thermite reaction.

Description

해저 유전 생산파이프의 보수 장치 및 보수 방법{Apparatus for repairing production pipe of submarine oil field and method using the same}Apparatus for repairing production pipe of submarine oil field and method using the same}

본 발명은 해저 유전 생산파이프의 보수 장치 및 보수 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 시추정(wellbore) 내부의 생산파이프(production tubing) 내에 발생한 파손부위를 용융 접합으로 확실하게 접합함으로써 생산파이프의 보수에 대한 신뢰성을 높이고, 생산파이프의 보수에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있도록 구성된 해저 유전 생산파이프의 보수 장치 및 보수 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a repair apparatus and a repairing method of a subsea oilfield production pipe, and more particularly, repairing a production pipe by reliably joining a broken portion generated in a production tubing inside a wellbore by melt bonding. The present invention relates to a repair device and a method for repairing a subsea oilfield production pipe configured to increase reliability and to reduce cost and time required for repairing a production pipe.

일반적으로, 석유나 가스 등의 생산을 위하여 시추를 실시하게 되는데, 이러한 시추는 지각 속에 작은 구멍을 뚫게 되는 작업 과정을 말한다. 한편, 산업화와 공업의 급격한 발전으로 인해 석유나 가스와 같은 자원의 사용량이 점차 증가하고 있으며, 이로 인해 석유나 가스 등의 안정적인 생산과 공급이 중요한 문제로 떠오르고 있으며, 최근에는 경제성이 없어 무시되던 군소의 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서, 해저 채굴 기술과 해저 유전의 개발에 적합한 시추 설비의 개발이 지속으로 이루어지고 있다. Generally, drilling is carried out for the production of oil or gas, which refers to a process of drilling a small hole in the earth's crust. On the other hand, due to industrialization and rapid development of the industry, the use of resources such as oil and gas is gradually increasing. As a result, stable production and supply of oil and gas are emerging as important issues. The development of marginal and deep-sea oil fields has become economic. Therefore, the development of drilling facilities suitable for the development of subsea mining technology and subsea oil field is continuously made.

이와 같은 시추에는 여러 종류의 파이프들이 다양한 목적으로 사용되고 있으며, 이러한 파이프들 중에는 유정으로부터 석유나 가스를 얻기 위해서 시추공(wellbore) 내부에 삽입되는 수 킬로미터의 생산파이프(production tubing)가 있다.Several types of pipes are used for this purpose, including several kilometers of production tubing, which are inserted into the wellbore to obtain oil or gas from the well.

그러나, 시추정(wellbore) 내부의 생산파이프가 파손되는 경우, 이러한 파손부위를 수선하기 위해서 굴착이 완료된 시추공의 상부에서 채굴되는 석유나 가스의 흐름을 조절하기 위한 밸브와 압력게이지 등의 각종 장비들이 설치된 크리스마스 트리(christmas tree, 또는 X-mass tree)를 들어내고, 생산파이프 자체를 교체하거나, 다량의 정크 볼(junk ball)을 투입하여 파손부위가 막히기만을 기다려야 하고, 이로 인해 생산파이프의 보수에 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.However, if the production pipe inside the wellbore is damaged, various equipment such as a valve and a pressure gauge to control the flow of oil or gas mined from the top of the borehole that has been excavated in order to repair such a damaged part are provided. Lift the installed Christmas tree (or X-mass tree), replace the production pipe itself, or inject a large amount of junk balls to wait for the damage to be blocked. It was a costly and time consuming problem.

또한, 종래의 생산파이프에 대한 보수 방법은 생산파이프의 보수가 완벽하게 이루어지지 못하는 문제점을 가지고 있었다.In addition, the conventional repair method for the production pipe had a problem that the repair of the production pipe is not made completely.

한편, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 테르밋 반응을 활용한 금속 접합을 이용할 수 있는데, 이와 관련된 종래기술로서, 한국특허출원 제10-1995-0061777(1995.12.28 출원)의 경우, 복합관의 제작을 위한 생산 기술에 해당하고, 이로 인해 해저 유전의 생산파이프 보수에 적용하기 어렵고, 한국특허출원 제10-1995-0029279(1995.09.07 출원)의 경우, 제철 및 제강법으로서, 역시 해저 유전의 생산파이프 보수에 적용하는 것이 어려우며, 한국출원번호 제10-2002-0025466호(2002.05.09 출원)의 경우, 레일강의 접합을 위한 용접 방법이지만, 해저 유전 개발을 위한 시추정 내부의 생산파이프에 발생한 파손부위의 보수를 위한 기술로 적용하기에는 테르밋 반응으로 모재와 생산파이프를 이어주기 위한 구현 방법이 없다는 문제점을 가지고 있었다.On the other hand, in order to solve the above problems, it is possible to use a metal junction utilizing the thermite reaction, as a related art, in the case of Korea Patent Application No. 10-1995-0061777 (application dated December 28, 1995), Corresponds to the production technology for the production, which is difficult to apply to the repair of the production pipe of the subsea oil field, and in the case of Korea Patent Application No. 10-1995-0029279 (filed 1995.09.07), as the steelmaking and steelmaking method, also the production of subsea oil fields It is difficult to apply to repairing pipes, and in case of Korean Application No. 10-2002-0025466 (filed on May 09, 2002), it is a welding method for joining rail steel, but breakage occurred in the production pipe inside the drilling well for the development of subsea oil field There is a problem that there is no implementation method for connecting the base material and the production pipe by thermite reaction to apply as a technique for repairing the site.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시추정(wellbore) 내부의 생산파이프(production tubing) 내에 발생한 파손부위에 융착 금속과 트레밋 발열유닛을 진입시킨 후, 테르밋 반응열로 융착 금속을 녹여서 파손부위를 보수하도록 하고, 이로 인해 생산파이프의 보수에 대한 신뢰성을 높이고, 생산파이프의 보수에 소요되는 비용과 시간을 줄이도록 하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, after the fusion metal and the tremit heat generating unit is introduced into the damaged portion generated in the production pipe (production tubing) inside the wellbore, fusion by thermite reaction heat The purpose is to melt the metal to repair the damaged part, thereby increasing the reliability of repairing the production pipe and reducing the cost and time required to repair the production pipe.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 해저 유전의 생산파이프(production tubing)의 보수 장치로서, 상기 생산파이프의 파손부위에 용착되기 위한 용착 금속; 상기 융착 금속에 연결되어 상기 용착 금속과 함께 상기 생산파이프에 삽입되도록 하고, 테르밋 반응에 의해 상기 용착 금속을 용융시키도록 하는 테르밋 발열유닛; 및 상기 테르밋 발열유닛에 연결되어 전기에너지를 인가함으로써 상기 테르밋 발열유닛이 테르밋 반응을 일으키도록 하는 전력케이블을 포함하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a repair device for the production pipe (production tubing) of the seabed oil field, the welding metal for welding to the damaged portion of the production pipe; A thermite heating unit connected to the fusion metal so as to be inserted into the production pipe together with the fusion metal and to melt the weld metal by a thermite reaction; And a power cable connected to the thermite heating unit and applying electric energy to cause the thermite heating unit to generate a thermite reaction.

상기 용착 금속은, 상기 테르밋 발열유닛의 양측에 각각 연결될 수 있다.The weld metal may be connected to both sides of the thermite heating unit, respectively.

상기 용착 금속은, 상기 테르밋 발열유닛과 번갈아가면서 교대로 연결될 수 있다.The weld metal may be alternately connected to the thermite heating unit alternately.

상기 융착 금속과 상기 테르밋 발열유닛은, 각각 원기둥 형상을 가지고서 일렬로 연결될 수 있다.The fusion metal and the thermite heating unit may be connected in a row, each having a cylindrical shape.

상기 융착 금속은, 상기 테르밋 발열유닛에 의해 감싸여질 수 있다.The fusion metal may be wrapped by the thermite heating unit.

상기 테르밋 발열유닛은, 상기 융착 금속의 외주면을 감싸도록 원통 형상을 가질 수 있다.The thermite heating unit may have a cylindrical shape to surround the outer peripheral surface of the fusion metal.

상기 테르밋 발열유닛은, 내부에 알루미늄의 분말과 금속 산화물의 분말을 포함하는 테르밋제가 마련될 수 있다.The thermite heating unit may be provided with a thermal agent containing a powder of aluminum and a powder of metal oxide therein.

상기 테르밋제는, 상기 금속 산화물이 산화철(Ⅱ), 산화철(Ⅲ), 산화동 중 일부 또는 전부의 혼합으로 이루어지고, 상기 알루미늄과 상기 금속 산화물이 1～2 : 1의 중량비율로 혼합될 수 있다.The termite, the metal oxide may be made of a mixture of some or all of iron (II) oxide, iron (III) oxide, copper oxide, the aluminum and the metal oxide may be mixed in a weight ratio of 1-2. .

상기 테르밋 발열유닛은, 내부에 상기 전력케이블로부터 전기에너지가 공급되는 전자석이 설치될 수 있다.The thermite heating unit, there may be installed an electromagnet that is supplied with electrical energy from the power cable.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 해저 유전의 생산파이프(production tubing)의 보수 장치로서, 상기 생산파이프의 파손부위에 용착되기 위한 용착 금속; 및 상기 융착 금속에 연결되고, 테르밋 반응에 의해 상기 용착 금속을 용융시키도록 하는 테르밋 발열유닛을 포함하고, 상기 테르밋 발열유닛은, 상기 융착 금속과 함께 상기 생산파이프의 내측에 삽입되고, 외부로부터 인가되는 전기에너지에 의해 테르밋 반응을 일으켜서 상기 용착 금속을 용융시켜서 상기 생산파이프의 파손부위에 용착되도록 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a repair apparatus for a production pipe of a subsea oil field, comprising: a welding metal for welding to a broken portion of the production pipe; And a thermite heating unit connected to the fusion metal to melt the weld metal by a thermite reaction, wherein the thermite heating unit is inserted into the production pipe together with the fusion metal and applied from the outside. It is possible to cause the thermite reaction by the electrical energy is to melt the weld metal to be welded to the damaged portion of the production pipe.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 해저 유전의 생산파이프(production tubing)의 보수 방법으로서, 테르밋 반응을 일으키기 위한 테르밋 발열유닛에 용착 금속을 연결시켜서 상기 생산파이프의 내측에 삽입시키는 단계; 상기 테르밋 발열유닛과 상기 용착 금속을 상기 생산파이프 내의 파손부위에 접하도록 위치시키는 단계; 및 상기 테르밋 발열유닛에 전기에너지를 인가하여 상기 테르밋 발열유닛이 테르밋 반응을 일으켜서 상기 용착 금속이 상기 파손부위에 용착되도록 하는 단계를 포함하는 해저 유전 생산파이프의 보수 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a method for repairing a production pipe of a subsea oil field, comprising the steps of: connecting a welding metal to a termit heating unit for causing a thermite reaction and inserting the inside of the production pipe; Positioning the thermite heating unit and the weld metal to be in contact with a break in the production pipe; And applying electrical energy to the thermite heating unit to cause the thermite heating unit to generate a thermite reaction so that the weld metal is welded to the damaged portion.

상기 테르밋 발열유닛과 상기 용착 금속을 삽입하는 단계는, 상기 테르밋 발열유닛의 내부에 알루미늄의 분말과 금속 산화물의 분말을 포함하는 테르밋제가 마련되도록 할 수 있다.In the inserting of the thermite heating unit and the weld metal, a termit agent including a powder of aluminum and a powder of metal oxide may be provided inside the thermite heating unit.

상기 테르밋 발열유닛과 상기 용착 금속을 삽입하는 단계는, 상기 금속 산화물로서, 산화철(Ⅱ), 산화철(Ⅲ), 산화동 중 일부 또는 전부의 혼합으로 이루어지도록 하고, 상기 알루미늄과 상기 금속 산화물이 1～2 : 1의 중량비율로 혼합되도록 할 수 있다.The step of inserting the thermite heating unit and the weld metal may include a mixture of some or all of iron oxide (II), iron oxide (III), and copper oxide as the metal oxide, and the aluminum and the metal oxide may be 1 to 1. It can be mixed in a weight ratio of 2: 1.

상기 테르밋 발열유닛과 상기 용착 금속을 위치시키는 단계는, 상기 테르밋 발열유닛의 내부에 설치되어 전력케이블로부터 전기에너지가 공급되는 전자석을 이용하여 상기 생산파이프의 파손부위에 부착되도록 할 수 있다.Positioning the thermite heating unit and the weld metal may be attached to the damaged portion of the production pipe by using an electromagnet installed inside the thermite heating unit and supplied with electrical energy from a power cable.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 해저 유전의 생산파이프(production tubing)의 보수 방법으로서, 용착 금속을 상기 생산파이프의 내부로 삽입시켜 테르밋 반응에 의해 상기 생산파이프의 파손부위에 용착 금속을 용착시켜 보수하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, as a method for repairing a production pipe of a subsea oil field, a weld metal is inserted into the production pipe to deposit a weld metal on a broken portion of the production pipe by a thermite reaction. It is characterized by repair.

본 발명에 따르면, 시추정(wellbore) 내부의 생산파이프(production tubing) 내에 발생한 파손부위에 융착 금속과 트레밋 발열유닛을 진입시킨 후 테르밋 반응열로 융착 금속을 녹여서 파손부위를 보수하도록 하고, 이로 인해 파손부위를 융착 금속의 용융으로 확실하게 접합시킴으로써 생산파이프의 보수에 대한 신뢰성을 높이고, 생산파이프의 보수에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있다.According to the present invention, after entering the fusion metal and the tremit heat generating unit in the damaged portion generated in the production pipe (wellbore) inside the wellbore to repair the damaged portion by melting the fused metal by thermite reaction heat, By reliably joining the damaged parts by melting of the fused metal, it is possible to increase the reliability of repairing the production pipe and to reduce the cost and time required to repair the production pipe.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치의 테르밋 발열유닛을 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치의 사용 상태를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치를 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치의 사용 상태를 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a perspective view showing a repair apparatus for a subsea oilfield production pipe according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a perspective view illustrating a thermite heating unit of a repair apparatus for a subsea oilfield production pipe according to a first embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view showing a state of use of a repair apparatus for a subsea oilfield production pipe according to a first embodiment of the present invention;
4 is a perspective view showing a repair apparatus for a subsea oilfield production pipe according to a second embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view showing a state of use of a repair apparatus for a subsea oilfield production pipe according to a second embodiment of the present invention;
6 is a flowchart illustrating a method of repairing a subsea oilfield production pipe according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a repair apparatus for a subsea oilfield production pipe according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치(100)는 용착 금속(110)과, 용착 금속(110)에 연결되는 테르밋 발열유닛(120)을 포함하고, 나아가서, 테르밋 발열유닛(120)에 연결되는 전력케이블(130)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the repair apparatus 100 for a subsea oilfield production pipe according to the first embodiment of the present invention includes a weld metal 110 and a thermite heating unit 120 connected to the weld metal 110. It may further include a power cable 130 connected to thermite heating unit 120.

한편, 본 발명에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치(100)는 생산파이프(production tubing; 10)(도 3에 도시)의 보수에 사용되는 장치로서, 해저 유전에서 석유나 가스를 비롯하여 다양한 자원을 생산하기 위한 생산파이프에 모두 적용될 수 있다.On the other hand, the repair apparatus 100 of the subsea oilfield production pipe according to the present invention is a device used for repairing the production pipe (production tubing) 10 (shown in FIG. It can be applied to all production pipes for production.

용착 금속(110)은 생산파이프(production tubing; 10)(도 3에 도시) 내의 파손부위에 용착되기 위한 금속으로 이루어지고, 테르밋 발열유닛(120)으로부터 열을 제공받도록 테르밋 발열유닛(120)에 접착이나 볼팅, 리벳팅 등으로 연결되거나, 별도의 브라켓이나 억지 끼움 등의 결합 구조에 의해 연결될 수 있으며, 테르밋 발열유닛(120)으로부터 벤딩(bending) 가능하도록 테르밋 발열유닛(120)에 힌지 결합되거나, 볼조인트 결합 등에 의해 연결될 수 있다. 한편, 상기 용착 금속(110)은 바람직하게는 탄소강으로 형성되는 것이 좋다.The welding metal 110 is made of a metal to be welded to the damaged portion in the production pipe 10 (shown in FIG. 3), and is provided to the thermite heating unit 120 to receive heat from the thermite heating unit 120. It may be connected by bonding, bolting, riveting, or the like, or may be connected by a coupling structure such as a separate bracket or interference fit, and hinged to the thermite heating unit 120 to bend from the thermite heating unit 120. , Ball joint coupling, or the like. On the other hand, the weld metal 110 is preferably formed of carbon steel.

테르밋 발열유닛(120)은 융착 금속(110)에 연결됨으로써 용착 금속(110)과 함께 생산파이프(10; 도 3에 도시)에 삽입되도록 하고, 외부로부터 인가되는 전기에너지, 즉 전력케이블(130)을 통해서 인가되는 전기에너지에 의해 테르밋 반응을 일으켜서 모재인 생산파이프(10)에 용착 금속(110)을 용융시킴으로써 생산파이프(10)의 파손부위에 용착되도록 한다.Thermite heating unit 120 is connected to the fusion metal 110 to be inserted into the production pipe 10 (shown in Figure 3) together with the weld metal 110, the electric energy applied from the outside, that is, the power cable 130 Thermite reaction is caused by the electrical energy applied through the melted welding metal 110 in the production pipe 10 which is the base metal so as to be welded to the damaged portion of the production pipe 10.

도 2에 도시된 바와 같이, 테르밋 발열유닛(120)은 외관을 이루는 금속재의 케이싱 내부에 테르밋 반응을 위하여 알루미늄의 분말과 금속 산화물의 분말을 포함하는 테르밋제(121)가 마련될 수 있는데, 금속 산화물은 산화철(Ⅱ), 산화철(Ⅲ), 산화동 중 일부 또는 전부의 혼합으로 이루어질 수 있고, 알루미늄과 금속 산화물은 1～2 : 1의 중량비율로 혼합될 수 있다. 여기서, 알루미늄과 금속 산화물이 상기한 바와 같은 중량 비율을 벗어나는 경우 융착 금속(110)의 용융에 필요한 열을 발생시키는데 한계를 가짐으로써 융착의 신뢰도를 저하시킬 수 있다. 한편, 상기 금속재의 케이싱은 탄소강 등의 금속재로 형성될 수 있지만 경우에 따라 플라스틱 등의 수지재로 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the termite heating unit 120 may include a termite agent 121 including a powder of aluminum and a powder of a metal oxide for a thermite reaction in a casing of a metal material forming an external appearance. The oxide may be a mixture of some or all of iron (II) oxide, iron (III) oxide, and copper oxide, and aluminum and metal oxide may be mixed in a weight ratio of 1 to 2: 1. Here, when the aluminum and the metal oxide deviate from the weight ratio as described above, the reliability of the fusion may be lowered by having a limit for generating heat required for melting the fusion metal 110. Meanwhile, the casing of the metal material may be formed of a metal material such as carbon steel, but may be formed of a resin material such as plastic in some cases.

또한, 테르밋 발열유닛(120)은 내부에 전력케이블(130)로부터 전기에너지가 공급되는 전자석(122)이 설치됨으로써 자력에 의해 부착이 가능한 생산파이프(10)에 밀착되도록 부착될 수 있다.In addition, the thermite heating unit 120 may be attached to be in close contact with the production pipe 10 that can be attached by the magnetic force by installing an electromagnet 122 is supplied with electrical energy from the power cable 130 therein.

용착 금속(110)은 본 실시예에서처럼 테르밋 발열유닛(120)의 양측에 각각 연결될 수 있으며, 나아가서, 다수로 이루어진 테르밋 발열유닛(120) 각각과 번갈아가면서 교대로 일렬을 이루도록 연결될 수 있다. 이때, 전력케이블(130)은 테르밋 발열유닛(120) 각각에 연결될 수 있다. 또한, 융착 금속(110)과 테르밋 발열유닛(120)은 각각 원기둥 형상을 가지고서 일렬로 연결될 수 있고, 이로 인해 전체 형상이 원기둥 형상을 가짐으로써 생산파이프(10) 내의 이동을 용이하도록 한다. 이때, 전력케이블(130)은 융착 금속(110)과 테르밋 발열유닛(120)의 조립체 측부에 연결될 수 있다.The welding metal 110 may be connected to both sides of the thermite heating unit 120 as in the present embodiment, and may be connected to alternately form a row alternately with each of the thermite heating unit 120 having a plurality. At this time, the power cable 130 may be connected to each of the thermite heating unit (120). In addition, the fusion metal 110 and the thermite heating unit 120 may have a cylindrical shape, respectively, can be connected in a line, thereby facilitating the movement in the production pipe 10 by having a cylindrical shape. In this case, the power cable 130 may be connected to the assembly side of the fusion metal 110 and the thermite heating unit 120.

전력케이블(130)은 테르밋 발열유닛(120)에 연결되어 테르밋제(121)에 전기에너지를 인가함으로써 방전에 의해 테르밋 발열유닛(120)이 테르밋제(121)에 의해 테르밋 반응을 일으키도록 하고, 전자석(122)에 전원을 공급하기 위하여 일측으로부터 인출되는 인출라인(131)이 전자석(122)에 접속된다.The power cable 130 is connected to thermite heating unit 120 to apply electrical energy to thermite agent 121 so that thermite heating unit 120 causes thermite reaction by thermite agent 121 by discharging, In order to supply power to the electromagnet 122, a drawing line 131 drawn from one side is connected to the electromagnet 122.

도 3에 도시된 바와 같이, 전력케이블(130)은 생산파이프(10)에 삽입된 테르밋 발열유닛(120)과 함께 용착 금속(110)을 이송 및 지지하기 위한 와이어로서의 역할을 할 수 있으며, 테르밋 발열유닛(120)의 측부에 브라켓, 볼트 또는 결합 구조 등에 의해 고정될 수 있다. 한편, 전력케이블(130)은 테르밋 발열유닛(120)을 지지함으로써 테르밋 발열유닛(120)에 별도의 지지를 위한 와이어나 부재가 연결되지 아니한 경우, 테르밋 발열유닛(120)이 고온에서도 안정적으로 지지되도록 내열소재로 피복될 수 있다. As shown in FIG. 3, the power cable 130 may serve as a wire for transporting and supporting the weld metal 110 together with the thermite heating unit 120 inserted into the production pipe 10. The side of the heat generating unit 120 may be fixed by a bracket, bolt or coupling structure. On the other hand, the power cable 130 is supported by the thermite heating unit 120, if the wire or member for a separate support to the thermite heating unit 120 is not connected, the terminal heating unit 120 is stably supported even at high temperatures It may be coated with a heat resistant material as much as possible.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치(200)는, 용착 금속(210), 테르밋 발열유닛(220), 그리고 전력케이블(230)을 포함할 수 있다. 여기서, 용착 금속(210)과, 테르밋 발열 유닛(220)의 테르밋제 및 전자석 등의 구성은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치(100)에서 상세히 설명하였으므로 그 차이점 위주로 설명하기로 한다.As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the repair apparatus 200 for the submarine oilfield production pipe according to the second embodiment of the present invention includes a weld metal 210, a thermite heating unit 220, and a power cable 230. ) May be included. Here, the construction of the weld metal 210, the thermite and the electromagnet of the thermite heating unit 220 is described in detail in the repair device 100 of the submarine oilfield production pipe according to the first embodiment of the present invention, the difference mainly Let's explain.

본 실시예에서 용착 금속(210)은 테르밋 발열유닛(220)에 의해 감싸여질 수 있다. 이 때, 용착 금속(210)과 테르밋 발열유닛(220)은 각각 단일로 이루어지거나, 각각 다수개가 일렬로 접합 내지 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 본 실시예에서처럼 테르밋 발열유닛(220)은 융착 금속(210)의 외주면을 감싸도록 원통 형상을 가질 수 있고, 융착 금속(210)은 테르밋 발열유닛(220)의 내측에 끼워지는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 이때, 전력케이블(230)은 용착 금속(210)의 외주면에 고정되어 테르밋 발열유닛(220) 측에 연결될 수 있고, 이와 달리 테르밋 발열유닛(220)에 직접 고정되어 접속될 수 있다.In this embodiment, the weld metal 210 may be wrapped by the thermite heating unit 220. At this time, the welding metal 210 and the thermite heating unit 220 may be made of a single each, or may be configured such that each of the plurality is bonded or connected in a line. In addition, as in the present embodiment, the thermite heating unit 220 may have a cylindrical shape to surround the outer circumferential surface of the fusion metal 210, and the fusion metal 210 has a cylindrical shape fitted inside the thermite heating unit 220. Can have In this case, the power cable 230 may be fixed to the outer circumferential surface of the weld metal 210 and may be connected to the terminal heating unit 220. Alternatively, the power cable 230 may be directly fixed and connected to the terminal heating unit 220.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르 해저 유전 생산파이프의 보수 방법을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of repairing a subsea oilfield production pipe according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 방법은 용착금속과 테르밋 발열유닛을 연결하여 생산파이프에 삽입시키는 단계(S11)와, 용착 금속과 테르밋 발열유닛을 생산파이프의 파손부위에 위치시키는 단계(S12)와, 테르밋 반응에 의해 용착 금속을 파손부위에 용착시키는 단계(S13)를 포함한다.As shown in Figure 6, the repair method of the subsea oilfield production pipe according to an embodiment of the present invention by connecting the weld metal and thermite heating unit is inserted into the production pipe (S11), the weld metal and thermite heating unit The step (S12) and the step of depositing the weld metal on the damaged portion by the thermite reaction (S13).

도 3에 도시된 바와 같이, 트레밋 반응을 일으키기 위한 테르밋 발열유닛(120)에 용착 금속(110)을 연결시켜서 크리스마스 트리(christmas tree, 또는 X-mass tree) 내로 진입시켜서 생산파이프(10)의 내측에 삽입시킨다(S11). 여기서, 테르밋 발열유닛(120)은 내부에 알루미늄의 분말과 금속 산화물의 분말을 포함하는 테르밋제(121; 도 2에 도시)가 마련됨과 아울러, 금속 산화물이, 산화철(Ⅱ), 산화철(Ⅲ), 산화동 중 일부 또는 전부의 혼합으로 이루어지도록 하고, 알루미늄과 금속 산화물이 1～2 : 1의 중량비율로 혼합되도록 함은 앞서 설명한 바와 같다. As shown in FIG. 3, the welding metal 110 is connected to the thermite heating unit 120 for causing the tremit reaction to enter the Christmas tree or the X-mass tree, thereby producing the production pipe 10. It is inserted into the inside (S11). Here, the termite heating unit 120 is provided with a termite agent 121 (shown in FIG. 2) including a powder of aluminum and a powder of a metal oxide therein, and the metal oxide is iron oxide (II) or iron oxide (III). In this case, the copper oxide is mixed with some or all of the copper oxide, and the aluminum and the metal oxide are mixed at a weight ratio of 1 to 2: 1 as described above.

테르밋 발열유닛(120)은 용착 금속(110)과 함께 별도의 와이어를 이용하여 생산파이프(10) 내측에 삽입되거나, 본 실시예에서처럼 전력케이블(130)을 이용하여 생산파이프(10) 내측에 삽입될 수 있다. Thermite heating unit 120 is inserted into the production pipe 10 using a separate wire with the weld metal 110, or inserted into the production pipe 10 using the power cable 130 as in this embodiment. Can be.

그런 다음, 테르밋 발열유닛(120)과 용착 금속(110)을 미리 확인된 생산파이프(10) 내의 파손부위에 접하도록 위치시킨다(S12). 이때, 테르밋 발열유닛(120)의 내부에 설치된 전자석(122; 도 2에 도시)에 전력케이블(130)을 통해서 전기에너지를 공급함으로써 테르밋 발열유닛(120)과 용착 금속(110)이 전자석(122; 도 2에 도시)의 자력을 이용하여 생산파이프(110) 내의 파손부위에 밀착되도록 할 수 있다.Then, the thermite heating unit 120 and the weld metal 110 is positioned to contact the damaged portion in the production pipe 10 identified in advance (S12). In this case, thermite heating unit 120 and the weld metal 110 is supplied to the electromagnet 122 by supplying electrical energy to the electromagnet 122 (shown in FIG. 2) installed inside the thermite heating unit 120 through the power cable 130. 2 may be in close contact with the damaged part in the production pipe 110 by using the magnetic force of (shown in FIG. 2).

그리고, 테르밋 발열유닛(120)에 전력케이블(130)을 통해서 전기에너지를 인가하여 테르밋 발열유닛(120)의 내부에 위치하는 테르밋제(121; 도 2에 도시)가 테르밋 반응을 일으키고, 이 열로 인해 용착 금속(110)이 파손부위에 용착되도록 한다(S13). Then, thermite agent 121 (shown in FIG. 2) located inside the thermite heating unit 120 generates a thermite reaction by applying electric energy to the thermite heating unit 120 through the power cable 130. Due to the welding metal 110 to be welded to the damaged portion (S13).

한편, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 방법은 제 2 실시예에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치(200)에서도 동일하게 적용될 수 있다.On the other hand, the repair method of the submarine oilfield production pipe according to the present invention as described above can be equally applied to the repair apparatus 200 of the submarine oilfield production pipe according to the second embodiment.

이와 같이, 본 발명에 따른 해저 유전 생산파이프의 보수 장치 및 보수 방법에 의하면, 시추정(wellbore) 내부의 생산파이프(production tubing) 내에 발생한 파손부위에 융착 금속과 트레밋 발열유닛을 진입시킨 후, 테르밋 반응열로 융착 금속을 녹여서 파손부위를 보수하도록 하고, 이로 인해 파손부위를 융착 금속의 용융으로 확실하게 접합시킴으로써 생산파이프의 보수에 대한 신뢰성을 높이고, 생산파이프의 보수에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있다.As described above, according to the repairing apparatus and the repairing method of the submarine oilfield production pipe according to the present invention, after the fusion metal and the tremble heating unit are introduced into the damaged portion generated in the production pipe inside the wellbore, It repairs the damaged part by melting the melted metal by thermite reaction heat, and thereby reliably joins the damaged part by melting of the fused metal, thereby increasing the reliability of repairing the production pipe and reducing the cost and time required to repair the production pipe. Can be.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.

10 : 생산파이프 110,210 : 용착 금속
120,220 : 테르밋 발열유닛 121 : 테르밋제
122 : 전자석 130,230 : 전력케이블
131 : 인출라인10: production pipe 110,210: welded metal
120,220: thermite heating unit 121: thermite
122: electromagnet 130,230: power cable
131: withdrawal line

Claims (15)

해저 유전의 생산파이프(production tubing)의 보수 장치로서,
상기 생산파이프의 파손부위에 용착되기 위한 용착 금속;
상기 융착 금속에 연결되어 상기 용착 금속과 함께 상기 생산파이프에 삽입되도록 하고, 테르밋 반응에 의해 상기 용착 금속을 용융시키도록 하는 테르밋 발열유닛; 및
상기 테르밋 발열유닛에 연결되어 전기에너지를 인가함으로써 상기 테르밋 발열유닛이 테르밋 반응을 일으키도록 하는 전력케이블;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.As a repair device for production pipes of subsea oil fields,
A welding metal to be welded to the damaged portion of the production pipe;
A thermite heating unit connected to the fusion metal so as to be inserted into the production pipe together with the fusion metal and to melt the weld metal by a thermite reaction; And
A power cable connected to the thermite heating unit to apply electric energy to cause the thermite heating unit to generate a thermite reaction;
Repairing device of the submarine oilfield production pipe comprising a. 청구항 1에 있어서, 상기 용착 금속은,
상기 테르밋 발열유닛의 양측에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.The method according to claim 1, wherein the welding metal,
Repair device for a subsea oilfield production pipe, characterized in that connected to both sides of the thermite heating unit. 청구항 2에 있어서, 상기 용착 금속은,
상기 테르밋 발열유닛과 번갈아가면서 교대로 연결되는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.The method of claim 2, wherein the welding metal,
Repair device for a subsea oilfield production pipe, characterized in that alternately connected to the thermite heating unit alternately. 청구항 2에 있어서, 상기 융착 금속과 상기 테르밋 발열유닛은,
각각 원기둥 형상을 가지고서 일렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.The method of claim 2, wherein the fusion metal and thermite heating unit,
Repair device for subsea oilfield production pipes, each having a cylindrical shape connected in a row. 청구항 1에 있어서, 상기 융착 금속은,
상기 테르밋 발열유닛에 의해 감싸여지는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.The method of claim 1, wherein the fusion metal,
Repair device for a subsea oilfield production pipe, characterized in that wrapped by the thermite heating unit. 제 5 항에 있어서, 상기 테르밋 발열유닛은,
상기 융착 금속의 외주면을 감싸도록 원통 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.The method of claim 5, wherein the thermite heating unit,
And a cylindrical shape to surround the outer circumferential surface of the fusion metal. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테르밋 발열유닛은,
내부에 알루미늄의 분말과 금속 산화물의 분말을 포함하는 테르밋제가 마련되는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.According to any one of claims 1 to 6, The thermite heating unit,
An apparatus for repairing a subsea oilfield production pipe, wherein a thermal agent comprising a powder of aluminum and a powder of a metal oxide is provided inside. 제 7 항에 있어서, 상기 테르밋제는,
상기 금속 산화물이 산화철(Ⅱ), 산화철(Ⅲ), 산화동 중 일부 또는 전부의 혼합으로 이루어지고, 상기 알루미늄과 상기 금속 산화물이 1～2 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.The method according to claim 7, wherein the termit agent,
The metal oxide is composed of a mixture of some or all of iron (II) oxide, iron (III) oxide, copper oxide, and the aluminum and the metal oxide is mixed at a weight ratio of 1 to 2: 1 Repair device for pipes. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테르밋 발열유닛은,
내부에 상기 전력케이블로부터 전기에너지가 공급되는 전자석이 설치되는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.According to any one of claims 1 to 6, The thermite heating unit,
Repair device for submarine oilfield production pipe, characterized in that the electromagnet that is supplied with electrical energy from the power cable is installed inside. 해저 유전의 생산파이프(production tubing)의 보수 장치로서,
상기 생산파이프의 파손부위에 용착되기 위한 용착 금속; 및
상기 융착 금속에 연결되고, 테르밋 반응에 의해 상기 용착 금속을 용융시키도록 하는 테르밋 발열유닛을 포함하고,
상기 테르밋 발열유닛은,
상기 융착 금속과 함께 상기 생산파이프의 내측에 삽입되고, 외부로부터 인가되는 전기에너지에 의해 테르밋 반응을 일으켜서 상기 용착 금속을 용융시켜서 상기 생산파이프의 파손부위에 용착되도록 하는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 장치.As a repair device for production pipes of subsea oil fields,
A welding metal to be welded to the damaged portion of the production pipe; And
It is connected to the fusion metal, and comprises a thermite heating unit for melting the weld metal by thermite reaction,
Thermite heating unit,
It is inserted into the inside of the production pipe together with the fusion metal, causing a thermite reaction by the electrical energy applied from the outside to melt the weld metal to be welded to the damaged portion of the production pipe, characterized in that the seabed Repair device. 해저 유전의 생산파이프(production tubing)의 보수 방법으로서,
테르밋 반응을 일으키기 위한 테르밋 발열유닛에 용착 금속을 연결시켜서 상기 생산파이프의 내측에 삽입시키는 단계;
상기 테르밋 발열유닛과 상기 용착 금속을 상기 생산파이프 내의 파손부위에 접하도록 위치시키는 단계; 및
상기 테르밋 발열유닛에 전기에너지를 인가하여 상기 테르밋 발열유닛이 테르밋 반응을 일으켜서 상기 용착 금속이 상기 파손부위에 용착되도록 하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 방법.As a method of repairing production pipes of subsea oil fields,
Connecting the welding metal to a thermite heating unit for causing a thermite reaction and inserting it into the production pipe;
Positioning the thermite heating unit and the weld metal to be in contact with a break in the production pipe; And
Applying electric energy to the thermite heating unit to cause the thermite heating unit to generate a thermite reaction so that the weld metal is welded to the damaged portion;
Repair method of subsea oilfield production pipe comprising a. 제 11 항에 있어서, 상기 테르밋 발열유닛과 상기 용착 금속을 삽입하는 단계는,
상기 테르밋 발열유닛의 내부에 알루미늄의 분말과 금속 산화물의 분말을 포함하는 테르밋제가 마련되도록 하는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 방법.The method of claim 11, wherein the step of inserting the thermite heating unit and the weld metal,
And thermite agent comprising a powder of aluminum and a powder of metal oxide is provided inside the thermite heating unit. 제 12 항에 있어서, 상기 테르밋 발열유닛과 상기 용착 금속을 삽입하는 단계는,
상기 금속 산화물로서, 산화철(Ⅱ), 산화철(Ⅲ), 산화동 중 일부 또는 전부의 혼합으로 이루어지도록 하고, 상기 알루미늄과 상기 금속 산화물이 1～2 : 1의 중량비율로 혼합되도록 하는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 방법.The method of claim 12, wherein the step of inserting the thermite heating unit and the weld metal,
The metal oxide may be a mixture of some or all of iron oxide (II), iron oxide (III), and copper oxide, and the aluminum and the metal oxide may be mixed in a weight ratio of 1 to 2: 1. Repair method of subsea oilfield production pipe. 제 11 항에 있어서, 상기 테르밋 발열유닛과 상기 용착 금속을 위치시키는 단계는,
상기 테르밋 발열유닛의 내부에 설치되어 전력케이블로부터 전기에너지가 공급되는 전자석을 이용하여 상기 생산파이프의 파손부위에 부착되도록 하는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 방법.The method of claim 11, wherein the step of positioning the thermal heating unit and the weld metal,
Repairing method of the submarine oilfield production pipe, characterized in that attached to the damaged portion of the production pipe by using an electromagnet is installed inside the thermite heating unit is supplied with electrical energy from the power cable. 해저 유전의 생산파이프(production tubing)의 보수 방법으로서,
용착 금속을 상기 생산파이프의 내부로 삽입시켜 테르밋 반응에 의해 상기 생산파이프의 파손부위에 용착 금속을 용착시켜 보수하는 것을 특징으로 하는 해저 유전 생산파이프의 보수 방법.As a method of repairing production pipes of subsea oil fields,
And a weld metal is inserted into the production pipe to weld and repair the weld metal on the damaged portion of the production pipe by a thermite reaction.
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