KR20140001798U

KR20140001798U - 라이저 이송 브릿지

Info

Publication number: KR20140001798U
Application number: KR2020120008381U
Authority: KR
Inventors: 박진표
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-03-27

Abstract

가변암의 길이 신축에 의해 회동하는 라이저 이송 브릿지가 개시된다. 본 고안의 실시 예에 따른 라이저 이송 브릿지는 시추선의 라이저 저장소 말단부에 위치하는 브릿지 연결부, 브릿지 연결부와 회동가능하게 연결되며 시추선의 드릴 플로어와의 이동통로로 이용되는 브릿지, 및 브릿지의 제1연결부에 일단이 연결되고 타단은 브릿지 연결부의 회전축과 분리된 위치에 존재하는 제2연결부에 연결되며, 길이 신축에 의해 브릿지를 회동시키는 가변암을 포함한다.

Description

라이저 이송 브릿지{RISER TRANSFERRING BRIDGE}

본 고안은 라이저 이송 브릿지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 라이저 저장소와 드릴 플로어 사이에 개방 가능하도록 연결되는 라이저 이송 브릿지에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업발전 추이에 따라, 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다. 즉, 종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 드릴쉽이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.

이들 시추선에는 시추 작업 시 분출되는 진흙, 모래, 자갈과 같은 머드럼프를 회수하고 시추 파이프를 보호하는 라이저가 사용된다. 이들 라이저는 시추 작업 시에는 라이저 보관소로부터 드릴 플로어를 거쳐 문풀로 운반되고 시추 작업이 종료되면 그 반대의 경로를 통해 다시 라이저 보관소로 운반된다.

일반적으로 리그선이나 고정식 플랫폼 방식의 시추선에서의 라이저 운반은, 붐 크레인(boom crane)의 그립을 이용하여 라이저를 집어 올려 통상적인 컨베이어 시스템을 통해 운반하는 것이 일반적이다. 이 때 예기치 않게 발생되는 이상 고압이 시추 파이프를 타고 올라오는 것을 해저의 지표면에서 차단하기 위한 BOP(blow out preventer)와 이를 운반하기 위한 크레인이 시추선의 중앙에 설치되어 있어, 라이저 보관소와 문풀이 위치하는 드릴 플로어가 분리될 수 밖에 없다.

라이저 이송을 위해서는 라이저 보관소와 드릴 플로어를 연결할 수 있는 브릿지가 필요하다. 다만, 분리된 공간으로 BOP와 크레인이 이동하기 위하여 붐 크레인 등에 의해 브릿지가 일시적으로 제거되어야 한다. 이 때 브릿지를 보관할 수 있는 장소를 확보하는 것이 공간문제로 여의치 않으며, 작업에 시간이 상당 소요되는 문제가 있다. 또한 크레인에 의해 브릿지가 올려진 경우 위험요소로 작용하며, 사용가능한 크레인이 없는 경우에는 BOP를 이동할 수 없는 문제가 있다. 또한 브릿지를 다시 복귀시키는 경우 정교한 작업의 어려움으로 인해 파손 위험 및 작업 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

한국 공개특허공보 10-2011-0009086에는 해양 시추용 선박이 개시되어 있다.

본 고안의 실시 예는 붐 크레인을 이용하하여 라이저 이송 브릿지를 일시적으로 제거하지 않고서도 BOP를 저장 장소에서 메인 웰로 이동시킬 수 있는 라이저 이송 브릿지를 제공하고자 한다.

본 고안의 일 측면에 따르면, 시추선의 라이저 저장소 또는 드릴 플로어와 회동 가능하게 연결되는 브릿지 연결부; 상기 브릿지 연결부와 연결되며 상기 시추선의 드릴 플로어와 라이저 저장소의 연결통로로 이용되는 브릿지; 및 상기 브릿지의 제1연결부에 일단이 연결되고 타단은 상기 브릿지 연결부의 회전축과 분리된 위치에 존재하는 제2연결부에 연결되며, 길이 신축에 의해 상기 브릿지를 회동시키는 가변암;을 포함할 수 있다.

상기 제2연결부는 상기 브릿지 연결부의 회전축 수직 하방에서 상기 브릿지의 길이방향으로 전진한 곳에 위치하고, 상기 브릿지는 상기 가변암의 신장에 의해 상향으로 회전하는 라이저 이송 브릿지가 제공될 수 있다.

상기 제2연결부는 상기 브릿지 연결부의 회전축 수직 하방에서 상기 브릿지의 길이방향의 반대 방향으로 후퇴한 곳에 위치하고, 상기 브릿지는 상기 가변암의 수축에 의해 하향으로 회전하는 라이저 이송 브릿지가 제공될 수 있다.

상기 브릿지가 수직으로 회전하여 개방된 경우 상기 제1연결부와 상기 제2연결부가 수직방향으로 위치하는 라이저 이송 브릿지가 제공될 수 있다.

본 고안의 실시 예에 따른 라이저 이송 브릿지는 수직방향으로 회동함으로써, BOP 이동에 방해되지 않도록 라이저 이송 브릿지의 위치를 조정하는 데 걸리는 시간 및 비용을 감소시킬 수 있다. 또한 너클 붐 크레인에 의해 들어올려진 라이저 이송 브릿지가 시추선의 요동 등에 의해 흔들림으로 인한 위험요소로부터 안전할 수 있다. 또한 라이저 이송 브릿지를 정확하고 빠른 시간 내에 원래 위치로 복귀시킬 수 있다. 또한 너클 붐 크레인의 작용 여부와 관계없이 어느 때든지 라이저 이송 브릿지를 BOP 이동통로로부터 위치 조정할 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 라이저 이송 브릿지가 드릴 플로어와 연결된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 라이저 이송 브릿지가 BOP 이동을 위해 위로 회전한 상태를 나타내는 측면도이다.
도 3은 제1연결부의 위치가 회전축에 가까운 경우 회동범위를 나타내는 측면도이다.
도 4는 제1연결부의 위치가 회전축에서 먼 경우 회동범위를 나타내는 측면도이다.
도 5는 제2연결부의 위치가 회전축에서 더 전방으로 이동한 경우 회동범위를 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 라이저 이송 브릿지가 드릴 플로어와 연결된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 라이저 이송 브릿지가 BOP 이동을 위해 아래로 회동한 상태를 나타내는 측면도이다.

이하에서는 본 고안의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에 소개되는 실시 예들은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 고안의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 고안은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 고안을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 라이저 이송 브릿지(30)가 드릴 플로어(20)와 연결된 상태를 나타내는 측면도이고, 도 2는 BOP 이동을 위해 위로 회전한 상태를 나타내는 측면도이다.

본 고안의 일 실시 예에 따른 라이저 이송 브릿지(30)는 도 1에 도시한 바와 같이, 시추선의 라이저 저장소(10) 또는 드릴 플로어(20)와 연결되는 브릿지 연결부(200), 라이저 저장소(10)와 시추선의 드릴 플로어(20) 사이에 이동통로로 이용되는 브릿지(100), 및 브릿지(100)를 회동 가능하게 하는 가변암(300)을 포함한다.

브릿지 연결부(200)는 라이저 저장소(10)와 브릿지(100)를 회동 가능하게 연결하기 위한 부분이다. 브릿지 연결부(200)의 구성은 종래의 힌지 구조 등을 이용하며 회전축(210)을 중심으로 회전하는 것이라면 그 형태 등을 묻지 않고 본 고안의 범위에 포함된다.

브릿지 연결부(200)는 라이저 저장소(10)와 브릿지(100)를 연결하기 위해 브릿지(100)의 말단에 위치하는 것이 보통이나, 이에 한정되지 않고 브릿지(100)의 말단이 아닌 곳에 위치할 수도 있다. 도 1 내지 7에서는 브릿지(100)와 회전축(210)을 공유하는 별개의 부재로서의 브릿지 연결부(200)를 도시하였지만, 이 뿐 아니라 브릿지(100)와 일체로서 연결되는 브릿지 연결부(200)를 포함한다.

브릿지(100)와 일체로서 연결되는 브릿지 연결부(200)인 경우, 브릿지 연결부(200)와 연결되는 라이저 저장소(10)에는 브릿지 연결부(200)와 회전축(210)을 공유할 수 있는 라이저 저장소(10) 연결부가 포함된다. 기존의 라이저 저장소(10)에 라이저 저장소(10) 연결부 부재를 결합하는 방식 등에 의하여 기존의 라이저 저장소(10)를 그대로 사용하는 것이 가능하다.

도 1 내지 도 7에서는 라이저 저장소(10)와 회동 가능하게 연결되는 브릿지 연결부(200)를 개시하였으나 브릿지 연결부(200)는 드릴 플로어(20)와 회동 가능하게 연결되는 것을 포함한다.

브릿지(100)는 브릿지 연결부(200)와 연결되며 라이저 저장소(10)와 드릴 플로어(20)를 연결하는 연결통로로 이용된다. 라이저(미도시)는 시추 작업 시에 라이저 보관소(미도시)로부터 드릴 플로어(20)로 이송되며, BOP(미도시) 운반 등을 위한 분리 공간(50)을 연결하기 위해 브릿지(100)가 이용된다. 또한 브릿지(100)는 작업자가 이동할 수 있는 이동통로로서도 이용된다. 시추 작업이 종료된 경우에는 역방향으로 드릴 플로어(20)에서 브릿지(100)를 지나 라이저 저장소(10)로 이송된다.

라이저 저장소(10)와 드릴 플로어(20) 사이의 분리 공간(50)을 통하여 BOP(미도시)가 저장 장소(미도시)로부터 메인 웰(미도시)로 이송된다. 이 때 BOP(미도시) 이송에는 크레인(미도시)을 이용하며, 크레인(미도시)은 분리 공간(50)에 놓인 레일(미도시)을 통해 이동한다. 이처럼 라이저(미도시)를 이용하거나 회수할 경우에는 브릿지(100)가 필요하고, BOP(미도시)를 크레인(미도시)을 이용하여 이송할 경우에는 브릿지(100)가 제거되어야 한다. 브릿지(100)의 제거의 어려움과 보관의 문제, 브릿지(100)를 제거할 크레인(미도시)이 사용될 수 없는 경우 등의 문제를 해결하고, 브릿지(100)의 연결 및 개방을 쉽게 하기 위하여 회동 가능한 브릿지(100)를 이용한다.

브릿지(100)를 회동 가능하게 하기 위해 가변암(300)을 이용한다. 가변암(300)은 실린더, 스크류 등을 이용하여 길이 신장이 가능한 부재이다. 가변암(300)은 브릿지(100)에 위치하는 제1연결부(310)에 일단이 연결되고 타단은 브릿지 연결부(200)와 떨어진 위치에 존재하는 제2연결부(320)에 연결된다.

도 3은 제1연결부(310)의 위치가 회전축(210)에 가까운 경우 회동범위를, 도 4는 제1연결부(310)의 위치가 회전축(210)에서 먼 경우 회동범위를 나타내는 측면도이다.

제1연결부(310)는 브릿지(100)의 하단에 위치하는 것이 보통이나 측면 또는 상단에 위치하는 것도 무방하다. 제1연결부(310)가 회전축(210)에 가까이 위치하는 경우 제2연결부(320)와의 거리가 가까워져 가변암(300)의 길이는 줄어든다. 또한 개방하면서 증가하는 가변암(300)의 길이 신장 정도가 크기 않다. 반면에 제1연결부(310)가 회전축(210)과 멀리 위치하는 경우 제2연결부(320)와의 거리가 멀어져 가변암(300)의 길이는 늘어난다. 또한 개방하면서 증가하는 가변암(300)의 길이 신장 정도가 크게 된다. 가변암(300)의 길이가 짧아질수록 무게가 감소하고 경제적인 이점이 있다.

그러나 제1연결부(310)가 회전축(210)에 가까이 위치하는 경우, “토크(회전력, T) = 외력(F) 회전축(210)에서 힘이 가해지는 지점까지의 거리(d) (”에서 d가 작아져 토크가 작아지게 되는 문제가 있다. 반대로 제1연결부(310)가 회전축(210)에서 먼 곳에 위치하는 경우, d는 커지지만 가 작아져서 토크가 작아지는 문제가 있다.

계산을 통해 동일한 외력(F)를 통해 가장 큰 토크를 낼 수 있는 제1연결부(310)의 위치를 찾는 것이 중요하다.

제2연결부(320)는 회전축(210)과 분리된 위치에 존재한다. 도 3에는 회전축(210)의 수직 하방에서 브릿지(100)의 길이방향으로 전진한 곳에 위치하는 제2연결부(320)가 도시되어 있다. 브릿지(100)의 길이방향이란, 회전축(210)으로부터 브릿지(100)의 길이방향으로 멀어지는 쪽을 말한다.

도 1 내지 4에서 브릿지(100)가 수직방향으로 회동한 경우 제1연결부(310)와 수직방향으로 일치하는 곳에 위치하는 제2연결부(320)를 도시하였다.

도 5는 제2연결부(320)의 위치가 회전축(210)에서 더 전방으로 이동한 경우 회동범위를 나타내는 측면도이다.

제2연결부(320)가 회전축(210)에서 도 1 내지 4에서 도시한 제2연결부(320)의 위치보다 더 전방으로(브릿지(100)의 길이방향으로) 이동하면 브릿지(100)의 회동범위는 90도를 넘게 되어 수직범위 이상으로 회동이 가능해 진다. 다만, 제2연결부(320)가 앞으로 돌출하면서 BOP(미도시) 또는 크레인(미도시)의 이동에 방해요소 될 가능성이 있다.

도 6은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 라이저 이송 브릿지(40)가 드릴 플로어(20)와 연결된 상태를 나타내는 측면도이고, 도 7은 BOP(미도시) 이동을 위해 아래로 회동한 상태를 나타내는 측면도이다.

브릿지(400)는 위로 회동하는 것뿐 만 아니라 아래로 회동하는 것을 포함한다. 위로 회동할 것인지 아래로 회동할 것인지는 선박의 주변 구조물의 위치 등에 따라 결정될 것이다.

브릿지(400)가 아래로 회동하는 경우에는 제2연결부(620)의 위치가 회전축(510) 수직 하방에서 브릿지(400)의 길이방향으로 전진한 곳에서, 회전축(510) 수직 하방에서 브릿지(400)의 길이방향 반대방향으로 후퇴한 곳에 위치하는 차이가 있다. 이 뿐만 아니라, 위로 회동하는 경우에는 가변암(600)이 신장되면서 브릿지(400)가 개방되었던 것에 반하여, 아래로 회동하는 경우에는 가변암(600)이 수축되면서 브릿지(400)가 개방되는 차이가 있다.

본 고안은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 라이저 저장소, 20: 드릴 플로어
30,40: 라이저 이송 브릿지, 50: 분리 공간,
100,400: 브릿지, 200,500: 브릿지 연결부,
210,510: 회전축, 300,600: 가변암,
310,610: 제1연결부, 320,620: 제2연결부,

Claims

시추선의 라이저 저장소 또는 드릴 플로어와 회동 가능하게 연결되는 브릿지 연결부;
상기 브릿지 연결부와 연결되며 상기 시추선의 드릴 플로어와 라이저 저장소의 연결통로로 이용되는 브릿지; 및
상기 브릿지의 제1연결부에 일단이 연결되고 타단은 상기 브릿지 연결부의 회전축과 분리된 위치에 존재하는 제2연결부에 연결되며, 길이 신축에 의해 상기 브릿지를 회동시키는 가변암;을 포함하는 라이저 이송 브릿지.
제1항에 있어서,
상기 제2연결부는 상기 브릿지 연결부의 회전축 수직 하방에서 상기 브릿지의 길이방향으로 전진한 곳에 위치하고,
상기 브릿지는 상기 가변암의 신장에 의해 상향으로 회전하는 라이저 이송 브릿지.
제1항에 있어서,
상기 제2연결부는 상기 브릿지 연결부의 회전축 수직 하방에서 상기 브릿지의 길이방향의 반대 방향으로 후퇴한 곳에 위치하고,
상기 브릿지는 상기 가변암의 수축에 의해 하향으로 회전하는 라이저 이송 브릿지.
제2항에 있어서,
상기 브릿지가 수직으로 회전하여 개방된 경우 상기 제1연결부와 상기 제2연결부가 수직방향으로 위치하는 라이저 이송 브릿지.