KR20140097179A

KR20140097179A - 부유식 해양 설비 및 웰 시추 방법

Info

Publication number: KR20140097179A
Application number: KR1020147013211A
Authority: KR
Inventors: 필립 라브휘저
Original assignee: 토탈 에스에이
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2014-08-06
Also published as: US20160221648A1; US9341025B2; KR101952355B1; BR112014008875A2; WO2013057166A3; EA025077B1; US20140318863A1; US9341024B2; US20140231089A1; CN104011317A; EA201400479A1; US9493217B2; AU2012324909A1; WO2013057166A2; EP2769047A2; EP2769047B1; CY1121487T1; MY170439A; ZA201402589B; AP2014007586A0

Abstract

본 발명에 실시예를 따른 해양 탄화수소 생성을 위한 부유식 해양 설비는 상부 데크 및 하부 데크, 하부 데크에 위치한 웰 베이(well bay), 상부 및 하부 데크 사이에 위치한 카트, 및 하부 데크 위에 위치한 시추 리그(drilling rig)를 포함하는 해양 탄화수소 생산을 위한 부유식 해양 설비로서, 상기 웰 베이는 복수의 시추슬롯 및 상기 시추슬롯을 둘러싸는 복수의 생산슬롯으로 구성되고, 각 생산슬롯은 웰이 상기 생산슬롯에 이웃한 시추슬롯에서 완료된 후 생산라이저를 수용하도록 설계되며, 복수의 시추슬롯은 하부 데크 내에 하나의 개구를 형성하며,상기 카트는 시추라이저(drilling riser) 를 지지하고 복수의 시추슬롯의 상기 하나의 개구 내의 상기 시추라이저와 함께 이동할 수 있으며, 상기 시추 리그는 상부 데크에 위치하고, 상기 시추 리그는 시추슬롯 내의 시추라이저를 이용하여 웰을 시추하는 카트 위에 정렬되어 위치되기 위해 웰 베이 위에서 이동할 수 있는 부유식 해양 설비에 관한 것이다.

Description

부유식 해양 설비 및 웰 시추 방법{A floating offshore facility and a method for drilling a well}

본 발명은 해양 탄화수소 생산을 위한 부유식 해양 설비에 관한 것이다.

본 발명은 더 정확하게는 해양 탄화수소 생산을 위한 부유식 해양 설비에 관한 것이다.

심해의 웰로부터 탄화수소의 생산을 위해, 인장 레그 플랫폼(tension leg platform, TLP)이 사용될 수 있다. TLP는 구조의 무거운 움직임을 제거하기 위해서 해저에 묶여 있는 부유식 구조물이다. 해저에서 시추되는 웰은 복수의 생산라이저(튜브)를 통하여 부유식 구조물 위헤 적합한 생산 장비들에 연결되어 있다. 따라서 벨브들(trees)은 부유식 설비의 건조한 환경 안에 바닷물로부터 벗어나 위치한다. 이러한 트리들(trees) 때문에, 웰의 유지보수(maintenance)뿐만 아니라 웰 개입(well intervention)이 더 쉬워졌다.

일부 TLP는 웰들을 완료하며 시추하고 웰들 내부에 요구되는 유지 보수(maintnenance) 작업들을 수행하기 위해서 시추 리그(drilling rig)를 수용할 수 있다.

상기 TLP는 부유식 설비에 적어도 두 개의 다른 위치에 놓기 위해 상부 데크에서 이동할 수 있는 시추 리그를 구비하는 것으로 알려졌다. 따라서, 설비에서 복수의 웰을 시추하는 것이 가능해졌으며, 상기 웰들은 기결정되 최대 거리로 서로 분리되어 있다.

사용된 방법에 따르면, 제 1 위치에 설치된 시추라이저 및 폭발방지기는 제 2 위치에 시추라이저 및 폭발방지기를 설치하기 위해서 분리되고 제거된다. 하지만, 상기 방법은 많은 비용과 시간이 걸린다.

다른 방법에 따르면, 설비는 두개의 시추라이저 및 두개의 폭발방지기를 장착한다. 하지만, 이러한 장비들은 비싸다.

본 발명의 목적은 부유식 해양 설비 서로 다른 거리에 있는 복수의 웰을 해저에서 시추할 수 있는 부유식 해양 설비를 제공하는 것이다.

상기한 효과를 위해서, 본 발명에 실시예를 따른 해양 탄화수소 생성을 위한 부유식 해양 설비는:

-상부 데크 및 하부 데크;

-하부 데크에 위치한 웰 베이(well bay);

-상부 및 하부 데크 사이에 위치한 카트; 및

-하부 데크 위에 위치한 시추 리그(drilling rig);

를 포함하는 해양 탄화수소 생산을 위한 부유식 해양 설비로서,

상기 웰 베이는 복수의 시추슬롯 및 상기 시추슬롯을 둘러싸는 복수의 생산슬롯으로 구성되고, 각 생산슬롯은 웰이 상기 생산슬롯에 이웃한 시추슬롯에서 완료된 후 생산라이저를 수용하도록 설계되며, 복수의 시추슬롯은 하부 데크 내에 하나의 개구를 형성하며,

상기 카트는 시추라이저(drilling riser) 를 지지하고 복수의 시추슬롯의 상기 하나의 개구 내의 상기 시추라이저와 함께 이동할 수 있으며,

상기 시추 리그는 상부 데크에 위치하고, 상기 시추 리그는 시추슬롯 내의 시추라이저를 이용하여 웰을 시추하는 카트 위에 정렬되어 위치되기 위해 웰 베이 위에서 이동할 수 있는 부유식 해양 설비이다.

이러한 특징들 덕분에, 시추라이저는 시추되고 완료된 웰로부터 분리될 수 있으며, 시추라이저는 뽑히지 않고 시추라이저의 모든 튜브와 분리되지 않으며 다른 위치의 웰 베이 안으로 이동할 수 있다. 많은 시간이 절약되며 작업 비용이 감소한다.

추가적으로, 상부 데크는 어떠한 생산장치도 포함하지 않으며 시추 도구들을 설치하는데 자유롭다.

게다가, 웰들은 좀 더 유동적인 시간순서에 따라 해저의 모든 곳에서 시추될 수 있다. 제 1 웰은 해저의 제 1 위치에서 시추될 수 있으며, 제 2 웰이 제 1 웰의 반대편인 제 2 위치에 있더라도 제 1 웰의 시추 후에, 제 2 웰은 쉽게 시추될 수 있다.

설비의 다양한 실시예에서, 하나 및/또는 다른 다음의 특징들은 선택적으로 포함될 수 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 설비는 카트 내에 위치하고 시추라이저 위에 연결된 폭발방지기를 더 포함한다. 폭발방지기는 폭발방지기가 시추라이저로부터 분리되지 않고 시추라이저와 함께 카트에 의해서 이동할 수 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 하부 데크 위에 수직하게 지지되고 베이 ?향을 따라 세로방향으로 이동하기 위해서 카트는 하부 데크 상의 스키드 레일(skid rail)에 놓여지며, 상기 베이 방향에 수직한 측면 방향을 따라 측면으로 유지되기 위해서 카트는 상부 데크의 세로 빔들과 측면으로 접촉한다.

본 발명의 양태에 따르면, 시추슬들롯은 베이 방향을 따라 서로 옆에 정렬된다.

본 발명의 양태에 따르면, 웰 베이는 3개의 행 및 적어도 9개의 열을 구비하는 슬롯들의 행렬격자(matrix grid)를 따라 배열되며, 외부 슬롯들은 생산슬롯들이며 내부 슬롯들은 시추슬롯이다.

본 발명의 양태에 따르면, 행렬격자는 적어도 4새의 시추슬롯 및 14개의 생산 슬롯들을 구비하기 위해 6개 이상의 열을 포함한다.

본 발명의 양태에 따르면, 생산슬롯들 과 시추슬롯들은 같은 크기를 구비한다.

본 발명의 양태에 따르면, 어떤 시추슬롯도 슬롯을 닫기 위한 강성 빔 및 전환될 시추슬롯 내에 생산라이저를 설치함으로써 생산슬롯(15)으로 전환될 수 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 시추라이저가 라이저 방향을 따라 전후로 이동할 수 있도록, 카트는 라이저 방향을 따라 카트 내의 시추라이저를 안내하는 안내 조립체를 포함한다.

본 발명의 양태에 따르면, 폭발방지기가 시추라이저에서 분리되지 않고 시추라이저와 함께 카트에 의해서 이동하기 위해서, 시추라이저 위에 연결되어 카트 내에 위치한 폭발방지기를 더 포함하며, 안내 조립체는 적어도 라이저 방향을 따라 카트 내의 폭발방지기 및 시추라이저를 함께 안내한다.

본 발명의 양태에 따르면, 카트는 카트에 시추라이저를 끌어 당기는 시추라이저 상에 인장력을 유지하기 위한 인장 조립체(tension assembly)를 포함한다.

본 발명의 양태에 따르면, 카트는 복수의 빔으로 구성된 하우징 케이지(housing cage) 및 안내 조립체를 포함하며,

상기 안내 조립체는:

-라이저 방향에 실질적으로 수직한 방향을 따라 하우징 케이지 안으로 연장되고, 하우징 케이지에 속하는 측면 빔들과 미끄럼 접촉하며, 연결 지지대 위에 측면으로 연장되고 시추라이저에 고정된 인장 링을 경유하여 시추라이저에 연결되는 연결 지지대(conneting support); 및

-폭방방지기에 연결되고, 하우징 케이지에 속하는 측면 빔들에 폭발방지기 사이의 하우징 케이지 안으로 연장되는 안내 지지대(guiding support):를 포함하며,

안내 지지대는 측면 빔들과 미끄럼 접촉하며,

인장 조립체는 하우징 케이지 및 연결 지지대에 연결된 적어도 하나의 피스톤을 포함하며, 상기 피스톤은 인장력을 생성하기 위해서 조정된다.

발명의 다른 목적은 웰 시추 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 해양 탄화수소 생상을 위한 부유식 해양 설비에서 시행될 웰 시추 방법으로서,

상기 뷰유식 해양 설비는:

-상부 데크 및 하부 데크;

-하부 데크에 위치한 웰 베이(well bay);

-상부 및 하부 데크 사이에 위치한 카트; 및

-하부 데크 위에 위치한 시추 리그(drilling rig);

상기 시추 리그는 상부 데크에 위치하고, 상기 시추 리그는 시추슬롯 내의 시추라이저를 이용하여 웰을 시추하는 카트 위에 정렬되어 위치되기 위해 웰 베이 위에서 이동할 수 있는 부유식 해양 설비이며,

상기 방법은 초기단계를 포함하는 웰 시추 방법으로서,

상기 초기단계는:

-시추슬롯에 카트를 이동하는 단계;

-카트 위에 정렬하여 시추 리그를 위치시키는 단계; 및

-해저의 웰에 시추라이저를 연결하는 단계; 를 포함하는 웰 시추 방법이다.

이러한 특징 때문에, 복수의 웰들이 깊은 해저에서 시추될 수 있으며 다른 복수의 웰들이 동시에 탄화 수소를 제공할 수 있다. 제 1 웰이 생산이 준비되고 완료된 후에 새로운 웰에서 빨리 시추를 시작할 수 있다. 해저에서 시추될 웰의 위치들은 먼 거리에 서로 떨어질 수 있다. 설비에 연결된 웰들의 수가 증가한다.

상기 방법의 선호된 실시예들은, 하나 및/또는 다른 다음의 특징들을 선택적으로 포함될 수 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 초기단계 후 시추 단계를 더 포함하는 웰 시추 방법으로서,

상기 시추 단계는:

-설비 상의 시추슬롯으로부터 웰을 완성 및 시추하는 단계;

-해저의 웰로부터 시추라이저를 분리하는 단계; 및

-초기 단계 및 시추 단계는 다른 웰을 시추하기 위한 다른 시추슬롯(14)에서 반복되는 단계를 포함하는 웰 시추 방법이다.

본 발명의 양태에 따르면, 상기 분리하는 단계 후 생산 단계들을 더 포함하는 웰 시추 방법으로서, 생산 단계들은 시추슬롯에 이웃하는 생산슬롯에 생산라이저를 설치하는 단계 및 탄화수소 생성이 준비되고 완료된 해저에 웰에 생산라이저를 연결하는 단계인 웰 시추 방법이다.

본 발명의 양태에 따르면, 설비는 카트 내에 위치하며 시추라이저 위에 연결되는 폭발방지기를 더 포함하며, 상기 방법의 초기 단계 동안에, 카트가 시추라이저로부터 폭발방지기의 분리 없이 시추라이저 및 폭발방지기를 함께 이동시키는 웰 시추 방법이다.

본 명세서에 포함되어 있음.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 수반되는 도면들을 참조하여 비-제한적인 예에 의한 실시예의 다음의 상세한 설명으로 분명해질 것이다.
-도 1은 본 발명에 따른 부유식 해양 설비의 사시도이다.
-도 2는 바다에서 도 1에 도시된 상기 설비의 측면도이며 해저에 부유식 해양 설비로부터 웰들까지 연장되는 복수의 생산라이저 및 시츄라이저를 도시한다.
-도 3은 수평 방향으로 상기 설비의 주위에 웰들의 위치를 도시하는 도 2의 상면도이다.
-도 4는 상부 데크 및 하부 데크 사이를 도시한 더 자세한 방법으로 웰 베이(well bay)를 도시하는, 도 1의 설비의 상부 절단도이다.
-도 5는 도 1의 설비의 상부 데크 및 하부 데크 사이에 포함된 카트(cart)의 사시도이다.
-도 6은 도 1의 설비를 사용하여 웰을 시추하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

다양한 도면에서, 같은 참조 부호들은 동일하거나 유사한 요소들을 나타낸다. Z방향은 수직 방향이다. X 또는 Y 방향은 수평 또는 횡 방향이다. 이것은 발명을 이해를 위해서만 지칭되는 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 해양의 탄화수소 생산을 위한 부유식 해양 구조 또는 설비를 나타낸다. 상기 설비(1)은 몇몇의 (예컨대, 4개) 조절 가능한 부양하는 기둥 탱크들(column tank)(3)에 의해 바다표면(40) 위에서 지지되는 선체 구조(hull structure)(2)를 포함한다. 기둥 탱크들(3)은, 횡방향 빔들(transversal beams)(4)에 의해서 기둥 탱크들의 하단부들에 서로 연결되고, 데크들(11,12)에 의해 기둥 탱크들의 상단부들에 연결되어, 해양에서 탄화수소를 생산하기 위해 필요한 시추, 완료(completion), 및 생산 기구를 지지한다. 또한 선체 구조(2)는 또한 적어도 상부 데크(11) 및 하부 데크(12)를 지지하는 구조 빔들(10)을 포함한다.

부유식 설비(1)은, 예컨대 기둥 탱크들(3)로부터 강성 수직 긴장제(rigid vertical tendons)(6)가 파운데이션들(foundation)(6a)에 의해 고정되는 해저(41)까지 연장된 파이프로 만들어진 강성 수직 긴장제(6) 세트에 의해서 해저(41)에 고정된다. 게다가, 예비 계선줄들(back-up mooring line)(7)은 해저에 대하여 부유식 연안 설비(1)을 이동하기 위해서 윈치들(winch)에 의해서 조종되고 설치될 수 있다.

상부 데크(11)는 해저(41)로부터 해저 아래 탄화수소 저장소까지 연장되는 서브시 웰들(subsea well)(42)을 시추하기 위해 작동할 수 있는 시추 리그(drilling rig)(18)를 지지한다. 시추는 시추 스트링(drill string)(8)과 함께 수행되며, 시추 스트링(8)은 시추 리그(18)로부터 웰까지 시추라이저(drilling riser)(17) 안으로 안내된다. 상부 데크(11)는 또한 많은 종류의 장비를 지지할 수 있으며, 예컨대 하나 이상의 크레인(5)을 지지할 수 있다.

본 발명에 따른 설비(1)은 하부 데크(12)를 통하여 열리는 웰 베이(well bay)(13)를 포함한다. 예컨대 웰 베이(13)는 베이 방향(BD)을 따라 주로 연장되는 직사각형 모양을 구비한다. 다른 웰 베이 모양들도 사용될 수 있다.

웰 베이(13)는 서로 인접한 복수의 구역으로 구성된다. 이러한 구역들은 슬롯(slot)이라 불린다. 예컨대, 웰 베이(13)는 슬롯들의 행렬격자(matrix grid)를 따라 배열된다.

슬롯들은 적어도 두 종류이다:

-시추슬롯들(14)은 서로 인접하여 배열되며, 각 시추슬롯(14)은 시츄라이져(17)를 수용하도록 설계된다.

-각각의 생산슬롯들(15)은 생산라이져(16)를 수용하도록 설계된다.

상기 행렬격자는 3개의 열을 구비하며, 적어도 4개의 행을 구비한다. 상기 격자의 외부 슬롯들은 생산슬롯들이고 내부 슬롯들은 시추슬롯들이다.

예컨대 행렬격자는 4개의 시추슬롯(14) 및 14개의 생산슬롯(15)을 제공하기 위해 6개 이상의 행을 구비할 수 있다.

복수의 시추슬롯(14)은 하부 데크(12)에 계속하여 열려있는 개구(opening)을 형성한다. 장치는 시추슬롯 중 하나로부터 다른 시추슬롯으로 상기 개구를 통하여 이동될 수 있다.

복수의 생산슬롯(15)은 복수의 시추슬롯(14)을 둘러싼다. 각각의 시추슬롯(14)을 위해, 상기 시추슬롯 주위에 몇몇의 생산슬롯(15)이 있다.

도 4에 도시되었듯이, 웰 베이(13)는 슬롯의 행렬격자를 따라 배열되며, 다음을 포함한다:

-베이 방향(BD)과 평행한 3개의 행(R1, R2, 및 R3)

-상기 베이에 수직한 9개의 열

제 2 행(R2)(중심행)은 7개의 시추슬롯(14) 및 상기 중심행(R2)의 끝에 2개의 생산슬롯(15)을 포함한다. 제 1행 및 제 2 행(R1, R3)은 오직 생산 슬롯들(15)을 포함한다.

따라서 웰 베이는 총 20개의 생산슬롯(15)을 포함하며, 즉, 각 시추슬롯(14)을 위해 대략 3개의 생산슬롯(15)을 포함한다.

모든 슬롯들(시추슬롯 및 생산슬롯)은 같은 모양 및 크기를 구비한다. 예컨대 슬롯들은 정사각형이다.

생산슬롯들(15)은 하부데크(12)에 속하는 구조빔들(12a)에 의해서 모든 크기를 적어도 수평적으로 정한다. 각 생산슬롯(15)의 내부는 생산라이저(16) 설치하기 위해 하부 데크(210를 통하여 열린다. 생산라이저(16) 및 생산슬롯(15) 위에 웰헤드(wellhead)가 설치되며 웰로부터 탄화수소 추출을 위한 필요되는 모든 공구는 상기 생산슬롯에 연결된다.

생산슬롯(15)에 인접한 측면에서만, 시추슬롯들(14)은 하부 데크(12)에 속하는 구조빔들(12a)에 의해서 경계가 결정된다. 두 개의 인접한 시추슬롯(14) 사이에 자나가는 구조빔(12a)은 없다. 모든 시추슬롯(14)은 하부 데크(12)에 개구를 형성한다. 도 4의 실시예에서, 상기 개구는 제 2 행의 베이 방향(BD)을 따라서 서로 옆에 정렬된 7개의 시추슬롯(15)의 넓은 개구이다. 상기 개구는 하부 데크(12)에 넓은 틈(slit) 같다.

시추슬롯(14)은 생산슬롯(15)으로 전환될 수 있다. 강성빔(rigid beam)은 슬롯을 닫고 생산슬롯으로 시추슬롯을 전환하기 위해서 시추 슬롯의 측면 개구에 횡 방향으로 설치된다. 웰 베이(13)의 개구는 크기가 줄어든다. 개구 끝의 시추슬롯(14)이 최초로 전환된다. 마지막으로 전환될 시추 슬롯(14)은 웰 베이의 중간에 있는 시추 슬롯이다. 강성빔이 설치된 후에, 슬롯은 전환된다: 그것은 생산슬롯(15)으로서 같은 구조를 갖는다; 슬롯의 각 측면에 하나씩, 즉 4 개의 빔이다.

생산라이저(17)는 설비(1) 및 서브시 웰(subsea well) 사이에 설치되고 서브시 웰 및 복수의 웰을 시추하기 위해 사용되는 튜브(tube)이다. 예컨대 이러한 시추라이저(17)는 20인치의 직격을 구비하는 튜브이다. 시추라이저는 대략 길이 24미터의 튜브로 구성되며, 조인트들 또는 플랜지들을 통하여 다른 인접한 시추라이저에 상기 시추라이저가 연결된다. 시추 스트링(8)은 웰을 시추하기 위해 시추 리그(18)로부터 시추라이저(17) 안으로 안내된다. 상기 시추주기 후, 상기 시추라이저는 사용되지 않는다.

도 2에 도시되었듯이, 사용 중인 시추라이저(17)는 설비(1)로부터 해저(41)에 웰(42)까지 연장된다. 시추라이저(17)는 수직 방향(VD)과 제 1 각(α)인 작은 각을 형성하며, 예컨대 제 1 각은 3°보다 작다. 도면들에서, 수직 방향은 Z방향과 상응한다.

생산라이저(16)는 설비(1) 및 서브시 웰 사이에 설치되는 튜브이며, 상기 생산라이저는 웰로부터 설비(1)까지 탄화수소를 추출하기 위해 사용된다. 이러한 생산라이저(16)는 시추하는 기계적 제한들에 영향을 받지 않으며 덜 저항적일 수 있다. 예컨대 이러한 생산라이저(16)는 10과 3/4인치의 직경을 구비하는 튜브이다. 상기 생산라이저는 보통 나삿니 끝을 통하여 함께 연결된 튜브로 구성된다. 생산라이저(16)는 30년 이상 지속될 수 있는 웰의 생산 주기 동안에 사용된다.

생산라이저(16)는 시추라이저(17)보다 덜 무겁다. 하지만, 생산라이저(16)는 시추라이저(17)보다는 덜 유동적이다. 시추 스트링(8)은 시추라이저(17) 안에서 회전하며, 회전을 너무 많이 하게되면 마찰력을 일으키고 시추라이저(17)를 마모시킨다.

생산라이저(16)는 해저에서 설비(1)로부터 완료된 웰(42)로 연장된다. 생산라이저(16)는 시추라이저(17)의 제 1 각(α)보다 더 클 수 있는 수직 방향과 제 2각(β)를 이룬다. 예컨대 제 2 각(β)는 10°이하 이다.

본 발명에 따른 설비(1)은 또한 카트(cart)를 포함하며, 상기 카트는 상부 및 하부 데크(11, 12) 사이에 위치하고 하나의 시추 슬롯(14)으로부터 웰 베이의 다른 시추 슬롯(14)으로 이동할 수 있다. 카트(20)는 시추라이저(17)에서 빠져나오지 않고 복수의 시추슬롯(14)의 개구를 통하여 이동할 수 있다. 시추라이저(17)는 오직 웰(42)로부터 단절될 수 있다. 따라서 카트(20) 및 시추라이저(17)는 웰 베이(13)의 상기 개구 안에서 함께 이동할 수 있다.

이러한 특징 때문에, 시추라이저(17)는 어떤 시추슬롯(14)에도 이동될 수 있다. 도 3의 상면도에 도시되었듯이, 상기 시추라이저(17)는 시추될 웰 위치(42) 근처에 있는 선택된 시추슬롯으로 이동할 수 있다.

예컨대 카트(20)는 베이 방향(BD)을 따라 세로 방향으로 카트의 이동을 가능하게 하고 카트를 수직하게 지지하기 위한 하부 데크(12)에 고정하는 스키트 레일(skid rail)(12b) 상에 놓여진다. 또한 카트(20)는 베이 방향에 수직한 방향에 따라 카트을 측면으로 유지하기 위해 상부 데크(11)에 포함되는 세로빔(longitudinal beams)(11a)과 측면으로 접촉한다.

따라서, 카트(20)는 설비(1)안에 유지되고 복수의 시추슬롯(14) 위에서 통제된 이동을 안내하기 위해서 상부 및 하부 데크(11, 12)사이의 설비 구조 내에 동봉된다.

따라서 카트(20)는 시추라이저(17)에 바다의 작용으로부터 오는 높은 수준의 힘을 설비 구조에 전할 수 있다.

설비(1)은 스키드 레일(skid rail)(12b)에서 카트(20)의 이동을 조절할 엑츄에이터들(actuator)(도 5에 도시됨)을 포함한다. 또한 설비(1)은 카트(20)가 카트 엑츄에이터들에 의해서 결정된 시추슬롯(14)으로 이동된 후에 상기 설비 구조에 카트(20)를 완전히 고정하기 위한 잠금 장치들을 포함한다. 카트 엑츄에이터들(29)은: 전자식 엑츄에이터, 공압식 엑츄에이터, 또는 유압식 엑츄에이터 중 어떤 것일 수 있다.

또한, 시추 리그(18)는 웰 베이(13) 위에서 이동할 수 있으며, 시추 리그는, 카트 내에 매달린 시추라이저(17)를 사용하여 상기 시추슬롯(14)으로부터 새로운 웰을 시추하기 위해, 카트(20) 위에서 정렬되어 상부 데크(11)에 위치될 수 있다.

시추 리그(18)는 유지보수(maintenance) 목적을 위해서 어떤 시추슬롯(14) 위뿐만 아니라 어떤 생산 슬롯 위에 있기 위해서 상부 데크(11) 상에서 움직일 수 있다.

설비(1)는 상부 데크(11) 위에서 시추 리그(18)를 움직일 수 있는 엑츄에이터를 포함한다. 이러한 엑츄에이터는 상부 데크(11)의 수평면에 하나 또는 두 개의 방향을 따라 시추 리그(18)를 이동하기 위해 조절될 수 있다. 이러한 엑츄에이터들은 전자, 공압식, 및 유압식 엑츄에이터일 것이다.

본 발명의 선호되는 실시예에 따르면, 폭발방지기(blow out preventer device; BOP)(21)는 위급한 상황에 웰을 봉인하고 환경에 탄화수소의 유출을 피하기 위해서 설치된 벨브들을 포함한다. 폭발방지기는 웰로부터 나오는 탄화수소를 감시하고 조절한다. TLP 설비의 경우에, 폭발방지기는 보통 건조한 환경에서 플렛폼 설비에 설치된다.

그러면 BOP(21)는 시추라이저(17) 위에 항상 연결되어 있다. 연결 및 분리 단계들은 피해질 것이다. 따라서, 어떠한 분리도 없이, 폭발방지기(21) 및 시추라이저(17)는 카트에 의해서 함께 이동한다. 웰이 완료될 때 다른 웰에서 다른 시추슬롯(14)으로부터 시추를 시작해야 할 때 많은 시간이 절감된다: 카트(20)는 시추슬롯들(20) 사이로 이동한다.

BOP(21)는 시추라이저(17)로부터 분리되지 않으며, 카트(20) 내부에 있다. 특히 시추 리그(18)의 작동을 위해, BOP는 BOP가 상부 데크에 길을 차단할 수 있는 상부 데크 위에 저장되지 않는다. BOP(21)는 상부 및 하부 데크 사이에 저장된다.

BOP는 웰을 안전하게 하는 봉인 장치이다. BOP(21)는 어떤 사고 또는 손상에 대항하여 카트(20) 안에서 보호된다.

설비(1)은 긴장제(6)에 의해서 해저(41)에 묶이며 시추라이저는 해저 및 설비 사이의 움직임 및 바다 영향에 종속된다. 사용하는 동안에, 시추라이저(17) 및 설비(1) 사이에 상대적 이동이 있을 수 있다.

라이저 방향(RD)를 따라 카트(20) 안에, 카트(20)는 시추라이저(17) 또는 BOP(21)와 함께 있는 시추라이저(17)을 안내하는 안내 조립체(guiding assembly)(23)를 더 포함한다.

상기 카트(20)는 다음을 포함한다:

-복수의 빔들로 구성된 하우징 케이지(housing cage)(24), 상기 하우징 케이지는 시추라이저(17) 및 BOP(21)를 덮고 에워싸는 평행 6면체의 케이지를 실질적으로 형성한다.

-라이저 방향 RD에 수직한 방향들을 따라 하우징 케이지 내에 연장되는 플렛폼의 형태를 구비하는 연결 지지대(conneting support)(25), 상기 연결 지지대는 하우징 케이지의 측면 빔들과 미끄럼 접촉하며 라이저 방향 RD를 따라 연장된다.

인장 링(tension ring)(26)은 연결 지지대(25) 위에 시추라이저(17)에 고정된다. 상기 인장 링(26)은 측면으로 연장되고 연결 지지대(25)에 안전하게 결합된다. 따라서, 시추라이저(17)는 연결 지지대(25)에 고정되고, 연결 지지대는 라이저 방향(RD)를 따라 하우징 케이지(24) 안에서 전후로 미끄러질 수 있다.

상기의 경우에, 카트(20)은 BOP(21)을 포함하며, 또한 카트(20)는, BOP(21) 및 하우징 케이지(24)의 측면 빔들 사이의 하우징 케이지(24) 내에 라이저 방향(RD)과 수직한 방향을 따라 연장되고 BOP(21)와 연결되는 안내 지지대(28)를 포함한다. 안내 지지대(28)는 하우징 케이지의 측면 빔들과 미끄럼 접촉한다. 따라서 BOP(21)은 상기 라이저 방향(RD)를 따라 하우징 케이지(24) 안으로 이동하게 안내된다.

연결 지지대(25) 및 안내 지지대(28) 모두 카트(20) 내의 시추라이저(17)의 이동을 안내하는데 기여한다. 카트(20)은 카트 내의 시추라이저의 위치를 안내하는 어떤 다른 요소를 또한 포함할 수 있다.

라이저 방향(RD)는 설비(1)의 수직 방향(VD)에 평행할 수 있다. 하지만, 라이저 방향은 상기 수직 방향에 대하여 기울여질 수 있다.

카트(20)는 인장 조립체(tension assembly)(22)를 더 포함하며, 상기 인장 조립체는 라이저 방향(RD)을 따라 시추라이저(17)에 인장력을 유지한다. 이러한 인장력은 시추라이저(1)를 견인(traction) 상태로 유지하기 위해서 설비(1)으로 시추라이저를 끌어 올리기 위한 견인력(traction force)이다.

예컨대, 인장 조립체(22)는 한쪽 끝은 하우징 케이지(24)에, 다른쪽 끝은 연결 지지대(25)에 연결된 4 개의 피스톤(27)일 수 있다. 따라서, 상기 피스톤들(27)은 연결 지지대(25)를 끌어 당긴다, 즉, 상부 데크(11)를 향해 끌어 당긴다. 하우징 케이지(24)는 하부 데크(11)에 힘을 전달한다.

예컨대 피스톤들(27)은 유압식 피스톤들이다.

웰을 시추하기 위한 새로운 방법이 설명될 것이다. 상기 방법은 상기에 설명되었던 어떠한 실시예 하나 또는 어떠한 실시예들의 조합을 이용한다.

상기 방법에 사용된 설비는 다음의 특징들을 적어도 포함한다:

-상부 데크(11) 및 하부 데크(12);

-하부 데크에 위치한 웰 베이(well bay)(13);

-상부 및 하부 데크 사이에 위치한 카트(20); 및

-하부 데크 위에 위치한 시추 리그(18);

를 포함하는 해양 탄화수소 생산을 위한 설비로서,

상기 웰 베이(13)는 복수의 시추슬롯(14) 및 상기 시추슬롯을 둘러싸는 복수의 생산슬롯(15)으로 구성되고, 각 생산 슬롯은 웰이 상기 생산슬롯에 이웃한 시추슬롯에서 완료된 후 생산라이저(16)를 수용하도록 설계되며, 복수의 시추슬롯은 하부데크 내에 하나의 개구를 형성하며,

상기 카트(20)는 시추라이저(17)를 지지하고 복수의 시추슬롯의 상기 하나의 개구 내의 상기 시추라이저와 함께 이동할 수 있으며,

상기 시추 리그(18)는 상부 데크에 위치하고, 상기 시추 리그는 시추슬롯 내의 시추라이저를 이용하여 웰을 시추하도록 허용하는 카트 위에 정렬되어 위치되기 위해 웰 베이 위에서 이동할 수 있는 설비이다.

도 6에 도시되었듯이, 상기 방법은 적어도 다음의 초기 단계(100)를 포함한다:

-시추슬롯(14)에 카트를 이동하는 단계(101)

-카트(20) 위에 정렬하여 시추 리그(18)를 위치시키는 단계(102)

-해저의 웰에 시추라이저(17)를 연결하는 단계(103)

이동하는 단계(101) 동안에, 카트(20)는 기결정된 시추슬롯(14)에 시추라이저(17)를 이동한다. 시추라이저(17)의 모든 튜브들을 끌어 당기지 않고 설비 구조에 이러한 튜브들을 저장하지 않으며, 시추라이저(17)는 제 1 시추슬롯으로부터 제 2 시추슬롯으로 설비(1)로부터 이동된다.

상기한 방법 때문에, 많은 시간이 단축되며, 제 2 웰이 제 1 웰이 시추되고 완료된 후 바로 제 2 시추슬롯으로부터 시추될 수 있다.

게다가, 시추라이저(17)는 웰들을 시추하기 위해서 웰 베이의 개구를 가로질러 이동할 수 있으며, 상기 웰들은 도 3의 상면도에 도시되었듯이 먼 거리에 서로 떨어져 있다.

이러한 웰들을 시추하기 위해서, 시추라이저(17)는 제 2 각(β)보다 훨씬 작은 제 1 각(α)로 휘어진다.

따라서, 많은 수의 웰들, 예컨대 14개 이상의 웰들을 관리하는 부유식 연안 설비(1)를 구비하는 것이 가능하다.

상기 방법은 초기 단계(100) 이후의 다음의 시추 단계(110)를 또한 바람직하게 포함할 수 있다:

-설비 상의 시추슬롯(14)으로부터 웰을 시추하고 완료하는 단계(111)

-해저에서 상기 웰로부터 시추라이저(17)을 분리하는 단계(112)

그리고 상기 초기 단계(100) 및 상기 시추 단계(110)는 다른 웰을 시추하기 위한 다른 시추슬롯(14)에서 반복된다. 다른 시추슬롯은 제 1 시추슬롯(제 1 루프의 시추슬롯)과 다른 제 2 시추슬롯이다.

상기한 단계들 덕분에, 바다 밖으로 당겨지거나 시추라이저가 카트로부터 분리되지 않고 시추라이저(17)는 오직 해저(41)에서 분리된다. 많은 시간이 단축된다.

추가적으로, 상기 방법은 분리하는 단계(112) 후 적어도 생산 단계를 포함하며, 상기 생산 단계는 시추 단계 및/또는 초기 단계와 동시에 일어난다: 시추슬롯에 이웃하여 생산슬롯에 생산라이저를 설치하는 단계 및 완료되고 탄화수소 생산할 준비가 된 해저에서 웰에 생산라이저를 연결하는 단계

시추슬롯(14)에 이웃한 생산슬롯(15)은 예컨대 시추슬롯과 접촉하는 측면 또는 코너를 포함하는 생산슬롯이다.

상기 생산슬롯은 기결정된 거리보다 아래에 있는 시추슬롯(14)으로부터 일정 거리에 위치한 생산슬롯이다. 예컨대, 슬롯이 사각형 모양인 경우에, 기결정된 거리는 대략 슬롯의 측면 크기, 또는 상기 측면 크기의 두배이다.

사용된 생산라이저(16)의 유연성 또는 굽힘능력에 따라, 웰 베이의 어떤 생산슬롯(15)도 시추슬롯(14)로부터 현재 시추되고 완료된 웰에 연결되는 생산라이저(16)의 설치를 위해서 사용될 수 있다.

도 3으로부터 이해될 수 있듯이, 시추슬롯은 시추라이저(17)의 제 1 각(α)이 바람직하게는 가능한 작게 되도록 선택된다. 따라서 시추 동안의 상기라이저 내의 픽션(fiction)은 제한되고 줄어든다.

완성된 복수의 웰들을 시추하는 일련의 과정은 제 1 웰을 시추하기 전에 기결정될 수 있으며, 본 발명 때문에 이러한 일련의 과정은 연속의 웰을 시추하는 동안에 적용될 수 있다.

선택적으로, 카트(20)는 폭발방지기(21)를 포함한다. BOP(21)는 카트(20) 내에 위치하며 시추라이저(17) 위에 연결되고, 상기 방법의 초기 단계(100) 동안에, 카트를 이동하는 단계(101)는 시추라이저(17)로부터 폭발방지기(21)를 분리하지 않고 시추라이저(17) 및 폭발방지기(21)를 함께 움직인다.

Claims

-상부 데크(11) 및 하부 데크(12);
-하부 데크에 위치한 웰 베이(well bay)(13);
-상부 및 하부 데크 사이에 위치한 카트(20); 및
-하부 데크 위에 위치한 시추 리그(drilling rig)(18);
를 포함하는 해양 탄화수소 생산을 위한 부유식 해양 설비로서,
상기 웰 베이(13)는 복수의 시추슬롯(14) 및 상기 시추슬롯을 둘러싸는 복수의 생산슬롯(15)으로 구성되고, 각 생산슬롯은 웰이 상기 생산슬롯에 이웃한 시추슬롯에서 완료된 후 생산라이저(16)를 수용하도록 설계되며, 복수의 시추슬롯은 하부 데크 내에 하나의 개구를 형성하며,
상기 카트(20)는 시추라이저(drilling riser)(17)를 지지하고 복수의 시추슬롯의 상기 하나의 개구 내의 상기 시추라이저와 함께 이동할 수 있으며,
상기 시추 리그(18)는 상부 데크에 위치하고, 상기 시추 리그는 시추슬롯 내의 시추라이저를 이용하여 웰을 시추하는 카트 위에 정렬되어 위치되기 위해 웰 베이 위에서 이동할 수 있는 부유식 해양 설비.
제 1 항에 있어서,
카트(20) 내에 위치한 폭발방지기(21)를 더 포함하며,
상기 폭발장기기가 시추라이저로부터 분리되지 않고 시추라이저(17)와 함께 카트(20)에 의해서 이동할 수 있도록 하기 위해서, 폭발방지기가 시추라이저(17)에 연결된 부유식 해양 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
하부 데크에 수직으로 지지되고 베이 방향(BD)을 따라 세로방향으로 이동하기 위해서 상기 카트(20)는 하부 데크 상의 스키드 레일(skid rail)(12b)에 놓이며, 베이 방향에 수직한 횡 방향을 따라 측면으로 유지되기 위해 상기 카트(20)는 하부 데크(11)의 세로빔들(11a)에 측면으로 접촉하는 부유식 해양 설비.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
시추슬롯(14)은 하나의 베이 방향(BD)를 따라 서로 옆에 정렬되어 있는 부유식 해양 설비.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
웰 베이는 3개의 행 및 적어도 9개의 열을 구비하는 슬롯들의 행렬격자(matrix grid)를 따라 배열되며, 외부 슬롯들은 생산슬롯들이며 내부 슬롯들은 시추슬롯인 부유식 해양 설비.
제 5 항에 있어서,
행렬격자는 적어도 4개의 시추슬롯 및 14개의 생산 슬롯들을 구비하기 위해 6개 이상의 열을 포함하는 부유식 해양 설비.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
생산슬롯(15) 및 시추슬롯(14)은 같은 크기를 구비하는 부유식 해양 설비.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
어떤 시추슬롯(14)도 슬롯을 닫기 위한 강성 빔 및 전환될 시추슬롯 내에 생산라이저를 설치함으로써 생산슬롯(15)으로 전환될 수 있는 부유식 해양 설비.
제 1 항에 있어서,
시추라이저(17)가 라이저 방향(RD)을 따라 전후로 이동할 수 있도록, 카트(20)는 라이저 방향(RD)을 따라 카트 내의 시추라이저를 안내하는 안내 조립체(guiding assembly)(23)를 포함하는 부유식 해양 설비.
제 9 항에 있어서,
폭발방지기(21)가 시추라이저에서 분리되지 않고 시추라이저(21)와 함께 카트에 의해서 이동하기 위해서, 시추라이저(17) 위에 연결되어 카트 내에 위치한 폭발방지기(21)를 더 포함한 부유식 해양 설비로서,
안내 조립체(23)는 적어도 라이저 방향을 따라 카트 내의 폭발방지기 및 시추라이저를 함께 안내하는 부유식 해양 설비.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
카트(20)는 카트에 시추라이저를 끌어 당기는 시추라이저 상에 인장력을 유지하기 위한 인장 조립체(tension assembly)(22)를 포함하는 부유식 해양 설비.
제 11 항에 있어서,
카트(20)는 복수의 빔으로 구성된 하우징 케이지(housing cage)(24) 및 안내 조립체(22)를 포함하는 부유식 해양 설비로서,
상기 안내 조립체(22)는:
-라이저 방향에 실질적으로 수직한 방향을 따라 하우징 케이지(24) 안으로 연장되고, 하우징 케이지에 속하는 측면 빔들과 미끄럼 접촉하며, 연결 지지대 위에 측면으로 연장되고 시추라이저에 고정된 인장 링(26)을 통하여 시추라이저에 연결되는 연결 지지대(conneting support)(25); 및
-폭방방지기(21)에 연결되고, 하우징 케이지에 속하는 측면 빔들에 폭발방지기 사이의 하우징 케이지(24) 안으로 연장되는 안내 지지대(guiding support)(28):를 포함하며,
상기 안내 지지대는 측면 빔들과 미끄럼 접촉하며,
인장 조립체(23)는 하우징 케이지 및 연결 지지대에 연결된 적어도 하나의 피스톤(27)을 포함하며, 상기 피스톤은 인장력을 생성하기 위해서 조정되는 부유식 해양 설비.
해양 탄화수소 생상을 위한 부유식 해양 설비에서 시행될 웰 시추 방법으로서,
상기 뷰유식 해양 설비는:
-상부 데크(11) 및 하부 데크(12);
-하부 데크에 위치한 웰 베이(well bay)(13);
-상부 및 하부 데크 사이에 위치한 카트(20); 및
-하부 데크 위에 위치한 시추 리그(drilling rig)(18);
를 포함하는 해양 탄화수소 생산을 위한 부유식 해양 설비로서,
상기 웰 베이(13)는 복수의 시추슬롯(14) 및 상기 시추슬롯을 둘러싸는 복수의 생산슬롯(15)으로 구성되고, 각 생산슬롯은 웰이 상기 생산슬롯에 이웃한 시추슬롯에서 완료된 후 생산라이저(16)를 수용하도록 설계되며, 복수의 시추슬롯은 하부 데크 내에 하나의 개구를 형성하며,
상기 카트(20)는 시추라이저(drilling riser)(17)를 지지하고 복수의 시추슬롯의 상기 하나의 개구 내의 상기 시추라이저와 함께 이동할 수 있으며,
상기 시추 리그(18)는 상부 데크에 위치하고, 상기 시추 리그는 시추슬롯 내의 시추라이저를 이용하여 웰을 시추하는 카트 위에 정렬되어 위치되기 위해 웰 베이 위에서 이동할 수 있는 부유식 해양 설비이며,
상기 방법은 초기단계(100)를 포함하는 웰 시추 방법으로서,
상기 초기단계(100)는:
-시추슬롯(14)에 카트를 이동하는 단계(101);
-카트(20) 위에 정렬하여 시추 리그(18)를 위치시키는 단계(102); 및
-해저의 웰에 시추라이저(17)를 연결하는 단계(103); 를 포함하는 웰 시추 방법.
제 13 항에 있어서,
초기단계(100) 후 시추 단계(110)를 더 포함하는 웰 시추 방법으로서,
상기 시추 단계는:
-설비 상의 시추슬롯으로부터 웰을 완성 및 시추하는 단계; 및
-해저의 웰로부터 시추라이저를 분리하는 단계;를 포함하며,
초기 단계(100) 및 시추 단계(110)는 다른 웰을 시추하기 위한 다른 시추슬롯(14)에서 반복되는 웰 시추 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 분리하는 단계 후 생산 단계들을 더 포함하는 웰 시추 방법으로서,
생산 단계들은 시추슬롯에 이웃하는 생산슬롯에 생산라이저를 설치하는 단계 및 탄화수소 생성이 준비되고 완료된 해저에 웰에 생산라이저를 연결하는 단계인 웰 시추 방법.
제 13 항 내지 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
설비(1)는 카트(20) 내에 위치하며 시추라이저(17) 위에 연결되는 폭발방지기(21)를 더 포함하며,
상기 방법의 초기 단계(100) 동안에, 카트가 시추라이저로부터 폭발방지기의 분리 없이 시추라이저(17) 및 폭발방지기(21)를 함께 이동(101)시키는 웰 시추 방법.