KR20140132812A - 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개의 비오피(BOP : Blowout Preventer) 운용을 위한 충분한 저장 공간을 확보하는 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물에 있어서, 상기 문풀의 상측에 설치되는 드릴플로어, 상기 드릴플로어의 일측에 연결되는 비오피(BOP) 크레인과 상기 드릴플로어의 일측 테두리를 따라 형성되어 상기 비오피 크레인의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 포함하는 비오피 크레인 장치, 드릴링 작업에 사용되는 물질을 색(sack)으로 보관하며, 머드 믹싱(Mud Mixing)을 하는 색 스토어부 및 상기 색 스토어부로부터 상기 드릴플로어의 일측 테두리로 연결되어 바람의 차단과 함께 상기 가이드 레일을 지지하는 윈드 쉴드부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물{OFFSHORE STRUCTURE HAVING MOON POOL FOR MULTIPLES OF BLOW OUT PREVENTER}

본 발명은 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 비오피(BOP : Blowout Preventer) 운용을 위한 충분한 저장 공간을 확보하는 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 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 시추 설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.

종래의 해저 시추에는 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었다.

그러나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 시추선(Drill ship)과 해상공장인 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading) 등이 개발되어 해저 시추 및 생산에 사용되고 있다.

군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 시추선은 예인선 없이 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작된다.

도 1 은 종래 반잠수식 리그의 시추 공정의 개요도를 보여주는 도면이다.

해저에 매장된 석유나 가스가 존재하는지를 확인하는 일을 시추작업이라 하며, 투입되는 설비를 시추시스템이라한다.

해양 시추설비는 해저에 매장된 석유나 가스의 매장량 확인을 위한 테스트 유정(well)과 이를 경제성 있는 생산용 유정으로 만들기 위해 사용되는 시설물로 해양에서의 시추 작업은 대부분 타 지역으로의 이동을 위해 이동식으로 제작되며, 작업 해역의 수심에 따라 크게 리그(Rig)와 드릴쉽으로 양분할 수 있다.

시추시스템은 시추설비의 핵심부분으로 전체적인 구성은 위치에 따라서 크게 Topside와 subsea 부분으로 구분할 수 있으며, subsea 부분은 drilling riser 부분과 비오피(BOP)를 포함한 아래의 유정부분으로 구분할 수 있는데, 비오피 하부는 시추시스템에 포함되지 않는다.

도 1에 도시된 바와 같이 시추시스템인 반잠수식 리그(100)는 앵커(anchor)(130)와 같은 계류장치에 의해 시추를 위한 지점에서 고정된다.

비오피(140)는 유정(well)(160) 내부의 이상 압력으로부터 반잠수식 리그(100)를 보호하기 위해 해저면(sea floor)(120)상에 설치되는 보조 장치이다.

비오피는 일반적으로 시추선의 데크(deck)상에 설치된 커다란 개구(opening)인 문풀(moonpool)을 통하여 해저면으로 낙하된다.

보통의 시추선들은 비오피를 LMRP와 Lower BOP Stac로 분리하여 보관하며 시추작업시 구체적으로 비오피를 해저면에 투하할때 크레인등을 이용하여 서로 결합하여 운용하게 된다.

문풀이라 함은 시추선의 선체 중앙에 시추 또는 생산용 파이프를 해저면으로 내려 보내기 위한 대규모의 개구(opening)를 의미한다. 문풀은 선체의 상갑판으로부터 선체의 바닥면까지 연장된 개구부로서, 시추과정에서 선체의 하측으로 내려가는 시추용 파이프의 통로로 사용된다.

문풀(Moonpool)의 형상은 드릴쉽(Drillship) 또는 반잠수식 리그(Semi-submersible Drilling Rig)등 시추선의 타입에 따라 다르지만 시추 작업을 위한 개구부라는 목적 및 기능은 모두 동일하다.

도 2는 기존 시추선의 비오피(BOP) 운용을 위한 크레인 지지구조를 측면에서 도시한 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 비오피 크레인(200)은 외팔보 구조를 이루어 비오피 크레인(200)의 길이 중을 크레인 서포트(210)의 상단이 지지하고 크레인 서포트(210)의 하단은 드릴플로어(220)의 하측 데크(230)에 지지되어 비오피 크레인(200)의 하중을 지탱하도록 한다. 이때, 드릴플로어(220)와는 일정 거리를 유지하게 머드 믹싱을 위한 색 스토어(Sack Store) 구조물(240)이 설치된다.

그런데 전략적인 리그(Rig) 운용을 위해서는 다양한 깊이의 해저에서 드릴링을 할 수 있도록 비오피를 2개 이상 운용하기 위한 장비를 저장할 수 있는 공간이 필요한데, 종래의 시추선 구조에서는 드릴플로어(220)의 하측 데크(230)에 크레인 서포트(210)가 설치되어 복수의 비오피를 운용하기 위한 충분한 저장 공간을 확보하지 못한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 비오피를 운용하는데 필요한 장비들을 저장하기 위한 충분한 저장 공간을 확보하기 위한 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물을 제공한다.

본 발명에 따른 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물의 일 실시예에 의하면, 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물에 있어서, 상기 문풀의 상측에 설치되는 드릴플로어, 상기 드릴플로어의 일측에 연결되는 비오피(BOP) 크레인과 상기 드릴플로어의 일측 테두리를 따라 형성되어 상기 비오피 크레인의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 포함하는 비오피 크레인 장치, 드릴링 작업에 사용되는 물질을 색(sack)으로 보관하며, 머드 믹싱(Mud Mixing)을 하는 색 스토어부 및 상기 색 스토어부로부터 상기 드릴플로어의 일측 테두리로 연결되어 바람의 차단과 함께 상기 가이드 레일을 지지하는 윈드 쉴드부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 색 스토어부는 상기 드릴 플로어의 일측 데크(Deck) 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 드릴 플로어와 상기 색 스토어부 사이의 데크 상에는 비오피에 사용되는 릴부재가 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 윈드 쉴드부재는 상기 색 스토어부로부터 연장되어 상기 드릴플로어의 일측 테두리 끝단에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물의 다른 실시예에 의하면, 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물에 있어서, 상기 문풀 상측의 드릴플로어에 설치되는 비오피 크레인 장치는 외팔보 구조를 형성하며, 상기 비오피 크레인 장치의 끝단은 색 스토어부로부터 연장되는 윈드 쉴드부재에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복수개의 비오피를 가지는 해양 구조물에 의하면 비오피 크래인장치를 색 스토어부와 연결하여 지지되게 함에 따라 비오피 크래인장치 구조의 안정성을 확보함과 동시에 드릴플로어 하측 데크에 충분한 저장 공간을 확보하는 효과가 있다.

도 1 은 종래 반잠수식 리그의 시추 공정의 개요도를 보여주는 도면이다.
도 2 는 기존 시추선의 비오피(BOP) 운용을 위한 크레인 지지구조를 측면에서 도시한 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 해양 구조물의 복수개의 비오피(BOP) 운용을 위한 크레인 지지구조를 측면에서 도시한 구성도이다.

이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 당업계에 공지 및 주지된 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 기술 용어들은 본 발명에서의 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 당업자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸쳐 기재된 내용을 기초로 판단되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 해양구조물이란 시추작업을 할때 유정(well)의 압력을 견디지 못하고 폭발하는 현상을 방지하기 위해 해저면(sea bed)위에 설치되는 보조장치인 비오피를 필요로 하는 해양 부유물을 포함한다.

본 발명에 따른 해양 구조물의 일 실시예로서 드릴쉽, 반잠수식 리그 이외에 문풀이 구비된 해양구조물을 포함한다.

본 발명에 따른 해양 구조물에서 기존의 시추선 등과는 다르게 비오피 스택을 복수개로 구비하는 이유는 폭발 사고 등의 긴급상황이 발생한 경우에 해저에 설치된 비오피를 버리고 대피해야 하는 경우가 발생할 수 있다.

이러한 경우에 기존과 같이 1대의 비오피 스택(stack)만을 운용할 경우 다른 장소에서의 시추 작업시에 다른 비오피 스택을 공급받아 시추 작업을 개시하기까지는 대기시간이 오래 걸리는바 여러대의 비오피 운용을 통해 대기시간을 단축하여 시추작업의 효과를 높일 수 있도록 하기 위함이다.

시추 작업은 대기 시간을 줄이는 것이 무엇보다 중요하며 최근 듀얼 데릭(dual derrick) 등을 통하여 시추용 파이프(pipe)들을 미리 조립해 놓는 것도 대기 시간을 줄여 효율을 높이기 위한 장치의 일 예이다.

또한 최근의 선주들은 대부분 기존 선박에서 비오피를 추가로 운용할 수 있도록 설계 변경을 요구하는 있는 상황이다.

본 발명에 따른 복수개의 비오피를 가지는 해양구조물은 기존의 비오피와는 다르게 비오피 스택 전체를 실장할 수 있다.

즉, 기존처럼 아래부분과 위부분 두부분으로 분리한채로 저장하지 않고 비오피 스택 전체를 저장하는 공간을 해양구조물이 가지는 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 복수개의 비오피(BOP)를 가지는 해양 구조물에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따른 해양 구조물의 복수개의 비오피(BOP) 운용을 위한 크레인 지지구조를 측면에서 도시한 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물은 문풀(310)의 상측에 설치되는 드릴플로어(400)와 상기 드릴플로어(400)의 일측에 연결되는 비오피 크레인과 상기 드릴플로어(400)의 일측 테두리를 따라 형성되어 상기 비오피 크레인의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 포함하는 비오피 크레인 장치(410)와 드릴링 작업에 사용되는 물질을 보관하며, 머드 믹싱(Mud Mixing)을 하는 색 스토어부(미도시) 및 상기 색 스토어부로부터 상기 드릴플로어(400)의 일측 테두리로 연결되어 바람의 차단과 함께 상기 비오피 크레인 장치(410)를 지지하는 윈드 쉴드부재(500)를 포함한다.

상기 비오피 크레인 장치(410)는 해양 구조물의 데크(Deck) 상에 하단이 이동 가능하게 설치되고 상단은 상기 가이드 레일 상에 이동 가능하게 설치된다. 이때 상기 비오피 크레인 장치(410)의 가이드 레일은 외팔보구조를 형성한다.

상기 색 스토어부는 상기 드릴플로어(400)의 일측 데크 상에 위치하여, 바라이트(Barite), 시멘트, 화학물질 및 소다수(Soda) 등과 같은 드릴링 작업에 사용되는 물질을 색(Sack)으로 보관하고 드릴링 작업에 필요한 머드를 믹싱하기 위해 드릴링 작업을 하는 해양구조물에서는 일반적으로 사용되는 구조물이다.

상기 윈드 쉴드부재(500)는 상기 색 스토어부로부터 상기 드릴플로어(400) 측으로 돌출되게 형성되어 상기 비오피 크레인 장치(410)가 작동 시에 바람을 차단하여 작업을 돕게 한다. 이러한 상기 윈드 쉴드부재(500)는 끝단이 상기 드릴플로어(400)의 일측 끝단과 연결되게 연장되어 상기 드릴필로어(400)의 일측 끝단을 지지한다. 따라서 상기 드릴플로어(400)의 일측 테두리에 형성된 가이드 레일을 따라 이동하게 형성된 상기 비오피 크레인 장치(410)는 상기 윈드 쉴드부재(500)에 의해 데크(300)로부터 지지되어 외팔보구조에 의한 불안정한 구조가 안정되게 보강된다. 한편 종래 드릴플로어(400)의 외팔보구조를 보강하기 위한 필러(Pillar)와 같은 크레인 서포트 구조물(도 2의 210 참조)을 본 발명에서는 제거하고 상기 윈드 쉴드부재(500)가 대체하게 함으로써 종래의 서포트 구조물이 설치되었던 문풀 인근의 데크 즉, 드릴플로어(400)와 색 스토어부와의 사이에 형성된 데크에 비오피 운용에 필요한 릴부재(Umbilical Reel, Hot Line Hose Reel, Mux Cable Reel) 등과 같은 장비들을 배치하게 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 복수개의 비오피를 가지는 해양 구조물에 의하면 비오피 크래인장치(410)의 가이드 레일을 색 스토어부의 윈드 쉴드부재(500)와 연결하여 데크(300)로부터 지지되게 함에 따라 비오피 크래인장치(410) 구조의 신뢰성을 확보함과 동시에 드릴플로어 하측 데크에 충분한 저장 공간을 확보하는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자, 즉 당업자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

300: 데크 310: 문풀
400: 드릴플로어 410: 비오피 크레인 장치
500: 윈드 쉴드부재

Claims (5)

1. 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물에 있어서,
   상기 문풀의 상측에 설치되는 드릴플로어;
   상기 드릴플로어의 일측에 연결되는 비오피(BOP) 크레인과 상기 드릴플로어의 일측 테두리를 따라 형성되어 상기 비오피 크레인의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 포함하는 비오피 크레인 장치;
   드릴링 작업에 사용되는 물질을 보관하며, 머드 믹싱(Mud Mixing)을 하는 색 스토어부; 및
   상기 색 스토어부로부터 상기 드릴플로어의 일측 테두리로 연결되어 바람의 차단과 함께 상기 가이드 레일을 지지하는 윈드 쉴드부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물.
2. 청구항 1 에 있어서,
   상기 색 스토어부는 상기 드릴 플로어의 일측 데크(Deck) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
3. 청구항 1 에 있어서,
   상기 드릴 플로어와 상기 색 스토어부 사이의 데크 상에는 비오피에 사용되는 릴부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
4. 청구항 1 에 있어서,
   상기 윈드 쉴드부재는 상기 색 스토어부로부터 연장되어 상기 드릴플로어의 일측 테두리 끝단에 연결되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
5. 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물에 있어서,
   상기 문풀 상측의 드릴플로어에 설치되는 비오피 크레인 장치는 외팔보 구조를 형성하며, 상기 비오피 크레인 장치의 끝단은 색 스토어부로부터 연장되는 윈드 쉴드부재에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 복수개의 비오피 운용이 가능한 문풀을 가지는 해양 구조물.

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