KR20140145247A - Bop 테스트 파이프와 bop 테스트 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BOP 테스트 파이프와 이를 이용한 BOP 테스트 장치 및 방법에 관한 것으로, BOP 장비에 삽입되는 테스트 파이프에 대해 하단이 별도의 구속 없이 자유단 상태로 배치되도록 함으로써, BOP 장비 내부에서 테스트 파이프의 유연한 움직임을 가능하게 하고, 이에 따라 테스트 과정에서 램 장치 및 애뉼라 장치의 작동시 발생하는 가압력이 테스트 파이프에 균일하게 작용하고, 특정 램 장치의 파이프 절단시에도 절단된 부분의 자중에 의한 영향이 발생하지 않아 더욱 정확한 테스트 작업이 가능하며, BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄할 수 있는 별도의 플러그를 구비함으로써, 테스트 파이프를 테스트 웰헤드에 결합하지 않아도 용이하게 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄할 수 있어 더욱 신속하고 편리하게 BOP 장비에 대한 테스트를 수행할 수 있는 BOP 테스트 파이프와 이를 이용한 BOP 테스트 장치 및 방법을 제공한다.

Description

BOP 테스트 파이프와 BOP 테스트 장치 및 방법{BOP Test Pipe and BOP Test Apparatus and Method}

본 발명은 BOP 테스트 파이프와 이를 이용한 BOP 테스트 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 BOP 장비에 삽입되는 테스트 파이프에 대해 하단이 별도의 구속 없이 자유단 상태로 배치되도록 함으로써, BOP 장비 내부에서 테스트 파이프의 유연한 움직임을 가능하게 하고, 이에 따라 테스트 과정에서 램 장치 및 애뉼라 장치의 작동시 발생하는 가압력이 테스트 파이프에 균일하게 작용하고, 특정 램 장치의 파이프 절단시에도 절단된 부분의 자중에 의한 영향이 발생하지 않아 더욱 정확한 테스트 작업이 가능하며, BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄할 수 있는 별도의 플러그를 구비함으로써, 테스트 파이프를 테스트 웰헤드에 결합하지 않아도 용이하게 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄할 수 있어 더욱 신속하고 편리하게 BOP 장비에 대한 테스트를 수행할 수 있는 BOP 테스트 파이프와 이를 이용한 BOP 테스트 장치 및 방법에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이러한 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서, 최근에는 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 심해 유전의 개발이 더욱 활발하게 이루어지고 있다.

종래의 해저 시추에는 근해의 일 지점에 정박하여 시추 작업을 하는 고정식 플랫폼이 주로 사용되었으나, 최근에는 3,000m 이상의 심해에서 시추 작업이 가능한 부유식 시추 설비가 개발되어 해저 시추에 이용되고 있다.

이러한 시추 설비에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 데릭 시스템, 라이저, 드릴 스트링 등의 각종 시추 관련 장비들이 설치되어 있다.

심해 유전의 개발에서는 안전이 최우선 목표가 되어야 하는데, 유전의 폭발 사고를 방지할 수 있는 최후 안전수단으로 BOP(Blowout Preventer) 장비가 해저 유정의 상단에 설치된다. BOP 장비는 해상에 부유하는 시추선의 라이저에 연결되어 해저 유정의 상단 웰헤드에 안착 결합되는데, 유정 내부로부터 오일 또는 가스가 분출되는 것을 방지할 수 있도록 다수개의 램 장치 및 애뉼라가 장착되어 있다.

이러한 BOP 장비는 일반적으로 시추선 내에서 또는 지상에서 그 테스트 작업이 진행되는데, 이러한 테스트 작업은 실제 환경과 유사한 조건이 되도록 BOP 장비 내에 별도의 테스트 파이프가 삽입된 상태에서 진행된다.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 BOP 테스트 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

일반적인 BOP 장비(200)는 내부에 BOP 보어홀(201)이 상하 방향으로 관통 형성되고, 이러한 BOP 보어홀(201)을 서로 다른 위치에서 각각 폐쇄할 수 있도록 다수개의 램 장치(210) 및 애뉼라 장치(220)가 장착된다.

종래 기술에 따른 일반적인 BOP 테스트 장치는 BOP 장비(200)를 안착 결합시킬 수 있는 테스트 웰헤드(300)가 구비되고, BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드(300)에 안착 결합된 상태에서 내부의 BOP 보어홀(201)에 테스트 파이프(10)가 삽입된다. 테스트 파이프(10)는 별도의 크레인 또는 드릴 스트링을 이용하여 BOP 보어홀(201)에 삽입되는데, 그 하단은 테스트 웰헤드(300)에 결합 고정된다.

즉, 종래 기술에서는 BOP 장비(200)의 테스트를 위해 BOP 장비(200)를 테스트 웰헤드(300)에 안착 결합시키고, 이 상태에서 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201)에 관통 삽입되도록 테스트 파이프(10)를 테스트 웰헤드(300)에 결합 고정시키며, 이와 같이 BOP 장비(200)와 테스트 파이프(10)가 결합 고정된 상태에서, 별도의 내압 공급 유닛(500)을 통해 BOP 보어홀(201)에 유체를 공급하여 가압하는 방식으로 BOP 장비(200)에 대한 내압 테스트가 진행된다. 내압 공급 유닛(500)은 유체를 펌핑하는 내압 공급 펌프(510)와 내압 공급 펌프(510)에 의해 펌핑된 유체를 공급하는 내압 연결 라인(520)을 포함하여 구성된다.

이때, BOP 장비(200)에는 머드 순환을 위한 별도의 측면 포트(230)가 형성되는데, 이러한 측면 포트(230)와 내압 연결 라인(520)이 연결되어 측면 포트(230)를 통해 BOP 보어홀(201) 내부로 유체가 공급된다. 또는 내압 연결 라인(520)이 테스트 웰헤드(300)에 형성된 웰헤드 보어홀(310)과 연결되어 웰어드 보어홀(310)을 통해 BOP 보어홀(201) 내부로 유체가 공급된다.

또한, 내압 공급 유닛(500)을 통해 BOP 보어홀(201)에 유체를 공급 가압하는 과정은 다수개의 램 장치(210) 및 애뉼라 장치(220) 중 적어도 어느 하나가 BOP 보어홀(201)을 폐쇄하도록 작동한 상태에서 진행되며, 이 경우, BOP 보어홀(201)의 하단부는 별도의 장치를 이용하여 폐쇄된 상태로 유지되어야 한다. 예를 들면, BOP 장비(200)의 하단부에는 별도의 테스트 램 장치(미도시)가 장착되어 BOP 보어홀(201)의 하단부를 폐쇄하도록 작동될 수 있다.

또한, 종래 기술에 따른 일반적인 BOP 테스트 장치는 BOP 보어홀(201)에 삽입되는 테스트 파이프(10)의 하단이 일반적으로 테스트 웰헤드(300)에 결합 고정됨으로써, 테스트 파이프(10)가 BOP 보어홀(201) 내부에서 고정된 상태를 유지하게 된다. 따라서, BOP 테스트 과정 중 테스트 파이프(10)를 BOP 보어홀(201)에 삽입한 후, 그 하단부를 테스트 웰헤드(300)에 결합 고정시키는 작업은 상당히 복잡하고 어려울 뿐만 아니라 테스트 파이프(10)가 BOP 보어홀(201) 내부에서 고정 상태로 유지되어 유연한 움직임을 나타내지 못한다는 문제가 있었다.

특히, 실제 유정 사고 현장에서는 가스 폭발 등에 의해 BOP 보어홀(201) 내부에서 드릴 스트링이 경사지게 배치되거나 중심축으로부터 이탈하는 등 최초 설치 위치를 그대로 유지하지 못하게 되는데, 전술한 바와 같이 종래 기술에 따른 일반적인 BOP 테스트 장치에서는 BOP 보어홀(201) 내부에서 테스트 파이프(10)가 고정 상태를 유지하게 되므로, 실제 유정 사고 현장을 정확하게 모사할 수 없고 이에 따라 정확한 테스트 결과를 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 BOP 장비에 삽입되는 테스트 파이프에 대해 하단이 별도의 구속 없이 자유단 상태로 배치되도록 함으로써, BOP 장비 내부에서 테스트 파이프의 유연한 움직임을 가능하게 하고, 이에 따라 테스트 과정에서 램 장치 및 애뉼라 장치의 작동시 발생하는 가압력이 테스트 파이프에 균일하게 작용하고, 특정 램 장치의 파이프 절단시에도 절단된 부분의 자중에 의한 영향이 발생하지 않아 더욱 정확한 테스트 작업이 가능한 BOP 테스트 파이프와 이를 이용한 BOP 테스트 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄할 수 있는 별도의 플러그를 구비함으로써, 테스트 파이프를 테스트 웰헤드에 결합하지 않아도 용이하게 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄할 수 있어 더욱 신속하고 편리하게 BOP 장비에 대한 테스트를 수행할 수 있는 BOP 테스트 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, BOP 장비의 테스트를 위해 상기 BOP 장비의 BOP 보어홀에 삽입되는 BOP 테스트 파이프에 있어서, 상단이 별도의 지지 장치에 의해 지지되고 하단은 별도의 구속없이 자유단 상태로 상기 BOP 보어홀 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 파이프를 제공한다.

이때, 상단 및 하단이 폐쇄된 중공 원통 형상으로 형성되고, 내부 공간에는 머드액이 충전될 수 있다.

또한, 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에는 내부 공간에 상기 머드액을 공급할 수 있도록 내부 공간을 개폐하는 밸브 모듈이 장착될 수 있다.

또한, 상기 밸브 모듈은 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에 형성되는 머드액 포트; 상하 이동하며 상기 머드액 포트를 개폐하는 포핏 로드; 상기 머드액 포트를 폐쇄하는 방향으로 상기 포핏 로드가 탄성 이동하도록 상기 포핏 로드에 탄성력을 가하는 탄성 스프링; 및 상기 포핏 로드와 일체로 이동하도록 상기 포핏 로드의 외측단에 결합되며 일측에는 상기 머드액이 외부로부터 상기 머드액 포트 측으로 공급될 수 있도록 머드액 유동홀이 형성되는 가동 포트를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명은, BOP 장비의 내부에 형성된 BOP 보어홀에 유체를 공급하여 가압하는 방식으로 상기 BOP 장비에 대한 내압 테스트를 수행하는 BOP 테스트 장치에 있어서, 상기 BOP 장비가 안착 결합될 수 있도록 배치되는 테스트 웰헤드; 상단이 별도의 지지 장치에 의해 지지되고 하단은 별도의 구속없이 자유단 상태로 상기 BOP 보어홀 내부에 삽입되는 테스트 파이프; 및 상기 BOP 보어홀에 유체를 공급하여 가압하는 내압 공급 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치를 제공한다.

이때, 상기 테스트 파이프는 상단 및 하단이 폐쇄된 중공 원통 형상으로 형성되고, 내부 공간에는 머드액이 충전될 수 있다.

또한, 상기 테스트 파이프의 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에는 상기 테스트 파이프의 내부 공간에 상기 머드액을 공급할 수 있도록 상기 테스트 파이프의 내부 공간을 개폐하는 밸브 모듈이 장착될 수 있다.

또한, 상기 밸브 모듈은 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에 형성되는 머드액 포트; 상하 이동하며 상기 머드액 포트를 개폐하는 포핏 로드; 상기 머드액 포트를 폐쇄하는 방향으로 상기 포핏 로드가 탄성 이동하도록 상기 포핏 로드에 탄성력을 가하는 탄성 스프링; 및 상기 포핏 로드와 일체로 이동하도록 상기 포핏 로드의 외측단에 결합되며 일측에는 상기 머드액이 외부로부터 상기 머드액 포트 측으로 공급될 수 있도록 머드액 유동홀이 형성되는 가동 포트를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 BOP 장비가 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합된 상태에서 상기 테스트 웰헤드에 형성된 웰헤드 보어홀에 삽입 고정됨과 동시에 상기 BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄하도록 별도의 플러그가 구비될 수 있다.

또한, 상기 플러그는 상기 웰헤드 보어홀에 삽입 결합될 수 있도록 형성되는 결합부; 및 상기 결합부의 상부에 형성되며, 상기 BOP 보어홀에 삽입되어 상기 BOP 보어홀의 하단부를 폐쇄할 수 있도록 외주면이 상기 BOP 보어홀의 내주면에 밀착 삽입 가능하게 형성되는 밀착부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 플러그의 결합부가 상기 웰헤드 보어홀에 결합 고정된 상태에서 상기 밀착부가 상기 BOP 보어홀의 하단부를 폐쇄하도록 상기 BOP 장비가 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합될 수 있다.

또한, 상기 BOP 장비는 상기 플러그의 밀착부가 상기 BOP 보어홀의 하단부를 폐쇄하도록 상기 BOP 보어홀의 하단에 밀착 삽입 결합된 상태에서 상기 결합부가 상기 웰헤드 보어홀에 삽입 결합되도록 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합될 수 있다.

또한, 상기 내압 공급 유닛은 상기 BOP 보어홀의 중단에 연통되는 측면 포트와 연결되어 상기 측면 포트를 통해 상기 BOP 보어홀에 유체를 공급 가압하도록 장착될 수 있다.

또한, 상기 플러그에는 일단이 상기 웰헤드 보어홀과 연통되고 타단이 상기 BOP 보어홀과 연통되는 유체 공급 유로가 형성되고, 상기 내압 공급 유닛이 상기 테스트 웰헤드의 웰헤드 보어홀과 연결되어 상기 웰헤드 보어홀 및 유체 공급 유로를 통해 상기 BOP 보어홀 내부로 유체를 공급 가압하도록 장착될 수 있다.

한편, 본 발명은, 상기 BOP 테스트 장치를 이용하여 상기 BOP 장비에 대한 내압 테스트를 수행하는 BOP 테스트 방법으로서, 상기 BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄하도록 상기 BOP 보어홀 하단부에 상기 플러그를 밀착 삽입하는 단계; 상기 플러그가 상기 BOP 보어홀에 밀착 삽입된 상태에서 상기 테스트 웰헤드의 웰헤드 보어홀에 삽입되도록 상기 BOP 장비를 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합시키는 단계; 상기 테스트 파이프를 하단부가 자유단 상태가 되도록 상기 BOP 보어홀의 내부에 삽입하는 단계; 상기 BOP 장비에 장착된 다수개의 램 장치 및 애뉼라 장치 중 적어도 어느 하나를 상기 BOP 보어홀을 폐쇄하도록 작동시키는 단계; 및 상기 내압 공급 유닛을 통해 상기 BOP 보어홀에 유체를 공급 가압하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 BOP 테스트 장치를 이용하여 상기 BOP 장비에 대한 내압 테스트를 수행하는 BOP 테스트 방법으로서, 상기 플러그를 상기 테스트 웰헤드의 웰헤드 보어홀에 삽입 고정하는 단계; 상기 플러그가 상기 웰헤드 보어홀에 삽입 고정된 상태에서 상기 BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부에 밀착 삽입되도록 상기 BOP 장비를 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합시키는 단계; 상기 테스트 파이프를 하단부가 자유단 상태가 되도록 상기 BOP 보어홀의 내부에 삽입하는 단계; 상기 BOP 장비에 장착된 다수개의 램 장치 및 애뉼라 장치 중 적어도 어느 하나를 상기 BOP 보어홀을 폐쇄하도록 작동시키는 단계; 및 상기 내압 공급 유닛을 통해 상기 BOP 보어홀에 유체를 공급 가압하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 의하면, BOP 장비에 삽입되는 테스트 파이프에 대해 하단이 별도의 구속 없이 자유단 상태로 배치되도록 함으로써, BOP 장비 내부에서 테스트 파이프의 유연한 움직임을 가능하게 하고, 이에 따라 테스트 과정에서 램 장치 및 애뉼라 장치의 작동시 발생하는 가압력이 테스트 파이프에 균일하게 작용하고, 특정 램 장치의 파이프 절단시에도 절단된 부분의 자중에 의한 영향이 발생하지 않아 더욱 정확한 테스트 작업이 가능한 효과가 있다.

또한, BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄할 수 있는 별도의 플러그를 구비함으로써, 테스트 파이프를 테스트 웰헤드에 결합하지 않아도 용이하게 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄할 수 있어 더욱 신속하고 편리하게 BOP 장비에 대한 테스트를 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 BOP 테스트 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 파이프의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치를 이용하여 BOP 장비를 테스트하는 과정을 도시한 동작 흐름도,
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치를 이용하여 BOP 장비를 테스트하는 또 다른 과정을 도시한 동작 흐름도,
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 파이프의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

먼저, BOP 장비(200)는 종래 기술에서 살펴본 바와 같이 내부에 BOP 보어홀(201)이 상하 방향으로 관통 형성되고, 이러한 BOP 보어홀(201)을 서로 다른 위치에서 각각 폐쇄할 수 있도록 다수개의 램 장치(210) 및 애뉼라 장치(220)가 장착된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치는 이러한 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201)에 유체를 공급하여 가압하는 방식으로 BOP 장비(200)에 대한 내압 테스트를 수행하는 장치로서, 테스트 웰헤드(300), 테스트 파이프(100) 및 내압 공급 유닛(500)을 포함하여 구성된다.

테스트 웰헤드(300)는 테스트 대상 BOP 장비(200)가 안착 결합될 수 있도록 형성되며, 육상의 지면이나 선박의 데크와 같은 단순한 대기 환경에 설치되거나 또는 액체가 저장된 용기 내부나 해저 등 수중 환경에 설치될 수도 있는 등 그 설치 위치는 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

이러한 테스트 웰헤드(300)는 정확한 테스트를 위해 실제 유정 상단에 설치되는 웰헤드와 동일한 형태로 제작되며, 내부에는 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201)과 연통될 수 있도록 웰헤드 보어홀(310)이 형성된다.

테스트 파이프(100)는 BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드(300)에 안착 결합된 상태에서 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201)에 하향 삽입되는데, 상단이 별도의 지지 장치(P)에 의해 지지되고 하단은 별도의 구속 없이 자유단 상태로 BOP 보어홀(201) 내부에 삽입된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 파이프(100)는 종래 기술과 달리 BOP 보어홀(201)에 삽입된 상태에서 그 하단이 테스트 웰헤드(300)에 결합 고정되지 않고, 단순히 상단이 지지 장치(P)에 의해 지지된 상태에서 하단이 별도의 구속 없이 자유단 상태로 BOP 보어홀(201) 내부에 위치하게 된다.

이때, 지지 장치(P)는 테스트 파이프(100)가 지지 장치(P)에 의해 지지된 지점을 중심으로 회전 이동하거나 또는 수직 상태를 유지하며 수평 방향으로 시프트 이동하는 것을 허용하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 테스트 파이프(100)는 지지 장치(P)에 의해 단순 지지될 뿐 BOP 보어홀(201) 내부에서 외력에 의해 자유롭게 이동 가능하도록 배치될 수 있다.

이러한 구조에 따라 테스트 파이프(100)는 BOP 보어홀(201) 내부에서 유연한 움직임을 나타내게 되므로, 후술하는 내압 공급 유닛(500)에 의한 압력 공급 등에 의해 그 배치 상태가 최초 상태로부터 이탈하더라도, 이후 램 장치(210) 또는 애뉼라 장치(220) 등의 작동시 램 장치(210) 또는 애뉼라 장치(220)의 가압력이 테스트 파이프(100)의 외주 둘레를 따라 균일하게 전달될 수 있다. 또한, 테스트 과정에서, 램 장치(210) 중의 어느 하나, 예를 들면 쉐어램(Shear Ram) 장치에 의해 테스트 파이프(100)가 절단된 경우, 절단 지점을 중심으로 상부측 무게가 하부로 전달되지 않기 때문에 더욱 정확한 테스트를 수행할 수 있다.

내압 공급 유닛(500)은 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201) 내부에 유체를 공급하여 가압하는 방식으로 BOP 장비(200)에 내압을 공급하는 구성으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 BOP 장비(200)의 측면에 형성된 측면 포트(230)와 연결되어 측면 포트(230)를 통해 BOP 보어홀(201)에 유체를 공급하도록 구성된다. 이러한 내압 공급 유닛(500)은 내압 공급 유닛(500)은 유체를 펌핑하는 내압 공급 펌프(510)와 내압 공급 펌프(510)에 의해 펌핑된 유체를 공급하는 내압 연결 라인(520)을 포함하여 구성될 수 있으며, 내압 연결 라인(520)은 내압 공급 펌프(510)와 측면 포트(230)를 연결하도록 구성된다. 측면 포트(230)는 머드 순환 등을 위해 BOP 장비(200)의 측면에 형성되며, BOP 보어홀(201)의 중간 구간과 연통되도록 형성된다.

이때, 내압 공급 유닛(500)은 테스트 웰헤드(300)의 웰헤드 보어홀(310)에 연결되어 웰헤드 보어홀(310)을 통해 BOP 보어홀(201)에 유체가 공급되도록 구성될 수도 있는데, 이에 대한 설명은 도 12를 중심으로 후술한다.

이와 같은 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치는 BOP 장비(200)에 삽입되는 테스트 파이프(100)가 하단이 자유단 상태로 유연한 움직임이 가능하도록 배치되기 때문에, 테스트 과정에서 램 장치(210) 및 애뉼라 장치(220)의 작동시 가압력이 테스트 파이프(100)에 균일하게 작용하고, 램 장치(210)의 파이프 절단시에도 절단된 부분의 자중에 의한 영향이 발생하지 않아 더욱 정확한 테스트 작업이 가능하다.

테스트 파이프(100)에 대한 구성을 좀 더 자세히 살펴보면, 테스트 파이프(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상단 및 하단이 폐쇄된 중공 원통 형상으로 형성되고, 내부 공간에는 머드액(M)이 충전된 형태로 형성될 수 있다.

이때, 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에는 내부 공간에 머드액(M)을 공급할 수 있도록 내부 공간을 개폐하는 밸브 모듈(150)이 장착될 수 있다.

밸브 모듈(150)은 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따라 포핏 밸브 모듈 형태로 형성될 수 있다. 즉, 밸브 모듈(150)은 도 3에 도시된 바와 같이 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에 형성되는 머드액 포트(151)와, 테스트 파이프(100) 내부에서 상하 이동하며 머드액 포트(151)를 개폐하는 포핏 로드(152)와, 머드액 포트(151)를 폐쇄하는 방향으로 포핏 로드(152)가 탄성 이동하도록 포핏 로드(152)에 탄성력을 가하는 탄성 스프링(153)과, 포핏 로드(152)와 일체로 이동하도록 포핏 로드(152)의 외측단에 결합되며 일측에는 머드액(M)이 외부로부터 머드액 포트(151) 측으로 공급될 수 있도록 머드액 유동홀(155)이 형성되는 가동 포트(154)를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 구조에 따라, 머드액 유동홀(155)을 통해 머드액(M)을 공급함과 동시에 가동 포트(154)를 인입되는 방향으로 가압하게 되면, 도 3의 확대도에 점선으로 도시된 바와 같이 포핏 로드(152)가 머드액 포트(151)를 개방하는 방향으로 이동하게 되고, 이에 따라 머드액 유동홀(155)을 통해 공급된 머드액(M)은 개방된 머드액 포트(151)를 통해 테스트 파이프(100)의 내부 공간으로 유입된다. 머드액 유입이 완료되면, 가동 포트(154)에 대한 가압력을 해제함으로써, 머드액 포트(151)가 폐쇄되어 더이상 머드액(M) 유입이 이루어지지 않고, 테스트 파이프(100) 내부 공간에는 일정 압력으로 머드액(M)이 충전된 상태로 유지될 수 있다.

이와 같이 테스트 파이프(100) 내부 공간에 머드액(M)이 충전됨으로써, 실제 유정의 가스 폭발 사고시 드릴 파이프의 내부에 머드액 등이 충전된 상황을 더욱 유사하게 모사할 수 있으며, 이를 통해 램 장치(210) 및 애뉼라 장치(220)의 작동 상태에 대한 더욱 정확한 테스트가 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치는 BOP 보어홀(201)의 하단부를 폐쇄할 수 있는 별도의 플러그(160)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 플러그(160)는 BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드(300)에 안착 결합된 상태에서 테스트 웰헤드(300)에 형성된 웰헤드 보어홀(310)에 삽입 고정됨과 동시에 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201) 하단부를 폐쇄하도록 형성된다.

플러그(160)는 웰헤드 보어홀(310)에 삽입 결합될 수 있도록 형성되는 결합부(162)와, 결합부(162)의 상부에 형성되며 BOP 보어홀(201)에 삽입되어 BOP 보어홀(201)의 하단부를 폐쇄할 수 있도록 외주면이 BOP 보어홀(201)의 내주면에 밀착 삽입 가능하게 형성되는 밀착부(161)를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 플러그(160)는 밀착부(161)가 BOP 보어홀(201)에 삽입되는 형태로 용이하게 BOP 보어홀(201) 하단부를 폐쇄할 수 있다.

이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치는 별도의 폐쇄 장치 또는 테스트 램 장치 등이 없이도 플러그(160)를 통해 BOP 보어홀(201)의 하단부를 용이하게 폐쇄할 수 있으며, BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드(300)에 안착 결합된 상태에서 테스트 파이프(100)의 하단부를 테스트 웰헤드(300)에 결합시킬 필요가 없어 테스트 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있다.

이러한 플러그(160)는 BOP 보어홀(201)에 먼저 삽입된 후, BOP 장비(200)와 함께 테스트 웰헤드(300)에 결합될 수도 있으며, 이와 달리 테스트 웰헤드(300)에 먼저 결합된 후, 이 상태에서 BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드(300)에 안착 결합됨에 따라 BOP 보어홀(201)에 삽입되도록 할 수도 있다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치를 이용하여 BOP 장비를 테스트하는 과정을 도시한 동작 흐름도이다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201) 하단부를 폐쇄하도록 BOP 보어홀(201) 하단부에 플러그(160)를 밀착 삽입하고, 이후, 도 5에 도시된 바와 같이 플러그(160)가 BOP 보어홀(201)에 밀착 삽입된 BOP 장비(200)를 테스트 웰헤드(300)에 안착 결합시킨다. 이때, BOP 보어홀(201)에 밀착 삽입된 플러그(160)가 테스트 웰헤드(300)의 웰헤드 보어홀(310)에 삽입되도록 한다. 따라서, 플러그(160)의 밀착부(161)는 BOP 보어홀(201)에 밀착 삽입되고, 결합부(162)는 웰헤드 보어홀(310)에 삽입되며, 이를 통해 BOP 보어홀(201)의 하단부가 폐쇄된 상태로 BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드(300)에 결합된다.

이 상태에서, 도 6에 도시된 바와 같이 테스트 파이프(100)를 BOP 보어홀(201)에 삽입한다. 이때, 테스트 파이프(100)는 별도의 지지 장치(P)에 의해 상단이 지지되고, 하단은 별도의 구속 없이 자유단 상태가 되도록 배치된다. 이후, 도 7에 도시된 바와 같이 램 장치(210) 및 애뉼라 장치(220) 중 어느 하나를 BOP 보어홀(201)를 폐쇄하도록 작동시키고, 이 상태에서 내압 공급 유닛(500)을 통해 BOP 보어홀(201)에 유체를 공급한다. 이때, 내압 공급 유닛(500)은 측면 포트(230)와 연결되어 측면 포트(230)를 통해 유체가 공급되도록 구성될 수 있다.

이와 같이 BOP 보어홀(201)에 유체를 공급하는 방식으로 내압을 제공함으로써, BOP 장비(200)에 대한 내압 테스트를 수행할 수 있다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치를 이용하여 BOP 장비를 테스트하는 또 다른 과정을 도시한 동작 흐름도이다.

도 8 내지 도 11에 도시된 BOP 장비 테스트 과정은, 도 4 내지 도 7에 도시된 테스트 과정과 달리 플러그(160)를 먼저 테스트 웰헤드(300)에 결합하는 방식으로 진행된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 먼저 플러그(160)의 결합부(162)를 테스트 웰헤드(300)의 웰헤드 보어홀(310)에 삽입 고정하고, 이 상태에서, 도 9에 도시된 바와 같이 플러그(160)의 밀착부(161)가 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201)에 밀착 삽입되도록 BOP 장비(200)를 테스트 웰헤드(300)에 안착 결합시킨다. 이를 통해, BOP 보어홀(201)의 하단부는 플러그(160)에 의해 폐쇄된다.

이후, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 BOP 보어홀(201)에 테스트 파이프(100)를 삽입하고, 측면 포트(230)를 통해 유체를 공급하는 방식으로 내압 테스트를 진행한다. 이는 도 6 및 도 7에서 설명한 과정과 동일하므로, 여기서 상세한 설명은 생략한다.

이와 같은 방식으로 BOP 장비(200)에 대한 테스트를 진행하게 되면, 다수개의 BOP 장비(200)에 대한 테스트 작업시, 플러그(160)를 웰헤드 보어홀(310)에 결합 고정시킨 상태로 BOP 장비(200)를 새롭게 테스트 웰헤드(300)에 교체 결합시키는 방식으로 다수개의 BOP 장비(200)에 대한 테스트 작업을 수행할 수 있다. 따라서, BOP 장비(200)에 대한 테스트 과정에서 매번 플러그(160)를 결합할 필요가 없어 더욱 신속하고 편리하게 테스트 작업을 진행할 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

이상에서 설명한 BOP 테스트 장치는, 내압 공급 유닛(500)이 측면 포트(230)와 연결되어 측면 포트(230)를 통해 BOP 보어홀(201) 내부에 유체를 공급하는 방식으로 설명하였는데, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치는 테스트 웰헤드(300)의 웰헤드 보어홀(310)을 통해 BOP 보어홀(201) 내부에 유체를 공급하도록 구성될 수 있다.

따라서, 도 12에 도시된 바와 같이 내압 공급 유닛(500)이 테스트 웰헤드(300)의 웰헤드 보어홀(310)과 연결된다. 이때, 웰헤드 보어홀(310)로부터 BOP 보어홀(201)에 유체가 공급될 수 있도록 플러그(160)에는 유체 공급 유로(163)가 형성된다. 유체 공급 유로(163)는 일단이 웰헤드 보어홀(310)과 연통되고 타단이 BOP 보어홀(201)과 연통되도록 플러그(160)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.

이와 같은 구조에 따라 사용자는 플러그(160)의 종류를 유체 공급 유로(163)가 형성된 타입 또는 형성되지 않은 타입 선택적으로 사용할 수 있으며, 이를 통해 더욱 다양한 방식으로 BOP 장비에 대한 내압 테스트를 수행할 수 있고, 사용자의 필요에 따라 더욱 편리하게 테스트 작업을 수행할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 테스트 파이프 150: 밸브 모듈
151: 머드액 포트 152: 포핏 로드
153: 탄성 스프링 154: 가동 포트
155: 머드액 유동홀 160: 플러그
161: 밀착부 162: 결합부
163: 유체 공급 유로 200: BOP 장비
201: BOP 보어홀 210: 램 장치
220: 애뉼라 장치 230: 측면 포트
300: 테스트 웰헤드 310: 웰헤드 보어홀
500: 내압 공급 유닛

Claims (16)

1. BOP 장비의 테스트를 위해 상기 BOP 장비의 BOP 보어홀에 삽입되는 BOP 테스트 파이프에 있어서,
   상단이 별도의 지지 장치에 의해 지지되고 하단은 별도의 구속없이 자유단 상태로 상기 BOP 보어홀 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 파이프.
2. 제 1 항에 있어서,
   상단 및 하단이 폐쇄된 중공 원통 형상으로 형성되고, 내부 공간에는 머드액이 충전되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 파이프.
3. 제 2 항에 있어서,
   상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에는 내부 공간에 상기 머드액을 공급할 수 있도록 내부 공간을 개폐하는 밸브 모듈이 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 파이프.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 밸브 모듈은
   상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에 형성되는 머드액 포트;
   상하 이동하며 상기 머드액 포트를 개폐하는 포핏 로드;
   상기 머드액 포트를 폐쇄하는 방향으로 상기 포핏 로드가 탄성 이동하도록 상기 포핏 로드에 탄성력을 가하는 탄성 스프링; 및
   상기 포핏 로드와 일체로 이동하도록 상기 포핏 로드의 외측단에 결합되며 일측에는 상기 머드액이 외부로부터 상기 머드액 포트 측으로 공급될 수 있도록 머드액 유동홀이 형성되는 가동 포트
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 파이프.
5. BOP 장비의 내부에 형성된 BOP 보어홀에 유체를 공급하여 가압하는 방식으로 상기 BOP 장비에 대한 내압 테스트를 수행하는 BOP 테스트 장치에 있어서,
   상기 BOP 장비가 안착 결합될 수 있도록 배치되는 테스트 웰헤드;
   상단이 별도의 지지 장치에 의해 지지되고 하단은 별도의 구속없이 자유단 상태로 상기 BOP 보어홀 내부에 삽입되는 테스트 파이프; 및
   상기 BOP 보어홀에 유체를 공급하여 가압하는 내압 공급 유닛
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 테스트 파이프는
   상단 및 하단이 폐쇄된 중공 원통 형상으로 형성되고, 내부 공간에는 머드액이 충전되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 테스트 파이프의 상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에는 상기 테스트 파이프의 내부 공간에 상기 머드액을 공급할 수 있도록 상기 테스트 파이프의 내부 공간을 개폐하는 밸브 모듈이 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 밸브 모듈은
   상단 및 하단 중 적어도 어느 하나에 형성되는 머드액 포트;
   상하 이동하며 상기 머드액 포트를 개폐하는 포핏 로드;
   상기 머드액 포트를 폐쇄하는 방향으로 상기 포핏 로드가 탄성 이동하도록 상기 포핏 로드에 탄성력을 가하는 탄성 스프링; 및
   상기 포핏 로드와 일체로 이동하도록 상기 포핏 로드의 외측단에 결합되며 일측에는 상기 머드액이 외부로부터 상기 머드액 포트 측으로 공급될 수 있도록 머드액 유동홀이 형성되는 가동 포트
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 BOP 장비가 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합된 상태에서 상기 테스트 웰헤드에 형성된 웰헤드 보어홀에 삽입 고정됨과 동시에 상기 BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄하도록 별도의 플러그가 구비되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 플러그는
    상기 웰헤드 보어홀에 삽입 결합될 수 있도록 형성되는 결합부; 및
    상기 결합부의 상부에 형성되며, 상기 BOP 보어홀에 삽입되어 상기 BOP 보어홀의 하단부를 폐쇄할 수 있도록 외주면이 상기 BOP 보어홀의 내주면에 밀착 삽입 가능하게 형성되는 밀착부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 플러그의 결합부가 상기 웰헤드 보어홀에 결합 고정된 상태에서 상기 밀착부가 상기 BOP 보어홀의 하단부를 폐쇄하도록 상기 BOP 장비가 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 BOP 장비는 상기 플러그의 밀착부가 상기 BOP 보어홀의 하단부를 폐쇄하도록 상기 BOP 보어홀의 하단에 밀착 삽입 결합된 상태에서 상기 결합부가 상기 웰헤드 보어홀에 삽입 결합되도록 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 내압 공급 유닛은 상기 BOP 보어홀의 중단에 연통되는 측면 포트와 연결되어 상기 측면 포트를 통해 상기 BOP 보어홀에 유체를 공급 가압하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
14. 제 10 항에 있어서,
    상기 플러그에는 일단이 상기 웰헤드 보어홀과 연통되고 타단이 상기 BOP 보어홀과 연통되는 유체 공급 유로가 형성되고,
    상기 내압 공급 유닛이 상기 테스트 웰헤드의 웰헤드 보어홀과 연결되어 상기 웰헤드 보어홀 및 유체 공급 유로를 통해 상기 BOP 보어홀 내부로 유체를 공급 가압하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
15. 제 9 항에 기재된 BOP 테스트 장치를 이용하여 상기 BOP 장비에 대한 내압 테스트를 수행하는 BOP 테스트 방법으로서,
    상기 BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부를 폐쇄하도록 상기 BOP 보어홀 하단부에 상기 플러그를 밀착 삽입하는 단계;
    상기 플러그가 상기 BOP 보어홀에 밀착 삽입된 상태에서 상기 테스트 웰헤드의 웰헤드 보어홀에 삽입되도록 상기 BOP 장비를 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합시키는 단계;
    상기 테스트 파이프를 하단부가 자유단 상태가 되도록 상기 BOP 보어홀의 내부에 삽입하는 단계;
    상기 BOP 장비에 장착된 다수개의 램 장치 및 애뉼라 장치 중 적어도 어느 하나를 상기 BOP 보어홀을 폐쇄하도록 작동시키는 단계; 및
    상기 내압 공급 유닛을 통해 상기 BOP 보어홀에 유체를 공급 가압하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 방법.
16. 제 9 항에 기재된 BOP 테스트 장치를 이용하여 상기 BOP 장비에 대한 내압 테스트를 수행하는 BOP 테스트 방법으로서,
    상기 플러그를 상기 테스트 웰헤드의 웰헤드 보어홀에 삽입 고정하는 단계;
    상기 플러그가 상기 웰헤드 보어홀에 삽입 고정된 상태에서 상기 BOP 장비의 BOP 보어홀 하단부에 밀착 삽입되도록 상기 BOP 장비를 상기 테스트 웰헤드에 안착 결합시키는 단계;
    상기 테스트 파이프를 하단부가 자유단 상태가 되도록 상기 BOP 보어홀의 내부에 삽입하는 단계;
    상기 BOP 장비에 장착된 다수개의 램 장치 및 애뉼라 장치 중 적어도 어느 하나를 상기 BOP 보어홀을 폐쇄하도록 작동시키는 단계; 및
    상기 내압 공급 유닛을 통해 상기 BOP 보어홀에 유체를 공급 가압하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 방법.

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