KR20150004570A - Bop 테스트 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20150004570A KR20130077671A KR20130077671A KR20150004570A KR 20150004570 A KR20150004570 A KR 20150004570A KR 20130077671 A KR20130077671 A KR 20130077671A KR 20130077671 A KR20130077671 A KR 20130077671A KR 20150004570 A KR20150004570 A KR 20150004570A
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Abstract

본 발명은 BOP 테스트 장치 및 방법에 관한 것으로, 별도의 고정 베이스에 테스트 웰헤드를 장착한 후 고정 베이스를 해저 바닥에 고정시킨 상태에서 BOP 장비를 해저 바닥의 테스트 웰헤드에 래칭 결합시킬 수 있도록 함으로써, BOP 장비에 대한 랜딩 테스트를 실제 환경과 유사한 수중에서 수행할 수 있어 더욱 정확한 랜딩 테스트 결과를 얻을 수 있고, 고정 베이스를 통해 테스트 웰헤드를 해저 바닥에 더욱 강하게 고정시킬 수 있어 해상 조건의 변화와 무관하게 안정적이고 정확하게 테스트 작업을 수행할 수 있으며, 머드액이 테스트 웰헤드 내부에서 순환하여 BOP 장비 및 라이저를 통해 다시 시추선으로 되돌아오도록 구성함으로써, BOP 장비가 테스트 웰헤드에 래칭 결합된 상태에서 머드액을 공급 순환시켜 BOP 장비에 대한 머드액 순환 테스트를 아울러 수행할 수 있는 BOP 테스트 장치 및 방법을 제공한다.

Description

BOP 테스트 장치 및 방법{BOP Test Apparatus and Method}
본 발명은 BOP 테스트 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 별도의 고정 베이스에 테스트 웰헤드를 장착한 후 고정 베이스를 해저 바닥에 고정시킨 상태에서 BOP 장비를 해저 바닥의 테스트 웰헤드에 래칭 결합시킬 수 있도록 함으로써, BOP 장비에 대한 랜딩 테스트를 실제 환경과 유사한 수중에서 수행할 수 있어 더욱 정확한 랜딩 테스트 결과를 얻을 수 있고, 고정 베이스를 통해 테스트 웰헤드를 해저 바닥에 더욱 강하게 고정시킬 수 있어 해상 조건의 변화와 무관하게 안정적이고 정확하게 테스트 작업을 수행할 수 있으며, 머드액이 테스트 웰헤드 내부에서 순환하여 BOP 장비 및 라이저를 통해 다시 시추선으로 되돌아오도록 구성함으로써, BOP 장비가 테스트 웰헤드에 래칭 결합된 상태에서 머드액을 공급 순환시켜 BOP 장비에 대한 머드액 순환 테스트를 아울러 수행할 수 있는 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, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 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.
최근에는 심해 유전의 개발이 활발하게 진행됨에 따라 각종 시추 장비들에 대한 안전성이 특히 중요하게 요구되는데, 시추 장비들 중 시추 과정에서의 안전과 가장 관련이 깊은 장비로서, BOP(Blow out Preventer, 분출 방지기)를 들 수 있다.
BOP 장비는 시추 과정에서 발생하는 고압의 가스를 안전하게 제거하여 해저 유정의 가스 폭발을 방지하기 위한 장치로서, 해상의 시추 설비로부터 라이저를 통해 연결되어 해저 유정의 상단 웰헤드에 결합되는 형태로 설치된다.
이러한 BOP 장비는 심해 환경에 적합한 형태로 수심 3,000 m (4,300 psi) 이상의 고압의 환경에서 내압으로는 15,000 psi 압력을 견디도록 설계된다. 그러나, 실제 심해 유정에 설치되기 전까지 실제와 같은 환경에서의 테스트 과정을 거치지 않기 때문에, 실제 설치 현장 작업시 여러가지 문제가 발생한다.
일반적으로 BOP 장비에 대한 테스트는 BOP 장비를 이루는 각 부품에 대해 각각 별도로 외압을 가하거나 내압을 가하는 방식으로 부분적인 테스트가 이루어지고 있으며, 전체 조립된 상태에서는 이러한 테스트를 수행할 수 있는 장치가 전무한 상태로서, 실제 환경과 같은 조건에서 다양한 방식의 테스트를 수행할 수 있는 장치가 절실히 요구되고 있다.
국내등록특허 제10-1185286호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 고정 베이스에 테스트 웰헤드를 장착한 후 고정 베이스를 해저 바닥에 고정시킨 상태에서 BOP 장비를 해저 바닥의 테스트 웰헤드에 래칭 결합시킬 수 있도록 함으로써, BOP 장비에 대한 랜딩 테스트를 실제 환경과 유사한 수중에서 수행할 수 있어 더욱 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있고, 고정 베이스를 통해 테스트 웰헤드를 해저 바닥에 더욱 강하게 고정시킬 수 있어 해상 조건의 변화와 무관하게 안정적이고 정확하게 테스트 작업을 수행할 수 있는 BOP 테스트 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 시추선으로부터 테스트 웰헤드에 공급되는 머드액이 테스트 웰헤드 내부에서 순환하여 BOP 장비 및 라이저를 통해 다시 시추선으로 되돌아오도록 구성함으로써, BOP 장비가 테스트 웰헤드에 래칭 결합된 상태에서 머드액을 공급 순환시켜 BOP 장비에 대한 머드액 순환 테스트를 수행할 수 있는 BOP 테스트 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, BOP 장비를 테스트하는 BOP 테스트 장치에 있어서, 해저 바닥에 고정 설치되는 고정 베이스; 및 상기 고정 베이스에 고정 장착되며 상기 BOP 장비가 래칭 결합되도록 형성되는 테스트 웰헤드 모듈을 포함하고, 상기 BOP 장비의 상기 테스트 웰헤드 모듈에 대한 랜딩 테스트를 수중에서 수행하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치를 제공한다.
이때, 상기 고정 베이스는 콘크리트 블록 형태로 형성되어 중심부에 상기 테스트 웰헤드 모듈이 장착되는 베이스 본체; 및 상기 베이스 본체의 내부에 배치되는 보강 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보강 부재는 다수개의 형강빔이 서로 직교하는 형태로 결합 배치될 수 있다.
또한, 상기 고정 베이스에는 상기 고정 베이스가 해저 바닥에 고정 설치될 수 있도록 석션 재킷이 다수개 장착될 수 있다.
또한, 상기 석션 재킷은 상기 고정 베이스의 하단면 중심부와 가장자리 둘레를 따라 이격되게 다수개 장착될 수 있다.
또한, 상기 고정 베이스의 하단면 중심부에 장착되는 석션 재킷은 상기 테스트 웰헤드 모듈의 연직 하부에 위치하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 BOP 장비는 시추선의 라이저 하단에 연결되어 상기 라이저와 함께 상기 테스트 웰헤드 모듈에 래칭 결합되고, 상기 테스트 웰헤드 모듈은 상기 시추선으로부터 상기 테스트 웰헤드 모듈에 공급되는 머드액이 상기 테스트 웰헤드 모듈 내에서 순환하여 상기 BOP 장비 및 상기 라이저를 통해 다시 상기 시추선으로 되돌아올 수 있도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 테스트 웰헤드 모듈은, 내부에 머드액 순환 챔버가 형성되도록 상기 고정 베이스에 장착되는 메인 케이스; 상단에 상기 BOP 장비가 래칭 결합되도록 상기 메인 케이스의 상단부에 배치되고, 내부 공간에는 상기 BOP 장비의 BOP 보어홀 및 상기 머드액 순환 챔버에 모두 연통되도록 웰헤드 보어홀이 형성되는 테스트 웰헤드; 및 상기 머드액 순환 챔버 내부에 배치되도록 상기 테스트 웰헤드의 하부에 장착되고, 일측에는 내부 공간이 상기 머드액 순환 챔버와 연통되도록 머드액 배출홀이 형성되는 웰케이싱을 포함할 수 있다.
또한, 상기 머드액은 상기 시추선으로부터 별도의 테스트 파이프를 통해 상기 웰케이싱 내부 공간으로 공급되고, 상기 웰케이싱 내부 공간으로 공급된 머드액은 상기 머드액 배출홀을 통해 상기 머드액 순환 챔버로 유입된 후, 상기 머드액 순환 챔버로부터 상기 웰헤드 보어홀을 통해 상기 BOP 장비 및 상기 라이저로 유입되어 상기 시추선으로 되돌아오도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 고정 베이스의 중심부에는 오목홈이 형성되고, 상기 테스트 웰헤드 모듈의 메인 케이스는 외주면이 상기 오목홈의 내주면에 밀착 접촉되게 장착될 수 있다.
또한, 상기 머드액 순환 챔버 내부에는 상기 머드액 순환 챔버에서의 테스트 환경 상태를 측정할 수 있는 측정 센서가 장착될 수 있다.
또한, 상기 고정 베이스에는 상기 측정 센서에 의해 측정된 값을 인가받아 별도의 제어실로 전송하는 데이터 전송부가 장착될 수 있다.
또한, 상기 데이터 전송부는 유선 또는 무선 방식으로 상기 제어실에 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 테스트 웰헤드 모듈 또는 상기 고정 베이스에는 상기 BOP 장비가 상기 테스트 웰헤드에 래칭 결합되는 과정에서 상기 BOP 장비의 이동 경로를 가이드할 수 있는 BOP 가이드부가 장착될 수 있다.
한편, 본 발명은, BOP 장비를 테스트하는 BOP 테스트 방법에 있어서, 상기 BOP 장비가 래칭 결합되도록 형성되는 테스트 웰헤드 모듈을 별도의 고정 베이스에 고정 장착하는 단계; 상기 테스트 웰헤드 모듈이 고정 장착된 고정 베이스를 해저 바닥에 고정 설치하는 단계; 및 상기 고정 베이스와 함께 해저 바닥에 위치하는 테스트 웰헤드 모듈에 상기 BOP 장비를 하강시켜 래칭 결합시키는 단계를 포함하고, 상기 BOP 장비의 상기 테스트 웰헤드 모듈에 대한 랜딩 테스트를 수중에서 수행하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 방법을 제공한다.
이때, 상기 BOP 장비는 시추선의 라이저 하단에 연결되어 상기 라이저와 함께 상기 테스트 웰헤드 모듈에 래칭 결합되고, 상기 테스트 웰헤드 모듈은 상기 시추선으로부터 상기 테스트 웰헤드 모듈에 공급되는 머드액이 상기 테스트 웰헤드 모듈 내에서 순환하여 상기 BOP 장비 및 상기 라이저를 통해 다시 상기 시추선으로 되돌아올 수 있도록 형성될 수있다.
또한, 상기 머드액을 상기 테스트 웰헤드 모듈에 공급하여 상기 BOP 장비에 대한 머드액 순환 테스트를 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 별도의 고정 베이스에 테스트 웰헤드를 장착한 후 고정 베이스를 해저 바닥에 고정시킨 상태에서 BOP 장비를 해저 바닥의 테스트 웰헤드에 래칭 결합시킬 수 있도록 함으로써, BOP 장비에 대한 랜딩 테스트를 실제 환경과 유사한 수중에서 수행할 수 있어 더욱 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있고, 고정 베이스를 통해 테스트 웰헤드를 해저 바닥에 더욱 강하게 고정시킬 수 있어 해상 조건의 변화와 무관하게 안정적이고 정확하게 테스트 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 시추선으로부터 테스트 웰헤드에 공급되는 머드액이 테스트 웰헤드 내부에서 순환하여 BOP 장비 및 라이저를 통해 다시 시추선으로 되돌아오도록 구성함으로써, BOP 장비가 테스트 웰헤드에 래칭 결합된 상태에서 머드액을 공급 순환시켜 BOP 장비에 대한 머드액 순환 테스트를 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치의 설치 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치의 고정 베이스 및 테스트 웰헤드 모듈에 대한 구성을 개략적으로 도시한 개념도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 웰헤드 모듈을 통한 머드액 순환 구조를 개략적으로 도시한 개념도,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치를 이용하여 BOP 장비를 테스트하는 과정을 개략적으로 도시한 개념도이다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치의 설치 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치의 고정 베이스 및 테스트 웰헤드 모듈에 대한 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 웰헤드 모듈을 통한 머드액 순환 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치는 심해 환경에서 사용되는 BOP 장비를 심해 환경과 유사한 환경 조건에 노출시켜 다양한 방식의 테스트를 수행할 수 있는 장치로서, 해저 바닥에 고정 설치되는 고정 베이스(800)와, 고정 베이스(800)에 고정 장착되며 BOP 장비(200)가 래칭 결합되도록 형성되는 테스트 웰헤드 모듈(300)을 포함하여 구성된다.
즉, BOP 장비(200)가 래칭 결합되는 테스트 웰헤드 모듈(300)은 별도의 고정 베이스(800)에 고정 장착되어 고정 베이스(800)와 함께 해저 바닥에 고정된 상태로 위치하게 된다.
이 상태에서, 도 1에 도시된 바와 같이 시추선(210)의 라이저(220) 하단에 BOP 장비(200)를 연결하고, 라이저(220)와 함께 BOP 장비(200)를 하향 이동시켜 테스트 웰헤드 모듈(300)에 래칭 결합시킨다. 이와 같은 래칭 결합 과정에서 BOP 장비(200)의 테스트 웰헤드 모듈(300)에 대한 랜딩 테스트를 수행할 수 있다.
고정 베이스(800)는 콘크리트 블록 형태로 형성되어 중심부에 테스트 웰헤드 모듈(300)이 장착되는 베이스 본체(810)와, 베이스 본체(810)의 내부에 배치되는 보강 부재(820)를 포함하여 구성될 수 있다. 보강 부재(820)는 다수개의 형강빔, 예를 들면 H빔으로 적용될 수 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이 다수개의 형강빔이 서로 직교하는 형태로 결합 배치될 수 있다. 이러한 고정 베이스(800)는 별도의 형틀 내부에 보강 부재(820)를 배치시키고, 이 상태에서 형틀 내부에 콘크리트를 충전하여 양생시키는 방식으로 제작될 수 있다. 한편, 고정 베이스(800)의 가장자리 부위에는 고정 베이스(800)를 해저 바닥에 설치하기 위해 시추선(210) 크레인(213)의 와이어(W)에 연결 가능한 형태의 러그(801)가 장착될 수 있다. 이러한 러그(801)는 일단이 보강 부재(820)에 결합되어 베이스 본체(810)의 내부에 위치하고 타단이 베이스 본체(810)로부터 외부 노출되게 장착될 수 있다.
이와 같이 고정 베이스(800)는 콘크리트 블록 형태의 베이스 본체(810) 내부에 형강 재질의 보강 부재(820)가 삽입 배치되기 때문에, 고정 베이스(800)의 강도를 강화시킬 수 있어 더욱 안정적인 BOP 장비 테스트 작업을 수행할 수 있다.
한편, 고정 베이스(800)의 하단면에는 고정 베이스(800)가 해저 바닥에 고정 설치될 수 있도록 별도의 석션 재킷(830)이 다수개 장착될 수 있는데, 이러한 석션 재킷(830)은 도 2에 도시된 바와 같이 고정 베이스(800)의 하단면 중심부와 가장자리 둘레를 따라 이격되게 다수개 장착될 수 있다. 이때, 고정 베이스(800)의 하단면 중심부에 배치되는 석션 재킷(830)은 BOP 장비(200)의 테스트 작업 동안 BOP 장비(200)의 자중 및 테스트 웰헤드 모듈(300)의 자중 등에 의해 가장 하중을 크게 받는 부위, 즉 테스트 웰헤드 모듈(300)의 연직 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
테스트 웰헤드 모듈(300)은 BOP 장비(200)가 래칭 결합될 수 있도록 형성되는 테스트 웰헤드(320)를 포함하여 구성되며, 머드액 순환 챔버(311)가 형성되는 메인 케이스(310)와, 테스트 웰헤드(320)의 하부에 장착되는 웰케이싱(330)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치는 BOP 장비(200)를 해저로 투입하여 해저에 배치되는 테스트 웰헤드 모듈(300)에 안착 결합시킬 수 있고, 이에 따라 BOP 장비(200)의 테스트 웰헤드 모듈(300)에 대한 랜딩 테스트를 수중, 즉 해저에서 수행할 수 있다. BOP 장비(200)를 테스트 웰헤드 모듈(300)에 결합시키는 과정에서 발생하는 문제를 점검하는 랜딩 테스트는 종래 기술에서는 지상에서 수행되었기 때문에, 테스트 결과에 대한 신뢰도를 확보할 수 없었는데, 본 발명에서는 BOP 장비(200)에 대한 랜딩 테스트를 해저에서 실제 환경과 유사한 환경 조건에서 수행할 수 있으므로, 랜딩 테스트 결과에 대한 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 테스트 웰헤드 모듈(300)이 별도의 고정 베이스(800)에 고정 장착되어 고정 베이스(800)와 함께 해저에 고정 설치되기 때문에, BOP 장비(200)를 테스트 웰헤드 모듈(300)에 래칭 결합시키는 과정에서 더욱 정확하고 안정적으로 래칭 결합 작업을 수행할 수 있으며, 특히, BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드 모듈(300)에 래칭 결합된 상태로 BOP 장비(200)에 대한 테스트 작업이 진행되는 동안, 테스트 웰헤드 모듈(300)이 고정 베이스(800)와 함께 안정적으로 고정되기 때문에, 파도 또는 조류와 같은 해저 환경에 무관하게 안정적으로 테스트 작업을 수행할 수 있다.
한편, 테스트 웰헤드 모듈(300) 또는 고정 베이스(800)에는 BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드(320)에 래칭 결합되는 과정에서 BOP 장비(200)의 이동 경로를 가이드할 수 있도록 별도의 BOP 가이드부(360)가 장착될 수 있으며, 이를 통해 BOP 장비(200)의 테스트 웰헤드(320)에 대한 래칭 결합 과정을 더욱 용이하고 정확하게 수행할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 웰헤드 모듈(300)에 대해 좀더 자세히 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 웰헤드 모듈(300)은 시추선(210)으로부터 테스트 웰헤드 모듈(300)에 공급되는 머드액이 테스트 웰헤드 모듈(300) 내에서 순환하여 BOP 장비(200) 및 라이저(220)를 통해 다시 시추선(210)으로 되돌아올 수 있도록 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치는 전술한 바와 같이 BOP 장비(200)의 테스트 웰헤드 모듈(300)에 대한 랜딩 테스트 작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 시추선(210)으로부터 머드액을 테스트 웰헤드 모듈(300)에 공급하여 BOP 장비(200)에 대한 머드 순환 테스트 또한 수행할 수 있다.
이와 같이 형성되는 테스트 웰헤드 모듈(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 메인 케이스(310)와, 테스트 웰헤드(320)와, 웰케이싱(330)을 포함하여 구성된다.
메인 케이스(310)는 내부에 머드액 순환 챔버(311)가 형성되는 중공 원통 형상으로 형성되어 고정 베이스(800)에 장착된다. 이때, 고정 베이스(800)의 중심부에는 오목홈(811)이 형성되고, 메인 케이스(310)는 외주면이 오목홈(811)의 내주면에 밀착 접촉되게 장착될 수 있다. 이러한 구조에 따라 고정 베이스(800)의 오목홈(811)에 의해 메인 케이스(310)의 내압 강도가 보강 지지되므로, 머드액 순환 챔버(311)에 형성되는 내부 압력이 상대적으로 높게 형성되더라도 이를 안정적으로 지지할 수 있다.
테스트 웰헤드(320)는 상단에 BOP 장비(200)가 래칭 결합되도록 메인 케이스(310)의 상단부에 배치되고 내부 공간에는 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201) 및 머드액 순환 챔버(311)에 모두 연통되도록 웰헤드 보어홀(321)이 형성된다. 이때, 웰헤드 보어홀(321)은 양단이 각각 BOP 보어홀(201) 및 웰케이싱(330) 내부 공간과 연통되는 메인홀(321-1)과, 메인홀(321-1)의 중단으로부터 분기되어 일단이 머드액 순환 챔버(311)에 연통되는 서브홀(321-2)을 포함하는 형태로 형성될 수 있다.
웰케이싱(330)은 실제 해저 유정의 드릴링 단계에서 사용되는 웰케이싱과 동일한 형태로 형성되는데, 머드액 순환 챔버(311) 내부에 배치되도록 테스트 웰헤드(320)의 하부에 장착되고, 일측에는 웰케이싱(330)의 내부 공간이 머드액 순환 챔버(311)와 연통되도록 머드액 배출홀(331)이 형성된다.
이러한 구조에 따라 시추선(210)으로부터 웰케이싱(330) 내부 공간으로 머드액이 계속해서 일정 압력 이상으로 공급되면, 도 3에 도시된 바와 같이 웰케이싱(330) 내부 공간으로 공급된 머드액은 머드액 배출홀(331)을 통해 머드액 순환 챔버(311)로 유입되고, 이후 머드액 순환 챔버(311)로부터 웰헤드 보어홀(321), 좀더 구체적으로는 웰헤드 보어홀(321)의 서브홀(321-2)을 통해 BOP 장비(200)의 BOP 보어홀(201)로 유입되며, BOP 보어홀(201)을 통과하여 계속해서 라이저(220)를 따라 시추선(210)으로 되돌아가는 흐름을 나타낸다.
이때, 웰케이싱(330) 내부 공간으로 머드액을 공급하는 방식은, 실제 해저 유정의 드릴링 단계에서와 마찬가지로 드릴 파이프를 이용하여 머드액을 공급하는 방식으로 구성될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서는 실제 드릴 파이프와 유사한 형태의 테스트 파이프(230)를 통해 웰케이싱(330) 내부 공간으로 머드액을 공급할 수 있다. 즉, 시추선(210)으로부터 라이저(220) 내부 공간을 따라 웰케이싱(330) 내부 공간까지 테스트 파이프(230)를 하향 연장하고, 이러한 테스트 파이프(230)를 통해 시추선(210)으로부터 머드액을 공급할 수 있다.
이와 같이 테스트 파이프(230)를 통해 공급되는 머드액은 전술한 바와 같이 머드액 공급 압력에 의해 테스트 웰헤드 모듈(300) 내부에서 머드액 순환 챔버(311)를 통해 BOP 장비(200) 및 라이저(220)를 따라 다시 시추선(210)으로 되돌아오는 흐름을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치는 전술한 머드액 순환 흐름을 통해 BOP 장비(200)에 대한 머드액 순환 테스트를 수행할 수 있다. 즉, 머드액 순환 과정에서 머드액이 원활하게 순환 흐름을 나타내는지 여부, BOP 장비(200)로부터 머드액이 누출되는지 여부 또는 BOP 장비(200)의 안전성 여부 등 다양한 방식의 테스트를 수행할 수 있다.
한편, 머드액 순환 챔버(311) 내부에는 머드액 순환 챔버(311)에서의 테스트 환경 상태를 측정할 수 있는 측정 센서(340)가 장착될 수 있다. 측정 센서(340)는 머드액 순환 챔버(311)의 내부 압력, 온도 등을 측정하도록 구성될 수 있다.
또한, 고정 베이스(800)에는 측정 센서(340)에 의해 측정된 값을 인가받아 별도의 제어실(600)로 전송하는 데이터 전송부(350)가 장착될 수 있는데, 데이터 전송부(350)는 유선 또는 무선 방식으로 제어실(600)에 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 이때, 제어실(600)은 BOP 장비(200)의 작동 상태를 제어하거나 또는 머드액 공급 압력을 조절하는 등의 다양한 제어 기능을 수행할 수 있는 것으로, 일반적으로 시추선(210) 내에 설치되는 제어실(600)이 그대로 적용될 수 있다.
한편, 테스트 웰헤드 모듈(300) 또는 고정 베이스(800)에는 BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드(320)에 래칭 결합되는 과정에서 BOP 장비(200)의 이동 경로를 가이드할 수 있도록 별도의 BOP 가이드부(360)가 장착될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치를 이용하여 BOP 장비를 테스트하는 과정을 개략적으로 도시한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 BOP 테스트 장치를 이용하여 BOP 장비를 테스트하는 과정은, 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 시추선(210)으로부터 크레인(213)을 이용하여 고정 베이스(800)를 해저 바닥에 하강 이동시킨다. 이때, 고정 베이스(800)는 테스트 웰헤드 모듈(300)이 고정 장착된 상태로 해저 바닥으로 하강 이동되며, 크레인(213)의 와이어(W)는 고정 베이스(800)의 러그(801)에 연결된다. 고정 베이스(800)가 크레인(213)에 의해 해저 바닥에 위치하게 되면, 고정 베이스(800)의 하단면에 장착된 석션 재킷(830)을 이용하여 고정 베이스(800)를 해저 바닥에 고정되게 설치한다.
이후, 도 5에 도시된 바와 같이 시추선(210)으로부터 라이저(220)를 이용하여 BOP 장비(200)를 하향 이동시켜 해저 바닥에 위치하는 테스트 웰헤드 모듈(300)에 래칭 결합시킨다. 이러한 래칭 결합 과정에서 BOP 장비(200)의 테스트 웰헤드 모듈(300)에 대한 랜딩 테스트를 수행한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 BOP 장비(200)의 랜딩 테스트를 수중, 즉 해저에서 수행하게 되므로, BOP 장비(200)가 실제 사용되는 환경과 유사한 환경에서 테스트를 수행할 수 있어 더욱 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이 BOP 장비(200)가 테스트 웰헤드 모듈(300)에 래칭 결합된 상태에서, 시추선(210)으로부터 테스트 파이프(230)를 테스트 웰헤드 모듈(300)까지 하향 연장하고, 테스트 파이프(230)를 이용하여 테스트 웰헤드 모듈(300)에 머드액을 계속해서 일정 압력 이상으로 공급한다. 이와 같이 머드액을 공급하게 되면, 공급된 머드액은 전술한 바와 같이 테스트 웰헤드 모듈(300) 내에서 순환하며 다시 BOP 장비(200) 및 라이저(220) 내부 공간을 따라 상승 이동하며 시추선(210)으로 되돌아오게 된다. 이러한 머드액 순환 흐름을 이용하여 BOP 장비(200)에 대한 머드액 순환 테스트를 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.
200: BOP 장비 201: BOP 보어홀
220: 라이저 230: 테스트 파이프
300: 테스트 웰헤드 모듈 310: 메인 케이스
311: 머드액 순환 챔버 320: 테스트 웰헤드
321: 웰헤드 보어홀 330: 웰케이싱
331: 머드액 배출홀 340: 측정 센서
350: 데이터 전송부 360: BOP 가이드부
600: 제어실 800: 고정 베이스
810: 베이스 본체 811: 오목홈
820: 보강 부재 830: 석션 재킷

Claims (17)

  1. BOP 장비를 테스트하는 BOP 테스트 장치에 있어서,
    해저 바닥에 고정 설치되는 고정 베이스; 및
    상기 고정 베이스에 고정 장착되며 상기 BOP 장비가 래칭 결합되도록 형성되는 테스트 웰헤드 모듈
    을 포함하고, 상기 BOP 장비의 상기 테스트 웰헤드 모듈에 대한 랜딩 테스트를 수중에서 수행하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 베이스는
    콘크리트 블록 형태로 형성되어 중심부에 상기 테스트 웰헤드 모듈이 장착되는 베이스 본체; 및
    상기 베이스 본체의 내부에 배치되는 보강 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보강 부재는 다수개의 형강빔이 서로 직교하는 형태로 결합 배치되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정 베이스에는 상기 고정 베이스가 해저 바닥에 고정 설치될 수 있도록 석션 재킷이 다수개 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 석션 재킷은 상기 고정 베이스의 하단면 중심부와 가장자리 둘레를 따라 이격되게 다수개 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정 베이스의 하단면 중심부에 장착되는 석션 재킷은 상기 테스트 웰헤드 모듈의 연직 하부에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 BOP 장비는 시추선의 라이저 하단에 연결되어 상기 라이저와 함께 상기 테스트 웰헤드 모듈에 래칭 결합되고,
    상기 테스트 웰헤드 모듈은 상기 시추선으로부터 상기 테스트 웰헤드 모듈에 공급되는 머드액이 상기 테스트 웰헤드 모듈 내에서 순환하여 상기 BOP 장비 및 상기 라이저를 통해 다시 상기 시추선으로 되돌아올 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 테스트 웰헤드 모듈은
    내부에 머드액 순환 챔버가 형성되도록 상기 고정 베이스에 장착되는 메인 케이스;
    상단에 상기 BOP 장비가 래칭 결합되도록 상기 메인 케이스의 상단부에 배치되고, 내부 공간에는 상기 BOP 장비의 BOP 보어홀 및 상기 머드액 순환 챔버에 모두 연통되도록 웰헤드 보어홀이 형성되는 테스트 웰헤드; 및
    상기 머드액 순환 챔버 내부에 배치되도록 상기 테스트 웰헤드의 하부에 장착되고, 일측에는 내부 공간이 상기 머드액 순환 챔버와 연통되도록 머드액 배출홀이 형성되는 웰케이싱
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 머드액은 상기 시추선으로부터 별도의 테스트 파이프를 통해 상기 웰케이싱 내부 공간으로 공급되고, 상기 웰케이싱 내부 공간으로 공급된 머드액은 상기 머드액 배출홀을 통해 상기 머드액 순환 챔버로 유입된 후, 상기 머드액 순환 챔버로부터 상기 웰헤드 보어홀을 통해 상기 BOP 장비 및 상기 라이저로 유입되어 상기 시추선으로 되돌아오는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 고정 베이스의 중심부에는 오목홈이 형성되고,
    상기 테스트 웰헤드 모듈의 메인 케이스는 외주면이 상기 오목홈의 내주면에 밀착 접촉되게 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 머드액 순환 챔버 내부에는 상기 머드액 순환 챔버에서의 테스트 환경 상태를 측정할 수 있는 측정 센서가 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 고정 베이스에는 상기 측정 센서에 의해 측정된 값을 인가받아 별도의 제어실로 전송하는 데이터 전송부가 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 데이터 전송부는 유선 또는 무선 방식으로 상기 제어실에 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 테스트 웰헤드 모듈 또는 상기 고정 베이스에는 상기 BOP 장비가 상기 테스트 웰헤드에 래칭 결합되는 과정에서 상기 BOP 장비의 이동 경로를 가이드할 수 있는 BOP 가이드부가 장착되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 장치.
  15. BOP 장비를 테스트하는 BOP 테스트 방법에 있어서,
    상기 BOP 장비가 래칭 결합되도록 형성되는 테스트 웰헤드 모듈을 별도의 고정 베이스에 고정 장착하는 단계;
    상기 테스트 웰헤드 모듈이 고정 장착된 고정 베이스를 해저 바닥에 고정 설치하는 단계; 및
    상기 고정 베이스와 함께 해저 바닥에 위치하는 테스트 웰헤드 모듈에 상기 BOP 장비를 하강시켜 래칭 결합시키는 단계
    를 포함하고, 상기 BOP 장비의 상기 테스트 웰헤드 모듈에 대한 랜딩 테스트를 수중에서 수행하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 BOP 장비는 시추선의 라이저 하단에 연결되어 상기 라이저와 함께 상기 테스트 웰헤드 모듈에 래칭 결합되고,
    상기 테스트 웰헤드 모듈은 상기 시추선으로부터 상기 테스트 웰헤드 모듈에 공급되는 머드액이 상기 테스트 웰헤드 모듈 내에서 순환하여 상기 BOP 장비 및 상기 라이저를 통해 다시 상기 시추선으로 되돌아올 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 머드액을 상기 테스트 웰헤드 모듈에 공급하여 상기 BOP 장비에 대한 머드액 순환 테스트를 수행하는 것을 특징으로 하는 BOP 테스트 방법.
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