KR20150029904A - 파일제거방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 파일제거방법은 연결부의 일측과 파일 제거 부재를 연결하는 단계; 해저면에 박혀 있는 파일의 일측과 상기 연결부의 타측을 연결하는 단계; 및 상기 파일 제거 부재에 비틀림력 및 인장력을 인가하는 단계를 포함한다.

Description

파일제거방법{PILE REMOVAL METHOD}
본 발명은 파일제거방법에 관한 것이다.
과거 근해 지역 오일/가스 채굴을 위해 자켓 타입(jacket type)의 설비가 많이 채용되었고, 최근에 들어서는 심해로 채굴 범위가 확장됨에 따라 self elevating type, tension leg type, spar type, FPSO 등의 설비가 점차 각광받고 있는 상태이다.
이전에 설치된 자켓 타입은 대부분 수심이 얕고 또 이미 오일/가스의 생산량이 고갈된 상태이므로 환경 및 안정 목적 상 설비가 제거되어야 하나 대부분의 국가에서는 해저(seabed) 상부에서 자켓 레그(jacket leg)만 절단, 수거함으로써 해저면과 그 하부에 여전히 파일(pile)이 설치된 상태로 방치되어 있다.
최근의 보도에 의하면 북해지역의 경우 이와 같은 잔류물에 의해 해저 파이프라인 설치 경로가 확보되지 않아 문제가 발생하고 있으며, 향후 10년 이내 수백기의 폐기된 자켓 회수 소요가 예상되고 있다.
이와 같이 해저에 남아있는 파일 제거가 필요하나 적정 기술 부재 및 전용 해체선박/설비가 마련되지 않아 제거에 많은 비용이 예상되고 있다.
미국등록특허 7090734 (등록일 : 2006년8월15일)
본 발명의 실시예에 따른 파일제거방법은 해저면에 박혀 있는 파일을 보다 쉽게 제거하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 연결부의 일측과 파일 제거 부재를 연결하는 단계; 해저면에 박혀 있는 파일의 일측과 상기 연결부의 타측을 연결하는 단계; 및 상기 파일 제거 부재에 비틀림력 및 인장력을 인가하는 단계를 포함하는 파일제거방법이 제공된다.
본 발명의 일측면에 따른 파일제거방법은 상기 연결부 및 상기 파일 제거 부재의 내부를 지나는 드릴 비트로 상기 파일 내부에 있는 머드를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 드릴 비트에 형성된 노즐이 유체를 상기 머드를 향하여 분사할 수 있다.
상기 비틀림력과 상기 인장력을 주기적으로 상기 파일 제거 부재에 인가할 수 있다.
상기 연결부와 연결되는 상기 파일의 표면에는 나사산이 형성되어 있지 않다.
상기 연결부는 서로 나사 결합된 제1 연결부재와 제2 연결부재를 포함하며, 상기 제1 연결부재는 상기 파일 제거 부재와 나사결합되고, 상기 파일은 상기 제2 연결부재에 삽입될 수 있다.
상기 제1 연결부재와 연결되는 상기 제2 연렬부재의 영역에 테이퍼가 형성될 수 있다.
상기 테이퍼 영역에 대한 용접을 통하여 상기 제1 연결부재와 상기 제2 연결부재가 결합되고, 상기 파일 일측의 외면과 상기 제2 연결부재를 용접할 수 있다.
상기 파일 제거 부재와 상기 제1 연결부재가 해상에서 나사결합되고 상기 파일이 상기 제2 연결부재에 삽입된 후 상기 제1 연결부재와 상기 제2 연결부재가 나사결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 파일제거방법은 해저면에 박힌 파일에 뒤틀림력과 인장력을 가하여 파일과 해저면의 마찰력을 줄일 수 있으므로 보다 쉽게 파일을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파일제거방법의 순서도를 나타낸다.
도 2는 파일 제거 부재와 제1 연결부재의 연결 과정을 나타낸다.
도 3은 파일과 제2 연결부재의 연결 과정을 나타낸다.
도 4는 제1 연결부재와 제2 연결부재의 연결 과정을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파일제거방법을 수행할 수 있는 시추 데릭을 나타낸다.
도 6은 연결부 및 파일 제거 부재 내부를 지나는 드릴 비트를 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파일제거방법의 순서도를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 파일제거방법은 연결부의 일측과 파일 제거 부재를 연결하는 단계(S110), 해저면에 박혀 있는 파일(pile)의 일측과 연결부의 타측을 연결하는 단계(S120) 및 파일 제거 부재에 비틀림력 및 인장력을 인가하는 단계(S130)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 다른 파일제거방법에서 단계 S110과 단계 S120가 순차적 또는 동시에 이루어질 수 있으나, 단계 S120가 이루어진 후 단계 S110이 이루어질 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 파일제거방법에 대해 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 파일과 연결부의 연결 과정을 나타낸다. 연결부(110)는 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 연결부(110) 및 제2 연결부재(113)가 도시되어 있지 않으나 설명의 편의를 위하여 도면부호가 부여된다. 연결부(110) 및 제2 연결부재(113)에 대해서는 이후 도면을 통하여 상세히 설명된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 파일 제거 부재(120)와 제1 연결부재(111)가 서로 나사 결합됨으로써 연결부(110)의 일측과 파일 제거 부재(120)가 연결된다. 파일 제거 부재(120)는 비틀림력과 인장력을 파일(130)에 전달하기 위한 부재일 수 있다.
이와 같은 파일 제거 부재(120)는 제1 연결부재(111)와 연결되어 이후에 설명되는 시추 데릭(drilling derrick)에 설치될 수 있다. 파일 제거 부재(120)와 제1 연결부재(111)의 연결은 시추 데릭이 설치된 해양구조물 상에서 이루어질 수 있다. 해양구조물은 자항 능력이 있는 선박이나 해양설비뿐만 아니라 자항 능력이 없는 해양설비를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파일(130)이 제2 연결부재(113)에 삽입된 후 용접됨으로써 해저면에 박혀 있는 파일(130)의 일측과 연결부(110)의 타측이 연결된다. 파일(130)과 제2 연결부재(113)의 용접은 잠수부나 ROV(Remotely-Operated Vehicle)에 의하여 이루어질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 연결부(110)에 포함된 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)가 나사결합될 수 있다. 즉, 제1 연결부재(111)의 외측면에 나사산이 형성되고, 제2 연결부재(113)의 내측면에 나사산이 형성되어 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)가 나사결합될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 파일 제거 부재(120)는 시추 데릭에 설치될 수 있으며, 시추 데릭의 로터리 테이블(rotary table)(210)에 고정될 수 있다. 로터리 테이블(210)이 회전하면 파일 제거 부재(120) 역시 회전함으로써 파일 제거 부재(120)에 연결된 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)가 나사결합될 수 있다.
이상에서는 시추 데릭에 의하여 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)가 나사결합되었으나 이는 일례일 뿐 시추 데릭 이외의 설비에 의하여 결합가능하다.
이와 같이 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)가 결합되어 파일 제거 부재(120), 연결부(110) 및 파일(130)이 서로 연결된 상태에서 파일 제거 부재(120)에 비틀림력 및 인장력이 인가될 수 있다. 이와 같은 비틀림력과 인장력은 시추 데릭의 여러 설비에 의하여 인가될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 파일 제거 부재(120)는 트레블링 블록(travelling block)(220)에 매달리며, 스위블(swivel)(230)은 시추관이 트레블링 블록(220)에 매달려 있는 동안에 파일 제거 부재(120)가 자유롭게 회전할 수 있도록 할 수 있다.
트레블링 블록(230)은 다중 시브 리프팅 블록(multi-sheave lifting block)으로 시추 작업 동안, 파일 제거 부재(120)의 무게를 지지하며 드로워크스(drawworks)에 의한 상하 운동으로 파일 제거 부재(120)에 인장력을 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이 시추 데릭에 파일 제거 부재(120)가 설치될 경우 인장력 및 비틀림력은 각각 트래블링 블록 및 로터리 테이블(210)에 의하여 파일 제거 부재(120)에 인가될 수 있다. 이 때 인장력은 파일(130)을 해저면에서 뽑을 수 있는 방향으로 인가될 수 있다.
이와 같이 파일 제거 부재(120)에 인장력 및 비틀림력이 인가됨에 따라 파일(130)을 해저면으로부터 보다 용이하게 뽑아낼 수 있다. 즉, 파일 제거 부재(120)에 비틀림력이 인가되면 파일 제거 부재(120) 및 연결부(110)와 연결된 파일(130)이 회전하게 되고, 이에 따라 파일(130)과 해저면 사이의 마찰력이 줄어든다. 따라서 파일(130)에 인장력이 전달될 때 파일(130)이 용이하게 해저면으로부터 뽑힐 수 있다.
이 때 비틀림력과 인장력은 주기적으로 파일 제거 부재(120)에 인가됨으로써 파일(130)에 1회에 큰 비틀림력과 인장력을 가하는 것이 아니라 파일(130) 제거를 위해 비틀림력과 인장력이 시간적으로 분산되어 인가될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 파일제거방법은 큰 비틀림력과 인장력을 인가할 수 있는 설비를 이용하지 않더라도 파일(130)을 해저면으로부터 제거할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연결부(110) 및 파일 제거 부재(120)의 내부를 지나는 드릴 비트(drill bit)(240)로 파일(130) 내부에 있는 머드(mud)를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 드릴 비트(240)가 회전하여 파일(130)의 내부에 채워진 머드를 제거하면 파일(130)과 머드 사이의 마찰력이 줄어들어 파일(130)이 보다 쉽게 해저면으로부터 제거될 수 있다.
드릴 비트(240)의 회전은 도 5의 스위블(230) 등에 구비된 모터(미도시) 등에 의하여 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
드릴 비트(240)에는 노즐(241)이 형성될 수 있으며, 드릴 비트(240)의 노즐(241)이 머드를 향하여 해수와 같은 유체를 분사할 수 있다. 유체가 노즐(241)을 통하여 분사되면 파일(130) 내부에 채워진 머드가 제거되므로 파일(130)과 머드 사이의 마찰력이 줄어들어 파일(130)이 쉽게 제거될 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 연결부(110)와 연결되는 파일(130)의 표면에는 나사산이 형성되어 있지 않을 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 연결부(110)는 서로 나사 결합된 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)를 포함하며, 제1 연결부재(111)는 파일 제거 부재(120)와 나사결합되고, 파일(130)은 제2 연결부재(113)에 삽입될 수 있다.
제1 연결부재(111)가 파일 제거 부재(120)와 나사결합되는 반면에 파일(130)은 제2 연결부재(113)에 삽입되는 것은 상용화된 파일(130)의 표면에 나사산이 형성되어 있지 않기 때문이다. 상용화된 파일(130)에 나사산이 형성되어 있지 않으므로 제2 연결부재(113)에 파일(130)이 삽입된 후 파일(130) 일측의 외면과 제2 연결부재(113)를 용접됨으로써 제2 연결부재(113)와 파일(130)이 연결될 수 있다. 이와 같은 용접은 잠수부나 ROV에 의하여 이루어질 수 있다.
제1 연결부재(111)와 연결되는 제2 연결부재(113)의 영역에 테이퍼(taper)(140)가 형성될 수 있다. 제1 연결부재(111)가 제2 연결부재(113)와 연결될 때 제1 연결부재(111)가 제2 연결부재(113)의 테이퍼(140) 면을 따라 제2 연결부재(113)의 나사산 영역으로 가이딩됨으로써 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)가 보다 쉽게 연결될 수 있다.
제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)가 나사결합된 이후에 테이퍼(140) 영역에 대한 용접을 통하여 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)가 결합될 수 있다. 테이퍼(140) 영역에 대한 용접은 테이퍼(140) 면에 인접한 제1 연결부재(111)의 외측면과 테이퍼(140) 면에 대하여 이루어지므로 용접 면적이 증가하여 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)의 연결이 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 파일 제거 부재(120)와 제1 연결부재(111)가 해상에서 나사결합되고 파일(130)이 제2 연결부재(113)에 삽입된 후 제1 연결부재(111)와 제2 연결부재(113)가 나사결합될 수 있다.
이와 다르게 파일(130)과 제2 연결부재(113)의 연결, 제2 연결부재(113)와 제1 연결부재(111)의 연결 및 제1 연결부재(111)와 파일 제거 부재(120)의 연결이 순차적으로 이루어질 때 연결 과정이 모두 해저에서 이루어져야 하므로 연결 작업이 어려워질 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예와 같이 파일 제거 부재(120)와 제1 연결부재(111)가 시추 데릭이 설치된 해양구조물과 같이 해상에서 이루어질 경우 연결 작업이 난이도가 상대적으로 낮아질 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
연결부 : 110
제1 연결부재 : 111
제2 연결부재 : 113
파일 제거 부재 : 120
파일 : 130
테이퍼 : 140
로터리 테이블 : 210
트레블링 블록 : 220
스위블 : 230
드릴 비트 : 240
노즐 : 241

Claims (9)

  1. 연결부의 일측과 파일 제거 부재를 연결하는 단계;
    해저면에 박혀 있는 파일의 일측과 상기 연결부의 타측을 연결하는 단계; 및
    상기 파일 제거 부재에 비틀림력 및 인장력을 인가하는 단계를 포함하는 파일제거방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결부 및 상기 파일 제거 부재의 내부를 지나는 드릴 비트로 상기 파일 내부에 있는 머드를 제거하는 단계를 더 포함하는 파일제거방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 드릴 비트에 형성된 노즐이 유체를 상기 머드를 향하여 분사하는 파일제거방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비틀림력과 상기 인장력을 주기적으로 상기 파일 제거 부재에 인가하는 파일제거방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결부와 연결되는 상기 파일의 표면에는 나사산이 형성되어 있지 않는 파일제거방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연결부는 서로 나사 결합된 제1 연결부재와 제2 연결부재를 포함하며,
    상기 제1 연결부재는 상기 파일 제거 부재와 나사결합되고, 상기 파일은 상기 제2 연결부재에 삽입되는 파일제거방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 연결부재와 연결되는 상기 제2 연렬부재의 영역에 테이퍼가 형성되는 파일제거방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 테이퍼 영역에 대한 용접을 통하여 상기 제1 연결부재와 상기 제2 연결부재가 결합되고, 상기 파일 일측의 외면과 상기 제2 연결부재를 용접하는 파일제거방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 파일 제거 부재와 상기 제1 연결부재가 해상에서 나사결합되고 상기 파일이 상기 제2 연결부재에 삽입된 후 상기 제1 연결부재와 상기 제2 연결부재가 나사결합되는 파일제거방법.
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