KR20150033763A - 드릴플로어리스 드릴 시스템 - Google Patents

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KR20150033763A
KR20150033763A KR20130112450A KR20130112450A KR20150033763A KR 20150033763 A KR20150033763 A KR 20150033763A KR 20130112450 A KR20130112450 A KR 20130112450A KR 20130112450 A KR20130112450 A KR 20130112450A KR 20150033763 A KR20150033763 A KR 20150033763A
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main deck
derrick
drill
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rotary table
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KR20130112450A
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송준호
황성득
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명은 드릴플로어리스 드릴 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 드릴 플로어 구조를 삭제하여 메인 데크 레벨에 데릭을 설치함으로써 구조적인 경량화를 높일 수 있고, COG(Center Of Gravity)와 드릴링 높이를 감소시킴으로써 시추선 전체의 안정성을 높일 수 있으며, 안정적인 시추 작업이 이루어지도록 하는 드릴플로어리스 드릴 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 드릴플로어리스 드릴 시스템은 메인데크의 하측에 위치하도록 선체에 형성되는 문풀; 상기 문풀의 상측에 위치하도록 상기 메인데크에 마련되는 로터리테이블; 상기 로터리테이블의 상측에 위치하도록 상기 메인데크에 설치되는 데릭; 상기 로터리테이블의 부근에 상기 문풀로 장비 출입을 위해 형성되는 개구; 및 상기 메인데크에 시추에 필요한 파이프를 적재하여 상기 데릭 측으로 이송시키는 적재이송부를 포함한다.

Description

드릴플로어리스 드릴 시스템{Drillfloorless drill system}
본 발명은 드릴 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 드릴 플로어 구조를 삭제하여 구조적인 경량화 및 안정성이 향상되도록 구성된 드릴플로어리스 드릴 시스템에 관한 것이다.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 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 심해유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되고 있다.
해저 시추에는 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여, 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나, 고정식 플랫홈이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 선박과 동일한 형태로 제작된 시추선(drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다. 이러한 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 각종 시추장비를 갖춘 리그선 또는 시추선(이하, 시추선)의 중심부에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추하기 위한 라이저(riser) 또는 드릴 파이프(drill pipe)가 상하로 이동될 수 있도록 문풀(moonpool)이 형성되어 있다.
종래의 시추 시스템으로는 한국공개특허 제10-2012-0110188호의 "보조 엑티비티를 갖는 시추시스템"이 있다. 이는 고정식 구조물 또는 부유식 구조물의 플랫폼(100)에 설치된 데릭, 상기 데릭에 설치되며, 해저면에 시추공을 형성하고 형성된 시추공에 케이싱 파이프 조립체 및 BOP 조립체를 설치하는 엑티비티, 상기 데릭에 설치되며, 보관소에 적재된 케이싱 파이프를 파이프 핸들링 장치를 통해 전달받아 인양하는 보조 엑티비티, 상기 데릭의 하부에 위치하도록 설치되고, 상기 보조 엑티비티와 연동하여 다수 개의 케이싱 파이프를 조립시켜 케이싱 파이프 조립체를 형성하며, 형성된 케이싱 파이프 조립체를 지지한 채로 보관위치 또는 엑티비티의 수직하부로 이동하는 케이싱 파이프용 트롤리, 및 상기 데릭의 하부에 위치하도록 설치되어 상기 엑티비티와 함께 다수 개의 라이저와 BOP를 조립시켜 BOP 조립체를 형성하며, 형성된 BOP 조립체를 지지한 채로 보관위치 또는 엑티비티의 수직하부로 이동하는 BOP용 트롤리를 구비한다.
또한 종래의 시추 시스템은 드릴 플로어(drill floor)가 메인 데크로부터 상측으로 이격됨으로써 메인 데크 상의 일정 높이에 설치되고, 드릴 플로어상에 데릭(derrick)이 설치된다.
그러나 이러한 종래의 시추 시스템은 데릭이 드릴 플로어 상부에 설치됨으로써 드릴링 높이가 전체적으로 높아지고, 시추선의 COG(Center Of Gravity)가 높아져서 안정성이 약해지며, 하부 구조의 보강을 위한 형상 내지 구조를 가지게 되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 드릴 플로어 구조를 삭제하고, 메인 데크 레벨에 데릭을 설치함으로써 구조적인 경량화 및 시추선의 안정성이 높아지도록 하며, 안정적인 시추 작업이 이루어지도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 메인데크의 하측에 위치하도록 선체에 형성되는 문풀; 상기 문풀의 상측에 위치하도록 상기 메인데크에 마련되는 로터리테이블; 상기 로터리테이블의 상측에 위치하도록 상기 메인데크에 설치되는 데릭; 상기 로터리테이블의 부근에 상기 문풀로 장비 출입을 위해 형성되는 개구; 및 상기 메인데크에 시추에 필요한 파이프를 적재하여 상기 데릭 측으로 이송시키는 적재이송부를 포함하는 드릴플로어리스 드릴 시스템이 제공된다.
상기 개구는 BOP를 상기 문풀로 이동시키기 위하여 상기 메인데크에 형성되는 제 1 개구; 및 X-마스트리를 상기 문풀로 이동시키기 위하여 상기 메인데크에 형성되는 제 2 개구를 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 개구는 상기 데릭의 하부 영역 내에 위치하도록 상기 로터리테이블의 양측에 각각 형성될 수 있다.
상기 제 1 개구의 하측에 위치하도록 상기 문풀 내에 설치되는 BOP용 트롤리; 및 상기 제 2 개구의 하측에 위치하도록 상기 문풀 내에 설치되는 X-마스트리용 트롤리를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 개구측으로 BOP와 X-마스트리를 각각 이송시키기 위해 사용되고, 상기 제 1 및 제 2 개구의 배열 방향에 나란하도록 상기 메인데크 상에 설치되는 레일이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 적재이송부는 상기 메인데크에 드릴 파이프를 적재하도록 설치되는 드릴파이프적재부; 상기 드릴파이프적재부에 적재되는 드릴 파이프를 상기 데릭 측으로 이송시키도록 설치되는 드릴파이프이송부; 상기 메인데크에 라이저를 적재하도록 설치되는 라이저적재부; 및 상기 라이저적재부에 적재되는 라이저를 상기 데릭 측으로 이송시키는 라이저이송부를 포함할 수 있다.
상기 적재이송부는 상기 드릴파이프적재부에 외부로부터 파이프를 적재시키기 위해 상기 선체의 폭방향으로 운반하도록 상기 메인데크에 설치되는 파이프이송부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 메인데크의 하측에 위치하도록 선체에 형성되는 문풀; 및 상기 문풀의 상측에 위치하도록 상기 메인데크에 마련되는 로터리테이블을 포함하고, 상기 로터리테이블의 상측에 위치하도록 데릭이 상기 메인데크에 설치되고, 상기 로터리테이블의 부근에 상기 문풀로 장비 출입을 위해 개구가 형성되는 드릴플로어리스 드릴 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 드릴 플로어 구조를 삭제하여 메인 데크 레벨에 데릭을 설치함으로써 구조적인 경량화를 높일 수 있고, COG(Center Of Gravity)와 드릴링 높이를 감소시킴으로써 시추선 전체의 안정성을 높일 수 있으며, 안정적인 시추 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴플로어리스 드릴 시스템을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴플로어리스 드릴 시스템을 도시한 평면도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴플로어리스 드릴 시스템을 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴플로어리스 드릴 시스템을 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴플로어리스 드릴 시스템(100)은 메인데크(main deck; 210)의 하측에 위치하도록 선체(220)에 형성되는 문풀(moon pool; 110), 문풀(110)의 상측에 위치하도록 메인데크(210)에 마련되는 로터리테이블(rotary table; 120), 로터리테이블(120)의 상측에 위치하도록 메인데크(210)에 설치되는 데릭(derrick; 130), 그리고 로터리테이블(120)의 부근에 문풀(110)로 장비 출입을 위해 형성되는 개구(opening; 141,142)를 포함하며, 나아가서 메인데크(210)에 시추에 필요한 파이프, 예컨대 드릴 파이프(dril pipe; 1)나 라이저(riser; 2)를 적재하여 데릭(130) 측으로 이송시키는 적재이송부(150)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드릴플로어리스 드릴 시스템(100)은 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫폼 뿐만 아니라, 드릴쉽 등의 시추선에 적용될 수 있으며, 이에 한하지 않고 문풀을 이용하여 원유나 가스의 시추에 사용되는 선박이나 해양 구조물에 모두 적용될 수 있다.
문풀(110)은 메인데크(210)의 하측에 위치함으로써 상단에 메인데크(210)가 위치하게 되고, 해저에 도달하기 위한 통로 역할을 하도록 선체(220)에 수직되게 형성된다. 한편 메인데크(210)는 문풀(110)의 상단에 위치하는 영역이 일체를 이루도록 형성되는 경우는 물론, 별도로 제작된 데크가 수평을 이루도록 연장되어 문풀(110)의 상단에 위치하는 영역에 설치되는 경우도 포함하며, 이러한 별도로 제작된 데크가 자신과 어느 정도 단차를 가지도록 조립 내지 결합되는 경우도 포함될 수 있다.
로터리테이블(120)은 메인데크(210)에 설치되어 드릴 파이프(drill pipe)를 회전시키며, 데릭(130)의 윈치에 연결된 와이어로프가 상하로 통과할 수 있도록 한다.
데릭(130)은 스틸재질로 만들어진 트러스트 구조의 타워로서, 빔(beam)과 각종 시추장비로 구성되는 구조물이며, 메인데크(210) 레벨에 설치되고, 드릴 파이프(1)나 라이저(2) 등을 포함하는 각종 장비를 승강시키도록 하며, 이를 위해 장비에 연결된 와이어로프를 윈치의 운전에 의해 권선하거나 풀어서 장비를 원하는 위치로 승강시키게 된다.
개구(141,142)는 장비, 예를 들면 예기치 않게 발생되는 이상 고압이 파이프를 타고 올라오는 것을 해저의 지표면에서 차단하기 위한 BOP(Blow Out Preventer; 3)나, 시추공의 상부에서 채굴되는 석유나 가스의 흐름을 조정하기 위한 밸브, 압력게이지 등의 각종 장비가 설치되는 X-마스트리(X-mass tree, '크리스마스트리'라고도 함; 4)를 메인데크(210)로부터 문풀(110)로 출입시키기 위한 통로를 제공하도록 하는데, 본 실시예에서처럼 BOP(3)를 문풀(110)로 이동시키기 위하여 메인데크(210)에 형성되는 제 1 개구(141)와, X-마스트리(4)를 문풀(110)로 이동시키기 위하여 메인데크(210)에 형성되는 제 2 개구(142)를 포함할 수 있다. 또한 제 1 및 제 2 개구(141,142)는 데릭(130)의 하부 영역(131) 내에 위치하도록 로터리테이블(120)의 양측에 각각 형성될 수 있다.
제 1 및 제 2 개구(141,142)의 하측에는 BOP용 트롤리(trolley; 161)와 X-마스트리용 트롤리(162)가 각각 설치될 수 있다. BOP용 트롤리(161)는 제 1 개구(141)의 하측에 위치하도록 문풀(110) 내에 설치된다. X-마스트리용 트롤리(162)는 제 2 개구(142)의 하측에 위치하도록 문풀(110) 내에 설치된다. 이러한 BOP용 트롤리(161)와 X-마스트리용 트롤리(162)는 일례로 문풀(110) 내에 BOP(3) 또는 X-마스트리(4)의 이동경로를 따라 설치되는 레일 상에 설치되는 이송대차로 이루어질 수 있고, 자체 동력 또는 외부 동력을 이용하여 레일을 따라 이동할 수 있으며, 제 1 및 제 2 개구(141,142) 각각을 통해서 이송되는 BOP(3)와 X-마스트리(4) 각각을 해저에 설치하기 위하여 문풀(110) 내의 정해진 위치로 이동시키도록 한다.
메인데크(210)상에는 BOP(3)와 X-마스트리(4)의 이송을 위하여 레일이송부(170)가 설치될 수 있다. 레일이송부(170)는 일례로 제 1 및 제 2 개구(141,142)측으로 BOP(3)와 X-마스트리(4)를 각각 이송시키기 위해 사용되고, BOP(3)와 X-마스트리(4)가 제 1 및 제 2 개구(141,142)의 접근을 용이하도록 함으로써 이들의 이송 효율을 높이기 위해, 제 1 및 제 2 개구(141,142)의 배열 방향에 나란하도록 메인데크(210) 상에 설치된다. 레일이송부(170)는 BOP(3)와 X-마스트리(4)의 이동경로를 제공하도록 메인데크(210) 상에 설치되는 레일을 따라 이동하는 이동수단을 이용하여, BOP(3)와 X-마스트리(4)를 이송시키도록 하는데, 이를 위해 레일을 따라 이동할 수 있는 다양한 장치가 사용될 수 있다.
적재이송부(150)는 메인데크(210)에 드릴 파이프(1)를 적재하도록 설치되는 드릴파이프적재부(151), 드릴파이프적재부(151)에 적재되는 드릴 파이프(1)를 데릭(130) 측으로 이송시키도록 설치되는 드릴파이프이송부(152), 메인데크(210)에 라이저(2)를 적재하도록 설치되는 라이저적재부(153), 그리고 라이저적재부(153)에 적재되는 라이저(2)를 데릭(130) 측으로 이송시키는 라이저이송부(154)를 포함할 수 있다.
드릴파이프적재부(151)와 라이저적재부(153)는 예컨대 메인데크(210) 상에서 데릭(130)을 사이에 두고 선수측과 선미측에 각각 설치될 수 있고, 드릴 파이프(1)와 라이저(2)가 각각 적재된 상태를 유지하도록 하는 적재대를 포함할 수 있다.
드릴파이프이송부(152) 및 라이저이송부(154)는 예컨대 드릴 파이프(1)와 라이저(2) 각각을 데릭(130) 측으로 이동시키기 위하여, 컨베이어 벨트나 컨베이어 롤러를 포함할 수 있고, 이 밖에도 이들을 이송시키기 위한 다양한 이송장치가 사용될 수 있다.
적재이송부(150)는 드릴파이프적재부(151)에 외부로부터 파이프, 예컨대 드릴 파이프(1)를 적재시키기 위해 선체(220)의 폭방향으로 운반하도록 메인데크(210)의 측부에 설치되는 파이프이송부(155)를 더 포함할 수 있다. 여기서 파이프이송부(155)는 외부로부터 드릴파이프적재부(151)로 파이프를 이송시키기 위한 컨베이어 벨트나 컨베이어 롤러를 포함할 수 있고, 이 밖에도 이들을 이송시키기 위한 다양한 이송장치가 사용될 수 있다.
메인데크(210) 상에서 데릭(130)의 하부 영역(131)에는 2개 이상의 드릴 파이프(1)가 데릭(130)에 의해 서로 결합된 후, 결합된 드릴 파이프(1)가 세로로 임시 적재되기 위하여, 다수의 보관영역(setback area; 181)이 마련될 수 있다. 보관구역(181)에 임시 적재된 드릴 파이프(1)는 시추 작업시 문풀(110)을 통해 하향 전진될 수 있는데, 이를 위해 드릴 파이프(1)는 데릭(130)의 탑드라이브에 파지되어 로터리테이블(120)과 문풀(110)을 통해 해저로 내려진다. 상기한 하부 영역(131)에는 파이프의 핸들링(handling)을 위한 파이프핸들링장비(182)가 설치될 수 있다. 또한 데릭(130)의 부근에는 미도시된 캐트워크(catwalk)가 마련될 수 있고, 캐트워크의 양측에 시멘트 처리시설과 머드 처리시설이 배치될 수 있으며, 이 밖에도 시추에 필요한 지원시설이 배치될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 드릴플로어리스 드릴 시스템의 작용을 설명하기로 한다.
시추 작업에 사용되는 드릴 파이프(1)와 라이저(2)는 드릴파이프(151)와 라이저적재부(153)에 적재된 상태에서 드릴파이프이송부(152)와 라이저이송부(154)에 의해 데릭(130) 측으로 이송되고, 데릭(130)의 탑드라이브 등을 이용하여 로터리테이블(120)을 통해서 문풀(110) 내로 이송되어 해저로 하향 이송된다.
레일이송부(170)를 통해서 이송되는 BOP(3)와 X-마스트리(4)는 제 1 개구(141)와 제 2 개구(142)를 통해서 문풀(110) 내의 BOP용 트롤리(161)와 X-마스트리용 트롤리(162)로 이송되고, BOP용 트롤리(161)와 X-마스트리용 트롤리(162)에 의해 데릭(130)에 의해 해저로 하향 이송될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 기존의 드릴 플로어(drill floor) 구조를 삭제하면서도 드릴 파이프(1), 라이저(2), BOP(3), X-마스트리(4) 등의 시추에 필요한 장비들을 효율적으로 이송할 수 있도록 한다. 또한 드릴 플로어의 삭제로 인해 메인 데크(210) 레벨에 데릭(130)을 설치함으로써 구조적인 경량화를 높일 수 있고, 시추선의 COG(Center Of Gravity)와 드릴링 높이를 감소시킴으로써 시추선 전체의 안정성을 높일 수 있으며, 안정적인 시추 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
1 : 드릴 파이프 2 : 라이저
3 : BOP 4 : X-마스트리
110 : 문풀 120 : 로터리테이블
130 : 데릭 131 : 하부 영역
141 : 제 1 개구 142 : 제 2 개구
150 : 적재이송부 151 : 드릴파이프적재부
152 : 드릴파이프이송부 153 : 라이저적재부
154 : 라이저이송부 155 : 파이프이송부
161 : BOP용 트롤리 162 : X-마스트리용 트롤리
170 : 레일이송부 181 : 보관영역
182 : 파이프핸들링장비 210 : 메인데크
220 : 선체

Claims (8)

  1. 메인데크의 하측에 위치하도록 선체에 형성되는 문풀;
    상기 문풀의 상측에 위치하도록 상기 메인데크에 마련되는 로터리테이블;
    상기 로터리테이블의 상측에 위치하도록 상기 메인데크에 설치되는 데릭;
    상기 로터리테이블의 부근에 상기 문풀로 장비 출입을 위해 형성되는 개구; 및
    상기 메인데크에 시추에 필요한 파이프를 적재하여 상기 데릭 측으로 이송시키는 적재이송부를 포함하는, 드릴플로어리스 드릴 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 개구는,
    BOP를 상기 문풀로 이동시키기 위하여 상기 메인데크에 형성되는 제 1 개구; 및
    X-마스트리를 상기 문풀로 이동시키기 위하여 상기 메인데크에 형성되는 제 2 개구를 포함하는, 드릴플로어리스 드릴 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 개구는,
    상기 데릭의 하부 영역 내에 위치하도록 상기 로터리테이블의 양측에 각각 형성되는, 드릴플로어리스 드릴 시스템.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 개구의 하측에 위치하도록 상기 문풀 내에 설치되는 BOP용 트롤리; 및
    상기 제 2 개구의 하측에 위치하도록 상기 문풀 내에 설치되는 X-마스트리용 트롤리를 더 포함하는, 드릴플로어리스 드릴 시스템.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 개구측으로 BOP와 X-마스트리를 각각 이송시키기 위해 사용되고, 상기 제 1 및 제 2 개구의 배열 방향에 나란하도록 상기 메인데크 상에 설치되는 레일이송부를 더 포함하는, 드릴플로어리스 드릴 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 적재이송부는,
    상기 메인데크에 드릴 파이프를 적재하도록 설치되는 드릴파이프적재부;
    상기 드릴파이프적재부에 적재되는 드릴 파이프를 상기 데릭 측으로 이송시키도록 설치되는 드릴파이프이송부;
    상기 메인데크에 라이저를 적재하도록 설치되는 라이저적재부; 및
    상기 라이저적재부에 적재되는 라이저를 상기 데릭 측으로 이송시키는 라이저이송부를 포함하는, 드릴플로어리스 드릴 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 적재이송부는,
    상기 드릴파이프적재부에 외부로부터 파이프를 적재시키기 위해 상기 선체의 폭방향으로 운반하도록 상기 메인데크에 설치되는 파이프이송부를 더 포함하는, 드릴플로어리스 드릴 시스템.
  8. 메인데크의 하측에 위치하도록 선체에 형성되는 문풀; 및
    상기 문풀의 상측에 위치하도록 상기 메인데크에 마련되는 로터리테이블을 포함하고,
    상기 로터리테이블의 상측에 위치하도록 데릭이 상기 메인데크에 설치되고, 상기 로터리테이블의 부근에 상기 문풀로 장비 출입을 위해 개구가 형성되는, 드릴플로어리스 드릴 시스템.
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