KR20150068693A - 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템 - Google Patents

시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 관한 것으로, 머드핏 탱크로부터 공기를 배출하는 서브 덕트에 대해 유체의 유입 속도를 감소시키는 형태로 형성함으로써, 머드핏 탱크의 내부 공기와 함께 서브 덕트로 유입되는 이물질의 유입량을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 송풍팬과 같은 공조 장치의 오작동 및 손상을 방지할 수 있고 안정적인 공기 순환 기능을 수행할 수 있는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템을 제공한다.

Description

시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템{Exhaust Pipe System for Mud Pit Tank of Drilling Ship}
본 발명은 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 머드핏 탱크로부터 공기를 배출하는 서브 덕트에 대해 유체의 유입 속도를 감소시키는 형태로 형성함으로써, 머드핏 탱크의 내부 공기와 함께 서브 덕트로 유입되는 이물질의 유입량을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 송풍팬과 같은 공조 장치의 오작동 및 손상을 방지할 수 있고 안정적인 공기 순환 기능을 수행할 수 있는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 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 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 지점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었으나, 최근에는 해저 채굴 기술의 발달에 따라 첨단 시추장비를 탑재하고 위치 이동이 가능한 부유식 시추설비가 개발되어 해저 시추에 이용되고 있다.
이러한 시추선에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 데릭 시스템, 라이저, 드릴 파이프 등의 각종 시추 관련 장비들이 설치되어 있다. 드릴 파이프를 이용하여 해저에 시추공을 형성하는데, 드릴 파이프의 외곽에는 라이저가 설치되며, 시추공 형성 과정에서 별도의 머드(mud)가 시추선으로부터 드릴 파이프로 순환 공급된다.
머드는 시추 과정에서 드릴 파이프의 하단에 장착된 드릴 비트의 냉각 및 윤활 작용을 할 수 있도록 시추선으로부터 드릴 파이프의 내부 공간으로 공급되어 드릴 비트를 통해 배출되며, 배출된 이후에는 드릴 파이프와 라이저 사이 공간을 통해 다시 순환하여 시추선으로 되돌아오는 흐름을 나타낸다.
시추선에는 이러한 머드(M)를 저장할 수 있도록 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 머드핏 탱크(10)가 마련된다. 이러한 머드핏 탱크(10)에는 머드핏 탱크(10) 내부에 저장된 머드(M)에 대한 변성 등을 방지하고 양호한 상태를 유지하기 위해 별도의 배관 시스템을 장착하여 공기를 순환시킨다.
머드핏 탱크(10)에 대한 배관 시스템은 머드핏 탱크(10) 내부에 공기를 공급하는 공급 배관 시스템(100)과, 머드핏 탱크(10) 내부로부터 공기를 배출하는 배출 배관 시스템(200)을 포함하며, 이를 통해 머드핏 탱크(10) 내부 공간에 대한 공기 순환 작용을 수행한다.
공급 배관 시스템(100)은 공급 메인 덕트(110)와, 공급 메인 덕트(110)로부터 분기되어 머드핏 탱크(10)와 연결되는 공급 서브 덕트(120)를 포함하며, 배출 배관 시스템(200)은 배출 메인 덕트(210)와, 배출 메인 덕트(210)로부터 분기되어 머드핏 탱크(10)와 연결되는 배출 서브 덕트(220)를 포함한다.
이러한 구조에 따라 공급 메인 덕트(110) 및 공급 서브 덕트(120)를 통해 머드핏 탱크(10) 내부로 외부 공기가 공급되며, 이와 동시에 배출 서브 덕트(220) 및 배출 메인 덕트(210)를 통해 머드핏 탱크(10)의 내부 공기가 외부로 배출됨으로써, 머드핏 탱크(10)의 내부 공간에 대한 공기 순환 작용이 이루어진다.
이때, 머드핏 탱크(10) 내부에는 머드(M)가 저장되어 있기 때문에, 상대적으로 내부 공간에 이물질이 많이 부유하게 되는데, 전술한 방식의 공기 순환 작업이 진행되면, 배출 배관 시스템(200)을 통해, 좀더 구체적으로는, 배출 서브 덕트(220)를 통해 내부 이물질이 유입되게 된다.
이와 같이 머드핏 탱크(10) 내부의 이물질이 배출 서브 덕트(220)로 유입되면, 이는 배출 메인 덕트(210)를 따라 유동하며, 공기 흐름을 발생시키는 송풍팬, 댐퍼 등으로 유입될 수 있다. 이러한 이물질의 유입은 송풍팬 등의 공조기 계통의 손상을 발생시킬 수 있고, 이에 따라 공기 순환이 정상적으로 이루어질 수 없게 되는 등의 문제가 있었다.
국내실용신안공개 제20-2013-0006054호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 머드핏 탱크로부터 공기를 배출하는 서브 덕트에 대해 유체의 유입 속도를 감소시키는 형태로 형성함으로써, 머드핏 탱크의 내부 공기와 함께 서브 덕트로 유입되는 이물질의 유입량을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 송풍팬과 같은 공조 장치의 오작동 및 손상을 방지할 수 있고 안정적인 공기 순환 기능을 수행할 수 있는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은, 머드를 저장할 수 있도록 시추선에 형성된 다수개의 머드핏 탱크의 공기 순환을 위해 상기 머드핏 탱크에 연통되게 장착되는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 있어서, 메인 덕트; 및 상기 메인 덕트로부터 분기되며, 상기 머드핏 탱크를 관통하여 상기 머드핏 탱크 내부 공간과 연통되게 장착되는 서브 덕트를 포함하고, 상기 머드핏 탱크 내부 공간에 위치한 상기 서브 덕트의 끝단부에는 내부 직경이 확장되는 확관부가 형성되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템을 제공한다.
이때, 상기 확관부는 상기 서브 덕트의 내부 직경이 끝단으로 갈수록 연속적으로 확장되는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 서브 덕트에는 상기 머드핏 탱크 내부 공간으로부터 상기 서브 덕트를 통해 상기 메인 덕트로 유입되는 이물질을 필터링할 수 있도록 이물질 필터링 모듈이 장착될 수 있다.
또한, 상기 이물질 필터링 모듈은 상기 서브 덕트와 연통되도록 상기 서브 덕트 상에 연결 장착되는 필터링 덕트; 및 상기 필터링 덕트 내부에 이물질을 필터링하도록 장착되는 여과 필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 여과 필터는 상기 필터링 덕트 내부 공간에서 유체의 흐름 방향과 경사지게 교차하는 방향으로 배치되도록 장착될 수 있다.
또한, 상기 여과 필터는 상기 필터링 덕트의 측벽을 관통하여 인출 및 삽입 가능한 형태로 탈착 가능하게 장착될 수 있다.
또한, 상기 서브 덕트 상에는 상기 머드핏 탱크 내부 공간으로부터 상기 서브 덕트를 통해 상기 메인 덕트로 유입되는 유체의 유량을 조절할 수 있도록 유량 조절 모듈이 장착될 수 있다.
또한, 상기 유량 조절 모듈은 상기 서브 덕트를 따라 유동하는 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 이물질 필터링 모듈보다 상류에 위치하도록 장착될 수 있다.
또한, 상기 유량 조절 모듈은 상기 서브 덕트와 연통되도록 상기 서브 덕트 상에 연결 장착되는 유량 조절 덕트; 및 상기 유량 조절 덕트의 개도량을 조절할 수 있도록 상기 유량 조절 덕트의 내부 공간에 장착되는 유량 조절 플랩을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은, 머드를 저장할 수 있도록 시추선에 형성된 다수개의 머드핏 탱크의 공기 순환을 위해 상기 머드핏 탱크에 연통되게 장착되는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 있어서, 메인 덕트와, 상기 메인 덕트로부터 분기되어 상기 머드핏 탱크와 연통되는 서브 덕트를 포함하고, 상기 서브 덕트의 끝단부는 상기 머드핏 탱크 내부 공간으로부터 상기 서브 덕트로 유입되는 유체의 유입 속도를 감소시킬 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 머드핏 탱크로부터 공기를 배출하는 서브 덕트에 대해 유체의 유입 속도를 감소시키는 형태로 형성함으로써, 머드핏 탱크의 내부 공기와 함께 서브 덕트로 유입되는 이물질의 유입량을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 송풍팬과 같은 공조 장치의 오작동 및 손상을 방지할 수 있고 안정적인 공기 순환 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 시추선의 머드핏 탱크의 공기 순환을 위한 배관 시스템을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 대한 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 대한 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
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 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 대한 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 대한 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템(200)은 머드를 저장할 수 있도록 시추선에 형성된 다수개의 머드핏 탱크(10)의 공기 순환을 위해 머드핏 탱크(10)에 연통되게 장착되는 배관 시스템 중 머드핏 탱크(10)의 내부 공기를 배출하는 배관 시스템이다. 즉, 도 1에서 설명한 바와 같이 머드핏 탱크(10)에는 공기 순환을 위해 외부 공기를 공급하는 공급 배관 시스템(100)과, 내부 공기를 배출하는 배출 배관 시스템(200)이 장착되며, 본 발명은 이러한 배출 배관 시스템(200)에 대한 발명이다.
이러한 배출 배관 시스템(200)은 메인 덕트(210)와, 메인 덕트(210)로부터 분기되며 머드핏 탱크(10)를 관통하여 머드핏 탱크(10) 내부 공간과 연통되게 장착되는 서브 덕트(220)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성에 따라 머드핏 탱크(10)의 내부 공기는 서브 덕트(220)로 유입되며, 서브 덕트(220)를 통해 메인 덕트(210)로 유입되어 흘러간다.
이때, 머드핏 탱크(10) 내부에는 머드(M)가 저장되기 때문에, 내부 공간에는 이물질이 많이 존재하게 된다. 따라서, 내부 공기가 서브 덕트(220)로 유입되는 과정에서 이물질이 함께 유입되는데, 이때, 서브 덕트(220)로 유입되는 공기의 유입 속도가 빠를수록 이물질 유입량 또한 증가하게 된다. 이물질 유입량이 증가하게 되면, 종래 기술에서 설명한 바와 같이 송풍팬과 같은 공조 장치의 오작동 또는 손상이 발생할 수 있기 때문에, 이물질의 유입량을 감소시키는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라 서브 덕트(220)의 끝단부는 머드핏 탱크(10) 내부 공간으로부터 서브 덕트(220)로 유입되는 유체의 유입 속도를 감소시킬 수 있도록 형성된다. 좀 더 구체적으로는, 머드핏 탱크(10) 내부 공간에 위치한 서브 덕트(220)의 끝단부에는 내부 직경이 확장되는 확관부(221)가 형성된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 내부 직경이 d1 에서 d2로 확장되는 확관부(221)를 통해 서브 덕트(220)로 유입되는 유체의 유입 속도를 감소시킴으로써, 이물질의 유입량을 감소시킬 수 있다.
이러한 확관부(221)는 서브 덕트(220)의 내부 직경이 끝단으로 갈수록 연속적으로 확장되는 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 공기 흐름은 원활하게 진행될 수 있다.
한편, 서브 덕트(220)에는 머드핏 탱크(10) 내부 공간으로부터 서브 덕트(220)를 통해 메인 덕트(210)로 유입되는 이물질을 필터링할 수 있도록 이물질 필터링 모듈(230)이 장착될 수 있다.
이물질 필터링 모듈(230)은 서브 덕트(220)와 연통되도록 서브 덕트(220) 상에 플랜지 결합 형태로 연결 장착되는 필터링 덕트(231)와, 필터링 덕트(231) 내부에 이물질을 필터링하도록 장착되는 여과 필터(232)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 여과 필터(232)는 필터링 덕트(231) 내부 공간에서 유체의 흐름 방향과 경사지게 교차하는 방향으로 배치될 수 있으며, 이를 통해 공기와의 접촉 면적이 증가할 수 있어 더욱 효과적으로 이물질을 필터링할 수 있다.
또한, 여과 필터(232)는 필터링 덕트(231)의 측벽을 관통하여 인출 및 삽입 가능한 형태로 필터링 덕트(231)에 탈착 가능하게 장착될 수 있으며, 이를 통해 여과 필터(232)의 교환 작업시 필터링 덕트(231)의 분리 없이도 더욱 편리하게 수행할 수 있다. 이때, 여과 필터(232)의 외측에는 여과 필터(232)를 인출 및 삽입 조작할 수 있도록 별도의 손잡이부(233)가 형성될 수 있다.
이와 같은 이물질 필터링 모듈(230)에 의해 이물질을 다시 한번 필터링할 수 있어 더욱 안정적인 공기 순환 시스템을 이룰 수 있다.
한편, 서브 덕트(220) 상에는 머드핏 탱크(10) 내부 공간으로부터 서브 덕트(220)를 통해 메인 덕트(210)로 유입되는 유체의 유량을 조절할 수 있도록 유량 조절 모듈(240)이 장착될 수 있다.
유량 조절 모듈(240)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 서브 덕트(220)를 따라 유동하는 유체의 흐름 방향을 기준으로 이물질 필터링 모듈(230)보다 상류에 위치하도록 장착될 수 있으며, 이를 통해 이물질을 필터링하기 이전에 유체의 유량을 조절할 수 있어 더욱 안정적으로 유량 조절 기능을 수행할 수 있다.
이러한 유량 조절 모듈(240)은 서브 덕트(220)와 연통되도록 서브 덕트(220) 상에 연결 장착되는 유량 조절 덕트(241)와, 유량 조절 덕트(241)의 개도량을 조절할 수 있도록 유량 조절 덕트(241)의 내부 공간에 장착되는 유량 조절 플랩(242)를 포함하여 구성될 수 있다.
유량 조절 플랩(242)은 별도의 액츄에이터(미도시) 등을 통해 자동으로 조작되도록 구성될 수 있으며, 그 형태나 조작 방식은 유량 조절 기능을 수행할 수 있는 다양한 형태로 구성될 수 있을 것이다.
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.
10: 머드핏 탱크 200: 배출 배관 시스템
210: 메인 덕트 220: 서브 덕트
230: 이물질 필터링 모듈 231: 필터링 덕트
232: 여과 필터 240: 유량 조절 모듈
241: 유량 조절 덕트 242: 유량 조절 플랩

Claims (10)

  1. 머드를 저장할 수 있도록 시추선에 형성된 다수개의 머드핏 탱크의 공기 순환을 위해 상기 머드핏 탱크에 연통되게 장착되는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 있어서,
    메인 덕트; 및
    상기 메인 덕트로부터 분기되며, 상기 머드핏 탱크를 관통하여 상기 머드핏 탱크 내부 공간과 연통되게 장착되는 서브 덕트
    를 포함하고, 상기 머드핏 탱크 내부 공간에 위치한 상기 서브 덕트의 끝단부에는 내부 직경이 확장되는 확관부가 형성되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확관부는 상기 서브 덕트의 내부 직경이 끝단으로 갈수록 연속적으로 확장되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 덕트에는 상기 머드핏 탱크 내부 공간으로부터 상기 서브 덕트를 통해 상기 메인 덕트로 유입되는 이물질을 필터링할 수 있도록 이물질 필터링 모듈이 장착되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이물질 필터링 모듈은
    상기 서브 덕트와 연통되도록 상기 서브 덕트 상에 연결 장착되는 필터링 덕트; 및
    상기 필터링 덕트 내부에 이물질을 필터링하도록 장착되는 여과 필터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 여과 필터는 상기 필터링 덕트 내부 공간에서 유체의 흐름 방향과 경사지게 교차하는 방향으로 배치되도록 장착되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 여과 필터는 상기 필터링 덕트의 측벽을 관통하여 인출 및 삽입 가능한 형태로 탈착 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 서브 덕트 상에는
    상기 머드핏 탱크 내부 공간으로부터 상기 서브 덕트를 통해 상기 메인 덕트로 유입되는 유체의 유량을 조절할 수 있도록 유량 조절 모듈이 장착되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유량 조절 모듈은 상기 서브 덕트를 따라 유동하는 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 이물질 필터링 모듈보다 상류에 위치하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 유량 조절 모듈은
    상기 서브 덕트와 연통되도록 상기 서브 덕트 상에 연결 장착되는 유량 조절 덕트; 및
    상기 유량 조절 덕트의 개도량을 조절할 수 있도록 상기 유량 조절 덕트의 내부 공간에 장착되는 유량 조절 플랩
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
  10. 머드를 저장할 수 있도록 시추선에 형성된 다수개의 머드핏 탱크의 공기 순환을 위해 상기 머드핏 탱크에 연통되게 장착되는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템에 있어서,
    메인 덕트와, 상기 메인 덕트로부터 분기되어 상기 머드핏 탱크와 연통되는 서브 덕트를 포함하고,
    상기 서브 덕트의 끝단부는 상기 머드핏 탱크 내부 공간으로부터 상기 서브 덕트로 유입되는 유체의 유입 속도를 감소시킬 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 시추선의 머드핏 탱크 배출 배관 시스템.
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