KR20150081281A

KR20150081281A - 캔틸레버 완급형 시추 유닛

Info

Publication number: KR20150081281A
Application number: KR1020157011731A
Authority: KR
Inventors: 에드윈 티. 힐; 데니스 더블유. 워델
Original assignee: 트랜스오션 세드코 포렉스 벤쳐스 리미티드
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2015-07-13
Also published as: WO2014074429A1; SG11201503485YA; US9382767B2; JP2015536393A; US20140126979A1; JP6157632B2

Abstract

본 발명은 튜블러를 시추 캔틸레버 상에 부착, 탈착 및 반송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 방법 및 장치는 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체 및 스탠드 전달 컨베이어 조립체를 포함한다. 방법 및 장치는 비효율적 이동들을 제거하고 일관적인 반복 가능한 수행을 향상시키기 위해 개량된 이동, 조립 및 분해를 제공한다.

Description

캔틸레버 완급형 시추 유닛{CANTILEVER CONTAINED DRILLING UNIT}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2013년 3월 14일 출원된 미국 특허 출원 제 13/826,218호 및 2012년 11월 6일 출원된 미국 가출원 제 61/723,182호의 이익을 청구하고, 이들 양 출원은 본 명세서 그대로 참조로서 합체되어 있다.

기술분야

본 발명은 시추 플로어(drill floor) 상에 수직 배향으로 튜블러(tubular)를 조립 및 분해하기 위한 구조체, 시스템 및 방법에 관한 것이다.

전통적으로 잭업 시추 유닛들(Jackup Drilling Units) 상에서, 튜블러들이 파이프 데크 상에 수평 위치로부터, V-도어를 통해 위로, 그리고 크래인들(cranes), 윈치들(winches) 및 터거들(tuggers)을 거쳐 수동 핸들링에 의해 우물 중심(well center)으로 취해진다. 보관 위치는 우물 중심으로부터 고정 거리에 있지 않은데, 이는 우물 중심이 캔틸레버(cantilever) 스키드-아웃(skid-out) 거리 및 횡방향 회전형 테이블 이동에 따라 변동하기 때문이다. 칼럼 랙킹 유닛들(column racking units), 수평-대-수직 기계들, 및 수평 컨베이어들의 도입과 같은 몇몇 개량들이 파이프 핸들링 시스템들에 수년에 걸쳐 이루어져 왔지만, 특히 튜블러들이 일반적으로 고정 선체(hull) 상에 보관되지만, 가동 시추 플로어 상에서 요구된다는 사실에 기인하여, 시추 유닛의 전체 기능성의 효율은 여전히 부족하다. 시추 플로어에 대해 영구 고정의 위치에서 튜블러들을 보관 유지하는 개념은 이전에는 이용되고 있지 않다.

본 발명의 실시예들은 반복 가능한 그리고 일관적인 제어된 방식으로 튜블러들을 보관하고, 회수하고, 전달하기 위한 간단하고 논리적이며 능률적인 시스템을 제공함으로써 해양 시추 유닛들 상의 튜블러 핸들링을 능률화한다. 캔틸레버 잭업 유닛 상에서, 예를 들어 유정탑(derrick) 및 우물이 일반적으로 고물단(aft end)에 위치된다. 파이프를 수직으로 보관함으로써, 공간이 절약되고, 이와 같이 함으로써 잭업 유닛 상의 캔틸레버의 전방 단부 상에서, 튜블러들의 중량이 또한 평형추로서 사용된다. 캔틸레버 상에 파이프의 스탠드들을 부설하고 이어서 이들 스탠드들을 컨베이어에 의해 수직으로 직접 우물 중심으로 전달하는 능력은 수동으로 핸들링되어야 하는 튜블러들의 수를 상당히 감소시킴으로써 작업자에 대한 위험을 감소시킨다. 보관으로부터 전달까지 프로세스에서 불필요한 움직임들을 제거함으로써, 물류 흐름 개선들이 개량된 신뢰성 및 일관적인 트립핑(tripping) 효율로 직접 변환된다.

본 발명의 실시예들은 낭비된 이동들을 제거함으로써 튜블러들을 운반하고 조립하는 프로세스들을 단순화한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 대기 시간 없이 직접 우물 중심에 튜블러들을 제공하기 때문에, 파이프 랙킹 시스템("PRS") 진행 시간이 우물 중심으로부터 세트백 슬롯(setback slot)으로 그리고 재차 뒤로 진행하여 감소된다. 또한, 튜블러들의 수동 핸들링은 위험하고 비일관적일 수 있다. 본 발명의 실시예들은 이동 튜블러들과 인간 인터페이스를 상당히 감소시키고, 튜블러 핸들링의 총 자동화를 향한 주요 단계이다.

본 발명은 수평축을 따라 연장하는 수평 컨베이어 벨트 장치; 수평 컨베이어 벨트 장치에 평행하게 배향되고 그로부터 수직으로 오프셋된 수직 컨베이어 벨트 장치; 스탠드 부설 호이스트(standbuilding hoist); 및 아이언 러프넥(iron roughneck)을 포함하는 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치에 관한 것이다. 수평 및 수직 컨베이어 벨트들은 수직 배향된 튜블러들을 수평축을 따라 반송하도록 구성되고, 스탠드 부설 호이스트 및 아이언 러프넥은 수직 배향된 튜블러를 하나 이상의 다른 수직 배향된 튜블러들에 부착하도록 구성된다.

수평 컨베이어 벨트 장치는 큰 점 하중들을 지지하는 것이 가능하고, 강철 트랙 슈 벨트(steel track shoe belt)를 포함한다. 수평 컨베이어 벨트 장치의 표면은 보호면으로 덮여진다. 보호면은 적어도 목재, 나일론 또는 고무 중 적어도 하나이다.

수직 컨베이어 벨트 장치는 직각 드라이브 기어의 세트를 통해 수직 컨베이어 벨트 장치에 기계적으로 결합되는 톱니가 있는 벨트(cogged belt)를 포함한다. 적어도 하나의 부가의 수직 컨베이어 벨트 장치가 수직 컨베이어 벨트에 평행하게 위치되고 그로부터 수직으로 오프셋된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 부가의 수직 컨베이어 벨트 장치가 존재한다. 수직 컨베이어 벨트 장치들은 수직 컨베이어 벨트들의 수평 단부들 상에서 서로로부터 오프셋된다. 평행 수직 컨베이어 벨트 장치들은 서로로부터 수평으로 오프셋된다. 수직 컨베이어 벨트들은 서로로부터 수평으로 오프셋되어 수직 튜블러가 수평 컨베이어 장치 상에 있고 수직 컨베이어 벨트 장치에 기대질 때, 수직 튜블러가 수평 컨베이어 장치의 수평 중심을 통해 수직으로 연장하는 평면으로부터 약 3도에 있게 된다.

장치는 수평 컨베이어 벨트 장치로 또는 그로부터 수직 배향된 튜블러들을 반송하도록 구성된 스탠드 전달 컨베이어 조립체를 추가로 포함한다. 스탠드 전달 컨베이어 조립체는 수평축을 따라 연장하는 전달 수평 컨베이어 벨트 장치; 및 수평 컨베이어 벨트 장치에 평행하게 배향되고 그로부터 수직으로 오프셋된 적어도 하나의 전달 수직 컨베이어 벨트 장치를 포함한다. 적어도 하나의 부가의 수직 컨베이어 장치가 수직 컨베이어 벨트에 평행하게 위치되고 그로부터 수직으로 오프셋된다.

튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치와 스탠드 전달 컨베이어 조립체 사이에 위치된 튜블러 교환 디바이스가 또한 개시되고, 튜블러 교환 디바이스는 수평 컨베이어 벨트 장치로부터 스탠드 전달 컨베이어 조립체로 수직 배향된 튜블러들을 반송하도록 구성된다.

일 실시예에서, 가동 시추 플로어 상에 위치된 전술된 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치를 포함하는 시추 리그(drill rig)가 포함된다. 시추 리그는 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치의 전방에 위치된 수직 튜블러 세트백 영역 및 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치의 고물 및 우물 중심 부근에 위치된 수직 조립된 튜블러 세트백 영역을 포함한다. 하부 레벨 브리지 크래인 조립체가 또한 포함되고, 하부 레벨 브리지 크래인 조립체는 세트백 영역으로부터 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치로 튜블러를 이동하도록 구성된다. 상부 레벨 브리지 크래인 조립체가 추가로 포함된다. 스탠드 부설 호이스트는 상부 레벨 브리지 크래인 조립체에 부착된다. 아이언 러프넥은 또한 상부 레벨 브리지 크래인 조립체에 부착될 수 있다. 부가의 튜블러 스탠드 부설 장치가 포함되고, 각각의 튜블러 스탠드 부설 장치는 수평 컨베이어 벨트 장치가 수직 컨베이어 벨트 장치의 내향에 있도록 배향된다. 본 실시예는 가동 시추 플로어에 관한 것이지만, 당 기술 분야의 숙련자는 설계가 고정 시추 플로어에 동등하게 적용 가능하다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

튜블러 조립체 제공 방법은 적어도 제 1 및 제 2 수직 배향된 튜블러를 컨베이어 조립체 상에 로딩하는 단계; 제 1 튜블러를 제 2 튜블러 위로 상승시키는 단계; 및 제 1 튜블러를 제 2 튜블러에 부착하는 단계를 포함한다. 제 1 튜블러 상승 단계는 스탠드 부설 호이스트로 행해진다. 제 1 튜블러를 제 2 튜블러에 부착하는 단계는 아이언 러프넥으로 행해진다. 튜블러 분해 제공 방법은 적어도 2개의 부착된 튜블러들을 우물 중심으로부터 제거하는 단계; 부착된 튜블러들을 수직 컨베이어 조립체 상에 로딩하는 단계; 부착된 튜블러들을 분리하는 단계; 및 최상부 분리된 튜블러를 수직 컨베이어 조립체 상에 하강시키는 단계를 포함한다. 추가의 단계는 수직 컨베이어 조립체를 사용하여 분리된 튜블러들을 보관 세트백으로 반송하는 단계이고, 부착된 튜블러 분리 단계는 아이언 러프넥으로 행해지고, 하강 단계는 스탠드 부설 호이스트로 행해진다.

상기에는 이어지는 본 발명의 상세한 설명이 더 양호하게 이해될 수 있게 하기 위해 본 발명의 특징들 및 기술적 장점들을 다소 광범위하게 개략 설명하였다. 본 발명의 청구범위의 요지를 형성하는 본 발명의 부가의 특징들 및 장점들이 이하에 설명될 것이다. 개시된 개념 및 특정 실시예는 본 발명의 동일한 목적들을 수행하기 위해 다른 구조체들을 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 즉시 이용될 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해되어야 한다. 이러한 등가의 구성들은 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 또한 이해되어야 한다. 그 편성 및 작동 방법의 모두에 대해 본 발명의 특성들로 고려되는 신규한 특징들은, 목적들 및 장점들과 함께, 첨부 도면과 관련하여 고려될 때 이하의 설명으로부터 더 양호하게 이해될 수 있을 것이다. 그러나, 각각의 도면은 단지 예시 및 설명의 목적으로 제공된 것이고, 본 발명의 한정들의 정의로서 의도된 것은 아니라는 것이 명시적으로 이해되어야 한다.

본 발명의 더 완전한 이해를 위해, 이제 첨부 도면과 함께 취한 이하의 설명들을 참조한다.

도 1은 파이프 보관 및 세트백의 실시예를 도시하는 리그의 프로파일도.
도 2는 파이프 핸들링 장비의 실시예를 도시하는 리그의 프로파일도.
도 3은 파이프 핸들링 장비의 실시예를 도시하는 리그의 평면도.
도 4는 튜블러 스탠드 부설 시스템의 예를 도시하는 도면.
도 5a 내지 도 5d는 파이프 핸들링 장비의 실시예를 도시하는 리그의 단부도 및 단면도.
도 6은 튜블러 스탠드 부설 시스템을 통한 예시적인 작업흐름을 도시하는 도면.

용어 "결합된"은 반드시 직접적으로는 아닌 그리고 반드시 기계적으로는 아닌, 연결되는 것으로서 정의되고; "결합된" 2개의 품목들은 서로 단일형일 수도 있다. 단수 표현의 용어들은 본 명세서가 명시적으로 달리 요구하지 않으면 하나 이상으로서 정의된다. 용어 "실질적으로"는 당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 대체로 그러나 반드시 완전히는 아닌 명기된 것으로서 정의된다(그리고, 명기된 것을 포함하는데; 예를 들어 실질적으로 90도는 90도를 포함하고, 실질적으로 평행한 것은 평행한 것을 포함함). 임의의 개시된 실시예에서, 용어들 "실질적으로", "대략" 및 "약"은 "[퍼센트] 내의" 명기된 것으로 대체될 수도 있고, 여기서 퍼센트는 0.1, 1, 5 및 10 퍼센트를 포함한다.

또한, 특정 방식으로 구성되는 구조체(예를 들어, 장치의 조합)는 적어도 그 방식으로 구성되지만, 또한 구체적으로 설명된 것들 이외의 방식으로 구성될 수 있다.

캔틸레버 완비형 시추 유닛(CCDU)은 수직 튜블러 반송 및 보관 시스템(VTCSS)을 포함한다. 이들은 2개의 별개의 주제들이지만, 튜블러들의 개량된 물류적 흐름을 갖는 시추 유닛의 전체 개념의 부분이다. "캔틸레버 완비형(cantilever contained)"이라는 것은 시추 프로세스에 요구되는 모든 프로세스들 및 장비가 캔틸레버 구조체 내에 위치되어 있다는 것을 의미한다. 시추를 지원하는 모든 단일편의 장비가 캔틸레버 상에 또는 내에 위치될 수 있는 것은 아니라는 것이 인식되지만, 우물 중심에 대해 고정성을 필요로 하는 필수 부품들은 프로세스들의 효율을 향상시키기 위해 우선순위가 제공된다. 본 발명의 실시예에서, 스탠드 부설 및 반송의 우선순위가 제공된다. 언급되지는 않았지만, 진흙 시스템들, 와이어라인 및 시멘트 접합(cementing)이 또한 캔틸레버의 의장설계(outfitting)에 또한 포함될 수 있다.

튜블러들의 핸들링은 우물 중심에 대해 고정되기 때문에, 보관, 이동, 조립 및 분해를 위한 시설들 및 프로세스들이 비효율적인 이동들을 제거하고 조립-라인형 시스템에서 일관적인 반복 가능한 수행을 향상시키도록 최적화될 수 있다.

캔틸레버 완급형 시추 유닛의 상세

캔틸레버 완급형 시추 유닛(CCDU)은 잭업 리그들 상의 튜블러들의 핸들링의 효율을 향상시킨다. 이 해결책은 우물 중심에 대해 영구적 고정성의 위치에 모든 튜블러들을 배치한다. 종방향 및 횡방향 캔틸레버 이동의 몇몇 수단이 이용되는 것으로 가정하면, 시추 플로어 상의 우물 중심이 고정된다. 이는 이어서 효율적인 튜블러 반송 시스템이 이용되는 것을 허용하는데, 이는 27/8" 내지 65/8"의 범위의 크기와 같은 다수의 크기의 튜블러들, 뿐만 아니라 최대 135/8"를 포함하는 케이싱 크기들을 전달하는 프로세스에서의 불필요한 이동을 최소화할 것이다. 불규칙적인 반복적인 시간 소모적인 이동들이 가능한 한 제거되는 동시에 이 통상적으로 고위험 환경에서 인간 인터페이스가 상당히 감소된다.

도 1은 시추 파이프 보관(튜블러 보관)의 실시예를 도시한다. CCDU는 캔틸레버 상에 수직 튜블러 홀드들 내의 35,000 피트의 65/8" 치수 파이프 및 30,000 피트의 95/8" 케이싱의 수직 보관을 수용하도록 치수 설정될 수도 있다. 그러나, 공간 요구들이 이용 가능한 공간에 따라 치수 설정될 수도 있다. 튜블러 홀드들 내의 조정 가능한 핑거보드들이 다양한 양의 다른 튜블러 크기들의 보관을 허용할 것이다. 수직 튜블러 홀드들은 시추 파이프의 단일의 조인트들 및 이중 조인트들, 및 케이싱의 단일의 조인트들을 보관하는 것이 가능할 수도 있다. 튜블러들은 수직 보관 홀드들 내에 배치에 앞서 준비되고 검사될 수도 있다. 달리 명기되지 않으면, 홀드들 내외로의 튜블러들의 이동은 통상의 크래인 핸들링을 거칠 것이다. 튜블러들은 더블들 세트백 영역(100)에 보관될 수 있고, 일단 조립되면 우물 중심 옆에서 세트백 영역(102)에 보관될 수 있다.

도 2 내지 도 5는 CCDU의 실시예의 상이한 뷰들을 도시한다. CCDU는 적어도 하나의 수직 튜블러 반송 및 스탠드 부설 시스템(VTCSS)을 갖추고, 정방향 및 역방향의 모두에서 평행하게 독립적으로 작동하는 것이 가능한 하나 초과의 VTCSS를 갖출 수 있고, 그 일부가 도 2에 도시된 이하의 구성요소들: 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200); 하부 레벨 브리지 크래인 조립체(210); 상부 레벨 브리지 크래인 조립체(204); 스탠드 부설 호이스트(206); 스탠드 부설 아이언 러프넥(302)(도 5b에 도시됨); 튜블러 교환 디바이스(208); 및 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202) 중 하나 이상을 각각 갖는다. CCDU의 부가의 특징부들 및 장비는 캔틸레버의 전방 단부에 있는 중장비 공구(heavy tool) 보관부(104), 통상의 벨트형 이송 컨베이어에 직접 전달이 가능한 중장비 공구 보관부의 고물 단부에 있는 중장비 리프트(106), 캔틸레버의 중심선 상의 통상의 벨트형 이송 컨베이어(도 3에 도시됨), 뿐만 아니라 시추 플로어와 동일 높이에 있는 상부 데크(도 1 참조)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이백만(2백만) 파운드 전면 개방형(open face) 유정탑이 삼중 조인트 시추 파이프의 레인지(Range) 2 스탠드들(R2, 대략 31' 길이), 또는 이중 조인트 시추 파이프의 레인지 3(R3, 대략 45' 길이) 스탠드들, 뿐만 아니라 케이싱의 이중 조인트 스탠드들(대략 40' 내지 45' 길이)을 수용하는데 사용된다. 본 발명의 실시예에서, 시추 플로어는 42' 마우스홀(mousehole) 조립체, 60.5" 회전형 지지 테이블, 및 6000 마력 권양기들(drawworks) 조립체에 의해 동력 공급되는 1000 톤 탑드라이브(topdrive) 조립체를 갖춘다.

도 3은 시추 플로어 및 캔틸레버 상의 CCDU 및 VTCSS의 일 실시예의 평면도를 도시한다. 통상의 벨트형 이송 컨베이어(300)는 캔틸레버의 중심선을 따라 아래로 연장한다. 2개의 VTCSS(306, 307)가 본 실시예에서 중심선 컨베이어로부터 외향 방향으로 통상의 컨베이어(300)의 일 측에 도시되어 있다. 각각의 VTCSS는 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200), 튜블러 스탠드 부설 스테이션(201), 튜블러 교환 디바이스(208), 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202), 및 스탠드 부설 아이언 러프넥들(302)을 포함한다. 튜블러들은 도 3의 기준 지시기에 의해 규정된 바와 같이 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)의 전방에 위치된 더블들 세트백 영역(100)으로부터 제거되고, 2개 이상의 튜블러들이 서로 부착되어 있고, 몇몇 실시예들에서 3개의 튜블러들이 서로 부착되어 있는 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)에 이송된다. 일단 튜블러들이 부착되면, 튜블러 교환 디바이스(208)는 부착된 튜블러들을 우물 중심(304)에 더 근접한 캔틸레버의 고물 단부에 위치된 세트백 영역(102)에서의 보관을 위해 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)로 이송한다. 요구될 때, 부착된 튜블러들은 보관 장치로부터 제거되어 우물 중심에서 더 조립된다. 튜블러들은 또한 우물 중심으로 직접 운반되어 부착된다. 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200), 튜블러 교환 디바이스(208), 및 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)는 동일한 속도 또는 상이한 속도로 운전할 수도 있다. 컨베이어들의 속도들은 또한 가변적일 수도 있다. 예를 들어, 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)는 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)보다 느리게 운전할 수 있고, 튜블러 교환 디바이스(208)는 가변 속도로 운전할 수 있어서, 튜블러 스탠드 부설 컨베이어(200)의 속도에서 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)로부터 튜블러들의 픽업을 허용하고, 이어서 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)로의 전달을 위해 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)의 속도에 정합하도록 속도를 증가시킨다.

더블들 세트백 영역(100)에 수직으로 보관된 튜블러들은 하부 레벨 브리지 크래인 조립체(210)를 거쳐 수직 튜블러 반송 및 스탠드 부설 시스템으로 그리고 그로부터 전달될 수 있다. 초기 로드아웃(loadout) 및 스탠드 부설시에, 시추 파이프의 단일의 조인트들은 이중 및 삼중 조인트들을 구성하기 위해 다른 단일의 조인트들과 결합을 필요로 할 수 있다. 부가적으로, 튜블러들은 더블들 및 트리플들로서 미리 더블들 세트백 영역(100) 내로 로딩될 수 있고, VTCSS에 의해 쿼드러플들로 조립될 수도 있다. 일 실시예에서, 시추 파이프는 R2이지만, 시스템은 R3 및 다른 시추 파이프를 수용하는 것이 또한 가능하다. 통상적으로 45' 길이가 되는 케이싱은 또한 이 동일한 시스템에서 싱글들로부터 더블들에 결합될 수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)는 2개의 주요 구성요소들: 하부 수평 컨베이어 벨트 장치(400) 및 수직 컨베이어 벨트 조립체(402)로 구성된다. 수직 컨베이어 벨트 조립체(402)는 도 4에 도시된 4개와 같이, 다수의 벨트 조립체들(404)을 포함할 수 있다. 하부 수평 컨베이어 장치(400)는 강철 트랙 슈 벨트형일 수 있고 상당한 점 하중을 지지하는 것이 가능한 중량 지지 컨베이어이다. 트랙 슈들의 중량 지지면은 튜블러 단부들로의 손상을 방자하기 위해 보호면으로 덮여질 수 있다. 보호면은 목재, 나일론, 고무 또는 소정의 다른 내구성 커버링일 수 있다. 하부 수평 컨베이어 장치(400)는 예를 들어 직각 드라이브 기어들의 세트를 거쳐, 수직 컨베이어 벨트 조립체(402)의 부분인 다수의 평행한 "톱니가 있는" 벨트들로 구성된 내향 수직 하중 지지 구조체에 기계적으로 결합될 수 있다(타이밍 조절됨). 벨트 조립체들(404)은 이들 튜블러들이 수직 홀드들과 튜블러 교환 디바이스(208) 사이에서 전방으로 고물측으로 이송됨에 따라 튜블러들의 중량을 지지하기 위해 충분한 수로 제공되고 이격될 수 있다. 예를 들어, 단일의 조인트들은 2개의 벨트 조립체들(404)을 요구할 수 있고, 더블들은 3개의 벨트 조립체들(404)을 요구할 수 있고, 트리플들은 4개의 벨트 조립체들(404)의 지지를 요구할 수도 있다.

도 4는 튜블러 스탠드 부설 및 전달의 방법의 실시예를 또한 설명한다. 튜블러들이 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)의 하부 수평 컨베이어 장치(400)의 전방측 상에 로딩되고 동시에 하나의 위치로 진행됨에 따라, 스탠드 부설 호이스트(206)에 도달하기 위한 제 1 단일 조인트는 다음의 튜블러의 높이 위의 높이로 안전하게 리프트된다. 하부 수평 컨베이어 장치(400)는 벨트 조립체들(404)과 함께 하나의 튜블러 위치로 진행하여 여전히 하부 컨베이어 장치(400) 상에 놓여 있는 하부 조인트와 현수된 조인트를 종방향으로 정렬한다. 하부 조인트는 수직 위치로 취해지고, 스탠드 부설 아이언 러프넥(302) 부근에 또는 외향에 위치된 유압 복원 아암(righting arm)에 의해 현수된 조인트와 횡방향으로 정렬되는데, 이 유압 복원 아암은 튜블러를 내향으로 이동시키고 스탠드 부설 아이언 러프넥(302)으로 이를 핸드오프한다. 스탠드 부설 아이언 러프넥(302)은 상부 조인트를 회전시켜 하부 조인트에 토크 인가한다. 이 새롭게 결합된 이중 스탠드는 이어서 라인 내의 다음의 하부 단일의 조인트의 높이 위의 높이로 안전하게 대략 1 조인트 길이로 감아올려진다. 하부 컨베이어(400)는 벨트 조립체들(404)과 함께 일 튜블러 위치로 진행하고, 현수된 이중 스탠드는 재차 하부 컨베이어(400) 내의 하부 조인트와 종방향으로 정렬된다. 하부 조인트는 수직 위치로 취해지고 유압 복원 아암에 의해 현수된 이중 조인트와 횡방향으로 정렬되고, 이 유압 복원 아암은 재차 튜블러를 내향으로 이동시키고 이를 스탠드 부설 아이언 러프넥(302)으로 핸드오프한다. 스탠드 부설 아이언 러프넥(302)은 이 연결부를 스핀하고 토크 인가하여 시추 파이프의 삼중 조인트 스탠드를 형성한다. 삼중 스탠드는 스탠드 부설 아이언 러프넥(302) 부근에 또는 상에 위치된 유압 아암에 의해 내향 수직 컨베이어 벨트 조립체 내로 재차 배치된다. 파이프의 스탠드들이 제조됨에 따라, 이들은 튜블러 교환 디바이스(208)를 향해 고물 방향에서 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)에 의해 진행된다. 스탠드들이 튜블러 교환 디바이스(208)에 도달함에 따라, 이들 스탠드들은 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)로 계속 종방향으로 유도되거나 또는 세트백 영역(102)을 향해 외향으로 진행하도록 유도될 수 있다. 이 프로세스에서 컨베이어들, 뿐만 아니라 세트백 영역들은 시추 플로어와 동일한 높이에 있는 캔틸레버의 상부 데크 상에 위치된다.

각각의 스탠드 부설 스테이션(201)에서 스탠드 부설 아이언 러프넥들(302)은 R3 치수 파이프 및 케이싱의 이중 조인트 스탠드들의 부설을 수용하기 위해 수직 조정 가능한 기초들 상에 장착될 수 있다. 내향 수직 컨베이어 벨트 조립체들은 임의의 조정 없이 R3 길이의 튜블러들 뿐만 아니라 R2 길이들을 수용하도록 적절하게 이격될 수 있다. R3 튜블러들을 위한 스탠드 부설 프로세스는 예를 들어 R2의 것과 유사하고, 제 3 조인트의 추가 및 구성보다 적다.

스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)는 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200) 및 튜블러 교환 디바이스(208)에 기계적으로 독립적일 수 있다. 스탠드 전달 컨베이어 조립체는 상당한 점 하중들을 지지하는 것이 가능한, 수평축을 따라 연장하는 전달 수평 컨베이어 벨트 장치(406)를 포함한다. 수평 컨베이어 벨트 장치(406)는 수평 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 벨트 장치(400)에 경면 대칭이다. 트랙 슈들의 중량 지지면은 튜블러 단부들로의 손상을 방지하기 위해 보호면으로 덮여질 수 있다. 특정 실시예들에서, 스탠드 부설 장치 및 전달 장치의 수평 컨베이어 벨트는 하나의 동일한 것일 수도 있다. 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)는 튜블러 교환 디바이스(208)에 의해 또는 스탠드 부설 호이스트(206) 또는 부가의 호이스트로 상부 레벨 브리지 크래인(204)에 의해 직접 파퓰레이팅(populate)될 수 있다. 이와 같이, 튜블러 교환 디바이스(208)는 VTCSS에 대한 선택적 추가이다. 우물 중심을 향해 진행하거나 그로부터 추출되건간에, 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)의 작동은 우물 중심에서 시추기의 수요 및 작동 요구에 의해 지시될 수 있다. 부가적으로, VTCSS의 작동은 컴퓨터에 의해 제어될 수 있다.

상부 레벨 브리지 크래인 조립체(204)는 튜블러 교환 디바이스(208)로부터 세트백 영역(102)으로 스탠드들을 운반하는데 이용될 수 있다. 튜블러 교환 디바이스(208)로부터 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)로의 스탠드들의 전달은 튜블러 교환 디바이스(208)로부터 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)로 직접 핸드오프될 수 있다. 인터로크가 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202) 내에 공극(vacancy) 없이 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)로의 튜블러 교환 디바이스(208)의 사이클링을 방지하는데 이용될 수 있다.

구멍 내의 트립핑의 경우에, 조립된 튜블러 스탠드는 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)의 최후방 슬롯이 우물 중심(304) 내에 종방향 정렬될 때까지 우물 중심으로 전달된다. 탑드라이브(408)는 도입 스탠드 위의 높이로 안전하게 감아올려지고, 이어서 탑드라이브(408) 상의 파이프핸들러가 포트 또는 스타보드로 외향으로 연장하여 도입 튜블러에 도달하여 파지한다. 튜블러가 파이프핸들러/탑드라이브(408)에 의해 우물 중심(304)을 향해 유도됨에 따라, 이는 테일링(tailing) 디바이스가 스탠드의 하단부를 유지하여 이를 우물 중심(304)과 횡방향 정렬 상태로 서서히 따라가게 한다. 이 시점으로부터, 스탠드 부설 아이언 러프넥(302) 또는 부가의 아이언 러프넥은 최종 정렬을 위해 스탠드에 맞물리고, 연결을 행한다. 이 새롭게 추가된 스탠드는 이어서 구멍 내로 운전될 준비가 된다. 탑드라이브(408)는 튜블러를 하강시켜(조건들에 종속하는 속도로), 결국에는 이를 회전형 테이블 상의 슬립들 내로 상륙시키고, 탑드라이브(408)는 프로세스가 반복되는 다음의 도입 스탠드 위의 높이로 안전하게 재차 감아올려진다.

구멍 외부로의 트립핑의 경우에, 튜블러들은 역방향으로 VTCSS를 작동함으로써 우물 중심(304)으로부터 추출된다. VTCSS는 세트백 영역(102) 내에 랙킹될 것이거나 또는 작동 요구들에 의해 결정되는 바와 같이 스탠드들이 더블들 또는 싱글들로 분할되는 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)로 보내져서 수직 튜블러 홀드들(100) 내에 보관될 것인 우물 중심(304)으로부터의 시추 파이프의 효율적인 분할 및 제거를 허용하기 위해 역순서로 작동하는 것이 완전히 가능하다.

도 5a 내지 도 5d는 VTCSS의 단부도 및 단면도를 도시한다. 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200), 튜블러 교환 디바이스(208) 및/또는 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)는 예를 들어, 튜블러의 상부가 캔틸레버 중심선에 대해 외향으로 기댄 상태에서, 수직으로부터 대략 3도의 각도로 이들의 종축 상에서 경사질 수 있다. 이 경사각은 톱니가 있는 벨트 슬롯들 내에 튜블러들을 보유하는 것을 돕기 위한 중력의 사용을 허용한다. 대안예에서, 상부 컨베이어 벨트들의 상부 톱니가 있는 휠들은 수직으로부터 상기 각도를 유지하기 위해 더 소직경으로 제조될 수 있다. 당 기술 분야의 숙련자는 2도, 4도, 5도 및 6도 이상과 같은 부가의 경사각들이 고려될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 세트백 영역(102)은 튜블러 컨베이어들의 외향에 있을 것이다. 튜블러 교환 디바이스(208)는 모든 슬롯들 내에 스탠드들을 보관하고 내향 및 외향의 모두로 양륙하는 것이 가능할 것이다. 이는 컨베이어들의 외향으로 세트백 영역들로 그리고 이들로부터의 튜블러들의 이송, 뿐만 아니라 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200) 및 스탠드 전달 컨베이어 조립체(202)로 그리고 이들로부터의 이송을 허용할 것이다. 세트백 영역은 또한 튜블러 컨베이어들의 내향측에 위치될 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자의 인식 범위 외에 있지 않을 것이다.

도 6은 VTCSS의 실시예에 의해 사용된 스탠드부설 방법의 단계별 도면이다. 단계 1에서, 튜블러는 예를 들어 하부 레벨 브리지 크래인 조립체(210)의 사용을 통해 더블들 세트백 영역(100)으로부터 하부 컨베이어 벨트 장치(400) 상에 로딩된다. 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)는 이어서 일 스테이션으로 진행한다. 단계 2 및 3에서, 단계 1이 반복되어 2개 이상의 튜블러들이 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200) 상에 로딩되게 한다. 단계 4에서, 제 1 튜블러는 스탠드 부설 스테이션(201)에 도달한다. 제 1 튜블러는 스탠드 부설 호이스트(206)로 리프트되고, 스탠드 부설 아이언 러프넥(302)으로 파지되고, 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)는 이어서 제 1 튜블러 아래로 제 2 튜블러를 이동시키기 위해 다른 단계로 진행된다. 단계 5에서, 제 1 튜블러는 제 2 튜블러 내로 관통되고(stabbed), 스핀되고(spun), 스탠드 부설 아이언 러프넥(302)으로 토크 인가되어, 제 1 및 제 2 튜블러들이 서로 부착되어 이중 튜블러를 형성한다. 단계 6에서, 새롭게 제조된 이중 튜블러는 리프트되고, 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200)는 다른 단계로 진행되어, 제 3 튜블러를 이중 튜블러 아래로 이동한다. 단계 7에서, 스탠드 부설 아이언 러프넥(302)은 이중 튜블러를 파지하고, 이중 튜블러를 관통하고, 더블을 스핀하고 토크 인가하여, 이중 튜블러가 제 3 튜블러에 부착되어 삼중 튜블러를 형성하게 된다. 단계 8에서, 아이언 러프넥(302)은 삼중 튜블러를 해제하고 삼중 튜블러를 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200) 상에 배치한다. 도시되지 않은 다른 실시예에서, 단일 튜블러들은 튜블러에 부착에 앞서 3개의 싱글들을 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 조립체(200) 상에 로딩할 필요 없이, 스탠드 부설 스테이션(201) 내로 직접 로딩된다.

본 발명 및 그 장점들이 상세히 설명되었지만, 다양한 변경들, 치환들 및 변형들이 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 본 발명에 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 본 출원의 범주는 명세서에 설명된 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법들 및 단계들의 특정 실시예들에 한정되도록 의도되는 것은 아니다. 당 기술 분야의 숙련자는 본 명세서에 설명된 대응 실시예들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 또는 실질적으로 동일한 결과를 성취하는 현존하거나 이후에 개발될 프로세스들, 기계들, 제조, 물질의 조성들, 수단, 방법들 및 단계들이 본 발명에 따라 이용될 수 있다는 것을 본 발명의 개시 내용으로부터 즉시 이해할 수 있을 것이다. 이에 따라, 첨부된 청구범위는 이러한 프로세스들, 기계들, 제조, 물질의 조성들, 수단, 방법들 및 단계들을 이들의 범주 내에 포함하도록 의도된다.

Claims

튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치를 포함하고, 상기 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치는
수평축을 따라 연장하는 수평 컨베이어 벨트 장치;
상기 수평 컨베이어 벨트에 평행하게 배향되고 그로부터 수직으로 오프셋된 수직 컨베이어 벨트 장치;
스탠드 부설 호이스트; 및
아이언 러프넥을 포함하고,
상기 수평 및 수직 컨베이어 벨트들은 수직 배향된 튜블러들을 상기 수평축을 따라 반송하도록 구성되고,
상기 스탠드 부설 호이스트 및 상기 아이언 러프넥은 수직 배향된 튜블러를 하나 이상의 다른 수직 배향된 튜블러들에 부착하도록 구성되는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수평 컨베이어 벨트 장치는 큰 점 하중들을 지지하는 것이 가능한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수평 컨베이어 벨트 장치는 강철 트랙 슈 벨트를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수평 컨베이어 벨트 장치의 표면은 보호면으로 덮여지는 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 보호면은 적어도 목재, 나일론 및 고무로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수직 컨베이어 벨트 장치는 톱니가 있는 벨트를 포함하는 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 톱니가 있는 벨트는 상기 수직 컨베이어 벨트 장치에 기계적으로 결합되는 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 기계적 결합은 직각 드라이브 기어들의 세트를 통하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수직 컨베이어 벨트에 평행하게 위치되고 그로부터 수직으로 오프셋된 적어도 하나의 부가의 수직 컨베이어 벨트 장치를 추가로 포함하는 장치.
제 9 항에 있어서, 적어도 하나의 부가의 수직 컨베이어 벨트 장치를 포함하는 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 수직 컨베이어 벨트 장치들은 상기 수직 컨베이어 벨트들의 수평 단부들 상에서 서로로부터 오프셋되는 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 평행 수직 컨베이어 벨트 장치들은 서로로부터 수평으로 오프셋되는 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 수직 컨베이어 벨트들은 서로로부터 수평으로 오프셋되어 수직 튜블러가 상기 수평 컨베이어 장치 상에 있고 상기 수직 컨베이어 벨트 장치에 기대질 때, 상기 수직 튜블러가 상기 수평 컨베이어 장치의 수평 중심을 통해 수직으로 연장하는 평면으로부터 약 3도에 있게 되는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수평 컨베이어 벨트 장치로 또는 그로부터 수직 배향된 튜블러들을 반송하도록 구성된 스탠드 전달 컨베이어 조립체를 추가로 포함하는 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 스탠드 전달 컨베이어 조립체는
상기 수평축을 따라 연장하는 전달 수평 컨베이어 벨트 장치; 및
상기 수평 컨베이어 벨트에 평행하게 배향되고 그로부터 수직으로 오프셋된 하나 이상의 전달 수직 컨베이어 벨트 장치들을 포함하는 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 수직 컨베이어 벨트에 평행하게 위치되고 그로부터 수직으로 오프셋된 적어도 하나의 부가의 수직 컨베이어 벨트 장치를 추가로 포함하는 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치와 상기 스탠드 전달 컨베이어 조립체 사이에 위치된 튜블러 교환 디바이스를 추가로 포함하고, 상기 튜블러 교환 디바이스는 상기 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치로부터 상기 스탠드 전달 컨베이어 조립체로 수직 배향된 튜블러를 반송하도록 구성되는 장치.
시추 플로어 상에 위치된 장치를 포함하는 시추 리그로서,
튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치를 포함하고, 상기 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치는
수평축을 따라 연장하는 수평 컨베이어 벨트 장치;
상기 수평 컨베이어 벨트에 평행하게 배향되고 그로부터 수직으로 오프셋된 수직 컨베이어 벨트 장치;
스탠드 부설 호이스트; 및
아이언 러프넥을 포함하고,
상기 수평 및 수직 컨베이어 벨트들은 수직 배향된 튜블러들을 상기 수평축을 따라 반송하도록 구성되고,
상기 스탠드 부설 호이스트 및 상기 아이언 러프넥은 수직 배향된 튜블러를 하나 이상의 다른 수직 배향된 튜블러들에 부착하도록 구성되는 시추 리그.
제 18 항에 있어서, 상기 시추 플로어는 이동 가능한 시추 리그.
제 18 항에 있어서, 상기 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치의 전방에 위치된 수직 튜블러 세트백 영역을 추가로 포함하는 시추 리그.
제 18 항에 있어서, 상기 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치의 고물에 위치된 수직 조립된 튜블러 세트백 영역을 추가로 포함하는 시추 리그.
제 20 항에 있어서, 하부 레벨 브리지 크래인 조립체를 추가로 포함하는 시추 리그.
제 22 항에 있어서, 상기 하부 레벨 브리지 크래인 조립체는 상기 세트백 영역으로부터 상기 튜블러 스탠드 부설 컨베이어 장치로 튜블러를 이동하도록 구성되는 시추 리그.
제 18 항에 있어서, 상부 레벨 브리지 크래인 조립체를 추가로 포함하는 시추 리그.
제 24 항에 있어서, 상기 스탠드 부설 호이스트는 상기 상부 레벨 브리지 크래인 조립체에 부착되는 시추 리그.
제 24 항에 있어서, 상기 아이언 러프넥은 상기 상부 레벨 브리지 크래인 조립체에 부착되는 시추 리그.
제 18 항에 있어서, 부가의 튜블러 스탠드 부설 장치를 추가로 포함하는 시추 리그.
제 27 항에 있어서, 각각의 튜블러 스탠드 부설 장치는 상기 수평 컨베이어 벨트 장치가 각각의 수직 컨베이어 벨트 장치의 내향에 있도록 배향되는 시추 리그.
적어도 제 1 및 제 2 수직 배향된 튜블러를 컨베이어 조립체 상에 로딩하는 단계;
상기 제 1 튜블러를 상기 제 2 튜블러 위로 상승시키는 단계; 및
상기 제 1 튜블러를 상기 제 2 튜블러에 부착하는 단계를 포함하는 튜블러 조립체 제공 방법.
제 29 항에 있어서, 상기 제 1 튜블러 상승 단계는 스탠드 부설 호이스트로 행해지는 튜블러 조립체 제공 방법.
제 29 항에 있어서, 상기 제 1 튜블러를 상기 제 2 튜블러에 부착하는 단계는 아이언 러프넥으로 행해지는 튜블러 조립체 제공 방법.
적어도 2개의 부착된 튜블러들을 우물 중심으로부터 제거하는 단계;
상기 부착된 튜블러들을 수직 컨베이어 조립체 상에 로딩하는 단계;
상기 부착된 튜블러들을 분리하는 단계; 및
최상부 분리된 튜블러를 상기 수직 컨베이어 조립체 상으로 하강시키는 단계를 포함하는 튜블러 분해 제공 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 수직 컨베이어 조립체를 사용하여 상기 분리된 튜블러들을 보관 세트백으로 반송하는 단계를 추가로 포함하는 튜블러 분해 제공 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 부착된 튜블러 분리 단계는 아이언 러프넥으로 행해지는 튜블러 분해 제공 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 하강 단계는 스탠드 부설 호이스트로 행해지는 튜블러 분해 제공 방법.