KR20150142750A - 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템 - Google Patents

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김정후
안유원
정용관
한명륜
이창열
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템에 관한 것으로서, 드릴십의 선체 측면에서 수직 방향으로 설치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일에 슬라이딩 방식으로 승,하강 이동 가능하게 결합되며, 원격제어잠수정을 고정하는 잠수정 홀더; 상기 드릴십의 상면에서 상기 선체의 측단부에 설치되며, 상기 원격제어잠수정을 포함한 상기 잠수정 홀더를 승,하강시키는데 필요한 동력을 발생시키는 크레인; 및 상기 가이드 레일의 전후 부분에서 길이 방향으로 설치되는 가이드 펜스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템은, 드릴십의 측면부 외판에서 돌출된 가이드 레일의 전후 방향으로 해수의 유동을 자연스럽게 흘려줄 수 있도록, 가이드 레일의 전후 부분에 가이드 펜스를 길이 방향으로 설치함으로써, 가이드 레일의 해수 마찰저항을 최소화할 수 있어, 드릴십의 운항 효율 증대 및 시추 작업 시 위치 제어를 용이하게 할 수 있다.

Description

드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템{ROV Handling System of Drillship}
본 발명은 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템에 관한 것이다.
최근 급격한 산업화로 인해 석유와 같은 자원의 사용량이 급등함에 따라, 석유의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다. 그런데 대륙 또는 연해에서의 유전은 이미 많은 시추가 이루어진바, 최근에는 수심이 깊은 심해에 위치한 유전의 개발에 관심이 집중되고 있으며, 이러한 심해 유전을 시추하기 위해서는 일반적으로 드릴십(Drillship)이 이용된다.
드릴십은 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 선박과 유사한 형태로 제작된 해상 구조물로서, 해상 플랫폼의 설치가 불가능한 심해 지역에서 원유나 가스 등의 채취 작업이 가능하고, 일정 지점에서 시추를 종료하고 다른 지점으로 이동하여 다시 시추를 수행할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 드릴십은, 상하로 관통된 형태의 문풀(Moonpool) 구조를 구비하고, 문풀 상부에 위치하며 시추장비를 구비하는 데릭(Derrick)을 포함한다. 이하에서는 드릴십이 해저에 시추를 하는 과정에 대해 설명한다.
우선 드릴십은 자체 동력을 이용하여 시추 대상 지역으로 이동하고, 위치를 유지할 수 있도록 복수의 쓰러스터(Thruster)를 이용한 동적 위치유지 시스템(Dynamic Positioning System; DPS)을 구동한다.
이후 드릴십은 드릴 파이프(drill pipe)에 드릴 비트(drill bit)를 결합하고, 데릭에 마련된 호이스팅 시스템(Hoisting System)과 핸들링 시스템(Handling System)을 이용해 복수의 드릴 파이프를 충분한 길이만큼 연결하여 문풀을 통해 해저면까지 하강시킨 뒤, 로테이팅 시스템(Rotating System)을 통해 드릴 파이프를 회전하여 시추공을 형성한다.
1차로 드릴링이 완료되면, 데릭은 드릴 파이프를 회수하고 케이싱 파이프(casing pipe)를 시추공에 설치한 뒤, 케이싱 파이프와 시추공 사이에 콘크리트를 채우는 시멘팅(Cementing) 작업을 진행하며, 다시 드릴 파이프를 이용한 드릴링 작업과 케이싱 파이프를 설치하는 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복 수행함으로써, 일정 깊이를 갖는 시추공의 형태를 유지시킨다.
시추공이 무너지지 않도록 케이싱 파이프가 충분히 설치되면, 라이저(Riser)에 BOP(Blow Out Preventer)를 연결하여 시추공에 결합하게 되며, 이때 라이저의 내부는 드릴 파이프와 케이싱 파이프의 이동 경로가 된다.
그런데 드릴링 과정에서 드릴 비트의 윤활 및 냉각과, 시추공 내부에서 생성되는 암석 덩어리 등의 분쇄물의 처리가 필요하다. 따라서 드릴십은 드릴 파이프의 내부에 머드를 공급하여 드릴 비트의 말단부에서 머드가 배출되도록 하고, 머드가 드릴 비트의 윤활과 냉각을 수행한 뒤 분쇄물과 함께 드릴 파이프의 외부에서 라이저의 내부를 통해 상부로 회수되도록 하는, 머드 순환 시스템(Mud Circulation System)을 사용한다. 회수된 머드는 분쇄물이 걸러진 후 재사용된다.
드릴십은 이러한 머드 순환 시스템을 구동하면서 드릴 비트가 유정에 도달할 때까지 드릴링과 케이싱 및 시멘팅 작업을 반복적으로 수행하는데, 이 경우 케이싱 작업에 사용되는 케이싱 파이프의 직경이 점차 작아짐에 따라, 상대적으로 작은 크기의 드릴 비트를 교체 사용하여 드릴링을 지속적으로 구현할 수 있다.
이와 같이 드릴십은, 파이프와 라이저 등을 설치 및 사용하기 위한 시스템과, 머드를 사용하는 시스템 등을 구비하며, 이러한 시스템을 이용하여 시추 작업을 원활히 구현하기 위한 문풀 구조, 데릭 구조, 그리고 적재 구조 등을 일정한 공간 내에 배치하여야 하므로, 상당히 높은 기술력이 요구됨에 따라 지속적으로 연구 및 개발이 이루어지고 있다.
또한, 드릴십은, 원격제어잠수정(remotely operated vehicle; ROV)이 구비된다. 원격제어잠수정은, 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 찾기 위한 탐사 작업, 시추 작업에 따른 해저 상황을 관찰 또는 BOP나 크리스마스 트리(X-mas tree) 등과 같은 바다 속의 장비 유지/보수를 위한 목적으로 사용된다.
이러한 원격제어잠수정은, ROV 핸들링 시스템에 의해 선체에서 해저로 해저에서 선체로 이동한다.
ROV 핸들링 시스템은, 헐 마운티드 가이드 레일 타입(Hull Mounted Guide Rail type) 중에서 드릴십의 측면부 외판에 가이드 레일을 설치하는 사이드 런칭 타입(Side Launching type)이 주로 사용되고 있다.
그런데, 사이드 런칭 타입의 ROV 핸들링 시스템은, 가이드 레일이 드릴십의 측면부 외판에서 돌출되어 구성됨으로써, 해수와의 마찰저항이 증가하여, 드릴십 운항 또는 시추 작업 시 위치 제어에 영향을 미치는 문제가 있다.
국내 등록특허공보 제10-0938479호 (등록일: 2010년 01월 15일) 국내 공개특허공보 제10-2013-0011007호 (공개일: 2013년 01월 30일)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 드릴십의 측면부 외판에서 돌출된 가이드 레일의 마찰 저항을 최소화하는 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템은, 드릴십의 선체 측면에서 수직 방향으로 설치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일에 슬라이딩 방식으로 승,하강 이동 가능하게 결합되며, 원격제어잠수정을 고정하는 잠수정 홀더; 상기 드릴십의 상면에서 상기 선체의 측단부에 설치되며, 상기 원격제어잠수정을 포함한 상기 잠수정 홀더를 승,하강시키는데 필요한 동력을 발생시키는 크레인; 및 상기 가이드 레일의 전후 부분에서 길이 방향으로 설치되는 가이드 펜스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 가이드 펜스는, 상기 가이드 레일의 전후 방향으로 해수의 유동을 자연스럽게 흘려주는 단면형상이 유선형인 곡판으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 가이드 펜스는, 상기 가이드 레일의 상단부로부터 하단부까지 전체에 걸쳐 설치되거나, 상기 가이드 레일의 일부분에 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 가이드 펜스는, 상기 가이드 레일의 일부분에 설치될 경우, 해수 마찰저항이 시작되는 상기 드릴십의 흘수선이 위치되는 부분이 적어도 포함되면서 해수에 잠기는 상기 선체의 하부에 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 가이드 펜스는, 상기 가이드 레일에 인접한 부분의 높이가 상기 가이드 레일의 높이보다 높게 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템은, 드릴십의 측면부 외판에서 돌출된 가이드 레일의 전후 방향으로 해수의 유동을 자연스럽게 흘려줄 수 있도록, 가이드 레일의 전후 부분에 가이드 펜스를 길이 방향으로 설치함으로써, 가이드 레일의 해수 마찰저항을 최소화할 수 있어, 드릴십의 운항 효율 증대 및 시추 작업 시 위치 제어를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템이 드릴십에 설치된 상태를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 가이드 펜스를 설명하기 위한 정면 확대 사시도이다.
도 3은 도 2의 평단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템이 드릴십에 설치된 상태를 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1의 가이드 펜스를 설명하기 위한 정면 확대 사시도이고, 도 3은 도 2의 평단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템(100)은, 원격제어잠수정(110), 가이드 레일(120), 잠수정 홀더(130), 크레인(140), 가이드 펜스(150)를 포함한다.
원격제어잠수정(110)은, 드릴십(1)에 구비되며, 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 찾기 위한 탐사 작업, 시추 작업에 따른 해저 상황을 관찰 또는 BOP나 크리스마스 트리(X-mas tree) 등과 같은 바다 속의 장비 유지/보수를 위한 목적으로 사용되는 잠수정으로, 후술할 크레인(140)의 와이어(141) 단부에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.
가이드 레일(120)은, 드릴십(1)의 선체(10) 측면에서 수직 방향으로 설치될 수 있으며, 후술할 잠수정 홀더(130)가 슬라이딩 방식으로 승,하강할 수 있게 한 쌍이 구비될 수 있다.
한 쌍의 가이드 레일(120)은, 다수의 지지 프레임(121)에 의해 고정 설치될 수 있다.
이러한 한 쌍의 가이드 레일(120)은, 드릴십(1)의 선체(10) 측면 외판에서 돌출되어 구성됨으로써, 드릴십 운항 또는 시추 작업 시 해수와의 마찰저항을 증가시킬 수 있다.
잠수정 홀더(130)는, 가이드 레일(120)에 슬라이딩 방식으로 승,하강 이동 가능하게 결합되어, 원격제어잠수정(110)을 고정한 상태에서 후술할 크레인(140)의 승,하강 동력에 대응하여 승,하강될 수 있다.
크레인(140)은, 드릴십(1)의 상면에서 선체(10)의 측단부에 설치될 수 있으며, 와이어(141)에 고정된 원격제어잠수정(110)을 포함한 잠수정 홀더(130)를 승,하강시키는데 필요한 동력을 발생시킴은 물론 원격제어잠수정(110)을 바다 속으로부터 인양하거나 심해로 가라앉힐 수 있도록 한다.
가이드 펜스(150)는, 가이드 레일(120)의 전후 부분에서 길이 방향으로 설치될 수 있다.
가이드 펜스(150)는, 드릴십(1)의 선체(10) 측면부 외판에서 돌출된 가이드 레일(120)의 전후 방향으로 해수의 유동을 자연스럽게 흘려주어, 가이드 레일(120)의 해수 마찰저항을 최소화할 수 있도록, 단면 형상이 유선형인 곡판으로 형성될 수 있다.
이러한, 가이드 펜스(150)는, 가이드 레일(120)의 상단부로부터 하단부까지 전체에 걸쳐 설치될 수 있으나, 드릴십(1)의 선체(10) 상부 즉, 흘수선(WL)을 기준으로 선체(10)의 상부는 해수에 잠기지 않으므로, 해수의 마찰저항과 무관하여 설치할 필요가 없고, 설치시 설치 공수가 많이 소요되기 때문에, 가이드 레일(120)의 일부분에 설치하는 것이 바람직하다.
가이드 펜스(150)는, 가이드 레일(120)의 일부분에 설치될 경우, 해수 마찰저항이 시작되는 드릴십(1)의 흘수선(WL)이 위치되는 부분이 적어도 포함되면서 해수에 잠기는 선체(10)의 하부에 설치되어야 한다.
또한, 가이드 펜스(150)는, 가이드 레일(120)에 인접한 부분의 높이가 가이드 레일(120)의 높이보다 높게 구성하여, 가이드 레일(120)이 해수의 마찰저항에 노출되지 않게 한다.
상기한 구성의 원격제어잠수정 핸들링 시스템(100)의 작동 방법을 설명하면 다음과 같다.
조종실에서 크레인(140)을 작동시켜 와이어(141)를 당기게 되면, 잠수정 홀더(130)에 고정된 원격제어잠수정(110)은 물론 잠수정 홀더(130)가 선체(10)의 측면에서 수직방향으로 설치되어 있는 가이드 레일(120)을 따라 슬라이딩 이동되는 형태로 승강되고, 또 크레인(140)의 와이어(141)를 풀게 되면 승강되었던 원격제어잠수정(110)과 잠수정 홀더(130)가 하강하게 된다.
잠수정 홀더(130)가 가이드 레일(120)의 최하단부에 이르른 상태에서 원격제어잠수정(110)을 해저로 투입시키기 위해서는, 조정실에서 해제장치를 작동시켜 잠수정 홀더(130)로부터 원격제어잠수정(110) 자체의 고정상태를 해제시키고, 크레인(140)의 와이어(141)를 필요한 만큼 더 풀어주게 되면, 원격제어잠수정(110)이 자중에 의해 바다 물속으로 서서히 가라앉으며 해저로 하강하게 된다.
물론, 해저로 하강한 원격제어잠수정(110)을 인양하고자 할 때에는 크레인(140)의 와이어(141)를 감아주어 원격제어잠수정(110)을 잠수정 홀더(130)까지 끌어올리고, 원격제어잠수정(110) 자체를 잠수정 홀더(130)에 고정시킨 후, 그 상태를 유지시키거나 크레인(140)의 와이어(141)를 더 감아 선체(10)까지 인양하면 된다.
이와 같이 본 실시예는, 드릴십(1)의 측면부 외판에서 돌출된 가이드 레일(120)의 전후 방향으로 해수의 유동을 자연스럽게 흘려줄 수 있도록, 가이드 레일(120)의 전후 부분에 가이드 펜스(150)를 길이 방향으로 설치함으로써, 가이드 레일(120)의 해수 마찰저항을 최소화할 수 있어, 드릴십(1)의 운항 효율 증대 및 시추 작업 시 위치 제어를 용이하게 할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 드릴십 10: 선체
100: 원격제어잠수정 핸들링 시스템
110: 원격제어잠수정 120: 가이드 레일
121: 지지 프레임 130: 잠수정 홀더
140: 크레인 141: 와이어
150: 가이드 펜스 WL: 흘수선

Claims (5)

  1. 드릴십의 선체 측면에서 수직 방향으로 설치되는 가이드 레일;
    상기 가이드 레일에 슬라이딩 방식으로 승,하강 이동 가능하게 결합되며, 원격제어잠수정을 고정하는 잠수정 홀더;
    상기 드릴십의 상면에서 상기 선체의 측단부에 설치되며, 상기 원격제어잠수정을 포함한 상기 잠수정 홀더를 승,하강시키는데 필요한 동력을 발생시키는 크레인; 및
    상기 가이드 레일의 전후 부분에서 길이 방향으로 설치되는 가이드 펜스를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 펜스는,
    상기 가이드 레일의 전후 방향으로 해수의 유동을 자연스럽게 흘려주는 단면형상이 유선형인 곡판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 펜스는,
    상기 가이드 레일의 상단부로부터 하단부까지 전체에 걸쳐 설치되거나, 상기 가이드 레일의 일부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 가이드 펜스는,
    상기 가이드 레일의 일부분에 설치될 경우, 해수 마찰저항이 시작되는 상기 드릴십의 흘수선이 위치되는 부분이 적어도 포함되면서 해수에 잠기는 상기 선체의 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 펜스는,
    상기 가이드 레일에 인접한 부분의 높이가 상기 가이드 레일의 높이보다 높게 구성하는 것을 특징으로 하는 드릴십의 원격제어잠수정 핸들링 시스템.
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KR20180028323A (ko) * 2016-09-08 2018-03-16 삼성중공업 주식회사 이동식 문풀장치

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