KR20150143910A - 문풀 호스 연결부를 메인 데크 상부에 구비하는 시추선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시추선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시추선의 문풀 호스의 연결부를 데인데크 상부에 구비하는 시추선에 관하여 개시한다.
본 발명은, 선체에 설치되는 서피스(surface) 시스템의 배관과, 문풀에 설치되는 서브시(subsea) 시스템의 텔레스코픽 조인트(telescopic joint)와, 상기 배관과 상기 텔레스코픽 조인트를 연결하는 문풀 호스를 포함하는 시추선에 있어서, 상기 문풀 호스와 연결되는 상기 배관의 연결부가 상기 문풀 양측의 메인 데크 상부에 형성되고, 상기 연결부의 하부에 상기 문풀 호스가 통과하기 위한 배관통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 시추선을 제공한다.

Description

문풀 호스 연결부를 메인 데크 상부에 구비하는 시추선{MOON PO0L HOSE CONNECTING STRUCTURE AND DRILL SHIP HAVING THE SAME OVER MAIN DECK}

본 발명은 시추선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시추선의 문풀 호스의 연결부를 데인데크 상부에 구비하는 시추선에 관한 것이다.

시추선의 BOP 시스템은 서브시(subsea) 시스템과 서피스(surface) 시스템으로 나눌수 있으며, 이 두 시스템은 문풀 호스(Moon pool hose)로 연결된다.

문풀 호스는 평소에는 서피스 시스템과 연결되어 있으며, 비오피를 라이저에 연결하여 해저면까지 내린 후, 마지막에 텔레스코픽 조인트(telescopic joint)에 연결하여 서피스 시스템과 서브시 시스템이 연결되도록 한다.

문풀 호스는 길이가 110ft, 무게가 2~3ton 에 달하는 상당히 무겁고 긴 호스이며, 라이저와 베슬의 상대운동에 의하여 항상 움직이는 특성을 가진다.

따라서, 문풀 호스는 다른 구조물과 부딪히지 않도록 배치되어야 한다. 또한 호스의 단가 및 크기를 고려하면 호스의 길이를 줄일 수 있도록 배치되면 비용 절감 및 호스 핸들링에서 장점이 생긴다.

시추선(Drillship) 및 반잠수식 리그(Semi-submersible RIG) 등과 같은 해양 구조물은 선체의 문풀을 통해 승/하강하는 시추 설비(Drilling Unit)를 이용하여 해저 암반에 대한 천공(Drilling) 작업을 함으로써 원유를 비롯한 각종 천연 자원을 채굴하는 데, 이러한 해양 구조물에서 반드시 필요한 장비가 바로 BOP(Blow Out Preventer)이다.

BOP는 천연 자원의 채굴시 시추 파이프를 타고 해양 구조물로 올라오는 이상 고압을 해저의 지표면에서 차단함으로써 시추 작업 중 예상치 못한 폭발 등의 각종 사고를 미연에 방지할 수 있는 장비로서, 그 제작비용이 상당할 뿐만 아니라 이를 안전하게 이동 및 사용하기 위해 각종 다양한 형태의 여러 장비들과 함께 운용되어야 한다.

상기와 같은 BOP 및 시추 장비가 마련된 시추선의 개념도를 도 1에 나타내 보였다.

도 1을 참조하면, BOP(7) 및 라이저(4) 및 드릴 파이프(5)를 포함하는 시추 장비는 도시된 바와 같이 설치된다.

시추선(1)의 데크(deck)에는 빔(beam)과 각종 시추장비로 구성된 복잡한 형태의 대형 구조물인 데릭(derrick; 2)이 고정 설치되어 있다.

이러한 데릭(2)은 시추선에서 문풀(moon pool; 3) 부근에 설치된 모든 시추장비가 집약된 일종의 타워이다. 또한, 데릭(3)은 드릴 파이프(5) 등의 시추 장비를 승강시키기 위한 것이며, 시추 장비에 연결된 와이어로프를 윈치의 운전에 의해 권선하거나 풀게 됨으로써, 시추장비를 원하는 위치로 승강시키게 된다.

작업자는 라이저(4) 및 드릴 파이프(5)를 시추선(1)의 중앙에 형성된 문풀(3)을 통해 하향 전진시킴으로써 해저 바닥(sea bed)(6) 아래의 저유지(reservoir)(12)에 위치하는 유정(well)(13)에 저장되어 있는 해저자원을 시추한다.

상기 라이저(4)는 드릴 파이프(5)를 상기 유정(13)까지 전진시키기 전에 미리 상기 해저 바닥(6)까지 전진되는 부재로서 머드가 되돌아오는 통로를 제공한다.

상기 라이저(4)가 설치되면 라이저(4) 내부로 드릴 파이프(5)가 해저 지층(11)을 통해 상기 유정(13)까지 하향 전진된다.

이와 같이 라이저(4)를 해저 바닥(6)까지 하향 전진시키거나, 드릴 파이프(5)를 유정(13)까지 전진시킬 경우, 짧은 길이의 라이저(4)나 드릴 파이프(5)를 서로 연결하여 하향 전진시킨다. 해저 바닥(6)에는 이상 고압이 드릴 파이프(5)를 타고 올라오는 것을 차단하기 위해 분출 방지용 스택인 BOP(7)이 설치된다.

해저 지층(11)에서는 시멘트에 의해 케이싱(8)을 고정한 후, 케이싱 내부로는 드릴비트(10)가 장착된 드릴 파이프(5)를 삽입하여 해저자원을 시추한다. 드릴비트(10)가 땅을 뚫을 때 발생되는 열에 의해 드릴비트(10)가 과열되는 것을 방지하고 윤활작용을 하여 드릴링을 더욱 쉽게 하기 위해, 드릴 파이프(5) 속으로는 머드(9)가 삽입된다. 이러한 머드는 드릴비트(10)를 통해 빠져나가 케이싱(8)과 라이저(4)를 통하여 다시 되돌아 오게 된다.

시추 작업이 종료되면, 드릴 파이프(5)는 문풀(3)을 통해 드릴플로어(drill floor)로 운반되어 분리된 후 적재 장소로 운반된다.

도 1의 시추선과 관련한 문헌으로는 공개특허 10-2012-0010954가 있다.

상기와 같은 BOP(7) 및 라이저(4)를 인장하기 위한 라이저 인장기(riser tensioner)(미도시)는 바람직하게 유압에 의해 운용되며, 이를 위해 유체를 공급하기 위한 문풀 호스(일명 'Coflex hose'라고도 함)가 시추선의 문풀(3) 등에 설치된다.

본 발명의 목적은 문풀 호스의 연결작업을 메인 데크에서 수행할 수 있으며, 문풀 호스가 메인 데크를 통과하는 경로를 가지도록 함으로써, 문풀 호스의 길이를 감소시킬 수 있는 문풀 호스 연결 구조 및 이를 포함하는 시추선을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 선체에 설치되는 서피스(surface) 시스템의 배관과, 문풀에 설치되는 서브시(subsea) 시스템의 텔레스코픽 조인트(telescopic joint)와, 상기 배관과 상기 텔레스코픽 조인트를 연결하는 문풀 호스를 포함하는 시추선에 있어서,

상기 문풀 호스와 연결되는 상기 배관의 연결부가 상기 문풀 양측의 메인 데크 상부에 형성되고, 상기 연결부의 하부에 상기 문풀 호스가 통과하기 위한 배관통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 시추선을 제공한다.

상기 배관 연결부는 하부로 개구된 형태로 형성되고, 상기 배관통로는 상기 문풀을 향하여 경사지게 60~70도 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배관통로 하부의 문풀 측벽에 상기 배관통로를 통과한 문풀 호스를 문풀 측벽으로 부터 이격시키는 돌출부를 구비하도록 함으로써, 문풀 호스가 문풀 측벽에 충돌하는 것을 방지하면 더욱 바람직하다.

이 때, 상기 돌출부는 상부는 원통면으로 형성되고, 하부는 경사면으로 형성되면 더욱 바람직하다.

본 발명은 메인 데크 상에 문풀 호스 연결부를 구비하고, 문풀 호스가 메인 데크를 통과하여 시추설비에 연결 되도록 함으로써, 문풀 호스를 연결하는 작업을 메인 데크에서 수행할 수 있도록 하며, 문풀 호스의 길이를 감소시키는 효과를 가져온다.

도 1은 시추선의 구조를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시추선의 배관통로를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시추선의 배관 연결부에 문풀 호스가 연결된 상태를 나타낸 도면임.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 문풀 호스 연결부를 메인 데크 상부에 구비하는 시추선의 실시예에 관하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시추선의 배관통로를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 시추선에는 문풀(30)이 구비되어 있으며, 문풀(30)의 메인 데크(110) 상부에 서피스 시스템관 연결된 배관이 배치되어 있다.

배관은 연결부(125)를 통하여, 문풀 호스(130)와 연결되고, 문풀 호스(130)를 텔레스코픽 조인트(미도시)에 연결함으로써, 서피스 시스템과 서브시 시스템이 연결된다.

본 발명은 문풀 호스의 길이를 절감하고, 문풀 호스 연결 작업의 편의성을 향상시키 위한 것으로, 메인 데크(110)의 상부에 배관(120)의 연결부(125)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이렇게 연결부(125)를 메인 데크(110) 위쪽으로 배치하면, 작업자들이 메인 데크(110) 상에서 문풀 호스의 연결 및 유지 보수 작업을 수행할 수 있다.

아울러, 본 발명의 문풀 호스(130)의 길이를 절감하기 위하여, 메인 데크(110)에서 문풀로 연결되는 배관 통로(150)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

배관 통로(150)는 배관 연결부의 직하부에 설치되는 것으로, 이 때 배관 연결부(125)는 하부로 개구된 형태로 형성되어, 연결된 문풀 호스가 연직 방향으로 늘어뜨려 지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 배관 통로(150)는 문풀 측을 향하여 60~70도(θ)도 각도 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 이 때 경사각은 수평면으로부터의 경사각을 의미한다.

문풀 호스(130)는 상술한 바와 같은 중량이 무거운 중량물이며, 시추 작업시 시추선과 시추 설비의 상대운동으로 인하여, 흔들림이 발생하게 된다.

따라서, 경사각이 상기 각도보다 작은 경우에는 문풀 호스(130)와 배관 통로(150)의 파손의 우려가 있으며, 상기 각도보다 클 경우에는 배관 통로(150)의 길이가 지나치게 길어지는 문제점이 발생한다.

또한, 배관 통로(150)의 하부에 위치하는 문풀 측벽에는 배관 통로(150)를 통과한 문풀 호스(130)를 문풀 측벽으로부터 이격시키는 돌출부(160)를 구비하는 것이 바람직하다.

돌출부(160)는 문풀 호스(130)를 문풀 측벽으로부터 이격시킴으로써, 상술한 바와 같은 문풀 호스(130)의 유동시에 문풀 호스(130)가 문풀 측벽에 충돌하여 손상되는 것을 방지한다.

이 때, 돌출부(160)도 문풀 호스(130)와 접촉하게 되는데, 문풀 호스(130)와 돌출부(160) 사이의 충돌에 의한 파손을 방지하기 위해서는,

상기 돌출부는 상부는 원통면으로 형성되고, 하부는 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시추선의 배관 연결부에 문풀 호스가 연결된 상태를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 문풀 호스는 배관 연결부(125)에 연결되어, 연직 방향으로 늘어뜨려 지다가, 배관 통로의 경사면을 따라 안내된 후 다시 돌출부(160)를 지나 연직방향으로 늘어 뜨려지게 된다.

문풀 호스(130)가 배관 통로(150)를 통과하는 경로를 가지게 됨으로써, 메인 데크 위쪽에서 연결되는 경우보다 문풀 호스(130)의 길이를 절감할 수 있는 효과를 가져오며, 돌출부(160)로 인하여 문풀 측벽으로부터 이격된 위치에서 연직 하방으로 늘어뜨려지기 때문에, 문풀 호스(130)와 문풀 측벽 사이에 유격을 확보할 수 있는 효과도 가져온다.

아울러, 이러한 배관 통로는 문풀의 양측에 분할 형성되는 것이 바람직하다.

문풀 호스는 복수개가 필요하게 되는데, 양측으로 분할하여 문풀 호스 간의 꼬임이나 충돌을 방지하기 위한 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1 : 드릴십
30 : 문풀
110 : 메인데크
120 : 배관
125 : 연결부
130 : 문풀 호스
150 : 배관 통로
160 : 돌출부

Claims (5)

1. 선체에 설치되는 서피스(surface) 시스템의 배관과, 문풀에 설치되는 서브시(subsea) 시스템의 텔레스코픽 조인트(telescopic joint)와, 상기 배관과 상기 텔레스코픽 조인트를 연결하는 문풀 호스를 포함하는 시추선에 있어서,
   상기 문풀 호스와 연결되는 상기 배관의 연결부가 상기 문풀 양측의 메인 데크 상부에 형성되고, 상기 연결부의 하부에 상기 문풀 호스가 통과하기 위한 배관통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 시추선.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배관 연결부는 하부로 개구된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 시추선.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 배관통로는 상기 문풀을 향하여 경사지게 60~70도 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 시추선.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 배관통로 하부의 문풀 측벽에 상기 배관통로를 통과한 문풀 호스를 문풀 측벽으로 부터 이격시키는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 시추선.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 돌출부는 상부는 원통면으로 형성되고, 하부는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 시추선.

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