KR20150144435A - 그리퍼 요크 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 요크 지지구조는, 파이프의 파지를 위한 그리퍼 요크를 수납하는 구조에 있어서, 선체의 데크 하부 공간에 마련되는 보조 지지부를 포함하고, 상기 보조 지지부는, 상기 데크에 마련되어 상기 그리퍼 요크의 상부를 지지하는 상부부재; 및 상기 데크의 하부 공간의 바닥 베이스에 마련되어 상기 그리퍼 요크의 하부를 지지하는 하부부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 그리퍼 요크 지지구조는, 파킹 프레임과 같은 그리퍼 요크의 보관장치가 파손되는 경우에도, 보조 지지부에 그리퍼 요크를 별도로 보관할 수 있어 그리퍼 요크로 인한 크레인의 작업로스를 감소시킬 수 있다.

Description

그리퍼 요크 지지구조{Support structure for gripper yoke}

본 발명은 드릴십에 마련되는 그리퍼 요크 지지구조에 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.

그런데, 파이프, 케이싱 등을 설치하기 위해 드릴십에는 그리퍼 요크가 마련되는데, 그리퍼 요크는 필요에 따라 크레인에 설치되어 파이프의 둘레면을 잡아 파이프를 파지하게 되고, 크레인을 다른 용도로 사용하는 경우 그리퍼 요크를 크레인으로부터 해체시켜 별도의 보관 장소인 파킹 프레임(parking frame)에 배치시켜 사용하게 된다.

한편, 그리퍼 요크를 파킹 프레임에 수납시 작업자의 미숙 등에 의한 오동작에 의해 파킹 프레임이 손상되는 경우 그리퍼 요크를 별도로 보관할 수 없어 크레인에 장착한 상태로 대기하여야 하므로, 크레인을 사용할 수 없게 되어 작업 로스가 발생되며, 파킹 프레임(parking frame)을 육상으로 보내 수리를 해야할 우려가 있다.

본 발명은 종래기술을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 파킹 프레임과 같은 그리퍼 요크의 보관장치가 파손되는 경우에도, 그리퍼 요크를 별도로 보관할 수 있어 그리퍼 요크로 인한 크레인의 작업로스를 감소시킬 수 있는 그리퍼 요크 지지구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 요크 지지구조는, 파이프의 파지를 위한 그리퍼 요크를 수납하는 구조에 있어서, 선체의 데크 하부 공간에 마련되는 보조 지지부를 포함하고, 상기 보조 지지부는, 상기 데크에 마련되어 상기 그리퍼 요크의 상부를 지지하는 상부부재; 및 상기 데크의 하부 공간의 바닥 베이스에 마련되어 상기 그리퍼 요크의 하부를 지지하는 하부부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 상부부재와 상기 하부부재는 착탈가능한 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 상부부재는, 상기 그리퍼 요크의 하단부에 맞닿으며 복수로 이루어지는 메인프레임; 복수의 상기 메인프레임을 연결하는 연결프레임; 및 상기 메인 프레임과 상기 연결프레임을 가로지르는 보강프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 하부부재는, 상기 그리퍼 요크가 맞물리는 제1 부재; 및 상기 제1 부재에 연결되어 지지하는 제2 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 데크 상에 마련되어 상기 데크의 하부 공간을 개폐하는 해치커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 그리퍼 요크 지지구조는, 파킹 프레임과 같은 그리퍼 요크의 보관장치가 파손되는 경우에도, 보조 지지부에 그리퍼 요크를 별도로 보관할 수 있어 그리퍼 요크로 인한 크레인의 작업로스를 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 요크 지지구조가 마련되는 선체를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 요크 지지구조가 마련되는 선체에서 보조 지지부가 분리된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 요크 지지구조의 보조 지지부를 개념적으로 도시한 도면이다.

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 그리퍼 요크 지지구조가 마련되는 선체를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 요크 지지구조가 마련되는 선체에서 보조 지지부가 분리된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 요크 지지구조의 보조 지지부를 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 요크 지지구조(100)는 웰인스톨레이션부(120) 및 보조 지지부(130)를 포함한다.

그리퍼 요크(21)는 파이프(31) 운반 시 크레인(20)에 장착되어, 크레인(20)에 마련되는 유압호스(부호 도시하지 않음)로부터 유압이 유출입되어 동작되고, 보관시에는 웰인스톨레이션부(120) 또는 보조 지지부(130)에 배치된다.

여기서, 크레인(20)이 마련되는 구조물은 문풀(도시하지 않음)이 마련되는 선박 또는 해양구조물이고, 본 실시예에서는 설명 및 이해의 편의를 위해 문풀이 마련되는 선박을 일례로 설명하나 이에 한정되지는 않는다.

선박의 선체(10)는 쓰러스터 등과 같은 별도의 추진기(도시하지 않음)가 마련되어 선체(10)의 위치를 조정할 수 있으며, 해상에 고정되어 드릴링 작업을 수행한다. 이때, 선체에 수직하게 마련되는 문풀을 통해 파이프(31)가 핸들링 시스템(Handling System)에 의해 충분한 길이만큼 연결되어 문풀을 통해 해저면까지 하강될 수 있고, 그리퍼 요크(21)는 핸들링 시스템까지 파이프(31)를 운반시킨다.

즉, 드릴 파이프, 케이싱 파이프 등의 파이프(31) 각각은, 파이프의 적치대(pipe rack, 30)에 적재되며, 적치대(30)로부터 이동, 직립 및 조립하여 해저로 전진시키는데, 그 과정은, 운반 장치인 크레인(20)은 적치대(30)에 적재된 파이프(31)를 캣워크(catwalk, 도시하지 않음) 상부의 컨베이어(도시하지 않음) 상에 안착시켜 수행한다.

파이프(31)를 운반하는 그리퍼 요크(21)와 크레인(20)은 파이프(31)의 운반을 완료하거나 크레인(20)의 별도 작업을 요구하는 경우, 크레인(20)으로부터 그리퍼 요크(21)가 분리되어 보관될 필요가 있다.

웰인스톨레이션부(120)는 그리퍼 요크(21)를 보관하는 구성으로서 선체(10)에 마련되는 파킹 프레임(parking frame)으로 이루어질 수 있다. 웰인스톨레이션부(120)는 선체(10)의 데크(111)에 마련되며, 크레인(20)에 인접하여 데크(111) 상에 마련되는 공간에 형성될 수 있다.

예를 들어, 웰인스톨레이션부(120)는 상부로 수직하게 마련되는, 개구부(도시하지 않음)가 형성되는 박스형 또는 복수의 철재가 연결되는 프레임 형태로 마련될 수 있다. 여기서, 개구부는 그리퍼 요크(21)가 관통되기 위해 관통되는 홀로서, 개구부의 주변 둘레에 그리퍼 요크(21)가 맞닿아 지지될 수 있다. 이와 달리, 프레임이 상부 방향으로 세워진 형태로 마련되어 그리퍼 요크(21)가 맞닿아 지지될 수도 있다.

보조 지지부(130)는 그리퍼 요크(21)를 지지하여 보관하는 구성으로서, 웰인스톨레이션부(120)의 손상시 보조 지지부(130)에 그리퍼 요크(21)를 설치할 수 있도록, 선체(10)의 데크(111) 하부 공간(112)에 마련된다.

여기서, 데크(111)의 하부 공간(112)은 드릴십에 마련되는 별도의 중장비(Heavy Tool)가 이동 및 보관되는 공간일 수 있으며, 이웃된 공간에는 용접 작업장 등이 마련될 수도 있다. 이때, 데크(111)의 하부 공간(112)은 바닥 베이스(113)로 이루어져 보조 지지부(130)가 형성될 수 있고, 하부 공간(112)으로 연통되는 데크(111)의 개구부(부호 도시하지 않음)에는 해치커버(hatch cover, 114)가 마련되어 보조 지지부(130)설치시에는 해치커버(114)가 개구부를 개방하고, 보조 지지부(130) 분리 및 해체 시에는 해치커버(114)가 개구부를 폐쇄할 수 있다.

이러한, 보조 지지부(130)는 상부부재(131) 및 하부부재(132)를 포함할 수 있으며, 상부부재(131)와 하부부재(132)는 착탈가능하여, 도 1에 도시한 바와 같이 데크(111)와 바닥 베이스(113)에 설치되거나, 도 2에 도시한 바와 같이 데크(111)와 바닥 베이스(113)로부터 분리가 가능하다. 여기서, 데크(111)와 바닥 베이스(113)로부터 분리된 보조 지지부(130)는 데크(111)에 단순히 배치되어 보관되거나 데크(111)의 하부 공간(112)에 인접하여 여분의 공간에 보관될 수 있다.

보조 지지부(130)의 상부부재(131)는 그리퍼 요크(21)의 상부를 지지하는 구성으로서, 데크(111)에 마련되어 그리퍼 요크(21)의 상부를 지지할 수 있다.

상부부재(131)는 해치커버(114)가 설치되는 데크(111)의 개구부 둘레면에 맞닿아 데크(111) 상에 마련될 수 있다. 상부부재(131)는 볼트 등의 방법으로 데크(111) 상에 연결되거나 단순히 배치되는 것으로 설치가 완료될 수 있다. 이때, 상부부재(131)가 배치되는 데크(111) 상의 상부부재(131)의 둘레면을 따라 브라켓(도시하지 않음, 스토퍼 기능) 등이 형성되어 (단)턱을 이룸으로써 상부부재(131)가 임의로 이동되는 것을 방지할 수도 있다.

이러한, 상부부재(131)는 메인프레임(131A), 연결프레임(131B) 및 보강프레임(131C)을 포함할 수 있다.

메인프레임(131A)은 복수로 마련되어 그리퍼 요크(21)의 하단부에 맞닿을 수 있다. 예를 들어, 메인프레임(131A)은 데크(111)의 개구부를 따라 두르도록 서로 이격되게 복수로 마련되고, 개구부의 중심을 향해 상부 방향으로 경사지는 복수의 바(bar) 형태로 이루어질 수 있다.

연결프레임(131B)은 서로 이격되는 복수의 메인프레임(131A)의 하단을 연결한다. 예를 들어, 연결프레임(131B)은 개구부의 면적보다 크게 이루어지는 폐곡선 형태의 다각형의 프레임 또는 링의 형상을 이루고, 연결프레임(131B)을 둘러 메인프레임(131A)이 연결된 형태로 이루어질 수 있다.

보강프레임(131C)은 메인프레임(131A)의 지지력을 상승시키는 구성으로서, 메인프레임(131A)과 연결프레임(131B)을 가로지를 수 있다. 예를 들어, 보강프레임(131C)은 연결프레임(131B)에 수직하게 마련되어, 일단은 메인프레임(131A)에 연결되고 타단은 연결프레임(131B)에 연결될 수 있다.

하부부재(132)는 데크(111)의 하부 공간(112)의 바닥 베이스(113)에 마련되어 그리퍼 요크(21)의 하부를 지지할 수 있다.

하부부재(132)는 제1 부재(132A) 및 제2 부재(132B)를 포함할 수 있다.

제1 부재(132A)는 그리퍼 요크(21)가 맞물릴 수 있으며, 그리퍼 요크(21)의 파지부분에 대응하도록 구 형상을 이룰 수 있다. 이에 따라, 그리퍼 요크(21)의 하단부는 제1 부재(132A)에 맞닿아 지지될 수 있다.

제2 부재(132B)는 제1 부재(132A)에 연결되어 지지할 수 있다. 제2 부재(132B)는 제1 부재(132A)가 구르는 것을 방지하는 구성으로서 바닥 베이스(113)에 배치되도록 하단면이 평평하게 이루어질 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 그리퍼 요크(21)를 파킹 프레임과 같은 웰인스톨레이션부(120)에 수납시 작업자의 미숙 등에 의한 오동작으로 웰인스톨레이션부(120)가 손상되어도, 데크(111)와 바닥베이스(113)에 결합 및 분리 가능한 보조 지지부(130)에 그리퍼 요크(21)를 보관하여 크레인(20)의 작업로스를 감소시켜 크레인(20)을 원활하게 사용할 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.

10: 선체 20: 크레인
21: 그리퍼 요크 30: 적치대
31: 파이프 40: 구명정
100: 그리퍼 요크 지지구조 111: 데크
112: 하부 공간 113: 바닥 베이스
114: 해치커버 120: 웰인스톨레이션부
130: 보조 지지부 131: 상부부재
131A: 메인프레임 131B: 연결프레임
131C: 보강프레임 132: 하부부재
132A: 제1 부재 132B: 제2 부재

Claims (5)

1. 파이프의 파지를 위한 그리퍼 요크를 수납하는 구조에 있어서,
   선체의 데크 하부 공간에 마련되는 보조 지지부를 포함하고,
   상기 보조 지지부는,
   상기 데크에 마련되어 상기 그리퍼 요크의 상부를 지지하는 상부부재; 및
   상기 데크의 하부 공간의 바닥 베이스에 마련되어 상기 그리퍼 요크의 하부를 지지하는 하부부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼 요크 지지구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상부부재와 상기 하부부재는 착탈가능한 것을 특징으로 하는 그리퍼 요크 지지구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 상부부재는,
   상기 그리퍼 요크의 하단부에 맞닿으며 복수로 이루어지는 메인프레임;
   복수의 상기 메인프레임을 연결하는 연결프레임; 및
   상기 메인 프레임과 상기 연결프레임을 가로지르는 보강프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼 요크 지지구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 하부부재는,
   상기 그리퍼 요크가 맞물리는 제1 부재; 및
   상기 제1 부재에 연결되어 지지하는 제2 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼 요크 지지구조.
5. 제1항에 있어서,
   상기 데크 상에 마련되어 상기 데크의 하부 공간을 개폐하는 해치커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼 요크 지지구조.

Images