KR20160000366U - Bop 지지 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 일 실시예에 따른 BOP 지지 장치는, BOP가 안착되는 지지부; 및 상기 지지부 상에 마련되며 상기 BOP를 가이드하도록 상단부로 갈수록 폭이 넓어지도록 테이퍼지는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따른 BOP 지지 장치는, BOP가 크레인에 의해 운반되어 위치조정이 이루지는 경우, BOP가 삽입되는 BOP 지지 장치의 유입구인 가이드부의 상단부가 넓게 이루어져 미세한 위치조정을 감소시켜 BOP의 적치로 인한 시간을 줄여 작업효율이 향상되고, 가이드부의 하단부는 유입구에 비하여 좁은 폭을 이루고 있어, BOP의 하단둘레와의 이격거리가 감소됨으로써, 선박의 흔들림이 발생하는 경우 가이드부의 하단부가 BOP를 둘러 흔들림을 방지할 수 있어 안정적이다.

Description

BOP 지지 장치{Apparatus of support for Blow Out Preventer}

본 고안은 BOP 지지 장치에 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, 드릴십에 마련되는 BOP는 Bop gantry crane에 의해 Elephant foot 상부로 이동하게 되며, Elephant foot 위에 적치가 될 때, Bulkhead에 설치된 Seafixing을 작동하여 BOP holder에 latching을 하며 최종적으로 Elephant foot위에 안착을 시킨다. 이때, 황천하에서는 중량물인 BOP의 움직임이 심하여 BOP를 적치하는데 많은 시간과 인력이 소요되고 있다.

즉, 대형의 구조물(높이 10m 내외)인 BOP는 Bop gantry crane에 의해 위치가 미세 조정되는 것이 어려우므로 이동 후 한 번에 위치가 잡혀 안착되는 것이 어려워, BOP가 안착되는 Elephant foot의 내측과 BOP와의 간격을 충분히 넓은 폭(예를 들어 1cm 내지 2cm)으로 이격시킴으로써 위치 조정에 따른 어려움을 감소하도록 하였다.

그러나, 위치조정의 어려움에 의한 넓은 이격거리는 선박의 흔들림에 의해 BOP의 양측을 잡아주어야 하는 Elephant foot이 BOP와 떨어져 있어 안정적이지 않아 이를 개선할 필요가 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 고안의 목적은 BOP를 안정적으로 지지하면서 BOP의 안착을 용이하게 할 수 있는 BOP 지지 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 일 실시예에 따른 BOP 지지 장치는, BOP가 안착되는 지지부; 및 상기 지지부 상에 마련되며 상기 BOP를 가이드하도록 상단부로 갈수록 폭이 넓어지도록 테이퍼지는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 지지부의 내측을 가로지르는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 가이드부는, 하단부가 상기 BOP의 둘레면에 마주하되 5mm 이하로 이격되게 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 BOP 지지 장치는, BOP가 크레인에 의해 운반되어 위치조정이 이루지는 경우, BOP가 삽입되는 BOP 지지 장치의 유입구인 가이드부의 상단부가 넓게 이루어져 미세한 위치조정을 감소시켜 BOP의 적치로 인한 시간을 줄여 작업효율이 향상되고, 가이드부의 하단부는 유입구에 비하여 좁은 폭을 이루고 있어, BOP의 하단둘레와의 이격거리가 감소됨으로써, 선박의 흔들림이 발생하는 경우 가이드부의 하단부가 BOP를 둘러 흔들림을 방지할 수 있어 안정적이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 BOP 지지 장치에 BOP가 설치된 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 BOP 지지 장치를 도시한 정면도이다.

본 고안의 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 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 BOP 지지 장치에 BOP가 설치된 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 BOP 지지 장치를 도시한 정면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 BOP 지지 장치(100)는 지지부(110), 연결부(120) 및 가이드부(140)를 포함하여, BOP(20)를 지지하는 장치이다.

BOP(20)는 시추 작업시 생길 수 있는 사고를 방지하는 장치로서, 원유 또는 가스의 분출을 방지하며, BOP(20)를 문풀(도시하지 않음)에 투입하기 위해 트롤리(운반기구)가 문풀의 상단에 구비된다. BOP(20)의 상단부에는 일반적으로 긴급용으로 BOP(20)를 보조하는 LMRP(Lower Marine Riser Package, 21)가 마련될 수 있다.

여기서, BOP(20)는 문풀이 마련되는 드릴십 또는 해양구조물에 마련될 수 있고, 본 실시예에서는 설명 및 이해의 편의를 위해 문풀이 마련되는 드릴십인 선박을 일례로 설명하나 이에 한정되지는 않는다.

그리고 BOP(20)를 해저면에 설치하는 선박의 선체는 쓰러스터 등과 같은 별도의 추진기(도시하지 않음)가 마련되어 선체의 위치를 조정할 수 있으며, 해상에 고정되어 드릴링 작업을 수행한다. 이때, 선체에 수직하게 마련되는 문풀을 통해 파이프(도시하지 않음)가 핸들링 시스템(Handling System)에 의해 충분한 길이만큼 연결되어 문풀을 통해 해저면까지 하강될 수 있고, 별도의 크레인(도시하지 않음)에 설치되는 그리퍼 요크(도시하지 않음)는 핸들링 시스템까지 파이프를 운반시킨다.

구체적으로, 드릴 파이프, 케이싱 파이프 등의 파이프 각각은, 파이프의 적치대(pipe rack, 도시하지 않음)에 적재되며, 적치대로부터 이동, 직립 및 조립하여 해저로 전진시키는데, 그 과정은, 운반 장치인 크레인(11)이 적치대에 적재된 파이프를 캣워크(catwalk, 도시하지 않음) 상부의 컨베이어(도시하지 않음) 상에 안착시켜 수행한다.

또한, 드릴십은 복수의 층으로 구획하는 갑판과 외곽을 이루는 선체로 이루어질 수 있으며, 크레인(11)은 선박의 구조물에 간섭되지 않도록 선박의 여러 갑판 중 최상부를 이루는 상갑판(10)상에 마련될 수 있다. 또한, 크레인(11)에 인접하여 상갑판(10) 상에는 seafixing(12)이 마련되어 BOP(20)가 해상에서 흔들리지 않도록 고정할 수 있다. 도면에서는 이해의 편의를 위해 부수적인 구조물을 생략하여 seafixing(12)의 연결구조가 생략되어 있으나, seafixing(12)은 선체 또는 크레인(11)에 연결될 수 있다.

BOP 지지 장치(100)의 지지부(110)는 BOP(20)가 안착되어, BOP(20)를 지지하는 구성으로서, 일정한 높이를 이루는 프레임의 형태로 이루어질 수 있다. 지지부(110)는 대형 구조물인 BOP(20)를 안정적으로 지지하기 위해 강성을 가지는 재질 예를 들어 탄소강 등의 재질로 이루어질 수 있다.

지지부(110)의 강성을 보강하기 위해, 지지부(110)에는 연결부(120)가 마련될 수 있다. 연결부(120)는 지지부(110)의 내측을 가로지르되, 수평으로 마련되어 지지부(110)의 내측 양단에 연결될 수 있다. 또한, 연결부(120)와 지지부(110)의 강성 보강을 위해 연결부(120)와 지지부(110)를 연결하는 보조지지대(130)가 더 마련될 수 있으며, 보조지지대(130)는 지지부(110)의 내측을 가로질러 연결부(120)에 연결되거나, 도면에 도시하지는 않았으나 이와 달리 트러스 구조를 이루는 등 다양한 변형예가 가능하다.

가이드부(140)는 지지부(110) 상에 마련되며, BOP(20)의 흔들림을 방지하면서도 BOP(20)가 안착되는 위치를 가이드하도록, 하단부는 BOP(20)의 둘레면에 대응하고 상단부로 갈수록 폭이 넓어지도록 테이퍼진다.

여기서, 대형의 구조물(높이 10m 내외)인 BOP(20)는 크레인(11)에 의해 위치가 미세 조정되는 것이 어려우나, 가이드부(140)의 하단부에 밀착되어 지지되는 폭보다 넓은 유입부를 이루도록 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 이루고 있어, BOP(20)를 삽입하기 위한 면적이 확장되므로 위치조정이 용이하다. 또한, 가이드부(140)의 상단부는 외측으로 갈수록 벌어지도록 테이퍼지므로, 가이드부(140)의 상단부를 따라 슬라이딩되어 하단부로 이동가능하여 BOP(20)의 안착이 용이할 수 있다.

가이드부(140)는 BOP(20)의 위치를 가이드할 뿐만 아니라, 가이드부(140)의 하단부는 BOP(20)의 둘레면을 둘러 흔들림을 방지한다. 즉, 가이드부(140)의 하단부가 BOP(20)의 둘레면에 마주하되 5mm 이하(바람직하게는 1mm 내지 2mm)로 이격되게 마련된다. 예를 들어, 가이드부(140)는 지지부(110) 상에 BOP(20)를 두르는 폐곡선의 형태로 이루어지거나 이와 달리, 복수의 돌기가 BOP(20)를 두르는 형태로 지지부(110)상에 마련될 수 있다. 이러한, 가이드부(140)는 일례로 500mm의 높이를 이룰 수 있고, 탄소강, 스테인레스 재질 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 본 실시예에서 가이드부(140)의 상단부가 외측으로 절곡되는 것을 일례로 설명하였으나, 이와 달리, 가이드부는 4분원의 형태를 이룰 수 있으며, 4분원의 곡면을 따라 BOP(20)가 가이드될 수도 있다.

또한, 가이드부(140)에 BOP(20)의 충돌에 의한 형상 변형을 방지하기 위해 가이드부(140)의 절곡된 상단부의 하측에는 보강구조/지지구조를 이룰 수도 있는 등 다양한 변형예가 가능하다.

이와 같이 본 실시예는, 가이드부(140)에 의해 BOP(20)의 위치를 미세조정하기 위한 시간이 감소되어 BOP(20)의 적치로 인한 시간을 줄여 작업효율이 향상되고, BOP(20)의 외측과 5mm이하로 이격되어 둘러 BOP(20)의 흔들림을 방지하여 안정적으로 지지할 수 있다.

이상 본 고안을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 고안을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 고안은 이에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 고안의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 고안의 영역에 속하는 것으로 본 고안의 구체적인 보호 범위는 첨부된 실용신안청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 상갑판 11: 크레인
12: seafixing 20: BOP
100: BOP 지지 장치 110: 지지부
120: 연결부 130: 보조지지대
140: 가이드부

Claims (3)

1. BOP가 안착되는 지지부; 및
   상기 지지부 상에 마련되며 상기 BOP를 가이드하도록 상단부로 갈수록 폭이 넓어지도록 테이퍼지는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 지지 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지부의 내측을 가로지르는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 지지 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가이드부는,
   하단부가 상기 BOP의 둘레면에 마주하되 5mm 이하로 이격되게 마련되는 것을 특징으로 하는 BOP 지지 장치.
   

Images