KR20160013059A - 유정공 시추 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 양태는 시추 타워와, 적어도 하부의 제1 시추관 래커 어셈블리 및 상기 제1 시추관 래커 어셈블리보다 더 높은 높이에서 동작 가능한 적어도 제2 시추관 래커 어셈블리를 가지는 시추관 래킹 장치를 포함하는 유정공 시추 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 드릴 플로어의 유정 중심 위에서의 작업에 적합하게 각각 구성된 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들, 예를 들면, 나삿니가 형성된 시추관 조인트들을 조립 및 해체하기 위한 아이언 러프넥 도구를 더 포함한다. 본 발명에 따르면, 시추관 래킹 장치는, 예를 들면, 제1 시추관 래커 어셈블리의 고장시, 제2 시추관 래커 어셈블리와 조합하여 시추관 저장 랙과 파이어링 라인 사이에서 시추관 이송을 위해 동작이 가능하고, 수직으로 이동 가능한 제3 시추관 래커 어셈블리를 포함하고 있으며, 그리고 적어도 하나의 유정 중심 도구는 제3 시추관 래커 어셈블리의 모션 암에 연결되도록 구성되며, 상기 유정 중심 도구는 드릴 플로어 위에서 동작 가능하고, 한편으로는 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들은 시추관 저장 랙과 파이어링 라인 사이에서 시추관 이송을 위해 조합형으로 작동이 가능하다.

Description

유정공 시추 시스템{WELLBORE DRILLING SYSTEM}

본 발명은 유정공 시추 시스템(wellbore drilling system) 및 시추 방법에 관한 것이다.

유정 및 가스정 시추 산업에서는 수많은 종류의 파이핑(piping), 즉, 일반적으로 "시추관(tubulars)"이라 칭하는 파이프 장치들이 사용된다. 이 시추관들은, 예를 들면, 드릴 파이프들, 케이싱 파이프들 및 다른 연결 가능한(예컨대, 나삿니에 의해) 유정 및 가스정 파이프 구성요소들을 포함하고 있다.

통상적으로, 다수의 싱글-조인트형 드릴 파이프들 또는 다른 시추관들이 시추작업 중, 예컨대, 트리핑(tripping) 작업 중에 함께 유지된다. 대부분의 현대식 시추장비들은 "트리플(triples)"이라고 지칭되는 3-조인트형의 스탠드 또는 "쿼드(quads)(135ft)"로 지칭되는 4중의 스탠드를 취급할 수가 있다.

본 발명은, 예를 들어, 국제공개공보 WO 02/18742에서, 문풀(moonpool) 근처의 시추선의 선체에 장착된 타워를 포함하는 유정공 시추 시스템을 개시하고 있다. 상기한 타워는 마스트로서 구현된다.

상기 시스템은 문풀 위에 드릴 플로어(drill floor)를 갖는데, 이것은 드릴 스트링이 파이어링 라인(firing line)을 따라서 통과하는 유정 중심을 갖는다. 시추작업을 위해 드릴 스트링을 회전시키기 위한 회전형 드릴 스트링 드라이브, 예를 들면, 탑 드라이브(top drive) 장치가 제공된다.

바람직하게는 스탠드들, 예컨대, 트리플 스탠드로 구성되는 시추관(drilling tubular)들을 저장하기 위하여 두 개의 시추관 저장 랙들이 마스트의 반대편 측면들에 제공되는데, 여기서 다수의 시추관들이 수직 방향으로 저장된다.

각각의 시추관 저장 랙 근처에는 적어도 하나의 하부의 제1 시추관 래커 어셈블리, 및 상기 제1 시추관 래커 어셈블리보다 더 높은 높이에서 동작 가능한 적어도 하나의 제2 시추관 래커 조립체를 갖는 시추관 래킹 장치가 장착된다. 각각의 시추관 래커 어셈블리는 베이스, 그 베이스에 연결된 모션 암(motion arm), 및 모션 암에 연결되어 시추관을 파지하도록 구성된 시추관 그리퍼(gripper) 부재를 포함한다. 상기한 모션 암은 암 부재들과 액추에이터 장치를 포함하고 있다.

각각의 시추관 래킹 장치는 시추관 래커 어셈블리들에 의해 시추관을 파지하고 유지하도록 구성되며, 여기서 그 시추관들의 중량은 시추관 래커 어셈블리들의 모션 암들 위에 놓이게 된다. 따라서 모션 암들은 매우 강건하고 적어도 수 톤의 중량을 지탱할 수가 있다. 시추관 래킹 장치는 이에 대응되는 시추관 저장 랙에 하나의 시추관을 배치하고 그로부터 그것을 제거하도록 구성된다.

각각의 시추관 래킹 장치는, 시추관 스트링, 예를 들어, 드릴 스트링 또는 케이싱 스트링의 조립 및 해체를 가능하게 하도록 유정 중심 위에서 파이어링 라인에 정렬된 시추관의 위치 및 시추관 저장 랙 사이에서 상기한 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들에 의해 파지 되는 시추관을 운반하는 것을 적어도 가능하게 할 정도의 도달범위를 갖는다.

이에 따라 회전식 랙들이 시추 파이프 스탠드들을 위한 저지대(setback)로서 활용된다. 이것은 실제로는 어떤 시추작업들에 대해서는, 특히 트리핑 작업 중에는, 파이어링 라인과 저지대 사이의 멀티-조인트 시추관들의 이송이 높은 빈도로 수행된다는 것을 의미한다.

흔히, 시추작업들은, 드릴 플로어의 유정 중심 위에서의 동작을 위해 각각 구성된 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들, 예를 들면, 나삿니가 형성된 시추관 조인트들을 구성하고 해체하기 위한 아이언 러프넥(iron roughneck) 장비의 이용을 필요로 한다. 국제공개공보 WO 02/18742에서, 보통 그렇듯이, 상기한 아이언 러프넥 장비는 드릴 플로어를 넘어서 유정 중심으로 연장되는 레일 상에 배치된다.

드릴 플로어 위의 레일들 상에 배열된 아이언 러프넥을 갖는 것 대신에 전용의 유정 중심 도구 지지용 로봇으로서 아이언 러프넥을 지지하는 것이 또한 알려져 있는데, 이것은 유정 중심 도구의 중량을 지지하도록 구성된 모션 암을 포함하고 있다. 상기한 모션 암은 유정 중심 위에서의 동작 위치와 수축 위치 사이에서 아이언 러프넥을 이동시키는 것을 가능하게 한다. 그것의 일례가 미국특허 7,178,612호에 개시되어 있다. 이러한 유정 중심 도구 지지용 로봇은 아이언 러프넥 장비를 위한 드릴 플로어 레일을 제거하는 것을 가능케 할 뿐만 아니라, 다른 유정 중심 도구들을 사용하는 것을 제공하지만, 상기한 로봇은 전적으로 만족스럽지는 않다.

본 발명은 동작 효율성 및/또는 시스템의 융통성의 증가를 가능하게 하는 해결책을 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 유정공 시추 시스템이 제공되는바, 상기 시스템은:

- 시추 타워(drilling tower),

- 드릴 스트링이 파이어링 라인을 따라서 통과되는 유정 중심을 갖는 드릴 플로어(drill floor),

- 다수의 시추관들, 바람직하게는, 멀티-조인트형 시추관들을 수직 방향으로 저장하도록 구성된 시추관 저장 랙(drilling tubulars storage rack),

- 적어도 하나의 하부의 제1 시추관 래커 어셈블리, 및 상기 제1 시추관 래커 어셈블리보다 더 높은 높이에서 동작 가능한 적어도 하나의 제2 시추관 래커 어셈블리를 갖는 시추관 래킹 장치(tubular racking device)를 포함하되, 각각의 시추관 래커 어셈블리는 베이스, 상기 베이스에 연결된 모션 암(motion arm), 및 상기 모션 암에 연결되거나 연결 가능하고 하나의 시추관을 파지하도록 구성된 시추관 그리퍼(tubular gripper) 부재를 포함하며,

상기 시추관 래킹 장치는 시추관 래커 어셈블리들에 의해 시추관을 파지하고 유지하도록 구성되며, 상기 시추관의 중량은 시추관 래커 어셈블리들의 모션 암 위에 분포되며, 그리고 시추관 래킹 장치는 시추관 저장 랙에 시추관을 제자리에 배치하고 그로부터 시추관을 제거하도록 구성되며,

상기 시추관 래킹 장치는, 시추관 스트링, 예를 들어, 드릴 스트링 또는 케이싱 스트링의 조립 및 해체를 가능하게 하도록 유정 중심 위에서 파이어링 라인과 정렬된 시추관의 위치와 시추관 저장 랙 사이에서 상기 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들에 의해 파지되는 시추관을 운반하는 것을 적어도 가능하게 하는 도달 범위를 가지며,

상기 시스템은 하나 또는 다수의 중심 도구(well center tool)들을 더 포함하되, 그 각각은 드릴 플로어의 유정 중심 위에서의 작업을 위해 구성된, 예를 들면, 나삿니가 형성된 시추관 조인트들을 구성 및 해체하기 위한 아이언 러프넥(iron roughneck) 장비를 포함하는 것에 있어서,

상기 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스는, 이에 해당하는(corresponding) 그리퍼 부재가 시추관 저장 랙에 시추관을 배치하고 그로부터 시추관을 제거할 수 있는 하부의 동작 위치와 상승된 위치 사이에서, 수직으로 이동 가능하고,

상기 시추관 래킹 장치는, 베이스, 상기 베이스에 연결된 모션 암(motion arm), 및 상기 모션 암에 연결되거나 또는 연결 가능하고 시추관을 파지하도록 구성되는 시추관 그리퍼 부재를 포함하는 제3 시추관 래커 어셈블리를 포함하되,

상기 제3 시추관 래커 어셈블리의 베이스는, 상기 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 하부 동작 위치 아래에 있는 유정 중심 서비스 위치와, 그리고 상기 제1 시추관 래커 어셈블리가 상승된 위치로 이동한다면 상기 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 상기 하부 동작 위치 사이에서 적어도, 수직으로 이동 가능하고,

상기 제3 시추관 래커 어셈블리의 베이스는 상기 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 상기 하부 동작 위치에 있고 그리고 시추관 그리퍼 부재는 상기 모션 암에 연결된 상태에서, 상기 제3 시추관 래커 어셈블리는, 예를 들면, 상기 제1 시추관 래커 어셈블리가 고장일 경우, 상기 제2 시추관 래커 어셈블리와 결합하여 파이어링 라인과 상기 시추관 저장 랙 사이에서의 시추관의 운반을 위하여 동작 가능하고,

적어도 하나의 유정 중심 도구는 상기 제3 시추관 래커 어셈블리의 모션 암에 연결되도록 구성되고, 그리고

상기 제3 시추관 래커 어셈블리의 베이스는 상기 유정 중심 서비스 위치에 있고 그리고 유정 중심 도구는 상기 모션 암에 연결된 상태에서, 상기 유정 중심 도구는 드릴 플로어 위에서 동작 가능하고, 반면에 상기 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들은 상기 파이어링 라인과 시추관 저장 랙 사이의 시추관 운반을 위하여 조합의 형태로 동작이 가능한 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명의 제1 측면은, 수리 시에 제1 시추관 래커 어셈블리를 임시로 교체하거나, 또는 예를 들면, 특별히 무거운 시추관들을 취급할 때 시추관 래킹 장치의 부하 용량을 증가시키는 것을 가능하게 하는, 즉, 유정 중심 도구 로봇으로서 그리고 시추관 래킹 장치의 일부로서의 "이중의 기능"으로써 구현되는 제3 시추관 래커 어셈블리를 제공하는 것을 제안하고 있다. 이것의 가능한 이점은 전반적인 시추 작업의 효율성 증가이다. 시추관 전달 작업(래킹 작업) 중에 유정 중심 도구를 준비하는 것이 가능하기 때문에 무의미한 시간(flat time)이 감소할 것이다. 또 다른 장점으로서는, 예들 들면, 유정 중심 도구를 파이어링 라인으로 이동하는 데에 필요한 유정 중심 도구의 드릴 플로어 레일들이 더 이상 존재하지 않기 때문에 안전성이 증가한다는 것이다.

각각의 시추관 래킹 장치가 세 개의 시추관 래킹 어셈블리들을 포함하는 구성으로 시추관 저장 랙 근처에 두 개의 시추관 래킹 장치들을 제공함으로써 시스템의 융통성이 커질 수도 있다. 예를 들면, 폭이 점점 가늘어지는(tapered) 형태의 스트링들을 사용하는 작업들에서, 하나의 도구는 하나의 시추관 래킹 장치에서 제공되는 큰 직경의 스트링에 적합하게 하고, 그리고 다른 하나의 도구는 다른 시추관 래킹 장치에서 제공되는 더 작은 직경의 스트링에 적합하게 구성하는 것이 가능하다. 양자의 도구들을 "대기(stand-by)" 상태로 제공함으로써 도구들을 변경할 필요가 없어진다.

유정 시추 시스템은 종종 수평 위치에, 예를 들어, 시추선의 화물창(hold) 및/또는 갑판에, 시추관들을 위한 저장고를 또한 포함하고 있기 때문에, 시추 장비 시스템의 파이어링 라인으로/으로부터의 시추관의 운반을 돕기 위한 소위 '수평의 캣워크 설비(horizontal catwalk machine)'를 사용하는 것이 보통이다. 이러한 캣워크(이동통로) 설비 및 시추관 저장 및 취급 시스템 양자는 바람직하게는 파이어링 라인에 최근접하게 배치된다.

일 실시예에 있어서, 시추 타워는 데릭(derrick) 구조로 구현된다. 선택적으로는, 시추 타워는 마스트일 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 시추관 저장 랙이 제공되며, 여기서 제1 시추관 래킹 장치는 상기 제1 시추관 저장 랙과 파이어링 라인 사이에서 시추관들을 이송하도록 배열되고, 제2 시추관 래킹 장치는 상기 제2 시추관 저장 랙과 파이어링 라인 사이에서 시추관들을 이송하도록 배열된다. 시추 타워가 마스트로서 구현되는 일 실시예에 있어서는, 상기 제1 및 제2 시추관 저장 랙들은 바람직하게는 마스트의 마주하는 측면들에 제공된다.

본 발명의 제1 측면은 두 개의 시추관 저장 랙들 및 두 개의 시추관 래킹 장치들을 포함하는 그러한 실시예에서 가장 유리한데, 그것들 각각에는 전술한 제1, 제2, 제3의 시추관 래커 어셈블리들이 제공된다. 상기 시스템의 융통성은 각각의 시추관 저장 랙 근방에 두 개의 시추관 래킹 장치들을 제공함으로써 더욱 향상될 수 있는데, 따라서, 네 개의 시추관 래킹 장치들이 제공될 때, 그것들 중의 두 개는 각각의 시추관 저장 랙 근처에 배치된다. 바람직하게는, 각각의 시추관 래킹 장치에는 본 발명에 따른 세 개의 시추관 래킹 어셈블리들이 제공된다. 그러므로 제3 시추관 랙 어셈블리들의 융통성을 최적 상태로 이용할 수가 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 시스템은 제3 시추관 래커 어셈블리의 모션 암에 연결 가능한 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들을 그 안에 저장하도록 구성되는 유정 중심 도구 저장 구조체를 더 포함한다. 그러한 유정 중심 도구 저장 구조체에 저장이 가능한 유정 중심 도구들은 다음을 포함한다:

- 나삿니가 형성된(threaded) 시추관 조인트의 조립 및 해체를 위한 아이언 러프넥(iron roughneck),

- 드릴 플로어 상부의 상승한 위치에서 드릴 스트링 상단을 클램프로 고정하도록 구성된 상승된 백업(raised back-up) 시스템 클램프,

- 유정공으로 삽입될 하나 또는 다수의 라인들을 위한 안내 도르래(guide sheave),

- 나삿니가 형성된 시추관을 청소하고 그 나삿니가 형성된 시추관 단부를 검사(dope)하도록 구성된 나삿니 도퍼(thread doper),

- 진흙의 재사용을 가능케 하도록 진흙을 회수하기 위하여 트리핑(tripping) 시 진흙을 붙잡도록 구성된 진흙 버킷,

- 임의의 형태의 단부 이펙터(end effector),

- 작업자 바스켓,

- 볼트 연결 도구,

- 멀티볼트 토크 도구

- 라이저들(risers)을 안내하기 위한 중심기(centralizer tool)

- 시추 파이프들을 위한 가이드,

- 윈치 및 후크

바람직하게는, 유정 중심 도구 저장 구조체는 층층이 다수의 레벨로 그 안에 유정 중심 도구들을 저장하도록 구성된다. 이것은 유정 중심 도구 저장 구조체의 바닥 면적(footprint)을 줄여줌으로써 선박의 갑판 상에 유정 중심 도구 저장 구조체가 제공될 때 특히 유리하다. 특히, 제3 시추관 래커 어셈블리의 베이스가 유정 중심 서비스 위치, 즉 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 하부의 동작 위치 아래의 서비스 위치와, 상기 제1 시추관 래커 어셈블리가 상승된 위치로 이동할 경우 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 상기한 하부의 동작 위치 사이에서 적어도, 수직으로 이동이 가능하므로, 유정 중심 도구 저장 구조체의 높이는 이러한 유정 중심 서비스 위치와 적어도 상기 하부의 동작 위치(제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의) 사이에서 연장된다.

일 실시예에 있어서, 상기 유정 중심 도구 저장 구조체는, 거기에 저장된 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들이 유정 중심 도구가 상기한 유정 중심 도구 저장 구조체에 저장되어 있는 동안, 모션 암에 유정 중심 도구를 연결하는 것을 가능케 하도록 제3 시추관 래커 어셈블리의 도달 범위 내에 존재하도록, 배열된다. 따라서, 유정 중심 도구는 유정 중심 도구 저장 구조체에서 시추관 래커 어셈블리에 연결될 수가 있고, 그리고 그로부터, 드릴 플로어의 유정 중심 위에서, 동일한 시추관 래커 어셈블리에 의해 파이어링 라인으로 운반될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 유정 중심 도구 저장 구조체가 거기에 저장된 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들이 제1 시추관 래커 어셈블리의 도달 범위 내에 존재하도록 배열되는 것과, 그리고 유정 중심 도구가 상기 유정 중심 도구 저장 구조체에 저장되는 동안 제1 래커 어셈블리의 모션 암에 대한 유정 중심 도구의 연결을 가능하게 하도록, 적어도 하나의 유정 중심 도구가 제1 시추관 래커 조립체의 모션 암에 연결되도록 구성하는 것을 또한 상정해 볼 수도 있다. 이런 이유로, 제1 유정 중심 도구는 제3 시추관 래커 어셈블리에 연결되는 한편, 제2 유정 중심 도구는 제1 시추관 래커 어셈블리에 연결되는 구성도 상정할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 유정 중심 도구가 제1 시추관 래커 어셈블리의 모션 암에 연결되도록 하여, 제3 시추관 래커 어셈블리의 고장 시 유정 중심 도구가 드릴 플로어 위로 동작 가능하도록 하는 것도 상정할 수가 있다. 예를 들면, 라이저를 취급할 때, 상단부가 파지되며, 반면에 그 라이저의 중심을 잡기 위한 중심기(centralizer tool)는 하부의 래커 어셈블리에서 제공됨이 바람직하다. 드릴 파이프들을 취급할 때에, 그 드릴 파이프의 하단부는 하부 래커 어셈블리에 의해 파지되는 것이 바람직한 반면에, 그 드릴 파이프의 상단부는 상부 래커 어셈블리에 의해 안내될 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 적어도 하나의 유정 중심 도구가 제3 시추관 래커 어셈블리의 모션 암에 연결되도록 구성된다. 상기 유정 중심 도구는 모션 암에 연결되는 시추관 그리퍼 부재에 의해 파지되는 것으로 구성된다. 선택적으로는, 유정 중심 도구는 모션 암으로부터 시추관 그리퍼 부재의 선 제거 후에 상기 모션 암에 연결되도록 구성된다. 그리퍼 부재를 구비하고 있는 어셈블리들 대신에, 단지 하나의 암에만 상기 파지된 시추관의 무게를 지지하는 그리퍼가 제공되며 그리고 다른 암은 수직의 위치에 그 시추관을 유지하는 중심기(centralizer)를 보유하고 있는 것도 가능하다.

선택적으로는, 커넥터가 모션 암 위에 배열되며, 여기서 시추관 그리퍼 부재와 유정 중심 도구 모두는 상기 커넥터에 연결되게끔 구성된다. 이러한 커넥터는 예를 들면, 단단하고 안전한 맞춤을 유지하기 위한 후크, 래치, 스태빙 플레이트(stabbing plate) 등으로써 실현될 수 있다.

선택적으로는, 유정 중심 도구에 전기, 제어신호, 및/또는 유체 동력을 제공하기 위하여, 동력 및 제어용 연결 부재가 또한, 예를 들면, 전기 및/또는 유체(예컨대, 유압 및/또는 공기압 방식의) 연결 부재들로써 모션 암 상에 제공된다. 이러한 동력 및 제어 연결 부재들은 모션 암 상에 기계적 커넥터로써 일체형으로 또는 분리형으로 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 전용의 유정 중심 도구 커넥터가 상기 도구를 모션 암에 기계적으로 연결하기 위하여 모션 암 위에 배열된다.

일 실시예에 있어서, 상기 시스템은 모션 암에 연결 가능한 동일한 기계적 커넥터들을 갖는 다수의 유정 중심 도구들을 포함한다. 이러한 동일한 기계적 커넥터들은 모션 암 상에 장착되는 시추관 그리퍼 부재에, 또는 모션 암 상에 제공되는 커넥터, 특히 그 모션 암 상에 배열된 전용의 유정 중심 도구 커넥터에 연결될 수도 있다.

상기 시스템과 결부하여 사용될 유정 중심 도구들은 식별자가 제공되며, 또한 그러한 유정 중심 도구의 용도 및/또는 이력을 포함하는 메모리가 제공되는 것을 상정할 수도 있다. 예를 들어, 제어장치는 그러한 메모리가 제공되며, 이에 따라서 제어장치는 어떤 유정 중심 도구가 어디에 설치되어 있는지를 정확하게 인식하고 그리고 그 도구의 크기와 같은 유정 중심 도구의 동작상의 세부사항에 대하여 정보가 전달된다.

두 개의 시추관 저장 랙들과 두 개의 시추관 래킹 장치들을 포함하고, 그 각각의 시추관 래킹 장치에는 본 발명의 제1 측면에 따른 세 개의 시추관 래커 어셈블리들이 제공되어 있는 일 실시예에 있어서, 두 개의 유정 중심 도구 저장 구조체들이 제공되는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 제1 유정 중심 도구 저장 구조체는 거기에 저장된 상기 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들은 제1 시추관 래킹 장치의 도달범위 내에 있도록, 그리고 제2 유정 중심 도구 저장 구조체는 거기에 저장된 상기 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들은 제2 시추관 래킹 장치의 도달범위 내에 있도록 배열될 수도 있다. 이에 따라서, 제3 시추관 래커 어셈블리들의 융통성에 대한 최적의 이용을 할 수가 있다.

예를 들면, 상기 시스템은 제1 및 제2 아이언 러프넥 장치를 포함할 수 있다. 모션 암에 대해 해제 가능하게 연결을 가능케 하기 위해, 바람직하게는 동일한 기계적 커넥터들을 구비하는 두 개의 아이언 러프넥 장치들을 제공함으로써, 예를 들면, 제1 직경을 갖는 시추관들의 취급에 대해 하나의 아이언 러프넥을 설정하고 또한 상이한 제2 직경을 갖는 시추관들의 취급에 대해 다른 아이언 러프넥을 설정하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 제1 아이언 러프넥은 파이어링 라인에서 제1 직경을 갖는 시추관 스트링의 조립 또는 해체 과정 중에 유정 중심 위의 동작 위치에 있는 반면, 상기 제1 아이언 러프넥을 수반하는 상기한 과정 중에 제2 아이언 러프넥은 상이한 직경의 시추관들을 취급하도록 이미 설정되는 것도 예상될 것이다. 만일 바람직하게는, 모션 암들을 갖춘 두 개의 어셈블리들이 드릴 플로어 근방에 존재한다면, 제2 아이언 러프넥은 제1 아이언 러프넥이 수축된 연후에 직접 동작 위치로 이동될 수가 있는데, 이것은 따라서 지연 없이 파이어링 라인에서 취급되는 또 다른 직경의 시추관으로 전환하는 것을 가능하게 한다. 보통의 선행기술 방식에서, 예를 들면, 미국특허 제7,178,612호에서와 같은 로봇 암에 의해 유지되는 하나의 아이언 러프넥 장치가 드릴 플로어 상에서 이용이 가능하며, 그리고 그것을 상이한 직경으로 변경하는 작업은 약 45분 정도 걸릴 수도 있다. 이러한 변경작업은 빈번하게 일어나기 때문에 시추관 스트링을 취급함에 있어 이러한 외형상으로 짧은 시간 지연이라도 매우 심각한 전체 시간의 낭비, 예를 들면, 하나의 시추 프로젝트에 대하여 하루 또는 며칠의 추가적인 시간으로 누적될 수도 있으며, 따라서 비용이 더많이 들게 될 것이다.

파이어링 라인에서 제1 및 제2 아이언 러프넥 장치들 모두를 제공하되, 그 중 하나는 상승된 위치에서 제공하는 것이 또한 바람직할 것이다. 이것은 이러한 공정을 위해, 소위 "마우스-홀(mouse-hole)"을 이용하는 것 대신에 스탠드형 조립(stand-building), 즉 갑판 위에서의 단일 조인트들의 조립을 가능하게 해준다.

모션 암을 갖는 두 개의 어셈블리들과 상기한 어셈블리들에 의해 지지 될 두 개의 아이언 러프넥들을 제공하는 것도 또한 일 실시예에 있어 바람직할 수 있다고 인식될 것이며, 여기서 상기한 두 개의 어셈블리들은 본 발명의 제1 측면에서 기술한 바와 같은 시스템의 일부는 아니다. 예를 들면, 모션 암을 갖는 두 개의 어셈블리들은 따라서 데크에 장착되는 분리형(stand alone) 어셈블리, 또는 드릴 플로어에 마주하는 측면에 시추용 마스트에 장착되는 상응하는 상대적으로 짧은 수직형 레일들 상에, 단일한 이동형 어셈블리로서, 각각 장착되는 어셈블리들이다.

바람직한 실시예에 있어서, 제1 아이언 러프넥 장치는 제1 유정 중심 도구 저장 구조체에 저장되고, 그리고 제2 아이언 러프넥 장치는 제2 유정 중심 도구 저장 구조체에 저장된다. 예를 들면, 상기 두 개의 유정 중심 도구 저장 구조체들은 드릴플로어의 반대편 측면들에 배열된다. 선택적인 실시예들에 있어서, 아이언 러프넥 저장고는 바람직하게는 시추 타워의 구조 내에서 상승된 위치에 배치되는 것으로 고려된다. 예를 들면, 아이언 러프넥 저장고는 마스트 내부의 저장고에 제공되거나 또는 아이언 러프넥 저장고는 격자형 타워 구조물의 횡 빔 위에 제공된다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 시추관 래킹 장치는 베이스를 포함하는 적어도 세 개의 시추관 래커 어셈블리들을 갖는다. 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스는 하부의 동작 위치와 상승된 위치 사이에서 수직으로 이동 가능하다. 제3 시추관 래커 어셈블리의 베이스는 또한 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 하부 동작 위치 아래쪽의 유정 중심 서비스 위치와, 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 상기 하부 동작 위치 사이에서 적어도 수직으로 이동 가능하다. 바람직한 실시예에 있어서, 제2 래커 어셈블리의 베이스는 또한 수직으로 이동 가능하다. 바람직하게는, 모든 이동 가능한 베이스들은 공통의 수직 레일들 상에 장착된다.

일 실시예에 있어서, 래커 장치의 모든 시추관 래커 어셈블리들의 베이스들은 수직으로 이동 가능하다. 제2 시추관 래커 어셈블리의 베이스는 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 상기한 상승한 위치(raised position)와 하나의 높은 위치(elevated position) 사이에서 이동 가능한 것을 상정할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 시추관 래킹 장치의 수직으로 이동 가능한 시추관 래커 어셈블리들에는 수직의 레일을 따라서 안내되는 베이스가 제공된다. 바람직하게는, 시추관 래킹 장치는 하나의 수직형 레일을 포함하며, 이것을 따라서 모든 이동 가능한 베이스들이 수직으로 안내된다.

일 실시예에 있어서, 시추관 래킹 장치는 상기한 하나 또는 다수의 레일들이 제공된 수직의 칼럼 부재(vertical column member)를 포함하며, 상기 칼럼 부재는 상기 시추관 래커 어셈블리들을 지지한다.

시추 타워가 마스트로서 구현되는 일 실시예에 있어서, 수직의 칼럼 부재는 마스트와 일체형으로 형성되거나, 그 위에 제공되거나 또는 그것에 연결되는 것을 상정할 수 있다. 선택적으로는, 수직의 칼럼 부재는 회전 가능하게, 예컨대, 마스트와 수직의 칼럼 부재 사이에 베어링을 제공함으로써, 또는 회전형 지지물 상에 수직의 칼럼 부재를 장착함으로써 제공된다. 실제의 실시예에 있어서, 칼럼 부재들의 회전형 지지물은 그것에 칼럼 부재들이 그것들의 하단부와 연결되는 베이스 부재 및 그것에 칼럼 부재들이 그것들의 상단부와 연결되는 탑(top) 부재를 포함하고 있다. 특히, 시추 타워가 마스트로서 구현되는 일 실시예에 있어서는, 각각의 수직 레일들 또는 두 개의 래커 장치들인 경우 한 쌍의 평행한 수직 레일들이 마스트 상에 직접 제공되거나 또는 마스트에 연결되는 것을 상정할 수 있다. 예를 들면, 마스트는 모서리들을 가지며, 그리고 두 개의 래커 장치들의 수직 레일들은 드릴 플로어에 마주하는 마스트의 측면의 모서리들에 배열된다.

일 실시예에 있어서, 유정공 시추 시스템에는 회전형 드릴 스트링 장치, 예컨대, 시추 작업을 위하여 시추 스트링을 회전시키도록 구성된 탑 드라이브(top drive)가 제공된다.

일 실시예에 있어서, 상기 모션 암은 망원경형으로 연장 가능한 암이며, 상기 암은 수직축을 중심으로 모션 암이 회전하는 것을 가능하게 해주는 수직축 베어링을 통해 베이스에 연결되는 제1 암 세그먼트(arm segment)를 구비하고 있다. 바람직하게는, 이러한 수직축은 모션 암의 유일한 회전 축을 형성하며, 이것은 상당한 부하를 지지할 수 있는 간단한 구조로 귀착된다. 모션 암은 하나 또는 다수의 망원경형의 부가적인 암 세그먼트들을 구비하며, 외측 암 세그먼트에는 시추관 그리퍼 및/또는 유정 중심 도구를 위한 커넥터가 제공되어 있다.

일 실시예에 있어서, 유압식 실린더가 암의 세그먼트들 사이에 존재하고, 실린더는 그 암의 확장과 수축을 일으키도록 동작 가능하다. 예를 들어, 래커 어셈블리에는 전기 모터로 구동되는 펌프, 탱크 및 밸브들을 포함하는 자립형의 유압장치가 제공된다.

일 실시예에 있어서, 각각의 시추관 래킹 장치는 수직의 안내 레일을 포함하고 있는데, 그 위에 각각의 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 해당하는 안내 부재들이 맞물린다. 시추관 래커 장치는 이 수직의 안내 레일에 평행하게 배열된 수직의 톱니형 랙(toothed rack)을 더 포함한다. 시추관 래커 어셈블리의 베이스에는 이러한 수직의 톱니형 랙과 맞물리는 하나 또는 다수의 피니언들이 제공되며, 또한 상기한 베이스에는 래커 어셈블리의 수직 이동을 제어하도록 상기한 하나 또는 다수의 피니언들을 구동하는 하나 또는 다수의 모터들이 제공된다. 바람직하게는, 상기한 하나 또는 다수의 피니언들을 구동하는 상기한 하나 또는 다수의 모터들은 전기 모터들이다. 일 실시예에 있어서, 상기한 하나 또는 다수의 수직 운동 모터들에 급전하는 전력 회로에서 슈퍼-커패시터(super-capacitor)가 포함되는데, 이것은 상기 어셈블리의 하향 이동 중 상기한 하나 또는 다수의 모터들에 의해 생성될 수 있는 전기의 일시적인 저장을 가능하게 한다. 따라서 이 에너지는 상향 이동을 위해 다시 이용될 수가 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 시스템은, 래커 암 어셈블리들 또는 하나 또는 다수의 상기 수직으로 이동 가능한 모션 암의 베이스의 수직 드라이브에 결합되는, 전기적 상하동요(heave) 모션 보상 컨트롤러를 포함하는데, 상기 상하동요 모션 컨트롤러는 상기 하나 또는 다수의 수직 드라이브에, 예컨대, 피니언 구동 모터들에, 상기한 하나 또는 다수의 모션 암 어셈블리들의 상하동요 보상 모션을 나타내는 제어신호를 제공한다. 이것은 각각의 모션 암에 의해 유지되는 유정 중심 도구 또는 시추관 그리퍼의 상하동요 모션 보상을 획득하는 것을 가능하게 한다. 이 실시예는, 예를 들면, 국제공개 WO2013/169099호에 개시된 것과 같은 상하동요 모션 보상형 드릴 플로어와 조합된 것이다. 예를 들면, 드릴 플로어는 상하동요 보상 모드에 존재하는 동안, 모션 암 어셈블리는 따라서 코일형 배관(coiled tubing) 인젝터 장치의 요소를 유정 중심 위의 위치에 유지하기 위해 이용될 수 있다. 물론, 드릴 플로어의 다른 상하동요 모션 보상 장치들은 또한 본 발명과 조합되는 것으로 예상될 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 상기한 제1, 제2 및 제3 모션 암 또는 래커 암 어셈블리들은 상기한 전기적 상하동요 모션 보상 컨트롤러에 모두 연결되며, 이렇게 함으로써 예컨대, 상하동요 모션을 수행하는 드릴 플로어와 결부하여 상하동요 보상 동작을 수행하는 동안에 그것의 모든 동작들이 수행되는 것을 가능하게 한다.

특히, 하나 또는 다수의 이동 가능한 모션 암 어셈블리들의 상하동요 모션 보상 모드가 예상될 때, 전원 공급장치에는 슈퍼 커패시터, 즉 하향 이동 동작에서의 전기 에너지의 일시적인 저장과 상향 이동 동작에 대해 그것의 이용을 위하여 베이스 그 자체에 장착된 그러한 커패시터가 제공될 수도 있다.

각각의 이동 가능한 모션 암 또는 래커 암 어셈블리의 이동 가능한 베이스가 수직의 랙 위의 피니언과 맞물리는 구성의 일 실시예에 있어서, 상기한 수직의 톱니형 랙을 상하동요 보상 동작으로 가져옴으로써 또한 상하동요 모션 보상이 제공될 수도 있는데, 예를 들면, 톱니형 랙은 타워 또는 마스트를 따라서 그리고 레일에 연결된 수직의 드라이브와 함께 또는 상하동요 보상 모드에 놓인 또 다른 물체에 연결되어 있는 상기 레일과 함께 슬라이딩 동작이 가능하다. 예를 들면, 톱니형 랙은 드릴 플로어에 연결되고, 그 톱니형 랙이 드릴 플로어를 따르도록 상하동요 보상 모드에서 상기 드릴 플로어가 동작 가능한 것을 예상할 수도 있을 것이다.

일 실시예에 있어서, 시추 타워에는 드릴 플로어에 인접한 두 개의 평행한 시추관 래킹 장치들이 제공되는데, 그 각각은 수직의 레일을 포함하고 또한 적어도 두 개의 시추관 래커 어셈블리들이 제공되며, 상기 래킹 장치들의 각각의 래커 어셈블리들은 상기 래커 어셈블리의 모션 암에 연결된 시추관 그리퍼 부재 또는 또 다른 유정 중심 도구를 유정 중심 위의 파이어링 라인과 정렬된 위치로 가져오기 위한 도달 범위(reach)를 갖는다.

래커 어셈블리의 일 실시예에 있어서, 베이스와 모션 암 사이의 수직축 베어링은 래커 어셈블리의 베이스에 해체 가능하게 부착되어 있는 베어링 하우징에 배열된다. 바람직하게는, 상기 베이스는 적절한 실시예에 있어서 드릴 플로어 근처에 두 개의 평행한 래킹 장치들을 갖는 시추 시스템에서 같은 베이스를 사용하는 것을 가능하게 하는 베어링 하우징을 위한 좌측 부착 위치 및 우측 부착 위치 모두를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 시추관 저장 랙은 수직축을 중심으로 회전 가능하고 수직 방향으로 다수의 시추관들의 저장을 위한 저장 슬롯들을 구비하는 하나의 회전형 시추관 저장 랙이며, 상기한 회전형 시추관 저장 랙은 그것의 수직축을 중심으로 시추관 저장 랙을 회전시키기 위한 드라이브를 포함한다. 선택적으로는, 회전형 시추관 저장 랙은 중앙의 수직 포스트와 그 포스트 상의 상이한 높이들에서 다수의 디스크들을 포함하되, 적어도 하나의 디스크는 시추관 저장 슬롯들을 갖는 지판(fingerboard)형 디스크이며, 각각의 슬롯은 저장 슬롯으로부터 하나의 시추관을 삽입하고 제거하는 것을 가능하게 하는 지판형 디스크의 외주에서의 하나의 개구를 갖는데, 여기서 적어도 하나의 지판형 디스크는, 예컨대, 볼트로써 중앙의 포스트에 해제 가능하게 연결되는 다수의 지판형 디스크 부재들로 이루어지며, 그리고 바람직하게는 지판형 디스크 부재에는 상기 지판형 디스크 부재의 슬롯에 유지된 각각의 개별적인 시추관을 걸쇠로 걸도록 구성된 래칭 장치(latching device)가 제공되어 있다.

일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 시추관 래커 어셈블리는 수직으로 이동 가능하며 그리고 수직 포스트, 예를 들면, 지판형 디스크 부재를 파지하도록 구성된 그리퍼 부재가 제공되어 있는 모션 암으로부터 지판형 디스크 부재의 장착 및/또는 분리 중에 지판형 디스크 부재를 유지하도록 구현되는데, 시추관 래커 어셈블리는 그 파지된 지판형 디스크 부재의 수직 이송을 위해 사용된다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 유정공 시추 시스템이 제공되는바, 상기 시스템은,

- 시추 타워,

- 시추 스트링이 파이어링 라인을 따라서 그것을 통과하는 유정 중심을 갖는 드릴 플로어,

- 수직 방향으로 다수의 시추관들(바람직하게는 멀티-조인트형 시추관들)을 저장하도록 구성된 회전형 시추관 저장 랙을 포함하되,

상기 회전형 시추관 저장 랙은 수직축을 중심으로 회전 가능하고 또한 수직 방향으로 다수의 시추관들의 저장을 위한 저장 슬롯들을 가지며, 상기 회전형 시추관 저장 랙은 그의 수직축을 중심으로 시추관 저장 랙을 회전시키기 위한 드라이브를 포함하며,

상기 회전형 시추관 저장 랙은 중앙의 수직 포스트와 그 포스트 상의 상이한 높이들에서의 다수의 디스크들을 포함하되, 적어도 하나의 디스크는 시추관 저장 슬롯들을 갖는 지판형 디스크이며, 각각의 슬롯은 저장 슬롯으로부터 시추관을 삽입하고 제거하는 것을 가능하게 하는 지판형 디스크의 외주에 하나의 개구를 가지며,

- 적어도 하나의 하부의 제1 시추관 래커 어셈블리 및 상기 제1 시추관 래커 어셈블리보다 더 높은 높이에서 동작 가능한 적어도 하나의 제2 시추관 래커 어셈블리를 갖는 시추관 래킹 장치를 포함하되, 그 각각의 시추관 래커 어셈블리는 베이스, 상기 베이스에 연결된 모션 암, 및 하나의 시추관을 파지하도록 구성되고 모션 암에 연결되거나 또는 연결 가능한 시추관 그리퍼 부재를 포함하며,

상기 시추관 래킹 장치는 시추관 래커 어셈블리에 의해 시추관을 파지하고 유지하도록 구성되며, 그리고 시추관 래킹 장치는 회전형 시추관 저장 랙에 하나의 시추관을 내려놓고 또한 그것으로부터 하나의 시추관을 제거하도록 구성되며,

상기 시추관 래킹 장치는 시추관 스트링, 예를 들면, 드릴 스트링 또는 케이싱 스트링의 조립 및 해체를 가능하게 하도록 유정 중심 위에서 파이어링 라인과 정렬되어 있는 시추관의 위치와 회전형 시추관 저장 랙 사이에서, 상기 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들에 의해 파지되는 하나의 시추관을 이송하는 것을 적어도 가능하게 하는 도달범위를 갖는 시스템에 있어서,

상기 적어도 하나의 지판형 디스크는, 예를 들어, 볼트들로써 중앙의 포스트에 해제 가능하게 연결되는 다수의 지판형 디스크 부재들로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 측면은 또한 특허청구범위 제16항에 따른 유정 시추 시스템을 이용하는 것인, 지판형 디스크 부재들의 교환을 위한 방법에 관한 것이다.

일 실시예에 있어서, 지판형 디스크 부재들의 교환을 위한 방법은,

- 예를 들어, 보조 크레인에 의해 또는 시추관 래커 어셈블리에 의해 중앙의 포스트에 연결되는 하나 또는 다수의 제1 지판형 디스크 부재들을 유지하는 과정,

- 수직 포스트로부터 상기 제1 지판형 디스크 부재들을 내리는 과정,

- 예를 들어, 보조 크레인에 의해 또는 시추관 래커 어셈블리에 의해 상기 제1 지판형 디스크 부재들을 수직 포스트로부터 원거리 장소로 이송하는 과정,

- 예를 들면, 보조 크레인에 의해 또는 시추관 래커 어셈블리에 의해 중앙의 포스트로 연결될 하나 또는 다수의 제2 지판형 디스크 부재들을 파지하는 과정,

- 예를 들면, 보조 크레인에 의해 또는 시추관 래커 어셈블리에 의해 상기 제2 지판형 디스크 부재들을 수직 포스트로 이송하는 과정,

- 상기 제2 지판형 디스크 부재들을 수직 포스트에 장착하는 과정을 포함한다.

따라서, 일 실시예에 있어서는, 지판형 디스크 부재들을 유지하고, 파지하고, 그리고 이송하기 위한 보조 크레인이 제공되는 것을 상정할 수도 있다.

대안적인 하나의 실시예에 있어서, 적어도 하나의 시추관 래커 어셈블리는 수직으로 이동 가능하며, 그리고 수직 포스트로부터 지판형 디스크 부재의 장착 및/또는 분리 중에 지판형 디스크 부재를 유지하도록 구현되는데, 예를 들면, 모션 암에는 지판형 디스크 부재를 파지하도록 구성된 그리퍼 부재가 제공되어 있으며, 그리고 시추관 래커 어셈블리는 파지된 지판형 디스크 부재의 수직 운반을 위해 사용된다. 이것은 시추관 래커 어셈블리들이 이미 이용 가능하므로, 어떠한 부가적인 장치도 필요가 없다는 장점이 있다. 이러한 실시예는 세 개의 시추관 래커 어셈블리들이 제공되고 있는 본 발명의 전술한 제1 측면에 따른 유정공 시추 시스템과 조합할 경우 특히 유리할 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 지판형 디스크 부재에는 각각의 개별적인 시추관을 그 지판형 디스크 부재의 슬롯에 유지되게 걸쇠로 걸어주도록 구성된 래칭 장치가 제공된다.

일 실시예에 있어서, 상기 시추관 저장 랙은 포스트 상에서 상이한 높이들에서 제공되는 해제 가능하게 연결된 다수의 해당하는 지판형 디스크 부재들을 포함하며, 그 디스크 부재들에는 해당하는 시추관 저장 슬롯들이 제공되며 그리고 하나 또는 다수의 시추관들을 결합한 상태로 저장하도록 구성 된다.

일 실시예에 있어서, 상기 유정공 시추 시스템에는 시추 작업을 위해 드릴 스트링을 회전시키도록 구성된, 드릴 스트링 로터리 드라이브, 예를 들어, 탑 드라이브와 같은 것이 더 제공된다.

본 발명의 제3 측면에 따르면, 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 유정공 시추 시스템이 제공되는바, 상기 시스템은, 적어도 하나의 유정 중심 도구가 하부 시추관 래커 어셈블리의 모션 암에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명의 제3 측면은, "이중의 기능"으로써, 말하자면, 유정 중심 도구 로봇으로서 그리고 시추관 래킹 장치의 일부로서 구현되는 시추관 래커 어셈블리의 제공을 제안한다. 이것의 가능한 이점은 전반적인 시추 작업의 효율성 증가이다. 또 다른 장점으로서는, 예들 들면, 유정 중심 도구를 파이어링 라인으로 이송하는 데에 필요한 드릴 플로어 상의 어떠한 유정 중심 도구 레일들도 더 이상 없기 때문에 안전성이 증가한다는 것이다.

상기 시스템의 융통성은 시추관 저장 랙 근처에 두 개의 시추관 래킹 장치들을 제공함으로써 더 향상될 수도 있는데, 여기서 각각의 시추관 래킹 장치는 그러한 유정 중심 도구가 제공될 수도 있는 하부 시추관 래킹 어셈블리를 포함한다. 하나의 래킹 장치가 파이프 래킹(racking)을 위해 사용될 수 있는 한편, 제2 래킹 장치의 하부 시추관 래킹 어셈블리에는 필요한 유정 중심 도구가 제공될 수도 있다.

본 발명의 제1 측면과 유사하게, 본 발명의 제3 측면에서는 유정 중심 도구가 시추관 래커 어셈블리의 모션 암에 연결되도록 구성된다. 상기 유정 중심 도구는 모션 암에 연결된 시추관 그리퍼 부재에 의해 파지되도록 구성되는 것을 상정할 수가 있다. 대안으로서는, 상기 유정 중심 도구는 모션 암으로부터 시추관 그리퍼 부재의 선 제거 후에 상기 모션 암에 연결되도록 구성된다. 선택적으로는, 모션 암 상에 커넥터가 배열되는데, 여기서 시추관 그리퍼 부재와 유정 중심 도구 모두 상기 커넥터에 연결되도록 구성된다.

본 발명은 또한 시추관 래킹 및 유정 중심 도구 취급 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는,

수직 레일, 및

상기 수지 레일 위에 장착된 적어도 두 개의 모션 암 어셈블리들을 포함하되, 그리고

각각의 모션 암 어셈블리는 수직 드라이브에 의해 상기 수직 레일을 따라 수직으로 이동 가능한 베이스 및 상기 베이스에 연결된 모션 암을 포함하고, 상기 모션 암은 기계적인 커넥터를 갖는다.

일 실시예에 있어서, 수직 드라이브들의 모터들은 상하동요 모션 보상 컨트롤러에 연결된다.

일 실시예에 있어서, 상기 수직 레일은 수직의 톱니형 랙을 포함하되, 그 각각의 이동 가능한 베이스는 상기 톱니형 랙과 맞물리는 하나 또는 다수의 모터 구동 피니언들을 구비하고 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 톱니형 랙은, 예를 들면, 톱니형 랙의 전용 수직 드라이브에 연결될 때 또는 상하동요 보상 모션을 가져오거나 또는 할 수 있는 또 다른 요소, 예컨대, 상하동요가 보상된 드릴 플로어 또는 상하동요가 보상된 유정 굴착장치(drawworks)의 이송 블록에 연결될 때, 상하동요 보상 모션을 수행하도록 수직으로 이동 가능하다.

일 실시예에 있어서, 모션 암은 망원경형으로 연장 가능한 암이며, 상기 암은 수직축을 중심으로 모션 암이 회전하는 것을 가능하게 해주는 하나의 수직축 베어링을 통해 베이스에 연결되는 제1 암 세그먼트를 구비하고 있으며, 바람직하게는, 상기 수직축은 상기 암의 유일한 회전 축을 형성하며, 그리고 상기 암은 하나 또는 다수의 망원경형의 부가적인 암 세그먼트들을 구비한다.

일 실시예에 있어서, 상기 장치는 수직의 안내 레일을 포함하고 있는데, 그 위에 각 모션 암 어셈블리의 베이스의 해당하는 안내 부재들이 맞물려 있고, 그리고 상기 장치는 상기 수직 안내 레일에 평행하게 배열된 수직 톱니형 랙을 더 포함하고, 시추관 래커 어셈블리의 베이스에는 상기 수직의 톱니형 랙과 맞물리는 하나 또는 다수의 피니언들이 제공되며, 또한 상기 베이스에는 상기한 하나 또는 다수의 피니언들을 구동하는 하나 또는 다수의 모터들, 바람직하게는, 하나 또는 다수의 전기 모터들이 제공된다.

일 실시예에 있어서, 수직축 베어링은 상기 어셈블리의 베이스에 해제 가능하게 부착되는 베어링 하우징에 배열되는데, 상기 베이스는 베어링 하우징을 위한 좌측 부착위치 및 우측 부착위치를 제공한다.

이 장치의 모션 암 어셈블리들 중의 하나 또는 다수는 본 명세서에 개시된 바와 같은 구조상의 세부사항과 기능들 중의 임의의 하나 또는 다수를 더 가질 수도 있다.

바람직하게는, 상기 어셈블리들의 베이스들은 동일한데, 스페어 부품들의 수를 감소시키는 것을 가능하게 하고 또한 수직 레일로부터 파손되어버린 하나의 어셈블리를 제거할 필요가 가능하면 없이, 또 다른 어셈블리에 대한 (일시적인) 대체로서 그 하나의 어셈블리를 이용하는 것을 가능하게 만든다.

본 발명은 또한 시추관 래킹 및 유정 중심 취급 장치를 포함하는 시스템에 관한 것으로서, 상기 시스템은,

- 제1 시추관 그리퍼 및 제2 시추관 그리퍼를 포함하되, 상기 그리퍼들의 각각은 모션 암의 기계적인 커넥터에 연결되도록 구성된 기계적인 커넥터를 구비하고,

- 모션 암의 기계적인 커넥터에 연결되도록 구성된 기계적인 커넥터를 구비하는 유정 중심 도구, 예컨대 아이언 러프넥(iron roughneck)을 더 포함한다.

본 발명은 또한 본 명세서에서 개시된 것과 같은 두 개의 시추관 래킹 및 유정 중심 도구 취급 장치들이 제공되는, 시추 타워, 예컨대 마스트에 관한 것이다. 예를 들면, 상기 마스트는 두 개의 시추관 저장 랙들 사이에 배열되는데, 상기 장치의 각각은 그의 모션 암 어셈블리들 중의 둘을 이용하여 파이어링 라인 및 관련된 랙 사이의 시추관 이송을 위해 동작 가능하며, 그리고 제3의 최하부 어셈블리는 모션 암을 지지하는 유정 중심 도구로서 동작 가능하다. 예를 들면, 상기 시추 타워는 두 개의 유정 중심 도구 저장 구조물들과 조합되는데, 그 각각은 예를 들면, 드릴 플로어의 마주하는 측면들에서 각 장치의 모션 암의 도달범위 내에 존재한다.

본 발명은 또한 유정 중심을 갖는 드릴 플로어에서의 이용을 위한 두 개의 유정 중심 도구 취급 장치들을 포함하는 유정 중심 도구 취급 시스템에 관한 것으로서, 그 각각의 시스템은,

- 수직 레일, 및

- 상기 수지 레일 위에 장착된 모션 암 어셈블리를 포함하되,

상기 각각의 모션 암 어셈블리는 수직 드라이브에 의해 상기 수직 레일을 따라 수직으로 이동 가능한 베이스 및 상기 베이스에 연결된 모션 암을 포함하고, 상기 모션 암은 아이언 러프넥을 적어도 포함하는 유정 중심 도구를 위한 기계적인 커넥터를 구비하며,

상기 시스템은 두 개의 유정 중심 도구 저장 구조물들을 포함하며, 그 각각은, 예를 들면, 드릴 플로어의 서로 마주보는 측면들에서 각각의 유정 중심 도구 취급 장치의 모션 암의 도달범위 내에 존재하고, 그리고

상기 시스템은 제1 아이언 러프넥과 제2 아이언 러프넥을 더 포함하며,

상기 모션 암들은 저장 구조물에 저장되는 동안 유정 중심 도구에 연결되고, 또한 상기 유정 중심 위의 동작 위치로 상기 연결된 유정 중심 도구를 전달하도록 구현된다.

바람직한 대로, 각 유정 중심 도구 취급 장치의 동일한 수직 레일들은 두 개의 부가적인 모션 암 어셈블리들이 상기 레일 상에 장착되도록 상향으로 멀리 연장되는데, 이 부가적인 모션 암 어셈블리들에는 시추관 저장고와 파이어링 라인 사이에서 시추관들을 이송하는 것을 가능케 하는 시추관 그리퍼 부재들이 제공된다.

상기한 유정 중심 도구 취급 시스템은 예를 들어, 시간을 절약하는 방법을 가능하게 하는데, 모션 암들 중의 하나에 제1 아이언 러프넥 장치가 제공되어 그것이 파이어링 라인에서 시추관 스트링의 조립 또는 해체 과정에서 사용되는 한편, 제2 아이언 러프넥이 그 공정 중에 상기 제1 아이언 러프넥에 의해 취급된 것들과는 상이한 직경의 시추관들을 취급하도록 이미 설정되는 것이다. 상기 제1 아이언 러프넥이 더이상 필요치 않게 되자마자, 상기 제1 아이언 러프넥은 수축되고, 다른 모션 암이 상기한 준비된 제2 러프넥을 유정 중심 위쪽의 위치로 이동하도록 동작 된다. 그럼으로써, 상이한 직경의 시추관들 간에 교체를 수행할 때 어떠한 시간적 낭비가 없게 된다. 본 발명은 또한 이러한 방법에 관한 것이다.

이하에서 본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템을 갖는 시추선의 평면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 일부를 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템을 갖는 시추선의 일부의 측면 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템을 갖는 시추선의 일부에 대한 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시스템을 갖는 시추선의 일부의 정면도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 시스템을 갖는 시추선의 일부의 사시도를 도시한다.
도 7은 도 6의 시스템의 래커 어셈블리를 도시한다.
도 8은 도 7의 래커 어셈블리를 측면도로, 부분적으로 와이어 프레임(wire frame)으로 도시한다.
도 9는 도 7의 래커 어셈블리를 평면도로 도시한다.
도 10은 아이언 러프넥 장치를 지지하는 하부 어셈블리를 갖는 래커 어셈블리들에 의한 시추관의 취급을 예시하고 있다.
도 11은 도 6의 선박의 일부를 평면도로 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 제2 측면에 따른 지판형 디스크의 평면도를 나타낸다.
도 13a, 13b는 래치 장치들이 없는, 시추 파이프를 위해 구성된 지판형 디스크 부재와 케이싱을 위해 구성된 지판형 디스크 부재를 각각 도시한다.
도 14a, 14b는 래치 장치가 제공된 도 13a, 13b의 디스크 부재들을 도시하고 있다.
도 15는 대안적인 시추관 저장 랙을 갖춘 도 6의 시추선의 일부를 도시한다.
도 16은 도구 저장고를 포함하는 도 12의 지판형 디스크의 평면도를 도시한다.

이제, 도 1-5를 참조하여, 본 발명에 따른 유정공 시추 시스템이 설치된 오일 및 가스 해양 시추선의 일 실시예가 설명될 것이다.

여기서 시추선(1)은 선체를 통해 연장되는 문풀(moonpool)(3)을 구비한 선체(2)를 갖는 문풀 시추선이다. 시추 타워, 여기서는 마스트(4)는, 문풀(3) 위의 선체 상에 장착된다. 마스트는, 유정 굴착장치(drawworks)라 지칭되는 기술분야에서, 문풀(3)을 통해 연장되는 마스트를 따라서, 즉 마스트(4)의 앞쪽과 후미의 마스트 외부에서 두 개의 파이어링 라인들(5, 6)을 형성하는 도시된 실시예에 있어서, 호이스팅(hoisting) 수단과 연관된다.

파이어링 라인, 여기서는 파이어링 라인(5)을 따라서 드릴 스트링이 지나가는 유정 중심(27)을 갖는 드릴 플로어(25)가 제공된다.

파이어링 라인(5)은 시추작업을 수행하기 위한 용도로 설계되며, 그리고 여기서는 드릴 스트링을 회전 구동하도록 구성된 회전형(rotary) 드릴 스트링 장치, 여기서는 탑 드라이브(7) 또는 다른 회전 장치를 포함하고 있다.

시추선(1)은 다수의 시추관들(15), 바람직하게는 멀티-조인트형 시추관들을 수직 방향으로 저장하도록 구성된 두 개의 회전형 시추관 저장 랙들(10, 11)이 장착된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 시추선은 수직의 중심축(300)을 가지며, 그리고 회전형 시추관 저장 랙들(10, 11)은 시추 마스트(4)의 마주보는 측면들 에 상기한 수직의 중심축(300)에 대해 대칭형으로 배열된다.

바람직하게는, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 회전형 시추관 저장 랙은 수직축을 중심으로 회전하도록 시추선 상에 회전 가능하게 장착된다. 특히, 회전형 시추관 저장 랙(10)은 회전축(30)을 중심으로 회전 가능하다. 상기 랙(10)을 선체(2)에 연결하는 하부 베어링(12)은 랙의 하단부에서 관찰할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 상단부를 지지 프레임(33)에 연결하는 상부 베어링(32)이 상기 랙의 상단부에 존재한다. 여기서, 지지 프레임은 회전형 랙의 상단부를 마스트(4)에 연결한다.

당해 기술분야에서 알려진 바와 같이, 각각의 회전형 시추관 저장 랙(10, 11)은 수직 방향으로 각각의 회전형 시추관 저장 랙에 있는 다수의 시추관들의 저장을 위한 슬롯(slots)들을 포함한다. 당해 기술분야에서 알려진 것과 같이, 상기 랙들(10, 11)은 중앙의 수직 포스트(10a, 11a)와 그 포스트의 상이한 높이들에서 다수의 디스크 부재들(15a, 15b, 15c)을 포함하며, 그것의 적어도 하나의 디스크는 시추관 저장 슬롯들을 갖는 지판형 디스크(fingerboard disc)이고, 각각의 슬롯은 상기 저장 슬롯으로부터 하나의 시추관을 삽입하고 제거하는 것을 가능하게 하는 지판형 디스크의 외주부에 개구부를 갖는다. 바람직한 실시예에 있어서 시추관들은 최하부의 디스크 부재(15d) 상에서 그것들의 하단부와 함께 안착되는 것으로 상정할 수 있다. 도 1-5에 도시된 예에서는 3단형(triple) 스탠드들이 상기 랙들(10, 11)에 저장되는 것이 예상된다. 각각의 랙(10, 11)의 직경은 약 8미터 정도이다.

그의 수직축을 중심으로 시추관 저장 랙을 회전시키는 것을 가능하게 하는 제1 및 제2 회전형 시추관 저장 랙(10, 11)의 각각을 위한 구동 모터들(18, 19)이 또한 개략적으로 도시되어 있다. 가능한 실시예에 있어서, 구동 모터들(18, 19)은 그 랙들을 위한 인덱싱 드라이브(indexing drive)의 일부로서 구현되는데, 이로써 각각의 랙을 다수의 미리 결정된 회전 위치들로 가져올 수가 있다.

시추선(1)은 또한 원거리의 위치에서 파이어링 라인을 향해, 또는 예를 들면, 선체의 후미 및/또는 갑판 저장고에서의 시추관들의 수평 저장을 위한 화물창(hold)으로부터 스탠드 조립 장소로 시추관들을 가져올 수 있게 하고 또한 적절한 파이어링 라인과 정렬되는, 갑판 상의 수평의 캣워크 설비(80)를 포함한다. 캣워크 설비(80) 상에 시추관들을 위치시키고 그로부터 그 시추관들을 제거하기 위한 크레인(17)이 제공된다. 바람직하게는, 상기한 캣워크 설비(80)는 갑판 상에서 시추선의 중앙 종축(300)에 배열된다. 시추선(1)은 또한 굴착작업자를 위한 선실(85)을 포함한다.

도시된 실시예에 있어서, 네 개의 시추관 랙킹 장치들(40, 40', 40", 40"')이 마스트(4)의 네 모서리에 제공되는바, 두 개는 각각의 파이어링 라인(5, 6) 근처에, 그리고 다른 두 개는 각각의 회전형 시추관 저장 랙(10, 11) 근처에 아래와 같은 구성으로 배열된다:

- 시추관 래킹 장치(40)는 제1 시추관 저장 랙(10)과 파이어링 라인(5) 사이에서 시추관들을 이송하도록 배열되고,

- 시추관 래킹 장치(40')는 제1 시추관 저장 랙(10)과 파이어링 라인(6) 사이에서 시추관들을 이송하도록 배열되고,

- 시추관 래킹 장치(40")는 제2 시추관 저장 랙(11)과 파이어링 라인(5) 사이에서 시추관들을 이송하도록 배열되고, 그리고

- 시추관 래킹 장치(40"')는 제2 시추관 저장 랙(11)과 파이어링 라인(6) 사이에서 시추관들을 이송하도록 배열된다.

본 발명에 따른, 특히, 도 4에서 볼 수 있는 시추관 래킹 장치(40)는 하부의 제1 시추관 래커 어셈블리(41), 상기 제1 시추관 래커 어셈블리보다 더 높은 높이에서 동작 가능한 제2 시추관 래커 어셈블리(42), 및 제3 시추관 래커 어셈블리(43)를 포함한다. 위에서는 시추관 래커 어셈블리들(42, 43)과 관련하여서만 설명하였지만, 각각의 시추관 래커 어셈블리는 베이스(42b, 43b), 상기 베이스(42b, 43b)에 연결된 모션 암(42m, 43m), 및 모션 암(42m, 43m)에 연결되거나 연결 가능하고 또한 하나의 시추관을 파지하도록 구성된 시추관 그리퍼 부재(42t, 43t)를 포함하고 있다.

제1 시추관 래커 어셈블리(41)의 베이스는 해당하는 그리퍼 부재가 하나의 시추관을 제자리에 배치하고 시추관 저장 랙으로부터 시추관을 제거할 수 있는 하부 동작 위치와 상승된 위치 사이에서 수직으로 이동 가능하다. 제3 시추관 래커 어셈블리(43)의 베이스는 또한, 상기 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 하부 동작 위치 아래에 있는 유정 중심 서비스 위치와, 그리고 상기 제1 시추관 래커 어셈블리가 상승한 위치로 이동할 경우 상기 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 상기 하부 동작 위치 사이에서 적어도 수직으로 이동 가능하다. 상기 제3 시추관 래커 어셈블리(43)의 베이스가 상기 제1 시추관 래커 어셈블리(41)의 베이스의 상기 하부 동작 위치에 있고, 그리고 시추관 그리퍼 부재는 상기 모션 암에 연결된 상태에서, 상기 제3 시추관 래커 어셈블리(43)는, 예를 들면, 상기 제1 시추관 래커 어셈블리(41)가 고장일 경우, 상기 제2 시추관 래커 어셈블리(42)와 결합하여, 파이어링 라인(5)과 상기 시추관 저장 랙(10) 사이에서의 시추관의 운반을 위하여 동작 가능하다.

수직방향의 이동성을 제공하기 위하여, 베이스들(41b, 43b)은 수직 레일(44)을 따라서 안내된다. 선택적으로는, 도 1 및 2의 평면도에서 볼 수 있듯이, 시추관 래킹 장치들은 상기한 하나 또는 다수의 레일들이 제공되는 수직 칼럼 부재(45, 45', 45", 45"')를 포함하며, 상기 칼럼 부재(45, 45', 45", 45"')는 상기 시추관 래커 어셈블리들을 지지한다.

각각의 시추관 래킹 장치(40, 40', 40", 40"')는 시추관 래커 어셈블리들에 의해 시추관을 파지하고 유지하도록 구성되며, 여기서 그 시추관들의 중량은 시추관 래커 어셈블리들의 모션 암 위로 분배되며, 또한 시추관 래킹 장치는 하나의 시추관을 제자리에 배치하고 시추관 저장 랙으로부터 시추관을 제거하도록 구성된다.

각각의 시추관 래킹 장치(40, 40', 40", 40"')는 시추관 스트링, 예컨대, 드릴 스트링 또는 케이싱 스트링의 조립 및 해체를 가능하게 하도록 유정 중심 위에서 파이어링 라인(5, 6)과 맞게 정렬된 시추관의 위치와 그리고 굴착용 시추관 저장 랙(10, 11) 사이에서, 상기한 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들에 의해 파지되는 시추관을 전달하는 것을 적어도 가능하게 하는 도달범위를 갖는다.

상기 시스템은 또한 드릴 플로어(25)의 유정 중심(27) 위에서의 작업을 위해 적합하게 각각 구성된 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들(51, 52, 53)를 포함한다. 선택적으로는, 유정 중심 도구들은 아래와 같다:

- 나삿니가 형성된 시추관 조인트를 구성하고 그것을 해체하기 위한 아이언 러프넥(iron roughneck),

- 드릴 플로어 상부의 상승된 위치에서 드릴 스트링 상단부를 클램프로 고정하도록 구성된 상승된 백업(raised back-up) 시스템 클램프,

- 유정공으로 삽입될 하나 또는 다수의 라인들을 위한 안내 도르래(guide sheave),

- 나삿니가 형성된 시추관 단부를 청소하고 그 나삿니가 형성된 시추관 단부를 검사하도록 구성된 나삿니 도퍼(thread doper),

- 진흙의 재사용을 가능하게끔 그 진흙을 회수하기 위하여 트리핑(tripping) 시 진흙을 붙잡도록 구성된 진흙 버킷.

도시된 실시예에 있어서, 각각의 유정 중심 도구(51, 52, 53)는 모션 암(43m)에 연결된 시추관 그리퍼 부재(43t)에 의해 파지되도록 구성된다.

제3 시추관 래커 어셈블리(43)의 베이스(43b)는 유정 중심 서비스 위치에 있고, 유정 중심 도구(51, 52 또는 53)는 그의 모션 암(43m)에 연결되어 있는 구성의 본 발명의 제1 측면에 따르면, 상기 유정 중심 도구(51, 52 또는 53)는 드릴 플로어(25) 위에서 동작이 가능하고, 한편 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리(41, 42)는 파이어링 라인(5)과 시추관 저장 랙(10) 사이에서 시추관 전달을 위해 조합하여 동작이 가능하다. 바람직하게는, 상기 유정 중심 도구들은 모션 암(43m)에 연결 가능한 동일한 기계적 커넥터들을 갖는다.

본 발명의 가능한 일 실시예에 따르면, 제3 시추관 래커 어셈블리(43)의 모션 암(43m)에 연결 가능한 하나 또는 다수의 유정 중심 도구(51, 52, 53, 54a, 54b)를 저장하도록 구성되는 유정 중심 도구 저장 구조물(55)이 제공된다. 바람직하게는 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 유정 중심 도구 저장 구조물(55)은 유정 중심 도구들(51, 52, 53)을 서로의 위에서 적어도 다수의 레벨로 거기에 저장하도록 구성된다. 도 1 및 2에서의 평면도에서 볼 수 있는 것과 같이, 서로의 근방에 유정 중심 도구들(54a, 54b)을 저장하는 것도 가능하다.

상기 유정 중심 도구 저장 구조물(55)은, 그곳에 저장된 상기한 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들(51, 52, 53, 54a, 54b)이, 유정 중심 도구가 유정 중심 도구 저장 구조물(55)에 저장되어 있는 동안 모션 암(43m)에 대한 유정 중심 도구의 연결을 가능하게 하게끔, 제3 시추관 래커 어셈블리(43)의 도달범위 내에 존재하도록 배열된다.

이제, 도 6 내지 11을 참조하여, 본 발명에 따른 유정 시추 시스템의 또 다른 실시예가 설명될 것이다.

도 6에서, 마스트(4)(탑 부분이 유정 굴착장치(drawworks)를 포함하고 탑 드라이브가 제거된 도 6에 도시된 구성의), 드릴 플로어(25), 및 유정 중심(27)이 도시되어 있다.

시추관들, 예를 들면, 드릴 파이프들 및 케이싱, 여기서는 멀티-조인트형 시추관들을 위한 저장 랙들(10, 11)이 또한 도시되어 있다.

드릴 플로어(25)와 마주하는 마스트(4)의 측면에 두 개의 시추관 래킹 장치들(140, 140')이 상기 마스트(4)의 모서리에 각각 장착된다. 예를 들어, 격자형 데릭(latticed derrick)을 갖는 어떤 마스트도 존재하지 않는다면, 지지 구조물은 드릴 플로어(25) 및 유정 중심(27)에 대해 래킹 장치들(140, 140')의 유사한 배열구성에 도달하도록 제공될 수 있다.

바람직하게는, 각각의 래킹 장치(140, 140')는 다수의 (여기서는 세 개의) 래커 어셈블리들, 즉, 여기서는, 하부의 제1 시추관 래커 어셈블리(141, 141'), 상기 제1 시추관 래커 어셈블리보다 더 높은 높이에서 동작 가능한 제2 시추관 래커 어셈블리(142, 142'), 및 제3 시추관 래커 어셈블리(143, 143')를 갖는다.

각 세트의 래커 어셈블리들은 마스트(4), 여기서는 각각 그것의 모서리에 고정되는 공통의 수직 레일들(145, 145') 상에 배열된다.

도 6에서는, 도 10에 대한 기술에서 더 잘 이해할 수 있듯이, 드릴 파이프 멀티-조인트형 시추관(15)이 유정 중심(27) 위의 파이어링 라인에서 래커 어셈블리들(142', 141')에 의해 유지되며, 그렇게 함으로써 예컨대, 드릴 플로어(25) 상에서 또는 그것에서 드릴 스트링 슬립 장치(도시되지 않음)에 의해 지지되는 드릴 스트링에 시추관(15)을 연결하는 것을 가능하게 한다, 상기 어셈블리(142', 141')의 각각은 그 어셈블리의 모션 암의 단부에서 시추관 그리퍼 부재(142't 및 141't)를 보유한다.

다른 래커 장치(140)의 하부 래커 어셈블리(143)는 아이언 러프넥 장치(150)를, 여기서는 그 위에 스피너(spinner)(151)와 함께 보유한다.

도 7-9에서 이해할 수 있듯이, 모션 암(141m)은 여기서는 망원경형으로 연장 가능한 암으로서 구현되는데, 상기 암은 수직축을 중심으로 모션 암(141m)이 회전하는 것을 가능하게 하는 수직축 베어링(147)을 통해 베이스(141b)에 연결되는 제1 암 세그먼트(141m-1)를 구비하고 있다. 바람직하게는, 이 수직축은 모션 암의 유일한 회전 축을 형성한다. 모션 암은 두 개의 망원경형의 부가적인 암 세그먼트들(141m-2, 141m-3)을 구비하는데, 외측 암 세그먼트에는 시추관 그리퍼(141't) 및/또는 유정 중심 도구(예컨대, 아이언 러프넥 장치 150)를 위한 커넥터(148)가 제공되어 있다.

바람직하게는, 상기한 망원경형으로 연장 가능한 암은 연장 방향과는 반대 방향으로 수축 가능하다. 이 실시예의 망원경형으로 연장 가능한 암은 연장 방향과는 반대 방향으로 수직축 베어링(147)을 넘어서 연장되므로, 도 11에서 라인 R로 나타낸 것과 같이 매우 조밀한 수축 위치가 달성될 수 있다. 모션 암(141m) 아래의 그리퍼(141't)의 위치는 또한 조밀한 수축된 위치 덕분이다.

도 8에서 볼 수 있듯이, 도시된 예에서, 유압식 실린더(152)가 상기 암의 제1 및 제2 세그먼트들 사이에 존재하고, 그리고 또 다른 실린더(153)가 상기 암의 제2 및 제3 세그먼트들 사이에 존재한다. 각각의 실린더(152, 153)는 암의 연장 및 수축을 일으키도록 동작 가능하다. 예를 들면, 래커 어셈블리에는 전기 모터 구동형 펌프, 탱크, 및 밸브들을 포함하는 자급형 유압장치(154)가 제공된다.

도 6, 9 및 10에서, 각각의 시추관 래킹 장치는 수직의 안내 레일(145)을 포함하며, 그것에 대해 각각의 시추관 래커 어셈블리의 베이스(141b)의 해당하는 안내 부재들이 맞물리는 것을 이해할 수가 있다. 이러한 예에서, 베이스(141b)는 각각 세 개의 롤러들(149)의 네 개의 세트들을 보유하는데, 그것들 중의 두 개의 롤러들(149)은 레일(145)의 플랜지의 마주하는 면들을 따라서 움직이고, 그리고 하나의 롤러는 그 플랜지의 일 측면을 따라서 움직인다.

시추관 래커 장치는 또한 이러한 수직 안내 레일들(145)에 평행하게 배열된 수직의 톱니형 랙(160)을 더 포함한다. 여기서, 상기한 톱니형 랙(160)은 레일(145), 여기서는 상기 레일(145)의 두 개의 플랜지들 사이의 레일의 전면 플레이트 상에 장착된다.

시추관 래커 어셈블리(141)의 베이스(141b)에는 이러한 수직의 톱니형 랙(160)과 맞물리는 하나 또는 다수의, 여기서는 두 개의, 피니언들(161)이 제공된다. 상기 베이스에는 래커 어셈블리(141)의 수직 움직임의 제어가 가능하게끔 피니언들을 구동하는 하나 또는 다수의, 여기서는 두 개의 모터들(162)이 제공된다.

바람직하게는, 하나 또는 다수의 피니언들(161)을 구동하는 상기한 하나 또는 다수의 모터들(162)은 전기 모터이다. 일 실시예에 있어서, 슈퍼-커패시터가 상기한 하나 또는 다수의 수직 모션 모터들에 급전하는 전력 회로에 포함되는데, 이것은 상기 어셈블리의 하향 움직임 중 상기 하나 또는 다수의 모터들에 의해 생성될 수 있는 전기의 일시적인 저장을 가능하게 한다. 따라서 이 에너지는 상향 모션을 위해 다시 이용될 수 있다.

부품들의 수를 감소시키기 위한 측면에서, 제한된 수의 스페어 부품들이 필요하도록 모든 모션 암들은 동일한 부품을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 하나의 완전한 모션 암, 또는 하나의 완전한 래커 어셈블리가 시추선에 탑재되어 저장된다.

부품들의 수를 감소시키기 위한 관점에서, 베이스(141b)와 모션 암(141m) 사이의 수직축 베어링(147)이 래커 어셈블리의 베이스(141b)에 탈착 가능하게 부착되는 베어링 하우징(147a)에 배열되는 것이 바람직하다. 여기에 묘사되었듯이, 베이스(141b)는, 래킹 장치들(140, 140')의 각각에서 동일한 베이스를 사용하는 것을 가능하게 하는 베어링 하우징(147a)에 대하여, 도 7에서 나타낸 것과 같은 좌측 부착 위치("L") 및 도 7에 도시된 것과 같은 우측 부착 위치 모두를 제공한다. 바람직하게는, 상기 부착 위치들은 하나 또는 다수의 커넥터 핀들(156)이 베이스에 하우징을 고정하기 위해 사용될 수 있도록 적합한 구멍들을 그 안에 갖는 하우징(147a)과 구멍들을 그 안에 갖는 베이스 상의 구성요소들에 의해 형성된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 모션 암 어셈블리(143)는 파이어링 라인(5)에 있는 시추관들 사이의 연결을 구성하거나 해제하기 위하여 유정 중심 위에서 아이언 러프넥 장치(150)를 유지한다. 동시에, 다른 모션 암 어셈블리(143')에는, 이에 따라 상이한 직경의 시추관들을 취급하기 위해 이미 준비가 되어 있는, 제2 아이언 러프넥 장치가 설치될 수도 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 어셈블리(141')가 동작에 실패한다면, 그것은 신속하게 시추관 그리퍼로써 장착되고 시추관 래킹을 위한 적절한 레벨로 가져올 수도 있으므로 작업은 같은 레일(145') 상에서 어셈블리(143')에 의해 접수될 수가 있다. 예를 들면, 상기 어셈블리(141')는 이에 따라서 다른 어셈블리(143')에 대한 공간을 만들기 위해 위로 올려진다.

도 11에서는 랙(11)의 지판형 디스크 부재(15a)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 랙(11)은 마스트(4)의 전방으로는 파이어링 라인(5)이, 그리고 그 마스트(4)의 후방으로는 라이저 취급 측면을 갖는 드릴 플로어(25)를 갖는 구성으로써 마스트(4)의 일 측면을 따라서 배열된다.

도시된 바와 같이, 하나 또는 다수의 래커 장치들 및/또는 본 명세서에서 기술된 그의 어셈블리들은 상기한 라이저 취급 측면, 여기서는 마스트(4)의 어셈블리(141"')(어셈블리(141')가 제공되는 굴착 측면의 반대쪽)에 존재한다는 것이 여러 실시예들에서 예상된다. 예를 들면, 라이저 그리퍼 도구는 여기에 기술된 것과 같은 방식으로 어셈블리(141"')의 모션 암에 기계적으로 서로 연결되도록 저장 구조물(55")에 배열될 수도 있다. 마스트의 라이저 취급 측면에서 사용될 수도 있는 또 다른 하나의 도구는 예를 들면, 라이저 부위들을 상호연결하는 볼트들을 단단히 조이거나 해제하기 위한 볼트 도구이다, 바람직하게는, 또 다른 수직 레일(145"')이 상기 라이저 취급 측면에 또한 존재한다.

중앙의 수직 포스트(11a) 주위에 제공되는 지판형 디스크(15a)가 본 발명의 제2 측면에 따라서 구현된다. 상기 지판형 디스크(15a)는 다수의 시추관 저장 슬롯들을 포함하는데, 그 각각의 슬롯은 저장 슬롯으로부터 하나의 시추관을 삽입하고 제거하는 것을 가능케 하는 지판형 디스크의 외주에서의 일 개구부를 갖는다.

이하에서, 도 12, 13, 및 14를 참조하여 더 상세히 설명되듯이, 상기 지판형 디스크(15a)는 다수의 지판형 디스크 부재들, 여기서는 10개의 지판형 디스크 부재들(115a-115j)로 구성된다.

본 발명의 제2 측면의 바람직한 실시예에서 마찬가지로, 어떤 디스크 부재들(115a-e)은 케이싱 파이프들을 수용하기 위한 제1 폭의 슬롯들을 가지며, 그리고 어떤 디스크 부재들(115f-j)은 드릴 파이프들을 수용하기 위한 상이한 제2 폭의 슬롯들을 갖는다. 이해할 수 있듯이, 인접한 디스크 부재들은 그의 인터페이싱 측면들에서 추가적인 슬롯을 형성할 수도 있는 구성이 예상된다.

바람직하게는, 상이한 폭의 슬롯들이 제공된 디스크 부재들은, 상기 디스크(15a)에서 디스크 부재들의 임의의 조합을 가능하게 하도록, 중앙 포스트(11a)에 연결되도록 구성되는 그것들의 내측 연결 부위에 대하여 그리고 이웃하는 디스크 부재들에 인접하는 그들의 측면들에 대하여 동일한데, 이렇게 함으로써 시추선으로써 수행되는 동작의 관점에서 랙(11)의 저장 용량을 최적화하는 것을 가능케 한다. 예를 들면, 각각의 디스크 부재는 열 개의 디스크 부재들이 하나의 전체 디스크를 구성하도록 36도의 각도로 분기되는 측면들을 갖는다. 물론, 상이한 수의 디스크 부재들, 예컨대, 8개 또는 12개의 디스크 부재들로 디스크(15a)를 분할하는 것도 또한 가능할 것이다.

바람직하게는, 모든 디스크 부재들은 중앙 포스트(11a)에 상기 디스크 부재를 연결하도록 구성된 동일한 커넥터 부분을 갖는다. 바람직하게는, 각각의 디스크 부재는 그것을 통해 볼트 또는 핀들이 중앙 포스트(11a)에 그 디스크를 고정하기 위해 적합한 형태의 일련의 구멍들(116)을 그의 내측 단부에 갖는다.

일 실시예에 있어서, 디스크 부재(115a-f)는 세 개의 깊은 슬롯들과, 그리고 두 개의 깊은 슬롯들 사이에 감소된 깊이의 하나의 슬롯을 갖는데, 예를 들면, 상기 깊은 슬롯들은 9개의 드릴 파이프 스탠드들을 수용하고, 또한 감소된 깊이의 슬롯은 세 개의 드릴 파이프 스탠드들을 수용하도록 구성된다.

일 실시예에 있어서, 디스크 부재(115g-i)는 예들 들면, 슬롯당 네 개의, 케이싱 파이프 스탠드들을 수용하기 위한 두 개의 깊은 슬롯들을 갖는다.

도 14a, 14b에 도시된 바와 같이, 디스크 부재(115a-f, 115g-i)는 슬롯의 장소에서 각각의 시추관을 고정하는 래치 부재들을 갖는 래치 장치가 미리 적합하게 장착될 수도 있는데, 예를 들면, (본 실시예에서와 같이) 각각의 래치 부재가 고정 위치에서 슬롯을 가로질러 연장되고, 그리고 예를 들어, 관련 액추에이터에 의해서, 예컨대, 공기식 또는 유압식 실린더에 의해 해제 위치로 회전될 수 있는, 피벗형 래치 핑거(pivotal latch finger)(117)를 갖는 구성을 고려할 수 있다.

여기서 설명하였듯이, 디스크 부재(115a-i)는, 예를 들어, 랙의 저장 용량을 바꾸기 위해 디스크 부재들을 교환하는 과정에서, 시추관 래커 어셈블리에 의해 파지되거나 다른 방법으로 맞물리게 되고 또한 상기 어셈블리에 의해서 타워의 높이를 따라서 이동될 수 있는 구성이 예상된다. 예를 들어, 리테이너(retainer)가 디스크의 슬롯 안으로 미끄러져 들어갈 수 있는데, 상기한 리테이너는 시추관 그리퍼에 의해 파지될 수 있는 파이프 스텁(stub)을 가지며, 따라서 디스크는 리테이너에 의해 효과적으로 유지되며, 타워의 높이를 따라서 운반될 수가 있다.

도 15에서는, 도 6의 시추선의 일부가 도시되어 있는데, 여기서 시추관 저장 랙(11)은 그의 저면부에서 도구 저장 구조물(200)이 제공된다. 상기 랙은 따라서 랙(10)보다 더 짧은 시추관들을 위해 사용된다. 예를 들면, 도구 저장 구조물이 시추관 저장 랙(11)의 중앙부에서 제공되고, 그리고 짧은(단일한) 시추관들이 상기한 도구 저장 구조물(200)의 위아래에 저장되는 다른 구성들도 또한 생각할 수 있다. 바람직하게는, 시추관 래킹 장치의 적어도 두 개의 시추관 래커 어셈블리들이 도구 저장 구조물 안으로 도달할 수 있다. 시추관 저장 랙(11)에서 도구 저장 구조물의 하나의 이점은 마스트(4)의 양 측면들의 시추관 래킹 장치들이 도구 저장 구조물(200) 안으로 도달할 수 있다는 점이다.

도 16에서는 도구 저장고들(201)을 포함하는 (도시된 실시예에서는 두 개의) 대안적인 지판형 디스크의 평면도가 도시되어 있다. 전체의 구획들이 도구 저장고인 것을 생각할 수도 있지만, 그 구획의 상부 또는 하부가 시추관들을 저장하도록 구성되는 것도 또한 생각할 수 있다.

Claims (21)

1. - 시추 타워(4),
   - 드릴 스트링이 파이어링 라인을 따라서 통과되는 유정 중심(27)을 갖는 드릴 플로어(25),
   - 다수의 시추관들, 바람직하게는, 멀티-조인트형 시추관들(15)을 수직 방향으로 저장하도록 구성된 시추관 저장 랙(10, 11),
   - 적어도 하나의 하부의 제1 시추관 래커 어셈블리(41, 41'; 141, 141'), 및 상기 제1 시추관 래커 어셈블리보다 더 높은 높이에서 동작 가능한 적어도 하나의 제2 시추관 래커 어셈블리(42, 42'; 142, 142')를 갖는 시추관 래킹 장치(40, 40')를 포함하되, 각각의 시추관 래커 어셈블리는 베이스(41b'; 141'b), 상기 베이스에 연결된 모션 암(41b; 142'b), 및 상기 모션 암에 연결되거나 연결 가능하고 시추관을 파지하도록 구성된 시추관 그리퍼 부재(41t; 141t)를 포함하며,
   상기 시추관 래킹 장치는 시추관 래커 어셈블리들에 의해 시추관을 파지하고 유지하도록 구성되며, 그리고 상기 시추관 래킹 장치는 시추관 저장 랙(10, 11)에 시추관을 배치하고 그리고 그로부터 시추관을 제거하도록 구성되며,
   그리고 상기 시추관 래킹 장치는, 시추관 스트링, 예를 들어, 드릴 스트링 또는 케이싱 스트링의 조립 및 해체를 가능하게 하도록, 유정 중심 위의 파이어링 라인(5)과 정렬된 시추관의 위치와 상기 시추관 저장 랙(10, 11) 사이에서, 상기 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들에 의해 파지되는 시추관을 운반하는 것을 적어도 가능하게 할 정도의 도달 범위를 가지며,
   상기 시스템은 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들(150)을 더 포함하되, 그 각각은 드릴 플로어의 유정 중심 위에서의 작업을 위해 구성된 것으로서, 예를 들면, 나삿니가 형성된 시추관 조인트들을 조립 및 해체하기 위한 아이언 러프넥(iron roughneck) 도구를 포함하는 유정공 시추 시스템에 있어서,
   상기 제1 시추관 래커 어셈블리(41, 41'; 141, 141')의 베이스(42b)는, 이에 해당하는 그리퍼 부재가 상기 시추관 저장 랙에 시추관을 배치하고 또한 그로부터 시추관을 제거할 수 있는 하부의 동작 위치와 상승한 위치 사이에서, 수직으로 이동 가능하고, 그리고
   상기 시추관 래킹 장치는, 베이스, 상기 베이스에 연결된 모션 암, 및 상기 모션 암에 연결되거나 또는 연결 가능하고 또한 시추관을 파지하도록 구성되는 시추관 그리퍼 부재를 포함하는 제3 시추관 래커 어셈블리(43, 43'; 143, 143')를 포함하고,
   상기 제3 시추관 래커 어셈블리(43, 43'; 143, 143')의 베이스는, 상기 제1 시추관 래커 어셈블리(41, 41'; 141, 141')의 베이스의 하부 동작 위치 아래에 있는 유정 중심 서비스 위치와 그리고 상기 제1 시추관 래커 어셈블리(41, 41'; 141, 141')가 상승한 위치로 이동된다면 상기 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 상기 하부 동작 위치 사이에서, 적어도 수직으로 이동 가능하고,
   상기 제3 시추관 래커 어셈블리(43, 43'; 143, 143')의 베이스는 상기 제1 시추관 래커 어셈블리의 베이스의 상기 하부 동작 위치에 있고, 그리고 시추관 그리퍼 부재는 상기 모션 암에 연결된 상태로, 상기 제3 시추관 래커 어셈블리(43, 43'; 143, 143')는, 예컨대, 상기 제1 시추관 래커 어셈블리가 고장일 경우, 상기 제2 시추관 래커 어셈블리와 결합하여 상기 파이어링 라인과 상기 시추관 저장 랙 사이에서의 시추관의 운반을 위하여 동작 가능하고,
   적어도 하나의 유정 중심 도구(150)는 상기 제3 시추관 래커 어셈블리(43, 43'; 143, 143')의 모션 암에 연결되도록 구성되고,
   그리고 상기 제3 시추관 래커 어셈블리(43, 43'; 143, 143')의 베이스는 상기 유정 중심 서비스 위치에 있고 그리고 유정 중심 도구는 그의 모션 암에 연결된 상태로, 상기 유정 중심 도구는 드릴 플로어 위에서 동작 가능하고, 반면에 상기 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들은 상기 파이어링 라인과 상기 시추관 저장 랙(10, 11) 사이에서의 시추관 운반을 위하여 조합의 형태로 동작 가능한 것을 특징으로 하는 유정공 시추 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 시스템은 제3 시추관 래커 어셈블리(43, 43'; 143, 143')의 모션 암에 연결 가능한 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들을 그 안에 저장하도록 구성되는 유정 중심 도구 저장 구조체(55)를 더 포함하되, 바람직하게는, 상기 유정 중심 도구 저장 구조체는 서로의 위에 적어도 다수의 레벨들로 그 안에 유정 중심 도구들을 저장하도록 구성된 것인 유정공 시추 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 유정 중심 도구 저장 구조체는, 그것에 저장되는 상기 하나 또는 다수의 유정 중심 도구가, 상기 유정 중심 도구가 유정 중심 도구 저장 구조체에 저장되는 동안 상기 모션 암에의 상기 유정 중심 도구의 연결을 가능하게 하도록 제3 시추관 래커 어셈블리(43, 43'; 143, 143')의 도달범위 내에 존재하도록, 배열되는 것인 유정공 시추 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 시스템은 제3 시추관 래커 어셈블리(43, 43'; 143, 143')의 모션 암에 연결 가능한 동일한 기계적인 커넥터들을 갖는 다수의 유정 중심 도구들을 포함하는 것인 유정공 시추 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 시스템은 아래의 유정 중심 도구들, 즉
   - 나삿니가 형성된 시추관 조인트를 조립 및 해체를 위한 아이언 러프넥(150),
   - 드릴 플로어 상부의 상승한 위치에서 드릴 스트링 상단을 클램프로 고정하도록 구성된 상승한 백업 시스템 클램프;
   - 유정공으로 삽입될 하나 또는 다수의 라인들 및/또는 복합케이블(umbilicals) 및/또는 호스들을 위한 안내 도르래(guide sheave),
   - 나삿니가 형성된 시추관 단부를 청소하고 또한 상기 나삿니가 형성된 시추관 단부를 검사(dope)하도록 구성된 쓰레드 도퍼(thread doper),
   - 진흙의 재사용이 가능하게끔 그 진흙을 회수하기 위하여 트리핑(tripping) 시 진흙을 포획하도록 구성된 진흙 버킷,
   중의 적어도 하나를 포함하는 유정공 시추 시스템.
6. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 시추관 저장 랙(10, 11)이 상기 시추 타워(4)의 서로 마주보는 측면들 상에 제공되며, 제1 시추관 래킹 장치(40; 140)는 상기 제1 시추관 저장 랙(10)과 파이어링 라인 사이에서 시추관들을 이송하도록 배열되고, 그리고 제2 시추관 래킹 장치(41; 141)는 상기 제2 시추관 저장 랙(11)과 파이어링 라인 사이에서 시추관들을 이송하도록 배열되는 것인 유정공 시추 시스템.
7. 제3항 및 제6항에 있어서, 상기 시스템은 제1 유정 중심 도구 저장 구조체(55)를 포함하되, 제1 유정 중심 도구 저장 구조체(55)는 그에 저장된 상기한 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들이 상기 제1 시추관 래킹 장치의 도달범위 내에 존재하도록 배열되고, 또한 상기 시스템은 제2 유정 중심 도구 저장 구조체(55')를 포함하되, 제2 유정 중심 도구 저장 구조체(55')는 그에 저장된 상기한 하나 또는 다수의 유정 중심 도구들이 상기 제2 시추관 래킹 장치의 도달범위 내에 존재하도록 배열되는 것인 유정공 시추 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 시스템은 제1 및 제2 아이언 러프넥 장치(150)를 포함하되, 그 각각은 상이한 직경의 시추관 스트링들에 맞도록 구성되고, 그리고 상기 제1 아이언 러프넥 장치는 상기 제1 유정 중심 도구 저장 구조체에 저장되고, 그리고 제2 아이언 러프넥 장치는 상기 제2 유정 중심 도구 저장 구조체에 저장되는 것인 유정공 시추 시스템.
9. 제1항에 있어서, 시추관 래킹 장치의 상기 시추관 래커 어셈블리들의 하나 또는 다수, 바람직하게는, 그것 모두에는 공통의 수직 레일(145)을 따라서 안내되는 베이스가 제공되는 것인 유정공 시추 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 시추관 저장 랙은 수직축을 중심으로 회전 가능하고 수직 방향으로 다수의 시추관들을 저장하기 위한 저장 슬롯들을 갖는 회전형 시추관 저장 랙(10, 11)이며, 상기 회전형 시추관 저장 랙은 그의 수직축을 중심으로 상기 시추관 저장 랙을 회전시키기 위한 드라이브를 포함하는 것인 유정공 시추 시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 회전형 시추관 저장 랙은 중앙의 수직 포스트(10a, 11a)와 그 포스트 상의 상이한 높이들에서의 다수의 디스크들을 포함하되, 적어도 하나의 디스크는 시추관 저장 슬롯들을 갖는 지판형 디스크(15a)이며, 각각의 슬롯은 저장 슬롯으로부터 시추관을 삽입하고 제거하는 것을 가능하게 하는 지판형 디스크의 외주부에서 일 개구부를 가지며, 적어도 하나의 지판형 디스크는 예를 들어, 볼트들로 중앙의 포스트에 해제 가능하게 연결되는 다수의 지판형 디스크부재들로 이루어지며, 그리고 바람직하게는, 지판형 디스크 부재에는 상기 지판형 디스크 부재의 슬롯에 유지된 각각의 개별적인 시추관을 걸쇠로 잠그도록 구성된 래칭 장치(117)가 제공되는 것인 유정공 시추 시스템.
12. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 시추관 래커 어셈블리는 수직으로 이동 가능하며, 그리고 수직 포스트로부터 지판형 디스크 부재의 장착 및/또는 분리 중에 지판형 디스크 부재(115a-i)를 유지하도록 구현하되, 예를 들면, 상기 모션 암에는 지판형 디스크 부재를 파지하도록 구성된 그리퍼 부재가 제공되도록 하고, 그리고 상기 시추관 래커 어셈블리는 상기 파지된 지판형 디스크 부재의 수직 이송을 위해 사용되는 것인 유정공 시추 시스템.
13. 해양 시추선에 있어서,
    - 선체, 예를 들어, 단선체(mono-hull),
    - 선행하는 청구항들 중의 하나 또는 다수에 따른 시추 시스템을 포함하되,
    바람직하게는, 상기 선체에 문풀이 존재하고, 그리고 상기 시추 구조체는 마스트를 따라서 상기 마스트의 외부에 파이어링 라인을 갖는 문풀에서의 또는 그 근방에서의 마스트인 것인 해양 시추선.
14. 선행하는 제1항 내지 제12항 중의 하나 또는 다수에 따른 유정공 시추 시스템을 이용하는 것인 시추 방법.
15. 제14항에 있어서,
    - 상기 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들에 의해 상기 시추관 저장 랙에 있는 시추관을 파지하는 과정,
    - 시추관 저장 랙으로부터 시추관을 유지 및 제거하고, 그리고 시추관 스트링의 구축(building)을 가능하게 하도록 상기 시추관이 유정 중심 위의 파이어링 라인과 정렬되는 위치로 상기 시추관을 전달하는 과정,
    - 제3 시추관 래커 어셈블리의 베이스가 유정 중심 서비스 위치에 있는 상태에서, 유정 중심 위로 상기 제3 시추관 래커 어셈블리에 의해 유정 중심 도구, 예를 들어, 아이언 러프넥 장치를 유지하는 과정,
    - 드릴 플로어 위로 상기 유정 중심 도구를 동작시키되, 예를 들어, 유정 중심에 유지된 스트링과 상기 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리에 의해 회수된 시추관, 예를 들어, 탑 드라이브(top drive)의 엘리베이터에 넘겨졌던 상기 시추관 사이의 연결을 구성하는 과정을 포함하는 시추 방법.
16. 유정공 시추 시스템에 있어서,
    - 시추 타워,
    - 시추 스트링이 파이어링 라인을 따라서 통과하는 유정 중심을 갖는 드릴 플로어.
    - 수직 방향으로 다수의 시추관들(바람직하게는 멀티-조인트형 시추관들)을 저장하도록 구성된 회전형 시추관 저장 랙으로서, 상기 회전형 시추관 저장 랙은 수직축을 중심으로 회전 가능하고 또한 수직 방향으로 다수의 시추관들의 저장을 위한 저장 슬롯들을 가지며, 상기 회전형 시추관 저장 랙은 그의 수직축을 중심으로 시추관 저장 랙을 회전시키기 위한 드라이브를 포함하며, 또한, 상기 회전형 시추관 저장 랙은 중앙의 수직 포스트와 그 포스트 상의 상이한 높이들에서의 다수의 디스크들을 포함하되, 적어도 하나의 디스크는 시추관 저장 슬롯들을 갖는 지판형 디스크이며, 각각의 슬롯은 저장 슬롯으로부터 시추관을 삽입하고 제거하는 것을 가능하게 하는 지판형 디스크의 외주에 일 개구부를 가지는 것인, 회전형 시추관 저장 랙, 및
    - 적어도 하나의 하부의 제1 시추관 래커 어셈블리 및 상기 제1 시추관 래커 어셈블리보다 더 높은 높이에서 동작 가능한 적어도 하나의 제2 시추관 래커 어셈블리를 갖는 시추관 래킹 장치를 포함하되, 그 각각의 시추관 래커 어셈블리는 베이스, 상기 베이스에 연결된 모션 암, 및 시추관을 파지하도록 구성되고 모션 암에 연결되거나 또는 연결될 수 있는 시추관 그리퍼 부재를 포함하되,
    상기 시추관 래킹 장치는 시추관 래커 어셈블리에 의해 시추관을 파지하고 유지하도록 구성되며, 그리고 시추관 래킹 장치는 회전형 시추관 저장 랙에 시추관을 놓고 또한 그것으로부터 시추관을 제거하도록 구성되며,
    상기 시추관 래킹 장치는 시추관 스트링, 예를 들면, 드릴 스트링 또는 케이싱 스트링의 조립 및 해체를 가능하게 하도록 유정 중심 위에서 파이어링 라인과 정렬되어 있는 시추관의 위치와 회전형 시추관 저장 랙 사이에서 상기 제1 및 제2 시추관 래커 어셈블리들에 의해 파지되는 시추관을 이송하는 것을 적어도 가능케 하는 도달범위를 갖는 시스템에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지판형 디스크는, 예를 들어, 볼트들로 중앙의 포스트에 해제 가능하게 연결되는 다수의 지판형 디스크 부재들로 구성되는 것을 특징으로 하는 유정공 시추 시스템.
17. 제16항에 있어서, 적어도 하나의 시추관 래커 어셈블리는 수직으로 이동 가능하며, 그리고 수직 포스트로부터 지판형 디스크 부재의 장착 및/또는 분리 중에 지판형 디스크 부재를 유지하도록 구현되는 것으로서, 예를 들면, 상기 모션 암에는 상기 지판형 디스크 부재를 파지하도록 구성된 그리퍼 부재가 제공되어 있으며, 그리고 상기 시추관 래커 어셈블리는 상기 파지된 지판형 디스크 부재의 수직 운반을 위해 사용되는 것인 유정공 시추 시스템.
18. 제16항에 있어서, 지판형 디스크 부재에는 각각의 개별적인 시추관을 상기 지판형 디스크 부재의 슬롯에 유지되게 걸쇠로 걸어주도록 구성된 래칭 장치가 제공되는 것인 유정공 시추 시스템.
19. 해양 시추선에 있어서,
    - 선체,
    - 선행하는 청구항 제16항 내지 제18항 중의 어느 하나 또는 다수에 따른 시추 시스템을 포함하되,
    바람직하게는 상기 선체에 문풀이 존재하고, 그리고 상기 시추 구조체는 마스트를 따라서 그리고 상기 마스트의 외부에 파이어링 라인을 갖는 문풀에서 또는 그 근처의 마스트인 것인 해양 시추선.
20. 선행하는 청구항 제16항 내지 제18항 중의 하나 또는 다수에 따른 유정공 시추 시스템을 이용하는 지판형 디스크 부재들의 교환 방법.
21. 제20항에 있어서,
    - 예를 들어, 보조 크레인에 의해 또는 제17항의 실시예에 따른 시추관 래커 어셈블리에 의해 중앙의 포스트에 연결되는 하나 또는 다수의 제1 지판형 디스크 부재들을 유지하는 과정,
    - 수직 포스트로부터 상기 제1 지판형 디스크 부재들을 내리는 과정,
    - 상기 제1 지판형 디스크 부재들을 상기 수직 포스트로부터 원거리 장소로 운반하는 과정,
    - 중앙의 포스트에 연결될 하나 또는 다수의 제2 지판형 디스크 부재들을 파지하는 과정,
    - 상기 제2 지판형 디스크 부재들을 수직 포스트로 운반하는 과정,
    - 상기 제2 지판형 디스크 부재들을 수직 포스트에 장착하는 과정을,
    포함하는 지판형 디스크 부재들의 교환 방법.
    

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