KR20160022534A - Drillpipe rotating device for seabed drilling systme - Google Patents

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KR20160022534A
KR20160022534A KR1020140108197A KR20140108197A KR20160022534A KR 20160022534 A KR20160022534 A KR 20160022534A KR 1020140108197 A KR1020140108197 A KR 1020140108197A KR 20140108197 A KR20140108197 A KR 20140108197A KR 20160022534 A KR20160022534 A KR 20160022534A
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배재류
추교식
김인수
이수호
김진강
장웅권
이규석
김건호
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김성수
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Abstract

The present invention relates to a drill pipe rotating device for a seabed drilling system, and more specifically, to a drill pipe rotating device for a seabed drilling system, allowing a rotation device to be installed on a seabed in order to perform drill work for a drill pipe at the seabed, thereby reducing a burden to lift up the drill pipe as much as a depth of a sea on a side of a topside of a drillship, remarkably reducing the required amount of mud, and achieving a dual gradient. According to the present invention, the drill pipe rotating device for the seabed drilling system comprises: a rotation support member; a gasket; a pressurizing member; a drive means; and a control board. The rotation support member supports the drill pipe to be rotated. The airtight gasket protects the rotation support member. The pressurizing member pressurizes the drill pipe downward. The drive means drives the rotation support member to be rotated. The control board is included in a platform to control the drive means.

Description

해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치 {DRILLPIPE ROTATING DEVICE FOR SEABED DRILLING SYSTME}[0001] DRILL PIPE ROTATING DEVICE FOR SEABED DRILLING SYSTME [0002] BACKGROUND OF THE INVENTION [0003]

본 발명은 해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드릴파이프를 해저에서 드릴링 할 수 있도록 회전 장치를 해저에 설치함으로써 시추선의 탑사이드 측에서의 심해 깊이만큼 드릴 파이프를 들어주기 위한 부담을 줄일 수 있으며, 필요한 머드량을 현저히 감소시킬 수 있으며, 이중압력구배(dual gradient)를 구현할 수 있는 해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drill pipe rotating device of a submerged drilling system, and more particularly, to a drill pipe rotating device of a submerged drilling system, and more particularly, To a drill pipe rotating device of a subsea drilling system capable of implementing a dual gradient, which can significantly reduce the amount of mud required.

일반적으로, 시추(試錐)는 지층의 구조나 성상을 알기 위하여 지각(地殼) 속에 지름이 작은 구멍을 뚫는 일로서, 지각 내부의 여러 지식을 얻기 위하여, 또는 석유 ·천연가스, 온천 ·지하수 등을 채취하기 위하여 이루어진다.In general, drilling is to drill a hole with a small diameter in the earth crust to find out the structure and properties of the stratum, and to obtain various knowledge in the crust, or to use oil, natural gas, hot spring, It is done to collect.

사용 목적에 따라 규모도 여러 가지가 있는데 길이는 수m ~ 수천m, 지름은 수mm ~ 수십cm에 이르는 것이 있다. 오늘날은 수직 갱도로 사용할 목적으로 지름 수m에 이르는 대규모의 시추도 실시된다.Depending on the purpose of use, there are various sizes, ranging from several meters to several thousand meters in length and several millimeters to several tens of centimeters in diameter. Today, large-scale drilling to several meters in diameter is also carried out for use as a vertical tunnel.

굴착 방법에 따라 분류하면, 드릴 비트에 충격을 주어 암석을 파쇄하여 천공하는 충격식과, 철관(파이프) 끝에 다이아몬드·초경합금을 끼워 넣은 비트를 암석면에 대하여 누르면서 회전시켜 구멍을 뚫는 회전식이 있다. 세계적으로 가장 깊은 시추구멍은 미국의 유전지대에서 천공된 8,000m에 달하는 것이다.According to the excavation method, there are an impact type in which a drill bit is impacted to crush rock to be drilled, and a rotary type in which a bit in which diamond and cemented carbide are inserted into an end of a pipe (pipe) is pushed and rotated around the rock surface. The deepest drilling hole in the world is about 8,000 meters drilled in the US oilfield.

전통적인 드릴링 방식에 따르면, 시추구멍이 깊어질수록 드릴 비트의 직경이 점점 작아지고, 구멍을 보호하고 지탱하는 케이싱 포인트 역시 증가하게 된다. 이는 근해를 너머 심해 시추의 경우에, 수많은 케이싱으로 인한 드릴쉽 부하의 증가를 야기시킨다. 또한 케이싱 포인트의 증가로 인한 비효율적인 시간소모와 에너지의 낭비를 가져오게 된다.According to the conventional drilling method, the drill bit diameter becomes smaller as the drill hole becomes deeper, and the casing point for protecting and supporting the hole is also increased. This causes an increase in the drill ship load due to numerous casings in the case of deep sea drilling beyond the water. In addition, the increase of casing points leads to inefficient time consuming and waste of energy.

이는 심해 시추선의 성능 향상을 위하여 효율적인 시수 설비의 구성과 공간의 절약을 위한 방법들이 요구되는 중요한 배경이 된다.In order to improve the performance of the deep sea drilling rig, it is an important background for the construction of the efficient sewage system and the methods for saving space.

도 1은 종래의 시추 시스템에 관한 개략도이다. 이 때, 도 1의 화살표는 시추액의 이동방향을 나타내는 것이다.1 is a schematic view of a conventional drilling system; At this time, the arrow in Fig. 1 indicates the moving direction of the drilling solution.

도 1을 참조하면, 단부에 드릴비트(drillbit)(22)가 형성된 드릴스트링(20)이 플랫폼(10)으로부터 시추공(24)까지 드릴스트링(20)이 연장되어 형성된다. 이 때, 드릴스트링(20)은 드릴비트(22)에 의해 형성된 시추공(24)의 깊이가 증가함에 따라 플랫폼(10) 측 단부에 드릴스트링(20)의 단위유닛(미도시)을 추가로 조립하는 방식으로 연장된다.Referring to FIG. 1, a drill string 20 having a drill bit 22 at its end is formed by extending a drill string 20 from a platform 10 to a borehole 24. At this time, the drill string 20 is further assembled by assembling a unit unit (not shown) of the drill string 20 at the end of the platform 10 side as the depth of the borehole 24 formed by the drill bit 22 increases Lt; / RTI >

이 때, 시추공(24) 형성과정에서 시추공(24) 내벽이 붕괴되는 것을 방지하기위해 공벽보호관(32)이 설치된다. 또한, 시추지점에 갇혀 있던 고압의 가스나 물, 석유 등이 시추공(24) 내로 갑자기 분출하는 것을 방지하기 위해 시추공(24)의 입구에 분출방지장치(blowout preventer)(34)가 설치될 수 있다.At this time, in order to prevent the inner wall of the borehole 24 from being collapsed in the process of forming the borehole 24, a public wall protecting pipe 32 is installed. In addition, a blowout preventer 34 may be installed at the entrance of the borehole 24 to prevent sudden bursting of high pressure gas, water, oil, etc. trapped in the drilling point into the borehole 24 .

일반적으로 지구내부의 압력은 지상에서 지하로 내려갈수록 증가한다. 따라서 시추공(24)의 깊이가 증가함에 따라 시추공(24)의 주변에서 시추공(24) 내부를 향하는 압력은 증가한다. 또한, 시추작업이 진행되는 과정에서 시추공(24)의 주변에 가스 층이 존재하는 등의 이유로 시추공(24)의 주변에서 시추공(24) 내부를 향하는 압력이 증가할 수 있다.Generally, the pressure inside the earth increases from the ground to the underground. Therefore, as the depth of the borehole 24 increases, the pressure toward the inside of the borehole 24 increases around the borehole 24. Also, the pressure toward the inside of the borehole 24 may increase in the vicinity of the borehole 24 due to the presence of a gas layer around the borehole 24 in the process of drilling.

이와 같이 시추공(24)의 내부를 향하는 압력은 시추공(24)을 붕괴시키려는 압력(P')으로 작용하고, 시추공(24)을 붕괴시키려는 압력(P')이 과도하게 커지는 경우 공벽보호관(32)이 아직 설치되지 않은 시추공(24)의 일부가 붕괴될 수 있다. The pressure directed toward the inside of the borehole 24 acts as a pressure P 'for destroying the borehole 24 and when the pressure P' for destroying the borehole 24 becomes excessively large, A part of the borehole 24 not yet installed may be collapsed.

이를 해결하기 위해 시추공(24)을 형성하는 과정에서 분출방지장치(시추액)(26)이 드릴스트링(20)을 통해 시추공(24)으로 공급된다. 그리고 시추공(24)에 공급된 시추액(26)은 플랫폼(10)으로부터 시추공(24)의 입구까지 연장되어 형성된 라이저(riser)(30)에 의해 플랫폼(10)으로 회수된다. 이와 같이 플랫폼(10)으로 회수되는 시추액(26)은 정화되어 다시 드릴스트링(20)을 통해 시추공(24)으로 공급된다.In order to solve this problem, an ejection preventing device (drilling solution) 26 is supplied to the borehole 24 through the drill string 20 in the process of forming the borehole 24. The drilling fluid 26 supplied to the borehole 24 is recovered to the platform 10 by a riser 30 formed extending from the platform 10 to the entrance of the borehole 24. Thus, the drilling fluid 26 recovered to the platform 10 is purified and supplied to the borehole 24 through the drill string 20 again.

그러나 종래의 이러한 시추 설비는 플랫폼으로부터 시추공까지 드릴링스트링과 라이저가 연장되고, 그 연장길이(h)가 길어질수록 드릴스트링을 회전구동시키기 위한 부하가 현저히 증가하고, 또한 플랫폼까지의 시추액(분출방지장치)을 순환시키는데 한계가 따르는 문제점이 있다.However, in the conventional drilling facility, the drilling string and the riser are extended from the platform to the borehole, and the longer the extension length (h) becomes, the greater the load for rotationally driving the drill string is, and the drilling solution There is a limitation in circulating the apparatus.

또한, 종래의 이러한 시추 설비는 드릴링 장치와 시추액 순환 장치를 구동시키기 위한 장치들이 플랫폼의 탑사이드에 위치해야 하기 때문에, 플랫폼의 필요 장비가 반드시 설비되어야만 하는 제한이 따르는 문제점이 있다.In addition, since the drilling apparatus and the apparatus for driving the drilling fluid circulation apparatus must be located on the top side of the platform, the conventional drilling apparatus has a problem that the necessary equipment of the platform must be installed.

대한민국 특허공개공보 제10-2010-00116073(삼성중공업 주식회사: 2010.10.29)Korean Patent Publication No. 10-2010-00116073 (Samsung Heavy Industries Co., Ltd.: October 29, 2010)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 드릴파이프를 해저에서 드릴링 할 수 있도록 회전 장치를 해저에 설치함으로써 시추선의 탑사이드 측에서의 심해 깊이만큼 드릴 파이프를 들어주기 위한 부담을 줄일 수 있으며, 필요한 머드량을 현저히 감소시킬 수 있으며, 이중압력구배(dual gradient)를 구현할 수 있는 해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치를 제공하고자 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a rotary device for a drilling machine, which is capable of drilling a drill pipe on a seabed so as to reduce the burden on the drill pipe for deep- It is an object of the present invention to provide a drill pipe rotating device of a submerged drilling system capable of realizing a dual gradient.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해저 드릴링 시스템에 있어서, 드릴파이프를 회전가능하게 지지하기 위한 회전 지지 부재; 상기 회전 지지 부재를 기밀하게 보호하기 위한 가스켓; 상기 드릴파이프를 하방으로 가압하기 위한 가압 부재; 상기 회전 지지 부재를 회전 구동시키기 위한 구동 수단; 및 상기 구동 수단을 제어하도록 플랫폼에 구비되는 제어반;을 포함하는, 해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치를 제공한다. According to one aspect of the present invention, in a submerged drilling system, a rotary support member for rotatably supporting a drill pipe; A gasket for airtightly protecting the rotation support member; A pressing member for pressing the drill pipe downward; Driving means for rotationally driving the rotation support member; And a control panel provided on the platform to control the drive means.

상기 구동 수단은 상기 드릴파이프 지지체에 설치되며, 유압 또는 전기를 구동원으로 하는 회전 수단으로 이루어질 수 있다. The driving means may be provided on the drill pipe support and may be a rotating means using hydraulic pressure or electricity as a driving source.

상기 회전 지지 부재는 분출방지장치(BOP)에 설치되는 드릴파이프 지지체에 의해 지지될 수 있다. The rotation support member may be supported by a drill pipe support installed in the blow-out prevention device (BOP).

상기 드릴파이프 지지체는 다수의 수직과 수평 프레임으로 이루어지는 외측 틀 프레임 부재; 상기 외측 틀 프레임 부재의 중앙부에 구비되고, 상기 드릴파이프를 지지하기 위한 드릴파이프 지지 부재; 및 상기 외측 틀 프레임 부재 내측에 다수의 수직과 수평 그리고 경사 프레임의 조합으로 구성되어 상기 원통형의 드릴파이프 지지 부재를 견고하고 안정적으로 지지하기 위한 내측 틀 프레임 부재;를 포함할 수 있다. Wherein the drill pipe support comprises: an outer frame member comprising a plurality of vertical and horizontal frames; A drill pipe support member provided at a central portion of the outer frame member for supporting the drill pipe; And an inner frame member for supporting the cylindrical drill pipe support member in a firm and stable manner, the inner frame member being composed of a combination of a plurality of vertical, horizontal and inclined frames inside the outer frame member.

상기 드릴파이프 지지체는 해저에 설비되고, 시추 플랫폼으로부터 단위 드릴파이프를 운반하고 운반된 단위 드릴파이프를 지지하기 위한 캐리어 설비를 더 포함할 수 있다. The drill pipe support may further comprise a carrier facility provided at the seabed and for transporting the unit drill pipe from the drilling platform and for supporting the transported unit drill pipe.

상기 캐리어 설비는, 상기 분출방지장치의 일측에서 시추공으로 연장되는 단위 드릴파이프와 평행하게 설치되는 격자구조의 레그 수단; 및 상기 레그 수단에서 상하 구동되게 설치되고 상기 플랫폼으로부터 드릴파이프을 이동시키며, 상기 가압 부재에 하방향으로 가압력을 작용시키는 캐리어 부재; 를 포함할 수 있다. Wherein the carrier facility comprises: a lattice structure of a lattice structure provided parallel to a unit drill pipe extending from a side of the ejection prevention device to a borehole; A carrier member installed vertically in the leg means for moving the drill pipe from the platform and applying a pressing force to the pressing member in a downward direction; . ≪ / RTI >

본 발명의 해저 드릴링 시스템에 따르면, 시추선의 탑사이드 측에 설비되는 관련 설비들을 필요로 하지 않거나 최소화하여 플랫폼의 설비 부담을 경감시키고, 필요한 분출방지장치량을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the submarine drilling system of the present invention, it is possible to reduce the installation burden on the platform by reducing or minimizing the related facilities installed on the top side of the drill ship, and it is possible to remarkably reduce the required amount of the release preventing apparatus.

또한, 본 발명에 따르면 시추 작업 과정에서 이중압력구배(dual gradient)를 구현할 수 있어 심해에서도 바다 깊이만큼의 압력 부담이 감소 되어 안정적인 시추를 할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to realize a dual gradient in the course of drilling, and the pressure burden as much as the depth of the sea is reduced even in the deep sea, thereby achieving stable drilling.

도 1은 종래의 시추 시스템에 관한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템을 개략적으로 도시한 구성도, 및
도 3은 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템을 구성하는 해저 장비들을 도시한 구성도로서, 도시의 간략화를 위하여 분출방지장치(BOP)는 생략하여 도시한 구성도이다.1 is a schematic view of a conventional drilling system,
FIG. 2 is a schematic view showing a submarine drilling system according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing submarine equipment constituting a submarine drilling system according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the submarine drilling system without the ejection preventing device (BOP) for the sake of simplicity.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하에서 설명되는 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템은 해저에서 드릴링(시추) 작업을 실행하도록 채용할 수 있는 구성이라면 모든 구조물에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템은 시추선의 탑사이드 측에 설비되는 관련 설비들을 필요로 하지 않거나 최소화하여 플랫폼의 설비 부담을 경감시키고, 필요한 분출방지장치량을 현저히 감소시킬 수 있으며, 시추 작업 과정에서 이중압력구배(dual gradient)를 구현할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.The undersea drilling system according to the present invention described below can be applied to any structure as long as it can be employed to perform a drilling operation in the sea bed. The submarine drilling system according to the present invention can reduce or eliminate the installation burden on the platform by reducing or minimizing the related facilities installed on the top side of the drill ship, And a pressure gradient (dual gradient) can be realized.

본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.The undersea drilling system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템을 구성하는 해저 장비들을 도시한 구성도로서, 도시의 간략화를 위하여 분출방지장치(BOP)는 생략하여 도시한 구성도이다. 아래 본 발명의 시스템의 구성에 대한 설명에서 공지의 것을 채용할 수 있는 구성요소에 대해서는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.First, a submarine drilling system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. FIG. 2 is a schematic view showing a submarine drilling system according to the present invention. FIG. 3 is a view illustrating submarine equipment constituting a submarine drilling system according to the present invention. In order to simplify the illustration, BOP) are omitted. In the following description of the configuration of the system of the present invention, detailed description of components that can adopt known ones will be omitted.

본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 시추를 위한 드릴링 시스템에 있어서, 해저의 시추공(H)에 설치되는 분출방지장치(100); 상기 분출방지장치(100) 상에 설치되는 드릴파이프 지지체(200); 상기 드릴파이프 지지체(200)에 의해 지지되어 상기 분출방지장치(100)를 통해 시추공(H)으로 연장되는 드릴파이프(300); 상기 분출방지장치(100)의 일측에 설치되고, 시추 플랫폼(F)으로부터 제공받은 소정의 머드를 시추공(H)으로 공급하도록 분출방지장치(100)로 머드를 공급하고 다시 분출방지장치로(100)로부터 제공받아 순환시키기 위한 머드 순환 설비(400); 및 상기 드릴파이프 지지체(200)에 구비되고, 상기 드릴파이프(300)를 회전 구동시키기 위한 드릴파이프 회전 유닛(500)을 포함한다.As shown in FIGS. 2 and 3, a submarine drilling system according to the present invention is a drilling system for drilling, which comprises an ejection preventing device 100 installed at a borehole H of a submarine; A drill pipe support 200 installed on the spray preventing device 100; A drill pipe (300) supported by the drill pipe support (200) and extending into the borehole (H) through the ejection preventing device (100); The mud is supplied to the spray preventing device 100 so as to supply a predetermined mud provided from the drilling platform F to the borehole H and is supplied to the spray preventing device 100 (400) for circulating the mud circulation facility (400); And a drill pipe rotation unit 500 provided in the drill pipe support 200 for rotationally driving the drill pipe 300.

또한, 본 발명의 해저 드릴링 시스템은 시추 플랫폼(F)으로부터 시추공의 해저로 드릴파이프 등 해저의 시추에 필요한 장비들을 운반하고 지지하기 위한 캐리어 설비(600)을 더 포함한다.The undersea drilling system of the present invention further includes a carrier facility 600 for transporting and supporting equipment necessary for drilling the seabed, such as a drill pipe, from the drilling platform F to the seabed of a borehole.

상기 드릴파이프 지지체(200)는 소정 위치(바람직하게는 안정된 지지를 위해서는 중앙부)에서 후술할 회전 지지체를 포함하는 회전 유닛(500)을 통해 드릴파이프(300)를 안정적으로 지지할 수 있도록 하기 위한 것으로, 전체적으로 수직 프레임과 수평 프레임 및 대각선이나 사선(경사) 프레임의 조합으로 구성될 수 있다.The drill pipe support 200 is provided to stably support the drill pipe 300 through a rotary unit 500 including a rotary support described later at a predetermined position (preferably, a central portion for stable support) , A combination of a vertical frame, a horizontal frame and a diagonal or oblique (inclined) frame as a whole.

구체적으로, 예를 들어 상기 드릴파이프 지지체(200)는 다수의 수직과 수평 프레임으로 이루어지는 외측 틀 프레임 부재(210)와, 상기 외측 틀 프레임 부재(210) 중앙부에 구비되고, 상기 드릴파이프(300)를 지지하기 위한 원통형의 드릴파이프 지지 부재(220), 및 상기 외측 틀 프레임 부재(210) 내측에 다수의 수직과 수평 그리고 경사 프레임의 조합으로 구성되어 상기 원통형의 드릴파이프 지지 부재(200)를 견고하고 안정적으로 지지하기 위한 내측 틀 프레임 부재(230)를 포함한다.For example, the drill pipe support 200 includes an outer frame member 210 having a plurality of vertical and horizontal frames, a drill pipe support member 300 provided at the center of the outer frame member 210, And a plurality of vertical, horizontal, and inclined frames inside the outer frame member 210 to support the cylindrical drill pipe support member 200. The cylindrical, And an inner frame member 230 for stably supporting the frame member.

후술하겠지만, 상기 원통형의 드릴파이프 지지부재(220)는 드릴파이프 회전 유닛(500)을 구성하는 회전 지지 부재에 의해 드릴파이프(300)를 내부(내부 상단 측)에서 회전가능하게 지지한다.As will be described later, the cylindrical drill pipe support member 220 rotatably supports the drill pipe 300 from the inside (the inner upper end side) by the rotation support member constituting the drill pipe rotation unit 500.

상기 드릴파이프(300)(단부에 드릴비트(drillbit)가 형성된 드릴스트링)는 상호 조립가능한 단위 유닛으로 구성된다. 특히, 본 발명의 단위 유닛의 드릴파이프(300)는 상호 간의 연결 시 후술할 캐리어 부재(620)에 이동에 의한 자동 연결이 가능하도록 이웃하는 단부가 자동 원클릭 결합될 수 있는 구성으로 이루어진다.The drill pipe 300 (a drill bit with a drill bit at its end) is composed of mutually assembled unit units. Particularly, the drill pipe 300 of the unit unit of the present invention is configured such that neighboring ends thereof can be automatically one-click-engaged so that the drill pipe 300 can be automatically connected to the carrier member 620, which will be described later,

즉, 하나의 드릴파이프(300)의 일단부는 일단을 축으로 회전가능하며 탄성부재에 의해 제자리로 복원하는 후크 부재가 외측에 형성되고, 타단부는 상기 후크 부재가 타고가면서 탄성 부재의 복원력에 의해 후크 부재의 후크가 결합되는 후크홈을 갖도록 구성된다.That is, one end of one drill pipe 300 is rotatable about its axis, and a hook member for restoring it to its original position is formed on the outside and the other end is fixed to the hook member by the restoring force of the elastic member And a hook groove into which the hook of the hook member is engaged.

여기에서, 상기 후크홈의 바로 하방 위치에는 한 쌍의 스토퍼가 돌출 형성되고, 상기 후크 부재의 상방에는 후크 부재의 결합 시 자유 낙하하는 소정 높이를 갖는 환형링이 구비된다. 이에 따라, 상기 후크 부재가 후크홈에 결합할 때 환형링은 낙하하고, 스토퍼에 의해 제한되면서 후크 부재의 외측에 위치하게 되어 후크 부재가 외측으로 벗어나지 않도록 하여 드릴파이프 간의 결합을 확실하고 견고하게 확보할 수 있게 된다.In this case, a pair of stoppers protrude from a position immediately below the hook groove, and an annular ring having a predetermined height freely falling upon engagement of the hook member is provided above the hook member. Thus, when the hook member is engaged with the hook groove, the annular ring falls and is positioned outside the hook member while being restricted by the stopper, so that the hook member does not fall outward, .

상기 머드 순환 설비(400)는 시추 상황에 따라 소정의 머드를 시추 플랫폼(F)으로부터 제공받기 위한 머드 공급 파이프(410)와, 공급받은 머드를 분출방지장치(100)로 펌핑하기 위한 머드 펌프(미도시)를 포함하는 해저 머드 순환 장치(420)와, 및 상기 분출방지장치(100)와 상기 해저 머드 순환 장치(420) 간의 폐순환로를 형성하여 시추공으로 머드를 공급하고 공급된 머드가 분출방지장치를 통해 다시 해저 머드 순환 장치로 순환되도록 하는 순환파이프 라인 유닛을 포함한다.The mud circulation facility 400 includes a mud supply pipe 410 for receiving a predetermined mud from the drilling platform F in accordance with drilling conditions and a mud pump 410 for pumping the supplied mud to the ejection- And a bottom circulation path between the blow-out prevention device 100 and the underside mud circulation device 420 so as to supply the mud to the borehole, To circulate back to the undersea mud circulation device through the device.

상기 순환파이프 라인 유닛은 분출방지장치(100)로의 머드 공급 파이프(431)와, 해저 머드 순환 자이(420)로의 머드 리턴 파이프(432), 및 상기 각 머드 공급 파이프 및 머드 리터 파이프(431, 432)와 분출방지장치(100) 및 해저 머드 순환 장치(420)의 이음부에 구비 연결되는 초크(choke)를 포함한다.The circulating pipeline unit includes a mud supply pipe 431 to the spill prevention device 100 and a mud return pipe 432 to the underside mud circulator 420 and a respective one of the mud supply pipes 431 and 432 And a choke connected to the joint of the blow-out prevention device 100 and the underside mud circulation device 420. [

즉, 상기 순환파이프 라인 유닛의 머드 공급 파이프(4310)와 머드 리턴 파이프(432)는, 예를 들어 BOP에 의한 분출억제시 시추공 내의 압력을 조절하기 위한 파이프라인과 같은 초크 라인으로 구성될 수 있다.That is, the mud supply pipe 4310 and the mud return pipe 432 of the circulation pipeline unit may be constituted by, for example, a choke line such as a pipeline for controlling the pressure in the borehole when suppressing the blowing by the BOP .

여기에서, 상기 머드 순환 설비(400)는 머드 순환 장치와 분출방지장치 간의 순환파이프 라인 유닛과 같은 구성요소의 고장 시, 시추공으로 머드 공급을 원활히 하기 위하여 머드 공급 파이프(410)로 공급받은 머드를 드릴파이프(300) 측으로 직접적으로 공급하기 위한 머드 보조 공급 라인(700)을 더 포함할 수 있다.Here, the mud circulation facility 400 may include a mud supplied to the mud supply pipe 410 for facilitating the supply of mud to the borehole when a component such as a circulation pipeline unit between the mud circulation device and the blow- And may further include a mud auxiliary supply line 700 for supplying directly to the side of the drill pipe 300.

이러한 머드 보조 공급 라인(700)은 머드를 드릴파이프 내로 공급하기 위한 머드공급 보조라인, 및 시추공으로 제공되어 드릴파이프 외측으로 배출되는 머드를 머드 순환 장치로 리턴시키는 머드리턴 보조라인을 포함한다.The mud auxiliary supply line 700 includes a mud supply auxiliary line for supplying the mud into the drill pipe and a mud return auxiliary line provided to the borehole to return the mud discharged outside the drill pipe to the mud circulator.

계속해서, 상기 드릴파이프 회전 유닛(500)은 시추공에 위치된 드릴파이프(300)를 회전가능하게 지지하기 위한 베어링과 같은 회전 지지 부재와, 상기 회전 지지 부재를 기밀하게 보호하기 위한 기밀 부재와, 상기 드릴파이프(300)를 하방으로 가압하기 위한 가압 부재(510)와, 상기 회전 지지 부재를 회전 구동시키기 위한 구동수단, 및 상기 구동수단을 제어하도록 플랫폼에 구비되는 제어반을 포함한다.Subsequently, the drill pipe rotation unit 500 includes a rotation support member such as a bearing for rotatably supporting the drill pipe 300 located in a borehole, a hermetic member for hermetically protecting the rotation support member, A pressing member 510 for pressing the drill pipe 300 downward, driving means for driving the rotary support member to rotate, and a control panel provided on the platform for controlling the driving means.

상기 회전 지지 부재는 상기 회전 지지체(200), 상세하게는 회전 지지체(200)의 드릴파이프 지지 부재(220) 내에 마련되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 회전 지지 부재는 원통형의 드릴파이프 지지 부재(200) 내측에 구비됨으로써 그 드릴파이프 지지 부재(200)에 의해서 더욱 견고하고 확실하게 드릴파이프(300)를 회전가능하게 지지할 수 있다.The rotation support member is preferably provided in the rotary support 200, specifically, the drill pipe support member 220 of the rotary support 200. Accordingly, the rotation support member is provided inside the cylindrical drill pipe support member 200, so that the drill pipe support member 200 can more firmly and reliably support the drill pipe 300 in a rotatable manner.

상기 기밀 부재는 회전 지지 부재로의 이물질 등의 침투를 방지하며, 수압에서도 충분히 견딜 수 있는 구조와 재질로 이루어지는 가스켓(gasket)으로 이루어질 수 있다.The hermetic member may be made of a gasket made of a material and a structure that can prevent foreign substances from penetrating into the rotary support member and can withstand even water pressure.

상기 가압 부재(510)는 후술할 캐리어 설비(600)를 구성하는 캐리어 부재(620)에 의해 드릴파이프(300)에 하방향으로 가압력을 작용시키되, 캐리어 부재(620)는 예를 들면 회전 지지 부재에 구름베어링과 같이 자유회전가능하게 접촉하여 가압할 수 있다.The pressing member 510 applies a pressing force downward to the drill pipe 300 by a carrier member 620 constituting a carrier facility 600 to be described later. The carrier member 620 is, for example, Such as a rolling bearing.

상기 구동 수단은 상기 드릴파이프 지지체(200)에 설치되며 유압 또는 전기를 구동원으로 하는 회전장치로 이루어질 수 있다.The driving means may be a rotary device installed in the drill pipe support 200 and using hydraulic pressure or electricity as a driving source.

다음으로, 상기 캐리어 설비(600)는, 분출방지장치(100)의 일측에서 시추공으로 연장되는 드릴파이프(300)와 평행하게 설치되는 격자구조의 레그 수단(610)과, 상기 레그 수단(610)에서 상하 구동되게 설치되고 상기 플랫폼(F)으로부터 드릴파이프(300)를 이동시키고, 상기 가압 부재(510)에 하방향으로 가압력을 작용시키는 캐리어 부재(620), 및 상기 캐리어 부재(620)를 구동시키기 위한 구동수단을 포함한다.Next, the carrier facility 600 includes a leg unit 610 having a lattice structure installed parallel to the drill pipe 300 extending from one side of the ejection barrier apparatus 100 to the borehole, the leg unit 610, A carrier member 620 installed to be vertically driven and moving the drill pipe 300 from the platform F and applying a pressing force to the pressing member 510 in a downward direction, And driving means for driving the motor.

상기 캐리어 설비(600)의 구동수단의 구동원은 상기한 드릴파이프 회전 유닛의 구동수단의 구동원을 이용할 수 있도록 구성될 수 있다.The driving source of the driving means of the carrier facility 600 may be configured to use a driving source of the driving means of the drill pipe rotating unit.

이하에서 설명되는 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템은 해저에서 드릴링(시추) 작업을 실행하도록 채용할 수 있는 구성이라면 모든 구조물에 적용될 수 있다.The undersea drilling system according to the present invention described below can be applied to any structure as long as it can be employed to perform a drilling operation in the sea bed.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템은 시추선의 탑사이드 측에 설비되는 관련 설비들을 필요로 하지 않거나 최소화하여 플랫폼의 설비 부담을 경감시키고, 필요한 분출방지장치량을 현저히 감소시킬 수 있으며, 시추 작업 과정에서 이중압력구배(dual gradient)를 구현할 수 있도록 할 수 있는 이점이 있다.The submarine drilling system according to the present invention described above can reduce the installation burden on the platform by reducing or minimizing the related facilities provided on the top side of the drill ship and can significantly reduce the required amount of the release preventing apparatus, There is an advantage that a dual gradient can be realized in the process.

이상과 같이 본 발명에 따른 해저 드릴링 시스템은, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above, the submarine drilling system according to the present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments and drawings described above, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made.

100: 분출방지장치
200: 드릴파이프 지지체
300: 드릴파이프
400: 머드 순환 설비
500: 드릴파이프 회전 유닛
F: 플랫폼
H: 시추공100: Spill prevention device
200: Drill pipe support
300: Drill pipe
400: Mud circulation equipment
500: Drill pipe rotating unit
F: Platform
H: Borehole

Claims (6)

해저 드릴링 시스템에 있어서,
드릴파이프를 회전가능하게 지지하기 위한 회전 지지 부재;
상기 회전 지지 부재를 기밀하게 보호하기 위한 가스켓;
상기 드릴파이프를 하방으로 가압하기 위한 가압 부재;
상기 회전 지지 부재를 회전 구동시키기 위한 구동 수단; 및
상기 구동 수단을 제어하도록 플랫폼에 구비되는 제어반;을 포함하는,
해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치. In an undersea drilling system,
A rotary support member for rotatably supporting the drill pipe;
A gasket for airtightly protecting the rotation support member;
A pressing member for pressing the drill pipe downward;
Driving means for rotationally driving the rotation support member; And
And a control panel provided on the platform for controlling the driving means,
Drill pipe rotating device in subsea drilling system. 청구항 1에 있어서,
상기 구동 수단은 상기 드릴파이프 지지체에 설치되며, 유압 또는 전기를 구동원으로 하는 회전 수단으로 이루어지는,
해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치. The method according to claim 1,
Wherein the drive means is provided on the drill pipe support and comprises a rotating means that uses hydraulic pressure or electricity as a drive source,
Drill pipe rotating device in subsea drilling system. 청구항 1에 있어서,
상기 회전 지지 부재는 분출방지장치(BOP)에 설치되는 드릴파이프 지지체에 의해 지지되는,
해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치. The method according to claim 1,
Wherein the rotation support member is supported by a drill pipe support provided in an ejection preventing device (BOP)
Drill pipe rotating device in subsea drilling system. 청구항 3에 있어서,
상기 드릴파이프 지지체는
다수의 수직과 수평 프레임으로 이루어지는 외측 틀 프레임 부재;
상기 외측 틀 프레임 부재의 중앙부에 구비되고, 상기 드릴파이프를 지지하기 위한 드릴파이프 지지 부재; 및
상기 외측 틀 프레임 부재 내측에 다수의 수직과 수평 그리고 경사 프레임의 조합으로 구성되어 상기 원통형의 드릴파이프 지지 부재를 견고하고 안정적으로 지지하기 위한 내측 틀 프레임 부재;를 포함하는,
해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치. The method of claim 3,
The drill pipe support
An outer frame member comprising a plurality of vertical and horizontal frames;
A drill pipe support member provided at a central portion of the outer frame member for supporting the drill pipe; And
And an inner frame member for supporting the cylindrical drill pipe supporting member in a firm and stable manner, the inner frame member being composed of a combination of a plurality of vertical, horizontal and inclined frames inside the outer frame member.
Drill pipe rotating device in subsea drilling system. 청구항 4에 있어서,
상기 드릴파이프 지지체는
해저에 설비되고, 시추 플랫폼으로부터 단위 드릴파이프를 운반하고 운반된 단위 드릴파이프를 지지하기 위한 캐리어 설비를 더 포함하는,
해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치. The method of claim 4,
The drill pipe support
Further comprising: a carrier facility for receiving the unit drill pipe from the drilling platform and supporting the transported unit drill pipe,
Drill pipe rotating device in subsea drilling system. 청구항 5에 있어서,
상기 캐리어 설비는,
상기 분출방지장치의 일측에서 시추공으로 연장되는 단위 드릴파이프와 평행하게 설치되는 격자구조의 레그 수단; 및
상기 레그 수단에서 상하 구동되게 설치되고 상기 플랫폼으로부터 드릴파이프을 이동시키며, 상기 가압 부재에 하방향으로 가압력을 작용시키는 캐리어 부재; 를 포함하는,
해저 드릴링 시스템의 드릴파이프 회전 장치. The method of claim 5,
The carrier facility comprises:
A leg unit of a lattice structure installed parallel to a unit drill pipe extending from a side of the ejection preventing device to a borehole; And
A carrier member installed vertically in the leg means for moving the drill pipe from the platform and applying a pressing force to the pressing member in a downward direction; / RTI >
Drill pipe rotating device in subsea drilling system.
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CN110513335A (en) * 2019-09-04 2019-11-29 中船黄埔文冲船舶有限公司 A kind of seawater lift device

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