KR20160032903A - 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치 및 매설방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해저 시추의 드릴링 작업을 위한 컨덕터 파이프의 매설을 해상의 드릴링 장비를 이용하지 않고 해저에서 실행할 수 있도록 하여 케이싱 홀 드릴링을 위한 파이프 준비 작업을 동시에 진행할 수 있고, 거친 해수면이더라도 컨덕터 파이프의 매설 작업이 가능한 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 시추 작업 시 드릴 파이프를 해저면에서 지지 유지시키기 위한 컨덕터 파이프를 매립하기 위한 장치에 있어서, 컨덕터 파이프 부재; 일단부는 상기 컨덕터 파이프 부재와 탈락가능하게 연결되며, 타단부는 해상의 플랫폼으로 연장되는 석션파일 부재; 및 상기 석션파일 부재의 일단부에 결합되고, 외부에서 제공되는 구동력에 의해 상기 컨덕터 파이프 부재와 착탈가능하게 연결되는 착탈 지그 수단;을 포함하는 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치가 제공된다.

Description

해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치 및 매설방법{CONDUCTOR PIPE LAYING APPARATUS AND METHOD FOR SEABE DRILLING PIPE}

본 발명은 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치 및 매설방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해저 시추의 드릴링 작업을 위한 컨덕터 파이프의 매설을 해상의 드릴링 장비를 이용하지 않고 해저에서 실행할 수 있도록 하여 케이싱 홀 드릴링을 위한 파이프 준비 작업을 동시에 진행할 수 있고, 거친 해수면이더라도 컨덕터 파이프의 매설 작업이 가능한 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치 및 매설방법에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이러한 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.

종래의 해저 시추에는 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫홈이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위, 시추선(drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.

이러한 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 각종 시추장비를 갖춘 리그선 또는 시추선(이하, 시추선)의 중심부에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추하기 위한 라이저(riser) 또는 관 부재(drill pipe)가 상하로 이동될 수 있도록 문풀(moonpool)이 형성되어 있다.

도 1은 해수면에서 시추작업을 수행하고 있는 종래의 시추선을 도시한 측면도이다.

작업자는 데릭(2)에 설치된 탑드라이브(top dirve)를 이용하여 라이저(4) 및 관 부재나 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(13)에 저장되어 있는 해저자원을 시추한다.

상기 라이저(4)는 관 부재(5)를 상기 유정(13)까지 전진시키기 전에 미리 상기 해저 바닥(6)까지 전진되는 부재로서 머드가 되돌아 오는 통로를 제공한다. 상기 라이저(4)가 설치되면 라이저(4) 내부로 관 부재(5)가 해저 지층(11)을 통해 상기 유정(13)까지 하향 전진된다.

이와 같이 라이저(4)를 해저 바닥(6)까지 하향 전진시키거나, 관 부재(5)를 유정(13)까지 전진시킬 경우, 길게 연결된 라이저(4)나 관 부재(5)를 하향 전진시키는 것이 아니라, 짧은 길이의 라이저(4)나 관 부재(5)를 서로 연결하여 하향 전진시킨다. 해저 바닥(6)에는 이상 고압이 관 부재(5)를 타고 올라오는 것을 차단하기 위해 분출 방지용 스택(blowout preventer; BOP)(7)이 설치된다. 해저 지층(11)에서는 시멘트에 의해 케이싱(8)(컨덕터 파이프 또는 공벽 보호관이라고도 함)을 고정한 후, 케이싱 내부로는 드릴비트(drill-bit; 10)가 장착된 관 부재(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, 관 부재(5) 속으로는 머드(9)가 삽입된다. 이러한 머드는 드릴비트(10)를 통해 빠져나가 케이싱(8)과 라이저(4)를 통하여 다시 되돌아오게 된다. 시추 작업이 종료되면, 관 부재(5)는 문풀(3)을 통해 드릴플로어(drill floor)로 운반되어 분리된 후 적재장소로 운반된다.

상기 케이싱(8)을 고정하기 위한 과정을 설명하면 다음과 같다.

드릴비트(10)를 사용하여 해저 바닥(6)에 대해 드릴링을 시작하여 예를 들어, 약 100m 정도 홀을 판다. 드릴비트(10)의 상부에는 드릴 칼라(drill collars; 18)가 연결되고, 그 위에는 다수의 드릴파이프(5)가 차례로 연결되어 시추선(1)까지 이어진다. 최근의 유정 시추에서, 시추선(1)에서 해저 바닥(6)까지의 거리는 수천m 정도가 된다.

그런 다음 드릴비트(10), 드릴 칼라(18) 및 드릴 파이프(5)를 시추선(1) 위에까지 올려 하나씩 분리한 후, 시추선(1)의 로터리 테이블을 통해 케이싱(8)을 약 100m 정도가 될 때까지 하나씩 연결한다. 케이싱(8)의 상부에는 드릴 파이프(5)와 같은 케이싱 스트링(string)을 연결하여 해저 바닥(6)까지 내려 케이싱(8)을 홀에 집어넣어 시멘트 등을 통해 고정시킨 후 시추 작업을 안정적으로 수행할 수 있게 한다.

종래에 하나의 데릭(2)을 갖는 시추선(1)에서, 드릴링 또는 케이싱 설치와 같은 작업은 데릭(2)에 설치된 하나의 트레블링 블록과 탑드라이브에 기초하여 이루어지기 때문에 하나의 작업이 끝나면 다음 작업을 해야 하고, 두 작업이 동시에 이루어질 수 없으며, 이는 일일 사용료가 매우 고가인 시추설비에서는 비효율적인 것이다.

또한, 이와 같이 파일을 회전시켜 케이싱을 해저면에 박는 방식은 해상으로부터 회전 구동력을 제공받아야 하기 때문에 수심이 깊은 지역일수록 작업 부하가 더욱 증가하며, 작업 자체가 어렵거나 시공이 불가능한 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1164086(대우조선해양주식회사: 2012.07.03)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 해저 시추의 드릴링 작업을 위한 컨덕터 파이프의 매설을 해상의 드릴링 장비를 이용하지 않고 해저에서 실행할 수 있도록 하여 케이싱 홀 드릴링을 위한 파이프 준비 작업을 동시에 진행할 수 있고, 거친 해수면이더라도 컨덕터 파이프의 매설 작업이 가능한 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 시추 작업 시 드릴 파이프를 해저면에서 지지 유지시키기 위한 컨덕터 파이프를 매립하기 위한 장치에 있어서, 컨덕터 파이프 부재; 일단부는 상기 컨덕터 파이프 부재와 탈락가능하게 연결되며, 타단부는 해상의 플랫폼으로 연장되는 석션파일 부재; 및 상기 석션파일 부재의 일단부에 결합되고, 외부에서 제공되는 구동력에 의해 상기 컨덕터 파이프 부재와 착탈가능하게 연결되는 착탈 지그 수단;을 포함하는 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치가 제공된다.

상기 착탈 지그 수단은 상기 석션파일 부재의 하단에 연결 설치되어 외부에서 제공되는 구동력으로 상기 컨덕터 파이프 부재를 고정시키거나 분리시키도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 착탈 지그 수단은 상기 석션파일 부재의 내부를 통해 해상 플랫폼의 유압기와 연결되는 유압라인을 갖는 유압실린더; 상기 유압실린더의 양측에 연결되어 유압실린더의 유압 작용에 의해 조임과 조임해제 동작하여 상기 컨덕터 파이프 부재를 고정 및 고정해제시키는 유압 지그; 내부에 상기 유압실린더와 유압지그가 안착되고 환형 안착부가 형성되고, 상기 안착부에 복수의 관통구멍이 형성되는 조인트 부재; 및 상기 유압 지그 하부에 형성되고, 상기 조인트 부재의 관통구멍으로 삽입 관통되어 그 관통 단부가 조인트 부재 내에서 노출되는 관통 돌기;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 관통구멍은 라운드진 장공으로 형성되고, 상기 관통돌기는 상기 관통구멍에 상응하는 라운드진 돌출편으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 관통 돌기가 상기 컨덕터 파이프 부재 내부에 밀착되도록 상기 관통 돌기 단부에 결합 돌기가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 컨덕터 파이프 부재를 시추 대상 구역으로 가이드 하기 위하여 시추 대상 구역의 해저면에 위치되는 환형의 가이드링; 및 상기 가이드링의 하단면 둘레 방향으로 소정 간격을 갖고 일체로 형성되고, 하단면에서 연장되어 해저면으로 삽입되는 삽입봉;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 머드 매트를 해저에 안착시키는 단계; 상기 머드 매트에 패스트 프레임을 안착시키는 단계; 컨덕터 파이프 부재를 상기 패스트 프레임에 삽입시키는 단계; 상기 컨덕터 파이프 부재 내부의 해수와 머드를 석션하는 단계; 상기 컨덕터 파이프 부재를 매설시키는 단계; 상기 머드 매트와 상기 패스트 프레임을 드릴쉽이나 리그로 반환하는 단계를 포함하는 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설방법이 제공된다.

ROV(Remotely Operated Vehicle)를 이용하여 상기 패스트 프레임의 평행도를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 ROV를 이용하여 상기 패스트 프레임의 각도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 패스트 프레임은, 상기 머드 매트에 분리 가능하게 결합되는 베이스 프레임; 및 상기 베이스 프레임에 마련되어 상기 컨덕터 파이프를 지지하는 지지 프레임을 포함할 수 있다.

본 발명의 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치에 따르면, 해저 시추 시 드릴링 작업을 위한 컨덕터 파이프의 매설을 해상의 드릴링 장비를 이용하지 않고 해저에서 실행할 수 있도록 하여 케이싱 홀 드릴링을 위한 파이프 준비 작업과 같은 다른 작업을 동시에 진행할 수 있어 작업 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 수심이 깊은 지역에서도 컨덕터 파이프를 용이하게 매설할 수 있고, 거친 해수면의 상황에서도 컨덕터 파이프의 매설 작업이 가능한 효과가 있다.

도 1은 해수면에서 시추작업을 수행하고 있는 종래의 시추선을 도시한 측면도;
도 2는 본 발명에 따른 일 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치를 도시한 분해 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 다른 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치를 도시한 분해 사시도; 및
도 4는 도 3의 종단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설 장치를 해저에 설치한 도면이다.
도 6은 본 발명의 따른 일 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프의 매설방법을 도시한 순서도이다.

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.

이하에서 설명되는 본 발명에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치는 해저 시추를 위한 드릴링 작업 시 마련되는 컨덕터 파이프뿐만 아니라 심해 아래에 앵커와 같은 고정물을 매립하는 구조물에도 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치는, 해상의 드릴링 장비를 이용하지 않고 컨덕터 파이프의 매립을 해저에서 직접 실행할 수 있도록 하여 케이싱 홀 드릴링을 위한 파이프 준비 작업과 같은 다른 작업을 동시에 진행할 수 있어 작업 효율성을 향상시킬 수 있으며, 수심이 깊은 지역에서도 컨덕터 파이프를 용이하게 매설할 수 있고, 거친 해수면의 상황에서도 컨덕터 파이프의 매설 작업이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 일 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치를 도시한 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설 장치는, 시추 작업 시 드릴 파이프를 해저면에서 지지 유지시키기 위한 컨덕터 파이프(또는 공벽 보호관이나 케이싱)를 매립하기 위한 장치에 있어서, 컨덕터 파이프 부재(100); 일단부는 상기 컨덕터 파이프 부재(100)와 탈락가능하게 연결되며, 타단부는 해상의 플랫폼으로 연장되는 석션파일 부재(200); 및 상기 석션파일 부재(200)의 일단부에 결합되고, 외부에서 제공되는 구동력에 의해 상기 컨덕터 파이프 부재(100)와 착탈가능하게 연결되는 착탈 지그 수단(300)을 포함한다. 또한, 본 발명은 컨덕터 파이프 부재(100)가 해저와 수평선과 평행하게 놓이도록 설치되는 패스트 프레임(fast frame, 도5에 도시)을 더 포함한다.

상기 석션파일 부재(200)는 심해에 컨덕터 파이프 부재(100)를 박기 위한 것으로, 컨덕터 파이프 부재와 같은 관체 형태로 이루어지고 내부는 빈 상태로 이루어지며, 상단에는 펌프관(미도시)이 해상 플랫폼의 펌프에 연결되어 석션파일 부재(200) 내에 있는 물을 펌프를 이용하여 파일 외부로 펌핑하게 되면 컨덕터 파이프 부재(100)가 해저에 박히게 되게 된다.

계속해서, 착탈 지그 수단(300)은 석션파일 부재(200)의 하단에 연결 설치되어 외부에서 제공되는 구동력(예를 들면, 유압)에 의해 컨덕터 파이프 부재(100)가 해저에 설치 완료되었을 때 컨덕터 파이프 부재(100)로부터 석션 파일 부재(200)를 탈락시키기 위한 것으로, 유압 구동 부재의 동작에 의해 컨덕터 파이프 부재(100)를 석션파일 부재(200)과 연결시키거나 분리시키는 역할을 한다.

구체적으로, 상기 착탈 지그 수단(300)은 상기 석션파일 부재(200)의 내부를 통해 해상 플랫폼의 유압기와 연결되는 유압라인을 갖는 유압실린더(310)와, 상기 유압실린더(310)의 양측에 구비되어 유압실린더(310)의 유압 작용에 의해 조임과 조임해제 동작하여 상기 컨덕터 파이프 부재(100)를 고정 및 고정해제시키는 유압 지그(320)와, 내부에 상기 유압실린더(310)와 유압지그(320)가 안착되는 단면 U자형의 환형 안착부(331)가 형성되고, 상기 안착부(331)에 복수의 관통구멍(332)이 형성되며, 상기 석션파일 부재(200)의 일단과 나합(나사 결합)되는 조인트 부재(330), 및 상기 컨덕터 파이프 부재(100)의 상단에 형성되고, 상기 조인트 부재(330)의 관통구멍(332)으로 삽입 관통되어 그 관통 단부가 조인트 부재(330) 내에서 노출되는 관통 돌기(340)를 포함한다.

상기 관통구멍(332)은 라운드진 장공으로 형성되고, 이에 상응하여 상기 관통돌기(340)는 라운드진 돌출편으로 형성된다.

상기 유압 지그(320)는 유압실린더(310)를 중심으로 하여 양측으로 라운드지게 연장하는 지그(또는 조임쇄) 형태로 형성된다.

상기 유압 지그(320)는 유압실린더(310)를 중심으로 하여 양측으로 라운드지게 연장하는 지그(또는 조임쇄) 형태로 형성된다.

상기 조인트 부재(330)는 석션 파일 부재(200)의 하단에 나사결합되기 위하여 내주면에 나사면(333)이 형성되어 있고, 석션파일 부재(200)의 하단 외주면에도 나사면(210)이 형성되어 있다.

또한, 상기 조인트 부재(330)의 내측에는 띠모양의 환형 안착부(331)가 형성되는데, 환형 안착부(331)는 컨덕터 파이프 부재(100)의 상단에 형성된 돌기(340)를 유압 지그(320)로 조일 시에 돌기(340)를 지지하는 역할을 한다.

여기에서, 상기 유압실린더(310)에 의하여 유압 지그(320)의 동작 시 컨덕터 파이프 부재(100)에 대한 유압 지그(320)가 보다 압착되어 고정되도록 한다.

한편, 본 발명의 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설 장치는, 상기 컨덕터 파이프 부재(100)를 시추 대상 구역으로 정확하게 가이드 하기 위하여 도 4에 도시된 바와 같이 시추 대상 구역에 위치되고, 컨덕터 파이프 부재(100)의 하단 일부를 시추 대상 구역으로 가이드하기 가이드 부재로서, 환형의 가이드링(410), 및 상기 가이드링(410)의 하단면 둘레 방향으로 소정 간격을 갖고 일체로 형성되고, 하단면에서 연장되어 해저면으로 삽입되는 삽입봉(420)을 포함한다.

이하 본 발명에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설 장치의 설치를 설명하면 다음과 같다.

석션 파일 부재(200)의 하단에는 착탈 지그 수단(300)이 나사결합되어 고정 설치되되, 유압 지그(320)를 동작시키기 위한 유압라인은 석션 파일 부재(200)의 내측과 석션 파일 부재(200)의 상단부를 통해 설치되어 해상의 선박이나 바지선, 해상 크레인 등과 같은 해상 플랫폼에 설치된 유압기에 연결된다. 그리고 석션 파일 부재(200)의 상단에는 석션 파일 부재(200)의 내부에 유입된 물을 배출시키기 위한 관이 설치되어 해상의 펌프에 연결되어 있다.

컨덕터 파이프 부재(100)는 착탈 지그 수단(300)에 의해 석션 파일 부재(200)과 결합되어 고정된 상태로 되어 있다. 석션 파일 부재(200)에 컨덕터 파이프 부재(100)가 착탈 지그 수단(300)에 의해 결합된 상태에서 해상의 크레인으로 석션 파일 부재(200)을 해저면까지 내린다. 이후, 해상 플랫폼의 펌프를 통해 석션 파일 부재(200) 내의 물을 외부로 펌핑하게 되면 컨덕터 파이프 부재(100)이 해저에 박히게 된다.

컨덕터 파이프 부재(100)가 해저면 소정 깊이로 박히게 되면 착탈 지그 수단(300)을 동작시켜 컨덕터 파이프 부재(100)와 석션 파일 부재(200)를 분리시키고, 석션 파일 부재(200)을 인양한다.

도 3은 본 발명에 따른 다른 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치를 도시한 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 종단면도이다.

본 발명의 일 실시례에서는 결합 돌기가 컨덕터 파이프 부재(100)의 상단에 형성되었으나, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시례에서는 결합 돌기가 유압 지그(320)의 하단에 형성되고, 조인트 부재(330)의 관통구멍(332)으로 삽입 관통되어 그 관통 단부가 컨덕터 파이프 부재(100) 내에서 노출되도록 한다.

관통 돌기(340)가 컨덕터 파이프 부재(100) 내부에 밀착되도록 상기 관통 돌기(340) 단부에 결합 돌기(341)가 형성된다.

그 외에 기능은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시례에 따른 기능과 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.

여기에서, 가이드 부재(410, 420)가 컨덕터 파이프 부재(100)의 설치 이전에 시추 대상 구역에 미리 마련되어 있는 경우, 컨덕터 파이프 부재(100)의 위치 결정을 보다 용이하게 할 수 있다. 또한, 패스트 프레임을 구비함으로써 컨덕터 파이프 부재를 해저의 수평선과 평행하게 놓이도록 할 수 있다.

상기 설명에서 컨덕터 파이프 부재(100)의 매설 이후, 상부 구조물을 탈락시키는 것으로 설명하고 있지만, 석션 파이프 부재를 라이저 파이프로 이용할 경우 드릴 비트를 구비한 드릴 파이프를 통해 제거할 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설 장치를 해저에 설치한 도면이고, 도 6은 본 발명의 따른 일 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프의 매설방법을 도시한 순서도이다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설방법은, 머드 매트(10)를 해저에 안착시키는 단계(S100)와 머드 매트(10)에 패스트 프레임(20)을 안착시키는 단계(S200)와 컨덕터 파이프 부재(100)를 패스트 프레임(20)에 삽입시키는 단계(S300)와 컨덕터 파이프 부재(100) 내부의 해수와 머드를 석션하는 단계(S400)와 컨덕터 파이프 부재(100)를 매설시키는 단계(S500)와 머드 매트(10)와 패스트 프레임(20)을 드릴쉽이나 리그로 반환하는 단계(S600)를 포함한다.

본 실시례에서는 먼저 머드 매트(10)를 해저에 안착시키는 작업이 선행적으로 이루어진다. 머드 매트(10)는 큰 사각형 형상의 플레이트로 중앙부에는 보스(boss)가 마련되고, 이 보스는 컨덕터 파이프 부재(100)의 외주면을 지지하는 역할을 한다.

본 실시례에서 패스트 프레임의 장착 위치의 조절은 ROV(Remotely Operated Vehicle)에 의해 이루어질 수 있다.

머드 매트(10)의 안착 작업이 완료되면 머드 매트(10)의 상측부에 컨덕터 파이프 부재(100)를 지지하기 위한 패스트 프레임(20)을 안착시킨다. 패스트 프레임(20)은 직경이 36인치이고, 높이가 대략 70~100m인 컨덕터 파이프 부재(100)를 지지하는 역할을 한다.

컨덕터 파이프 부재(100)는 길이가 100m 가까이 되기에 이를 해저에 내릴 때 수면과 평행하지 않을 가능성이 높다. 이러한 문제점을 피하기 위해 패스트 프레임(20)을 먼저 해저에 안착시키고, ROV를 이용하여 수면과 평행하게 패스트 프레임(20)을 조절한다.

이는 컨덕터 파이프 부재(100)를 해저에 안착 시 조류나 해저 지층 구조에 의해 컨덕터 파이프 부재(100)가 수면과 평행하게 안착되지 않을 가능성이 큰 것을 고려한 것이다.

본 실시례에서 패스트 프레임(20)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 머드 매트(10)에 분리 가능하게 결합되는 베이스 프레임(21)과, 베이스 프레임(21)에 마련되어 컨덕터 파이프 부재(100)를 지지하는 지지 프레임(22)을 포함한다.

패스트 프레임(20)의 지지 프레임(22)은, 베이스 프레임(21)에 복수의 지지로드에 의해 회동 가능하게 마련되어 해저 지층이 경사진 경우에도 컨덕터 파이프 부재(100)를 수면과 평행하게 지지할 수 있다.

또한 지지 프레임(22)의 중앙부에는 컨덕터 파이프 부재(100)의 외주면을 잡아주는 관 형상의 홀더가 마련되고, 이 홀더는 ROV에 의해 체결 부위가 해제되어 컨덕터 파이프 부재(100)로부터 분리될 수도 있다.

ROV에 의해 패스트 프레임(20)의 위치 조절 즉 수면과 평행하게 컨덕터 파이프 부재(100)의 위치가 조절되면 패스트 프레임(20)에 컨덕터 파이프 부재(100)를 안착한다. 이러한 안착 작업은 ROV에 의해 이루어질 수 있다.

패스트 프레임(20)에 컨덕터 파이프 부재(100)가 안착되면, 컨덕터 파이프 부재(100) 내에 있는 해수와 머드를 펌프를 이용하여 외부로 펌핑하고, 석션파일 부재(200)를 통해 컨덕터 파이프 부재(100)를 해저에 매설하게 된다.

컨덕터 파이프 부재(100)의 매설이 완료되면, 머드 매트(10)와 패스트 프레임(20)을 탑사이드의 드릴쉽이나 리그로 반환함으로써 컨덕터 파이프 부재(100)의 매설이 완료되게 된다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치 및 방법은 해저 시추를 위한 드릴링 작업 시 마련되는 컨덕터 파이프뿐만 아니라 심해 아래에 앵커와 같은 고정물을 매립하는 구조물에도 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치 및 방법는, 해상의 드릴링 장비를 이용하지 않고 컨덕터 파이프의 매립을 해저에서 직접 실행할 수 있도록 하여 케이싱 홀 드릴링을 위한 파이프 준비 작업과 같은 다른 작업을 동시에 진행할 수 있어 작업 효율성을 향상시킬 수 있으며, 수심이 깊은 지역에서도 컨덕터 파이프를 용이하게 매설할 수 있고, 거친 해수면의 상황에서도 컨덕터 파이프의 매설 작업이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설 장치 및 방법은, 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.

10 : 머드 매트
20 : 패스트 프레임
100: 컨덕터 파이프 부재
200: 석션파일 부재
300: 착탈 지그 수단
310: 유압 실린더
320: 유압 지그
330: 조인트 부재
331: 환형 안착부
332: 관통 구멍
340: 관통 돌기
341 : 결합 돌기
410: 가이드링
420: 삽입봉

Claims (10)

1. 시추 작업 시 드릴 파이프를 해저면에서 지지 유지시키기 위한 컨덕터 파이프를 매립하기 위한 장치에 있어서,
   컨덕터 파이프 부재;
   일단부는 상기 컨덕터 파이프 부재와 탈락가능하게 연결되며, 타단부는 해상의 플랫폼으로 연장되는 석션파일 부재; 및
   상기 석션파일 부재의 일단부에 결합되고, 외부에서 제공되는 구동력에 의해 상기 컨덕터 파이프 부재와 착탈가능하게 연결되는 착탈 지그 수단;
   을 포함하는 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 착탈 지그 수단은
   상기 석션파일 부재의 하단에 연결 설치되어 외부에서 제공되는 구동력으로 상기 컨덕터 파이프 부재를 고정시키거나 분리시키도록 구성되는
   해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 착탈 지그 수단은
   상기 석션파일 부재의 내부를 통해 해상 플랫폼의 유압기와 연결되는 유압라인을 갖는 유압실린더;
   상기 유압실린더의 양측에 연결되어 유압실린더의 유압 작용에 의해 조임과 조임해제 동작하여 상기 컨덕터 파이프 부재를 고정 및 고정해제시키는 유압 지그;
   내부에 상기 유압실린더와 유압지그가 안착되고 환형 안착부가 형성되고, 상기 안착부에 복수의 관통구멍이 형성되는 조인트 부재; 및
   상기 유압 지그의 하부에 형성되고, 상기 조인트 부재의 관통구멍으로 삽입 관통되어 그 관통 단부가 상기 컨덕터 파이프 부재 내에서 노출되는 관통 돌기;
   를 포함하는 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 관통구멍은 라운드진 장공으로 형성되고, 상기 관통 돌기는 상기 관통구멍에 상응하는 라운드진 돌출편으로 형성되는
   해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 관통 돌기가 상기 컨덕터 파이프 부재 내부에 밀착되도록 상기 관통 돌기 단부에 결합 돌기가 형성되는,
   해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨덕터 파이프 부재를 시추 대상 구역으로 가이드 하기 위하여 시추 대상 구역의 해저면에 위치되는 환형의 가이드링; 및
   상기 가이드링의 하단면 둘레 방향으로 소정 간격을 갖고 일체로 형성되고, 하단면에서 연장되어 해저면으로 삽입되는 삽입봉;을 포함하는
   해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설장치.
7. 머드 매트를 해저에 안착시키는 단계;
   상기 머드 매트에 패스트 프레임을 안착시키는 단계;
   컨덕터 파이프 부재를 상기 패스트 프레임에 삽입시키는 단계;
   상기 컨덕터 파이프 부재 내부의 해수와 머드를 석션하는 단계;
   상기 컨덕터 파이프 부재를 매설시키는 단계;
   상기 머드 매트와 상기 패스트 프레임을 드릴쉽이나 리그로 반환하는 단계를 포함하는 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   ROV(Remotely Operated Vehicle)를 이용하여 상기 패스트 프레임의 평행도를 확인하는 단계를 더 포함하는 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 ROV를 이용하여 상기 패스트 프레임의 각도를 조절하는 단계를 더 포함하는 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설방법.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 패스트 프레임은,
    상기 머드 매트에 분리 가능하게 결합되는 베이스 프레임; 및
    상기 베이스 프레임에 마련되어 상기 컨덕터 파이프를 지지하는 지지 프레임을 포함하는 해저 드릴링용 컨덕터 파이프 매설방법.

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