KR20160035257A - 해양구조물의 벌크시멘트시스템 및 벌크탱크와 시멘트탱크 공용방법 - Google Patents

Abstract

해양구조물의 벌크시멘트시스템 및 벌크탱크와 시멘트탱크 공용방법이 개시된다. 본 발명의 해양구조물의 벌크시멘트시스템은, 벌크 로딩스테이션으로부터 로딩되는 벌크를 서지 탱크로 공급하는 벌크 이송부; 시멘트 로딩스테이션으로부터 로딩되는 시멘트를 시멘트 유닛으로 공급하는 시멘트 이송부; 및 벌크 이송부와 시멘트 이송부를 공용 라인으로 서로 연결시키는 연결부를 포함한다.

Description

해양구조물의 벌크시멘트시스템 및 벌크탱크와 시멘트탱크 공용방법{BULK/CEMENT SYSTEM OF OFFSHORE STRUCTURE AND METHOD FOR COMMONLY USING BULK TANK ADN CEMENT TANK}

본 발명은, 해양구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 드릴링 작업 시사용되는 머드의 주 원료인 벌크와, 시멘팅 작업의 주 원료인 시멘트 이송 라인 간에 공용라인을 마련하여 필요시 저장탱크의 수량을 변경할 수 있도록 시스템을 구성하여 시스템 효율을 향상시킬 수 있는 해양구조물의 벌크시멘트시스템 및 벌크탱크와 시멘트탱크 공용방법에 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 플랫폼(platform)이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 시추선(drillship)과 반잠수식 리그가 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.

한편, 해저 시추 작업 시 드릴 비트(drill bit)를 사용하여 드릴링 하게 되는데, 이때 드릴 비트의 과열을 방지함과 아울러 윤활작용으로 드릴링(drilling)을 더욱 쉽게 하기 위하여 드릴 비트가 장착된 드릴 파이프 속으로 머드가 공급된다.

머드는 시추용 비트에서는 전술한 바와 같이 윤활 작용을 하고 있으며, 시추할 때 발생 되는 파면(debris)을 제거하고 시추공(hole)을 안정시키며, 탄화수소가 웰 구경 속으로 유입되는 것에 대한 주요 안전 장벽(safety barrier)의 역할을 한다.

이러한 머드는 물속에 용해된 벤토나이트(bentonite)/베어라이트(barite) 및 콜로이드 성(colloide) 형태의 점토로 이루어져 있는 아주 정교한 유체이다. 벌크인 벤토나이트와 베어라이트는, 도 1에 도시된 바와 같이, 벌크 로딩스테이션으로부터 벌크 탱크에 저장되고, 벌크 탱크에 저장된 벤토나이트와 베어라이트 등을 포함하는 벌크 혼합물은 압축 공기에 의해 서지 탱크(surge tank)로 공급된다.

그리고 드릴링 된 시추홀은 붕괴를 방지하기 위해 시멘트로 시멘팅 처리한다. 이때 사용되는 시멘트는 도 1에 도시된 시멘트 저장탱크를 통해 공급된다.

이전에 벌크 저장탱크와 시멘트 저장탱크는 각각 독립적으로 마련되어 있고, 드릴링 작업 시 벌크 또는 시멘트의 수량이 정해저 있어 각각의 탱크 수량 이상의 벌크 또는 시멘트를 호선에 저장하고 싶을 때 저장할 수 없는 단점이 있었다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국특허공개공보 제2014-0054966호(대우조선해양 주식회사) 2014. 05. 09

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 드릴링 작업 시사용되는 머드의 주 원료인 벌크와, 시멘팅 작업의 주 원료인 시멘트 이송 라인 간에 공용라인을 마련하여 필요시 저장탱크의 수량을 변경할 수 있도록 시스템을 구성하여 시스템 효율을 향상시킬 수 있는 해양구조물의 벌크시멘트시스템 및 벌크탱크와 시멘트탱크 공용방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 벌크 로딩스테이션으로부터 로딩되는 벌크를 서지 탱크로 공급하는 벌크 이송부; 시멘트 로딩스테이션으로부터 로딩되는 시멘트를 시멘트 유닛으로 공급하는 시멘트 이송부; 및 상기 벌크 이송부와 상기 시멘트 이송부를 공용 라인으로 서로 연결시키는 연결부를 포함하는 해양구조물의 벌크시멘트시스템이 제공될 수 있다.

상기 연결부는, 상기 벌크 로딩스테이션과 복수의 벌크 저장탱크를 연결하는 벌크 로딩 라인과, 상기 시멘트 로딩스테이션과 복수의 시멘트 저장탱크를 연결하는 시멘트 로딩 라인을 연결하는 로딩 라인 공용라인; 및 상기 복수의 벌크 저장탱크와 상기 서지 탱크를 연결하는 벌크 공급 라인과, 상기 복수의 시멘트 저장탱크와 상기 시멘트 유닛을 연결하는 시멘트 공급 라인을 연결하는 공급 라인 공용라인을 포함할 수 있다.

상기 로딩 라인 공용라인은 상기 복수의 벌크 저장탱크 중 상기 벌크 로딩스테이션과 가장 먼 거리에 있는 벌크 저장탱크의 벌크 로딩 라인과, 상기 복수의 시멘트 저장탱크 중 상기 시멘트 로딩스테이션과 가장 먼 거리에 있는 시멘트 저장탱크의 시멘트 로딩 라인을 서로 연결할 수 있다.

상기 공급 라인 공용라인은 상기 복수의 벌크 저장탱크 중 상기 벌크 로딩스테이션과 가장 먼 거리에 있는 벌크 저장탱크의 벌크 공급 라인과, 상기 복수의 시멘트 저장탱크 중 상기 시멘트 로딩스테이션과 가장 먼 거리에 있는 시멘트 저장탱크의 시멘트 공급 라인을 서로 연결할 수 있다.

상기 로딩 라인 공용라인과 상기 공급 라인 공용라인은 블라인드 플랜지로 마감 처리될 수 있다.

상기 해양구조물을 드릴쉽 또는 반잠수식 리그를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 바라이트와 벤토나이트 중 적어도 하나를 포함하는 벌크가 이송되는 라인과 시멘트가 이송되는 라인을 서로 연결하는 공용라인을 마련하여 벌크 저장탱크와 시멘트 저장탱크를 공용하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 벌크시멘트시스템이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 벌크가 로딩되는 벌크 로딩 라인과 시멘트가 로딩되는 시멘트 로딩 라인을 로딩 라인 공용라인으로 연결하는 단계; 및 벌크가 공급되는 벌크 공급 라인과 시멘트가 공급되는 시멘트 공급 라인을 공급 라인 공용라인으로 연결하는 단계를 포함하는 해양구조물의 벌크탱크와 시멘트탱크 공용방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 드릴링 작업 시 각 작동 단계에 맞게 벌크 저장탱크의 수량을 변동시킬 수 있으므로 시스템 운영의 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 드릴쉽의 벌크시멘트 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양구조물의 벌크시멘트시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양구조물의 벌크시멘트시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 해양구조물의 벌크시멘트시스템(1)은, 벌크 로딩스테이션으로부터 로딩되는 벌크를 서지 탱크(13)로 공급하는 벌크 이송부(10)와, 시멘트 로딩스테이션으로부터 로딩되는 시멘트를 시멘트 유닛(23)으로 공급하는 시멘트 이송부(20)와, 벌크 이송부(10)와 시멘트 이송부(20)를 공용 라인으로 서로 연결시키는 연결부(30)를 구비한다.

벌크 이송부(10)는, 벌크 로딩스테이션으로부터 로딩되며 바라이트와 벤토나이트를 포함하는 벌크를 복수의 벌크 저장탱크(11)에 저장한 후 공압에 의해 서지 탱크(13)로 공급하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 벌크 이송부(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일측부는 벌크 로딩스테이션에 연결되고 타측부는 복수의 벌크 저장탱크(11)에 연결되는 벌크 로딩 라인(12)과, 일측부는 복수의 벌크 저장탱크(11)에 연결되고 타측부는 서지 탱크(13)에 연결되는 벌크 공급 라인(14)을 포함한다.

벌크 이송부(10)의 벌크 로딩 라인(12)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 벌크 저장탱크(11)에 각각 연결되며, 공압에 의해 벌크 로딩스테이션의 벌크를 복수의 벌크 저장탱크(11)로 공급한다.

본 실시 예는 자세히 설명하겠지만 벌크 로딩 라인(12)의 일부를 시멘트가 로딩되는 시멘트 로딩 라인(22)의 일부와 공용라인으로 연결시켜 벌크 로딩 라인(12)을 통해 로딩되는 벌크를 시멘트 저장탱크(21)에 저장할 수 있다.

또한 전술한 방법에 의해 시멘트 저장탱크(21)에 저장된 벌크를 시멘트 공급 라인(24)과 벌크 공급 라인(14)을 연결하는 공용라인에 의해 서지 탱크(13)로 공급할 수 있어 드릴링 작업 시 각 작업 단계에 맞게 벌크 저장탱크(11)의 수량을 변동시킬 수 있으므로 시스템 운영의 효율성을 향상시킬 수 있다.

시멘트 이송부(20)는, 시멘트 로딩스테이션으로부터 로딩되는 시멘트를 복수의 시멘트 저장탱크(21)에 저장한 후 공압에 의해 시멘트 유닛(23)으로 공급하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 시멘트 이송부(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일측부는 시멘트 로딩스테이션에 연결되고 타측부는 복수의 시멘트 저장탱크(21)에 연결되는 시멘트 로딩 라인(22)과, 일측부는 복수의 시멘트 저장탱크(21)에 연결되고 타측부는 시멘트 유닛(23)에 연결되는 시멘트 공급 라인(24)을 포함한다.

시멘트 이송부(20)의 시멘트 로딩 라인(22)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 시멘트 저장탱크(21)에 각각 연결되며, 공압에 의해 시멘트 로딩스테이션의 시멘트를 복수의 시멘트 저장탱크(21)로 공급한다.

본 실시 예는 시멘트 로딩 라인(22)의 일부를 벌크가 로딩되는 벌크 로딩 라인(12)의 일부와 공용라인으로 연결시켜 시멘트 로딩 라인(22)을 통해 로딩되는 시멘트를 벌크 저장탱크(11)에 저장할 수 있다.

또한 전술한 방법으로 벌크 저장탱크(11)에 저장된 시멘트를 시멘트 공급 라인(24)과 벌크 로딩 라인(12)을 연결하는 공용라인에 의해 시멘트 유닛(23)으로 공급할 수 있어 벌크 저장탱크(11)를 시멘트 저장탱크(21)로 사용할 수 있다.

연결부(30)는, 드릴링 작업 시 복수의 시멘트 저장탱크(21)를 복수의 벌크 저장탱크(11)로 또는 복수의 벌크 저장탱크(11)를 복수의 시멘트 저장탱크(21)로 공용할 수 있도록 벌크 이송부(10)와 시멘트 이송부(20)를 서로 연결하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 연결부(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 벌크 로딩 라인(12)과 시멘트 로딩 라인(22)을 연결하는 로딩 라인 공용라인(31)과, 벌크 공급 라인(14)과 시멘트 공급 라인(24)을 연결하는 공급 라인 공용라인(32)과, 로딩 라인 공용라인(31)과 공급 라인 공용라인(32)에 각각 마련되는 블라인드 플랜지(33)를 포함한다.

연결부(30)의 로딩 라인 공용라인(31)은, 벌크 로딩스테이션으로부터 로딩되는 벌크를 시멘트 저장탱크(21)로 저장하거나, 시멘트 로딩스테이션으로부터 로딩되는 시멘트를 벌크 저장탱크(11)로 저장시키는 역할을 한다.

연결부(30)의 공급 라인 공용라인(32)은, 벌크 로딩스테이션으로부터 로딩되어 시멘트 저장탱크(21)에 저장된 벌크가 서지 탱크(13)로 공급되도록 또는 시멘트 로딩스테이션으로부터 로딩되어 벌크 저장탱크(11)에 저장된 시멘트가 시멘트 유닛(23)으로 공급되도록 벌크 공급 라인(14)과 시멘트 공급 라인(24)을 연결시킨다.

연결부(30)의 블라인드 플랜지(33)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 로딩 라인 공용라인(31)과 공급 라인 공용라인(32)에 각각 마련되어 해당 라인을 마감 처리하는 역할을 한다.

블라인드(blind) 플랜지는 배관플랜지의 일종으로서 중앙에 구멍이 없는 플랜지를 말하며 관 끝을 폐쇄하기 위해 사용되고, 라인의 내부에 대한 쉬운 엑세스(access)를 허용한다.

본 실시 예에서 로딩 라인 공용라인(31)과 공급 라인 공용라인(32)은 일반적인 사용에서는 블라인드 플랜지(33)에 의해 막혀 있고, 추가적으로 벌크 저장탱크(11)나 시멘트 저장탱크(21)를 사용할 경우 로딩 라인 공용라인(31)이나 공급 라인 공용라인(32)으로부터 분리될 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 드릴링 작업 시 각 작동 단계에 맞게 벌크 저장탱크의 수량을 변동시킬 수 있으므로 시스템 운영의 효율성을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 해양구조물의 벌크시멘트시스템
10 : 벌크 이송부 11 : 벌크 저장탱크
12 : 벌크 로딩 라인 13 : 서지 탱크
14 : 벌크 공급 라인 20 : 시멘트 이송부
21 : 시멘트 저장탱크 22 : 시멘트 로딩라인
23 : 시멘트 유닛 24 : 시멘트 공급 라인
30 : 연결부 31 : 로딩 라인 공용라인
32 : 공급 라인 공용라인 33 : 블라인드 플랜지
BL : 벌크 로딩스테이션 CL : 시멘트 로딩스테이션

Claims (8)

1. 벌크 로딩스테이션으로부터 로딩되는 벌크를 서지 탱크로 공급하는 벌크 이송부;
   시멘트 로딩스테이션으로부터 로딩되는 시멘트를 시멘트 유닛으로 공급하는 시멘트 이송부; 및
   상기 벌크 이송부와 상기 시멘트 이송부를 공용 라인으로 서로 연결시키는 연결부를 포함하는 해양구조물의 벌크시멘트시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결부는,
   상기 벌크 로딩스테이션과 복수의 벌크 저장탱크를 연결하는 벌크 로딩 라인과, 상기 시멘트 로딩스테이션과 복수의 시멘트 저장탱크를 연결하는 시멘트 로딩 라인을 연결하는 로딩 라인 공용라인; 및
   상기 복수의 벌크 저장탱크와 상기 서지 탱크를 연결하는 벌크 공급 라인과, 상기 복수의 시멘트 저장탱크와 상기 시멘트 유닛을 연결하는 시멘트 공급 라인을 연결하는 공급 라인 공용라인을 포함하는 해양구조물의 벌크시멘트시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 로딩 라인 공용라인은 상기 복수의 벌크 저장탱크 중 상기 벌크 로딩스테이션과 가장 먼 거리에 있는 벌크 저장탱크의 벌크 로딩 라인과, 상기 복수의 시멘트 저장탱크 중 상기 시멘트 로딩스테이션과 가장 먼 거리에 있는 시멘트 저장탱크의 시멘트 로딩 라인을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 벌크시멘트시스템.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 공급 라인 공용라인은 상기 복수의 벌크 저장탱크 중 상기 벌크 로딩스테이션과 가장 먼 거리에 있는 벌크 저장탱크의 벌크 공급 라인과, 상기 복수의 시멘트 저장탱크 중 상기 시멘트 로딩스테이션과 가장 먼 거리에 있는 시멘트 저장탱크의 시멘트 공급 라인을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 벌크시멘트시스템.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 로딩 라인 공용라인과 상기 공급 라인 공용라인은 블라인드 플랜지로 마감 처리되는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 벌크시멘트시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 해양구조물을 드릴쉽 또는 반잠수식 리그를 포함하는 해양구조물의 벌크시멘트시스템.
7. 바라이트와 벤토나이트 중 적어도 하나를 포함하는 벌크가 이송되는 라인과 시멘트가 이송되는 라인을 서로 연결하는 공용라인을 마련하여 벌크 저장탱크와 시멘트 저장탱크를 공용하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 벌크시멘트시스템.
8. 벌크가 로딩되는 벌크 로딩 라인과 시멘트가 로딩되는 시멘트 로딩 라인을 로딩 라인 공용라인으로 연결하는 단계; 및
   벌크가 공급되는 벌크 공급 라인과 시멘트가 공급되는 시멘트 공급 라인을 공급 라인 공용라인으로 연결하는 단계를 포함하는 해양구조물의 벌크탱크와 시멘트탱크 공용방법.

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