KR20160035259A - 하이드로해머를 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법 - Google Patents

하이드로해머를 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법 Download PDF

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Abstract

하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법이 개시된다. 본 발명의 하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법은, 머드 매트(mud mat)를 해저에 안착시키는 단계; 머드 매트에 컨덕터 파이프 지지대를 안착시키는 단계; 및 컨덕터 파이프 지지대에 컨덕터 파이프(conductor pipe)를 안착시킨 후 하이드로해머(hydrohammer)로 컨덕터 파이프를 타격하여 해저에 삽입시키는 단계를 포함한다.

Description

하이드로해머를 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법{LAYING METHOD OF CONDUCTOR PIPE USING A HYDROHAMMER}
본 발명은, 컨덕터 파이프의 매설방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하이드로해머를 이용하여 해저에서 컨덕터 파이프를 매설할 수 있는 하이드로해머를 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법에 관한 것이다.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업발전 추이에 따라, 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.
이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.
종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫홈이 주로 사용되었다.
최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 드릴쉽(drillship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다. 군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 드릴쉽은 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 구성되어 있다.
드릴쉽은 그 중심부에 라이저(riser) 및 드릴 파이프(drill pipe)가 상하 이동하는 문풀(moon pool)이 형성되고, 드릴쉽의 갑판에는 각종 시추장비가 집약되는 데릭(derrick)이 설치된다.
그리고, 드릴 파이프의 단부에는 드릴비트가 설치되고, 드릴비트의 드릴링작동에는 드릴링유체(drilling fluid)로서 머드(mud)가 이용된다. 이러한 머드는 머드탱크(mud tank) 내에 저장되어 머드펌프(mud pump)에 의해 순환한다.
석유 또는 가스 자원을 채굴하기 위한 시추 작업은 라이저 랙 플랫폼(riser rack platform)에 보관된 드릴 파이프 또는 라이저 파이프를 라이저 핸들링 크레인(Riser Handling Crane)으로 들어올려 캣워크(Catwalk)로 이동시키고 다시 서브스트럭춰(Substructure) 상부의 드릴플로어(Drillfloor)로 수평이동시킨 다음 데릭(Derrick)을 사용하여 세워 해저유정으로 연속하여 내려 보내게 된다.
이와 같은 드릴쉽은 선체를 일정한 시추 지점로 이동시켜 정박한 상태에서 시추에 따른 각종 작업을 실시한다.
한편 시추 작업 시초에는 원형의 관인 컨덕터(Conductor) 파이프를 가스가 나올 부분에 박는 작업이 먼저 이루어진다. 컨덕터 파이프는 큰 직경의 파이프로 보어홀(borehole)이나 오일 웰(oil well)을 초기에 구조적으로 안정화시키는 역할을 하는 것으로, 드라이프 파이프(drive pipe)라고도 한다.
이전에는 드릴링 시작 시 처음 고정시키는 컨덕터 파이프를 드릴쉽이나 반잠수식 리그에 설치된 드릴링 머신(drilling machine)으로 작업을 하므로 약 8일 정도의 시간이 소요되었다.
이는 전체 드릴링 작업 중에 많은 일수를 차지하므로 이에 대한 개선책이 요구된다.
이러한 해결책의 하나로 해저에서 컨덕터 파이프의 매설 작업을 하면 조류나 해류 등에 의해 영향을 받지 않으므로 매설 작업 시간을 단축할 수 있다.
그리고 최근에 등록된 한국등록특허공보 제10-1424565호(2014.07.23) "건축 부재를 설치하기 위한 장치 및 방법"에는 파일 및 터널 섹션과 같은 건축 부재를 건축 부재 상에 장착된 충격 드라이버로 타격하여 설치하는 기술이 개시되어 있다.
한국특허등록공보 제10-1424565호(아이에이취시 홀랜드 아이이 비.브이.) 2014. 07. 23
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 해저에서 직접 컨턱터 파이프의 매설 작업을 하여 컨턱터 파이프의 매설 작업 기일을 단축할 수 있는 하이드로해머를 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 머드 매트(mud mat)를 해저에 안착시키는 단계; 상기 머드 매트에 컨덕터 파이프 지지대를 안착시키는 단계; 및 상기 컨덕터 파이프 지지대에 컨덕터 파이프(conductor pipe)를 안착시킨 후 하이드로해머(hydrohammer)로 상기 컨덕터 파이프를 타격하여 해저에 삽입시키는 단계를 포함하는 하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법이 제공될 수 있다.
ROV(Remotely Operated Vehicle)를 이용하여 상기 컨덕터 파이프 지지대의 평행도를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 ROV를 이용하여 상기 컨덕터 파이프 지지대의 각도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 컨덕터 파이프 지지대는, 상기 머드 매트에 분리 가능하게 결합되는 베이스 프레임; 및 상기 베이스 프레임에 마련되어 상기 컨덕터 파이프를 지지하는 지지 프레임을 포함할 수 있다.
상기 컨덕터 파이프 지지대는 상기 컨덕터 파이프를 매설한 후 시추 해양구조물로 회수될 수 있다.
상기 하이드로해머로 상기 컨덕터 파이프를 타격하는 동안 시추 해양구조물에서는 케이싱 홀의 드릴링 작업을 위해 드릴 파이프의 결합 작업을 할 수 있다.
상기 시추 해양구조물은 드릴쉽 또는 반잠수식 리그를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 하이드로해머를 이용하여 해저에서 직접 컨덕터 파이프를 매설할 수 있으므로 컨덕터 파이프의 매설 작업에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있고, 거친 해상의 환경에서도 영향을 받지 않고 작업을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이드로해머를 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 주요부를 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 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이드로해머를 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 주요부를 개략적으로 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하이드로해머를 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법은, 머드 매트(10, mud mat)를 해저에 안착시키는 단계(S100)와, 머드 매트(10)에 컨덕터 파이프 지지대(20)를 안착시키는 단계(S200)와, 컨덕터 파이프 지지대(20)에 컨덕터 파이프(30, conductor pipe)를 안착시킨 후 하이드로해머(40, hydrohammer)로 컨덕터 파이프(30)를 타격하여 해저에 삽입시키는 단계(S300)를 포함한다.
본 실시 예는 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(30)의 외주면을 지지하는 역할을 한다.
본 실시 예에서 머드 매트(10)의 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 지지대(20)를 안착시킨다. 컨덕터 파이프 지지대(20)는 직경이 36인치이고, 높이가 대략 70~100m인 컨덕터 파이프(30)를 지지하는 역할을 한다.
컨덕터 파이프(30)는 길이가 100m 가까이 되기에 이를 해저에 내릴 때 수면과 평행하지 않을 가능성이 높다. 이러한 문제점을 피하기 위해 컨덕터 파이프 지지대(20)를 먼저 해저에 안착시키고, ROV를 이용하여 수면과 평행하게 컨덕터 파이프 지지대(20)를 조절한다.
이는 컨덕터 파이프(30)를 해저에 안착 시 조류나 해저 지층 구조에 의해 컨덕터 파이프(30)가 수면과 평행하게 안착되지 않을 가능성이 큰 것을 고려한 것이다.
본 실시 예에서 컨덕터 파이프 지지대(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 머드 매트(10)에 분리 가능하게 결합되는 베이스 프레임(21)과, 베이스 프레임(21)에 마련되어 컨덕터 파이프(30)를 지지하는 지지 프레임(22)을 포함한다.
컨덕터 파이프 지지대(20)의 지지 프레임(22)은, 베이스 프레임(21)에 복수의 지지로드에 의해 회동 가능하게 마련되어 해저 지층이 경사진 경우에도 컨덕터 파이프(30)를 수면과 평행하게 지지할 수 있다.
또한 지지 프레임(22)의 중앙부에는 컨덕터 파이프(30)의 외주면을 잡아주는 관 형상의 홀더가 마련되고, 이 홀더는 ROV에 의해 체결 부위가 해제되어 컨덕터 파이프(30)로부터 분리될 수도 있다.
ROV에 의해 컨덕터 파이프 지지대(20)의 위치 조절 즉 수면과 평행하게 컨덕터 파이프(30)의 위치가 조절되면 컨덕터 파이프 지지대(20)에 컨덕터 파이프(30)를 안착한다. 이러한 안착 작업은 ROV에 의해 이루어질 수 있다.
컨덕터 파이프 지지대(20)에 컨덕터 파이프(30)가 안착되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨덕터 파이프(30)의 상단부에 하이드로해머(40)를 설치한다. 하이드로해머(40)는 해수를 이용하여 컨덕터 파이프(30)를 타격하여 해저에 매설할 수 있는 장치이다. 본 실시 예에서 하이드로해머(40)는 일 예로 IHC사의 하이드로해머(40)를 사용할 수 있다.
본 실시 예에서 하이드로해머(40)의 작동은 해상에 있는 시추 해양구조물인 드릴쉽이나 반잠수식 리그에 의해 제어될 수 있다.
하이드로해머(40)에 의해 컨덕터 파이프(30)의 매설 작업이 완료되면 컨덕터 파이프 지지대(20)를 머드 매트(10)로부터 분리한 후 시추 해양구조물로 회수하여 작업을 마무리한다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 하이드로해머를 이용하여 해저에서 직접 컨덕터 파이를 매설할 수 있으므로 컨덕터 파이프의 매설 작업에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있고, 거친 해상의 환경에서도 영향을 받지 않고 작업을 할 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.
10 : 머드 매트
20 : 컨덕터 파이프 지지대
21 : 베이스 프레임
22 : 지지 프레임
30 : 컨덕터 파이프
40 : 하이드로 해머

Claims (7)

  1. 머드 매트(mud mat)를 해저에 안착시키는 단계;
    상기 머드 매트에 컨덕터 파이프 지지대를 안착시키는 단계; 및
    상기 컨덕터 파이프 지지대에 컨덕터 파이프(conductor pipe)를 안착시킨 후 하이드로해머(hydrohammer)로 상기 컨덕터 파이프를 타격하여 해저에 삽입시키는 단계를 포함하는 하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    ROV(Remotely Operated Vehicle)를 이용하여 상기 컨덕터 파이프 지지대의 평행도를 확인하는 단계를 더 포함하는 하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 ROV를 이용하여 상기 컨덕터 파이프 지지대의 각도를 조절하는 단계를 더 포함하는 하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨덕터 파이프 지지대는,
    상기 머드 매트에 분리 가능하게 결합되는 베이스 프레임; 및
    상기 베이스 프레임에 마련되어 상기 컨덕터 파이프를 지지하는 지지 프레임을 포함하는 하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨덕터 파이프 지지대는 상기 컨덕터 파이프를 매설한 후 시추 해양구조물로 회수되는 것을 특징으로 하는 하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 하이드로해머로 상기 컨덕터 파이프를 타격하는 동안 시추 해양구조물에서는 케이싱 홀의 드릴링 작업을 위해 드릴 파이프의 결합 작업을 하는 것을 특징으로 하는 하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 시추 해양구조물은 드릴쉽 또는 반잠수식 리그를 포함하는 하이드로해머를 이용한 컨덕트 파이프의 매설방법.
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Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20140923

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid