KR20160035260A - 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법 - Google Patents
파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법 Download PDFInfo
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Abstract
파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법이 개시된다. 본 발명의 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법은, 머드 매트에 파워 스위블 유닛(power swivel unit)을 결합시키는 단계; 파워 스위블 유닛에 컨덕터 파이프를 안착시키는 단계; 및 파워 스위블 유닛으로 컨덕터 파이프를 회전시켜 해저에 삽입시키는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은, 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 파워 스위블 유닛을 이용하여 해저에서 컨덕터 파이프를 매설할 수 있는 파워 스위블 유닛을 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 공개된 한국공개특허공보 제2012-83410호(2012.07.25) "수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키기 위한 방법, 장치 및 시스템"에는 핀 파일(pin pile)과 같은 고리형 파일을 파워 스위블(power swivel)로 회전시켜 해저에 설치하는 기술이 개시되어 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 해저에서 직접 컨턱터 파이프의 매설 작업을 하여 컨턱터 파이프의 매설 작업 기일을 단축할 수 있는 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 머드 매트에 파워 스위블 유닛(power swivel unit)을 결합시키는 단계; 상기 파워 스위블 유닛에 컨덕터 파이프를 안착시키는 단계; 및 상기 파워 스위블 유닛으로 상기 컨덕터 파이프를 회전시켜 해저에 삽입시키는 단계를 포함하는 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법이 제공될 수 있다.
해저에서 상기 파워 스위블 유닛의 이동은 ROV(Remotely Operated Vehicle)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 파워 스위블 유닛을 상기 머드 매트에 결합시키기 전에 상기 머드 매트에 먼저 결합되는 가이드 포스트에 결합시킬 수 있다.
상기 파워 스위블 유닛은, 복수의 가로 프레임과 복수의 세로 프레임으로 이루어진 본체; 및 상기 본체에 마련되며, 상기 컨덕터 파이프를 회전시켜 해저로 삽입시키는 파워 스위블을 포함할 수 있다.
상기 파워 스위블 유닛으로 상기 컨덕터 파이프를 삽입시키는 동안 시추 해양구조물에서는 케이싱 홀의 드릴링 작업을 위해 드릴 파이프의 결합 작업을 할 수 있다.
상기 머드 매트의 안착과 사기 파워 스위블 유닛의 결합은 ROV에 의해 이루어지질 수 있다.
상기 시추 해양구조물은 드릴쉽 또는 반잠수식 리그를 포함할 수 있다.
상기 컨덕터 파이프를 해저에 삽입시킨 후에 상기 파워 스위블 유닛으로 컨턱터 파이플 시멘팅 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 파워 스위블 유닛을 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 실시예에 따른 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 실시 예에 채용된 파워 스위블 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시 예에 채용된 가이드 포스트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시 예에 채용된 파워 스위블 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시 예에 채용된 가이드 포스트를 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 실시예에 따른 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 실시 예에 채용된 파워 스위블 유닛을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 실시 예에 채용된 가이드 포스트를 개략적으로 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법은, 머드 매트(10)에 파워 스위블 유닛(30, power swivel unit)을 결합시키는 단계(S100)와, 파워 스위블 유닛(30)에 컨덕터 파이프(20)를 안착시키는 단계(S200)와, 파워 스위블 유닛(30)으로 컨덕터 파이프(20)를 회전시켜 해저에 삽입시키는 단계(S300)와, 컨덕터 파이프(20)를 시멘팅 하는 단계(S400)와, 파워 스위블 유닛(30)을 회수하는 단계(S500)를 구비한다.
머드 매트(10)는 큰 사각형 형상의 플레이트로 중앙부에는 보스(boss)가 마련되고, 이 보스는 컨덕터 파이프(20)의 외주면을 지지하는 역할을 한다.
본 실시 예에서 머드 매트(10)의 장착 위치의 조절은 ROV(Remotely Operated Vehicle)에 의해 이루어질 수 있다.
한편 본 실시 예는 머드 매트(10)를 해저에 먼저 안착한 후 머드 매트(10)의 상측부에 가이드 포스트(40)를 안착시킨 후 가이드 포스트(40)에 컨덕터 파이프(20)를 지지할 수도 있다. 가이드 포스트(40)는 직경이 36인치이고, 높이가 대략 70~100m인 컨덕터 파이프(20)를 지지하는 역할을 한다.
컨덕터 파이프(20)는 길이가 100m 가까이 되기에 이를 해저에 내릴 때 수면과 평행하지 않을 가능성이 높다. 이러한 문제점을 피하기 위해 가이드 포스트(40)를 먼저 해저에 안착시키고, ROV를 이용하여 수면과 평행하게 가이드 포스트(40)를 조절한다.
이는 컨덕터 파이프(20)를 해저에 안착 시 조류나 해저 지층 구조에 의해 컨덕터 파이프(20)가 수면과 평행하게 안착되지 않을 가능성이 큰 것을 고려한 것이다.
본 실시 예에서 가이드 포스트(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부에 위치하며 내부에 컨덕터 파이프(20)가 관통되는 메인 포스트(41)와, 메인 포스트(41)와 복수로 연결되어 메인 포스트(41)를 지지하는 복수의 지지 포스트(42)를 포함한다.
다음으로 가이드 포스트(40)를 해저에 설치하지 않은 경우 파워 스위블 유닛(30)을 머드 매트(10)에 고정한다.
본 실시 예에서 파워 스위블 유닛(30)을 머트 매트에 고정 시 전술한 ROV를 이용하여 결합 위치 세팅 및 체결 작업을 할 수 있다.
또한 본 실시 예에서 파워 스위블 유닛(30)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 가로 프레임과 복수의 세로 프레임으로 이루어진 본체(31)와, 본체(31)에 마련되며 컨덕터 파이프(20)를 회전시켜 해저에 삽입시키는 파워 스위블(32)을 포함하며, 파워 스위블(32)은 해수면에 부유된 드릴쉽이나 반 잠수식 리그와 같은 해상 구조물로부터 구동에 필요한 전력을 공급받을 수 있다.
나아가 본 실시 예에서 파워 스위블(30)은 해상 구조물로부터 그라우트(grout)를 포함하는 시멘트 부재를 공급받아 해저에 삽입된 컨덕터 파이프(20)의 외주면을 시멘팅 할 수도 있다.
이를 위해 본 실시 예에서 본체(31)에는 시멘트 부재의 이동 통로인 배관(미도시)과, 배관을 개폐하며 해상 구조물에서 원격으로 자동할 수 있는 개폐 밸브(미도시)가 마련될 수 있다.
본 실시 예는 컨덕터 파이프(20)를 해수면에 부유된 해상 구조물이 아닌 해저에 배치된 파워 스위블 유닛(30)으로 해저에 삽입시키는 작업을 하므로 해류나 풍랑 등의 영향을 받지 않고 작업을 할 수 있다.
또한 컨덕터 파이프(20)의 매설 작업이 해상 구조물과 독립적으로 이루어지므로 해상 구조물의 드릴 플로어 등에서는 드릴링에 필요한 드릴 파이프의 결합 작업(make-up) 등을 하여 드릴링 작업에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
본 실시 예에서 파워 스위블(32)은 선행기술로 설명한 한국공개특허공보 제2012-0083410호에 개시된 원격 작동 드릴 장치로 대체될 수 있다.
파워 스위블 유닛(30)이 머드 매트(10)에 안착된 후에 파워 스위블(32)을 구동시켜 컨덕터 파이프(20)를 해저에 삽입할 수 있다.
한편 본 실시 예에서 가이드 포스트(40)를 사용하는 경우 가이드 포스트(40)에 컨덕터 파이프(20)를 지지한 후 ROV를 이용하여 컨덕터 파이프(20)의 상측부에 파워 스위블 유닛(30)을 고정할 수 있다.
이후에 가이드 포스트(40)에 지지된 컨덕터 파이프(20)를 파워 스위블 유닛(30)으로 회전시켜 해저에 삽입할 수도 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 파워 스위블 유닛을 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.
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
30 : 파워 스위블 유닛
31 : 본체
32 : 파워 스위블
40 : 가이드 포스트
41 : 메인 포스트
42 : 지지 포스트
20 : 컨덕터 파이프
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Claims (8)
- 머드 매트에 파워 스위블 유닛(power swivel unit)을 결합시키는 단계;
상기 파워 스위블 유닛에 컨덕터 파이프를 안착시키는 단계; 및
상기 파워 스위블 유닛으로 상기 컨덕터 파이프를 회전시켜 해저에 삽입시키는 단계를 포함하는 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법. - 청구항 1에 있어서,
해저에서 상기 파워 스위블 유닛의 이동은 ROV(Remotely Operated Vehicle)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 파워 스위블 유닛을 상기 머드 매트에 결합시키기 전에 상기 머드 매트에 먼저 결합되는 가이드 포스트에 결합시키는 것을 특징으로 하는 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 파워 스위블 유닛은,
복수의 가로 프레임과 복수의 세로 프레임으로 이루어진 본체; 및
상기 본체에 마련되며, 상기 컨덕터 파이프를 회전시켜 해저로 삽입시키는 파워 스위블을 포함하는 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 파워 스위블 유닛으로 상기 컨덕터 파이프를 삽입시키는 동안 시추 해양구조물에서는 케이싱 홀의 드릴링 작업을 위해 드릴 파이프의 결합 작업을 하는 것을 특징으로 하는파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 머드 매트의 안착과 사기 파워 스위블 유닛의 결합은 ROV에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 시추 해양구조물은 드릴쉽 또는 반잠수식 리그를 포함하는 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 컨덕터 파이프를 해저에 삽입시킨 후에 상기 파워 스위블 유닛으로 컨턱터 파이플 시멘팅 처리하는 단계를 더 포함하는 컨덕터 파이프의 매설방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020140126610A KR20160035260A (ko) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 파워 스위블 유닛을 이용한 컨덕터 파이프의 매설방법 |
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Publications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115478798A (zh) * | 2021-06-15 | 2022-12-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 基于动力锚贯入的多锚管海洋水合物钻采井口支撑装置 |
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2014
- 2014-09-23 KR KR1020140126610A patent/KR20160035260A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115478798A (zh) * | 2021-06-15 | 2022-12-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 基于动力锚贯入的多锚管海洋水合物钻采井口支撑装置 |
| CN115478798B (zh) * | 2021-06-15 | 2024-03-22 | 中国石油天然气股份有限公司 | 基于动力锚贯入的多锚管海洋水合物钻采井口支撑装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |