KR20160117203A - 드로워크스 및 그를 작동시키기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

- 세장형 인양 부재(10)를 저장하고 감기 위한 제1 드럼(4);
- 세장형 인양 부재(10)를 저장하고 감기 위한 제2 드럼(8); 및
- 상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8)을 회전시키기 위한 회전 수단(24, 28)
을 포함하며;
- 상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8) 중 적어도 하나가 상기 회전 수단(24, 28)에 선택적으로 연결 가능하며 그리고 그로부터 연결 해제 가능한 것인, 드로워크스(1)가 설명된다.
또한, 드로워크스(1)를 작동시키기 위한 방법이 설명된다.

Description

드로워크스 및 그를 작동시키기 위한 방법{DRAW-WORKS AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}

본 발명은 드로워크스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 세장형 인양 부재(elongated hoisting member)를 저장하고 감기 위한 제1 드럼, 세장형 인양 부재를 저장하고 감기 위한 제2 드럼, 및 제1 및 제2 드럼을 회전시키기 위한 회전 수단을 포함하는 드로워크스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 드로워크스를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.

드로워크스는, 굴착 장치(drilling rig)의 구성요소인 일차적인 인양 기구이다. 그 주요 기능은 이동 도르래들(travelling blocks)을 상승 및 하강시키는 수단을 제공하는 것이고, 이동 도르래들은 부하 매달림 부재(load suspension member)에 추가적으로 연결된다. 와이어-로프 드릴링 라인이 드로워크스의 드럼 상에 감기며 그리고 상단 도르래(crown block) 및 이동 도르래로 연장되어, 드럼이 회전함에 따라 굴착 파이프(drill string)가 위아래로 이동할 수 있도록 한다. 드로워크스로부터 상단 도르래까지의 드릴링 라인의 세그먼트는 "패스트 라인(fast line)"으로 지칭된다. 이때, 드릴링 라인은 상단 도르래의 활차들(sheaves)로 진입하며 그리고 기계적인 장점을 위해서 상단 도르래 풀리 및 이동 도르래 풀리 사이에서 몇 차례 통과한다. 이어서, 라인은 상단 도르래 상의 마지막 활차를 빠져나가며 그리고 일반적으로 굴착 장치 바닥의 다른 측부의 유정탑 다리(derrick leg)에 묶인다. 드릴링 라인의 이러한 섹션은 "데드 라인(dead line)"으로 지칭된다.

"드로워크스"라는 용어는 종종, 인양 시스템 내의 기계를 규정하기 위해, "윈치(winch)"와 상호교환 가능하게 이용된다. 본 명세서에서, "드로워크스"는, 굴착 장치 및 승강 크레인을 구비하는 것과 같은 다른 인양 작업 모두에서 이용되는 것과 같은, 와이어 로프 또는 다른 세장형 인양 부재를 저장하고 감도록 구성되는 임의의 인양 기계를 의미하도록 취해질 것이다.

90년대 후반에, 능동적 요동 보상 수단(active heave compensation means)을 포함하는 드로워크스가 상업적으로 이용 가능하기 시작했다. 능동적 요동 보상형 드로워크스는 AC-구동형이었으며, 그리고, 단일 속도, 단일 샤프트, 직접적 기어 구동 및 복수의 AC 모터를 특징으로 했다.

보다 최근에, 하나의 드로워크스가 유정탑의 각각의 측부 상에 배치되는 이중 요동 보상형 드로워크스가 도입되었고, 이는 "데드 라인"이 유정탑에 또는 굴착 장치 바닥에 고정되지 않는 대신, 독립적인 공급원으로부터 동력을 공급받는 다른 드로워크스에 고정된다는 것을 의미한다. 이중 드로워크스는, 와이어 로프가 2개의 드로워크스로부터 동시에 감기게 될 수 있고, 그에 따라 본질적으로 이동 도르래의 속도를 배가시키기 때문에, 증가된 속도의 장점을 제공한다. 더불어, 이중 드로워크스는, 와이어 로프가 하나의 윈치 드럼으로부터, 풀리 위로 그리고 제2 윈치 드럼으로 감길 수 있기 때문에, 드로워크스 중 하나가 고장나는 경우에, 대리 기능성(redundancy)의 장점 뿐만 아니라, 마모된 와이어 로프의 단순화된 교체, 소위 라인 교환의 장점을 또한 제공한다. 이중 드로워크스는, 드로워크스가 유정탑의 각각의 측부 상에 배치됨에 따라, 큰 점유 공간(footprint)을 남기는 단점을 구비하며, 이용 가능한 공간이 종종 굴착 장치 바닥 상으로 제한된다.

요동-보상형 드로워크스에 대한 것을 포함하는, 드로워크스에 대한 중량의 측면에서의 인양 용량에 대한 요건이 점증적으로 커지고 있으며, 그리고 드로워크스가 그에 따라 치수 결정될(dimensioned) 필요가 있다. 드로워크스에 대한 설계 부하를 설정하는 것은 흔히, 무거운 분출 방지기(blow-out preventer)(BOP) 또는 굴착 파이프의 인양이다. 동시에, 인양 속도를 증가시키기 위한, 특히 감아 올림(tripping) 속도를 높이기 위한, 즉 전형적인 드로워크스가 가장 빈번하게 관련되는 프로세스인, 굴착 파이프를 시추공 외부로 잡아당기기 위한 또는 굴착 파이프를 시추공 내로 교체하기 위한 시간을 감소시키기 위한, 위한 강한 요구가 있다. 이러한 문제는 통상적인 이중 드로워크스 시스템에서 하나 또는 2개의 드로워크스의 모터 용량을 배가시키는 것에 의해서 해결될 수 있으나, 이는 이미 매우 큰 점유 공간을 남기는 시스템의 비용 및 중량을 상당히 증가시킬 것이다.

본 발명은 종래 기술의 단점들 중 적어도 하나를 치유하거나 또는 감소시키기 위한, 또는 적어도 종래 기술에 대한 유용한 대안을 제공하기 위한 목적을 갖는다.

그러한 목적은 이하의 설명에서 그리고 뒤따르는 청구범위에서 구체화되는 특징들을 통해 달성된다.

본 발명은 독립 특허 청구항에 의해서 한정된다. 종속 청구항들은, 본 발명의 유리한 실시예들을 한정한다.

제1 양태에서, 본 발명은:

- 세장형 인양 부재를 저장하고 감기 위한 제1 드럼;

- 세장형 인양 부재를 저장하고 감기 위한 제2 드럼; 및

- 제1 드럼 및 제2 드럼을 회전시키기 위한 회전 수단

을 포함하고,

- 제1 드럼 및 제2 드럼 중 적어도 하나가 상기 회전 수단에 선택적으로 연결될 수 있으며 그리고 그로부터 연결 해제될 수 있는 것인, 드로워크스에 관한 것이다.

본 발명은, 제1 양태에 따른 그의 가장 넓은 형태에서, 인양 중량 및 속도 용량 사이의 상충을 동반하는 난제를 해결한다. 전형적으로 어떤 종류의 와이어 로프일 것인, 세장형 인양 부재는, 드럼들 중 하나 또는 양자 모두로부터 감기게 될 수 있을 것이다. 드럼들 중 하나를 회전 수단으로부터 연결 해제/잠금 해제하는 것에 의해, 회전 수단으로부터의 모든 토크가 드럼들 중 다른 하나를 위해 이용 가능할 것이다. 이러한 작동 모드는, 인양 속도가 본질적이지 않은, 굴착 파이프들 또는 분출 방지기와 같은 특히 무거운 중량물을 들어올릴 때, 이용될 수 있을 것이다. 2개의 드럼을 모두 회전 수단에 연결하는 것에 의해, 이용 가능한 토크는 2개의 드럼들 사이에서 공유될 것인 한편, 이동 도르래로부터 보여지는 바와 같은 라인 속도는, 모든 토크가 하나의 드럼을 위해 이용 가능한 모드와 비교하여, 실질적으로 배가될 것이다. 이러한 후자의 모드는, 속도가 본질적이지만, 하중은 덜 무거운, 감아 올림 및 다른 작업에서 특히 유용할 수 있을 것이다. 그에 따라, 본 발명에 따른 드로워크스는, 동시에 모터 용량을 배가시킬 필요 없이 단일 드로워크스에서 전형적으로 볼 수 있는 바와 같은 최대 토크를 동시에 제공하는 가운데, 종래 기술에 따른 이중 드로워크스에서 볼 수 있는 바와 같은, 증가된 속도의 장점을 제공할 수 있을 것이다. 그에 따라, 본 발명에 따른 드로워크스는 또한 단순하면서도 다소 저렴한 2:1 변속기를 포함하는 것으로 또한 간주될 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 상기 제1 드럼 및 상기 제2 드럼 중 적어도 하나는, 원격적으로 작동 가능한 스플라인(spline) 연결부와 같은, 원격적으로 작동 가능한 연결부에 의해 상기 회전 수단에 선택적으로 연결될 수 있으며 그리고 그로부터 연결 해제될 수 있을 것이다. 대안적인 실시예에서, 연결부는, 록킹 독(locking dog), 록킹 클로(locking claw), 마찰 커플링 또는 그들의 조합과 같은, 다른 기계적인 연결부/커플링 방식으로 실현될 수 있을 것이다. 커플링들/연결부들은 원격적으로 작동 가능할 것이다. 이는, 전술한 2개의 모드들 사이에서, 즉 2개의 드럼을 모두 구동하는 것 또는 단지 하나의 드럼을 구동하는 것 사이에서, 원격적으로 그리고 신속하게 전환될 수 있는 드로워크스의 큰 장점을 갖는다. 원격 작동은, 전기식, 유압식 또는 공압식일 수 있는 액추에이터에 의해 구현될 수 있을 것이다. 전환은, 수동으로 또는 제어 유닛에 의해 자동으로 실행될 수 있을 것이다. 전형적으로, 드럼들은, 한 세트의 베어링에 의해 회전 가능한 샤프트 둘레에 매달리게 될 것이다. 연결부/커플링이 활성화되고/맞물릴 때, 드럼은 샤프트와 함께 회전할 것인 반면, 연결부가 맞물림 해제될 때, 샤프트는 베어링들 내에서 드럼 내부에서 자유롭게 회전할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 회전 수단으로부터, 전형적으로 전술한 바와 같은 샤프트로부터, 연결 해제된 드럼이, 드럼의 지지 구조물에, 전형적으로 드럼 하우징/드로워크스 활주 프레임(skid frame)에 잠기게 되어, 샤프트와 함께 회전하지 않는 것을 보장하도록 할 수 있을 것이다. 잠금은, 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같은 통상적인 디스크 브레이크 또는 밴드 브레이크로서 구현될 수 있는, 드로워크스 제동 수단에 의해 실행될 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 회전 수단은 제1 드럼을 회전시키기 위한 제1 회전 수단 및 제2 드럼을 회전시키기 위한 제2 회전 수단을 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 회전 수단은 선택적으로, 서로 기계적으로 연결 가능하고 서로로부터 연결 해제 가능할 수 있을 것이다. 이는 또 다른 동작 모드에 대해, 즉 이하에서 설명될 것과 같이 드럼들이 서로 독립적으로 작동하게 되는 모드에 대해 열려 있다.

상기 제1 회전 수단은, 하나 이상의 모터, 기어 및 제1 회전 가능 샤프트를 포함할 수 있으며, 그리고 상기 제2 회전 수단은, 하나 이상의 모터, 기어 및 제2 회전 가능 샤프트를 포함할 수 있고, 제1 회전 가능 샤프트는 선택적으로, 제2 회전 가능 샤프트에 기계적으로 연결될 수 있으며 그리고 그로부터 연결 해제될 수 있다. 전형적으로, 각각의 회전 수단은, 기어 맞물림 수단을 통해 샤프트를 회전시키는 복수의 AC 모터를 포함할 것이다. 회전 수단의 샤프트가 2개로 분할되는 것을, 즉 제1 샤프트를 제2 샤프트로부터 연결 해제/잠금 해제하는 것을, 허용함에 의해, 하나 이상의 모터를 각각 구비하는 2개의 드럼은 독립적으로 작동하게 될 수 있을 것이고, 이는 대리 기능성 및/또는 라인 교환 작업을 위해 유리할 수 있을 것이다. 제1 및 제2 샤프트는, 양 측으로부터의 모터들로부터의 조합된 토크를 갖는 하나로서 샤프트를 구동하기 위해, 후속적으로 다시 연결될 수 있을 것이다. 바람직한 실시예에서, 제1 회전 가능 샤프트는 선택적으로, 원격적으로 작동 가능한 스플라인 연결부와 같은 원격적으로 작동 가능한 연결부에 의해, 제2 회전 가능 샤프트에 기계적으로 연결될 수 있으며 그리고 그로부터 연결 해제될 수 있을 것이다. 대안적인 실시예에서, 연결부는, 바람직하게 모두 원격적으로 작동 가능한, 록킹 독, 록킹 클로, 마찰 커플링 또는 이들의 조합과 같은, 다른 기계적인 연결부의 측면에서 실현될 수 있을 것이다. 원격 작동은, 전기식, 유압식 또는 공압식일 수 있는 액추에이터에 의해 구현될 수 있을 것이다. 샤프트/회전 수단에 대한 드럼의 연결 및 연결 해제에 대해서 전술한 바와 같이, 원격 작동은 본 명세서에서 설명되는 드로워크스의 작동의 여러 모드들 사이의 신속한 전환을 허용할 수 있을 것이다. 제1 및 제2 샤프트가 연결 해제될 때, 2개의 드럼은, 종래 기술에 따른 이중 드로워크스에서와 같이, 독립적으로 작동하게 될 수 있을 것이다.

샤프트들이 축방향으로 정렬되며 그리고 전술한 연결부들/커플링들 중 하나에 의해서만 연결되는 실시예가 아마도 가장 관련될 것이지만, 드럼 샤프트들은 반드시 축방향으로 정렬될 필요가 없는 대신, 그들 사이의 1:1 기어와 더불어 약간 치우치게 될 수 있다는 것을 알아야 한다.

일 실시예에서, 드로워크스는 요동 보상 수단을 더 포함할 수 있을 것이다. 당업자는, 드로워크스가 그 위에 배치되는 선박(vessel)/플랫폼의 전형적으로 바람 및 바다로 인한 움직임이, 부하물을 해저면(sea-bed)에 대해 실질적으로 고정된 위치에 유지하도록 하기 위해 또는 부하물을 해저면에 대해 실질적으로 미리 결정된 속도로 이동시키도록 하기 위해, 요동 보상 수단에 의해 대응될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 요동 보상 수단은, 선박의/플랫폼의 움직임을 감지하고 계산하기 위한 그리고 움직임에 실질적으로 대응하도록 와이어 로프를 풀거나 감도록 윈치 드럼을 작동시키기 위한, 하나 이상의 움직임 기준 유닛(motion reference unit)(MRU)을 포함하는 제어 유닛을 포함한다.

본 발명은 또한, 본 발명의 제1 양태에 따른 드로워크스를 포함하는 인양 시스템에 관한 것이다. 인양 시스템은 전형적으로, 와이어 로프와 같은 세장형 인양 부재, 다수의 활차를 또한 포함할 것이며, 그러한 활차들 중 일부는 상단 도르래 및 이동 도르래 내에 포함되고, 그러한 활차들 중 일부는 드로워크스로부터 상단 도르래 및 이동 도르래로 그리고 다시 드로워크스로 세장형 인양 부재를 안내하기 위한 것이다. 나아가, 인양 시스템은 드럼들의 회전을 전자적으로 제어하기 위한 제어 유닛을 포함할 것이다.

본 발명의 제1 양태에 따른 드로워크스를 포함하는 인양 시스템을 포함하는 굴착 장치가 또한 본 명세서에 개시된다.

제2 양태에서, 본 발명은, 본 발명의 제1 양태에 따른 드로워크스를 작동시키기 위한 방법으로서,

- 제1 드럼 및 제2 드럼 양자 모두를, 2개의 드럼이 동기식으로 회전하도록 하기 위해, 회전 수단에 연결하는 단계

를 포함하는 것인, 드로워크스 작동 방법에 관한 것이다.

이러한 단계는, 바람직하게 감아 올림에 이용될 수 있는 것과 같은, 이중 모드/신속 모드에서 드로워크스를 작동시키는 것으로서 설명될 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 방법은:

- 상기 제1 드럼 및 상기 제2 드럼 중 하나를, 드럼들 중 하나 만 회전하도록 하기 위해, 상기 회전 수단으로부터 연결 해제하는 단계

를 더 포함할 수 있을 것이다.

이러한 단계는, 2개의 회전 수단 모두의 토크가 하나의 드럼에 조합됨에 따라, 토크 모드/단일 모드로 드로워크스를 작동시키는 것으로 설명될 수 있을 것이다. 이는, 무거운 부하물들을 들어올리기 위해 및/또는 속력이 덜 중요할 때, 특히 유용할 것이다.

특히, 본 발명은 하나의 드럼 또는 2개의 드럼 모두가 회전 수단에 연결되는 2개의 모드 사이에서의 전환과 관련된다. 이러한 전환은 바람직하게, 원격적으로 실행될 수 있을 것이다.

마지막으로, 방법은, 상기 제1 드럼 및 제2 드럼을 독립적으로 작동시키기 위해, 상기 제1 드럼을 회전시키기 위한 제1 회전 수단을 상기 제2 드럼을 회전시키기 위한 제2 회전 수단으로부터 연결 해제하는 단계를 더 포함할 수 있을 것이며, 그에 대한 장점은 이미 이상에 설명되었다. 이러한 후자의 동작 모드는, 독립적인 모드로서 설명될 수 있을 것이다. 또한 상기한 바와 같이, 연결 및 연결 해제는, 바람직하게 스플라인 연결부에 의해, 또는 이상에 언급된 다른 유형의 연결부들에 의해, 그리고 추가로 바람직하게 원격적으로, 제1 샤프트 및 제2 샤프트를 서로에 대해 연결 및 연결 해제하는 것에 의해 실현될 수 있을 것이다. 그에 따라, 본 발명은 또한, 본 명세서에 설명되는 3개의 작동 모드들; 즉, 이중 모드, 단일 모드 및 독립적인 모드 사이에서의 전환과 관련된다.

이하에, 첨부 도면에 도시되는 바람직한 실시예에 대한 예가 설명된다.
도 1은 종래 기술에 따른 드로워크스를 포함하는 인양 시스템을 개략적인 측면도로 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 드로워크스를 포함하는 인양 시스템을 개략적인 사시도로 도시하며;
도 3은 본 발명에 따른 드로워크스를 포함하는 인양을 개략적인 평면도로 도시하고;
도 4는 본 발명에 따른 드로워크스를 상세한 정면도로 도시한다.

이하에서, 참조 부호 1은 본 발명에 따른 드로워크스를 지시하는 반면, 참조 부호 1'은 종래 기술에 따른 드로워크스를 지시한다. 동일한 참조 부호들이 도면들에서 동일한 또는 유사한 특징부를 지시할 것이다. 도면들은 개략적으로 그리고 단순화되어 도시되며, 그리고 도면들 내의 여러 특징부들은 반드시 실척으로 도시되는 것은 아니다.

도 1은 종래 기술에 따른 이중 드로워크스(1')를 갖는 인양 시스템(3')을 도시한다. 와이어 로프 형태의 세장형 인양 부재(10')가 유정탑(6')의 좌측에 배치되는 제1 드럼(4') 및 유정탑(6')의 우측에 배치되는 제2 드럼(8')에 저장되고 감긴다. 와이어 로프(10')는 제1 드럼(4')으로부터 제2 드럼(8')으로, 제1 안내 활차(12') 위에서 상단 도르래(14')로, 아래의 이동 도르래(16')로 감기게 되며, 와이어 로프(10')는 요구되는 기계적 장점을 생성하기 위해 상단 도르래(14') 및 이동 도르래(16') 둘레에 몇 차례 회전하게 된다. 와이어 로프(10')는 상단 도르래(14')을 떠나서, 제2 드럼(8')으로 진입하기 이전에 제2 안내 활차(18') 위를 지나게 된다. 제1 드럼(4')은, 제1의, 미도시된, 회전 수단에 의해 회전할 수 있는 반면, 제2 드럼(8')은 제2의, 미도시된, 회전 수단에 의해 회전할 수 있다. 굴착 파이프 형태의 부하물(2')이 이동 도르래(16')로부터 매달리는 것으로 도시되어 있다. 회전 수단은 전형적으로, 드럼들(4', 8')이 그에 연결되는 샤프트를 회전시키도록 구성되는 복수의 AC 모터를 포함할 것이다. 제1 드럼(4')은 부분적으로 제1 하우징(20') 내에 위치하게 되는 가운데, 제2 드럼(8')은 부분적으로 제2 하우징(22') 내에 위치하게 된다. 드럼들(4', 8')의 감는 작동은, 움직임 기준 유닛을 포함하는, 도시되지 않은 제어 유닛에 의해서 제어된다. 그러나, 특히 선박의 요동에 대응하는 것을 목적으로 할 때, 드럼들(4', 8')의 비교적 복잡한 회전 운동에 관한 설명이 본 설명의 범위를 넘어서는 것이며, 그리고 본 명세서에 보다 구체적으로 설명하지 않을 것이다. 종래 기술에 따른 드로워크스(1')는, 단일 드로워크스 시스템 보다 우수한, 증가된 인양 속도, 대리 기능성, 및 와이어 로프(10')의 교체를 위한 단순화된 라인 교환에 대한 장점을 제공한다.

도 2는 유정탑(6) 내에 배치되는 본 발명에 따른 드로워크스(1)를 갖는 인양 시스템(3)을 도시한다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 드로워크스(1)는, 조합된 단일 및 이중 드로워크스로서 간주될 수 있을 것이다. 또한, 도시된 실시예에서, 드로워크스는, 유정탑(6)의 동일한 측부 상에 서로 인접하게 배치되는 2개의 분리된, 독립적인 드로워크스로서 작동하게 되거나, 또는 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 최대 토크를 위한 하나의 모드 및 증가된 속도를 위한 다른 하나의 모드인, 2개의 상이한 모드를 갖는 단일 드로워크스로서 작동하게 될 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 드로워크스(1)가 포함되는 인양 시스템 내에서 와이어 로프(10)를 배열하기 위한 많은 방식이 존재한다는 것을 알아야 할 것이다. 2개의 드럼(4, 8) 모두 유정탑(6)의 동일한 측부 상에 제공되기 때문에, 드럼들(4, 8) 중 하나로부터의 와이어 로프(10)의 굽힘부의 뒤집힘(flip)이 포함될 수 있지만, 반드시 포함하여야 하는 것은 아니다. 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 와이어 로프(10)의 방향은 또한, 시스템 내의 여러 활차들 사이에서 점진적으로 변화하게 될 수 있으며, 그리고 그에 따라 본 명세서에서 상세하게 더 설명되지 않을 것이다. 활차 배열은 단지, 도면에서 매우 단순화되어 도시되어 있다.

도 2의 사시도에서, 와이어 로프(10)의 양 단부가 모두, 유정탑(6)의 하나의 측부 상의 드로워크스(1)에 연결된다는 것이 확인될 수 있다. 와이어 로프(10)가 상단 도르래(14)로 진입하기 이전에, 와이어 로프(10)가 제1 쌍의 안내 활차(12) 위에서 연장되며, 그리고 드로워크스(1)로 다시 연장되기 이전에, 상단 구동부 및 굴착 파이프로서 본 명세서에서 개략적으로 지시되는, 부하물(2)에 연결되는 이동 도르래(16)로 아래로 연장되는 것으로서, 이중성이 도면에서 확인할 수 있다. 와이어 로프(10)는 또한, 도면에서, 다시 유정탑(6)의 동일한 측부로의 와이어 로프(10)의 이어짐을 나타내기 위해 수평 평면에 놓이는 것으로 도시되는, 안내 활차(18) 위에서 연장된다. 상단 도르래(14) 및 이동 도르래(16)의 여러 활차들 사이에서의 와이어 로프(10)의 교차는, 도면에 도시되지 않는다. 전술한 바와 같이, 당업자가, 와이어 로프가 수많은 상이한 방식으로 배열될 수 있다는 것을 이해할 수 있으며, 그리고 이것은 본 명에서에서 더 상세하세 설명되지 않는다.

도 3은, 이상에서 확인되는 바와 같은 드로워크스(1)를 갖는 유정탑(6)을, 매우 단순화된 방식으로, 도시한다. 여기에서, 드로워크스(1)는 약간 더 상세하게 도시되며, 그리고 제1 드럼(4)이 제2 드럼(8)에 연결되는 것이 확인될 수 있고, 각각의 드럼(4, 8)은 회전 수단들(24, 28)에 개별적으로 연결된다. 와이어 로프(10)는 2개의 드럼(4, 8) 모두로부터 유정탑(6)으로 연장되며, 유정탑에서 와이어 로프가 부하물(2)에 연결된다. 간결함을 위해서, 활차 배열은, 이 도면에 도시되지 않는다.

도 4는 본 발명에 따른 드로워크스(1)의 일 실시예에 대한 보다 상세한 도면이다. 드로워크스는, 제1 회전 수단(24) 및 제2 회전 수단(28)에 의해 개별적으로 회전할 수 있는, 제1 드럼(4) 및 제2 드럼(8)을 포함하고, 제1 회전 수단(24)은, 단지 그 중 2개만 도면에서 확인될 수 있는, 3개의 AC 모터(30), 기어(40) 및 제1 샤프트(32)를 포함한다. 유사하게, 제2 회전 수단(28)은, 단지 그 중 2개만 도면에서 확인될 수 있는, 3개의 AC 모터(34), 기어(41) 및 제2 샤프트(36)를 포함한다. 드로워크스(1)의 2개의 측부는 실질적으로 동일하며, 그에 따라, 제1 드럼(4)을 포함하는, 좌측 측부만을 이하에서 상세하게 설명할 것이다. 각각의 AC 모터(30)는 모터 커플링(38) 및 기어(40)를 통해 샤프트(32)에 연결되고, 기어(40)는 기어 케이스(42) 내에 배치된다. 샤프트(32)는 복수의 샤프트 베어링(44)을 갖도록 제공되는 가운데, 제동 기능성이 브레이크 디스크들(46) 및 캘리퍼들(48)에 의해 보장된다. 도시된 실시예에서, 제1 샤프트(32) 및 제2 샤프트(36)는, 샤프트 연결부(50)에서 연결된다. 도시된 실시예에서, 샤프트 연결부(50)는, 2개의 샤프트(32, 36) 및 그로 인해 2개의 회전 수단(24, 28)이 선택적으로 서로에 대해 기계적으로 연결되고 연결 해제되는 것을 가능하게 하는, 상세하게 도시되지 않은, 원격적으로 작동 가능한 스플라인 연결부이며, 이는, 2개의 샤프트(32, 36)가 연결될 때, 제1 세트의 AC 모터(30)로부터의 토크가 제2 세트의 AC 모터(34)로부터의 토크와 조합될 수 있다는 것을 암시한다. 다른 가능한 샤프트 연결부들(50)이 설명의 전반적인 부분에서 설명되었다.

서로에 대해 선택적으로 연결 및 연결 해제될 수 있는 샤프트(32, 36)에 더하여, 제1 및 제2 드럼(4, 8) 또한, 각각 제1 및 제2 샤프트(32, 36)에 대해 연결 해제될 수 있고 연결될 수 있다. 제1 드럼(4)은, 원격적으로 작동 가능한 스플라인 연결부 형태의, 연결부(52)에 의해 회전 가능한 제1 샤프트(32)의 회전 운동에 대해 선택적으로 연결될 수 있고 그로부터 연결 해제될 수 있다. 유사하게, 제2 드럼(8) 또한, 원격적으로 작동 가능한 스플라인 연결부 형태의, 연결부(54)에 의해 회전 가능한 제2 샤프트(36)의 회전 운동에 대해 선택적으로 연결될 수 있고 그로부터 연결 해제될 수 있다. 그들의 개별적인 샤프트(32, 36)에 대한 드럼들(4, 8)을 위한 다른 가능한 연결부가 설명의 전반적인 부분에서 설명되었다. 브레이크 디스크들(46) 및 캘리퍼들(48)에 의해, 드럼들(4, 8)이 의도와 다르게 회전하지 않는 것을 보장하기 위해, 드럼들의 그들의 개별적인 샤프트(32, 36)로부터 연결 해제될 때, 드럼들(4, 8)을 그들의 개별적인 드럼 하우징(20, 22)에 또한 록킹할 수 있을 것이다. 밴드 브레이크와 같은 다른 유형의 브레이크가 또한 이용될 수 있을 것이다. 2개의 드럼(4, 8) 모두를 샤프트들(32, 36)로부터 동시에 연결 해제시키는 것은 일반적으로 말이 되지 않는다는 것을 알아야 할 것이다.

전술한 설명에 따른 드로워크스와 함께하는 가능한 동작 모드들이 아래와 같이 개설될 수 있을 것이다.

이중 모드: 2개의 드럼(4, 8)이 모두 그들의 개별적인 샤프트(32, 36)에 연결되고/잠기며, 그리고 2개의 샤프트(32, 36)는 서로에 대해 연결되고/잠긴다. 양 측면으로부터의 AC 모터(30, 34)로부터의 토크가, 동기식으로 작동하는 2개의 드럼(4, 8) 모두를 회전시키기 위해, 조합된다. 이러한 작동 모드는, 동일한 최대 회전 속도의 드럼을 갖는 단일 드로워크스와 비교하여, 이동 도르래(16)로부터 볼 때, 인양 속도를 실질적으로 배가시킬 것이다. 전술한 바와 같이, 이러한 이중 모드는, 감소된 작동 시간으로 인해, 감아 올림 도중에 이용하기에 특히 유리할 수 있을 것이다.

단일 모드: 2개의 샤프트(32, 36)가 여전히 함께 연결되고/잠겨 있는 가운데, 드럼들(4, 8) 중 하나는 그의 개별적인 샤프트(32, 36)로부터 연결 해제/잠금 해제되고, 드럼들(4, 8) 중 다른 하나는 그의 개별적인 샤프트(32, 36)에 연결되고/잠긴다. 그에 따라, AC 모터들(30, 34)로부터의 토크가 드럼들(4, 8) 중 하나를 회전시키기 위해 조합될 것이고, 이중 모드와 비교하여 인양 속도를 실질적으로 반감시키는 가운데, 하나의 드럼으로의 토크 전달을 실질적으로 배가시킬 것이다. 이러한 단일 모드는, 굴착 파이프들 및 분출 방지기와 같은, 특히 무거운 부하물들을 들어올릴 때 이용하기에 유리할 수 있을 것이다.

독립 모드: 2개의 드럼(4, 8) 모두, 2개의 샤프트가 서로로부터 연결 해제/잠금 해제되는 가운데, 그들의 개별적인 샤프트(32, 36)에 연결되고/잠긴다. 이는, 2개의 측부들 사이에서의 토크의 전달 없이, 2개의 드럼(4, 8) 모두 그 자체의 AC 모터(30, 34) 세트에 의해 독립적으로 작동한다는 것을 의미한다. 이러한 작동 모드는, 도 1을 참조하여 이상에서 논의된 종래 기술에 따른 이중 드로워크스(1')와 실질적으로 유사하며, 2개의 드럼(4, 8)이 모두 유정탑(6)의 동일한 측부 상에 제공된다는 차이점을 갖는다. 드럼들(4, 8)이 독립 모드에서 동기식으로 회전하게 될 수 있으며, 동기화는 이때 도시되지 않은 제어 유닛에 의해 전자적으로 보장된다는 것을 알아야 할 것이다. 이는, 소위 "바닥에 대해 고정된(fixed-to-bottom)" 능동적 요동-보상 작동에서 특히 유용할 것이다. AC 모터(30, 34) 세트들 중 하나가 고장인 경우에, 요동 보상이 다른 AC 모터(30, 34) 세트 및 다른 드럼(4, 8)에 의해 중단 없이 취해지는 가운데, 그러한 고장난 세트(30, 34) 및 종속적인 드럼(4, 8)은 정지될 수 있을 것이다.

전술한 실시예들이 발명을 제한하는 대신 예시한다는 것을, 그리고 당업자가 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어남 없이, 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있다는 것을 알아야 할 것이다. 청구항들에서, 괄호들 사이에 놓이는 임의의 참조 부호들은 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다. "포함한다"라는 동사 및 그 활용형의 이용은, 청구항에서 기술된 것 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 요소에 선행하는 부정관사("a" 또는 "an")는, 복수의 그러한 요소의 존재를 배제하지 않는다.

특정 수단들이 서로 상이한 종속항들에서 인용되었다는 단순한 사실이, 이러한 수단들의 조합이 유리하게 이용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.

Claims (14)

1. 드로워크스(1)로서:
   - 세장형 인양 부재(10)를 저장하고 감기 위한 제1 드럼(4);
   - 세장형 인양 부재(10)를 저장하고 감기 위한 제2 드럼(8); 및
   - 상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8)을 회전시키기 위한 회전 수단(24, 28)을 포함하는 드로워크스(1)에 있어서,
   - 상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8) 중 적어도 하나는, 상기 회전 수단(24, 28)에 선택적으로 연결 가능하며 그리고 그로부터 연결 해제 가능한 것을 특징으로 하는 드로워크스.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8) 중 적어도 하나는, 원격적으로 작동 가능한 스플라인 연결부와 같은, 원격적으로 작동 가능한 연결부(52, 54)에 의해, 선택적으로 상기 회전 수단(24, 28)에 연결 가능하며 그리고 그로부터 연결 해제 가능한 것인, 드로워크스.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8) 중 적어도 하나는, 상기 제1 드럼 및 상기 제2 드럼 중 적어도 하나가 상기 회전 수단으로부터 연결 해제될 때, 드로워크스 지지 구조물(20, 22)에 록킹될 수 있는 것인, 드로워크스.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전 수단(24, 28)은 상기 제1 드럼(4)을 회전시키기 위한 제1 회전 수단(24) 및 상기 제2 드럼(8)을 회전시키기 위한 제2 회전 수단(28)을 포함하고, 상기 제1 회전 수단(24) 및 제2 회전 수단(28)은 선택적으로, 서로에 대해 기계적으로 연결가능하며 그리고 서로로부터 연결 해제 가능한 것인, 드로워크스.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제1 회전 수단(24)은 하나 이상의 모터(30) 및 제1 회전가능 샤프트(32)를 포함하고, 상기 제2 회전 수단(28)은 하나 이상의 모터(34) 및 제2 회전가능 샤프트(36)를 포함하며, 상기 제1 회전가능 샤프트(32)는 선택적으로, 상기 제2 회전가능 샤프트(36)에 기계적으로 연결 가능하며 그리고 그로부터 연결 해제 가능한 것인, 드로워크스.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제1 회전가능 샤프트(32)는 선택적으로, 원격적으로 작동 가능한 스플라인 연결부와 같은, 원격적으로 작동 가능한 연결부(50)에 의해, 상기 제2 회전 가능 샤프트(36)에 기계적으로 연결 가능하며 그리고 그로부터 연결 해제 가능한 것인, 드로워크스.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
   상기 제1 드럼(4)은 복수의 베어링(44) 상의 상기 제1 회전가능 샤프트(32) 상에 매달리게 되고, 상기 제2 드럼(8)은 복수의 베어링(44) 상의 상기 제2 회전가능 샤프트(36) 상에서 매달리게 되는 것인, 드로워크스.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 드로워크스는 요동 보상 수단을 더 포함하는 것인, 드로워크스(1).
9. 인양 시스템(3)으로서,
   본 발명에 따른 드로워크스(1)를 포함하는 것인 인양 시스템.
10. 제 1항에 따른 드로워크스(1)를 포함하는 굴착 장치.
11. 제 1항에 따른 드로워크스(1)를 작동시키기 위한 방법으로서,
    - 상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8)을 모두, 상기 2개의 드럼(4, 8)이 동기식으로 회전하도록, 상기 회전 수단에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드로워크스 작동 방법.
12. 제 11항에 있어서,
    - 상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8) 중 하나를, 상기 드럼들(4, 8) 중 단지 하나만 회전하도록 하기 위해, 상기 회전 수단(24, 28)으로부터 연결 해제하는 단계를 더 포함하는 것인, 드로워크스 작동 방법.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8) 양자 모두 상기 회전 수단(24, 28)에 연결되는 모드와, 상기 제1 드럼(4) 및 상기 제2 드럼(8) 중 단지 하나만 상기 회전 수단(24, 28)에 연결되는 모드 사이에서 전환하는 단계를 더 포함하는 것인, 드로워크스 작동 방법.
14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 드럼(4) 및 제2 드럼(8)을 독립적으로 작동시키기 위해, 상기 제1 드럼(4)을 회전시키기 위한 제1 회전 수단(24)을 상기 제2 드럼(8)을 회전시키기 위한 제2 회전 수단(28)으로부터 연결 해제하는 단계를 더 포함하는 것인, 드로워크스 작동 방법.
    

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