KR20160131613A - 비오피 트롤리 설치구조 및 그 비오피 트롤리 설치구조를 갖는 시추 해양구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비오피 트롤리 설치구조 및 그 비오피 트롤리 설치구조를 갖는 시추 해양구조물에 관한 것으로, 문풀의 내주에 트롤리 레일이 설치되고, 그 트롤리 레일 위에는 트롤리 레일을 따라 이동하면서 BOP를 문풀 센터 위치로 이동하는 BOP 트롤리가 설치되며, BOP가 드릴플로어에 간섭되는 것을 효과적으로 방지하기 위하여 BOP 트롤리가 문풀의 버텀 레벨까지 위치하도록 구성함으로써, BOP 트롤리의 높이에 상응하여 설치되는 드릴플로어의 높이 또한 낮출 수 있으므로, 선박의 무게 중심을 낮추어 선박의 밸런스 안정성을 높일 수 있다.

Description

비오피 트롤리 설치구조 및 그 비오피 트롤리 설치구조를 갖는 시추 해양구조물{INSTALL STRUCTURE OF BLOW OUT PREVENTER AND DRILLING OFFSHORE STRUCTURE HAVING THE SAME}

본 발명은 비오피 트롤리 설치구조 및 그 비오피 트롤리 설치구조를 갖는 시추 해양구조물에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 BOP가 드릴플로어에 간섭되는 않도록 BOP 트롤리를 문풀의 버텀 레벨까지 위치하도록 구성함으로써, 낮아진 BOP 트롤리의 높이에 상응하여 드릴플로어의 높이도 낮출 수 있으므로, 선박의 무게 중심을 낮추어 선박의 밸런스 안정성을 높일 수 있는 비오피 트롤리 설치구조 및 그 비오피 트롤리 설치구조를 갖는 시추 해양구조물에 관한 것이다.

일반적으로 국제적인 급격한 산업화 현상과 공업발전 추이에 따라 석유와 같은 지구자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 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.

즉, 종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능한 것이 있었으며, 계류 장치를 이용하여 해상의 일 점에 정박한 상태에서 해저 시추를 장비하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 드릴쉽이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.

군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 드릴쉽은 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작되어 있으며, 따라서 이와 같이 자체의 동력으로 항해하도록 설계된 시추선에 있어서는 최적의 항해 성능을 가지도록 건조되어야 한다.

시추선의 선체 중앙에는 시추 파이프를 해저 면으로 내려보내기 위한 대규모의 문풀(moon pool)이 형성된다. 문풀의 상단부에는 비오피(BOP: blow out preventer)를 문풀에 투입하기 위하여 비오피를 이동하는 BOP 트롤리(trolley)가 설치된다.

BOP 트롤리가 메인 데크(main deck) 상부에서 운행되는 구조에서는, 비오피의 높이가 점차 높아지고 그에 따라 드릴 플로어(drill floor)를 비롯한 주변 탑사이드 모듈(topside module)의 높이 또한 높아질 수밖에 없었다. 그렇게 되면 탑사이드 모듈 전체 물량이 증가하게 되고, 선박의 안정성에도 좋지 않으며, 또한 관련 의장품(crane pedestal 등)의 높이도 높아져야 한다.

도 1은 종래 BOP 트롤리 설치구조를 우현 측에서 보인 도면이고, 도 2는 종래 BOP 트롤리 설치구조를 보인 횡단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 BOP 트롤리 설치구조는, 문풀(1)의 상단부에 리세스(2)가 형성되고, 문풀(1)의 내주에 레일 서포트(3)가 설치되며, 그 레일 서포트(3)에는 트롤리 레일(4)이 설치된다. BOP 트롤리(5)는 트롤리 레일(4)을 따라 문풀(1)의 센터로 이동하도록 구성된다.

그러나 종래 BOP 트롤리 설치구조는 BOP 트롤리를 낮추는 데에 한계가 있기 때문에 드릴플로어의 높이를 더 낮출 수가 없는 단점이 있다.

드릴플로어의 높이에 따라 영향을 받는 면적이 커서 Windage area도 더 커질 수밖에 없어 동적 위치 성능에도 불리하고, 안정성(stability) 측면에서도 불리하여 VDL(variable deck load, 허용적재중량)을 더 확보할 수 없는 단점이 있다.

국내 공개특허 제10-2010-0047123호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 문풀의 내주에 레일 서포트가 설치되며, 그 레일 서포트 위에는 트롤리 레일이 설치되고, 그 트롤리 레일 위에는 트롤리 레일을 따라 이동하면서 BOP를 문풀 센터 위치로 이동하는 BOP 트롤리가 설치되며, BOP가 드릴플로어에 간섭되는 것을 방지하기 위하여 BOP 트롤리가 문풀의 버텀 레벨까지 위치하도록 구성함으로써, 낮아진 BOP 트롤리의 높이에 상응하여 드릴플로어의 높이도 낮출 수 있으므로, 선박의 무게 중심을 낮추고 선박의 밸런스 안정성을 높일 수 있는 비오피 트롤리 설치구조 및 그 비오피 트롤리 설치구조를 갖는 시추 해양구조물을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 시추 해양구조물은 비오피 트롤리 설치구조를 갖는다.

본 발명의 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조는, 문풀의 내주에 설치되는 레일 서포트; 상기 레일 서포트 위에 설치되는 트롤리 레일; 및 상기 트롤리 레일 위에서 그 트롤리 레일을 따라 이동하면서 BOP를 문풀 센터 위치로 이동하며, BOP가 드릴플로어에 간섭되는 것을 방지하기 위하여 문풀의 버텀 레벨까지 위치하는 BOP 트롤리; 및 상기 문풀을 개폐할 수 있도록 상기 BOP 트롤리에 설치되는 문풀 개폐장치를 포함한다.

상기 레일 서포트는 메인 데크보다 낮게 설치될 수 있다.

상기 BOP 트롤리는 대략 "U"자 형태로 구성될 수 있다.

상기 BOP 트롤리는 상기 BOP가 안착되는 안착 부와, 상기 안착 부의 상부 양단부로부터 연장 형성되며 상기 트롤리 레일을 따라 이동하는 지지 부와, 상기 안착 부의 상부 양단부로부터 연장 형성되며 상기 문풀의 버텀을 폐쇄하는 커버 부로 구성될 수 있다.

상기 안착부의 내측에는 상기 BOP를 가이드 하는 가이드 부가 형성될 수 있다.

상기 문풀 개폐장치의 일단부는 상기 BOP 트롤리에 힌지 결합되고, 상기 문풀 개폐장치의 타단부에는 상기 힌지를 중심으로 상기 문풀 개폐장치를 회동시키기 위한 와이어가 연결될 수 있다.

상기 와이어의 일단은 상기 문풀 개폐장치에 연결되고 상기 와이어의 타단은 와인더에 연결될 수 있다.

그리고 상기 와인더는 상기 메인 데크 또는 상기 BOP 트롤리 중 어느 한 곳에 설치될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 BOP 트롤리의 높이에 상응하여 드릴플로어의 높이를 낮출 수 있으므로 선박의 무게 중심이 낮아져 선박의 밸런스 안정성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 BOP 트롤리를 U자 형태로 만들어 BOP를 드릴쉽의 버텀 레벨(bottom level)까지 내려서 문풀 센터(well center)로 이송할 수 있도록 하여 높이의 제약을 없애는 구성으로, BOP 트롤리 자체의 깊이가 깊어져서 문풀 개폐장치(moonpool closing device)를 U자형 BOP 트롤리에 연결하여, 기존에 선수/선미로 나누어 설치하던 구조를 한 개의 구조로 설치 가능하게 한다.

또한, 파킹 포지션(parking position)에서 BOP 트롤리에 의해 자동으로 고정되도록 하고 BOP 이송뿐만 아니라 문풀 개폐 기능까지 한번에 핸들링 가능하여 운전이 매우 용이하다.

또한, 본 발명에서는 BOP의 높이가 드릴플로어 설치 높이를 결정하는 제약조건이 아니므로, 필요한 만큼 드릴플로어를 낮추어서 설치할 수 있으며, 이에 따라 라이저/파이프 캣워크 설치 위치도 낮출 수 있고, 데크 크레인(deck crane)의 설치 위치도 낮출 수 있다. 이로 인하여 windage area를 감소시키고, 선박의 무게중심을 낮추며, 동적 위치(dynamic positioning) 성능 및 안정성도 향상되어 VDL도 상승하는 장점이 있다.

도 1은 종래 BOP 트롤리 설치구조를 우현 측에서 보인 도면
도 2는 종래 BOP 트롤리 설치구조를 보인 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 BOP 트롤리 설치구조를 보인 횡단면도
도 4는 본 발명의 BOP 트롤리 설치구조를 우현 측에서 보인 것으로, 문풀의 개방을 보인 도면
도 5는 본 발명의 BOP 트롤리 설치구조를 우현 측에서 보인 것으로, 문풀의 폐쇄를 보인 도면
도 6은 본 발명의 BOP 트롤리 설치구조의 다른 예를 보인 도면

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비오피 트롤리 설치구조 및 그 비오피 트롤리 설치구조를 갖는 시추 해양구조물에 대하여 상세하게 설명한다.

통상, BOP 트롤리는 BOP를 잡아주는 높이가 정해져 있고, 이에 따라 BOP 트롤리가 설치되는 높이와 BOP의 높이에 의하여 드릴플로어를 더 낮은 높이에 설치할 수 없는 제약 조건이 되고 있다. 그리고 드릴플로어에는 매우 큰 중량의 장비들이 설치되고, 라이저/파이프 캣워크(riser/pipe catwalk)의 높이로 드릴플로어의 높이가 설정되어 있다.

또한, 드릴플로어는 셋백(setback), 데릭(derrick)의 하중의 기준이 되는 높이이므로, 드릴플로어의 높이가 낮으면 낮을수록 선박의 안정성(stability)은 향상된다.

따라서, 본 발명의 시추 해양구조물은 BOP의 중간을 옆에서 잡아주는 C-type BOP 트롤리가 아니라, BOP를 바닥에 내려놓는 형태의 U자형 BOP 트롤리를 갖는다.

본 발명은 BOP의 높이가 높더라도 BOP와 드릴플로어가 서로 간섭되지 않기 때문에, 드릴플로어를 원하는 높이에 설치할 수 있으며, 안정성이 향상되며, windage area가 줄어드는 등 여러 가지 이점을 기대할 수 있고, BOP 트롤리에 문풀 개폐장치(moonpool closing device)를 연결하여, 핸들링 포인트(handling point)가 줄어들고, 씨픽싱(seafixing) 기능도 향상되도록 한다.

이하, 본 발명의 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조는, 문풀(1)의 내주에 설치되는 레일 서포트(110); 상기 레일 서포트(110) 위에 설치되는 트롤리 레일(120); 및 상기 트롤리 레일(120) 위에서 그 트롤리 레일(120)을 따라 이동하면서 BOP를 문풀 센터 위치로 이동하며, BOP가 드릴플로어에 간섭되는 것을 방지하기 위하여 문풀(1)의 버텀 레벨까지 위치하는 BOP 트롤리(130); 상기 문풀(1)을 개폐할 수 있도록 상기 BOP 트롤리(130)에 설치되는 문풀 개폐장치(140)를 포함한다.

상기 레일 서포트(110)의 높이는 메인 데크보다 낮게 설치될 수 있다.

상기 BOP 트롤리(130)는 "U"자 형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 BOP 트롤리(130)는 상기 BOP가 안착되는 안착 부(131)와, 상기 안착 부(131)의 상부 양단부로부터 연장 형성되며 상기 트롤리 레일(120)을 따라 이동하는 지지 부(132)와, 문풀의 버텀을 커버하는 커버 부(133)로 구성될 수 있다.

상기 안착 부(131)의 내측에는 상기 BOP를 가이드 하는 가이드 부(134)가 형성될 수 있다. 가이드 부(134)는 상기 안착 부(131) 안에 안착되는 BOP를 정 위치시키고 BOP가 임의로 움직이는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 문풀 개폐장치(140)의 일단부는 상기 BOP 트롤리(130)에 힌지(141) 결합되고, 상기 문풀 개폐장치(140)의 타단부에는 상기 힌지(141)를 중심으로 상기 문풀 개폐장치(140)를 회동시키기 위한 와이어(142)가 연결될 수 있다.

상기 와이어(142)의 일단은 상기 문풀 개폐장치(140)에 연결되고 상기 와이어(142)의 타단은 와인더(143)에 연결될 수 있다.

그리고 상기 와인더(143)는 상기 메인 데크(도 6 참조) 또는 상기 BOP 트롤리(130) 중 어느 한 곳에 설치될 수 있다(도 5 참조).

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비오피 트롤리 설치구조 및 그 비오피 트롤리 설치구조를 갖는 시추 해양구조물에서는, 문풀(1)의 내주에 레일 서포트(110)이 설치되고, 그 레일 서포트(110) 위에는 트롤리 레일(120)을 따라 이동하면서 BOP를 문풀 센터 위치로 이동하는 BOP 트롤리(130)가 설치되며, BOP가 드릴플로어에 간섭되는 것을 방지하기 위하여 BOP 트롤리(130)가 문풀(1)의 버텀 레벨까지 위치하도록 구성됨으로써, BOP 트롤리의 높이에 따라 드릴플로어의 높이 또한 낮출 수 있으므로, 결과적으로 선박의 무게 중심을 낮추어 선박의 밸런스 안정성을 높일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 BOP 트롤리의 높이에 상응하여 드릴플로어의 높이를 낮출 수 있어 선박의 무게 중심이 낮아져 선박의 밸런스 안정성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 BOP 트롤리를 U자 형태로 만들어 BOP를 드릴쉽의 버텀 레벨까지 내려서 문풀 센터(well center)로 이송할 수 있도록 하여 높이의 제약을 없애는 구성으로, BOP 트롤리 자체의 깊이가 깊어져서 문풀 개폐장치(moonpool closing device)를 U자형 BOP 트롤리에 연결하여, 기존에 선수/선미로 나누어 설치하던 구조를 한 개의 구조로 설치 가능하게 한다.

또한, 파킹 포지션(parking position)에서 BOP 트롤리에 의해 자동으로 고정되도록 하고 BOP 이송뿐만 아니라 문풀 개폐 기능까지 한번에 핸들링 가능하여 운전이 매우 용이하다.

또한, 본 발명에서는 BOP의 높이가 드릴플로어 설치 높이를 결정하는 제약조건이 아니므로, 필요한 만큼 드릴플로어를 낮춰서 설치할 수 있으며, 이에 따라 라이저/파이프 캣워크 설치 위치도 낮출 수 있고, 데크 크레인(deck crane)의 설치 위치도 낮출 수 있다. 이로 인하여 windage area를 감소시키고, 선박의 무게중심을 낮추며, 동적 위치 성능 및 안전성도 향상되어 VDL도 상승하는 장점이 있다.

그리고 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

110: 레일 서포트
120: 트롤리 레일
130: BOP 트롤리
131: 안착 부
132: 지지 부
133: 커버 부
134: 가이드 부
140: 문풀 개폐장치
141: 힌지
142 와이어
143: 와인더

Claims (10)

1. 문풀의 내주에 설치되는 레일 서포트;
   상기 레일 서포트 위에 설치되는 트롤리 레일; 및
   상기 트롤리 레일 위에서 그 트롤리 레일을 따라 이동하면서 BOP를 문풀 센터 위치로 이동하며, BOP가 드릴플로어에 간섭되는 것을 방지하기 위하여 문풀의 버텀 레벨까지 위치하는 BOP 트롤리;를 포함하는 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 레일 서포트는 메인 데크보다 낮게 설치되는 것을 특징으로 하는 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 문풀을 개폐할 수 있도록 상기 BOP 트롤리에 설치되는 문풀 개폐장치를 더 포함하는 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 BOP 트롤리는 "U"자 형태로 구성되는 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 BOP 트롤리는 상기 BOP가 안착되는 안착 부와, 상기 안착 부의 상부 양단부로부터 연장 형성되며 상기 트롤리 레일을 따라 이동하는 지지 부로 구성되는 것을 특징으로 하는 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 안착부의 내측에는 상기 BOP를 가이드 하는 가이드 부가 형성되는 것을 특징으로 하는 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조.
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 문풀 개폐장치의 일단부는 상기 BOP 트롤리에 힌지 결합되고, 상기 문풀 개폐장치의 타단부에는 상기 힌지를 중심으로 상기 문풀 개폐장치를 회동시키기 위한 와이어가 연결되는 것을 특징으로 하는 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 와이어의 일단은 상기 문풀 개폐장치에 연결되고 상기 와이어의 타단은 와인더에 연결되는 것을 특징으로 하는 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 와인더는 상기 메인 데크 또는 상기 BOP 트롤리 중 어느 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 시추 해양구조물의 비오피 트롤리 설치구조.
10. 청구항 제1 항 내지 청구항 제9 항 중 어느 한 항에 기재된 비오피 트롤리 설치구조를 갖는 시추 해양구조물.

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