KR20170041524A - 라이저 적재 및 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

라이저 적재 및 이송 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치는, 선체에 설치되는 라이저 적재부, 라이저 적재부의 외측에 설치되며 전단부가 라이저 투입구를 통해 개방되고 후단부가 라이저 배출구를 통해 개방되어 라이저의 이송로를 형성하는 라이저 이송부, 및 라이저 이송부를 통해 공급받은 라이저를 드릴 플로어로 이동시키는 라이저 운반부를 포함한다.

Description

라이저 적재 및 이송 장치{RISER STORAGE AND TRANSPORT ANAPPARATUS}
본 발명은 라이저 적재 및 이송 장치에 관한 것이다.
최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지면서, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되고 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. 라이저는 심해를 굴착하기 위한 것으로, 시추하고자 하는 해역의 수심에 따라 연결되는 수량이 결정될 수 있다. 따라서, 많은 수량의 라이저가 드릴쉽에 적재되며, 이들의 총 중량은 대략 1,200ton 정도의 무거운 구조물이라 할 수 있다.
관련한 기술로는 한국 공개특허공보 제10-2013-0060117호 (2013.06.07, 드릴십 라이저 풀가이딩 시스템)가 있다.
본 발명의 실시예들은 외부환경에 의해 작업이 중단되는 일 없이 그리고 작업자의 라이저 핸들링 숙련도에 관계 없이 적재된 라이저를 드릴 플로어로 보다 효율적으로 이송시킬 수 있는 라이저 적재 및 이송 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 설치되는 라이저 적재부; 상기 라이저 적재부의 외측에 설치되며, 전단부가 라이저 투입구를 통해 개방되고 후단부가 라이저 배출구를 통해 개방되어 라이저의 이송로를 형성하는 라이저 이송부; 및 상기 라이저 이송부를 통해 공급받은 라이저를 드릴 플로어로 이동시키는 라이저 운반부를 포함하는 라이저 적재 및 이송 장치가 제공된다.
상기 라이저 이송부는, 상기 라이저 적재부의 측부에 설치되는 제1 이송로; 및 상기 라이저 적재부의 하부에 설치되어 상기 제1 이송로와 연결되며, 경사면을 구비하는 제2 이송로를 포함할 수 있다.
상기 라이저 적재 및 이송 장치는, 상기 제1 이송로 상에 또는 상기 제1 이송로와 상기 제2 이송로가 연결되는 영역 상에 설치되어 라이저의 낙하에 따른 충격을 완화시키는 완충부를 더 포함할 수 있다.
상기 라이저 적재 및 이송 장치는, 상기 제1 이송로와 상기 제2 이송로가 연결되는 영역에 설치되어 상기 제1 이송로를 통해 공급받은 라이저를 상기 제2 이송로 측으로 밀어주는 푸싱부를 더 포함할 수 있다.
상기 라이저 적재 및 이송 장치는, 상기 라이저 이송부에 설치되어 라이저의 이동을 제한할 수 있는 라이저 스탑퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 라이저 운반부는, 상기 라이저 적재부의 하부에서 상부 방향으로 왕복 이동이 가능한 라이저 셔틀; 및 상기 라이저 셔틀의 왕복 이동을 가이드하는 셔틀 가이드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 외부환경에 의해 작업이 중단되는 일 없이 그리고 작업자의 라이저 핸들링 숙련도에 관계 없이 적재된 라이저를 드릴 플로어로 보다 효율적으로 이송시킬 수 있는 라이저 적재 및 이송 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치의 구성을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 B부분을 확대한 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치의 구성을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 C부분을 확대한 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치의 구성을 확대하여 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 라이저 적재 및 이송 장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
일반적으로, 드릴쉽에는 라이저를 적재하기 위한 공간(예를 들어, 라이저 홀드(riser hold))뿐만 아니라, 이러한 공간에 적재된 라이저를 드릴 플로어(drill floor)로 이동시킬 수 있는 캣워크(catwalk)가 별도로 설치된다.
라이저 적재 공간에 적재된 라이저는 크레인을 통해 캣워크로 이동될 수 있다. 그러나, 크레인을 이용하여 적재된 라이저 하나하나를 집어서 캣워크 상에 올려놓기는 상당한 숙련이 필요한 작업이다. 또한, 이러한 이송 방식은 해상 조건에 따라 작업여건이 급속하게 악화되는 단점이 있다. 특히, 드릴쉽이 해상에 떠 있는 관계로 바람이나 파도의 영향에 따라 라이저를 핸들링하는데 제약이 있을 수 있다.
따라서, 이러한 라이저를 적재하고 캣워크로 이송하기 위하여 많은 작업 공수가 소요됨과 동시에 원자재의 추가적인 소모가 불가피하다. 특히, 한정된 작업 공간을 갖는 드릴쉽에서 작업 공간의 확보라는 측면에서도 이러한 설비 공간의 비효율성은 문제가 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치는, 외부환경에 의해 작업이 중단되는 일 없이 그리고 작업자의 라이저 핸들링 숙련도에 관계 없이 적재된 라이저를 드릴 플로어로 보다 효율적으로 이송시킬 수 있는 라이저 적재 및 이송 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치를 도시한 도면이며, 도 2는 도 1의 A부분을 확대한 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치의 구성을 확대하여 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 B부분을 확대한 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치의 구성을 확대하여 도시한 도면이며, 도 4는 도 2의 C부분을 확대한 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치의 구성을 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 적재 및 이송 장치는, 선체(10)에 설치되는 라이저 적재부(100), 상기 라이저 적재부(100)의 외측에 설치되며 전단부가 라이저 투입구(210)를 통해 개방되고 후단부가 라이저 배출구(220)를 통해 개방되어 라이저(20)의 이송로를 형성하는 라이저 이송부(200); 및 상기 라이저 이송부(200)를 통해 공급받은 라이저(20)를 드릴 플로어(미도시)로 이동시키는 라이저 운반부(300)를 포함할 수 있다.
먼저, 라이저 적재부(100)는 선체(10) 상부 또는 선체(10) 내부에 설치될 수 있다. 도 1은 라이저 적재부(100)가 선체(10) 상부에 설치된 경우를 도시하고 있다.
라이저 적재부(100)는 선체(10) 내부 또는 상부에 라이저(20)를 복수의 행과 열로 적재하기 위한 적재 공간이다. 이를 위해, 라이저 적재부(100)는 메인 데크 상에 설치되는 라이저 데크(110) 및 상기 라이저 데크(110)의 상에 설치되는 복수의 라이저 지지 포스트(120)를 포함할 수 있다.
라이저 지지 포스트(120)는 복수의 행과 열을 이루어 배치될 수 있고, 복수의 라이저(20)는 복수의 지지 포스트(120) 사이에 적재될 수 있다.
라이저 이송부(200)는 라이저 적재부(100)에 적재된 라이저(20)가 라이저 운반부(300)로 이동되도록 이송로를 형성할 수 있다. 이를 위해, 라이저 이송부(200)는 라이저 적재부(100)의 측부에 설치되는 제1 이송로(220) 및 상기 라이저 적재부(100)의 하부에 설치되어 상기 제1 이송로(220)와 연결되는 제2 이송로(230)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 이송로(230)에는 경사면(231)이 구비될 수 있다.
또한, 라이저 이송부(200)의 전단부에는 라이저 투입구(210)가 구비되고, 라이저 이송부(200)의 후단부에는 라이저 배출구(240)가 구비될 수 있다.
도면을 참조하면, 라이저 투입구(210)와 제1 이송로(220)와 제2 이송로(230) 및 라이저 배출구(240)를 순차적으로 연통된 구조일 수 있다. 또한, 라이저 투입구(210)와 제1 이송로(220)와 제2 이송로(230) 및 라이저 배출구(240)는 라이저(20)이 이동이 가능하도록 라이저(20)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
따라서, 라이저 투입구(210)를 통해 제1 이송로(220)로 투입된 라이저(20)는 중력에 따른 자유낙하와 제2 이송로(230)의 경사면을 이용한 슬라이딩 이동으로 라이저 배출구(240)에 도달할 수 있고, 후술할 라이저 스탑퍼(500)의 작동에 따라 후술할 라이저 운반부(300)로 옮겨질 수 있다.
즉, 본 실시예에 따르면, 라이저 적재부(100)에 적재된 라이저(20)는 예를 들어 너클 붐 크레인(knuckle boom crane)과 같은 라이저 이송 장비(미도시)를 통하여 라이저 투입구(210)로 이송될 수 있다. 이렇게 이송된 라이저(20)는 라이저 투입구(210)로 투입될 수 있고, 수직 방향으로 배치된 제1 이송로(220)와 수평 방향으로 배치된 제2 이송로(230)를 경유하여 라이저 배출구(240)에 도달할 수 있다. 라이저 배출구(240)에 도달한 라이저(20)는 라이저 스탑퍼(500)에 의해 잠시 동안 그 이동이 제한될 수 있으며, 라이저 스탑퍼(500)의 작동에 따라 라이저 운반부(300)의 라이저 셔틀(310)로 옮겨질 수 있다. 이렇게 라이저 셔틀(310)로 옮겨진 라이저(20)는 라이저 셔틀(310)의 이동에 따라 선체(10) 상부의 드릴 플로어로 옮겨질 수 있고, 드릴 플로어에서 다른 라이저(20)와 연결되어 해저로 이동될 수 있다.
이때, 선체(10)에 대해 상대적으로 수직하게 배치된 제1 이송로(220)를 통해 라이저(20)가 자유낙하할 수 있는데, 자유낙하로 인한 라이저(20)의 파손을 방지하기 위해 라이저 이송부(200) 상에 완충부(400)가 설치될 수 있다.
도 3은 도 2의 B부분을 확대한 것으로, 완충부(400)의 세부구성을 확대하여 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 완충부(400)는 라이저(20)의 자유낙하에 따른 충격을 완화시킬 수 있다. 완충부(400)는, 예를 들어 제1 이송로(220)의 경로 상에 적어도 하나 이상이 설치되거나, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 이송로(220)와 상기 제2 이송로(230)가 연결되는 영역에 적어도 하나 이상이 설치될 수 있다. 이외에도, 완충부(400)는 상기 언급한 두 영역 각각에 하나 이상씩 설치될 수도 있다.
구체적으로, 완충부(400)는 제1 이송로(220) 또는 제2 이송로(230)의 내측벽에 힌지결합되어 힌지회동이 가능한 플랩(flap, 410)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 플랩(410)은 한 쌍이 서로 마주보도록 배치될 수 있으며, 각각의 플랩(410)은 예를 들어 유압 실린더와 같은 구동부(미도시)에 의해 화살표 방향으로 힌지회동할 수 있다. 또한, 플랩(410)의 상면은 탄성 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 라이저(20)가 제1 이송로(220)를 통해 자유 낙하하더라도, 이러한 자유낙하로 인해 라이저(20)가 파손되는 경우를 최소화할 수 있다.
또한, 제1 이송로(220)와 제2 이송로(230)가 연결되는 영역에는 푸싱부(600)가 설치될 수 있다. 특히, 상대적으로 수직하게 배치된 제1 이송로(220)에 대해 상대적으로 수평하게 배치된 제2 이송로(230)로 인해, 자유낙하로 제2 이송로(230)에 도달한 라이저(20)가 라이저 배출구(240) 측으로 이동하는데 제약이 있을 수 있다.
푸싱부(600)는 제2 이송로(230)의 초입에 도달한 라이저(20)를 라이저 배출구(240) 측으로 밀어줄 수 있다. 이를 위해, 푸싱부(600)는 도 2에 도시된 바와 같이 예를 들어 유압 또는 공압식 실린더를 포함할 수 있다.
이렇게 라이저(20)는 제2 이송로(230)를 경유하여 라이저 배출구(240)에 도달할 수 있다. 라이저 배출구(240)에 도달한 라이저(20)는 앞서 언급한 바와 같이 라이저 스탑퍼(500)에 의해 잠시 동안 그 이동이 제한될 수 있으며, 라이저 스탑퍼(500)의 작동에 따라 라이저 운반부(300)의 라이저 셔틀(310)로 옮겨질 수 있다.
도 4를 참조하면, 라이저 스탑퍼(500)는 라이저 배출구(240)에 인접하도록 설치될 수 있다. 구체적으로, 라이저 스탑퍼(500)는 상하방향으로 이동이 가능한 판형의 플레이트 및 상기 플레이트를 상하방향으로 왕복 이동시키는 동력을 제공하는 유압 또는 공압식 실린더를 포함하며, 상기 유압 또는 공압식 실린더에 유압 또는 공압을 제공하는 압축기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 라이저 운반부(300)는 라이저 이송부(200)를 통해 공급받은 라이저(20)를 선체(10) 상부의 드릴 플로어(미도시)로 이동시킬 수 있다. 이를 위해, 라이저 운반부(300)는 라이저 적재부(100)의 하부에서 상부 방향으로 왕복 이동이 가능한 라이저 셔틀(shuttle, 310), 및 상기 라이저 셔틀(310)의 왕복 이동을 가이드하는 제1 셔틀 가이드(320)를 포함할 수 있다. 이때, 라이저 셔틀(310) 상면에는 라이저(20)가 탑재될 수 있도록 장착면(미도시)이 구비될 수 있다.
라이저 셔틀(310)은 선체(10)의 상하방향으로 배치된 제1 셔틀 가이드(320)를 통해 선체(10) 상부의 드릴 플로어(미도시)로 이동할 수 있다. 이를 위해, 제1 셔틀 가이드(320)는 예를 들어 상하방향으로 수직하게 배치된 래크 기어(미도시)일 수 있고, 라이저 셔틀(310)는 상기 제1 셔틀 가이드(320)와 치합되는 피니언 기어(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 라이저 셔틀(310)은 상기 피니언 기어를 회전시키는 모터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
비록 본 실시예에서는 라이저 셔틀(310)이 피니언 기어와 모터 등을 이용하여 구동하는 경우가 설명되었으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며, 라이저 셔틀(310)은 윈치(미도시) 등을 이용하여 상하로 왕복 이동할 수도 있다.
또한, 라이저 운반부(300)는 수직하게 배치된 제1 셔틀 가이드(320)로부터 연장되어 드릴 플로어(미도시)로 연결될 수 있도록 수평하게 배치된 제2 셔틀 가이드(미도시)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 라이저 셔틀(310)은 제1 셔틀 가이드(320)를 따라 수직방향으로 이동할 수 있고, 수평방향으로 배치된 제2 셔틀 가이드를 따라 선체 상부의 드릴 플로어로 연속적으로 이동할 수 있다.
따라서, 라이저 셔틀(310)로 옮겨진 라이저(20)는, 라이저 셔틀(310)의 이동에 따라 선체(10) 상부의 드릴 플로어로 옮겨질 수 있고, 드릴 플로어에서 이미 연결이 완료된 다른 라이저(20)와 연결되어 해저로 이동될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 선체 100: 라이저 적재부
110: 라이저 데크 120: 지지 포스트
200: 라이저 이송부 210: 라이저 투입구
220: 제1 이송로 230: 제2 이송로
231: 경사면 240: 라이저 배출구
300: 라이저 운반부 310: 라이저 셔틀
320: 제1 셔틀 가이드 400: 완충부
410: 플랩 500: 라이저 스탑퍼
600: 푸싱부

Claims (6)

  1. 선체에 설치되는 라이저 적재부;
    상기 라이저 적재부의 외측에 설치되며, 전단부가 라이저 투입구를 통해 개방되고 후단부가 라이저 배출구를 통해 개방되어 라이저의 이송로를 형성하는 라이저 이송부; 및
    상기 라이저 이송부를 통해 공급받은 라이저를 드릴 플로어로 이동시키는 라이저 운반부를 포함하는 라이저 적재 및 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라이저 이송부는
    상기 라이저 적재부의 측부에 설치되는 제1 이송로; 및
    상기 라이저 적재부의 하부에 설치되어 상기 제1 이송로와 연결되며, 경사면을 구비하는 제2 이송로를 포함하는 라이저 적재 및 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 이송로 상에 또는 상기 제1 이송로와 상기 제2 이송로가 연결되는 영역 상에 설치되어 라이저의 낙하에 따른 충격을 완화시키는 완충부를 더 포함하는 라이저 적재 및 이송 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 이송로와 상기 제2 이송로가 연결되는 영역에 설치되어 상기 제1 이송로를 통해 공급받은 라이저를 상기 제2 이송로 측으로 밀어주는 푸싱부를 더 포함하는 라이저 적재 및 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 라이저 이송부에 설치되어 라이저의 이동을 제한할 수 있는 라이저 스탑퍼를 더 포함하는 라이저 적재 및 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 라이저 운반부는
    상기 라이저 적재부의 하부에서 상부 방향으로 왕복 이동이 가능한 라이저 셔틀; 및
    상기 라이저 셔틀의 왕복 이동을 가이드하는 셔틀 가이드를 포함하는 라이저 적재 및 이송 장치.
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