KR20170121870A - 시추선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선체와 해저 간에 시추장비를 오르내릴수 있게 선체에 마련되는 문풀(moonpool) 및 상기 문풀에 인접하여 선측에 배치되는 시추장비를 포함하는 드릴쉽으로서, 본 발명은 문풀 및 문풀 주변에 배치되는 시추 장비의 배치 및 배치를 개선하여 제한적일 수밖에 없었던 공간의 효율성을 높일 수 있는 드릴쉽을 제공한다.

Description

시추선{DRILLSHIP}

본 발명은 자체 동력에 의해 항해하며 유전 간을 이동하여 자원을 개발하는 시추선에 관한 것이다.

산업 및 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 그에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이런 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 해양 구조물이 개발되었다.

즉, 종래의 해양 구조물 중 시추선의 경우 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고, 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위, 시추선(drill ship)이 개발되어 해저 시추에 이용되고 있다.

군소 유전 개발을 위해서 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 시추선은 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작된다.

시추선은 자원채굴을 위한 필수적인 각종 장비를 구비하게 되고, 시추탑(derrick)를 이용하여 각종 시추 장비를 문풀(moonpool)을 통해 해저로 투입하여 시추 작업이 가능하게 한다.

필수적인 시추 장비에는 분출방지장치(BOP, blowout preventer)와 크리스마스 트리(x-mas tree)도 포함된다.

분출방지장치는 유정 내부의 압력분출을 막아주기 위해 웰헤드(well-head)에 결합되는 장치이고, 크리스마스 트리는 오일과 가스의 흐름을 조절해 주는 밸브, 쵸크 등으로 구성된 장치로서 문풀을 통해 해저로 투입된다.

도 1은 종래에 드릴쉽에서 분출방지장치와 크리스마스 트리의 배치를 설명하기 위한 도면으로서, 드릴쉽 길이 방향의 센터라인을 기준으로 한 단면도이고, 도 2는 평면도에 해당한다.

도 1과 도 2에서 참조되는 바와 같이, 이들 분출방지장치(1)와 크리스마스 트리(2)는 드릴쉽에서 문풀(3)의 선수측(도시상 오른쪽)과 문풀(3)의 선미측(도시상 왼쪽)에 각각 배치가 된다.

해저로의 투입을 위해서는 크레인(1-1, 2-1)의 작동에 의해 트롤리(trolley)에 의해 문풀(3) 중앙으로 이동시켜 해저로 투입되게 되며, 트롤리와 이들 분출방지장치(1) 및 크리스마스 트리(2)는 문풀(3)의 선수 및 선미 측에 형성되는 리세스 구역에 마련되게 된다.

그런데, 도시에도 나타나는 바와 같이, 분출방지장치(1)는 높이가 커서 이를 핸들링하기 위한 크레인이 드릴플로어(4) 상부로 노출되어야 한다. 또한, 크리스마스 트리(2)는 높이가 크거나 작을 수 있는데, 이 또한 크다면 크리스마스 트리(2)를 핸들링하기 위한 크레인도 드릴플로어(4) 상부로 노출되게 될 것이다.

그러할 경우, 도시와 같이, 드릴플로어(4)는 선수 쪽과 선미 쪽이 어쩔 수 없이 단절되는 상태가 된다.

또한, 분출방지장치(1)와 크리스마스 트리(2)를 위한 크레인(1-1, 2-1)이 드릴플로어(4) 상부로 돌출되어 설치되는 경우, 시추탑(5) 및 다른 장비들과 겹치지 않는 위치에 설치가 되어야 하고, 그 결과로 문풀(3) 중앙에서 더욱 멀어질 수밖에 없으며, 리세스 구역 또한 길어질 수밖에 없는 결과를 낫게 된다.

이는 필요 이상으로 문풀(3) 공간이 크게 되게 되어 제한적인 드릴쉽의 공간을 많이 차지하게 되어 구조를 비효율적이게 하고, 설계를 복잡하게 하는 요인이 된다.

그리고, 분출방지장치(1)와 크리스마스 트리(2)의 배치에 의해 그 공간을 지나가야 하는 대구경 파이프 등이 분출방지장치(1)와 크리스마스 트리(2)에 의해 우회하는 경로로 설치되어야 한다.

예를 들면, 크리스마스 트리(2)가 셰일쉐이커 룸(shale shaker room)과 다이버터(diverter) 사이에 배치되는 경우, 다이버터에서 셰일쉐이커로 머드 이송 경로가 되는 대구경 파이프가 크리스마스 트리(2)가 차지하는 공간을 벗어나도록 선측으로 돌아서 연결되어야 하는 것 등이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 문풀 및 문풀 주변에 배치되는 시추 장비의 배치 및 배치를 개선하여 제한적일 수밖에 없었던 공간의 효율성을 높일 수 있는 드릴쉽을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 드릴쉽은, 선체와 해저 간에 시추장비를 오르내릴수 있게 선체에 마련되는 문풀(moonpool) 및 상기 문풀에 인접하여 선측에 배치되는 시추장비를 포함한다.

그리고, 상기 문풀을 기준으로 선측에 마련되어 상기 시추장비를 핸들링하는 시추장비 핸들링용 크레인을 더 포함할 수 있다.

상기 시추장비는, 유정 내부의 압력분출을 막아주기 위해 웰헤드(well-head)에 결합되는 분출방지장치(BOP, blow-out preventer) 및 오일과 가스의 흐름을 조절하기 위한 크리스마스 트리(x-mas tree)를 포함하고, 상기 분출방지장치 및 상기 크리스마스 트리는 상기 문풀을 기준으로 하여 같은 선측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시추장비 핸들링용 크레인은 상기 분출방지장치 및 상기 크리스마스 트리와 동일한 측에 마련될 수 있다.

이러한 상기 분출방지장치 및 상기 크리스마스 트리는 하나의 시추장비 핸들링용 크레인에 의해 핸들링되는 것을 보다 구체적인 특징으로 한다.

나아가, 상기 분출방지장치 및 상기 크리스마스 트리의 상기 문풀 중앙으로의 이동을 위해 문풀을 가로지르는 방향으로 마련되는 시추장비 이동용 레일을 더 포함할 수 있다.

상기 시추장비 이동용 레일은 접이식으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

다른 한편으로, 본 발명에 의한 드릴쉽은, 선체와 해저 간에 시추장비를 오르내릴수 있게 선체에 마련되는 문풀(moonpool) 및 상기 문풀을 기준으로 어느 선측에 마련되어 상기 시추장비를 핸들링하는 단일의 시추장비 핸들링용 크레인을 포함한다.

본 발명의 드릴쉽에 의하면, 분출방지장치나 크리스마스 트리를 핸들링하기 위한 크레인이 드릴플로어 상부로 돌출 형성되지 않아도 되어서, 드릴플로어가 단절되지 않게 할 수 있다.

그리고, 분출방지장치나 크리스마스 트리가 측면에 배치됨으로써, 분출방지장치나 크리스마스 트리가 문풀을 기준으로 선수나 선미에 배치되는 것에 비해 문풀 중앙으로부터 가깝게 배치가 가능하고, 그에 따라 문풀의 길이방향 길이를 줄일 수 있으며, 선체의 리세스 구역을 작게 할 수 있다.

이에 의해, 공간의 제약이 한정적일 수밖에 없는 드릴쉽의 공간을 보다 효율적으로 배치 설계 가능하게 한다.

또한, 선체의 같은 측면에 분출방지장치나 크리스마스 트리가 배치 가능하여 하나의 크레인에 의해서 이들을 핸들링 가능하게 한다.

그리고, 분출방지장치나 크리스마스 트리가 문풀을 기준으로 선수나 선미에 배치되는 것에 비해서 분출방지장치나 크리스마스 트리 주변에 배치되는 다른 장치의 구성을 효율적이게 할 수 있다.

나아가, 드릴플로어가 문풀을 기준으로 단절되지 않고 연장될 수 있어 문풀 기준으로 선수 측이나 선미 측 구조물들에 의해 드릴플로어가 지지될 수 있게 함으로써, 드릴플로어를 지지하기 위한 보강 구조물을 줄이거나 생략할 수 있다.

도 1은 종래의 드릴쉽 길이 방향의 센터라인을 기준으로 한 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래의 드릴쉽에 대한 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 드릴쉽에 대한 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 드릴쉽 길이 방향의 센터라인을 기준으로 한 개략적인 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 드릴쉽 폭 방향의 개략적인 일 단면도이다.

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.

도 3은 본 발명에 의한 드릴쉽에 대한 개략적인 평면도이고, 도 4는 본 발명의 드릴쉽 길이 방향의 센터라인을 기준으로 한 개략적인 단면도이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 드릴쉽을 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 드릴쉽은 원해를 항해하기 위한 수단을 구비하여, 자원개발이 가능한 지역에 정박하여 자원을 개발하는 선박이다.

이를 위해 본 발명에 의한 드릴쉽은 해저 시추 작업을 위한 각종 시추장비를 구비하며, 시추장비를 해저로 투입하고 선박으로 회수하기 위해 선체 중앙에는 문풀(40, moonpool)이 마련된다.

문풀은 대략적으로 선체 중앙에 뚫어져서 시추장비가 출입 가능한 공간을 제공하며, 문풀의 상측에 해당하는 갑판 상에는 시추장비를 오르내리기 위한 시추탑이 마련되어 시추장비를 해저로 내려보내게 된다.

그리고, 시추장비는 각각의 적재 장소에 비치된 상태에서 크레인과 이동을 위한 트롤리(trolley) 및 이동경로가 되는 레일을 통해서 문풀 중앙으로 이동된 후 시추탑의 구성 수단에 의해서 시추장비를 내리고 올리게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 드릴쉽은 이러한 시추장비를 문풀(40)을 기준으로 문풀(40)에 인접하여 선측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

즉, 종래에 문풀(40)을 기준으로 선수(도시상 오른쪽) 측과 선미(도시상 왼쪽) 측에 리세스(recess) 구역에 배치되던 시추장비를 본 발명의 일 실시예에서는 선측에 리세스 공간에 배치하게 된다.

또한, 문풀(40)을 기준으로 선수와 선미 측에 마련되어 시추장비를 핸들링하던 크레인 대신 본 발명의 일 실시예에 의한 시추장비 핸들링용 크레인(30)은 시추장비와 함께 문풀(40)을 기준으로 선측에 구비가 된다.

본 발명에 의한 일 실시예에 의한 시추장비는 분출방지장치와 크리스마스 트리를 포함한다.

분출방지장치(10, BOP, blow-out preventer)는 해저에 설치되는 웰헤드(well-head)에 결합되어 유정으로부터 발생되는 유정 내부의 압력분출을 막기 위한 장치이다.

그리고, 크리스마스 트리(20, x-mas tree)는 개발 가능한 유정에 설치되어 오일과 가스의 흐름을 조절하기 위한 장치이다.

종래에 분출방지장치(10)는 보통 문풀(40)을 기준으로 선수 측에 배치가 되고, 크리스마스 트리(20)는 문풀(40)을 기준으로 선미 측에 배치가 되었었다.

이와 달리 본 발명에 의한 드릴쉽에서의 분출방지장치(10)와 크리스마스 트리(20)는 문풀(40)을 기준으로 선측, 즉 좌현이나 우현에 배치가 된다.

나아가, 분출방지장치(10)와 크리스마스 트리(20)는 동일한 측에 배치가 되는 것이 보다 바람직하다.

즉, 문풀(40)을 기준으로 좌현이나 우현 측에 함께 배치될 수 있는데, 도시에서는 우현 측에 함께 배치된 것이 예시되어 있다.

또한, 이들 분출방지장치(10)와 크리스마스 트리(20)를 핸들링하기 위한 크레인은 종래와 같이 각각 구비될 수도 있겠으나, 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 시추장비 핸들링용 크레인(30)으로서 분출방지장치(10)와 크리스마스 트리(20)를 핸들링하도록 할 수 있다.

이는 분출방지장치(10)와 크리스마스 트리(20)가 동일한 선측에 배치되기 때문에 가능하게 되고, 이에 의해 크레인 수를 줄일 수 있으며, 그만큼 선체 공간 확보에 유리해진다.

도 4에서 참조되는 바와 같이, 본 발명에 의한 드릴쉽에서의 시추장비와 크레인은 동일한 선측에 배치되기 때문에 종래와 달리 문풀(40)의 길이방향을 줄일 수가 있어 문풀(40)이 차지하게 되는 공간을 줄일 수 있게 되어, 선체의 공간 확보를 보다 유리하게 한다.

또한, 종래와 같이 드릴플로어가 문풀에 의해 선수와 선미 간에 단절되지 않고, 연장되어 구성이 되는 것이 가능해진다.

즉, 종래에는 선수나 선미 측에 구비되는 크레인이 드릴플로어(50) 상부로 노출이 될 수밖에 없었으나, 본 발명에 의한 드릴쉽에서의 문풀(40)의 선수 측과 선미 측은 시추장비 및 크레인을 위한 공간을 둘 필요가 없게 되어 드릴플로어(50)가 연장되게 마련될 수가 있으며, 그에 따라 드릴플로어(50)의 지지도 다른 구조물에 의해 가능하게 되어 드릴플로어(50)의 지지를 위한 구성을 줄이는 것도 가능해진다.

한편, 시추장비를 문풀 중앙으로 이동시키기 위해서는 트롤리(trolley)가 필요하며, 또한 이동 경로를 위한 레일이 시추장비의 적재 위치로부터 문풀 중앙으로 형성되어야 한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 드릴쉽 폭 방향의 개략적인 일 단면도인데, 본 발명의 시추장비는 문풀(40)을 기준으로 선측에 배치되기 때문에 시추장비의 이동 경로를 위한 시추장비 이동용 레일(60)이 선측으로부터 문풀(40)을 가로지르는 형태, 즉 선체의 폭방향으로 형성되게 한다.

그리고, 시추장비의 이동이 필요치 않는 경우에는 문풀(40)을 비워두기 위해 시추장비 이동용 레일(60)을 제거하여야 하는데, 제거 및 설치를 반복하지 않고 보다 효율적일 수 있도록 시추장비 이동용 레일(60)은 접이식으로 형성하여 도시와 같이 상향시켜서 저촉되지 않게 하고, 필요시 하향시켜서 시추장비가 이동될 수 있게 마련된다.

지금까지 설명된 본 발명에 의한 드릴쉽은 시추 장비 및 시추장비를 위한 크레인이 선측에 배치됨에 의해 크레인과 같은 장비를 줄일 수가 있게 되며, 공간 집약적일 수밖에 없는 드릴쉽의 공간 설계를 보다 여유롭게 만들어 주고, 각종 파이프나 케이블 등의 주변 장치의 배치도 보다 자유롭게 한다.

이상과 같은 본 발명에 의한 드릴쉽은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 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 : 분출방지장치
20 : 크리스마스 트리
30 : 시추장비 핸들링용 크레인
40 : 문풀
50 : 드릴 플로어
60 : 시추장비 이동용 레일

Claims (8)

1. 선체와 해저 간에 시추장비를 오르내릴수 있게 선체에 마련되는 문풀(moonpool); 및
   상기 문풀에 인접하여 선측에 배치되는 시추장비를 포함하는,
   드릴쉽.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 문풀을 기준으로 선측에 마련되어 상기 시추장비를 핸들링하는 시추장비 핸들링용 크레인을 더 포함하는,
   드릴쉽.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 시추장비는,
   유정 내부의 압력분출을 막아주기 위해 웰헤드(well-head)에 결합되는 분출방지장치(BOP, blow-out preventer); 및
   오일과 가스의 흐름을 조절하기 위한 크리스마스 트리(x-mas tree)를 포함하고,
   상기 분출방지장치 및 상기 크리스마스 트리는 상기 문풀을 기준으로 하여 같은 선측에 배치되는 것을 특징으로 하는,
   드릴쉽.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 시추장비 핸들링용 크레인은 상기 분출방지장치 및 상기 크리스마스 트리와 동일한 측에 마련되는 것을 특징으로 하는,
   드릴쉽.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 분출방지장치 및 상기 크리스마스 트리는 하나의 시추장비 핸들링용 크레인에 의해 핸들링되는 것을 특징으로 하는,
   드릴쉽.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 분출방지장치 및 상기 크리스마스 트리의 상기 문풀 중앙으로의 이동을 위해 문풀을 가로지르는 방향으로 마련되는 시추장비 이동용 레일을 더 포함하는,
   드릴쉽.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 시추장비 이동용 레일은 접이식으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
   드릴쉽.
8. 선체와 해저 간에 시추장비를 오르내릴수 있게 선체에 마련되는 문풀(moonpool); 및
   상기 문풀을 기준으로 어느 선측에 마련되어 상기 시추장비를 핸들링하는 단일의 시추장비 핸들링용 크레인을 포함하는,
   드릴쉽.

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