KR20180036204A - Rotary hydraulic winch type heave motion compensation system - Google Patents

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KR20180036204A
KR20180036204A KR1020160126493A KR20160126493A KR20180036204A KR 20180036204 A KR20180036204 A KR 20180036204A KR 1020160126493 A KR1020160126493 A KR 1020160126493A KR 20160126493 A KR20160126493 A KR 20160126493A KR 20180036204 A KR20180036204 A KR 20180036204A
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김웅지
류신욱
김정민
이광민
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a rotary hydraulic winch type heave motion compensation system, wherein a heave motion compensation device is connected to and installed in a rotary hydraulic winch of a hoisting system, and fluid pressure is unified to be sued with a power source of the heave motion compensation device. Therefore, the system is simplified, and the heave motion compensation device is installed on a drill floor or an additional support structure under the drill floor instead of an upper portion of a derrick to reduce center of gravity (COG) of a ship for a force of restoration of the ship to be improved.

Description

회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템{ROTARY HYDRAULIC WINCH TYPE HEAVE MOTION COMPENSATION SYSTEM}[0001] ROTARY HYDRAULIC WINCH TYPE HEAVE MOTION COMPENSATION SYSTEM [0002]

본 발명은 선체의 상하 운동(heave motion)이 시추 작업에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 설치되는 히브모션 보상 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 호이스팅 시스템의 회전식 유압 윈치에 히브모션 보상장치를 연결 설치하되, 히브모션 보상장치와 회전식 유압 윈치의 동력원으로 유압(油壓)을 일원화하여 사용함으로써, 시스템을 간소화시키고, 히브모션 보상장치의 위치를 데릭의 상부가 아닌 드릴플로어 상부에 설치하거나 또는 드릴플로어 하부의 별도 서포트 구조물 위에 설치할 수 있으므로 선박의 무게 중심(COG)을 낮추어서 선박 복원력을 향상시킬 수 있는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid motion compensation system installed to minimize the influence of a heave motion of a hull on a drilling operation. More specifically, a hybrid motion compensation device is connected to a rotary hydraulic winch of a hoisting system, However, by using the oil pressure as a power source of the hybrid motion compensating device and the rotary hydraulic winch, the system can be simplified and the position of the hybrid motion compensating device can be installed on the upper part of the drill floor instead of the upper part of the derrick, The present invention relates to a rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system capable of improving a ship's restoring force by lowering the center of gravity (COG) of a ship because it can be installed on a lower separate support structure.

최근 급격한 산업화로 인해 석유 및 가스와 같은 자원 사용량이 급등함에 따라 석유와 가스의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.Due to the recent rapid industrialization, the use of resources such as oil and gas has soared, and the stable production and supply of oil and gas has become a very important issue.

대륙 또는 연해에서의 유전은 이미 많은 시추가 이루어진바, 최근 수심이 깊은 심해에 위치한 유전의 개발에 관심이 집중되고 있으며, 이러한 심해 유전을 시추하기 위해서는 일반적으로 시추선(Drillship) 및 반잠수식 시추선(semi-submersible drilling Rig)이 이용된다.In the continental or coastal fields, much of the oil field has already been drilled. Recently, deepwater deep-sea oil fields have been focused on the development of oilfield drillships and semi-submersible drilling rigs semi-submersible drilling rig) is used.

시추선 및 반잠수식 시추선은 첨단 시추장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작된 해상 구조물로서, 해상 플랫폼의 설치가 어려운 심해 지역에서 원유나 가스 등의 채굴 작업이 가능하고, 일정 지점에서 시추를 종료하고 다른 지점으로 이동하여 다시 시추를 수행할 수 있다는 장점이 있다.The drill ship and semi-submersible drill ship is an offshore structure equipped with advanced drilling equipment and capable of sailing by its own power. It is capable of mining crude oil and gas in deep sea area where it is difficult to install an offshore platform, It is advantageous that the drilling can be terminated and the drilling can be carried out by moving to another point.

시추선 및 반잠수식 시추선은, 상하로 관통된 형태의 문풀(moonpool) 구조를 구비하고, 문풀 상부에 위치하며 시추장비를 구비하는 데릭(derrick)을 포함한다.The drill rig and the semi-submersible drill rig include a derrick having a moonpool structure in the form of an up-and-down penetration, located above the portal and equipped with drilling rigs.

해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추하기 위해서는 육상플랜트의 시추장비와는 달리 시추선 등은 시추선의 움직임을 보상하는 시스템(compensation system)이 필요하다.Unlike the drilling equipment of the onshore plant, drilling rigs require a compensation system to compensate for the motion of drilling rigs in order to drill oil and gas existing in the underground.

시추선이 해상 조건에 대해 영향을 받아 움직이는 경우, 선박은 병진운동(전후동요(surge), 좌우동요(sway), 상하동요(heave))과, 회전운동(횡동요(roll), 종동요(pitch), 선수동요(yaw))로 정의되는 선체운동을 하게 되며, 이러한 선체운동이 최소화되도록 설계하여 해저와 연결되는 시추장비들의 손상(damage)을 방지해야 한다.If the drill ship is affected by marine conditions and the ship is moving, the ship is subjected to translational movements (surge, sway, heave) and rotation (roll, pitch, ), And yaw (yaw)), and this hull movement should be minimized to prevent damage to drilling equipment connected to the seabed.

시추선의 상부 모듈(topside)인 시추 시스템(drilling system) 중 히브 보상 시스템(heave compensation system)은 선체의 상하 운동(heave motion)이 시추 작업에 미치는 영향을 최소화하기 위한 시스템으로, drill string compensator(DSC)와 능동 보상기(active heave compensator)(AHC)로 구성될 수 있으며, 큰 크기의 동력 전달에 적합한 유공압 제어(hydraulic and pneumatic control)를 사용한다. 이 중 능동 보상기(AHC)는 유압 제어(hydraulic control)를 사용하는데, 유압 실린더(hydraulic cylinder)와 서보 밸브(servo valve)를 구비한다.The heave compensation system in the drilling system, which is the topside of the drill ship, is a system to minimize the influence of the heave motion of the hull on the drilling operation. The drill string compensator (DSC ) And an active heave compensator (AHC), which use hydraulic and pneumatic control for large power transmission. Among them, the active compensator (AHC) uses a hydraulic control, which includes a hydraulic cylinder and a servo valve.

호이스팅 시스템(hoisting system)의 크라운 블록(crown block)의 위치 및 속도를 PD-control을 사용하여 서보 밸브의 신호로 입력하면, 이 신호로 서보 밸브가 유압 실린더로 들어가는 유량을 조절하여 유압 실린더가 크라운 블록에 가하는 힘이 제어되는 방식으로 시추선의 히브모션(상하 운동)의 영향을 감쇄하는 유압 제어력을 생성한다.When the position and speed of the crown block of the hoisting system is input to the servo valve signal using the PD-control, this signal controls the flow rate of the servo valve into the hydraulic cylinder, Generate hydraulic control force that attenuates the influence of the rigid line motion (vertical motion) in a way that the force applied to the crown block is controlled.

종래 호이스팅 시스템(traditional hoisting system)의 호이스팅 윈치(hoisting winch) 또는 드로웍스(drawworks)의 경우는, 그 동력원을 전기(電氣)를 사용하고, 수동 및 능동 히브 보상장치(Passive and Active Heave Compensator)는 유압(油壓)을 사용하므로, 호이스팅 시스템의 동력원이 전기와 유압으로 이원화되므로 시스템이 복잡해 지고, 보상장치의 위치가 특정 위치, 예를 들어 데릭의 상부에 설치되는 경우, 시추 깊이가 깊어지고 시추하고자 하는 유정의 압력이 높아짐에 따라 더 큰 대형용량의 히브 보상장치가 데릭 상부에 설치되기 때문에, 선박의 무게 중심(COG)이 높아져서 선박의 복원력 유지에 매우 불리한 단점이 있다.In the case of a hoisting winch or drawworks of a conventional hoisting system, the power source is a power source and a passive and active heave compensator ) Uses hydraulic pressure, so that the system is complicated because the power source of the hoisting system is diverted to electric and hydraulic pressure, and when the position of the compensation device is installed at a certain position, for example at the top of the derrick, As the pressure of the oil to be deepened and drilled is increased, a large-capacity heave compensation device is installed on the derrick, so that the center of gravity (COG) of the ship is increased, which is disadvantageous for maintaining the resilience of the ship.

국내 공개특허 제10-2014-0122794호Korean Patent Publication No. 10-2014-0122794

본 발명은 호이스팅 시스템의 회전식 유압 윈치에 보상장치의 역할을 하는 히브모션 보상장치를 연결 설치하되, 히브모션 보상장치와 회전식 유압 윈치의 동력원으로 유압(油壓)을 일원화하여 사용함으로써, 시스템을 간소화시키고, 히브모션 보상장치의 위치를 데릭의 상부가 아닌 드릴플로어 상부에 설치하거나 또는 드릴플로어 하부의 별도 서포트 구조물 위에 설치하므로, 선박의 무게 중심(COG)을 낮추어 선박의 복원력을 향상시킬 수 있는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention relates to a hoisting machine in which a hydraulic motion compensating device serving as a compensating device is connected to a rotary hydraulic winch of a hoisting system and the hydraulic pressure is unified as a power source of a hybrid motion compensating device and a rotary hydraulic winch, And it is possible to improve the restoring force of the ship by lowering the center of gravity (COG) of the ship by installing the position of the motion compensation device on the upper part of the drill floor rather than the upper part of the derrick, And to provide a rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시추 운전시 선박의 상하 운동(heave motion)을 보상하기 위한 히브모션 보상 시스템에 있어서, 하나 이상의 시브(sheave); 윈치 드럼을 구비하는 회전식 유압 윈치; 상기 시브에 걸쳐지고 상기 윈치 드럼을 후크 로드(hookload)에 연결하는 와이어 로프; 및 상기 회전식 유압 윈치에 유압(油壓)을 제공하고 선박의 상하 운동을 보상하기 위한 히브모션 보상장치; 를 포함하되, 상기 히브모션 보상장치와 상기 회전식 유압 윈치의 동력원으로 유압을 일원화하여 사용하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a heave motion compensation system for compensating for a heave motion of a ship during a drilling operation, the system comprising: at least one sheave; A rotary hydraulic winch having a winch drum; A wire rope spanning the sheave and connecting the winch drum to a hook load; And a hib motion compensating device for providing hydraulic pressure to the rotary hydraulic winch and compensating up and down movement of the ship; Wherein the hydraulic pressure is unified into a power source of the hybrid motion compensation device and the rotary type hydraulic winch.

히브모션 보상장치는 상기 와이어 로프의 배치와 상관없이 독립적으로 설치되도록 한다.The heave motion compensation device is installed independent of the arrangement of the wire rope.

상기 후크 로드는 탑 드라이브와 같은 시추설비를 포함한다.The hook rod includes drilling equipment such as a top drive.

유압을 제공하기 위하여 유압 유니트(HPU)가 상기 회전식 유압 윈치와 상기 히브모션 보상장치를 서로 연결하고, 상기 유압 유니트(HPU)에는 유압 어큐뮬레이터가 추가로 연결 설치된다.A hydraulic unit (HPU) connects the rotary hydraulic winch and the hybrid motion compensating device to each other to provide a hydraulic pressure, and a hydraulic accumulator is additionally connected to the hydraulic unit (HPU).

상기 회전식 유압 윈치는 드릴플로어 상에 설치될 수도 있고, 상기 회전식 유압 윈치는 메인 데크 상에 설치된 서포트 구조물 위에 설치될 수도 있다.The rotary hydraulic winch may be installed on a drill floor, and the rotary hydraulic winch may be installed on a support structure provided on the main deck.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 호이스팅 시스템의 회전식 유압 윈치에 보상장치의 역할을 하는 히브모션 보상장치를 연결 설치하되, 히브모션 보상장치와 회전식 유압 윈치의 동력원으로 유압(油壓)을 일원화하여 사용함으로써, 시스템을 간소화시키고, 히브모션 보상장치의 위치를 데릭의 상부가 아닌 드릴플로어 상에 설치하거나 또는 드릴플로어 하부의 별도 서포트 구조물 위에 설치하므로, 선박의 무게 중심(COG)을 낮추어 선박의 복원력을 향상시킬 수 있다.As described above, in the present invention, a rotary motion compensating device serving as a compensating device is connected to the rotary hydraulic winch of the hoisting system, and the hydraulic pressure is unified into the power source of the sheave motion compensating device and the rotary type hydraulic winch The system is simplified and the position of the motion compensation device is installed on the drill floor rather than on the top of the derrick or on a separate support structure under the drill floor so that the center of gravity of the ship is lowered, The restoring force can be improved.

또한, 본 발명에서는 히브모션 보상장치의 배치가 유압 회로로 연결되므로 레이아웃(layout) 구성이 매우 용이하다.In addition, in the present invention, the placement of the hybrid motion compensation device is connected by a hydraulic circuit so that a layout configuration is very easy.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템을 보인 정면도
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템을 보인 평면도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템을 보인 구성도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템에서 히브모션 보상을 설명하는 도면
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템을 보인 정면도1 is a front view showing a rotary hydraulic power winch type hybrid motion compensation system according to a first embodiment of the present invention;
2 is a plan view of a rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system according to a first embodiment of the present invention;
3 is a view showing a rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system according to the first embodiment of the present invention
4 is a view for explaining heave motion compensation in a rotary hydraulic power winch type hybrid motion compensation system according to the first embodiment of the present invention;
5 is a front view showing a rotary hydraulic power winch type hybrid motion compensation system according to the second embodiment of the present invention

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템에 대하여 설명한다.Hereinafter, a rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템을 보인 정면도, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템을 보인 평면도, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템을 보인 구성도, 및 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템에서 히브모션 보상을 설명하는 도면이다.Fig. 1 is a front view showing a rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system according to a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a plan view showing a rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system according to the first embodiment of the present invention, Fig. 3 is a configuration diagram showing a rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing a hybrid hydraulic compensation system in a rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system according to the first embodiment of the present invention Fig.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 히브모션 보상 시스템은 시추 운전시 선박의 상하 운동을 보상하기 위한 시스템으로서, 하나 이상의 시브(sheave)(110); 윈치 드럼(121)을 구비하는 회전식 유압 윈치(120); 상기 시브(110)에 걸쳐지고 상기 윈치 드럼(121)을 후크 로드(hookload)(140)에 연결하는 와이어 로프(130); 상기 회전식 유압 윈치(120)에 유압(油壓)을 제공하고 선박의 상하운동(heave motion)을 보상하기 위한 히브모션 보상장치(150)를 포함하되, 상기 히브모션 보상장치(150)와 상기 회전식 유압 윈치(120)의 동력원으로 유압을 일원화하여 사용할 수 있다.1 to 4, a hybrid motion compensation system according to the present invention is a system for compensating up and down movement of a ship during a drilling operation, comprising: at least one sheave 110; A rotary hydraulic winch 120 having a winch drum 121; A wire rope 130 spanning the sheave 110 and connecting the winch drum 121 to a hook load 140; And a heave motion compensating device 150 for providing an oil pressure to the rotary hydraulic winch 120 and compensating for the heave motion of the ship, The hydraulic pressure can be unified into a power source of the hydraulic winch 120 and used.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 히브모션 보상 시스템에 대하여 좀 더 구체적으로 설명한다.The hybrid motion compensation system according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템은 시추 해양구조물(1)의 드릴플로어(또는 플랫폼)(2)의 상부에 데릭(derrick)(3)이 수직으로 설치된다.1 to 4, a rotary hydraulic hydraulic winch type hybrid motion compensation system according to the first embodiment of the present invention includes a derrick (or platform) 2 on a drill floor (or platform) 2 of a drilling offshore structure 1, derrick 3 is installed vertically.

데릭(3)의 상부에는 하나 이상, 예를 들어 2개의 시브(도르래)(sheave)(110)가 회전 가능하게 설치된다.At the top of the derrick 3, at least one, for example two, sheaves 110 are rotatably installed.

호이스팅 시스템의 회전식 유압 윈치(120)는 드릴플로어(2) 상에 설치될 수 있다.The rotary hydraulic winch 120 of the hoisting system can be installed on the drill floor 2.

회전식 유압 윈치(120)는 와이어 로프(130)를 감거나 풀어주는 윈치 드럼(121), 윈치 드럼(121)에 연결되는 메인기어(122), 메인기어(122)의 외주에 치합(이맞물림)되는 다수의 구동기어(123), 및 구동기어(123)를 구동 또는 피동하기 위한 유압모터 펌프 겸용 구동부(124)를 구비한다.The rotary hydraulic winch 120 includes a winch drum 121 for winding or unwinding the wire rope 130, a main gear 122 connected to the winch drum 121, A plurality of driving gears 123 for driving and driving the driving gear 123, and a hydraulic motor pump driving unit 124 for driving or driving the driving gear 123.

유압모터 펌프 겸용 구동부(124)는 유압모터 모드의 경우 유압을 이용하여 구동기어(123)를 회전시킬 수 있고, 유압펌프 모드의 경우 후크 로드(140)에 의한 하중으로 유압이 발생할 수 있다. 회전식 유압 윈치(120)는 유압 라인과 연결되는 호이스팅 밸브 블록과 로워링 밸브 블록을 구비한다.The hydraulic motor pump driving unit 124 can rotate the driving gear 123 using the hydraulic pressure in the hydraulic motor mode and generate the hydraulic pressure due to the load by the hook rod 140 in the hydraulic pump mode. The rotary hydraulic winch 120 includes a hoisting valve block and a lowering valve block which are connected to the hydraulic line.

히브모션 보상장치(150)는 와이어 로프(130)의 배치와 상관없이 독립적으로 설치되도록 한다. 다시 말해서, 종전의 보상장치는 와이어 로프와 인접 설치되어야 하고 데릭의 상부에 설치되는 구성이었으나, 본 발명에서는 히브모션 보상역할을 하는 히브모션 보상장치(150)가 드릴플로어(3) 상에 설치되거나 또는 데릭(3)의 상단부보다 낮은 다른 위치에도 설치될 수 있다.The rigid motion compensating device 150 is installed independently of the arrangement of the wire ropes 130. In other words, the conventional compensation device should be installed adjacent to the wire rope and installed in the upper part of the derrick. However, in the present invention, the hybrid motion compensating device 150 acting as the hybrid motion compensating device is installed on the drill floor 3 Or at other positions lower than the upper end of the derrick 3.

본 발명에서 언급한 후크 로드(140)는 탑 드라이브와 같이 와이어 로프(130)의 끝단에 하중을 발생하는 탑 드라이브와 같은 시추설비 등을 모두 포함한다.The hook rod 140 referred to in the present invention includes a drilling facility such as a top drive that generates a load at the end of the wire rope 130, such as a top drive.

유압을 제공하기 위하여 유압 유니트(HPU: hydraulic power unit)(160)가 회전식 유압 윈치(120)와 히브모션 보상장치(150)를 유압 라인(유압회로)으로 연결하고, 유압 유니트(HPU)(160)에는 유압 어큐뮬레이터(170)가 연결 설치된다.A hydraulic power unit (HPU) 160 connects the rotary hydraulic winch 120 and the hybrid motion compensating apparatus 150 by a hydraulic line (hydraulic circuit) and a hydraulic unit (HPU) 160 A hydraulic accumulator 170 is connected and installed.

유압 유니트(160)와 유압 어큐뮬레이터(170) 사이에는 유압 라인(165)이 연결되고, 그 유압 연결 파이프(165)에는 개폐밸브(166)가 설치된다.A hydraulic line 165 is connected between the hydraulic unit 160 and the hydraulic accumulator 170 and an open / close valve 166 is installed in the hydraulic connection pipe 165.

유압 유니트(HPU)(160)는 다수의 유압 라인과 연결되는 호이스팅 밸브 블록과 로워링 밸브 블록을 구비한다.The hydraulic unit (HPU) 160 includes a hoisting valve block and a lowering valve block connected to a plurality of hydraulic lines.

히브모션 보상장치(150)의 밸브 블록(152)과 유압 유니트(HPU)(160)의 호이스팅 블록 사이에 유압 라인(153)이 연결되고, 그 유압 라인(153)에는 개폐밸브(154)가 설치된다. 도면에서 도면번호를 부여하는 않은 유압 라인은 통상적으로 유압 유니트(160)에 수반되는 공지(公知)의 유압회로이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.A hydraulic line 153 is connected between the valve block 152 of the hybrid motion compensating device 150 and the hoisting block of the hydraulic unit HPU 160 and the hydraulic line 153 is provided with an on- Respectively. In the drawings, a hydraulic line not assigned a reference numeral is a known hydraulic circuit which is usually accompanied by a hydraulic unit 160, so that a detailed description thereof will be omitted.

유압 유니트(160)는 모터(M)에 의해 구동하는 유압 펌프(161)를 구비하며, 유압 펌프(161)는 회전식 유압 윈치(120) 안으로 제공하는 유체의 유량을 제어하는 역할을 한다.The hydraulic unit 160 has a hydraulic pump 161 driven by the motor M and the hydraulic pump 161 serves to control the flow rate of the fluid supplied into the rotary hydraulic winch 120.

회전식 유압 윈치(120)의 유압모터 펌프겸용 구동부(124)는 유압 유니트(160)에서 제공하는 유압의 방향에 따라 정역방향으로 회전하면서 구동기어(123)를 정역방향으로 회전시킬 수 있다. 구동기어(123)의 정역방향 회전에 의해서 메인기어(122)가 윈치 드럼(121)을 정역방향으로 회전시키면서 와이어 로프(130)를 윈치 드럼(121)에 감거나 풀어주면서 후크 로드(140)를 들어올리거나 내리고, 또는 이를 통하여 히브모션을 보상하도록 한다.The hydraulic motor pump combined drive unit 124 of the rotary hydraulic winch 120 can rotate the drive gear 123 in the forward and reverse directions while rotating in the forward and reverse directions according to the direction of the hydraulic pressure provided by the hydraulic unit 160. The main gear 122 rotates the winch drum 121 in the forward and reverse directions by rotating the driving gear 123 in the forward and reverse directions and winds the wire rope 130 on the winch drum 121 or loosens the hook, Lift up or down, or compensate for the hive motion through it.

후크 로드(140)의 하강시, 유압 모터 겸용 구동부(124)가 유압 펌프로 동작하게 되면서 개폐 밸브(166)가 열리면서 일부 유압모터(162)를 작동시키게 하여 이에 연결된 발전기(G)에서 전기로 에너지 회생을 한다.When the hook rod 140 is lowered, the hydraulic motor driving unit 124 operates as a hydraulic pump, and the opening / closing valve 166 is opened to actuate a part of the hydraulic motor 162, Regenerate.

한편, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템을 보인 정면도이다.5 is a front view showing a rotary hydraulic power winch type hybrid motion compensation system according to a second embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템에서는, 회전식 유압 윈치(220)가 메인 데크(10) 상에 설치된 서포트 구조물(280) 위에 설치될 수도 있다.5, in the rotary hydraulic winch type hybrid motion compensation system according to the second embodiment of the present invention, the rotary hydraulic winch 220 is installed on the support structure 280 provided on the main deck 10 It is possible.

이와 같이 회전식 유압 윈치(220)가 메인 데크(10) 상에 설치된 서포트 구조물(280) 위에 설치되는 경우는, 드릴플로어(3) 상의 시추 작업공간을 더 넓게 활용할 수 있는 장점이 있다.When the rotary hydraulic winch 220 is installed on the support structure 280 provided on the main deck 10, there is an advantage that the drilling work space on the drill floor 3 can be utilized more widely.

이와 같이 구성된 제1 실시 예에 따른 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템에서, 유압 유니트(HPU)(160)는 모터(M)에 의해 구동하는 유압 펌프(161)를 구동하여서, 회전식 유압 윈치(120) 안으로 유압을 제공한다.In the rotary hydraulic power winch type hybrid motion compensation system according to the first embodiment configured as described above, the hydraulic unit (HPU) 160 drives the hydraulic pump 161 driven by the motor M to drive the rotary hydraulic winch 120 ). ≪ / RTI >

호이스팅(hoisting) 및 로워링(lowering) 시, 회전식 유압 윈치(120)의 호이스팅 밸브 블록 또는 로워링 밸브 블록으로 유압을 선택적으로 제공한다.And selectively provides hydraulic pressure to the hoisting valve block or the lowering valve block of the rotary hydraulic winch 120 when hoisting and lowering.

한편, 히브모션 보상시, 호이스팅 시스템(hoisting system)의 히브모션으로 인한 후크 로드(140)의 동하중 변동이 개방된 밸브 블록(152)을 통하여 유압 어큐뮬레이터(151)의 피스톤에 유압이 가해지게 되고, 연결된 공기 압력 용기(155)를 통하여 후크 로드(140)의 수동히브 보상(passive heave compensation)이 이루어진다.On the other hand, when the hybrid motion is compensated, hydraulic pressure is applied to the piston of the hydraulic accumulator 151 via the valve block 152 in which dynamic load fluctuation of the hook rod 140 due to the hip motion of the hoisting system is opened Passive heave compensation of the hook rod 140 is performed through the connected air pressure vessel 155.

회전식 유압 윈치(120)의 유압모터 펌프겸용 구동부(124)는, 유압 유니트(160)에서 제공하는 유압의 방향에 따라 정역방향으로 회전하면서 구동기어(123)를 정역방향으로 회전시킨다. 구동기어(123)의 정역방향 회전에 의해서 메인기어(122)가 윈치 드럼(121)을 정역방향으로 회전시키면서 와이어 로프(130)를 윈치 드럼(121)에 감거나 풀어주면서 히브모션을 보상한다.The hydraulic motor pump combined drive unit 124 of the rotary hydraulic winch 120 rotates the drive gear 123 in the forward and reverse directions while rotating in the forward and reverse directions in accordance with the direction of the hydraulic pressure provided by the hydraulic unit 160. The main gear 122 rotates the winch drum 121 in the forward and reverse directions by rotating the drive gear 123 in the forward and reverse directions to compensate for the hib motion by winding or releasing the wire rope 130 to or from the winch drum 121.

다시 말해서, 후크 로드(140)를 호이스팅(hoisting) 및 로워링(lowering) 정지 상태에서, 개폐밸브(154)가 개방(open)되면, 히브모션에 따른 후크 로드(140)의 동 하중 변동이 윈치 드럼(121)에 가해지고, 이 메카니컬 에너지(mechanical energy)는 회전식 유압 윈치(120)에서 유압 에너지(hydraulic energy)로 변환된다.In other words, when the open / close valve 154 is opened in the hoisting and lowering stopping states of the hook rod 140, the dynamic load fluctuation of the hook rod 140 due to the hip motion Is applied to the winch drum 121 and this mechanical energy is converted into hydraulic energy in the rotary hydraulic winch 120.

이 유압 에너지가 밸브 블록(152)에 연결된 히브모션 보상장치(150)와 유압 어큐뮬레이터(151)를 통해서 히브모션 보상이 수행되는 것이다.And the hib motion compensation is performed through the hydraulic motion compensator 150 and the hydraulic accumulator 151 which are connected to the valve block 152.

이상에서 설명한 바와 같이, 호이스팅 시스템의 회전식 유압 윈치에 히브모션 보상장치를 연결 설치하되, 히브모션 보상장치와 회전식 유압 윈치의 동력원으로 유압을 일원화하여 사용함으로써, 시스템을 간소화시키고, 히브모션 보상장치의 위치를 데릭의 상부가 아닌 드릴플로어 상에 설치하거나 또는 드릴플로어 하부의 별도 서포트 구조물 위에 설치하여서 선박의 무게 중심(COG)을 낮추어 선박의 복원력을 향상시킬 수 있다.As described above, the hybrid motion compensating device is connected to the rotary hydraulic winch of the hoisting system, and the hydraulic pressure is unified as the power source of the hybrid motion compensating device and the rotary type hydraulic winch to simplify the system, Can be installed on a drill floor, not on the upper part of the derrick, or on a separate support structure under the drill floor, so that the center of gravity (COG) of the ship can be lowered to improve the resilience of the ship.

또한, 본 발명에서는 히브모션 보상장치의 배치가 유압 회로로 연결되므로 레이아웃(layout) 구성이 매우 용이하다.In addition, in the present invention, the placement of the hybrid motion compensation device is connected by a hydraulic circuit so that a layout configuration is very easy.

2: 드릴플로어(또는 플랫폼)
3: 데릭(derrick)
110: 시브(sheave)
120: 회전식 유압 윈치
121: 윈치 드럼
122: 메인기어
123: 구동기어
124: 유압모터 펌프겸용 구동부
130: 와이어 로프
140: 후크 로드
150: 히브모션 보상장치
151: 유압 어큐뮬레이터
152: 밸브 블록
153: 유압 라인
154: 개폐밸브
155: 압력 용기
160: 유압 유니트(HPU: hydraulic power unit)
161: 유압펌프
162: 유압모터
165: 유압 라인
166: 개폐밸브
170: 유압 어큐뮬레이터
220: 회전식 유압 윈치
280: 서포트 구조물2: Drill Floor (or Platform)
3: Derrick
110: sheave
120: Rotary hydraulic winch
121: Winch drum
122: main gear
123: drive gear
124: Hydraulic motor pump combined driving unit
130: Wire rope
140: hook load
150: Hive motion compensation device
151: Hydraulic accumulator
152: Valve block
153: Hydraulic line
154: opening / closing valve
155: Pressure vessel
160: Hydraulic unit (HPU)
161: Hydraulic pump
162: Hydraulic motor
165: Hydraulic line
166: opening / closing valve
170: Hydraulic accumulator
220: Rotary hydraulic winch
280: Support structure

Claims (8)

시추 운전시 선박의 상하 운동을 보상하기 위한 히브모션(heave motion) 보상 시스템에 있어서,
하나 이상의 시브(sheave);
윈치 드럼을 구비하는 회전식 유압 윈치;
상기 시브에 걸쳐지고 상기 윈치 드럼을 후크 로드(hookload)에 연결하는 와이어 로프;
상기 회전식 유압 윈치에 유압을 제공하고 선박의 상하운동을 보상하기 위한 히브모션 보상장치;를 포함하되,
상기 히브모션 보상장치와 상기 회전식 유압 윈치의 동력원으로 유압을 사용하는 것을 특징으로 하는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템.1. A heave motion compensation system for compensating up and down movement of a ship during a drilling operation,
One or more sheaves;
A rotary hydraulic winch having a winch drum;
A wire rope spanning the sheave and connecting the winch drum to a hook load;
And a heave motion compensating device for providing hydraulic pressure to the rotary hydraulic winch and compensating up and down movement of the ship,
And the hydraulic pressure is used as a power source of the hybrid motion compensating device and the rotary hydraulic winch. 청구항 1에 있어서,
상기 히브모션 보상장치는 상기 와이어 로프의 배치와 상관없이 독립적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the heave motion compensating device is independently installed regardless of the arrangement of the wire ropes. 청구항 1에 있어서,
상기 회전식 유압 윈치는 상기 와이어 로프를 감거나 풀어주는 윈치 드럼;
상기 윈치 드럼에 연결되는 메인 기어;
상기 메인기어의 외주에 치합(이맞물림) 되는 다수의 구동기어; 및
상기 구동기어를 구동하기 위한 유압모터 펌프겸용 구동부; 를 포함하는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템.The method according to claim 1,
The rotary hydraulic winch includes a winch drum for winding or unwinding the wire rope;
A main gear connected to the winch drum;
A plurality of drive gears meshed with the outer periphery of the main gear; And
A driving unit for a hydraulic motor pump for driving the driving gear; A rotary hydraulic winch type hybrid motion compensating system. 청구항 2에 있어서,
상기 히브모션 보상장치는 드릴플로어 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템.The method of claim 2,
Wherein the heave motion compensating device is installed on a drill floor. 청구항 1에 있어서,
상기 후크 로드는 시추설비를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that the hook rod comprises a drilling rig. ≪ RTI ID = 0.0 > A < / RTI > 청구항 1에 있어서,
유압을 제공하기 위하여 유압 유니트(HPU)가 상기 회전식 유압 윈치와 상기 히브모션 보상장치를 연결하고, 상기 유압 유니트(HPU)에는 유압 어큐뮬레이터가 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the hydraulic unit (HPU) connects the rotary hydraulic winch and the hybrid motion compensating device to provide the hydraulic pressure, and a hydraulic accumulator is installed in the hydraulic unit (HPU). 청구항 1에 있어서,
상기 회전식 유압 윈치는 드릴플로어 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that the rotary hydraulic winch is installed on a drill floor. 청구항 1에 있어서,
상기 회전식 유압 윈치는 메인 데크 상에 설치된 서포트 구조물 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 유압 윈치 타입 히브모션 보상 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the rotary hydraulic winch is installed on a support structure provided on the main deck.
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