KR20210054345A - 호이스팅 장치 - Google Patents

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KR20210054345A KR1020190140394A KR20190140394A KR20210054345A KR 20210054345 A KR20210054345 A KR 20210054345A KR 1020190140394 A KR1020190140394 A KR 1020190140394A KR 20190140394 A KR20190140394 A KR 20190140394A KR 20210054345 A KR20210054345 A KR 20210054345A
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Abstract

단일 개의 호이스팅 윈치를 이용하여 두 개의 트레블링 블록을 제어하여 시추 공정의 연속성을 유지할 수 있게 하는 호이스팅 장치를 제공한다. 상기 호이스팅 장치는, 회전 축 상에 고정되어 설치되는 제3 회전체; 제3 회전체와 연결되며, 제3 회전체를 회전시키는 호이스팅 윈치; 회전 축 상에 설치되며, 클러치 기능이 있는 제1 회전체; 제1 회전체와 연결되는 제1 트레블링 블록; 회전 축 상에 설치되며, 클러치 기능이 있는 제2 회전체; 제2 회전체와 연결되는 제2 트레블링 블록을 포함하며, 제1 회전체와 회전 축 간 접속 여부 및 제2 회전체와 회전 축 간 접속 여부를 기초로 제1 트레블링 블록 및 제2 트레블링 블록 중 적어도 하나의 트레블링 블록을 제어한다.

Description

호이스팅 장치 {Hoisting apparatus}
본 발명은 호이스팅 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 시추선에 적용되는 호이스팅 장치에 관한 것이다.
데릭(Derrick)은 마스트(Mast)라고도 하며, 호이스팅 장치가 설치되는 지지 구조물을 말한다. 이러한 데릭에는 트레블링 블록(Travelling Block), 크라운 블록(Crown Block) 등이 있는데, 중량물을 권상시키는 움직 도르래 무리를 트레블링 블록이라고 하며, 고정 도르래 무리를 크라운 블록이라고 한다.
데릭에는 싱글 데릭(Single Derrick)과 듀얼 데릭(Dual Derrick)이 있다. 듀얼 데릭은 호이스팅 윈치(Hoisting Winch)와 드릴링 홀(Drilling Hole)(또는 웰(Well))이 각각 두 개씩 구성된 것을 말한다. 이러한 듀얼 데릭은 메인 웰(Main Well) 작업 중 이후 작업을 준비하여 싱글 데릭보다 시추 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있기 때문에, 최근에는 시추선에서 듀얼 데릭이 많이 이용되고 있다.
한국공개특허 제10-2019-0044250호 (공개일: 2019.04.30.)
시추선에서는 탑 드라이브에서 발생시킨 회전력으로 드릴 스트링을 회전시켜 해저 지층을 굴진하게 된다. 그런데 드릴 스트링이 해저로 일정 깊이를 파고 내려갔을 때 상단에 새로운 파이프를 추가로 연결시켜야 하며, 이러한 작업을 위해 잠시 시추 기능을 멈추는 순간이 발생한다.
그런데 이러한 불연속 공정은 시추공의 안정성을 저하시키고, 침전된 이수 및 커팅을 부유시키기 위한 추가 이수 순환 공정의 소요, 재시추시 피크 출력 발생 등 다양한 문제점을 야기시킬 수 있다. 따라서 공정이 멈추는 시간을 최대한 단축시키거나 없애기 위해 시추 공정의 연속성을 유지시킬 필요가 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 단일 개의 호이스팅 윈치를 이용하여 두 개의 트레블링 블록을 제어하여 시추 공정의 연속성을 유지할 수 있게 하는 호이스팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 호이스팅 장치의 일 면(aspect)은, 회전 축 상에 고정되어 설치되는 제3 회전체; 상기 제3 회전체와 연결되며, 상기 제3 회전체를 회전시키는 호이스팅 윈치(hoisting winch); 상기 회전 축 상에 설치되며, 클러치(clutch) 기능이 있는 제1 회전체; 상기 제1 회전체와 연결되는 제1 트레블링 블록; 상기 회전 축 상에 설치되며, 클러치 기능이 있는 제2 회전체; 상기 제2 회전체와 연결되는 제2 트레블링 블록을 포함하며, 상기 제1 회전체와 상기 회전 축 간 접속 여부 및 상기 제2 회전체와 상기 회전 축 간 접속 여부를 기초로 상기 제1 트레블링 블록 및 상기 제2 트레블링 블록 중 적어도 하나의 트레블링 블록을 제어한다.
상기 호이스팅 장치는, 상기 회전 축을 통해 상기 제1 회전체와 연결되며, 상기 제1 회전체에 유압을 공급하는 제1 유압 제공부; 및 상기 회전 축을 통해 상기 제2 회전체와 연결되며, 상기 제2 회전체에 유압을 공급하는 제2 유압 제공부를 더 포함하며, 상기 제1 회전체 및 상기 제2 회전체는 유압이 공급되는지 여부에 따라 클러치 기능을 작동시킬 수 있다.
상기 제1 트레블링 블록 및 상기 제2 트레블링 블록 모두를 제어하는 경우, 상기 제1 회전체 및 상기 제2 회전체를 상기 회전 축에 접속시키며, 상기 제1 트레블링 블록 및 상기 제2 트레블링 블록 중 어느 하나를 제어하는 경우, 상기 제1 회전체 및 상기 제2 회전체 중 해당 트레블링 블록과 연결되어 있는 회전체를 상기 회전 축에 접속시키고, 해당 트레블링 블록과 연결되어 있지 않은 회전체를 상기 회전 축에 접속 해제시킬 수 있다.
상기 제1 회전체 및 상기 제3 회전체는 상기 회전 축의 일측 상에 교대로 설치될 수 있다.
상기 호이스팅 윈치는 와이어 로프를 통해 상기 제3 회전체와 연결되며, 상기 제3 회전체는 상기 호이스팅 윈치가 와이어 로프를 감거나 풀 때 회전할 수 있다.
상기 제1 회전체, 상기 제2 회전체 및 상기 제3 회전체는 도르래일 수 있다.
상기 호이스팅 장치는 시추선에서 연속 시추 공정을 수행할 때에 단일 개의 웰(well)에 대하여 두 개의 트레블링 블록을 운영할 수 있다.
상기 제1 회전체, 상기 제2 회전체 및 상기 제3 회전체는 와이어 로프를 통해 상기 호이스팅 윈치, 상기 제1 트레블링 블록 및 상기 제2 트레블링 블록에 연결되며, 일정량의 와이어 로프가 감겨지도록 형성되어 로드 트랜스퍼 역할을 할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스팅 장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 호이스팅 장치를 구성하는 제1 크라운 블록의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 제1 크라운 블록을 구성하는 제1 회전체의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 4는 도 2의 제1 크라운 블록을 구성하는 제1 회전체의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 5는 도 1의 호이스팅 장치를 구성하는 제2 크라운 블록의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스팅 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 호이스팅 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 호이스팅 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
듀얼 데릭(dual derrick)은 각각의 웰(well)을 담당할 수 있도록 두 개의 드로웍스(drawworks) 즉, 두 개의 호이스팅 윈치(hoisting winch)를 필요로 한다. 웰은 드릴링 로드 홀(drilling rod hole)로서, 호이스팅(hoisting) 목적에 따라 메인 웰(main well)과 옥스 웰(aux well)로 구분될 수 있다.
본 발명에서는 시추선에서 연속 시추 공정을 수행할 때에 단일 개의 웰에 대하여 두 개의 트레블링 블록을 운영할 수 있는 호이스팅 장치에 대하여 설명한다. 이러한 호이스팅 장치는 연속 시추 공정 중 메인 웰을 타깃으로 할 수 있으며, transmission equalizer를 이용하여 옥스 웰의 호이스팅 윈치가 트레블링 블록 2를 담당하게 되고, 제1 트레블링 블록은 메인 웰에 있는 호이스팅 윈치가 담당하게 된다. 이하 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스팅 장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 호이스팅 장치(100)는 호이스팅 윈치(hoisting winch; 110), 제1 크라운 블록(first crown block; 120), 회전 축(shaft; 130), 제2 크라운 블록(second crown block; 140), 제1 트레블링 블록(first travelling block; 150) 및 제2 트레블링 블록(second travelling block; 160)을 포함하여 구성될 수 있다.
호이스팅 윈치(110)는 동력을 발생시켜 제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160)의 작동을 제어하는 것이다. 제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160)은 호이스팅 윈치(110)에 의해 발생된 동력을 이용하여 시추선에서 시추 작업을 할 때에 라이저(Riser), 드릴 파이프 등을 승강시키는 역할을 할 수 있다. 호이스팅 윈치(110)는 시추선의 데크(deck) 상에 설치될 수 있다.
호이스팅 윈치(110)는 로드 트랜스퍼(load transfer)로써 작용할 수 있다. 이러한 호이스팅 윈치(110)와 제1 트레블링 블록(150) 및 제2 트레블링 블록(160) 사이에는 다수의 회전체(도르래)가 배치될 수 있으며, 와이어 로프를 통해 상호 연결될 수 있다. 이때 다수의 회전체도 축을 이용하여 로드 트랜스퍼 역할을 할 수 있으며, 일정량의 와이어 로프가 호이스팅 윈치(110), 제1 트레블링 블록(150) 및 제2 트레블링 블록(160)에 연결된 회전체에 감겨져 있을 수 있다.
본 실시예에서는 호이스팅 장치(100)가 단일 개의 호이스팅 윈치(110)를 이용하여 제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160)을 제어할 수 있다. 이에 따라 본 실시예에서는 호이스팅 윈치(110)가 단일 개 구비될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 단일 개의 호이스팅 윈치(110)가 두 개의 트레블링 블록 즉, 제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160)을 제어하는 데에 그치지 않고, 세 개 이상의 트레블링 블록을 제어하는 것도 가능하다. 단일 개의 호이스팅 윈치(110)를 이용하여 세 개 이상의 트레블링 블록을 제어하는 방법은 이하 설명할 단일 개의 호이스팅 윈치(110)를 이용하여 두 개의 트레블링 블록(150, 160)을 제어하는 방법과 동일한 방식으로 수행될 수 있다.
제1 크라운 블록(120)은 호이스팅 윈치(110)에 의해 발생된 동력을 제1 트레블링 블록(150)에 전달하는 것이다. 이러한 제1 크라운 블록(120)은 트러스 구조를 가지는 타워 형상의 지지 구조물 즉, 데릭 상에 설치될 수 있다.
제1 크라운 블록(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 유압 제공부(210), 제1 회전체(220) 및 제3 회전체(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 도 1의 호이스팅 장치를 구성하는 제1 크라운 블록의 개략적인 구조를 도시한 도면이다. 이하 설명은 도 2를 참조한다.
제1 유압 제공부(210)는 제1 회전체(220)에 유압을 공급하는 것이다. 제1 유압 제공부(210)는 이를 위해 제1 파이프 부재(310)를 통해 제1 회전체(220)와 연결될 수 있다.
제1 파이프 부재(310)는 회전 축(130)의 내부에 소정의 길이와 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 제1 유압 제공부(210)는 이러한 제1 파이프 부재(310)를 통해 제1 회전체(220)의 제1 클러치(first clutch; 221)와 연결될 수 있다.
제1 유압 제공부(210)는 회전 축(130)의 일 단부에 결합되어 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 유압 제공부(210)는 회전 축(130)의 일 단부로부터 이격되어 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 제1 유압 제공부(210)와 제1 회전체(220)를 연결하는 제1 파이프 부재(310)는 회전 축(130)의 외부로 일부 노출될 수도 있다.
제3 회전체(230)는 회전 축(130) 상에 설치되는 것이다. 이러한 제3 회전체(230)는 호이스팅 윈치(110)에 의해 발생된 동력이 제1 트레블링 블록(150)에 전달될 수 있도록 제1 와이어 로프(first wire rope; 240)를 통해 호이스팅 윈치(110)와 연결될 수 있다.
제3 회전체(230)는 도르래(pulley)로 구현될 수 있다. 이러한 제3 회전체(230)는 클러치 기능을 하는 수단을 구비하지 않는다. 따라서 제3 회전체(230)는 회전 축(130)에 구속되어 항상 회전 축(130)과 함께 회전될 수 있다. 제3 회전체(230)는 고정 도르래로 구현될 수 있다.
제3 회전체(230)는 회전 축(130) 상에 복수 개 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 제3 회전체(230)가 회전 축(130) 상에 세 개 배치될 수 있으나, 본 실시예에서 제3 회전체(230)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 회전체(220)는 제3 회전체(230)와 함께 회전 축(130) 상에 설치되는 것이다. 이러한 제1 회전체(220)는 호이스팅 윈치(110)에 의해 발생된 동력이 제1 트레블링 블록(150)에 전달될 수 있도록 제2 와이어 로프(second wire rope; 250)를 통해 제1 트레블링 블록(150)과 연결될 수 있다.
제1 회전체(220)는 도르래로 구현될 수 있다. 이러한 제1 회전체(220)는 제1 클러치(221)를 구비한다. 따라서 제1 회전체(220)는 회전 축(130)에 구속되지 않을 수도 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 클러치(221)에 의해 제1 회전체(220)가 회전 축(130)에 접속되면, 제1 회전체(220)는 회전 축(130)에 구속되므로, 회전 축(130)과 동일 방향으로 회전할 수 있다. 제1 회전체(220)가 회전하면, 제2 와이어 로프(250)를 통해 제1 회전체(220)에 연결되어 있는 제1 트레블링 블록(150)은 중량물(예를 들어, 라이저, 드릴 파이프 등)을 승강시키는 역할을 할 수 있다.
도 3은 도 2의 제1 크라운 블록을 구성하는 제1 회전체의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이다. 도 3에서 (a)는 제1 회전체(220)를 측면에서 바라볼 때 그 단면 형상을 나타낸 것이고, (b)는 제1 회전체(220)를 정면에서 바라볼 때 그 단면 형상을 나타낸 것이다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 클러치(221)에 의해 제1 회전체(220)가 회전 축(130)에 접속 해제되면, 제1 회전체(220)는 회전 축(130)에 구속되지 않으므로, 회전 축(130)이 회전하더라도 제1 회전체(220)는 회전하지 않을 수 있다. 이 경우, 제1 트레블링 블록(150)은 기능 정지될 수 있다.
도 4는 도 2의 제1 크라운 블록을 구성하는 제1 회전체의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다. 도 4에서 (a)는 제1 회전체(220)를 측면에서 바라볼 때 그 단면 형상을 나타낸 것이고, (b)는 제1 회전체(220)를 정면에서 바라볼 때 그 단면 형상을 나타낸 것이다.
제1 회전체(220)는 회전 축(130) 상에 복수 개 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제1 회전체(220)가 회전 축(130) 상에 세 개 배치될 수 있으나, 본 실시예에서 제1 회전체(220)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 회전체(220)와 제3 회전체(230)는 힘의 균형을 위해 회전 축(130) 상에 교대로 배치될 수 있다. 이때 단일 개의 제1 회전체(220)와 단일 개의 제3 회전체(230)가 회전 축(130) 상에 교대로 배치될 수 있으며, 복수 개의 제1 회전체(220)와 복수 개의 제3 회전체(230)가 회전 축(130) 상에 교대로 배치되는 것도 가능하다. 복수 개의 제1 회전체(220)와 복수 개의 제3 회전체(230)가 회전 축(130) 상에 교대로 배치되는 경우, 동일 개수의 제1 회전체(220)와 제3 회전체(230)가 회전 축(130) 상에 교대로 배치될 수 있으며, 서로 다른 개수의 제1 회전체(220)와 제3 회전체(230)가 회전 축(130) 상에 교대로 배치되는 것도 가능하다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 복수 개의 제1 회전체(220)와 복수 개의 제3 회전체(230)가 분리되어 배치되는 것도 가능하다. 예를 들어, 일측에 복수 개의 제1 회전체(220)가 모두 배치되고, 타측에 복수 개의 제3 회전체(230)가 모두 배치될 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
제2 크라운 블록(140)은 호이스팅 윈치(110)에 의해 발생된 동력을 제2 트레블링 블록(160)에 전달하는 것이다. 이러한 제2 크라운 블록(140)은 제1 크라운 블록(120)과 마찬가지로 데릭 상에 설치될 수 있다.
제2 크라운 블록(140)은 회전 축(130)을 통해 제1 크라운 블록(120)과 연결될 수 있다. 제1 크라운 블록(120)과 제2 크라운 블록(140)은 예를 들어, 회전 축(130)의 양 단부에 결합될 수 있다. 제1 크라운 블록(120)과 제2 크라운 블록(140)은 이와 같이 설치되는 경우, 동일한 장소에 병렬로 배치될 수 있다.
제2 크라운 블록(140)은 도 5에 도시된 바와 같이 제2 유압 제공부(410) 및 제2 회전체(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 5는 도 1의 호이스팅 장치를 구성하는 제2 크라운 블록의 개략적인 구조를 도시한 도면이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.
제2 유압 제공부(410)는 제2 회전체(420)에 유압을 공급하는 것이다. 제2 유압 제공부(410)는 이를 위해 제2 파이프 부재(320)를 통해 제2 회전체(420)와 연결될 수 있다.
제2 파이프 부재(320)는 회전 축(130)의 내부에 소정의 길이와 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 제2 유압 제공부(410)는 이러한 제2 파이프 부재(320)를 통해 제2 회전체(420)의 제2 클러치(second clutch; 421)와 연결될 수 있다.
제2 유압 제공부(410)는 회전 축(130)의 타 단부에 결합되어 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 유압 제공부(410)는 회전 축(130)의 타 단부로부터 이격되어 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 제2 유압 제공부(410)와 제2 회전체(420)를 연결하는 제2 파이프 부재(320)는 회전 축(130)의 외부로 일부 노출될 수도 있다.
제2 회전체(420)는 회전 축(130) 상에 설치되는 것이다. 이러한 제2 회전체(420)는 호이스팅 윈치(110)에 의해 발생된 동력이 제2 트레블링 블록(160)에 전달될 수 있도록 제3 와이어 로프(third wire rope; 430)를 통해 제2 트레블링 블록(160)과 연결될 수 있다.
제2 회전체(420)는 도르래로 구현될 수 있다. 이러한 제2 회전체(420)는 제2 클러치(421)를 구비한다. 따라서 제2 회전체(420)는 회전 축(130)에 구속되지 않을 수도 있다.
구체적으로, 제2 클러치(421)에 의해 제2 회전체(420)가 회전 축(130)에 접속되면, 제2 회전체(420)는 도 3에 도시되어 있는 제1 회전체(220)와 같이 회전 축(130)에 구속되므로, 회전 축(130)과 동일 방향으로 회전할 수 있다. 제2 회전체(420)가 회전하면, 제3 와이어 로프(430)를 통해 제2 회전체(420)에 연결되어 있는 제2 트레블링 블록(160)은 중량물(예를 들어, 라이저, 드릴 파이프 등)을 승강시키는 역할을 할 수 있다.
한편, 제2 클러치(421)에 의해 제2 회전체(420)가 회전 축(130)에 접속 해제되면, 제2 회전체(420)는 도 4에 도시되어 있는 제1 회전체(220)와 같이 회전 축(130)에 구속되지 않으므로, 회전 축(130)이 회전하더라도 제2 회전체(420)는 회전하지 않을 수 있다. 이 경우, 제2 트레블링 블록(160)은 기능 정지될 수 있다.
제2 회전체(420)는 회전 축(130) 상에 복수 개 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 제2 회전체(420)가 회전 축(130) 상에 세 개 배치될 수 있으나, 본 실시예에서 제2 회전체(420)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
제1 트레블링 블록(150)은 제1 크라운 블록(120)을 통해 호이스팅 윈치(110)에 의해 발생된 동력을 제공받아 중량물을 승강시키는 것이다. 이러한 제1 트레블링 블록(150)은 시추선에서 데릭 상에 설치될 수 있다.
제1 트레블링 블록(150)은 메인 웰(main well)을 담당할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 트레블링 블록(150)은 옥스 웰(aux well)을 담당하는 것도 가능하다.
제2 트레블링 블록(160)은 제2 크라운 블록(140)을 통해 호이스팅 윈치(110)에 의해 발생된 동력을 제공받아 중량물을 승강시키는 것이다. 이러한 제2 트레블링 블록(160)은 제1 트레블링 블록(150)과 마찬가지로 시추선에서 데릭 상에 설치될 수 있다.
제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160)은 지지 구조물 상에서 동일 높이에 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160)은 지지 구조물 상에서 서로 다른 높이에 설치되는 것도 가능하다.
한편, 제2 트레블링 블록(160)은 제1 트레블링 블록(150)과 서로 다른 웰을 담당할 수 있다. 예를 들어, 제1 트레블링 블록(150)이 메인 웰을 담당하면 제2 트레블링 블록(160)은 옥스 웰을 담당할 수 있으며, 제1 트레블링 블록(150)이 옥스 웰을 담당하면 제2 트레블링 블록(160)은 메인 웰을 담당할 수 있다.
이상 도 1 내지 도 5를 참조하여 호이스팅 장치(100)의 구조에 대하여 설명하였다. 이하에서는 호이스팅 장치(100)의 작동 방법에 대하여 설명한다.
먼저 도 6 내지 도 10을 참조하여 제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160)을 모두 작동시키는 방법에 대하여 설명한다. 도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스팅 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 유압 제공부(210)가 제1 회전체(220)에 유압을 공급한다. 그러면 도 7에 도시된 바와 같이 제1 회전체(220)의 제1 클러치(221)가 제1 회전체(220)의 제1 바디(222)에 접속되며, 이에 따라 제1 회전체(220)는 회전 축(130)에 연결된다.
마찬가지로, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 유압 제공부(410)가 제2 회전체(420)에 유압을 공급한다. 그러면 도 9에 도시된 바와 같이 제2 회전체(420)의 제2 클러치(421)가 제2 회전체(420)의 제2 바디(422)에 접속되며, 이에 따라 제2 회전체(420)는 회전 축(130)에 연결된다.
이후, 도 10에 도시된 바와 같이 호이스팅 윈치(110)가 제3 회전체(230)를 작동시킨다. 이때 호이스팅 윈치(110)는 제1 와이어 로프(240)를 감거나 풀음으로써 제3 회전체(230)를 일 방향으로 회전시키거나 타 방향으로 회전시킬 수 있다.
제3 회전체(230)가 회전하면, 제3 회전체(230)를 고정하고 있는 회전 축(130)이 함께 회전하며, 이에 따라 커플링을 통해 회전 축(130)에 고정되는 제1 회전체(220)와 제2 회전체(420)도 회전한다.
그러면, 제1 회전체(220)와 제2 회전체(420)의 회전에 따라 발생되는 동력이 제2 와이어 로프(250)와 제3 와이어 로프(430)를 통해 제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160)으로 전달되며, 이에 따라 제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160)이 모두 작동할 수 있다.
다음으로 제1 트레블링 블록(150)과 제2 트레블링 블록(160) 중 어느 하나를 작동시키는 방법에 대하여 설명한다. 먼저 도 11 내지 도 13을 참조하여 제1 트레블링 블록(150)만 작동시키는 방법에 대하여 설명한다. 도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 호이스팅 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 유압 제공부(210)가 제1 회전체(220)에 유압을 공급한다. 그러면 도 7에 도시된 바와 같이 제1 회전체(220)의 제1 클러치(221)가 제1 회전체(220)의 제1 바디(222)에 접속되며, 이에 따라 제1 회전체(220)는 회전 축(130)에 연결된다.
반면, 도 11에 도시된 바와 같이 제2 유압 제공부(410)는 제2 회전체(420)에 유압을 공급하지 않는다. 그러면 도 12에 도시된 바와 같이 제2 회전체(420)의 제2 클러치(421)는 제2 회전체(420)의 제2 바디(422)에 접속되지 않으며, 이에 따라 제2 회전체(420)는 회전 축(130)에 연결 해제된다.
이후, 도 13에 도시된 바와 같이 호이스팅 윈치(110)가 제3 회전체(230)를 작동시킨다. 제3 회전체(230)가 회전하면, 제3 회전체(230)를 고정하고 있는 회전 축(130)이 함께 회전하며, 이에 따라 커플링을 통해 회전 축(130)에 고정되는 제1 회전체(220)도 회전한다. 이때 회전 축(130)에 커플링되지 않은 제2 회전체(420)는 회전하지 않는다.
이후, 제1 회전체(220)의 회전에 따라 발생되는 동력이 제2 와이어 로프(250)를 통해 제1 트레블링 블록(150)으로 전달되며, 이에 따라 제1 트레블링 블록(150)은 작동하며, 제2 트레블링 블록(160)은 작동하지 않는다.
다음으로 도 14 내지 도 16을 참조하여 제2 트레블링 블록(160)만 작동시키는 방법에 대하여 설명한다. 도 14 내지 도 16은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 호이스팅 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 유압 제공부(410)가 제2 회전체(420)에 유압을 공급한다. 그러면 도 9에 도시된 바와 같이 제2 회전체(420)의 제2 클러치(421)가 제2 회전체(420)의 제2 바디(422)에 접속되며, 이에 따라 제2 회전체(420)는 회전 축(130)에 연결된다.
반면, 도 14에 도시된 바와 같이 제2 유압 제공부(410)는 제1 회전체(220)에 유압을 공급하지 않는다. 그러면 도 15에 도시된 바와 같이 제1 회전체(220)의 제1 클러치(221)는 제1 회전체(220)의 제1 바디(222)에 접속되지 않으며, 이에 따라 제1 회전체(220)는 회전 축(130)에 연결 해제된다.
이후, 도 16에 도시된 바와 같이 호이스팅 윈치(110)가 제3 회전체(230)를 작동시킨다. 제3 회전체(230)가 회전하면, 제3 회전체(230)를 고정하고 있는 회전 축(130)이 함께 회전하며, 이에 따라 커플링을 통해 회전 축(130)에 고정되는 제2 회전체(420)도 회전한다. 이때 회전 축(130)에 커플링되지 않은 제1 회전체(220)는 회전하지 않는다.
이후, 제2 회전체(420)의 회전에 따라 발생되는 동력이 제3 와이어 로프(430)를 통해 제2 트레블링 블록(160)으로 전달되며, 이에 따라 제2 트레블링 블록(160)은 작동하며, 제1 트레블링 블록(150)은 작동하지 않는다.
이상 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명한 본 발명을 정리하여 보면 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 트랜스미션 이퀄라이저(Transmission Equalizer)를 이용한 호이스팅 로드 트랜스퍼(Hoisting Load Transfer) 방법이다. 하나의 윈치로 축을 이용한 로드 트랜스퍼(Load Transfer)로 메인 웰/옥스 웰(Main/Aux Well)에 대한 호이스팅(Hoisting)이 가능하다.
둘째, 본 발명은 기존 듀얼 데릭에 설치된 두 개의 호이스팅 윈치를 이용한 연속 시추용 호이스팅 시스템 구성 방법에 관한 것이다. 연속 시추 적용을 위해 별도의 호이스팅 윈치(Hoisting winch)를 추가하지 않고, 기존의 듀얼 데릭에 설치된 두 개의 호이스팅 윈치를 활용하여 연속 시추 적용이 가능하다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 호이스팅 장치 110: 호이스팅 윈치
120: 제1 크라운 블록 130: 회전 축
140: 제2 크라운 블록 150: 제1 트레블링 블록
160: 제2 트레블링 블록 210: 제1 유압 제공부
220: 제1 회전체 221: 제1 클러치
222: 제1 바디 230: 제3 회전체
240: 제1 와이어 로프 250: 제2 와이어 로프
410: 제2 유압 제공부 420: 제2 회전체
421: 제2 클러치 422: 제2 바디
430: 제3 와이어 로프

Claims (7)

  1. 회전 축 상에 고정되어 설치되는 제3 회전체;
    상기 제3 회전체와 연결되며, 상기 제3 회전체를 회전시키는 호이스팅 윈치;
    상기 회전 축 상에 설치되며, 클러치(clutch) 기능이 있는 제1 회전체;
    상기 제1 회전체와 연결되는 제1 트레블링 블록;
    상기 회전 축 상에 설치되며, 클러치 기능이 있는 제2 회전체;
    상기 제2 회전체와 연결되는 제2 트레블링 블록을 포함하며,
    상기 제1 회전체와 상기 회전 축 간 접속 여부 및 상기 제2 회전체와 상기 회전 축 간 접속 여부를 기초로 상기 제1 트레블링 블록 및 상기 제2 트레블링 블록 중 적어도 하나의 트레블링 블록을 제어하는 호이스팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 축을 통해 상기 제1 회전체와 연결되며, 상기 제1 회전체에 유압을 공급하는 제1 유압 제공부; 및
    상기 회전 축을 통해 상기 제2 회전체와 연결되며, 상기 제2 회전체에 유압을 공급하는 제2 유압 제공부를 더 포함하며,
    상기 제1 회전체 및 상기 제2 회전체는 유압이 공급되는지 여부에 따라 클러치 기능을 작동시키는 호이스팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 트레블링 블록 및 상기 제2 트레블링 블록 모두를 제어하는 경우, 상기 제1 회전체 및 상기 제2 회전체를 상기 회전 축에 접속시키며,
    상기 제1 트레블링 블록 및 상기 제2 트레블링 블록 중 어느 하나를 제어하는 경우, 상기 제1 회전체 및 상기 제2 회전체 중 해당 트레블링 블록과 연결되어 있는 회전체를 상기 회전 축에 접속시키고, 해당 트레블링 블록과 연결되어 있지 않은 회전체를 상기 회전 축에 접속 해제시키는 호이스팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 회전체 및 상기 제3 회전체는 상기 회전 축의 일측 상에 교대로 설치되는 호이스팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 회전체, 상기 제2 회전체 및 상기 제3 회전체는 와이어 로프를 통해 상기 호이스팅 윈치, 상기 제1 트레블링 블록 및 상기 제2 트레블링 블록에 연결되며, 일정량의 와이어 로프가 감겨지도록 형성되어 로드 트랜스퍼 역할을 하는 호이스팅 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 회전체, 상기 제2 회전체 및 상기 제3 회전체는 도르래인 호이스팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 호이스팅 장치는 시추선에서 연속 시추 공정을 수행할 때에 단일 개의 웰(well)에 대하여 두 개의 트레블링 블록을 운영할 수 있는 호이스팅 장치.
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